(57)【要約】【課題】流電陽極法によるコンクリート中の鉄筋の防食方法において、犠牲防食寿命を向上させる。【解決手段】鉄筋コンクリート構造物１のコンクリート表面に溶射による亜鉛−マグネシウム合金皮膜４を形成し、この亜鉛−マグネシウム合金皮膜４と鉄筋２とを電気的に接続する。溶射に使用する亜鉛−マグネシウム合金のマグネシウムの含有量は０．１〜１０質量％とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート構造物のコンクリート表面に溶射による亜鉛−マグネシウム合金皮膜を形成し、この亜鉛−マグネシウム合金皮膜と鉄筋とを電気的に接続することを特徴とするコンクリート中の鉄筋の防食方法。
【請求項２】
溶射に使用する亜鉛−マグネシウム合金のマグネシウムの含有量が０．１〜１０質量％である請求項１に記載のコンクリート中の鉄筋の防食方法。
【請求項３】
亜鉛−マグネシウム合金皮膜の表面に防水性を有する塗料を塗布する請求項１または請求項２に記載のコンクリート中の鉄筋の防食方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物におけるコンクリート中の鉄筋の防食方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート中の鉄筋の電気防食方法には、流電陽極法と外電電極法の２種類がある。この中で、流電陽極法は、鉄より卑な電位の金属と鉄とを電気的に接続、あるいは当該金属で鉄を被覆することによって、当該金属が鉄より先に腐食することによる犠牲防食作用によって鉄の腐食を防止するものである（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この鉄より卑な金属として、亜鉛、アルミニウム、アルミニウム−マグネシウム合金などが使用されている。これらの金属はコンクリート表面、あるいはコンクリート表面に形成された導電性プライマーの上に被覆され、リード線等によってコンクリート中の鉄筋と電気的に接続される。
【特許文献１】特開２００３−２８６５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被覆された金属皮膜は、鉄筋に対する犠牲防食を行うために、水酸化物への腐食を常に行っており、この腐食速度が大きすぎると、鉄筋に対する犠牲防食寿命が短くなるし、腐食速度が小さい場合には溶射された金属皮膜上に腐食生成物の皮膜が堆積し腐食反応の進行が抑制されて、鉄の犠牲防食作用が低下し、鉄の腐食が進行する可能性がある。
【０００５】
亜鉛は犠牲防食金属として、代表的な材料であり鉄に対する犠牲防食材料として一般に使用されているが、犠牲防食過程における亜鉛の溶解損失速度が大きい。したがって、犠牲防食寿命が短く、コンクリート中の鉄筋の防食が十分ではないため、鉄筋の腐食が早期に発生する問題がある。アルミニウム、アルミニウム−マグネシウム合金を使用すれば、亜鉛に比べ犠牲防食寿命が長くなるが、実用上十分ではない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、流電陽極法によるコンクリート中の鉄筋の防食方法において、犠牲防食寿命を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のコンクリート中の鉄筋の防食方法は、鉄筋コンクリート構造物のコンクリート表面に溶射による亜鉛−マグネシウム合金皮膜を形成し、この亜鉛−マグネシウム合金皮膜と鉄筋とを電気的に接続することを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、犠牲防食材料として腐食速度の小さい亜鉛−マグネシウム合金を用い、これを溶射によりコンクリート表面に被覆することで、長期間犠牲防食能力を維持し、コンクリート中の鉄筋の防食を長期間維持するものである。
【０００９】
この犠牲防食能力を表現する一つの方法として、各溶射材料の溶射皮膜についてその腐食減量（６ヶ月後）を調査した結果を図１に示す。亜鉛−マグネシウム溶射皮膜は亜鉛溶射皮膜に対し約３分の１の腐食減量である。
【００１０】
また、図２には各溶射材料について腐食電位−時間の関係を調査した結果を示す。亜鉛−マグネシウム合金は亜鉛に対し、約３倍の時間、腐食電位が鉄より卑な電位を示し、犠牲防食能力を維持している。一方、アルミニウムは図１に示すように腐食減量は小さい値を示すが、腐食電位が亜鉛−マグネシウム合金より短時間で鉄の腐食電位に近い値を示し、犠牲防食能力の低下が進んでいる。このように、亜鉛−マグネシウム合金被膜は長期間犠牲防食能力を維持し、犠牲防食寿命が向上する。
【００１１】
本発明における溶射材料、すなわち溶射に使用する亜鉛−マグネシウム合金のマグネシウムの含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．５〜１．０質量％である。マグネシウムの含有量が０．１質量％未満では、十分な犠牲防食寿命が得られないことがあり、１０質量％を超えると、顕著な防食性能の向上は確認されず、比較的高価なマグネシウムを多量に使用することになるのでコスト面からも不利となる。
【００１２】
溶射材料としては、マグネシウムの含有量が０．５質量％以下であれば、特開２００２−１２９３２号公報に開示されているような線材を使用でき、マグネシウムの含有量が０．５質量％超では粉末材料を使用して、ガス溶線式溶射ガンにて溶射する。線材を溶射する場合は、粉末を溶射する場合に比べ粉塵発生を抑制でき、また材料歩留向上効果が期待できる。
【００１３】
また、本発明では、溶射により形成した亜鉛−マグネシウム合金皮膜の表面に防水性を有する塗料を塗布することができる。このようにすることで、段階的にコンクリート内部への水分、二酸化炭素等の腐食因子の浸入抑制が可能となる。この塗料の塗布は、エアレススプレーや刷毛塗り等の方法によって行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コンクリート中の鉄筋の防食作用を長期間にわたって維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施例により本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例として亜鉛−マグネシウム合金のほか、比較例として亜鉛、アルミニウムおよびアルミニウム−マグネシウム合金の溶射材料を用いて、コンクリート円柱（φ１００×２００ｍｍ）の表面に溶射皮膜を形成し、コンクリート中の鉄筋の電位差（復極量）の変化を調査した。コンクリートは、最も一般的である水セメント比５５％で打設した。コンクリート中の塩分量は、細骨材（質量）に対して０および０．５％とした。
【００１７】
図３は、電位差測定の供試体の概略図である。同図に示すように、コンクリート円柱１の中にはD１６ｍｍの鉄筋２が埋め込まれており、この鉄筋２に約φ２．６×８０ｍｍのステンレス棒３を圧着し、コンクリート円柱１の上面から約５０ｍｍ出し、電位差測定の供試体とした。なお、図３中の符号４は後述する溶射によって形成された溶射皮膜、符号５はこの溶射皮膜４と鉄筋２（ステンレス棒３）とを電気的に接続するリード線である。
【００１８】
図４は、溶射方法を示す説明図である。溶射（フレーム溶射）は、アセチレン１．０１×１０５Ｐａ、酸素１．６５×１０４Ｐａ、溶射距離２５０ｍｍ、溶射角度９０°、目標膜厚１００〜１５０μｍで行った。吹射口６からコンクリート円柱１までを約２５０ｍｍ離し、コンクリート円柱１を回転させ溶射膜厚が一様になるように溶射を行った。溶射範囲は、コンクリート円柱１の上下側面の２５ｍｍを除き、中央部分の１５０ｍｍとした。
【００１９】
図５は、電位差測定方法を示す説明図である。同図に示すように、電位差計７を用い、鉄筋電位を計り、さらに４時間後に再び電位を計り、その差を復極量とした。鉄筋のカソード分極測定の結果から１００ｍＶマイナス方向へシフトすると、鉄筋はカソード防食領域に入る。したがって、復極量が１００ｍＶ以上を防食基準値とした。測定は塩分濃度３％の模擬海水中に、供試体の下から１５０ｍｍの所まで浸漬し１〜３日経過ごとに行った。併せて溶射皮膜の欠陥状態も調査した。
【００２０】
まず、溶射皮膜の欠陥状態については、亜鉛溶射皮膜の場合、５０日経過後には溶射皮膜の一部が完全に欠損し、コンクリート地肌が見える程度になっていた。一方、亜鉛−マグネシウム合金、アルミニウム金属、あるいはアルミニウム−マグネシウム合金の溶射皮膜の場合、１４０日経過後も溶射皮膜の欠損は見られなかった。
【００２１】
次に、復極量の経時変化を図６に示す。同図において、（ａ）はコンクリート中の塩分量が０％、（ｂ）はコンクリート中の塩分量が０．５％の場合である。
【００２２】
図６より復極量は高い順から亜鉛−マグネシウム合金＞亜鉛＞アルミニウム−マグネシウム合金＞アルミニウムとなっており、亜鉛−マグネシウム合金、亜鉛は復極量が２００ｍＶ以上を常に確保し、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウムより犠牲防食能力が大きいことがわかる。一方、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウムは犠牲防食能力は見られるものの、復極量が１００ｍＶ〜２００ｍＶの範囲を変動している。１００ｍＶと小さい値を示している時期があるのは、腐食生成物の堆積によって犠牲防食能力が低下したためと思われる。
【００２３】
以上のように、亜鉛−マグネシウム合金は、犠牲防食能力が大きく、且つ、亜鉛に比べ犠牲防食寿命も約３倍向上した。また、亜鉛−マグネシウム合金は、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウムよりも犠牲防食能力が高位安定化しており、優れた耐食性を示した。
【実施例２】
【００２４】
１００ｍｍ×１５０ｍｍ×３．２ｍｍｔの鉄板にブラストし、亜鉛、あるいは亜鉛−マグネシウム合金を膜厚１５０μｍとなるように溶射し、ＳＳＴ（塩水噴霧試験：ＪＩＳ  Ｚ２３７１）を行った。その結果を図７に示す。
【００２５】
図７に示すように、亜鉛−マグネシウム合金中のマグネシウムの含有量が０．１質量％以上であれば亜鉛より優れた防食性能を示し、０．５質量％以上であれば防食性能は亜鉛の３倍以上を維持できている。このように、亜鉛−マグネシウム合金中のマグネシウムの含有量は０．１質量％あればよく、より好ましくは０．５質量％以上である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、海洋構造物を始めとする各種の鉄筋コンクリート構造物におけるコンクリート中の鉄筋の防食に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】溶射皮膜の腐食減量を示す。
【図２】溶射材料の腐食電位−時間の関係を示す。
【図３】電位差測定の供試体の概略図である。
【図４】溶射方法を示す説明図である。
【図５】電位差測定方法を示す説明図である。
【図６】復極量の経時変化を示し、（ａ）はコンクリート中の塩分量が０％、（ｂ）はコンクリート中の塩分量が０．５％の場合である。
【図７】ＳＳＴ（塩水噴霧試験）結果を示す。
【符号の説明】
【００２８】
１  コンクリート円柱
２  鉄筋
３  ステンレス棒
４  溶射皮膜
５  リード線
６  吹射口
７  電位差計  
【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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