(57)【要約】【課題】塗装膜を含む粉塵量や、投射時間及び投射材の投射量を飛躍的に減らすことができる鋼構造物の保全工法を提供する。【解決手段】鋼橋の保全工法は、鋼橋の塗装膜に塗装膜軟化剤を塗布する塗装膜軟化工程と、軟化した塗装膜を手工具で掻き取る手工具掻き取り工程と、その後さらに、軟化した塗装膜に金属製の投射材を投射して当該塗装膜を前記鋼構造物から除去する投射材投射工程と、を含むため、塗装膜を含む粉塵量や、投射時間及び投射材の投射量を飛躍的に減らすことができる。【選択図】図１
2019037927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼構造物の塗装膜に塗装膜軟化剤を塗布する塗装膜軟化工程と、
前記塗装膜軟化工程によって軟化した塗装膜に金属製の投射材を投射して、当該塗装膜を前記鋼構造物から除去する投射材投射工程と、
を含む
ことを特徴する鋼構造物の保全工法。
【請求項２】
前記塗装膜軟化工程と、前記投射材投射工程との間に、
軟化した塗装膜を手工具で掻き取る手工具掻き取り工程を実行する
請求項１に記載の鋼構造物の保全工法。
【請求項３】
前記塗装膜軟化工程において、塗装膜軟化剤が塗布された塗装膜は湿潤なシート状となる
請求項１又は請求項２に記載の鋼構造物の保全工法。
【請求項４】
前記塗装膜軟化剤は、水系有機溶剤を主成分とするものである
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の鋼構造物の保全工法。
【請求項５】
前記塗装膜軟化工程の前に、前記鋼構造物の周囲に足場を設置する足場設置工程を実行し、
前記塗装膜軟化工程において、前記足場を使用して塗装膜に塗装膜軟化剤を塗布し、
前記手工具掻き取り工程において、前記足場を継続的に使用して前記塗装膜を手工具で掻き取り、
前記投射材投射工程において、前記足場を継続的に使用して前記塗装膜に投射材を投射する
請求項２に記載の鋼構造物の保全工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼橋、トンネル、及び工場プラント等の鋼構造物における鋼構造物の保全工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、新設するものや既設のものに関わらず鋼橋等の鋼構造物はサビ等の発生を防ぐために、あるいは特に既存の鋼構造物においては経年劣化によって腐食が進行した塗装の更新のために、予防保全が施されている。このように予防保全は、サビ等を取り除いたり、古い塗膜を取り除いたりする必要があるため、近年ではブラスト処理（１種ケレン）によってサビや塗膜を除去し、その後、新規の塗装を施すことが行われている。
【０００３】
通常、このようなブラスト処理に用いられている投射材には天然鉱物からなるアルマンダイトガーネットや造鉱物である製鉄スラグ等が用いられている。ところが、このようなアルマンダイトガーネットや製鉄スラグを投射材に用いると、ブラスト処理の際に投射材が破砕してしまい、莫大な廃棄物が発生してしまう。特に古い塗膜にＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、あるいは鉛等が使用されている場合には、除去した古い塗膜だけでなくブラスト処理に用いた投射材も含めて特別管理産業廃棄物となり、その処理に多大なコストがかかってしまう。
【０００４】
このような問題に対して、例えば特許文献１には、研掃後の投射材と粉塵等を回収タンクに回収した後、回収タンク内で投射材と粉塵等とを分離、及び分級して粉塵等を捕集し、一方、分離された投射材を再利用する構造物表面の研掃システムが開示されている。
【０００５】
また、上記問題とは別に、鋼構造物は、溶接箇所において強度に偏りが発生することがある。ここで、例えば鋼道路橋のような場合には、車が通行したり強い風が吹いたりする際に橋全体がゆれたり振動したりすることによって、強度に偏りが生じた溶接箇所から疲労亀裂が発生する問題が生ずる。このため、補修に莫大な経費がかかっているのが実状である。
【０００６】
また、例えば特許文献２には、鋼構造体の溶接継手に起因する構造的不連続部にプライマーを塗布することによって亀裂の発生を予防する方法が開示されている。
【０００７】
また特許文献３には、溶接継手の端面、及び溶接継手の端部における溶接止端部に超音波ピーニング処理を行う溶接継手の疲労性能向上方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２０７６２４号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２７３８号公報
【特許文献３】特開２００６−１４２３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記したような従来構成は、依然として、塗装膜を含む粉塵量や、投射時間及び投射材の投射量が多く、当然コストも莫大なものとなっていた。
【００１０】
そこで本発明は、塗装膜を含む粉塵量や、投射時間及び投射材の投射量を飛躍的に減らすことができる鋼構造物の保全工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、鋼構造物の塗装膜に塗装膜軟化剤を塗布する塗装膜軟化工程と、前記塗装膜軟化工程によって軟化した塗装膜に金属製の投射材を投射して、当該塗装膜を前記鋼構造物から除去する投射材投射工程と、を含むことを特徴する鋼構造物の保全工法である。
【００１２】
また、前記塗装膜軟化工程と、前記投射材投射工程との間に、軟化した塗装膜を手工具で掻き取る手工具掻き取り工程を実行する構成も提案される。
【００１３】
ここで、前記塗装膜軟化剤としては、公知の剥離剤が用いられうる。しかし、剥離剤を塗布することで前記塗装膜軟化工程を実行するだけでは、塗装膜が軟化するだけで鋼構造物から塗装膜を完全に除去することはできない。たとえ、前記手工具掻き取り工程を追加で実行したとしても、手工具だけでは完全に掻き取ることができず、鋼構造物の表面に、鉛等を含む塗装膜が残留してしまう。そこで、本発明にあっては、少なくとも前記塗装膜軟化工程の後で前記投射材投射工程を実行することにより、鋼構造物から完全に塗装膜を除去することができる。しかも、当該塗装膜は、塗装膜軟化剤が塗布されていることで軟化状態となっているため、極めて容易に鋼構造物から塗装膜を剥離させることができる。なお、とりわけ前記手工具掻き取り工程をあらかじめ実行すると、前記投射材投射工程において、塗装膜を含む粉塵量や、投射時間及び投射材の投射量を飛躍的に減らすことが可能となる。なお、本発明にあっては、上述の塗装膜軟化剤は、粉塵軽減剤、粉塵抑制剤、又はブラスト前処理剤として機能するといえる。
【００１４】
また、前記塗装膜軟化工程において、塗装膜軟化剤が塗布された塗装膜は湿潤なシート状となることが望ましい。
【００１５】
かかる構成にあっては、剥離する塗装膜をかたまりとして取り扱うことが可能となるため、塗装膜の飛散量をより一層抑えることができる利点がある。
【００１６】
また、前記塗装膜軟化剤は、水系有機溶剤を主成分とするものであることを好ましい。
【００１７】
かかる構成とすることにより、作業者や環境に対して安全を確保することができる。
【００１８】
また、前記塗装膜軟化工程の前に、前記鋼構造物の周囲に足場を設置する足場設置工程を実行し、前記塗装膜軟化工程において、前記足場を使用して塗装膜に塗装膜軟化剤を塗布し、前記手工具掻き取り工程において、前記足場を継続的に使用して前記塗装膜を手工具で掻き取り、前記投射材投射工程において、前記足場を継続的に使用して前記塗装膜に投射材を投射する構成が提案される。
【００１９】
かかる構成とすることにより、塗装膜軟化工程と手工具掻き取り工程と投射材投射工程とを実行する上で、作業環境を共通化することができるため、工程の簡素化・簡略化がすすみ、保全方法の効率化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、塗装膜を含む粉塵量や、投射時間及び投射材の投射量を飛躍的に減らすことができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】鋼橋の保全の手順を示すフロー図である。
【図２】手工具掻き取り工程を実行した際の鋼構造物の表面を示す説明図である。
【図３】投射材投射工程を実行した際の鋼構造物の表面を示す説明図である。
【図４】循環式投射装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、下記に示す実施例に限定されることはなく、適宜設計変更が可能である。
図１に示すように、既存の鋼橋Ｋ（鋼構造物）の保全手順としては、まず保全の対象となる鋼橋Ｋに仮設養生設備を設置する。具体的には、鋼橋Ｋに足場を仮設すると共に、外部に粉塵が漏出しないように防塵シートを張設する（足場設置工程）。
【００２３】
また、非塗装部分の養生を行い、ブラスト処理及びショットピーニング処理を同時に行うことのできる共通投射材の投射を行うための装置を設置する事前準備（Ｓ１０１）を行う。なお、本実施例では、共通投射材を投射することとしたが、ブラスト処理と、ショットピーニング処理とを、別々の金属系投射材を用いて別工程とする内容であっても勿論よい。また、ブラスト処理、及びショットピーニング処理のうち、いずれか一方のみを実行するようにしてもよい。
【００２４】
その後、前記鋼橋Ｋに塗布されている旧塗装膜Ｔの種類や厚さ、あるいは該鋼橋Ｋの状況等を調査（Ｓ１０２）する。そして、調査結果に基づき、使用する投射材（共通投射材）の種類や噴射速度等を決定する。また、後述する塗装膜軟化剤の種類や塗布方法を決定する。なお、Ｓ１０２はＳ１０１の前に行っても勿論よい。
【００２５】
次に、鋼橋Ｋに塗布されている旧塗装膜Ｔに、塗装膜軟化剤を塗布し、所定の軟化時間が経過するまで待機する（Ｓ１０３：塗装膜軟化工程）。ここで、塗装膜軟化剤としては、水系有機溶剤を主成分とする公知の剥離材料が好適に採用される。限定されることはないが、水系有機溶剤の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤等が挙げられる。また、塗布方法としては、スプレー方式、ハケ塗り方式、又はローラー方式等が例示される。
【００２６】
次に、軟化した塗装膜Ｔを、スクレーパーや皮スキ等の手工具で掻き取る（Ｓ１０４：手工具掻き取り工程）。かかる工程では、全除去対象の塗装膜Ｔのうち、約７０％以上の塗装膜Ｔを掻き取ることが望ましい。ここで、軟化した塗装膜Ｔは、湿潤したシート状となってかたまりとして掻き取ることができる。このため、作業性が極めて良好である。なお、かかる工程は、塗装膜を含む粉塵量を低減できる利点があるが、後述の投射材投射工程を実行する限り省略することも可能である。
【００２７】
ここで、手工具掻き取り工程を実行した後においては、図２に示すように、鋼橋Ｋの表面の微細な凹部に塗装膜Ｔが残留してしまう。このため、鋼橋Ｋに対して、さらに投射材投射工程を実行することが有効である。
【００２８】
すなわち、前記Ｓ１０２において決定した共通投射材を用いて、ブラスト処理及びショットピーニング処理の同時処理を次に行う（Ｓ１０５：投射材投射工程）。具体的には、前記共通投射材の投射により、前記鋼橋Ｋにおける残留した塗装膜Ｔ等の剥離と、素地調整対象の部分の素地調整（ブラスト処理）を行うと同時に、鋼橋Ｋの表面に圧縮残留応力を与える（ショットピーニング処理）という同時処理を行う。これにより、図３に示すように、鋼橋Ｋの表面の微細な凹部に残留していた塗装膜Ｔが完全に除去される。
【００２９】
なお、重ねて述べると、本発明の投射材投射工程は、ブラスト処理とショットピーニング処理の同時処理のみに限定されず、各処理を順番に行ってもよいし、いずれか一方のみを行ってもよい。
【００３０】
ここで、同時処理によって剥離した塗膜やサビ等、及び使用済みの共通投射材が粉塵として発生するが、事前に手工具掻き取り工程（Ｓ１０４）を実行しているため粉塵量が極めて少量となる。また、前記Ｓ１０１において防塵シートを張設しているため、外部に粉塵が漏出することはなく、粉塵は作業現場に堆積していく。
【００３１】
その後、ブラスト処理及びショットピーニング処理の同時処理を行った素地面の確認を行う（Ｓ１０６）。かかる確認は目視確認のみならず、例えばＩＳＯ８５０１ブラスト写真帳による比較、あるいは表面粗さ測定器による粗さ確認等も含まれる。これによって未剥離の塗膜が残っていないか、あるいは素地面の粗さが規格内であるか、等の確認がなされ、不十分な箇所に対して的確な処理がなされることとなる。例えばブラスト処理を行うことのできない箇所は手工具等を用いて素地調整がなされる。
【００３２】
こうして素地面の確認が済んだ部分に対して最終塗膜を形成するための最終仕上げ塗装を行う（Ｓ１０７）。なお、かかる塗装は、例えば防錆塗装として下塗り塗装、防錆塗装を保護する中塗り塗装、及び最終仕上げ塗装となる上塗り塗装のように複数回にわたって層状に塗装されることが一般的である。
【００３３】
前記塗装が済むと、その確認（Ｓ１０８）が行われる。かかる確認は塗装が乾燥した後の膜厚確認だけでなく、例えば塗装作業中にウェットネスゲージを用いてウェット膜厚の確認等も含まれる。また、このような確認は前記最終仕上げ塗装となる上塗り塗装後のみならず、前記下塗り塗装、及び中塗り塗装時にも行われる。
【００３４】
前記確認によって塗装作業が完了すると、現場の片付けを行う（Ｓ１０９）。具体的には、足場や防塵シート等の回収、及び投射材噴射装置の撤収を行って保全の完了となる。
【００３５】
また、上記手順と共に、粉塵の回収工程を実行する（Ｓ１１０）。具体的には、前記投射材投射工程（Ｓ１０５）で発生した使用済み共通投射材、及び剥離物やサビ等を含む粉塵を分別しつつ回収していく。
【００３６】
なお、回収した使用済み共通投射材は、投射によって破砕されていなければ再利用することができる。再利用可能な共通投射材は、剥離した塗膜やその他の異物と分別することで廃棄物の量を大幅に減少させることができる。
【００３７】
また、前記同時処理で使用される共通投射材は、例えば（ＪＩＳ  Ｂ２７１１：２０１３に規定された）コンディションドカットワイヤショットが望ましい。コンディションドカットワイヤショットとしてはいわゆるラウンドカットワイヤが含まれる。
【００３８】
以下、前記共通投射材を噴射することが可能であり、しかも使用済み共通投射材、及び剥離した塗膜等を回収してそれぞれ分別することができる循環式投射装置１を一例として説明する。
【００３９】
図４に示すように、前記循環式投射装置１は、作業対象となる鋼橋Ｋの作業現場αに隣接して設置される装置本体部２を備えている。さらに該装置本体部２は、圧送ホース４を具備し、該圧送ホース４の先端に噴射器３が接続されている。該噴射器３からは共通投射材が噴射される。また、前記装置本体部２は、吸引ホース５を具備し、該吸引ホース５の先端が作業現場αに配置されている。これにより、該吸引ホース５を介して、作業現場αで発生した使用済みで破砕しなかった共通投射材、共通投射材の破砕物、及び剥離した塗膜やサビ等を含む異物からなる粉塵を吸引することができる。なお、粉塵が外部に漏出しないように、図示しない防塵シートが作業現場αには張設され、送風機や集塵装置等も適宜設置される。
【００４０】
また、前記循環式投射装置１の装置本体部２には、共通投射材ホッパータンク１０が配設されている。さらに詳述すると、該共通投射材ホッパータンク１０は、共通投射材及び使用済み共通投射材を貯留しておく機能を有している。さらに、前記共通投射材ホッパータンク１０には、該共通投射材ホッパータンク１０内に貯留された共通投射材を作業現場αまで圧送するための共通投射材加圧タンク１１が接続されている。
【００４１】
さらに、前記共通投射材加圧タンク１１には、乾燥圧縮空気配管３１を介して乾燥圧縮空気供給手段３０が接続されている。かかる乾燥圧縮空気供給手段３０は、乾燥した圧縮空気を供給するためのエアコンプレッサーとエアドライヤーとで構成されている。
【００４２】
また、前記共通投射材加圧タンク１１には、前記圧送ホース４が接続されている。そして、かかる構成により、前記乾燥圧縮空気供給手段３０から供給された乾燥圧縮空気による空気圧よって共通投射材が該圧送ホース４を介して噴射器３から噴射され、作業対象となる鋼橋Ｋに共通投射材の投射が実行可能となっている。
【００４３】
前記作業現場αに堆積した使用済み共通投射材、破砕物、及び剥離した塗膜等の異物を含む粉塵は、前記吸引ホース５の一端からまとめて吸引される。そして、該吸引ホース５によって吸引された粉塵Ｘは、共通投射材ホッパータンク１０の上方に配された分別室４０内に到達する。
【００４４】
また、前記分別室４０には、ダストホース５１が取り付けられており、該ダストホース５１には、剥離塗膜回収部としてのダスト回収部５０が接続されている。さらに、該ダスト回収部５０には、粉塵吸引手段としての空気吸引装置６０が接続されている。したがって、該空気吸引装置６０の空気吸引力によって、前記粉塵が吸引可能となっている。
【００４５】
上記した構成は、適宜設計変更可能である。例えば、噴射器３と吸引ホース５は別体でもよいし、一体型（バキュームブラストタイプ）でもよい。また、分別室４０は、共通投射材ホッパータンク１０の直上に配置する必要はなく、位置は特に限定されない。共通投射材ホッパータンク１０内に連通しつつ共通投射材ホッパータンク１０を気密状態としてもよいし、共通投射材を一時貯留するための専用タンクを配置し、所望のタイミングで共通投射材ホッパータンク１０に共通投射材を供給するようにしてもよい。また、循環式投射装置１内での共通投射材量が規定値よりも少なくなった場合には新品を供給することができるようにしておくことが望ましい。また、装置本体部２は例えば車両上に載置して移動可能としてもよい。
【００４６】
また、ブラスト処理は、ＪＩＳ  Ｚ  ０３１２０：２００４「素地調整用ブラスト処理方法通則」において、それぞれ定義されている。具体的には、ブラスト処理とは「処理する鋼材表面に大きな運動エネルギーをもつ研削材を衝突させ、鋼材表面を細かく切削及び打撃することによって、鋼材表面の酸化物又は付着物を除去して鋼材表面を清浄化及び粗面化すること。」である。また、ＪＩＳ  Ｂ  ２７１１：２０１３「ばねのショットピーニング」において、ショットピーニングとは「ばねの表面層に球形に近い硬質粒子を高速度で打ち当てることによって、疲労強度及び耐応力腐食割れ性の向上を図る冷間加工法。表面に圧縮残留応力を与え、その表面を加工硬化させる。」ことである。
【符号の説明】
【００４７】
Ｋ          鋼橋（鋼構造物）
Ｔ          塗装膜 
【図１】
2019037927.tif 000003
【図２】
2019037927.tif 000004
【図３】
2019037927.tif 000005
【図４】
2019037927.tif 000006