(57)【要約】【課題】安全な材料で防食効果の高い防食構造及び防食方法を提供すること。【解決手段】海生生物の付着により形成された表層材１と、前記表層材を表面の一部又は全部に配置するための本体部２と、からなるものである。ここで、表層材には、板材又はシート材に海生生物を付着させたものや海生生物の底殻からなる板状材が使用できる。また、表層材は本体部の必要な箇所にのみ配置することができる。また、海生生物の付着により形成された表層材と、前記表層材を型枠として構築したコンクリート構造体と、から構成することもできる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海生生物の付着により形成された表層材と、
前記表層材を表面の一部又は全部に配置するための本体部と、からなる、防食構造。
【請求項２】
海生生物の付着により形成された表層材と、
前記表層材を型枠として構築したコンクリート構造体と、からなる、防食構造。
【請求項３】
板材に海生生物を付着させて表層材を製造し、
前記表層材を型枠として配置し、
コンクリートを前記型枠の内側に打設しておこなう、
防食方法。
【請求項４】
板材に海生生物を付着させて表層材を製造し、
前記表層材を既設コンクリート構造体の表面に取り付ける、
防食方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物、鋼構造物などの構造物の防食構造及び防食方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
海洋環境、特に飛沫帯においては、塩化物イオンおよび酸素などがコンクリート中に侵入して、内部の鉄筋を腐食させる現象が発生する。
このため、海洋環境にある鉄筋コンクリート構造物、プレストレストコンクリート構造物、鋼構造物などには従来から防食処理が施されていた。
第１種防食法としては、コンクリートの材料や配合などでコンクリートを緻密化して鋼材の腐食因子の侵入や移動を抑制したり、鉄筋のかぶりを大きくしたりすることにより腐食因子の鋼材への到達時間を遅らせる方法がある。
また、第２種防食法としては、コンクリート表面を表面被覆材などで被覆し、鋼材の腐食因子の侵入を抑制する方法、エポキシ樹脂塗装鉄筋などの防食性の鋼材を使用することにより腐食の進行を抑制する方法、及び電気防食などの電気化学的方法などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の防食構造及び防食方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞表面被覆材は一般に有機物であり、環境や人体に悪影響を及ぼすおそれのある物質が含まれている。
＜ロ＞有機物の表面被覆材は時間の経過とともに劣化するため、定期的にメンテナンスをおこなう必要がある。
＜ハ＞一般に、樹脂系の表面被覆材の耐用年数は１０年程度であり、表面被覆材の塗り替え時期に剥がして処分する必要がある。この剥がした表面被覆材は産業廃棄物となるため、処分に多くの費用がかかり、地球環境に与える悪影響も少なくない。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、安全な材料で防食効果の高い防食構造及び防食方法を提供することを目的とする。
また、耐久年数の長い防食構造及び防食方法を提供することを目的とする。
さらに、使用期間経過後も容易に処分できる防食構造及び防食方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の防食構造は、海生生物の付着により形成された表層材と、前記表層材を表面の一部又は全部に配置するための本体部と、からなるものである。ここで、表層材には、板材又はシート材に海生生物を付着させたものや海生生物の底殻からなる板状材が使用できる。また、表層材は本体部の必要な箇所にのみ配置することができる。
また、本発明の防食構造は、海生生物の付着により形成された表層材と、前記表層材を型枠として構築したコンクリート構造体と、からなるものである。
【０００６】
そして本発明の防食方法は、板材に海生生物を付着させて表層材を製造し、前記表層材を型枠として配置し、コンクリートを前記型枠の内側に打設しておこなう方法である。
また、板材に海生生物を付着させて表層材を製造し、前記表層材を既設コンクリート構造体の表面に取り付けることもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
＜イ＞適用条件
本発明は、防食処理を必要とするあらゆる構造物に適用することができる。特に、水辺や海に近い場所、海上、飛沫帯などの海洋環境に存在する鉄筋コンクリート構造物、プレストレストコンクリート構造物、鋼構造物などに適用するのが効果的である。
【０００９】
＜ロ＞表層材
表層材１は、海生生物を付着させて製作する。
海生生物の種類は、干満帯ではフジツボ類、カキ類が最も多く、カサガイ類、イガイ類、一枚貝類、巻き貝等があり、海中部ではゴカイ類、コケムシ類、ホヤ等がある。この中で、特に緻密な底殻を形成する海生生物の種類はフジツボ類とカキ類である。
表層材１は、例えばコンクリート製の板材に海生生物を付着させて製作する。海生生物が付着することよって海生生物の底殻からなる層が表層材１の表面に形成される。
薄くて取り扱い易い板材又はシート材は、海生生物が付着しやすい海中や干満帯などの環境下に容易におくことができるので、海生生物を効率的に付着させたり、付着量を制御したりするのに適している。
また、付着した海生生物を板状に切り出すことで表層材１を製作することもできる。
【００１０】
＜ハ＞防食構造
海生生物が形成する保護層は、海生生物により生成されるたんぱく質（コンクリート表面に付着する際に使われる物質）と炭酸カルシウムで構成される。そして、海生生物付着層の主成分は炭酸カルシウムである。
この海生生物付着層の組織は、セメントペーストよりも緻密な構造であり、その厚さが５０〜１００μｍ程度の層である（図２参照）。
【００１１】
＜ニ＞防食構造の構築方法
表層材１をコンクリート構造物の表面に配置する実施例について説明する。
図１は、桟橋上部工における防食方法の実施例を示したものである。図１の海面４から本体部２の底面にかけては飛沫帯に該当する。この飛沫帯は、構造物にとって特に条件の厳しい劣化が進行しやすい場所であるが、海生生物が自然に付着することは期待できない場所でもある。
そこで、予め海生生物を付着させた表層材１を埋設型枠として本体部２の表面に配置する。表層材１の内面には公知のスタッド、アンカーなどを取り付けて、後から表層材１の内側に打設するコンクリートと一体化させる。また、表層材１間の接合部には、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などの公知の樹脂系充填材を充填して接合することができる。
また、本体部２が既設のコンクリート構造物である場合は、表層材１を表面パネルとして本体部２の表面に取り付けることができる。この場合は、表層材１を公知の接着剤やボルトなどで本体部２の表面に固定する。
【００１２】
＜ホ＞塩化物イオン及び酸素の拡散係数の低減効果（図３）
図３（ａ）に、塩化物イオン拡散係数と生物付着面積率との関係を示す。ここで、生物付着面積率とは海生生物が表面に付着した割合をいう。
生物付着面積率が大きくなるほど塩化物イオン拡散係数は小さくなる傾向を示しており、付着層により塩化物イオンの浸透が抑制されていると考えられる。特に、生物付着面積率が３０％程度までは、付着がない場合の拡散係数と同程度の値が測定されており、生物付着による拡散係数低減の効果が明確でないが、生物付着面積率が７０％以上になるとその低減効果が顕著に現れている。
【００１３】
図３（ｂ）に、酸素拡散係数と生物付着量との関係を示す。
生物付着量が多くなるほど酸素拡散係数は小さくなる傾向を示しており、生物付着はコンクリート中への酸素拡散の抑制効果も有しているといえる。
【００１４】
図４に、鉄筋の腐食速度と生物付着面積率との関係を示す。この図から生物付着面積率が大きくなると腐食速度が小さくなる傾向が認められる。
【００１５】
＜ヘ＞コンクリート構造物の耐用年数の延長
鉄筋腐食の観点からみた構造物の寿命モデルを図５に示す。ここで、構造物中の鉄筋が限界発錆量に達し、腐食ひび割れが発生する時点を構造物の耐用年数と定義すると、耐用年数は腐食発生までの潜伏期間と、腐食発生後のひび割れ発生までの進展期間とによって決定される。
この潜伏期間は主にコンクリート中の塩化物イオン拡散に支配され、進展期間は酸素拡散に支配されると考えられる。従って、海生生物の付着量が増加すると、塩化物イオン拡散係数及び酸素拡散係数を小さくすることができることから潜伏期間及び進展期間がともに長くなり、構造物の耐用年数が延長される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の防食構造及び防食方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞表層材は炭酸カルシウムを主成分とする安全な材料で被覆されている。また、海生生物の付着によって形成される保護層は緻密な構造である。このため、安全で防食効果の高い防食をおこなうことができる。
＜ロ＞炭酸カルシウムを主成分とする保護層は、従来の有機物の表面被覆材に比べて非常に耐久性に優れている。
＜ハ＞海生生物の作り出す自然材料であるため、使用期間経過後も容易に処分できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防食構造の実施例の説明図。
【図２】防食構造の拡大詳細図。
【図３】（ａ）塩化物イオン拡散係数と生物付着面積率との関係図。（ｂ）酸素拡散係数と生物付着量との関係図。
【図４】腐食速度と生物付着面積率との関係図。
【図５】鉄筋腐食の観点からみた構造物の寿命モデル。
【符号の説明】
１・・・表層材
２・・・本体部
【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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