TW201319367A - 輔助陽極、使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可實現如下電氣防蝕之輔助陽極、使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法，該電氣防蝕可儘可能地減少施工現場之作業量，將通電之電壓抑制為較低，由水或氯化合物之電解引起之氣體產生較少。本發明於成形為片狀之導電層11之一面上貼合電解質成形為片狀且具有可貼合於導電層11及被防蝕體4之表面層3上之黏著力的第1電解質層12，由此形成輔助陽極10，將該輔助陽極10使用該第1電解質層12而貼合於被防蝕體4之表面層3上，從而構成防蝕構造1。

Description

輔助陽極、使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法

本發明係關於一種用於由混凝土層所覆蓋之鋼筋等之防蝕之輔助陽極、使用其之混凝土構造物的防蝕構造及混凝土構造物的防蝕方法。

已知有藉由使電流自設置於混凝土表面附近之電極(陽極)流向混凝土中之鋼筋等鋼材，而使鋼材之電位降低至不腐蝕之電位，從而抑制鋼材腐蝕之進行的電氣防蝕。作為電氣防蝕，已知有外部電源方式及流電陽極(galvanic anode)。

外部電源方式係利用導體將直流電源裝置之正極連接於輔助陽極，並將負極連接於防蝕之鋼材而製作電路，使防蝕電流自輔助陽極流向鋼材之陰極防蝕。

流電陽極方式係利用導體將包含氧化還原電位低於作為電氣防蝕對象之鋼材之物質，例如鋅、鎂、鋁等卑金屬或該等之合金之流電陽極(犧牲陽極)與鋼材連接，替代鋼材而使流電陽極之金屬離子化，藉此防止鋼材之腐蝕者。即，將防蝕之鋼材作為陰極，將氧化還原電位低於鋼材之物質作為陽極而完成電池，藉由兩極間之電位差使防蝕電流流向鋼材之方法。

然而，流電陽極方式存在如下問題：由於隨時間經過而消耗氧化還原電位較低之物質，故而必需定期交換流電陽極。

另一方面，外部電源方式由於將鈦網、鈦柵、鈦桿等耐蝕性較高之輔助陽極設置於混凝土之表面或於表面設置溝或孔而設置該等，並利用砂漿固定，故而無需定期交換輔助陽極，但存在耐蝕性較高之輔助陽極價格昂貴，於成本方面不利，且施工較麻煩之問題。

又，亦有於混凝土面上間隔地安裝鉑鈦線，利用導電性之塗料塗佈混凝土整個面之方法，但存在如下問題：由於導電塗膜與混凝土之接觸面之電位分佈不均，故而容易因電化學反應使導電塗膜劣化而剝落。

針對此類問題，近年來，提出有著眼於維護混凝土構造物時用於增強時之碳纖維，利用碳纖維或碳粉末之防蝕方法。

例如，專利文獻1中提出有如下鋼筋混凝土構造物之電氣防蝕方法：將於內側貼附難以通過鹽分及水分的具有特定之透氣性之材料，並於其內側貼附碳纖維之不織布或塗佈有碳粉末之片材，進而於其內側塗佈有無收縮砂漿之保護罩安裝至鋼筋混凝土構造物之外表面，並於保護罩之端部將耐蝕性較高之金屬與上述片材連接而作為陽極側之通電點，於適當部位之混凝土中設置孔，將金屬連接至鋼筋而作為陰極側之通電點。

又，於專利文獻2中，提出有將碳纖維片材經由導電性接著劑而貼附於包含設置於混凝土內之鋼材的既存之混凝土構造物之表面上，並以將鋼材設為陰極、將碳纖維片材設為 陽極之方式通電之防蝕方法。

而且，於專利文獻3中，針對專利文獻2之提案難以自由地調整導電性接著劑之導電性及接著強度之情況，提出有以如下方式通電之防蝕方法：將於混凝土構造物表面與碳纖維片材之間區分配置用以接著二者之接著劑層及導電性高於該接著劑之導電性材料層而成的防蝕增強混凝土組裝體之鋼材作為陰極，將碳纖維片材作為陽極。

而且，作為輔助此等提案之手段，亦可併用回填料(backfill)。例如於專利文獻4中，提出有含有吸水性樹脂及鹼性水溶液且為凝膠狀之混凝土構造物之電氣防蝕用回填料。根據該提案，即便於長時間通電之情況下，仍可防止回填料之漏液、離子傳導性及保水性良好、顯示優異之鹼緩衝作用、且可賦予通電性能之降低較少之壽命特性。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-27607號公報

[專利文獻2]日本專利特開平11-200516號公報

[專利文獻3]日本專利特開2004-27709號公報

[專利文獻4]日本專利特開2008-127678號公報

然而，專利文獻1之提案係利用砂漿將通氣性之碳系片材 接著至混凝土上，並使藉由電化學反應而產生之氧氣或氯氣等氣體逸出至外部者，但其存在如下問題：通電時於碳系片材與砂漿之界面發生電解而產生氣體，故而於砂漿中形成裂紋或龜裂，碳系片材變得容易剝落。因此，於專利文獻1之提案中，以螺絲固定FRP(Fiber-reinforced plastic，纖維強化塑膠)模框等剛性保護罩而固定碳系片材。藉此，碳系片材不會剝落，但隨著時間經過，因所產生之氣體導致碳系片材與砂漿之接著變得不充分，密接度降低而使電流難以流通，故而為確保既定之防蝕電流，必需施加較高之電壓。

另一方面，專利文獻2之提案係將碳纖維片材經由導電性接著劑而貼附於混凝土構造物之表面上，故而可獲得可靠性高於利用砂漿接著之接著力。而且，藉由碳纖維片材之導電性，可使進行電氣防蝕時之混凝土表面之電位分佈變得均勻，減少氯氣等之產生，故而即便不提高通電之電壓亦可防蝕。

然而，若為提高導電性而提高導電性接著劑中之碳或金屬之導電性粒子之含有率，則接著力降低，若為提高接著力而減少導電性接著劑中之碳或金屬之導電性粒子之含有率，則導電性降低。因此，難以自由地調整導電性接著劑之導電性及接著強度。

解決專利文獻2之提案之問題的專利文獻3提出，將用以接著混凝土構造物表面及碳纖維片材之接著劑層、及導電性 高於該接著劑之導電性材料層區分配置。即，將接著劑層及導電層設置為條紋狀，故而可在一定程度上自由調整導電性接著劑之導電性及接著強度。

然而，於存在導電層之部分及不存在導電層之部分中，混凝土表面之電位分佈變得不均勻，為獲得防蝕所必需之既定之電流，必需在一定程度上提高施加之電壓。

又，將接著劑層及導電層設置為條紋狀之作業為現場施工，對於在橋樑之橋面等構造物之背面實施處理之情況較多之防蝕工事而言，必需於頭頂進行作業，施工極其繁雜，並不現實。

而且，即便於專利文獻1~3之任一提案中均可將碳系片材接著至混凝土層表面，但當由自外部電源之正極供給之電流引起的正電荷之移動變化為於混凝土中藉由離子傳導而輸送至鋼筋之正電荷之移動時，混凝土與導電性接著劑之界面之能量障壁較大。於由該障壁引起電化學極化，使防蝕所必需之既定電流流通之情況下，所施加之電壓變高。因此，於專利文獻1~3之任一提案中，均難以進行將通電之電壓抑制為較低，由水或氯化合物之電解引起之氣體產生較少的電氣防蝕。

又，於專利文獻1~3之任一提案中，接著混凝土表面及碳系片材之作業均主要為現場施工，必需一面考慮砂漿或接著劑之乾燥或硬化時間一面推進作業。根據情形，亦有必須 等待至砂漿或接著劑乾燥或硬化為止之情況。又，於對橋樑之橋面等背面實施處理之情況較多之防蝕工事中，現場施工容易變成繁重勞動。

而且，即便使用例如專利文獻4所記載之回填料，但回填料本身並不具有增強混凝土表面與碳系片材之接著之功能。因此，於長時間之通電中，混凝土表面與陽極之密接程度降低，電化學極化增大，無法避免施加電壓之上升。又，由於追加有將外側容器固定至混凝土構造物表面而填充回填料之作業，故而無助於施工現場之作業量之減少。

本發明係鑒於上述情況而成者，其課題在於提供一種可實現如下電氣防蝕之輔助陽極、使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法，該電氣防蝕可儘可能地減少施工現場之作業量，將通電之電壓抑制為較低，由水或氯化合物之電解引起之氣體產生較少。

本發明之發明者等人為解決上述問題，對進行電氣防蝕時混凝土表面之電位分佈均勻，且將電子向外部電源之移動效率良好地轉換為混凝土中之陽離子移動之輔助陽極進行了銳意研究。其結果，想到使用具有可貼合於混凝土表面之黏著力的成形為片狀之電解質層。例如，導電性水凝膠(以下有時稱作「水凝膠」)等凝膠電解質之片材可藉由較混凝土豐富之凝膠之溶劑(於水凝膠之情形時為水)所含之離子而 減小與導電層之界面中之電化學極化。而且，可藉由構成凝膠電解質之樹脂基質之黏著性而將輔助陽極貼合於混凝土之表面。藉此，凝膠電解質與混凝土層之密接性變高，故而離子易傳導。又，可減少設置輔助陽極時施工現場之作業量。本發明之發明者等人獲得此等見解而完成本發明。

本發明提供以下輔助陽極。

(1)一種輔助陽極，其特徵在於：其於成形為片狀之導電層之一面上貼合有電解質成形為片狀且具有可貼合於上述導電層及被防蝕體之表面層上之黏著力的第1電解質層。

(2)如(1)之輔助陽極，其中上述導電層包含碳素材。

(3)如(2)之輔助陽極，其中碳素材擔載於纖維基材或薄膜基材上。

(4)如(3)之輔助陽極，其中碳素材為碳粉末。

(5)如(1)至(4)中任一項之輔助陽極，其中上述導電層具有多個可使氣體透過之連通孔。

(6)如(1)至(5)中任一項之輔助陽極，其中上述導電層具有多個可使離子透過之連通孔，進而於上述導電層之另一面上貼合有電解質成形為片狀且具有可貼合於上述導電層上之黏著力的第2電解質層。

(7)如(1)至(6)中任一項之輔助陽極，其中上述導電層或第2電解質層之外表面由保護層所覆蓋。

又，本發明提供以下之混凝土構造物的防蝕構造及混凝土 構造物的防蝕方法。

(8)一種混凝土構造物的防蝕構造，其特徵在於：其使用第1電解質層將如(1)至(7)中任一項之輔助陽極貼合於混凝土構造物之表面，並將上述輔助陽極之上述導電層連接於外部電源之正極，將外部電源之負極連接於被防蝕體。

(9)一種混凝土構造物的防蝕方法，其特徵在於：其使用如(8)之混凝土構造物的防蝕構造，於上述輔助陽極之上述導電層與被防蝕體之間施加電壓而流通防蝕電流。

根據(1)之輔助陽極，由於將電解質成形為片狀且具有可貼合於上述導電層及被防蝕體之表面層上之黏著力的第1電解質層貼合於導電層之一面上，而形成積層構造，故而可使用第1電解質層之未貼合導電層之面將輔助陽極貼合於被防蝕體之表面層。藉此，可大幅地減少用以設置輔助陽極之施工現場之作業量。

又，成形為片狀之導電層及成形為片狀之凝膠電解質以較廣之面積均勻密接，藉此進行電氣防蝕時之被防蝕體之表面層的電位分佈變得均勻。又，藉由較混凝土豐富之電解質之離子，可使自外部電源之電荷移動效率良好地轉換為電解質之離子傳導，故而可減小電化學極化。其結果為：由於可將施加於輔助陽極之電壓設定為較低，故而可減少由水或氯化合物之電解引起之氣體之產生。

又，本發明之輔助陽極10即便施加之電壓較小亦可獲得防蝕效果，故而即便不使用必需昂貴且設置繁雜之電源裝置之商用電源，亦可藉由使用太陽電池、燃料電池或乾電池等獨立電源而實現防蝕。

進而，本發明之輔助陽極10係於與混凝土之接點採用電解質層，故而不會與異物直接接觸。因此，本發明之輔助陽極可減小短路或電蝕之影響。

根據(2)之輔助陽極，除(1)之輔助陽極之效果以外，亦可不將昂貴之鈦等耐蝕性較高之金屬用於輔助陽極，故而於成本方面有利。又，由於碳素材較金屬輕，故而可使輔助陽極變輕。

根據(3)之輔助陽極，除(2)之輔助陽極之效果以外，亦可使碳素材擔載於合成樹脂之基材上，故而耐蝕性較高，可實現導電性之調整及低成本化。

根據(4)之輔助陽極，除(3)之輔助陽極之效果以外，亦可使用廉價之碳粉末，故而於成本方面有利。

根據(5)之輔助陽極，除(1)~(4)之輔助陽極之效果以外，上述導電層具有多個可使氣體透過之連通孔，故而於流通較大之電流而防蝕之情況下，可使產生於與第1電解質層之界面之氣體逸出。藉此，可防止導電層自第1電解質層部分剝離。因此，對於腐蝕進行之鋼筋，若作為第一階段，施加流通較大電流之電壓而制止腐蝕，並形成有鈍態皮膜，則作為 第二階段，可施加由水或電解質之電解引起之氣體產生較少的電壓而進行防蝕。

根據(6)之輔助陽極，除(1)~(5)之輔助陽極之效果以外，進而於上述導電層之未貼合第1電解質層之另一面上貼合有固體化為片狀之第2電解質層，故而可使導電層之兩面與電解質層密接。藉此，於導電層之兩面電子傳導轉換為離子傳導，故而可進一步減小電化學極化。

根據(7)之輔助陽極，除(1)~(6)之輔助陽極之效果以外，可不降低輔助陽極之操作性或施工性而防止導電層或第2電解質層之物理損傷、污染、雨或飛來鹽分等之滲入。

根據(8)之防蝕構造，除與(1)~(7)之輔助陽極相同之效果以外，防蝕工事之施工較容易，施工現場之作業量大幅減少，可實現無輔助陽極剝落之虞之混凝土構造物之防蝕。

根據(9)之防蝕方法，除與(8)之防蝕構造相同之效果以外，即便於將較大之電流用於防蝕之情況下，仍可將施加之電壓抑制為較低，故而可長時間進行穩定之電氣防蝕。

以下，基於較佳之實施形態，參照圖式說明本發明。

於圖1中模式性地表示本發明之輔助陽極10之一例及使用其之混凝土構造物的防蝕構造之第1形態例。

本形態例之使用輔助陽極10之混凝土構造物的防蝕構造1係將第1電解質層12貼合於混凝土層3之表面而設置輔 助陽極10。而且，使用電路佈線6將外部電源5之正極連接於輔助陽極10之導電層11，使用電路佈線6將外部電源5之負極連接於被防蝕體4而形成防蝕電路。

再者，所謂「貼合」，係指物體彼此藉由黏著或接著而一體化。所謂黏著，係指以可實現有意之界面剝離但於自然狀態下不剝離之接著強度將物體彼此一體化。所謂接著，係指以無法實現界面剝離之接著強度將物體彼此一體化。

導電層11係將由外部電源5所供給之電流均勻地供給至第1電解質層12之表面的面狀電極。導電層11係將對通電時產生之氧氣或氯氣等氣體及電解質溶液之耐久性(耐蝕性)較高之材料成形為片狀而成者。

作為用於導電層11之耐蝕性較高之材料，可舉出鉑、鈦、鎳、鉛或不鏽鋼等金屬及碳素材。

於耐蝕性較高之金屬之中，鈦之耐蝕性優異，輕且柔軟，故而較佳。不鏽鋼於成本方面有利，故而較佳。不鏽鋼或鈦若鍍敷有鉑或釕，則耐蝕性及導電性優異，故而更佳。

於將金屬用於導電層11之情況下，可使用將金屬箔、金屬帶、金屬纖維之織布或延展金屬(expand metal)等金屬網等成形為片狀者。具有開口之金屬帶或金屬網較輕且成本較低，但存在與第1電解質層之接著強度低劣之情況。因此，用於導電層11之金屬較佳為金屬箔。

於使用金屬箔之情況下，其厚度只要考慮獲取容易度、剛 性、重量、成本等而決定即可。例如，於使用鈦箔之情況下，其厚度較佳為20 μm~500 μm。於使用不鏽鋼箔之情況下，其厚度較佳為10 μm~300 μm。若厚於此範圍，則導電層變得過重，長期使用時有可能自第1電解質層剝離。又，剛性較高而難以加工。又，於彎曲面對輔助陽極施工時，難以追隨彎曲面。

再者，於使用金屬帶之情況下，為拓寬寬度，可並列使用數條。於此情況下，較佳為預先將金屬帶彼此利用導電體電性連接。

用於導電層11之耐蝕性較高之材料中，碳素材較輕，且亦容易賦予柔軟性，藉由調整可同時實現導電性之確保及低成本化，故而較佳。

於將碳素材用於導電層11之情況下，可使用將石墨加工為片狀而成之石墨片材、將有機纖維碳化而成之碳纖維之織布、不織布、編布等包含具有導電性之碳素材之片材、具有導電性之混抄紙、於薄膜基材或織布、不織布、編布、紙等片狀之纖維基材中塗佈或含浸有碳之短纖維或碳粉末等具有導電性之碳素材的片材。於碳纖維之片材中，纖維之一部分亦可不為碳纖維。

此處，所謂塗佈，係指使碳素材主要附著於薄膜基材或纖維基材之表面，所謂含浸，係指使碳素材附著於纖維基材之表面，且滲透至內部。然而，於碳素材附著於纖維基材之表 面時，碳素材亦滲透至纖維基材之間隙之情況較多。於本發明中，較佳為藉由碳素材之滲透使導電層11之導電性變高，故而無需嚴格區分塗佈及含浸。以下，有時包括含浸在內而表示為「塗佈」。

若使用塗佈有碳素材之碳塗佈片材作為導電層11，則於成本方面有利，且導電性之調整較容易，故而較佳。

碳塗佈片材之擔載碳素材之薄膜基材或纖維基材的材料可使用金屬、碳素材、合成樹脂、玻璃、棉、麻、羊毛或絹等。

此等之中，包含金屬之基材之導電性優異，故而較佳，但存在被通電時產生之氧氣或氯氣等氣體及電解質溶液(電解液)所腐蝕之情況。因此，必需使用耐蝕性較高之鉑或鈦等，於成本方面不利。因此，若碳塗佈片材將碳素材擔載於合成樹脂之基材上，則耐蝕性較高，且可實現導電性之調整及低成本化，故而較佳。

包含於纖維基材上塗佈有碳素材之碳塗佈片材之導電層(以下有時稱作「纖維導電層」)藉由纖維基材表面之凹凸使導電層11與第1電解質層12之接觸面積增大，故而較佳。而且，於第1電解質層12使用具有黏著性，柔軟且對凹凸之追隨性優異之凝膠電解質層之情況下，凝膠之一部分滲入至纖維基材之間隙，密接性增大。藉此，凝膠電解質可將自外部電源5之正極供給之正電荷效率良好地離子化而接 受，並利用離子傳導使其效率良好地移動至被防蝕體4之表面層3。又，以纖維基材之間隙成為可使氣體透過之連通孔之方式塗佈碳素材，藉此可使防蝕時使用較大電流時所產生之氣體自纖維基材之間隙逸出。

作為纖維導電層之纖維基材，可使用將金屬纖維或碳纖維等導電性纖維、及玻璃纖維、動物性纖維、植物性纖維、合成樹脂纖維等非導電性纖維加工為織布、不織布、編布、紙等片材而成之纖維基材。

包含金屬纖維之纖維基材之導電性優異，但存在伴隨電解質溶液或氣體之產生經時地被腐蝕之情況。於此類情況下，較佳為塗佈耐蝕性優異之碳素材。於此情況下，纖維導電層整體具有導電性，故而導電性較高。

於纖維導電層之纖維基材之中，包含合成樹脂纖維之纖維基材之耐蝕性較高，故而較佳。

作為構成成為纖維基材之合成樹脂纖維之樹脂，可舉出：聚對苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN，polyethylene naphthalate)等聚酯樹脂；聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluorethylene)或乙烯-四氟乙烯共聚合體(ETFE，ethylene-tetralfluorethylene)等氟系樹脂；丙烯酸系樹脂；聚乙烯(PE，polyethylene)或聚丙烯(PP，polypropylene)等聚烯烴樹脂；尼龍等聚醯胺樹脂、四乙醯纖維素(TAC，tetraacetyl cellulose)；聚酯碸(PES)；聚苯硫 醚(PPS，polyphenylene sulfide)；聚碳酸酯(PC，polycarbonate)；聚芳酯(PAr，polyarylate)；聚碸(PSF，polysulfone)；聚醚醯亞胺(PEI，polyetherimide)；聚縮醛；聚醯亞胺系聚合體；聚醚碸等。

包含於薄膜基材上塗佈有碳素材之碳塗佈片材之導電層(以下有時稱作「薄膜導電層」)可精度良好地控制碳素材之塗佈量，故而較佳。又，碳素材不會透過至薄膜背面側，故而可利用通用之簡易塗佈裝置進行塗佈。

然而，若基材為薄膜，則有難以較厚地塗佈碳素材之情況。於此種情況下，亦可於薄膜之兩面塗佈碳素材。於此情況下，較佳為將薄膜製成多孔性，或利用導電膠帶連接表背面而導通表背面之碳塗佈層。又，亦可將纖維基材埋設至碳塗佈層中而增強碳塗佈層。

薄膜導電層根據薄膜基材之不同而有難以使氣體透過之情況。通常，於防蝕時施加2 V以下之較小電壓之情況下，氣體之產生量極小，所產生之氣體透過薄膜基材，故而不成問題。然而，於為對腐蝕進行之鋼筋實施防蝕而必需可進行脫鹽處理或再鹼化之電流量之情況下，藉由在薄膜導電層中設置多個貫通孔15，可使產生之氣體逸出。於此情況下，貫通孔15之內徑只要可使氣體透過則越小越好。然而，由於對基材薄膜及碳塗佈層兩者進行穿孔，故較佳為製成例如0.1~1 mm左右之大小以不發生堵塞。又，於碳塗佈層之厚 度較大之情況下，較佳為亦相對地增大貫通孔15之徑。

於形成貫通孔15時，可採用使用衝頭衝壓、雷射光線、熱針或冷針之穿孔等公知之方法。較之使用熱針或冷針之穿孔，利用衝頭之衝壓穿孔可獲得徑相對較大之孔。於使用冷針之穿孔中，孔之周圍成為不規則地裂開之狀態，難以成為明確之開孔，但氣體可透過。於使用雷射光線或熱針之熔融穿孔中，孔之周緣熔融固化而成為明確之開孔，即便以較高之密度設置孔，導電層11之強度降低亦相對較小，故而較佳。

貫通孔15之形狀可製成圓形、橢圓形、正方形、長方形、多角形、不定形、其他任意形狀。

作為用於薄膜導電層之薄膜基材，就耐蝕性優異且向薄膜之成形較容易之方面而言，較佳為樹脂薄膜。作為形成樹脂薄膜之樹脂，可舉出與上述構成纖維基材之樹脂相同之樹脂。

用於薄膜導電層之薄膜基材之厚度只要可確保物理強度則無限制，通常可設為10 μm~100 μm左右。

塗佈於纖維導電層及薄膜導電層之基材上之碳素材較佳為包含導電性碳之碳粉末。

作為導電性碳，例如可使用石墨；科琴黑、熱碳黑、乙炔黑、槽黑、爐黑等各種碳黑；奈米碳管等。此等之中，就導電性較高之方面而言，較佳為石墨、科琴黑及奈米碳管。尤 佳為廉價且具有較高之導電性之石墨。再者，碳粉末亦可包含碳之短纖維。

藉由使用碳素材作為導電性粒子，若與將鉑或金等貴金屬用於導電性粒子之情形相比則較廉價，若與將鎳或鋅等卑金屬用於導電性粒子之情形相比則化學穩定性優異。藉此，可提高包含纖維導電層或薄膜導電層之導電層11對電解質溶液或伴隨電流之產生之經時腐蝕的耐久性。

作為將碳素材塗佈於纖維基材或薄膜基材之方法，例如可舉出使碳粉末或碳之短纖維等分散於有機溶劑或水等溶劑中而製成糊狀，將獲得之碳漿藉由例如浸漬、凹版塗佈、棒式塗佈、網版塗佈等塗佈方法進行塗佈並使其乾燥之方法。為提高碳素材之分散性，亦可於碳漿中調配分散劑等添加物。又，為容易地進行塗佈作業及塗佈層之形成，亦可於碳漿中調配樹脂成分作為黏合劑。黏合劑之添加量越多，對塗佈層之形成越佳，但有於溶劑揮發時殘留於導電層11中，故而阻礙導電性粒子彼此之接觸之情況。因此，碳漿較佳為考慮導電性而調配黏合劑。

第1電解質層12係包含具有正負電荷之離子的固體化為片狀之電荷移動層。第1電解質層12中所包含之離子移動，或電荷於該等離子間移動，藉由離子傳導使電荷移動。作為用於第1電解質層12之主要電解質，可舉出於樹脂基質中保持有電解質溶液之凝膠電解質、於樹脂基質中保持有包含 咪唑嗡離子、吡啶嗡離子等陽離子、及BF₄ ^-、PF₆ ^-等陰離子之離子液體(有機室溫熔融鹽)之離子凝膠或於聚醚系樹脂中保持有如雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰(LiTFSI)之鋰鹽的本徽聚合體電解質等聚合體電解質。

該等之中，凝膠電解質之離子傳導度較高，且易賦予柔軟性，故而較佳。凝膠電解質係藉由聚合體添加、油凝膠化劑添加、包含多官能單體類之聚合、聚合體之交聯反應等而使電解質於樹脂基質中凝膠化(固體化)者。

第1電解質層12係使輔助陽極10貼合於混凝土層或塗料皮膜等存在於被防蝕體4之表面之具有離子透過性之表面層3上，並且將由自外部電源5之正極供給至導電層11之電流引起的電子移動(電子傳導)轉換為離子傳導，而將電荷移送至被防蝕體4之表面層3之層。若第1電解質層12係作為柔軟之黏著劑層之凝膠電解質，則於將輔助陽極10貼合於被防蝕體4之表面層，例如混凝土層3之情況下，可使電解質層之一部分進入混凝土層3之微小凹凸中，從而使電解質層以較高之接著強度及較廣之接觸面積與其接觸而貼合，故而較佳。

用於第1電解質層12之凝膠電解質層之厚度並無特別限制，較佳為設為100 μm~1000 μm。第1電解質層12即便厚於此範圍亦無特別問題，但於成本方面不利。若第1電解質層12薄於此範圍，則會有黏著力不足之情況。又，凝膠 電解質中之電解質溶液被混凝土層3所吸收時，會有電荷之移動能力下降之情況。

用於第1電解質層12之凝膠電解質較佳為於使聚合性單體與交聯性單體共聚合而成之樹脂基質內保持有溶劑及電解質鹽、較佳為進而保持有濕潤劑的具有黏著性之導電性高分子凝膠電解質。高分子凝膠電解質必需可於高分子鏈彼此物理或化學地鍵結而成之高分子鏈之立體網狀構造中保持作為液體之溶劑等，並維持形狀。

用於第1電解質層12之高分子凝膠電解質藉由適當設計高分子立體網狀構造，可形成柔軟之高分子立體網狀構造之骨架(樹脂基質)。具有此種骨架之高分子凝膠電解質具有適度之凝集力，且對被著體表面之濕潤良好，故而可使與被著體物之接觸部分於分子水準下接近。又，藉由高分子凝膠電解質之適度之凝集力可對凝膠賦予壓縮強度、拉伸強度，故而可藉由相互之分子間力獲得較高之接著性。

為提高凝集力，用於第1電解質層12之高分子凝膠電解質之樹脂基質較佳為預先藉由交聯劑實施交聯處理，或者使聚合性單體及交聯性單體聚合而交聯。高分子鏈進行立體交聯所成之樹脂基質的保持溶劑或濕潤劑之能力優異。藉此，可於樹脂基質內以於分子水準下溶解之狀態保持電解質鹽。

作為形成樹脂基質之聚合性單體，只要為分子內具有1個具有聚合性之碳-碳雙鍵之單體，則無特別限制。例如可 舉出：(甲基)丙烯酸酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸、丁烯酸、(聚)乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(聚)甘油(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸衍生物；(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙基(甲基)丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、N,N-二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺、第三丁基丙烯醯胺磺酸等(甲基)丙烯醯胺衍生物及其鹽；N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺等N-乙烯基醯胺衍生物；乙烯基磺酸、烯丙基磺酸等磺酸系單體及其鹽等。再者，(甲基)丙烯酸意指丙烯酸或甲基丙烯酸。

作為與聚合性單體聚合而交聯之交聯性單體，較佳為使用分子內具有2個以上具有聚合性之雙鍵之單體。具體而言，可舉出：亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺、伸乙基雙(甲基)丙烯醯胺、N,N-亞甲基雙丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺等多官能(甲基)丙烯醯胺系單體；(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯等多官能(甲基)丙烯酸酯系單體；四烯丙氧基乙烷；二烯丙基氯化銨等。該等之中，較佳為多官能(甲基)丙烯醯胺系單體，更佳為N,N-亞甲基雙丙烯醯胺。再者，該等交聯性單體可單獨使用，亦可併用二種以上。

作為交聯性單體之含量，較佳為相對於使聚合性單體及交聯性單體聚合交聯而成之樹脂基質100重量份，為0.005~10重量份。若樹脂基質中之交聯性單體之含量較少，則會有連結主鏈間之網狀交聯點較少，無法獲得保形性優異之高分子凝膠電解質之情況。若交聯性單體之含量較多，則連結主鏈間之網狀交聯點增多，可獲得表觀上保形性較高之高分子凝膠電解質，但會有高分子凝膠電解質變脆，容易產生由拉伸力或壓縮力引起之高分子凝膠電解質之切斷或破壞。又，會有由於交聯點之增加使聚合體主鏈疏水化，難以穩定地保持封入至網狀構造中之溶劑而容易發生滲出之情況。

為提高高分子凝膠電解質之保持溶劑或濕潤劑之能力或凝集力，亦可於預先聚合之樹脂基質內重新含浸聚合性單體及交聯性單體，再次聚合而形成使不同之樹脂基質彼此相互貫通之立體構造。預先聚合之樹脂基質可交聯亦可不交聯。

作為可用於高分子凝膠電解質之溶劑，較佳為沸點較高、常溫下蒸氣壓較低且與聚合性單體及交聯性單體具有相溶性之極性溶劑。

作為此類溶劑，可舉出：水、甲醇、乙醇、異丙醇等醇類，甲基賽路蘇、乙基賽路蘇、丁基賽路蘇等賽路蘇類，N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N'-二甲基-2-咪唑啶酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等醯胺類，環丁碸、二甲基亞碸等。該等溶劑成分亦可混合而使用。

高分子凝膠電解質所含之溶劑較佳為5~50重量%，更佳為5~40重量%。若未滿該範圍，則高分子凝膠電解質之可撓性較低，幾乎無法添加電解質鹽，故而無法獲得良好之導電性。又，若超過該範圍，則大大超出高分子凝膠電解質之平衡溶劑保持量，故而有產生溶劑之滲出等之情況。又，有無法保持之溶劑流出，經時物性之變化變大的情況。

作為用於第1電解質層12之高分子凝膠電解質，若為於親水性之樹脂基質內保持有作為溶劑之水及電解質鹽，較佳為進而保持有濕潤劑之水凝膠，則混凝土層3中之水分與溶劑共通。因此，於混凝土層3與第1電解質層12之界面上容易產生離子傳導，故而較佳。

水凝膠可將電解質鹽以於分子水準下溶解於水之狀態保持於樹脂基質內。又，藉由電解質水溶液，可使電荷之移動速度較快，容易賦予柔軟性及黏著性。

用於第1電解質層12之水凝膠之含水率通常為5~50重量%，較佳為10~30重量%。若含水率較低，則有水凝膠之柔軟性降低之情況。又，有離子傳導性降低，移動電荷之能力低劣之情況。若水凝膠之含水率較高，則會有超過水凝膠可保持之水分量之水分脫離或乾燥而引起凝膠收縮，或離子傳導性等物性之變化增大之情況。又，會有過於柔軟而保形性低劣之情況。

若用於第1電解質層12之水凝膠中包含濕潤劑，則可抑 制水凝膠之含水率之降低。就黏著性或保形性之方面而言，較佳為將濕潤劑調整為5~80重量%，較佳為20~70重量%左右之範圍。若水凝膠中之濕潤劑之含量較少，則會有缺乏水凝膠之保濕力，水分容易蒸發而使水凝膠之經時穩定性欠缺，或缺乏柔軟性而使黏著性降低之情況。若濕潤劑之含量較多，則會有製造水凝膠時黏度變得過高，導致操作性降低，於水凝膠成形時混入氣泡的情況。又，會有樹脂基質或水之含有率相對地減少，保形性或離子傳導性降低之虞。

作為濕潤劑，只要為提高溶劑之保持力者，則無特別限制，例如可舉出：乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇類；將該等多元醇之一種或二種以上作為單體進行聚合而成之多元醇(polyol)類；葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖等糖類等。濕潤劑可單獨使用，亦可併用二種以上。又，亦可於多元醇類之分子內或分子之末端具有酯鍵、醛基、羧基等官能基。該等之中，多元醇類除具有保持水分之作用外，亦對水凝膠賦予彈性，故而較佳。於多元醇類之中，就長期保水性之方面而言，尤其適宜為甘油。多元醇類可自該等之中選擇1種或2種以上而使用。於多元醇類之中，常溫下為液狀者於水凝膠之彈性提昇或製造時之操作性優異，故而更佳。於必需提高水凝膠之彈性之情況下，亦可添加氧化鈦、碳酸鈣、滑石等公知之填充劑。

作為用於第1電解質層12之水凝膠所含之電解質鹽，可 自作為電荷輸送用而慣用之電解質鹽之中任意選擇。作為此類鹽，只要能對水凝膠賦予離子傳導性，則無特別限制，例如可舉出：NaCl等鹵化鈉、KCl等鹵化鉀等鹵化鹼金屬鹽，鹵化鎂、鹵化鈣等鹵化鹼土金屬鹽，LiCl等其他金屬鹵化物；如K₂SO₄、Na₂SO₄之各種金屬之硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、氯酸鹽、過氯酸鹽、次氯酸鹽、亞氯酸鹽、銨鹽、LiPF₆、LiBF₄、LiTFSI等含氟電解質鹽、各種錯鹽等無機鹽類；乙酸、苯甲酸、乳酸、酒石酸等一元有機羧酸鹽；鄰苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、檸檬酸等多元羧酸之一價或二價以上之鹽；磺酸、胺基酸等有機酸之金屬鹽；有機銨鹽；聚(甲基)丙烯酸、聚乙烯基磺酸、聚第三丁基丙烯醯胺磺酸、聚烯丙胺、聚乙烯亞胺等高分子電解質之鹽等。再者，亦可使用即便於製作水凝膠時為不溶性或分散狀態，但隨著時間經過亦可溶解於水凝膠中者，作為此類者，可舉出矽酸鹽、鋁酸鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物等。

水凝膠中之電解質鹽之含有率較佳為0.01~20質量%，更佳為0.1~10重量%。若高於此範圍，則會有電解質鹽難以完全溶解於水中而以晶體形式於水凝膠內析出，或阻礙其他成分之溶解之情況。若低於此範圍，則會有離子傳導性低劣之情況。

用於第1電解質層12之水凝膠若包含電解質，則具有離子傳導性，可進行電荷之移動，若亦包含氧化還原劑，則電 荷之移動變得更順利。作為此類氧化還原劑，可舉出醌-氫醌混合物等有機系者、或如S/S^2-、I₂/I^-之無機系者。又，亦可較佳地使用如LiI、NaI、KI、CsI、CaI₂之金屬碘化物，或如四烷基碘化銨、吡啶嗡碘化物、咪唑啉碘化物之四級銨化合物等之碘化合物。

又，為調整水凝膠之pH值，亦可包含NaOH或KOH等鹼。

作為用於第1電解質層12之水凝膠之製造方法，例如可舉出使添加有聚合性單體、交聯性單體、濕潤劑、聚合起始劑及電解質鹽者溶解或分散於水中而交聯、聚合之方法；使電解質鹽含浸於使聚合性單體、交聯性單體、濕潤劑及聚合起始劑溶解或分散於水中而交聯、聚合獲得之樹脂基質中之方法；向於僅使聚合性單體分散於水中並於濕潤劑之存在下聚合而成之直鏈狀高分子中溶解或分散有電解質之分散液中添加交聯劑，而使直鏈狀高分子與交聯劑進行交聯反應而生成樹脂基質之方法等。

根據需要，亦可於用於第1電解質層12之水凝膠中適當添加防腐劑、防黴劑、防銹劑、抗氧化劑、穩定劑、界面活性劑、著色劑等。

第1電解質層12之積層方法可採用公知之方法。例如可舉出利用凹版塗佈、棒式塗佈、網版塗佈等塗佈方法於導電層11上進行塗佈之方法。

於將預先成形為片材之水凝膠用作第1電解質層12之情況下，由於水凝膠片材具有黏著性，故而可將水凝膠片材直接貼合於導電層11上。該方法於使用輥捲繞體之導電層11及輥捲繞體之水凝膠片材，捲對捲地大量生產輔助陽極10之情況下較佳。

於導電層11為單片之情況下，亦可將使添加有聚合性單體、交聯性單體、濕潤劑、聚合起始劑及電解質鹽者溶解或分散於水中而成者塗佈於導電層11上而形成溶膠狀之電解質層，其後藉由自由基聚合而使其凝膠化。

於捲對捲地大量生產輔助陽極10時，將第1電解質層12一體化而捲取為輥之情況下，或裁剪為單片而重疊之情況下，較佳為於露出於第1電解質層12之外側之面上積層剝離紙。

本形態例之輔助陽極10係於導電層11上積層有保護層14。保護層14位於輔助陽極10之表面而遮斷水或空氣，防止導電層11或第1電解質層12被污染、劣化或破損。因此，保護層14較佳為以覆蓋導電層11及第1電解質層12之整個面之方式而形成。

於導電層11為金屬箔或碳塗佈片材之情況下，保護層14較佳為將樹脂薄膜進行乾式層壓而成者或將樹脂進行擠出層壓而成者。於導電層11具有金屬網或穿孔金屬等凹凸之情況下，較佳為預先將樹脂成形為片材或板等平坦構件，並 利用環氧系接著劑等將其周圍接著。

作為形成保護層14之樹脂，聚偏二氟乙烯(PVDF，Polyvinylidene Fluoride)、聚四氟乙烯(PTFE)或乙烯-四氟乙烯共聚合體(ETFE)等氟系樹脂、環氧系樹脂或甲基丙烯酸甲酯(MMA，methyl methacrylate)等丙烯酸系樹脂由於防污染性或耐候性優異，故而較佳。此外，可舉出聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯，四乙醯纖維素(TAC)、聚醚碸(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、聚芳酯(PAr)、聚碸(PSF)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚縮醛、透明聚醯亞胺、聚醚碸等樹脂。

該等樹脂之中，氟系樹脂由於耐候性優異，故而較佳。又，氟系樹脂由於氣體阻隔性較低，故而可在不實施設置多個孔等之加工之情況下，製成將於流通10 mA~30 mA左右之電流而防蝕之情況下產生之氧氣或氯氣等氣體排出之保護層14。

若該等樹脂成形為薄膜，則保護層14於可利用乾式層壓進行積層，且捲對捲地大量生產輔助陽極10之情況下較佳。此類薄膜較佳為為提高強度而延伸。

作為保護層14之厚度，只要滿足物理強度，則就防蝕時產生之氧氣或氯氣等氣體之排出性或成本方面而言，較佳為較薄。具體而言，保護層14之厚度可選擇10~200 μm之範圍，較佳為20~100 μm之範圍。保護層14亦可積層數層同 種或異種之樹脂。

保護層14可進行著色，亦可賦予文字資訊或式樣等設計。尤其是，若著色成與混凝土層3表面之顏色相似之灰色系顏色，則輔助陽極10不顯眼，故而較佳。

保護層14之形成方法通常係成形為薄膜並使用接著劑積層於導電層11上。於導電層11為薄膜導電層之情況下，亦可將未塗佈碳素材之薄膜基材面兼用作保護層14。

作為適宜應用本發明之輔助陽極10之被防蝕體4，除鋼材等含鐵者(不鏽鋼等)之外，亦可對含鎳、鈦、銅或鋅者等進行防蝕。又，亦可將輔助陽極10直接貼合於由混凝土層或塗料之塗膜所覆蓋之金屬或裸露之金屬之表面，或貼合於包含存在於表面之鏽等具有離子透過性之氧化物皮膜之表面層，對該等進行防蝕。

於被防蝕體4埋設於混凝土層3中之情況下，混凝土層3中之極小之空隙中存在含水分之凝膠狀物質。作為該凝膠狀物質中所包含之離子，主要為OH^-、Na⁺、Ca²⁺、K⁺等。又，於防蝕必要性較高之位於靠海場所之構造物之混凝土層中浸入有氯化鈉。即，混凝土層3為阻抗明顯較大之固體狀電解質層，可藉由該等之離子而發揮作為離子傳導性之層之功能。而且，混凝土層3中之水分藉由乾燥而釋放水分至空氣中，或藉由雨水或氣溫之日較差(daily range)而吸收空氣中之水分，故而混凝土層3不會成為絕對乾燥之狀態。

又，可應用本發明之輔助陽極10之被防蝕體4亦可應用於表面形成有塗料之塗膜之被防蝕體。塗料之塗膜看起來為絕緣層，但於必需進行電氣防蝕之塗膜之表面存在數個導致腐蝕之滲入水分之龜裂或微細之孔。該等龜裂或孔貫通至被防蝕體。該龜裂或孔之部分無法遮斷水分或空氣，故而存在水分。因此，離子可於該部分移動而形成離子傳導性，故而可將本發明之輔助陽極10貼合於塗料之塗膜上而防蝕。而且，該防蝕只要對該龜裂或微細之孔之部分進行即可，故而成為對極窄之面積進行防蝕。因此，即便來自輔助陽極10之電子供給量較小，仍可極有效地防蝕。

而且，於將水凝膠用作第1電解質層12之情況下，水凝膠之一部分滲入表面之龜裂或微細之孔中而與被防蝕體接觸，或位於極近之位置，故而可更可靠地防蝕。

又，由於水凝膠包含樹脂基質，故而於對包含塗料皮膜之金屬進行防蝕之情況下，即便將輔助陽極10直接接著至成為被防蝕體之金屬之表面，導電層11亦不與金屬接觸，故而不發生短路。

本形態例之混凝土構造物的防蝕構造1係使用第1電解質層12將輔助陽極10貼合於混凝土構造物之表面層3，並將輔助陽極10之導電層11連接於外部電源5之正極，使用電路佈線6將外部電源5之負極連接於被防蝕體4。

電路佈線6較佳為具有對陽極溶解之耐腐蝕性者，例如可 舉出碳、鈦、不鏽鋼、鉑、鉭、鋯、鈮、鎳、蒙乃爾合金或英高鎳合金等鎳合金。該等之中，鈦容易獲取，跨越較廣範圍之電位而對陽極溶解具有耐性，故而較佳。

又，即便為鋁線或銅線等對陽極溶解無耐性者，亦可利用樹脂層被覆而使用。

繼而，基於圖2說明使用本發明之輔助陽極10之其他例的混凝土構造物之防蝕構造之第2形態例。

本形態例之混凝土構造物的防蝕構造2與第1形態例之不同之處在於：於導電層11之未積層第1電解質層12之面上積層有具有可貼合於導電層11上之黏著力之第2電解質層13。

第2電解質層13係於與導電層11之界面進行自電子傳導至離子傳導之轉換。由自外部電源5供給至導電層11之電流引起的正電荷之電子傳導於第1電解質層12與第2電解質層13之與導電層11之兩者之界面轉換為離子傳導。而且，於第2電解質層13之界面轉換為離子傳導之正電荷透過導電層11與於第1電解質層12之界面轉換為離子傳導之正電荷一併效率良好地移動至混凝土層3中。

導電層11具有多個連通孔16，其可使具有藉由第2電解質層13而自電子傳導轉換為離子傳導之正電荷的離子透過。

於導電層11為纖維導電層之情況下，可以纖維間之微小 間隙連通之方式塗佈碳素材而製成具有離子透過性之連通孔16。

若導電層11為纖維電極，則由於表面之凹凸而使導電層11與第1電解質層12及第2電解質層13之接觸面積變大，離子變得易於電解質層間移動，故而較佳。

於導電層11為薄膜導電層之情況下，於薄膜基材之兩面塗佈碳素材，穿出貫通孔16而製成具有離子透過性之導電層11。

較佳為第1及第2電解質層12、13之一部分進入貫通孔16之內部，且該等直接接觸。因此，貫通孔16之內徑只要可透過離子，則較小亦可，例如較佳為設為0.3~10 mm左右。又，於導電層11之厚度較大之情況下，較佳為貫通孔16之徑亦相對地增大。

再者，於第1及第2電解質層12、13為含有電解液(電解質溶液)之凝膠電解質之情況下，若自凝膠電解質滲出之電解液充滿貫通孔16內，則電荷可移動。因此，於此情況下，第1電解質層12亦可未必於導電層11之貫通孔16內與第2電解質層13直接接觸。

貫通孔16可以與貫通孔15相同之方式形成。較之使用熱針或冷針之穿孔，藉由衝頭進行之衝壓穿孔可獲得徑相對較大之孔，第1電解質層12變得容易與第2電解質層13直接接觸。於使用冷針之穿孔中，孔周圍成為不規則地裂開之狀 態，難以成為明確之開孔，於使用凝膠電解質之情況下，離子可自裂開之間隙透過。

貫通孔16之形狀可設為圓形、橢圓形、正方形、長方形、多角形、不定形、其他任意之形狀。

於導電層11為纖維導電層之情形時，貫通孔16亦於離子透過性不足之情況下有效。

第2電解質層13亦可與第1電解質層12不同，但較佳為使用相同之電解質。

第2電解質層13不必具有貼合於混凝土層3之功能，故而亦可使用於聚丙烯酸鹽或聚醚系樹脂中保持有電解質溶液者等不具有黏著力之電解質。然而，若第2電解質層13具有黏著力，則與導電層11積層、及與保護層14積層時，可不使用其他接著劑而積層，故而較佳。

再者，於本形態例中，保護層14係積層於第2電解質層13上，亦防止第2電解質層13濕潤、乾燥、污染、劣化、或破損。因此，保護層14較佳為覆蓋第2電解質層13之整個面。

為防止第2電解質層13之劣化，保護層14較佳為反射或吸收紫外線而不使其透過。

[實施例]

以下，藉由實施例具體地說明本發明。

根據以下步驟製作輔助陽極10之實施例1，並測定藉由 恆定電壓電源裝置施加恆定電壓時之電流變化。施加恆定電壓之原因係為避免產生氯氣或氧氣而影響測定結果，而保持為不產生該等氣體之1 V。

將於有機溶劑中分散有粉末狀之石墨並調配黏合劑的具有導電性之碳漿塗佈於厚度為38 μm之PPS薄膜上並加以乾燥，製成寬度為60 mm、長度為80 mm之導電層11。碳粉末之附著量以乾燥重量計約為20 g/m²。導電層11之厚度為15 μm。

利用熱針，對獲得之導電層11自PPS薄膜面進行穿孔，於導電層11上形成多個貫通孔15。於導電層11之PPS薄膜面上乾式層壓調配顏料而著色為灰色之厚度為25 μm之ETFE薄膜，而製成保護層14。於進行乾式層壓時，接著劑被凹版塗佈為點狀。

使用厚度約0.8 mm、寬度約50 mm、長度約50 mm之水凝膠片材(積水化成品工業製造之「Technogel SR-R」)作為第1電解質層12。將導電層11之碳粉末面以導電層11之3邊周圍之空白為5 mm、1邊之空白為25 mm之方式重疊而密接於第1電解質層12上，製作圖1所示之輔助陽極10之實施例1。

於獲得之輔助陽極10之以寬度25 mm露出之導電層11上，沿長度方向之一邊利用導電性接著劑貼附寬度為10 mm之銅膠帶。該銅膠帶係電流之排流點(外部電源5之正極連 接部)之設置場所，且為減小距離導電層11之排流點較遠之部分與較近之部分通電時所施加之電壓差之供電材料。

將輔助陽極10之第1電解質層12與貼合有寬度為60 mm、長度為80 mm之鐵板4之厚度為20 mm之60 mm見方的包含砂漿之混凝土層3對準3邊而接著。水泥係使用普通波特蘭水泥。砂漿之規格係根據JIS R5201(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)「水泥之物理試驗方法」所記載之某砂漿之調配，設為以質量比計水泥為1、標準砂為3、水為0.5。該調配中之水/水泥比為0.50。

利用包含以樹脂被覆之銅線之導線6將外部電源5之正極連接於輔助陽極10之導電層11之銅膠帶，並利用相同之導線6將外部電源5之負極連接於鐵板4。使用氟系樹脂薄膜及環氧系接著劑密封保護層14之周圍與導電層11之銅膠帶及銅線6之各連接部，製成圖1所示之混凝土構造物的防蝕構造1之第1形態例之實施例1。

於連接外部電源5及輔助陽極10之導線6之中間設置無電阻電流計(東方技研公司製造之AM-02，未圖示)，於60℃、RH85%之環境下於導電層11及鐵板4間施加1 V之電壓並測定電流量。將其結果示於圖3。

根據恆定電壓通電試驗，持續200天(4800小時)以上之時間流通3 mA/m²以上之電流。藉此，判斷對於長期通電，混凝土層3及第1電解質層12及導電層11之密接性能具有實 用之耐久性。若流通3 mA/m²以上之電流，則可進行腐蝕進行得較淺之鋼筋之防蝕或形成有鈍態皮膜之鋼筋之預防蝕。因此，顯示本發明之輔助陽極及使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法可用於此類防蝕。

取代用於輔助陽極10之第1電解質層12，將於水7.2 Kg中投入無收縮水泥(住友大阪水泥公司製造之Filcon R)20 Kg而形成漿體者塗佈為約5 mm之厚度，使導電層11與混凝土層3接著，除此以外，以與實施例1相同之方式製作混凝土構造物的防蝕構造1之比較例1。

以與混凝土構造物的防蝕構造1之實施例1之恆定電壓通電試驗相同之方式，分別對實施例1及比較例1施加1 V電壓，並測定電流量。將其結果示於圖4。

於圖4中，對實施例1(碳/凝膠)標註符號A、對比較例1(碳/砂漿)標註符號B而表示。

實施例1之防蝕構造1與比較例1之防蝕構造相比，最初之電流量較小，但於400小時左右(圖4中以符號C表示)時逆轉，自測定開始時至500小時為止電流量穩定，且幾乎未發現電流之變化。

再者，於比較例1中，最初之電流量較大，其後逐漸變小，可認為其原因在於無收縮水泥中之水分之影響。

繼而，假定為對腐蝕進行之鋼筋進行防蝕而必需可進行脫鹽處理或再鹼化之電流量之情形，將實施例1之混凝土層3 替換為使用進而添加有食鹽10 Kg/m³之砂漿而製作者，藉由恆定電流電源裝置使300 mA/m²之恆定電流於實施例1之輔助陽極10中流通，並測定電源電壓。將結果示於圖5。

通電開始後150小時，電壓相對穩定，為3~4 V，但此後電壓緩慢上升，當超過230小時之時，電壓之應答消失。可推定該行為係所產生之氣體滯留於輔助陽極10內，導電層11及第1電解質層12剝離，或銅膠帶之導電性黏著劑劣化所致。

因此，將單位面積重量為30 g/m²之PP不織布乾式層壓於作為保護層14之ETFE薄膜與導電層11之間，而製作輔助陽極10之實施例2。

使用實施例2之輔助陽極10，以與混凝土構造物的防蝕構造1之實施例1相同之方式製作防蝕構造1之實施例2，並流通300 mA/m²之恆定電流。將結果示於圖6。

其結果，於40天內電壓穩定，為3 V~3.5 V，且亦未發現如圖5之電壓之上升傾向。

通常，於脫鹽處理或再鹼化中使用1 A/m²以上之電流，就理論上而言，即便電流較小，若具有防蝕效果，則仍可進行脫鹽處理或再鹼化。因此，本發明之輔助陽極10即便不使用透氣性較高者作為保護層14亦可應用於脫鹽處理或再鹼化。根據吾等之其他實驗，於使用300 mA/m²之電流之情況下，亦可藉由利用EPMA(electron probe micro analyser， 電子探針微量分析儀)之元素分析，明確地確認到氯離子於混凝土中移動。因此，藉由使用透氣性較高者作為保護層14，可使本發明之輔助陽極及使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法進行積極之脫鹽處理或再鹼化。

根據該等測定結果判定，本發明之輔助陽極及使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法可應用於藉由較大之電流對腐蝕進行之鋼筋所進行之防蝕。因此，根據本發明，若作為第一階段，施加流通可進行脫鹽處理或再鹼化之較大電流之電壓而制止劣化，並形成鈍態皮膜，則作為第二階段，可施加由電解引起之氣體產生較少之電壓而進行保守性防蝕。

又，判定於使用較大之電流進行防蝕之情況下，較佳為於輔助陽極10之具有透氣性之導電層11上積層保護層14、將導電層11及保護層14點狀地接著、使不織布等透氣層介在於該等之間等，藉此於導電層11及保護層14之間形成氣體通路。

又，本發明之輔助陽極及使用其之混凝土構造物的防蝕構造及防蝕方法於使氣體之產生較少之30 mA以下之防蝕電流流通的情況下，可利用省略導電層11之貫通孔15或與保護層14之間之氣體通路的簡單構成進行長時間之防蝕。

然而，作為進行電氣防蝕時之問題，有於混凝土內由打設時之鐵線等異物引起之短路、電蝕現象。若產生短路、電蝕， 則於電磁防蝕時產生氣體或污垢，故而必需於打設時去除混凝土中之異物。

本發明之輔助陽極於與混凝土之接點採用電解質層，故而不會與異物直接接觸。因此，可認為本發明之輔助陽極減小了短路或電蝕之影響，故而製作輔助陽極10及試樣並進行實驗。

製作寬度為110 mm、長度為130 mm之導電層11，並貼合寬度為100 mm、長度為100 mm之水凝膠片材，除此以外，以與輔助陽極10之實施例1相同之方式製作輔助陽極10之實施例3。

試樣設為端面為縱橫均為100 mm之正方形，且長度為600 mm之混凝土角柱。製作試樣時，以端部自混凝土角柱之兩端面之中心露出之方式埋設直徑為16 mm之鋼筋而作為標準試樣。標準試樣係於普通水泥中混合357 mix之砂及10 Kg/m³之鹽，將水/水泥比設為50%。而且，以一部分於標準試樣之一表面之長度方向中央露出之方式埋入直徑為3 mm之鐵線。於試樣中埋入鐵線時，一種係將3根鐵線平行排列纏繞於鋼筋上並埋入而製成短路試樣。另一種係將3根鐵線沿著鋼筋平行排列於試樣之一表面並埋入而製成電蝕試樣。

於標準試樣表面之長度方向中央貼附實施例3之輔助陽極10，而製成防蝕構造之實施例3。又，於露出於短路試樣 及電蝕試樣之表面之3根鐵線上貼附實施例3之輔助陽極10，分別製成防蝕構造之實施例4及實施例5。

另一方面，代替實施例3~5之輔助陽極10，將包含對直徑1 mm之細線進行鍍鉑所成的22 mm×45 mm之菱形網狀之鈦網(寬度為100 mm、長度為100 mm)之輔助陽極利用厚度10 mm之砂漿接著而製成防蝕構造之比較例2~4。

然後，使26 mA/m²之恆定電流分別流通於防蝕構造之實施例3~5及比較例2~4中，使用資料記錄器每隔1小時測定施加於防蝕電路之電壓及鋼筋電位之相對於自然電位之變化量。測定時，將AgCl貼附型參考電極(reference electrode)貼合於不存在輔助陽極之試樣表面。將實驗溫度固定為20℃，對實施例3~5測定120天，對比較例2~4測定50天。

施加於使用標準試樣之實施例3及使用電蝕試樣之實施例5的電壓顯示幾乎相同之行為。施加於實施例3及實施例5之電壓於防蝕最初為1.25 V，其後上升，自第20天起穩定為1.75 V。

另一方面，施加於使用短路試樣之實施例4之電壓於防蝕最初為1.1 V，以大致固定之斜率上升，自第70天起穩定為約1.7 V。

即，實施例3~5均顯示施加2 V以下之電壓，而收斂為固定之電壓之傾向。

然而，與使用標準試樣之實施例3相比，短路試樣之實施 例4之電壓變為固定值需要較長時間。推測其原因為：電流藉由水凝膠之離子傳導流通而對鐵線進行防蝕，於水凝膠與鐵線之接觸部形成鈍態被膜而使電流難以流通。因此，推測結果為電流於接觸部以外之部分緩慢流通。

另一方面，施加於使用標準試樣之比較例2之電壓於防蝕最初為2 V，其後以大致固定之斜率上升，於第50天達到4 V，並處於進而上升中。

施加於使用短路試樣之比較例3之電壓於防蝕最初為2.5 V，其後以大致固定之斜率上升，於第50天達到3.8 V，並處於進而上升中。預想比較例3中鋼筋及鈦網因鐵線而短路，故而電流以較低之電壓流通，但實際上為實施例3之2倍以上之電壓。由於與比較例2無較大差別，故推定其原因為，由於以砂漿接著鈦網，故而接觸電阻較高，短路電流比預想中要小。

施加於使用電蝕試樣之比較例4之電壓於防蝕最初為1.3 V，其後以固定之斜率上升，於第50天達到1.9 V，並處於進而上升中。

鋼筋電位之相對於自然電位之變化量於實施例3~5中均不相同，但以大致固定之相似之斜率上升，並處於進而上升中。防蝕最初之電位變化量於使用標準試樣之實施例3中為200 mV，於使用短路試樣之實施例4中為175 mV，於使用電蝕試樣之實施例5中為280 mV。第120天之電位變化量 於實施例3中為280 mV，於實施例4中為225 mV，於實施例5中為350 mV。

另一方面，使用標準試樣之比較例2於防蝕最初為300 mV，於第5天上升至320 mV，其後大致固定。

使用短路試樣之比較例3於防蝕最初為125 mV，以1天上升至160 mV。而且，自第9天至第15天為止以固定值推移，其後緩慢下降，於第45天大致固定為150 mV。

使用電蝕試樣之比較例4於防蝕最初為200 mV，以1天上升至250 mV。其後，以大致固定之斜率上升，於第50天達到300 mV，並處於進而上升中。

根據該等情況判斷，於實施例3~5中，鋼筋電位之變化量均遠遠超過100 mV，可防蝕。而且可判斷，於流通固定之防蝕電流之情況下，施加有較比較例2~4低之電壓。

又，使用短路試樣之比較例3相對於使用標準試樣之比較例2的鋼筋電位之變化量之差於防蝕最初為175 mmV，少58%，第50天為170 mmV，少53%，為一半以下。推定其原因為，由於短路引起電流之一部分以電子傳導流通。

另一方面，使用短路試樣之實施例4相對於使用標準試樣之實施例3的鋼筋電位之變化量之差於防蝕最初為25 mmV，少13%，第120天為55 mmV，少20%，較比較例2小。而且，實施例3~5顯示施加於防蝕電路之電壓收斂為固定值之傾向。因此判定，使用短路試樣之實施例3未流通 短路電流，可進行穩定之防蝕。

又，使用電蝕試樣之比較例4與使用標準試樣之比較例2相比，施加之電壓較小，推定其原因為，鐵線發揮作為陽極之功能，與混凝土接觸之面積增大。因此，推定鐵線受到較強電蝕。

另一方面，使用電蝕試樣之實施例4及使用標準試樣之實施例5顯示電壓幾乎相同之行為。因此，判斷使用電蝕試樣之實施例4不受電蝕部之影響，可進行穩定之防蝕。

而且，本發明之防蝕構造利用輔助陽極覆蓋混凝土之表面，故而即便假設發生電蝕而使鏽之污垢浮出於混凝土表面亦不成問題。

以上，基於較佳之實施形態，參照圖式對本發明進行了說明，但本發明並不限定於該等形態例。該等形態例係沿導電層之長度方向之一邊貼附包含銅膠帶之供電材料，但於使用金屬箔、金屬帶、金屬纖維之織布或延展金屬等金屬網、包含具有導電性之碳素材之片材等表面電阻值較小之導電層之情況下，亦可不設置供電材料。又，於使用表面電阻值較大之碳塗佈片材之情況下，亦可於導電層之長度方向之相對向之兩邊、長度方向之兩邊及中間、或導電層之四邊設置供電材料。又，供電材料亦可為紗而非膠帶。供電材料之材質亦可為鈦或不鏽鋼。

1、2‧‧‧本發明之防蝕構造

3‧‧‧表面層(混凝土層)

4‧‧‧被防蝕體(鐵板)

5‧‧‧外部電源

6‧‧‧電路佈線(導線)

10‧‧‧輔助陽極

11‧‧‧導電層

12‧‧‧第1電解質層

13‧‧‧第2電解質層

14‧‧‧保護層

15、16‧‧‧連通孔(貫通孔)

圖1係模式性地表示使用本發明之輔助陽極之一例的混 凝土構造物之防蝕構造之剖面圖。

圖2係模式性地表示使用本發明之輔助陽極之其他例的混凝土構造物之防蝕構造之剖面圖。

圖3係表示本發明之輔助陽極之恆定電壓通電試驗結果之圖表。

圖4係表示本發明之輔助陽極及其他方式之輔助陽極的恆定電壓通電試驗結果之圖表。

圖5係表示本發明之實施例1之輔助陽極的恆定電流通電試驗結果之圖表。

圖6係表示本發明之實施例2之輔助陽極的恆定電流通電試驗結果之圖表。

1‧‧‧本發明之防蝕構造

3‧‧‧表面層(混凝土層)

4‧‧‧被防蝕體(鐵板)

5‧‧‧外部電源

6‧‧‧電路佈線(導線)

10‧‧‧輔助陽極

11‧‧‧導電層

12‧‧‧第1電解質層

14‧‧‧保護層

15‧‧‧連通孔(貫通孔)

Claims (10)

1. 一種輔助陽極，其特徵在於：其於成形為片狀之導電層之一面上貼合有第1電解質層，該第1電解質層係電解質成形為片狀且具有可貼合於上述導電層及被防蝕體之表面層上之黏著力。
2. 如申請專利範圍第1項之輔助陽極，其中，上述導電層包含碳素材。
3. 如申請專利範圍第2項之輔助陽極，其中，碳素材擔載於纖維基材或薄膜基材上。
4. 如申請專利範圍第3項之輔助陽極，其中，碳素材為碳粉末。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之輔助陽極，其中，上述導電層具有多個可使氣體透過之連通孔。
6. 如申請專利範圍第5項之輔助陽極，其中，上述導電層具有多個可使離子透過之連通孔，進而於上述導電層之另一面上貼合有第2電解質層，該第2電解質層係電解質成形為片狀且具有可貼合於上述導電層上之黏著力。
7. 如申請專利範圍第5項之輔助陽極，其中，上述導電層或第2電解質層之外表面由保護層所覆蓋。
8. 如申請專利範圍第6項之輔助陽極，其中，上述導電層或第2電解質層之外表面由保護層所覆蓋。
9. 一種混凝土構造物的防蝕構造，其特徵在於：其係使用 第1電解質層，將申請專利範圍第1至8項中任一項之輔助陽極貼合於混凝土構造物之表面，並將上述輔助陽極之上述導電層連接於外部電源之正極，將外部電源之負極連接於被防蝕體。
10. 一種混凝土構造物的防蝕方法，其特徵在於：其係使用申請專利範圍第9項之混凝土構造物的防蝕構造，於上述輔助陽極之上述導電層與被防蝕體之間施加電壓而流通防蝕電流。