(57)【要約】【課題】異種金属接触腐食が起きず、激しい腐食環境に曝されても長期防食性を確保できる長期耐久性防食構造体とその施工方法を提供すること。【解決手段】爪部を除く被防食面に有機樹脂製接着層を介して高耐食金属板（Ａ）を積層してなる複数の鋼矢板を前記爪部で嵌合してなる鋼矢板の構造体であって、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製充填剤を介して高耐食金属部材（Ｂ）で被覆し、さらに前記高耐食金属板（Ａ）と前記高耐食金属部材（Ｂ）とを接合してなる鋼矢板の長期耐久性防食構造体とその施工方法。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
爪部を除く被防食面に有機樹脂製接着層を介して高耐食金属板（Ａ）を積層してなる複数の鋼矢板を前記爪部で嵌合してなる鋼矢板の構造体であって、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製充填剤を介して高耐食金属部材（Ｂ）で被覆し、さらに前記高耐食金属板（Ａ）と前記高耐食金属部材（Ｂ）とを接合してなることを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項２】
前記接合が嵌合である請求項１記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項３】
前記高耐食金属板（Ａ）の鋼矢板爪部側端部がＪ字状に突出した形状である請求項１又は２に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項４】
前記高耐食金属板（Ａ）の鋼矢板爪部側端部がスリット状の形状である請求項１又は２に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項５】
前記前記高耐食金属部材（Ｂ）が前記高耐食金属板（Ａ）の端部に嵌合可能な形状である請求項３又は４に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項６】
爪部を除く被防食面に有機樹脂製接着層を介して高耐食金属板を積層し、該金属板の一方の爪部側端部が爪部より長い自由端である複数の鋼矢板を前記爪部で嵌合してなる鋼矢板の構造体であって、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製充填剤を介して前記金属板の自由端で被覆し、さらに該自由端を他方の鋼矢板を被覆する高耐食金属板と接合してなることを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項７】
前記接合が接着である請求項１又は６に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項８】
前記接合が有機樹脂製の接着層を介してなる請求項１、６、７のいずれかに記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項９】
前記有機樹脂製の接着層の少なくとも一部が、カルボン酸変性ポリエチレン層である請求項１、６〜８のいずれかに記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項１０】
前記有機樹脂製の接着層の少なくとも一部が、ウレタン樹脂系接着剤である請求項１、６〜８のいずれかに記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項１１】
前記接合が溶接である請求項１又は６に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項１２】
前記有機樹脂製充填材が、ゴム、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂から選ばれる発泡性材料である請求項１又は６に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
【請求項１３】
爪部を除く被防食面に有機樹脂製の接着層を介して高耐食金属板（Ａ）を積層してなる複数の鋼矢板を、前記爪部で嵌合するように各鋼矢板を打設してから、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製充填剤を挟んで高耐食金属部材（Ｂ）で被覆し、さらに高耐食金属板（Ａ）と高耐食金属部材（Ｂ）とを接合することを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
【請求項１４】
爪部を除く被防食面に有機樹脂製接着層を介して高耐食金属板を積層し、該金属板の一方の爪部側端部が爪部より長い自由端である複数の鋼矢板を、前記爪部で嵌合するように各鋼矢板を打設してから、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製の充填剤を挟んで，前記金属板の自由端で被覆し、さらに該自由端を他方の鋼矢板を被覆する高耐食金属板と接合することを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
【請求項１５】
前記接合方法が、高耐食金属板（Ａ）の端面と、高耐食金属部材（Ｂ）を嵌合してから、前記高耐食金属部材（Ｂ）を外側より押しつぶし、高耐食金属板（Ａ）と嵌合する方法である請求項１３記載の鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
【請求項１６】
前記接合が、有機物の接着剤を用いた接合である請求項１３又は１４に記載の鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
【請求項１７】
前記接合が、溶接による接合である請求項１３又は１４に記載の鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海浜の埋立地、廃棄物処理施設や港湾・河川の護岸等に用いられる鋼矢板の防食構造体とその施工方法に関するもので、さらに詳しくは、激しい腐食環境に曝される場合に、長期防食性を確保する防食構造体とその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
激しい腐食環境に使用される鋼管杭、鋼管矢板、鋼矢板等の海洋鋼構造物は防食塗装が行われ、中でも、厚みが数ｍｍに及ぶ重防食塗装が有効である。数十年に及ぶ長期耐久性が必要とされる場合、電気絶縁性、耐薬品性等の種々の防食性に優れ、安価な樹脂であるポリオレフィン、あるいはポリウレタンといった樹脂を被覆材として使用した重防食被覆鋼材が用いられている。
さらに、特許文献１、特許文献２及び特許文献３には、それぞれ上記ポリオレフィン被覆やポリウレタン被覆の上に０．０１〜０．１ｍｍ厚のチタンの板を貼り付け、防食性や接着耐久性を向上させる方法に関して開示されている。また、特許文献４では、防食シートの上に各種耐食金属板を貼り付けた構造と防食方法について開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−４７５５０号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１３６３０号公報
【特許文献３】
特開２００１−２６０２７１号公報
【特許文献４】
特開２００１−８１５８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記、防食技術の内、樹脂を被覆材とするものでは、有機樹脂そのものの耐久性に四、五十年程度の寿命があり、また、鉄と樹脂との接着力も時間の経過により低下し、５０年の間には剥離して、鉄素地が露出し腐食が始まる。
また、前記チタン板を被覆する防食法を海岸環境で使用する鋼矢板にて適用する場合には、爪部まで被覆すると打設時にチタンの被覆が破れることと、その時に鉄素地と被覆チタン板が接触し、電気化学的な反応である異種金属接触腐食が発生し、一部露出した鉄素地が激しく腐食し、構造的な欠陥が生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、従来技術の上記問題点を解決し、異種金属接触腐食が起きず、激しい腐食環境に曝されても長期防食性を確保できる長期耐久性防食構造体とその施工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明では以下のように規定する。
（１）  爪部を除く被防食面に有機樹脂製接着層を介して高耐食金属板（Ａ）を積層してなる複数の鋼矢板を前記爪部で嵌合してなる鋼矢板の構造体であって、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製充填剤を介して高耐食金属部材（Ｂ）で被覆し、さらに前記高耐食金属板（Ａ）と前記高耐食金属部材（Ｂ）とを接合してなることを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（２）  前記接合が嵌合である（１）記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（３）  前記高耐食金属板（Ａ）の鋼矢板爪部側端部がＪ字状に突出した形状である（１）又は（２）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（４）  前記高耐食金属板（Ａ）の鋼矢板爪部側端部がスリット状の形状である（１）又は（２）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（５）  前記前記高耐食金属部材（Ｂ）が前記高耐食金属板（Ａ）の端部に嵌合可能な形状である（３）又は（４）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（６）  爪部を除く被防食面に有機樹脂製接着層を介して高耐食金属板を積層し、該金属板の一方の爪部側端部が爪部より長い自由端である複数の鋼矢板を前記爪部で嵌合してなる鋼矢板の構造体であって、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製充填剤を介して前記金属板の自由端で被覆し、さらに該自由端を他方の鋼矢板を被覆する高耐食金属板と接合してなることを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（７）  前記接合が接着である（１）又は（６）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（８）  前記接合が有機樹脂製の接着層を介してなる（１）、（６）、（７）のいずれかに記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（９）  前記有機樹脂製の接着層の少なくとも一部が、カルボン酸変性ポリエチレン層である（１）、（６）〜（８）のいずれかに記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（１０）  前記有機樹脂製の接着層の少なくとも一部が、ウレタン樹脂系接着剤である（１）、（６）〜（８）のいずれかに記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（１１）  前記接合が溶接である（１）又は（６）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（１２）  前記有機樹脂製充填材が、ゴム、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂から選ばれる発泡性材料である（１）又は（６）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食構造体。
（１３）  爪部を除く被防食面に有機樹脂製の接着層を介して高耐食金属板（Ａ）を積層してなる複数の鋼矢板を、前記爪部で嵌合するように各鋼矢板を打設してから、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製充填剤を挟んで高耐食金属部材（Ｂ）で被覆し、さらに高耐食金属板（Ａ）と高耐食金属部材（Ｂ）とを接合することを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
（１４）  爪部を除く被防食面に有機樹脂製接着層を介して高耐食金属板を積層し、該金属板の一方の爪部側端部が爪部より長い自由端である複数の鋼矢板を、前記爪部で嵌合するように各鋼矢板を打設してから、前記嵌合部の被防食面を有機樹脂製の充填剤を挟んで、前記金属板の自由端で被覆し、さらに該自由端を他方の鋼矢板を被覆する高耐食金属板と接合することを特徴とする鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
（１５）  前記接合方法が、高耐食金属板（Ａ）の端部と、高耐食金属部材（Ｂ）を嵌合してから、前記高耐食金属部材（Ｂ）を外側より押しつぶし、高耐食金属板（Ａ）と嵌合する方法である（１３）記載の鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
（１６）  前記接合が、有機物の接着剤を用いた接合である（１３）又は（１４）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
（１７）  前記接合が、溶接による接合である（１３）又は（１４）に記載の鋼矢板の長期耐久性防食施工方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、鋼矢板の爪部を除く被防食面に有機樹脂の接着層を介して高耐食性金属板（Ａ）を積層する。その断面構成例を図１に示す。５が鋼矢板、１が有機樹脂の接着層、２が高耐食金属板である。ここで、被防食面とは、護岸用の土留め壁として鋼矢板を使用する場合には、土側ではなく、海水に面する片面である。さらに、本発明では、これらの鋼矢板を打設後に爪部を覆う形状の高耐食金属板（Ｂ）を有機樹脂製の充填材を挟んで被覆する。さらに、高耐食被覆金属板（Ａ）と（Ｂ）を接合した長期耐久性防食構造体、並びに、このような構造体を形成せしめる施工方法を規定する。その構造体の断面構成例を図２に示す。３が高耐食金属板（Ｂ）であり、４が有機樹脂製の充填材である。
【０００８】
本発明においては、鋼矢板の打設法を規定するものではないが、予め被覆した高耐食金属板（Ａ）に傷をつけないよう注意をする必要がある。さらに、本発明における高耐食金属板（Ａ）、（Ｂ）は、特に規定するものではないが、海水中での腐食速度が実用的に小さい、即ち１０μｍ／年以下であり、かつ隙間腐食等が起き難い材料が好ましく、モリブデンを２％以上含む海水環境でも耐食性の高いステンレス鋼、Ｎｉ基の耐食合金、チタンが望ましい。さらに、高耐食金属板（Ａ）、（Ｂ）は同種の金属であることが望ましい。さらに、高耐食金属板の厚みについて特に規定するものではないが、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ未満が望ましい。０．１ｍｍ以下であると、打設時等に金属板が剥離する場合が多く実用的でない。また、１．５ｍｍを超えると加工性が劣り、曲げ部等で腰折れや密着不良が起き易くなる。
【０００９】
さらに、本発明における有機樹脂の接着層の厚みに関しては、特に規定するものではないが、高耐食金属板と鋼矢板素地とは電気的に絶縁されていることが必須になり、加工時や打設時の機械的な衝撃により絶縁破壊を起こさないために、０．３ｍｍ以上の厚みが望ましい。また、厚い方では、コストと耐久性とのバランスもあり、５ｍｍ以下が望ましい。
【００１０】
また、本発明では、上記高耐食金属板（Ａ）がＪ字型の端面を有し、爪部を覆う形状の高耐食金属板（Ｂ）がスリット状の切れ目を有する筒もしくは角柱状の形状であり、さらに、この筒もしくは角柱状の高耐食金属板（Ｂ）を外部より押しつぶし、高耐食金属板（Ａ）を接合した長期耐久性防食構造体を規定する。Ｊ字型の端面を有した高耐食金属板の断面構成例を図３に、長期耐久性の構造体の断面構成例を図４にそれぞれ示す。
【００１１】
さらに、本発明では、前記高耐食金属板（Ａ）がスリット状の端面を有し、爪部を覆う形状の高耐食金属板（Ｂ）がスリット状の切れ目に差し込み可能な端面を有する帯状の形状であり、さらにこの高耐食金属板（Ｂ）をスリットに差し込み、高耐食金属板（Ａ）と接合した長期耐久性防食構造体を規定する。スリット状の端面を有した高耐食金属板（Ａ）を図５に、長期耐久性の構造体の断面構成例を図６にそれぞれ示す。
【００１２】
さらに、本発明では、高耐食金属板（Ａ）の片側端面が嵌合部を覆う長さを有する自由端であり、鋼矢板を打設後に、鋼矢板の嵌合部に有機樹脂製の充填剤を前記自由端で挟んで、もう一方の鋼矢板の高耐食金属板と前記自由端を接合した長期耐久性防食構造体を規定する。嵌合部を覆う長さを有した高耐食金属板の断面構成例を図７に、長期耐久性の構造体の断面構成例を図８にそれぞれ示す。
【００１３】
さらに、本発明では、高耐食金属板（Ａ）と（Ｂ）の接合が、有機物の接着剤を用いた接合であることを規定する。この際、用いる接着剤としては、特に規定するものではないが、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリオール型の粘着材等が適用できる。この接合部の寿命は、接着剤の接着破壊までの寿命になり、高耐食性金属被覆の寿命より多少短くなる。
【００１４】
さらに、本発明では、高耐食金属板（Ａ）と（Ｂ）の接合が、耐食金属同士の溶接による接合であることを規定する。この際、用いる溶接法は、耐食金属の種類により、若干異なるが、一般的に耐食金属は溶接し難い材料であるので、多少工夫を要する。耐食金属がチタンや耐海水ステンレス鋼である場合には、通電加熱によるシーム溶接、ＴＩＧ溶接等が適用可能である。この接合部の寿命は、溶接部並びに溶接熱影響部の接着破壊までの寿命になり、高耐食性金属被覆の寿命より短くなる場合がある。
【００１５】
さらに、本発明では、有機樹脂の接着層の一部がカルボン酸により変性されたポリエチレン層であることを特徴とする。この変性ポリエチレン層は、特に規定するものではないが、マレイン酸変性ポリエチレンを使用することが、性能上望ましい。さらに、この変性ポリエチレン層を被覆する際の構成に関しては、特に規定するものではないが、変性ポリエチレン層と鉄素地との密着性を確保するために、クロメート処理やリン酸系等の化成処理を施し、その上に、エポキシ系のプライマー層を挟むことが望ましい。さらに、安価で接着層の厚みを大きくするために、高耐食金属層と鉄素地側の間に低密度、もしくは中密度ポリエチレン樹脂層を挟むことも可能である。
【００１６】
さらに、本発明では、有機樹脂の接着層の一部がウレタン樹脂系の接着剤であることを特徴とする。ウレタン樹脂系の接着剤としては、硬化時間が比較的短いことが望ましく、湿気硬化型は適さない。アミン硬化型が望ましい。さらに、鉄素地との密着性を上げるために、クロメート処理やリン酸系等の化成処理を施すことや、エポキシ系やウレタン系のプライマー層を介して接着することがより望ましい。さらに、安価で接着層の厚みを大きくするために、ウレタンエラストマーや発泡性ウレタン樹脂層を介することも可能である。
【００１７】
さらに、本発明では、打設後に埋め込む有機樹脂製の充填材が、発泡性のゴム、ポリウレタン樹脂もしくはエポキシ樹脂であることを特徴とする。これら以外の樹脂でも大きな問題はないが、発泡性のゴム、ポリウレタン樹脂もしくはエポキシ樹脂を用いることで、高耐食金属層と爪部との隙間がなくなり、水の透過等による劣化が極力抑えられるため、耐久性寿命が大幅に増加する。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
ＪＩＳ規格ＳＹ２９５のＵ型鋼矢板（長さ１０ｍ）に、干満帯に相当する３ｍの部分をグリッドブラスト処理し、スケール等を除去した後、プライマーとしてポリオールとイソシアネート硬化剤による２液混合硬化型のウレタン樹脂塗料を１５〜６０μｍ膜厚となるようにスプレー塗布して硬化させた。次いで、その表面にカオリンクレー微粉末を含有する２液硬化ウレタンエラストマーをミキサーで混合してスプレー塗装を行い、３ｍｍ厚みのポリウレタン重防食被覆を行った。この後、この表面に熱硬化性のイソシアネート硬化型ウレタン樹脂を塗布して、半硬化した状態で０．３ｍｍ厚のチタン板をロールで圧着しながら表面に貼り付けた。貼り付けた面は、鋼矢板の凸面を５体、ならびに凹面を５体である。端面の状態は、図１に相当するものを２対、図３に相当するものを１対、図５に相当するものを１対、図７に相当するものを１対、それぞれ作製した。
【００１９】
これらを海浜部の試験個所にてバイブルハンマーにより打設後、図１に相当する１対の爪部は、比較例として処理を施さず、もう１対の爪部は、図２のように施工し、海中部はエポキシ系の接着剤により接着し、海面より上部は、シーム溶接により接合した。図３は図４に、図５は図６に、図７は図８に相当するように施工した。充填材は発泡ウレタン樹脂を用いた。図４、６、８の接合部も、海中部はエポキシ系の接着剤で、海面より上部はシーム溶接により接合した。なお、高耐食金属板（Ｂ）の下端は、水浸入を防ぐためにゴム製の板でシールしている。施工後、６ヶ月経過し、外観の変化を観察した。比較例である未処理の爪部は、錆が発生し、劣化が進行している。それ以外の本発明例は、錆の発生も樹脂の流出も見られず、極めて良好な外観であった。
【００２０】
（実施例２）
ＪＩＳ規格ＳＹ２９５のＵ型鋼矢板（長さ２ｍ）にグリッドブラスト処理し、２液型エポキシプライマーを約１００μｍ塗布し、鋼矢板裏面よりバーナー加熱し、表面温度が１８０℃になるように加熱硬化させた。その上に、粉体化したマレイン酸変性のポリエチレン樹脂を約５００μｍ厚に塗布し、０．１ｍｍ厚のチタン板をロールで圧延しながら表面に貼り付けた。また、粉体化した変性ポリエチレン層の上に２ｍｍ厚の低密度ポリエチレンシートをロールにより圧延し、その上にマレイン酸変性のポリエチレン樹脂シート２００μｍ厚を貼り付け、さらに、０．１ｍｍ厚のチタン板を貼り付けた試験体も作製した。爪部の形状は、図７に相当するものを作製した。比較例としては、前記、低密度ポリエチレンシートまで貼り付けたものを作製した。
【００２１】
これらの試験体を実海水が引き入れられている水槽内で嵌合して設置し、充填材は発泡ウレタン樹脂を用い、チタン板を図８になるようにシーム溶接で接合した。同時に比較例として、未処理材も通常条件で設置した。なお、高耐食金属板（Ｂ）の下端は、水浸入を防ぐためにゴム製の板でシールしている。試験水槽は１日２回の干満を人工的に繰り返し、この水槽の中で１年間浸漬後に、試験体を引き上げ、爪部の被覆を強制的に剥離した。比較例である未処理の爪部からは被覆が機械工具により容易に剥離したが、本発明例では、全く剥離することができず、本発明の効果が実証できた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、美麗で長期の耐久性能を持つ鋼矢板護岸を作製でき、維持管理費も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防食構造体の打設ままの断面構成図の一実施例。
【図２】本発明の防食構造体の断面構成図の一実施例。
【図３】本発明の防食構造体の打設ままの断面構成図の一実施例。
【図４】本発明の防食構造体の断面構成図の一実施例。
【図５】本発明の防食構造体の打設ままの断面構成図の一実施例。
【図６】本発明の防食構造体の断面構成図の一実施例。
【図７】本発明の防食構造体の打設ままの断面構成図の一実施例。
【図８】本発明の防食構造体の断面構成図の一実施例。
【符号の説明】
１：有機樹脂接着層                  ２：耐食金属板（Ａ）
３：耐食金属板（Ｂ）                ４：有機樹脂充填材
５：鋼矢板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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