(57)【要約】【課題】複雑な構造を有する金属構造物であっても簡便且つ確実に長期安定的に防食を行うことができる金属構造物の防食構造を提供すること。【解決手段】被防食金属構造物２の表面に透液性層３が設けられているとともに、透液性層３の外側に防食層４が設けられており、防食層４が、被防食金属構造物２を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物からなる。防食層４の外側には被覆層６が設けられていることが好ましい。一端部が被防食金属構造物２に接合され、他端部が防食層４に達しているように配された導電材５を備えていることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被防食金属構造物の表面に透液性層又は透湿性層を介して防食層が設けられた金属構造物の防食構造であって、
前記防食層が、前記被防食金属構造物を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物からなる金属構造物の防食構造。
【請求項２】
前記防食層の外側にさらに被覆層が設けられている請求項１記載の金属構造物の防食構造。
【請求項３】
一部が前記被防食金属構造物に接合され、該被防食金属構造物と前記防食層とを導通させる導電材が配されている請求項１又は２記載の金属構造物の防食構造。
【請求項４】
前記透液性層又は前記透湿性層が、不織布、織布若しくは多孔性フィルムからなる請求項１〜３の何れかに記載の金属構造物の防食構造。
【請求項５】
前記電解質形成材が吸水性ポリマーからなる請求項１〜４の何れかに記載の金属構造物の防食構造。
【請求項６】
被防食金属構造物を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物を、透液性又は透湿性の収容材に収容した後、該収容材で前記被防食金属構造物の表面を被覆する金属構造物の防食方法。
【請求項７】
前記収容の外側を被覆材でさらに被覆する請求項６記載の金属構造物の防食方法。
【請求項８】
被防食金属構造物を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物と、該複合物が収容された透液性又は透湿性の収容材とを備えている防食体。
【請求項９】
前記収容材が不織布、織布若しくは多孔性フィルムで形成された袋からなる請求項８記載の防食体。
【請求項１０】
前記収容材の外側を被覆する被覆材を備えている請求項８又は９記載の防食体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気腐食環境下にある金属構造物、特に雨水等により乾湿が繰り返される大気中の金属構造物の防食構造及び防食方法並びにこれに用いられる防食体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
大気腐食環境下にある金属構造物の腐食対策は、塗装や防食テープ類による被覆によって行われている。これらの防食対策は、腐食生成物、即ち、錆の充分な除去を行わないと防食性能が発揮できないことや、形状の複雑な構造物に対しても欠陥のない被覆作業を行わなければならないため、多大な手間と費用がかかっている。斯かる課題を解決する手法として、下記特許文献１に記載の技術が提案されているが、より簡便で効果的な防食手段が望まれていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３４８６８９号公報
【０００４】
従って、本発明の目的は、複雑な構造を有する金属構造物であっても簡便且つ確実に防食を行うことができる金属構造物の防食構造及び防食方法並びに防食体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被防食金属構造物の表面に透液性層又は透湿性層を介して防食層が設けられた金属構造物の防食構造であって、前記流電陽極性層が、前記被防食金属構造物を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物からなる金属構造物の防食構造を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００６】
また、本発明は、被防食金属構造物を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物を、透液性又は透湿性の収容材に収容した後、該収容材で前記被防食金属構造物の表面を被覆する金属構造物の防食方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００７】
また、本発明は、被防食金属構造物を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物と、該複合物が収容された透液性又は透湿性の収容材とを備えている防食体を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その好ましい実施の形態に基づいて図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の金属構造物の防食構造（以下、単に防食構造ともいう。）の一実施形態を模式的に示すものである。図１において、符号１は防食構造を示している。
【００１０】
本実施形態の防食構造１は、被防食金属構造物２の表面に透液性層３を介して防食層４が設けられている。本実施形態の防食構造１は、一端部が被防食金属構造物２に接合され、被防食金属構造物２と防食層４とを導通させる導電材５が配されている。防食層４の外側にはさらに被覆層６が設けられている。また、防食構造１は、防食層４と被覆層６との間に液透過性層３及び緩衝層７が設けられている。
【００１１】
透液性層３は、透液性を有し、後述するように、流電陽極性金属が透過してきた液に溶出したときに電気防食効果を奏させ得るものであれば特に制限はないが、柔軟性、伸縮性、耐久性、取り扱い性等が優れていることを考慮すると、不織布、織布又は多孔性フィルムで構成することが好ましい。これら不織布及び織布の繊維の材質に特に制限はないが、親水基を有する繊維が好ましい、親水基を有する繊維としては、例えば、ナイロン繊維、アクリル繊維等の繊維が挙げられる。また、前記多孔性フィルムは、孔径が０．４μｍ以上の孔を多数有する高分子フィルムが好ましい。多孔性フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００１２】
透液性層３の厚みは０．０２〜５ｍｍが好ましい。透液性層３を前記不織布又は前記織布で構成する場合には、厚みが１〜５ｍｍのものが好ましい。また、透液性層３を前記多孔性フィルムで構成する場合には、厚みが０．０２〜０．２５ｍｍが好ましい。これらの厚みは、耐久性、取り扱い性等に応じて設定される。透液性層３は、本発明の効果に影響を与えない範囲において接着等の方法で被防食金属構造物２の表面に固定することができる。
【００１３】
防食層４は、被防食金属構造物２を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物からなる。
【００１４】
前記流電陽極性金属は、被防食金属構造物２を構成する金属に応じて適宜選択される。被防食金属構造物２が鋼製構造物の場合には、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム又はこれらの合金からなるものが好ましい。亜鉛合金としては、Ｚｎ／０．２〜０．７質量％Ａｌ／０．０３〜０．１４質量％Ｃｄ系等が挙げられる。アルミニウム合金としては、Ａｌ／１〜１０質量％Ｚｎ／０．１〜６質量％Ｍｇ／０．０１〜０．０４質量％Ｉｎ／０．５〜１質量％Ｓｉ系等が挙げられる。マグネシウム合金としては、ＪＩＳ  Ｈ６１２５に記載の合金が挙げられる。
【００１５】
前記流電陽極性金属は、後述する電解質形成材と均一に複合化できる形態であればその形態に特に制限はないが、リボン状、シート状、繊維状、粉粒状、線状、金網状等の形態が好ましい。また、大きさについても、均一に複合化できれば特に制限はないが、取り扱い性、コスト等を考慮すると次の大きさが用いられる。リボン状の場合には幅１〜２０ｍｍ、長さ１００〜１０００ｍｍ、厚み０．１〜１ｍｍが好ましい。シート状の場合には厚み１〜２ｍｍが好ましい。粉粒状の場合には平均粒径が１ｍｍ以下であることが好ましく、特に７０〜１５０μｍの粒子を８０質量％以上含んでいることが好ましい。線状の場合には線径１〜２ｍｍが好ましい。金網状の場合には線径１〜２ｍｍ、ピッチ幅１０〜３０ｍｍが好ましい。
【００１６】
前記電解質形成材は、前記透液性層３を透過してきた液（該液の蒸気の凝結分を含む）を充分に保持でき、保持した液に前記流電陽極性金属が溶出したときに、電気防食効果が奏されるように当該電解質形成材を電解質として機能させ得るものであれば特に制限はない。該電解質形成材としては、吸水性能、膨潤特性、取り扱い性、コスト等を考慮すると吸水性ポリマーが好ましい。該吸水性ポリマーとしては、ポリアクリル酸塩系、酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体ケン化物、ポリ酢酸ビニル・無水マレイン酸反応物、イソブチレン・マレイン酸共重合架橋物、ポリエチレンオキシド系、デンプン・アクリル酸グラフト重合体、ポリビニルアルコール系、ポリＮ−ビニルアセトアミド系等が挙げられる。
【００１７】
前記電解質形成材は、前記流電陽極性金属と均一に複合化できる形態であればその形態に特に制限はないが、粉粒状、繊維状、シート状等の形態が好ましい。広く入手可能な汎用品を用いることができるので、大きさについても特に制限はない。粉粒状の場合には特に０．８〜２．８ｍｍのものが好ましい。
【００１８】
前記流電陽極性金属及び前記電解質形成材の配合比は、該流電陽極性金属及び該電解質形成材の全体積に対する流電陽極性金属の体積比で１０〜５０％、特に２０〜４０％が好ましい。前記流電陽極性金属及び前記電解質形成材の配合量は、防食期間、用いる材及びその取り扱い性等に応じて設定される。
【００１９】
前記複合物には、前記流電陽極性金属及び前記電解質形成材以外に、吸水紙、パルプ繊維、ガラス繊維等の添加材を適宜の割合で添加することができる。
【００２０】
前記防食層４の厚みは、防食期間或いは施工性等に応じて設定されるが、１〜５ｍｍが好ましい。
【００２１】
前記導電材５は、被防食金属構造物２と前記防食層４との間の導通を確保し、前記電気防食効果をより一層奏させるものであり、他端部が防食層４に達するように配されている。導電材５の形態に特に制限はないが、本実施形態では、導電材５はピンで構成されている。導電材５は、該ピンの場合には、施工性或いはコストを考慮すると、被防食金属構造物２の表面からの突出長さが１〜５ｍｍで太さ（φ）が２〜５ｍｍのものが好ましい。また、導電材５が前記ピンの場合には、前記電気防食効果を奏させる上で２本／ｍ２以上で被防食金属構造物２の表面に接合することが好ましい。導電材５の被防食金属構造物２の表面への接合方法は、前記導通が確保される方法であれば特に制限はない。該接合方法としては、アーク溶接等の溶接による方法が好ましい。導電材５の材質としては、鋼製、黄銅製又はステンレス鋼製等が挙げられる。
【００２２】
前記被覆層（保護層）６は、防食層４を保護するものである。被覆層６には、従来と同様のものが用いられる。被覆層６の材質としては、プラスチックとしてはポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂などを用いたＦＲＰ（繊維強化プラスチック）や高強度ポリエチレン等が挙げられ、金属としては耐海水性ステンレス鋼やチタンが挙げられる。
【００２３】
前記緩衝層７は、防食層４と保護層６との密閉性を高めるものである。緩衝層７には、従来と同様のものが用いられる。緩衝層７の材質としては、発泡ポリエチレン、発泡ポリウレタン、発泡スチレン等の発泡材が挙げられる。
【００２４】
本実施形態の防食構造１では、大気中の水分や雨水等が被防食金属構造物２の表面に浸透してくると、当該水又は水蒸気が透液性層３を透過し、防食層４内の前記電解質形成材で吸収保持されて電解質が形成される。そして、該電解質と前記流電陽極性金属及び被防食金属構造物２との間に前記透液性層３通して又は前記導通材５を介して回路が形成され、電気防食作用が奏される。これによって、当該被防食金属構造物２の表面が防食される。
【００２５】
前記防食構造１は、例えば、後述する本発明の防食体や本発明の防食方法の実施形態により設けることができる。
【００２６】
次に、本発明の防食体を、その好ましい実施形態に基づいて説明する。なお、以下の説明において、前記実施形態の防食構造１と共通する部分についてはその説明を省略する。従って、特に説明のない部分については、前記実施形態の防食構造１における説明が適宜適用される。
【００２７】
図２は、本発明の防食体を、鋼製橋脚の脚柱部分を防食する防食体に適用した一実施形態を示すものである。符号１０は防食体を示している。
【００２８】
図２に示すように、防食体１０は、被防食金属構造物を構成する金属より低電位の流電陽極性金属と電解質形成材とを含む複合物４０と、複合物４０が収容された透液性又は透湿性の収容材３０とを備えている。また、防食体１０は、収容材３０の外側を被覆する被覆材６０を備えている。
【００２９】
前記収容材３０は、透液性又は透湿性を有し、複合物４０を収容し得るものであればその形態に特に制限はないが、複合物の脱落を防いだり、施工性等を考慮すると、袋或いは周囲にニードルパンチ加工を行ったものが好ましい。収容材３０には、前記透液性層３と同様の不織布、織布又は多孔性フィルムで形成されたものが用いられる。収容材３０は複合物４０がもれ出さないように周囲を封止することが好ましい。
【００３０】
複合物４０には、前記防食層４における前記複合物が用いられる。
【００３１】
被覆材６０は、前記被覆層６を構成し、収容材３０を所定の強さで被防食金属構造物である脚柱表面に密着させるものである。本実施形態では、断面が半円形状で縁部にフランジ部６１を有している。フランジ部６１には固定用のボルト孔６２が設けられている。被覆材６０の形態は、防食対象物の形態や防食部位等に応じて設定される。被覆材６０には、前記被覆層６と同様の材質のものが用いられる。
【００３２】
収容材３０は被覆材６０の内側に固定されていることが好ましい。収容材３０の被覆材６０への固定方法に特に制限はないが、接着剤等の接着手段や固定治具を用いた公知の固定方法を採用することができる。また、収容材３０及び被覆材６０の何れか又は双方に係合部等の公知の固定手段を設けることもできる。
【００３３】
収容材３０は、被覆材６０に直接固定することもできるが、本実施形態のように、これらの間に緩衝材７０を介在させ、被覆材６０による収容材３０の脚柱への密着性を高めることが好ましい。緩衝材７０には、前記緩衝層７と同様の材質のものが用いられる。
【００３４】
緩衝材７０の収容材３０及び被覆材６０への固定方法に特に制限はないが、接着剤等の接着手段や固定治具を用いた公知の固定方法を採用することができる。また、緩衝材７０並びに収容材３０及び被覆材６０の何れか又は全てに係合部等の公知の固定手段を設けることもできる。
【００３５】
次に、本発明の金属構造物の防食方法を、その好ましい実施形態として、前記防食体１０を用いた橋脚の脚柱部分の防食に適用した実施形態に基づいて、図３を参照しながら説明する。図３において、符号１００は橋脚を示している。なお、以下の説明において、前記実施形態の防食構造１と共通する部分についてはその説明を省略する。従って、特に説明のない部分については、前記実施形態の防食構造１における説明が適宜適用される。
【００３６】
先ず、防食の対象となる被防食金属構造物、即ち橋脚１００の脚柱部分（防食対象範囲）について素地調整を行う。この素地調整は、従来から鋼材の防食の素地調整方法、例えば、ＩＳＯ−Ｓｔ２（手工具によるケレン）によって行うことが好ましい。
【００３７】
次に、前記導通材５となるピン５０を所定の割合で脚柱部分の表面に接合する。接合方法は、前述の通りである。
【００３８】
次に、脚柱部分を被覆するように前記防食体１０を取り付ける。この取り付けに際しては、ピン５０が収容材３０を貫き、その先端部が複合物内に達するように取り付ける。なお、本発明の効果に影響を与えない範囲において、収容材３０を脚柱部分の表面に接着剤等で接着することもできる。
【００３９】
次に、フランジ部６１同士を突き合わせて前記ボルト孔６２にボルト６３を通し、所望の強さで締め付け、防食を完了する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の防食体１０及びこれを用いた防食方法によれば、橋脚１００の脚柱部分の防食を簡便且つ確実に長期安定的に行うことができる。
【００４１】
図４は、本発明を橋脚の張出し部分の角端部の防食に適用した一実施形態を示すものである。この実施形態の場合には、防食体１０’の被覆材６０にスタットボルト用の切り欠き部６４を設けておき、橋脚１００の張出し部分にスタットボルト６５を溶接し、該切り欠き部６４にスタットボルト６５をはめ込みスタットボルト６５にナット６６を締め付けて取り付ける。これにより、橋脚の張出し部分の角端部の防食を簡便且つ確実に長期安定的に行うことができる。
【００４２】
本発明は、橋桁の支承部分の防食にも適用することができる。この場合には、図５（ａ）に示すような予め作製された帯状の防食体１０’を用いることができる。この防食体１０’は、透液性層３としての不織布からなる収容材３０内に、筒状に成形した亜鉛性の金属網及び該金網の中にリボン状亜鉛を収容した流電陽極性金属と、電解質形成材としての吸水性ポリマーとからなる防食層４としての複合物４０を収容したものである。図５（ｂ）に示す防食構造は、この防食体１０’を、ピン（導電材）５が溶接された橋桁の支承部分１０１の周りに、当該支承部分の機能に支障がないように隙間なく巻き付けてピン５を貫通させ、さらにその周りに被覆層６として樹脂製の枠材（被覆材）６０を橋台（又は橋脚）１０２に固定したものである。本実施形態の防食体１０’は、このようにして、支承部分１０１の防食構造を形成することによって、当該支承部分の防食を簡便且つ確実に長期安定的に行うことができる。
【００４３】
本発明は、前記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００４４】
本発明は、前記実施形態のように、被防食金属構造物２の表面に導通材５を接合することが好ましいが、透液性層や透湿性層によって充分な導通が確保できる場合には、前記導電材は省略することもできる。
【００４５】
本発明は、前記実施形態のように、被防食金属構造物２と防食層４との間に透液性層３を設けることが好ましいが、蒸気に対する防食のみを考慮する場合には、液透過性層に換えて透湿性層を設けることもできる。
【００４６】
また、本発明の防食方法は、前記実施形態のように、予め製造された防食体１０を現場で被防食金属構造物の防食対象部分に取り付けることが好ましいが、その場で前記防食体を製造して防食を行うこともできる。
【００４７】
本発明の防食構造は、前述の実施形態のようにして設けることが好ましいが、例えば、防食対象部分が平坦な場合には前記不織布等を該対象部分に敷設して前記透液性層３を設けた後、該透液性層３の上に前記複合物を散布して前記防食層４を設け、該防食層４を、前記緩衝層７を介して被覆層６で被覆して設けることもできる。
【００４８】
本発明の適用対象となる金属構造物は、大気環境中における金属構造物であれば適用範囲に制限はない。鋼製橋脚以外に、鉄橋、各種プラント施設の構造物等が挙げられる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、複雑な構造を有する金属構造物であっても簡便且つ確実に安定的に防食を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属構造物の防食構造の一実施形態を模式的に示す要部の斜視図である。
【図２】本発明の防食体の一実施形態を模式的に示す図であり（ａ）は断面図（（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図）、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の金属構造物の防食方法の一実施形態による防食手順を模式的に示す図であり、（ａ）は防食前の状態を示す図、（ｂ）は導通材（ピン）を接合した状態を示す図、（ｃ）は防食体を取り付けた状態を示す図である。
【図４】本発明の防食体の他の実施形態を使用した防食構造を模式的に示す部分断面図である。
【図５】本発明の防食体の他の実施形態及びそれを使用した防食構造を模式的に示す図であり、（ａ）は防食体の断面図、（ｂ）は防食構造の部分断面図である。
【符号の説明】
１  金属構造物の防食構造
２  被防食金属構造物
３  透液性層又は透湿性層
４  防食層
５  導電材
６  被覆層
７  緩衝層
１０  防食体
３０  収容材
４０  複合物
６０  被覆材
７０  緩衝材
【図１】
2005002456.tif 000003
【図２】
2005002456.tif 000004
【図３】
2005002456.tif 000005
【図４】
2005002456.tif 000006
【図５】
2005002456.tif 000007