JPH1129952A - コンクリート構造物およびその電気防食方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】防食構造が簡素なだけでなく現場での防食施工
が容易で、しかもコスト的に有利なコンクリート構造物
とそれの電気防食方法を提案すること。 【解決手段】コンクリート構造物のコンクリート表面に
被覆したバックフィル層を介して陽極とする鋼板を取り
付け、その陽極鋼板に対しコンクリート構造物中の鋼製
コンクリート補強材を陰極として接続し、外部電源によ
り直流防食電流を通じるように構成されたコンクリート
構造物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中もしくは地
上、または海上に構築されるコンクリート構造物および
その電気防食方法に関し、とくにコンクリート構造物に
用いられる鉄筋、構造用鋼材、金網等の鋼製コンクリー
ト補強材 (以下、「鉄筋等」という) の腐食を防止する
ための電気防食技術に関するものであり、鉄筋等の腐食
によるコンクリート構造物の破壊を有効に防止しようと
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンクリート構造物の劣化、とく
に橋梁に使用されている鉄筋等の鋼製補強材が腐食する
ことによる劣化が大きな問題となっている。これは建・
構築後の経過年数が長い構造物が多くなったことにもよ
るが、鉄筋等の腐食を防止する対策が充分にとられてい
なかったためでもある。特に、コンクリートのアルカリ
度が低下しやすい河川あるいは海岸に構築されたコンク
リート構造物や、コンクリートの細骨材として塩化物を
含む海砂を用いたコンクリート構造物等においては、鉄
筋等の腐食が激しく、さらに腐食によって発生する鉄錆
の膨張によりコンクリート自体が破壊されるという問題
点があった。

【０００３】従来、コンクリート構造物中の鋼製コンク
リート補強材の防食方法としては、電気防食法が最も有
効であると言われている。その電気防食法には、流電防
食法と外部電源防食法とがあり、次にあげるような方法
がよく知られている。

【０００４】例えば、流電防食法の例としては、コンク
リート構造物の外表面に亜鉛合金の薄板を張って、これ
を犠牲陽極とし、コンクリート構造物中の鉄筋等を陰極
として、両者の間を導線で接続して防食を行う方法があ
る (「コンクリート構造物の電気防食法」研究委員会報
告書、1994年10月、pp105-109)。ただし、この従来防食
技術は、亜鉛板が軟弱なため、これをコンクリート構造
物に取り付けた場合、亜鉛板が自力によってその形状を
保持することが困難で、自重によって変形あるいは脱落
しないように外枠等を用いて強固に補強しなければなら
ず、この補強構造のためにコストがかかりすぎるのが欠
点である。一方、その亜鉛を、溶射によってコンクリー
ト構造物の表面に亜鉛 (Zn) を被覆し、その亜鉛の皮膜
を犠牲陽極とする方法も試みられているが、この方法も
現場施工が困難なことと、亜鉛の付着力を高めるための
構造にかかるコストが大きいのが欠点である。

【０００５】また、一般的な電気防食法の例としては、
コンクリート構造物の表面に白金めっきしたチタン網を
張り、その上をセメントモルタル層で覆ってチタン網を
保持し、合金めっきしたチタン網を不溶性陽極とし、コ
ンクリート構造物中の鉄筋等を陰極として、その間に外
部電源により直流電流を流して防食を行う方法がある
(「コンクリート構造物の電気防食法」研究委員会報告
書、1994年10月、pp99-105) 。これらの従来防食法は、
高価な金属である白金を用いているためコストが高くな
り、通電面積の小さい網状の陽極としているのが欠点で
ある。

【０００６】次に、外部電源防食法の例としては、コン
クリート構造物の外表面にカーボン粉等の導電性粉末を
練り込んだ導電塗料を塗り、あるいはコンクリート表面
より若干内側に埋め込んだ形で導電塗料をチャンネルを
格子状に作り、これを不溶性陽極とし、コンクリート構
造物中の鉄筋等を陰極として、その間に外部電流によっ
て直流電流を流して防食を行う方法がある (「コンクリ
ート構造物の電気防食法」研究委員会報告書、1994年10
月、pp92-99)。ただし、この防食方法は、コンクリート
表面に塗られ、あるいは埋め込まれた導電塗料が経時変
化によって劣化し、クラックを生じて塗膜が破壊され、
いわゆる断線状態となって電流の流れない状態が起こり
やすく、信頼性に劣るという欠点がある。また、コンク
リートの面に深い溝を掘って導電塗料を埋め込み伝導体
としているが、この工事のためにコストが高くなる欠点
がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、防食
構造が簡素なだけでなく現場での防食施工が容易で、し
かもコスト的に有利なコンクリート構造物とそれの電気
防食方法を提案することにある。本発明の他の目的は、
防食効果と寿命に優れ、保守・管理と外観の綺麗なコン
クリート構造物とその電気防食方法を提案することにあ
る。本発明のさらに他の目的は、コンクリート構造物の
破壊を未然に防止できる技術を開発し提案することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題について鋭意研
究した結果、発明者は、新たにコンクリート構造物の外
表面に鋼板を取り付け、この鋼板を陽極とし、かつコン
クリート構造物中の鉄筋等の鋼製コンクリート補強材を
陰極として、その両極の間に外部電源を使って直流防食
電流を通電して鉄筋等の防食を行う方法に想到した。

【０００９】即ち、本発明は、コンクリート構造物のコ
ンクリート表面に被覆したバックフィル層を介して犠牲
陽極とする鋼板を取り付け、その陽極鋼板に対しコンク
リート構造物中の鋼製コンクリート補強材を陰極として
接続し、外部電源により直流防食電流を通じるように構
成されたコンクリート構造物である。

【００１０】本発明においては、陽極として用いる鋼板
として、一般構造用鋼材を用いることが好ましい。本発
明においては、陽極として用いる鋼板として、ステンレ
ス鋼材を用いることが好ましい。本発明においては、上
記鋼板表面の外気にさらされる部位には、樹脂塗料を被
覆塗装することが好ましい。

【００１１】また、本発明は、コンクリート構造物のコ
ンクリート中に埋設した鋼製コンクリート補強材の防食
に当たり、該コンクリート構造物の表面に設けたバック
フィル層の外面に陽極とする鋼板を取り付け、その陽極
鋼板に対しコンクリート中の鋼製コンクリート補強材を
陰極とし、その両極間に外部電源を使って直流防食電流
を通電することを特徴とするコンクリート構造物の電気
防食方法である。

【００１２】なお、本発明は、新たに建設されるコンク
リート構造物に適用するだけでなく、防食処理が施され
ていない古いコンクリート構造物にも適用が可能なコン
クリートの結束防止技術を提案しており、コンクリート
構造物の破壊を有効に防止することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、コンクリート構造物の
防食を考えるに当たり、コンクリートの被覆材料を選択
する際、アルカリ性の環境において化学的に安定で、機
械的強度も充分にあり、しかも施工性の優れた材料とし
て鋼板に着目して、しかもこれを電気防食の犠牲陽極材
料として使用する技術を確立した。即ち、コンクリート
表面の被覆材を兼ねた陽極として、鋼板を使用すると強
度が大きいことから、亜鉛板で必要とするような外枠等
の保持機構が不要となり、それ自身で自立する構造の陽
極として良好に機能させることができる。

【００１４】本発明のコンクリート構造物は、コンクリ
ートの表面と鋼板との間にはバックフィル層を設ける。
そして、その鋼板を陽極とする一方、コンクリート中に
埋設した鉄筋等の鋼製コンクリート補強材を陰極とし、
その両極の間を外部電源を使って電気的に接続して直流
電流を流すように構成する。このような防食構造にする
と、コンクリート内の鉄筋を容易に防食電位に保持する
ことができる。なお、本発明のようなコンクリート構造
物にすれば、外観を調べたり鋼板を打診することによ
り、陽極材としての鋼板の損傷程度を容易に確認するこ
とができ、新規の陽極との取り替えを経済的かつ容易
に、しかも低コストでできるから、いわゆる保守管理が
容易である。

【００１５】なお、本発明においては、一般構造用圧延
鋼板 (例えば SS400) を陽極として使用しても、バック
フィル層２の高アルカリ性の環境において、比較的耐久
性があり、しかも他の材料と比べて安価で、寿命も長く
経済的である。とくに、鋼板としてステンレス鋼板 (例
えば、SUS304, SUS316) を陽極として使用する場合、前
記SS400 に比べ約５倍の価格となるが、バックフィル層
を設けることで高アルカリ性の環境においても化学的に
安定で、不溶性陽極に近い耐久性があり、しかも外観が
いつまでも美麗であるから塗装も不要となる。

【００１６】

【実施例】本発明にかかるコンクリート構造物の構成例
とそれの電気防食法について、河口付近の海岸に架設さ
れる、例えば橋梁の鉄筋コンクリート橋脚例にて説明す
る。本発明のコンクリート構造物は、図１に示すよう
に、橋脚のコンクリート１の表面に、ベントナイト、硫
酸カルシウム、消石灰よりなる導電材を塗布して約10mm
のバックフィル層２を下地形成し、このバックフィル層
２の表面を、厚さ３mmの例えば、一般構造用鋼板(SUS40
0)３を使って液密に被覆する。そして、この鋼板３をあ
らかじめコンクリート層１に打ち込んでおいた一般構造
用鋼のアンカー４の頭部に溶接して、水面より上の前記
橋脚部分を覆った。さらにその鋼板３の外面を美麗な外
観とするためエポキシ塗料５で被覆塗装する。

【００１７】上記のような構成において、橋脚のコンク
リート１中の鉄筋６を照合電極１０を介して電圧計１１
および外部電源９に導線７を使って接続する。一方、鋼
板３には導線８を接続し、これを外部電源９に接続して
直流電流(0.5 mA/m²) を通電するように構成し、前記鉄
筋を防食電位 (陰分極値＞100 mV) に保持して電気防食
を行った。

【００１８】なお、あらかじめコンクリート橋脚 (もし
くは構造物) 中の鉄筋６に照合電極１０を密接して埋め
込み、コンクリート構造物のコンクリート１中の鉄筋６
と照合電極１０を導線７, ８で電圧計１１に接続して防
食電位をモニターした。

【００１９】発明者が行った試験によれば、防食を開始
して３年経過した後、当該橋脚の防食部の一部のコンク
リートをはずし、内部の鉄筋を露出させて腐食状況を調
べたところ、新たな錆の発生は全く認められず、良好な
防食状況を示していた。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の実施によ
って、比較的簡単で堅牢な構造の防食性に優れたコンク
リート構造物が得られる。また、保守管理が容易で、か
つ充分な防食を達することができる。また、本発明によ
れば、防食コストの大きな低減を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の防食コンクリート構造物の一部を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ コンクリート ２ バックフィル層 ３ 鋼板 ４ アンカー ５ エポキシ塗膜 ６ 鉄筋 ７, ８ 導線 ９ 外部電源 １０ 照合電極 １１ 電圧計

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物のコンクリート表面
   に被覆したバックフィル層を介して陽極とする鋼板を取
   り付け、その陽極鋼板に対しコンクリート構造物中の鋼
   製コンクリート補強材を陰極として接続し、外部電源に
   より直流防食電流を通じるように構成されたコンクリー
   ト構造物。
2. 【請求項２】 陽極として用いる鋼板が、一般構造用鋼
   材であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリー
   ト構造物。
3. 【請求項３】 陽極として用いる鋼板が、ステンレス鋼
   材であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリー
   ト構造物。
4. 【請求項４】 上記鋼板表面の外気にさらされる部位に
   は、樹脂塗料を被成したことを特徴とする請求項１に記
   載のコンクリート構造物。
5. 【請求項５】 コンクリート構造物のコンクリート中に
   埋設した鋼製コンクリート補強材の防食に当たり、該コ
   ンクリート構造物の表面に設けたバックフィル層の外面
   に陽極とする鋼板を取り付け、その陽極鋼板に対しコン
   クリート中の鋼製コンクリート補強材を陰極とし、その
   両極間に外部電源を使って直流防食電流を通電すること
   を特徴とするコンクリート構造物の電気防食方法。