(57)【要約】【課題】底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入した場合も、腐食の進展の問題を発生し難い建築構造物の底板防食構造を得る。【解決手段】鉄筋コンクリート基礎２上に底板３を介して立設された鉄材からなる建築構造物１で、少なくとも鉄筋コンクリート基礎２及び底板３への水の到達を防止する水浸入防止措置が施された建築構造物１を対象とし、建築構造物１と鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃとを電気的に接続することがある金属構造体４，７，８が、建築構造物１と鉄筋コンクリート基礎２との間に設けられる底板防食構造において、何らかの原因により水が浸入した場合に生じる底板３、電解質、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃ、金属構造体４，７，８を介するマクロセルの形成を阻害する絶縁部１１を、金属構造体４，７，８と建築構造物１との間に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート基礎上に底板を介して立設された鉄材からなる建築構造物で、少なくとも前記鉄筋コンクリート基礎及び底板への水の到達を防止する水浸入防止措置が施された建築構造物に対して、前記建築構造物と前記鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋とを電気的に接続することがある金属構造体を備え、前記底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入することにより電解質が生じることがある建築構造物の底板防食構造であって、
設置されている全ての前記金属構造体について、前記底板、前記電解質、前記鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋、前記金属構造体を介するマクロセルの形成を阻害する絶縁部を、当該金属構造体内もしくは当該金属構造体と前記建築構造物との間に設ける建築構造物の底板防食構造。
【請求項２】
前記鉄筋コンクリート基礎上に前記底板が直接接触して前記建築構造物が立設されている請求項１記載の建築構造物の底板防食構造。
【請求項３】
前記鉄筋コンクリート基礎上に前記底板が、一部、乾燥状態で絶縁性を有する砂状体層を介して前記建築構造物が立設されている請求項１又は２記載の建築構造物の底板防食構造。
【請求項４】
前記金属構造体が、前記鉄筋コンクリート基礎と前記底板との間に設けられるアンカーボルト、前記建築構造物と電気的に接続される金属配管やその固定金具又は金属製の支柱の一種以上である請求項１〜３の何れか一項記載の建築構造物の底板防食構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
鉄筋コンクリート基礎に底板を介して立設された鉄材からなる建築構造物で、鉄筋コンクリート基礎と底板との間への水の浸入を防止する防水措置が施された建築構造物の底板防食構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、重油タンク等の建築構造物は、図４に示すように、鉄筋コンクリート基礎２上に、底板３を介して立設されている。建築構造物１は底板３と鉄筋コンクリート基礎２との間に設けられる多数のアンカーボルト４で基礎に固定される。さらに、底板３と犬走り５上には、防水措置（水浸入防止措置）が施されており、実質的に、鉄筋コンクリート基礎２と底板３との間への水の浸入が阻止されている。
さらに、重油タンク１の場合を例に取ると、タンク内に重油を送り込んだり、タンク内から重油を搬出したりするための配管７が配管サポート７ｓにより支持されて建築構造物１に接続されていたり、タンク内を掃除、検査するときに使用する階段８が、設けられていたりする場合がある。これら配管７、配管サポート７ｓ、階段８等は鉄などの金属製である。
【０００３】
特許文献１の段落〔０００２〕には、従来の技術として、土中またはコンクリート中に埋設された金属構造体の腐食防止に対する有効な手段として、電気防食法（陰極防食法）が多用されていることが記載されている。この陰極防食法は、積極的に金属構造物の電位を卑な（低い）方向へ分極させ、防食する方法である。
さらに、段落〔０００４〕には、防食に関して、このような金属構造体のマクロセル腐食の有無を判定するために、特許文献１に開示の電極を使用して電位測定を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１７４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、底板の腐食を対象として考えた場合、形成されることがあるマクロセルとしては、底板に直接接触している土壌の不均一、外周部と中心部の通気差、通水差に起因して形成される酸素濃淡電池、ミルスケールの部分的剥離や溶接の熱影響による腐食電池、銅接地極との間に構成される異種金属電池等を考えることが必要であると認識されてきた。
さらに、底板と犬走り上には防水措置が施されており、実質的に、鉄筋コンクリート基礎と底板との間への水の浸入が阻止されている。
従って、底板の底面側（鉄筋コンクリート基礎に接触する、或いは、アスファルトサンド或いは砂状体層に接触する側）に発生する腐食は、ほとんど問題にならない。
【０００６】
しかしながら、防水措置が何らかの理由で損傷を受け、底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入した場合にあっても、腐食が早期に進展しない構造を採用することが好ましい。
【０００７】
本願の目的は、底板と鉄筋コンクリート基礎等との間に水が浸入した場合も、腐食の問題を発生し難い建築構造物の底板防食構造を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための、鉄筋コンクリート基礎に底板を介して立設された鉄材からなる建築構造物で、前記鉄筋コンクリート基礎と前記底板との間への水の浸入を防止する防水措置が施された建築構造物に対して、前記建築構造物と前記鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋とを電気的に接続することがある鉄やその他金属からなる金属構造体を備え、前記底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入すると電解質が生じることがある建築構造物の底板防食構造の特徴構成は、
設置されている全ての前記金属構造体について、前記底板、前記電解質、前記鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋、前記金属構造体を介するマクロセルの形成を阻害する絶縁部を、当該金属構造体内もしくは当該金属構造体と前記建築構造物との間に設けることにある。
【０００９】
鉄筋コンクリート基礎に底板を介して立設された鉄材からなる建築構造物に付属して、金属構造体が、建築構造物の底板と鉄筋コンクリート基礎或いは底板以外の建築構造体と鉄筋コンクリート基礎との間に渡って設けられている場合、例えば、図４に破線で示すように、コンクリートが水を含むと電解質となり次第に中性化もおこるため、底板、電解質、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋、金属構造体を介して建築構造物に戻る回路で、マクロセルが形成され底板底面側に腐食減肉が生じることがある。図４には、底板−電解質−鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋−アンカーボルト−底板を介するマクロセルをマクロセルＩ（ＭＣ）と、底板−電解質−鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋−鉄製配管（金属構造体の一例）−建築構造物の底板以外の部分（例えばタンク壁）−底板を介するマクロセルをマクロセルＩＩ（ＭＣ）と、底板−電解質−鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋−鉄製階段（金属
構造体の一例）−建築構造物の底板以外の部分（例えばタンク壁）−底板を介するマクロセルをマクロセルＩＩＩ（ＭＣ）と表示している。
【００１０】
そして、本願では、設置されている全ての金属構造体について、底板、電解質、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋、金属構造体を介するマクロセルの形成を阻害する絶縁部を、金属構造体内もしくは当該金属構造体と前記建築構造物との間に設ける。結果、防水措置が何らかの理由で損傷を受け、底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入し電解質が生じた場合にあっても、設置されている全ての金属構造体に対して絶縁部を設けることで、マクロセルの形成が阻害され、早期の腐食の進展を阻止できる。
【００１１】
前記鉄筋コンクリート基礎に前記底板が直接接触した形態で、前記建築構造物が前記鉄筋コンクリート基礎上に前記底板を介して立設されている構成において、上記の建築構造物の底板防食構造を採用することが、好ましい。
【００１２】
建築構造物の底板が、直接、鉄筋コンクリート基礎に接触している場合、通常のほぼ乾燥状態では、底板の近傍と鉄筋コンクリート基礎中の鉄筋周辺との両位置において、そのｐＨはアルカリ性（ｐＨ１１〜１２程度）でほぼ同様な値を取り、電位に貴卑の関係が生じることはない。これに対して、底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入した場合、水の含浸部は空気中の炭酸ガスの溶解等の影響により次第に中性化する。一方、鉄筋コンクリート基礎中の鉄筋はアルカリ性を保っているため、両者間に電位差が生じる場合がある。従って、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋が、これまで説明してきた金属構造体と電気的に接続され、底板に直接、或いは建築構造物の底板以外の部分を介して底板に電気的に導通している場合は、水の浸入により本願が問題とするマクロセルが形成される。しかしながら、上記のような絶縁部を全ての金属構造体に設けることで、底板が鉄筋コンクリート基礎に直接接触した構造の建築構造物でも、本願が問題とするマクロセルによる腐食を阻止できる。
【００１３】
また、前記鉄筋コンクリート基礎と前記底板の少なくとも一部との間に、乾燥状態で絶縁性を有する砂状体層が介装され、前記建築構造物が前記鉄筋コンクリート基礎上に前記底板を介して立設されている構成において、上記の建築構造物の底板防食構造を採用することが、好ましい。
【００１４】
建築構造物の底板の一部が、乾燥状態で絶縁性を有する砂状体層を介して、鉄筋コンクリート基礎上に設けられている場合、通常の乾燥状態では、この乾燥状態で絶縁性を有する砂状体層が絶縁層としての役割を果たすため、電気的接続状態が発生することはない。結果、本願が問題とするマクロセルが形成されることはない。
これに対して、底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入し、砂状体層が湿潤状態となった場合は、この砂状体層が電気的導通状態、所謂電解質となり、底板近傍が−５００〜６００ｍＶ（飽和硫酸銅電極基準、以下同様）を、鉄筋コンクリート基礎の深部が−２００〜３００ｍＶとなる場合がある。そして、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋が、これまで説明してきた金属構造体と電気的に接続され、底板に、直接、或いは建築構造物の底板以外の部分を介して底板に電気的に導通している場合は、本願が問題とするマクロセルが形成される。しかしながら、上記のような絶縁部を全ての金属構造体に設けることで、底板が鉄筋コンクリート基礎に直接接触した構造の建築構造物でも、本願が問題とするマクロセルによる腐食を阻止できる。
【００１５】
これまで説明してきた金属構造体としては、鉄筋コンクリート基礎と底板との間に設けられるアンカーボルト、建築構造物と電気的に接続される金属製配管やその固定金具又は金属製支柱（このような支柱には階段の支柱、配管サポートの支柱が含まれる）等があるが、これら全てを対象として本願の建築構造物の底板防食構造を採ることで、本願が問題とするマクロセルによる腐食を阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願に係る建築構造物の底板防食構造を採用した重油タンクの基礎近傍の構造を示す断面図
【図２】絶縁部の詳細構造を示す図
【図３】本願に係る建築構造物の底板防食構造を採用した別実施形態の重油タンクの基礎近傍の構造を示す断面図
【図４】従来の重油タンクにおけるマクロセルＩ，ＩＩ，ＩＩＩの形成形態を示す説明図
【図５】形成されているマクロセルの評価形態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本願に係る建築構造物の底板防食構造を、重油タンクに施した場合の例を取って、以下説明する。ここで、重油タンクは、建築構造物の一例である。
〔第１実施形態〕
１  建築構造物
図１に示すように、重油タンク１は、鉄筋コンクリート基礎２上に、底板３を介して立設されており、底板３と鉄筋コンクリート基礎２との間に設けられる多数のアンカーボルト４で基礎に固定されている。さらに、底板３と犬走り５上には、ペトロラタム系充填材等により雨水浸入防止層６を形成して水浸入防止措置が施されている。上記のアンカーボルト４も、この雨水浸入防止層６により、水との接触が起こらないように構成されている。
ここで、重油タンク１は、概略、円筒状の本体１ａの底部に、その本体径より僅かに大径の円板状の底板３を備えて構成されている。
【００１８】
この重油タンク１も、先に従来構造で説明したように、タンク内に重油を送り込んだり、タンク内から重油を搬出したりするための配管７及びタンク内を掃除、検査するときに使用する階段８が、重油タンク１と鉄筋コンクリート基礎２との間に電気的接続状態で設けられている。本実施例におけるこれら重油タンク１は鉄製である。配管７、階段８等は具体的には鉄製であるが、他の金属製でもよい。
【００１９】
図１に示すように、重油タンク１の基礎を成す鉄筋コンクリート基礎２は、重油タンク１及び底板３より、その径が大きい概略有底円筒状の構造とされており、概略円盤状の基礎下部上２ａに、概略円筒状の基礎上部２ｂを備えて構成されている。そして、基礎上部２ｂに重油タンク１の底板３がアンカーボルト４により固定されている。また、上述の配管７は当該基礎２に立設された配管サポート７ｓにより支持されており、階段８も当該基礎２から立設される構造が採用されている。また、上述の配管７は配管サポートがなく当該基礎２上に直接設置され、固定金具により固定されている場合もある。従って、これら、アンカーボルト４、配管サポート７ｓ（配管サポート７ｓの支持金具を含む）、階段８が、その一部において鉄筋コンクリート基礎２内の鉄筋２ｃと接触していることがあり、電気的に接続された状態となっている場合もある。
【００２０】
上記基礎上部２ｂの円筒内には、重油タンク１の底板３に接触する状態で、アスファルトサンド層９が設けられ、その下側に砂層１０が設けられている。アスファルトサンドは、アスファルトと砂との混合物の層である。これらアスファルトサンド層９及び砂層１０は、共に、砂状体層の一例であり、その乾燥状態で絶縁性を有する。但し、水が浸入した場合は、導電性が発現し電解質となる。
【００２１】
２  金属構造体及び絶縁部
上述のように、本願にいう金属構造体（アンカーボルト４、配管７、配管サポート７ｓ及び階段８）が、建築構造物１と鉄筋コンクリート基礎２との間に設けられている。
そして、これら金属構造体に対して、底板３、電解質、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃ、金属構造体を介するマクロセルの形成を阻害する絶縁部１１が、当該金属構造体内もしくは当該金属構造体と建築構造物との間に設けられている。
【００２２】
以下、個々の金属構造体について説明する。
２−１  アンカーボルト
図２（ａ）に、アンカーボルト４に対して設けられる絶縁部１１の構成を示した。この例では、金属構造体（アンカーボルト４）と建築構造体（底板３）との間に絶縁材（たとえばＦＲＰ製スリーブ）４ａを介装することで絶縁部１１としている。
従って、底板３−電解質−鉄筋コンクリート基礎の鉄筋２ｃ−アンカーボルト４−底板３に渡って形成される可能性があるマクロセルの形成を阻止できる。
【００２３】
２−２  配管
図２（ｂ）に、配管７に対して設けられる絶縁部１１の構成を示した。この例では、金属構造体（配管７）に絶縁体からなる絶縁部材７ａを備えた絶縁継手を配設して絶縁部１１としている。
従って、底板３−電解質−鉄筋コンクリート基礎の鉄筋２ｃ−配管サポートの支持金具−配管サポート７ｓ−配管７−建築構造物１の底板以外の部分−底板３に渡って形成される可能性があるマクロセルの形成を阻止できる。
この例では、配管７と配管サポート７ｓとの間に、絶縁体からなる絶縁部材を介装して絶縁部として構成してもよいし、配管サポートの支持金具に図２(a)のような絶縁処理を施してもよい。
【００２４】
２−３  階段
図２（ｃ）に、階段８に対して設けられる絶縁部１１の構成を示した。この例では、金属構造体（階段８の支柱）に絶縁体からなる絶縁部材８ａを介装して絶縁部１１としている。
従って、底板３−電解質−鉄筋コンクリート基礎の鉄筋２ｃ−階段８−建築構造物１の底板以外の部分−底板３に渡って形成される可能性があるマクロセルの形成を阻止できる。
【００２５】
このように、建築構造物１と鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃとを電気的に接続することがある金属構造体４，７，８が、建築構造物１と前記鉄筋コンクリート基礎２との間に設けられる構造において、設置されている全ての金属構造体４，７，８について、底板３、電解質、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃ、金属構造体４，７，８を介するマクロセルＭＣの形成を阻害する絶縁部１１を設けることで、マクロセルＭＣの形成により発生することがある急速な腐食を阻止することができる。
【００２６】
〔第２実施形態〕
第１実施形態では、重油タンク１と鉄筋コンクリート基礎２との間に、一部、アスファルトサンド層９、砂層１０を介する例を示した。しかしながら、本願が問題とするマクロセルＭＣは、これらの層９，１０が設けられることなく、底板３の全面が鉄筋コンクリート基礎２の表面に直接接触している構造においても、水が両者３，２間に浸入して電解質となり、底板近傍のコンクリートの中性化が起こった場合にも形成される可能性がある。
このような構成の例を図３に示した。そして、このような構成の例にあっても、設置されている全ての金属構造体（図示する例では、アンカーボルト４、配管７、階段８）について、底板３、電解質、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃ、金属構造体４，７，８を介するマクロセルＭＣの形成を阻害する絶縁部１１を設けることで、前記マクロセルＭＣの形成により発生することがある急速な腐食を阻止することができる。
【００２７】
〔マクロセルの確認手法〕
図４に示したように、従来、重油タンク１では、基本的に、本願にいう金属構造体４に絶縁部１１が設けられていたわけではない。
このような状況で、本願の目的を達成しようとすれば、建築構造物１と鉄筋コンクリート基礎２との間に設けられているそれぞれの金属構造体４，７，８について、底板３を介するマクロセルＭＣが形成されているか否かを確認する必要が生じ、その確認に基づいて、本願にいう絶縁部１１を設けることとなる。
【００２８】
以下、このようなマクロセル形成の確認手法を説明する。
１  マクロセルの形成
１−１  底板の対地電位評価
底板のアスファルトサンド層もしくは砂層に対する電位（この電位を対地電位と称する）を測定する。本願が問題とするマクロセルが形成されている場合は、この対地電位が、鉄が単独で地中に埋設されている状態で示す対地電位（例えば、−５５０ｍＶ）より貴な（高い）対地電位Ｖ（例えば、−２５０ｍＶ）となる。そこで、この対地電位が特定の閾値電位（例えば、−４００ｍＶ）より貴な場合に、マイクロセルが形成されていると推定する。
１−２  マクロセル電流による評価
図５（ａ）に示すように、プローブ（もしくは試験片）をアスファルトサンド層９もしくは砂層１０に接地し、重油タンク１と接続して、両者間に流れるマクロセル電流Ｉを電流計Ａで計測する。プローブからアスファルトサンド層９もしくは砂層１０に対して流出する電流（腐食電流）が観測された場合、マクロセルＭＣが形成されていると推定できる。さらに、ファラデーの法則により、１０μＡ／ｃｍ2の腐食電流による鉄の腐食速度は０．１１６ｍｍ／年となることから、計測されるマクロセル電流により腐食速度の推定が可能である。
【００２９】
１−３  鉄筋と重油タンクとの間の導通状態による評価
図５（ｂ）に示すように、重油タンク１と鉄筋コンクリート基礎の鉄筋２ｃとの間に交流電流を流し、流れる電流の電流変化と電位変化との位相差を検出する。検出には、出力を大きくした改良型のＬＣＲメータＭ１を使用する。検出の結果、電流変化と電圧変化との間に位相差が観測され、電圧に対し電流位相が遅れている場合もしくは位相差が発生しない場合に短絡状態にあると判断できるため、マクロセルＭＣが形成され、腐食が発生する可能性があると推定できる。マクロセルＭＣが形成されていない場合、すなわち短絡状態でない場合は、早くなる。
一例として交流電流として、周波数約５００Ｈｚ、電流１００ｍＡ程度、電圧２８ｍＶ程度のものを流すと、その導通状態における回路抵抗が０．２８Ωの場合、電圧基準での電流の位相が１２３〜１３０μｓ程度遅れるような結果を得られる。
【００３０】
１−４  重油タンクおよび鉄筋各々の接地抵抗と電位差による評価
重油タンク及び鉄筋の土壌に対する接地抵抗を各々測定する。また、重油タンクと鉄筋はさび等により抵抗を有した状態で接触している場合があるため、その抵抗に基づいて発生する、両者間の電位差を計測する。この電位差が認められた場合、マクロセルが形成されている可能性を認めることができ、この電位差と鉄筋−タンク間の回路抵抗を別途求めることで、マクロセル電流を大体算出することも出来る。即ち、腐食速度の推定が可能となる。
【００３１】
２  個々の金属構造体におけるマクロセルの形成の確認
図５（ｃ）に示すように、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃと重油タンク１との間に交流電流を流し、鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃ−アンカーボルト４−底板３−重油タンク１を介して交流が流れる場合に生じる交流磁場を検出する。具体的には、その第１段階として、磁気センサＳ１を使用して、順次、アンカーボルト４の設置位置近傍で、当該位置での交流磁場の有無を調べる。特定のアンカーボルト４と鉄筋２ｃとが電気的導通状態にあり、または意識的にアンカーボルト４と底板３を短絡させた状態にして、そのアンカーボルト４を介してマクロセルＭＣが形成されていると、交流磁場が観測される。次に、第２段階として、交流磁場が検出されたアンカーボルト４を対象として、当該アンカーボルト４で最大ピークとなるよう感度調整をおこない、感度調整後の状態で、他のアンカーボルト４での電気的導通状態の有無を調査する。このようにして、どのアンカーボルト４が鉄筋コンクリート基礎内の鉄筋２ｃと電気的導通状態にあり、マクロセルＭＣが形成されている可能性が高いかを特定できる。
【００３２】
従って、先の実施形態１及び実施形態２で示したように、本願の建築構造物の底板防食構造を施した施工後に、上記の１，２に示す手法に従って、底板の防食が達成されているか否かを確認することもできる。
【００３３】
〔別実施形態〕
１  上記の実施形態では、建築構造物が重油タンクである例を示したが、本願は、底板を有する鉄製の建築構造物が対象となり、例えば、その他燃料タンク（軽油タンク等）や内面をライニング処理した化学薬品タンク等、その筐体外面が鉄製であるタンクが対象となる。
２  上記の実施形態では、金属構造体として、鉄製のアンカーボルト、配管、配管の支持金具、階段の支柱等の例を示したが、本願構造は、例えば、ステンレス製のパイプ、パイプサポート、支柱、固定金具、銅製のパイプ等の場合を採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
底板と鉄筋コンクリート基礎との間に水が浸入した場合も、腐食の進展の問題を発生し難い建築構造物の底板防食構造を得ることができた。
【符号の説明】
【００３５】
１      重油タンク（建築構造物）
２      鉄筋コンクリート基礎
２ｃ    鉄筋
３      底板
４      アンカーボルト（金属構造体）
６      雨水浸入防止層
７      配管（金属構造体）
８      階段（金属構造体）
９      アスファルトサンド層
１０    砂層
１１    絶縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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