(57)【要約】【課題】プラスチック層の厚みが十分保たれ、かつ被覆防食構造体の密着性も保たれた、ペトロラタム系防食材を使用した鋼構造物の被覆防食構造体の提供。【解決手段】ペトロラタム−カバー防食工法において、鋼構造物の表面のペトロラタム系防食材を含む防錆層と、前記防錆層の外側のプラスチック層と、前記プラスチック層の外側の保護層とを備え、前記プラスチック層は、前記防錆層側の連続発泡層および前記保護層側の独立発泡層からなる、鋼構造物の被覆防食構造体を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼構造物の表面を被覆して防食する被覆防食構造体であって、
前記鋼構造物の表面のペトロラタム系防食材を含む防錆層と、前記防錆層の外側のプラスチック層と、前記プラスチック層の外側の保護層とを備え、
前記プラスチック層は、前記防錆層側の連続発泡層および前記保護層側の独立発泡層からなる、
鋼構造物の被覆防食構造体。
【請求項２】
前記連続発砲層および／または前記独立発砲層が発泡ポリエチレンからなる、請求項１に記載の被覆防食構造体。
【請求項３】
前記保護層が繊維強化プラスチック、チタン、チタン合金およびステンレスからなる群から選ばれる少なくとも１つからなる、請求項１または２に記載の被覆防食構造体。
【請求項４】
前記鋼構造物が鋼管杭、鋼矢板または鋼管矢板を用いる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆防食構造体。
【請求項５】
鋼構造物の表面を被覆して防食する被覆防食方法であって、
前記鋼構造物の表面にペトロラタム系防食材を用いて防錆層を形成する防錆層形成工程と、前記防錆層の外側にプラスチック層を形成するプラスチック層形成工程と、前記プラスチック層の外側に保護層を形成する保護層形成工程とを備え、
前記プラスチック層形成工程は、前記防錆層の外側に連続発泡層を形成し、前記連続発泡層の表面に独立発泡層を形成する工程である、
鋼構造物の被覆防食方法。
【請求項６】
前記連続発砲層および／または前記独立発砲層が発泡ポリエチレンからなる、請求項５に記載の被覆防食方法。
【請求項７】
前記保護層が繊維強化プラスチック、チタン、チタン合金およびステンレスからなる群から選ばれる少なくとも１つからなる、請求項５または６に記載の被覆防食方法。
【請求項８】
前記鋼構造物が鋼管杭、鋼矢板または鋼管矢板を用いる、請求項５〜７のいずれか１項に記載の被覆防食方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板などを用いた鋼構造物の被覆防食構造体および被覆防食方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾や河川の岸壁、桟橋、橋脚等に広く使用される鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板などを用いた鋼構造物は、海水や河川水などに曝された環境下で長期間使用するため、通常、その腐食を防止するために複層被覆防食などの防食処理が施される。そして、この複層被覆防食工法のひとつとして、ペトロラタム系防食材を含む防錆層を形成し、さらに、その外側に保護層を形成するペトロラタム−カバー防食工法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、プラスチックまたは金属からなる保護層と、緩衝材からなるプラスチック層と、ペトロラタム系防錆剤を含む防錆層とからなる防食用保護カバーを、磁石を介して海洋鋼構造物の鋼部材に装着した、海洋鋼構造物鋼部材の防食構造が開示されている。しかし、その被覆防食構造体、特に防錆層と鋼構造物とを十分に密着させることが難しく、確実な防食状態を得ることができない場合があった。
【０００４】
そこで、被覆防食構造体の密着性をより高めるための手段として、例えば、特許文献２には、鋼管杭の飛沫帯・干満帯の外周面に、ペトロラタム含浸テープ等を用いた防錆層、プラスチック層および保護層を含む防食層を形成して防食する防食施工方法において、前記防錆層、プラスチック層および保護層形成後に、前記保護層によって前記プラスチック層を内側へ向かって加圧する加圧工程を備える方法が開示され、また特許文献３には、鋼矢板または鋼管矢板の表面に、ペトロラタムを含む防食層と、クッション層とを積層するとともに、前記クッション層の表面を耐食性金属薄板で被覆した防食構造において、平坦部締め付け固定部分での締め付けボルトおよび固定板に対する耐食性金属薄板の傾きによる隙間発生を解消するために、前記平坦部締め付け固定部分に押圧板および規制部材を備える防食構造が開示されている。
【０００５】
しかし、密着性をより高めるために加圧や締め付けなどを行うと、被覆防食構造体のプラスチック層が圧縮されて十分な厚みが保たれない状態となってしまい、外部からの衝撃を吸収するというクッションとしての役割を果たせなくなる可能性がある。
【０００６】
したがって、当業界においては、表面部分からの圧力（面圧）が掛かっても被覆防食構造体のプラスチック層の厚みが十分保たれ、その結果、外部からの衝撃が吸収され、かつ被覆防食構造体の密着性も保たれて、長期に防食性能を発揮する、ペトロラタム系防食材を使用した鋼構造物の被覆防食技術の開発が求められているといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０３２７４４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０５７４１１号公報
【特許文献３】特開２０１４−２１１０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、プラスチック層の厚みが十分保たれ、その結果、外部からの衝撃が吸収され、かつ被覆防食構造体の密着性も保たれて、長期に防食性能を発揮する、ペトロラタム系防食材を使用した鋼構造物の被覆防食構造体およびそれが得られる被覆防食方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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明者は鋭意検討し、鋼構造物の表面を被覆して防食する被覆防食構造体であって、前記鋼構造物の表面のペトロラタム系防食材を含む防錆層と、前記防錆層の外側のプラスチック層と、前記プラスチック層の外側の保護層とを備え、前記プラスチック層は、前記防錆層側の連続発泡層および前記保護層側の独立発泡層からなる、鋼構造物の被覆防食構造体を形成することで、保護層取り付け時などにおいて面圧が掛かってもプラスチック層の厚みが保たれ、その結果、外部からの衝撃を十分吸収でき、かつ被覆防食構造体の密着性も保たれるため、長期に防食性能を発揮することを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は次の（１）〜（８）である。
（１） 鋼構造物の表面を被覆して防食する被覆防食構造体であって、
前記鋼構造物の表面のペトロラタム系防食材を含む防錆層と、前記防錆層の外側のプラスチック層と、前記プラスチック層の外側の保護層とを備え、
前記プラスチック層は、前記防錆層側の連続発泡層および前記保護層側の独立発泡層からなる、
鋼構造物の被覆防食構造体。
（２）前記連続発砲層および／または前記独立発砲層が発泡ポリエチレンからなる、（１）に記載の被覆防食構造体。
（３）前記保護層が繊維強化プラスチック、チタン、チタン合金およびステンレスからなる群から選ばれる少なくとも１つからなる、（１）または（２）に記載の被覆防食構造体。
（４）前記鋼構造物が鋼管杭、鋼矢板または鋼管矢板を用いる、（１）〜（３）のいずれか１つに記載の被覆防食構造体。
（５）鋼構造物の表面を被覆して防食する被覆防食方法であって、
前記鋼構造物の表面にペトロラタム系防食材を用いて防錆層を形成する防錆層形成工程と、前記防錆層の外側にプラスチック層を形成するプラスチック層形成工程と、前記プラスチック層の外側に保護層を形成する保護層形成工程とを備え、
前記プラスチック層形成工程は前記防錆層の外側に連続発泡層を形成し、前記連続発泡層の表面に独立発泡層を形成する工程である、
鋼構造物の被覆防食方法。
（６）前記連続発砲層および／または前記独立発砲層が発泡ポリエチレンからなる、（５）に記載の被覆防食方法。
（７）前記保護層が繊維強化プラスチック、チタン、チタン合金およびステンレスからなる群から選ばれる少なくとも１つからなる、（５）または（６）に記載の被覆防食方法。
（８）前記鋼構造物が鋼管杭、鋼矢板または鋼管矢板を用いる、（５）〜（７）のいずれか１つに記載の被覆防食方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、保護層取り付け時などにおいて面圧が掛かってもプラスチック層の厚みが保たれ、その結果、外部からの衝撃が十分吸収され、かつ断熱性に優れるため保護層外からの熱影響が低減され、防錆層の寿命が長く、また、鋼構造物と被覆防食構造体との密着性も保たれるため、長期に防食性能を発揮する鋼構造物の被覆防食構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における鋼管杭の被覆防食構造体の例を示す概略断面図である。
【図２】本発明における鋼矢板の被覆防食構造体の例を示す別の概略断面図である。
【図３】実施例で作製した、締め付け固定具を装着した鋼板および被覆防食構造体からなる供試体の、締め付け密着前の状態の例を示す概略断面図である。
【図４】前記図３の供試体を、締め付け固定具で締め付け密着した後の鋼板の不陸部分の密着状態の例を拡大して示す概略断面図である。図中の矢印は、鋼板の不陸部分と被覆防食構造体との隙間幅を表す。
【図５】実施例で作製した、締め付け固定具を装着した鋼板および被覆防食構造体からなる２つの供試体の、締め付け密着後の鋼板の不陸部分と被覆防食構造体との隙間幅測定時の組織構造の写真である（図面代用写真）。左側の（ａ）は、プラスチック層を連続発泡ポリエチレンシート（厚さ１０ｍｍ）のみで構成し、保護層としてチタンシートを使用した供試体、右側の（ｂ）は、プラスチック層の内側を連続発泡ポリエチレンシート（厚さ５ｍｍ）および外側を独立発泡ポリエチレンシート（厚さ５ｍｍ）の２層構造として構成し、保護層としてチタンシートを使用した供試体である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明について説明する。
本発明は、鋼構造物の表面を被覆して防食する被覆防食構造体および被覆防食方法であって、前記鋼構造物の表面のペトロラタム系防食材を含む防錆層と、前記防錆層の外側のプラスチック層と、前記プラスチック層の外側の保護層とを備え、前記プラスチック層は、前記防錆層側の連続発泡層および前記保護層側の独立発泡層からなる、鋼構造物の被覆防食構造体を形成する。
【００１４】
なお、本発明においては、鋼構造物に対して海水、大気等が存在するサイドを「外側」あるいは「外周」、その反対の鋼構造物自体が存在するサイドを「内側」という場合がある。
【００１５】
まず、本発明の被覆防食方法における防錆層形成工程について説明する。
本発明の防錆層形成工程では、鋼構造物の外側の表面に密着するように防錆層を形成する。この防錆層は、防錆剤であるペトロラタム系防食材（ペトロラタムを主成分とする防食材）を含む。本発明では、ペトロラタム系防食材からなる、つまり酸化重合樹脂やエポキシ樹脂などの他の防錆剤を含まない防錆層であることが好ましい。ここで、本発明において、ペトロラタム系防食材以外の防錆剤を併用する実施形態は除外されないが、防錆層にペトロラタム系防食材を全く含まない実施形態は除外される。
【００１６】
前記防錆層の質量は、鋼構造物の外側の表面における防錆層と接している部分の面積当たり２．０〜４．０ｋｇ／ｍ２であることが好ましい。
そして、前記防錆層の厚さは、１〜５ｍｍであることが好ましい。
また、施工方法としては、鋼構造物の外側の表面にペトロラタムペーストを塗布し、その上からペトロラタムを含浸した帯状の布やテープを固く巻きつける方法、鋼構造物との密着面にペトロラタムペーストが塗布されたペトロラタム含浸テープ、シート等を固く巻きつけまたは貼りつける方法などが例示される。さらに、ペトロラタム系防食テープ等を複数回重ねて巻きつけ、あるいは塗布する方法によって施工することもできる。
【００１７】
防錆層形成工程に際しては、鋼構造物と防錆層の密着性をより高めるために、これに先立って、鋼構造物の外側の表面付着物を除去することが好ましい。具体的には、スクレーパーやワイヤブラシ、機械ブラシ、グラインダー、オートジゼル、エアーグラインダー、サンドブラスト等の工具で素地調整することが好ましい。
【００１８】
次に、本発明の被覆防食方法におけるプラスチック層形成工程について説明する。
本発明のプラスチック層形成工程では、前記防錆層の外側にプラスチック層を形成する。このプラスチック層は２層構造とし、防錆層側に形状緩衝材である連続発泡層を形成し、この連続発泡層の外側に断熱および形状安定材である独立発泡層を形成する。
【００１９】
ここで、本発明において連続発砲層とは、内部の空隙がつながっている発泡プラスチックからなる。また、独立発砲層とは、内部の個々の空隙が他の空隙とは独立している（つながっていない）発泡プラスチックからなる。さらに、独立発泡層の内部の空隙は略球状であることが好ましい。なお、連続発砲層は、見掛け密度が３０±１０ｋｇ／ｍ３であり、２５％圧縮応力が１５ｋＰａ未満であるものと規定され、前記２５％圧縮応力は１０ｋＰａ以下であることが好ましい。また、独立発砲層は、見掛け密度が２５±１０ｋｇ／ｍ３であり、２５％圧縮応力が１５ｋＰａ以上であるものと規定され、前記２５％圧縮応力は２０ｋＰａ以上であることが好ましい。この見掛け密度および２５％圧縮応力は、いずれも「日本工業規格  ＪＩＳ  Ｋ  ６７６７：１９９９  発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に基づいて測定される。
【００２０】
本発明では、プラスチック層を前記のように連続発泡層と独立発泡層という２種の部材の２層構造とし、かつ、連続発泡層を内側、独立発泡層を外側することで、クッションとしての役割を果たしつつ、独立発泡層の形状安定性により保護層外からの加圧などによるプラスチック層の圧縮を抑制し、鋼構造物と被覆防食構造体の密着性が保たれた、防錆層の寿命が長い鋼構造物の被覆防食構造体となる。
【００２１】
そして、本発明においては、この２層構造のプラスチック層は、防錆層側に連続発泡層を形成し、保護層側に独立発泡層を形成することが必要であり、また、この連続発泡層と独立発泡層を密着して形成する（これらの間に他の層を含まない）ことが必要である。このような形態が維持されないと、所望の効果が得られない可能性が高いため好ましくない。
【００２２】
前記連続発泡層および独立発泡層は、いずれも発泡ポリエチレンからなるのが好ましく、特に１層の厚さが２．５〜１０ｍｍのシート状の発泡ポリエチレンシートであるのが好適であるが、これに限定されるものではない。また、前記連続発泡層および独立発泡層の発泡倍率も特段限定はされないが、いずれも３００〜７００％の発泡倍率が好適例として示される。
【００２３】
ここで、前記連続発泡層および独立発泡層の発泡倍率とは、発泡がない状態の体積を１００％とし、この発泡がない状態の体積に対する、発泡を含む状態の体積の比率で規定されるものである。
【００２４】
なお、前記２層構造のプラスチック層の形成に際して、防錆層の外側に他の層（例えば遮水層など）を１層以上形成し、その外側に２層構造のプラスチック層を形成してもよい。
【００２５】
次に、本発明の被覆防食方法における保護層形成工程について説明する。
本発明の保護層形成工程では、前記２層構造のプラスチック層の外側に保護層を形成する。保護層は、ガラス繊維や炭素繊維などを含む繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ（ＦＲＰ））、耐食性金属であるチタン（Ｔｉ）、チタン合金およびステンレス（ＳＵＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１つからなることが好ましい。また、保護層は０．３〜５．０ｍｍの厚みの薄板からなるのが好ましく、例えば、２以上の薄板を接合してなる、あるいは複数種の材料からなる薄板であってもよいが、単一の材料からなる接合のない薄板がより好ましい。
【００２６】
なお、前記２層構造のプラスチック層の外側に他の層を１層以上形成し、その外側に保護層を形成してもよいが、前記２層構造のプラスチック層の外側の表面に保護層を形成することが好ましい。例えば、施工に際しては、前記２層構造のプラスチック層を保護層の一方の面に貼り付けたものを予め作成し、このプラスチック層側を防錆層に貼り付けることで、２層構造のプラスチック層と保護層を同時に簡易に形成することができる。保護層の固定は、ボルトおよびナット、固定金属等で固定する方法などが例示され、ボルトおよびナットで締め付け固定する場合では、被覆防食構造体の密着性をより高めるために固定部分に押圧板や規制部材などの更なる部品を使用することもできる。
【００２７】
また、前記保護層の形成時あるいは形成後に、必要に応じて、被覆防食構造体の鋼構造物への密着性および被覆防食構造体の各層間の密着性をより高めるために、保護層側から内側へ向かって加圧あるいは締め付けする加圧工程を行ってもよい。この加圧手段は特に限定されず、ベルト結束機を補助具として使用して保護層の外部から締め付ける方法などの公知の方法を適用すればよい。なお、本発明では、前記２層構造のプラスチック層の保護層側が形状安定性に優れる独立発泡層で形成されるため、前記加圧工程を行っても、加圧密着された鋼構造物の被覆防食構造体は、鋼構造物と高い密着状態でありながらプラスチック層の厚みが保たれていることも特徴である。
【００２８】
なお、本発明において「鋼構造物」とは、鋼材を主体とする建築構造物を意味し、特に、港湾や河川の岸壁、桟橋、橋脚等に広く使用される鋼管杭、鋼矢板または鋼管矢板を含む鋼構造物への本発明の実施が好適である。
【００２９】
本発明の鋼構造物の被覆防食構造体の具体例を図１および図２を用いて説明する。
図１は、鋼管杭の飛沫帯・干満帯に、本発明の被覆防食方法を施した状態を示す概略断面図である。ここに示すように、鋼管杭１の外周表面にペトロラタム系防食シートからなる防錆層２と、その外周表面にプラスチック層３とを備え、このプラスチック層３は、防錆層２側に連続発泡ポリエチレンシート３ａと、この外周表面に独立発泡ポリエチレンシート３ｂとを備える。そして、このプラスチック層３の独立発泡ポリエチレンシート３ｂの外周表面にＦＲＰシートからなる保護層４を備える。
【００３０】
図２は、鋼矢板の飛沫帯・干満帯に、本発明の被覆防食方法を施した状態を示す概略断面図である。これも、ここに示すように、鋼矢板１の外側の表面（平坦面および曲面）にペトロラタム系防食シートからなる防錆層２と、その外側の表面にプラスチック層３を備え、このプラスチック層３は、防錆層２側に連続発泡ポリエチレンシート３ａと、この外側の表面に独立発泡ポリエチレンシート３ｂとを備える。そして、このプラスチック層３の独立発泡ポリエチレンシート３ｂの表面にＦＲＰシートからなる保護層４を備える。
【００３１】
本発明はこのように構成されるものであることが好ましい。ただし、本発明は上記実施形態に限定されない。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例にも限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において様々な変形が可能である。
【００３３】
被覆防食構造体のプラスチック層を、連続発泡層と独立発泡層の２層構造として構成した場合と、連続発泡層のみで構成した場合とで、被覆防食構造体の密着状態やプラスチック層の厚みがどのように変わるかを比較確認するため、以下の試験を実施した。
【００３４】
下記表１に記載する被覆構成で、図３に示すような、締め付け固定具１８を装着した鋼板１２および被覆防食構造体（厚さ１０ｍｍのプラスチック層１４およびチタンシートまたはＦＲＰシートからなる保護層１６）からなる４種の供試体をそれぞれ作製し、締め付け固定具１８による締め付けにより前記被覆防食構造体を鋼板１２に密着させ、図４の矢印で示した鋼板１２の不陸部分（幅３０ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの段差がある部分）と前記被覆防食構造体との隙間幅を測定した。なお、図３および図４は、プラスチック層１４を２層構造として構成した供試体の例を示した。
その結果、下記表１および図５に示すように、前記被覆防食構造体のプラスチック層１４を連続発泡ポリエチレンシート１４ａ（見掛け密度３０ｋｇ／ｍ３、２５％圧縮応力４ｋＰａ）と独立発泡ポリエチレンシート１４ｂ（見掛け密度２５ｋｇ／ｍ３、２５％圧縮応力４０ｋＰａ）の２層構造として構成した場合、保護層１６がチタンシートからなる供試体およびＦＲＰシートからなる供試体のいずれについても、プラスチック層１４を連続発泡ポリエチレンシート１４ａのみで構成した場合と比較して前記隙間幅が３０％以上減少することが明らかとなった。また、独立発泡ポリエチレンシート１４ｂの存在により、締め付け密着後においてもプラスチック層１４の厚さが十分保たれることも明らかとなった。
【００３５】
【表１】
2019178358.tif 000003
【００３６】
つまり、ペトロラタム−カバー防食工法において、防錆層と保護層の間に形成するプラスチック層を、本発明のように、内側に連続発泡層を形成し、外側に独立発泡層を形成した２層構造とすることで、被覆対象である鋼構造物の不陸等により発生する被覆防食構造体との隙間をより低減でき、また、被覆防食構造体の締め付け密着を行ってもプラスチック層の厚さが十分保たれることが示された。
【符号の説明】
【００３７】
１      鋼構造物（鋼管杭または鋼矢板）
２      防錆層（ペトロラタム系防食シート）
３      プラスチック層
３ａ    連続発泡ポリエチレンシート
３ｂ    独立発泡ポリエチレンシート
４      保護層（ＦＲＰシート）
１２    鋼板
１４    プラスチック層
１４ａ  連続発泡ポリエチレンシート
１４ｂ  独立発泡ポリエチレンシート
１６    保護層（ＦＲＰシートまたはチタンシート）
１８    締め付け固定具
【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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