(57)【要約】【課題】柱部の干満範囲を均一に防食することができる電気防食構造を提供する。【解決手段】鋼管または鉄筋コンクリートで上下方向に延びるように形成され、一端側が大気中に配置されるとともに水面Ｌの高さが周期的に変化する電解水Ｗ中に他端側が配置された柱部２１０の浸食を抑える電気防食構造１であって、水面の高さが周期的に変化する範囲である干満範囲２１２において柱部の外周面全体を覆うように配置された導電体２０と、干満範囲の外周面と導電体との間に充填され、電解水を保持した状態で干満範囲の外周面および導電体の形状の変化に対応して変形することで、柱部と導電体との導通状態を維持する基体３０と、鋼管または鉄筋コンクリート中の鉄筋に電気的に接続されるとともに電解水中に配置され、電解水を通して導電体との間で電流を発生させる電流発生部４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管または鉄筋コンクリートで上下方向に延びるように形成され、一端側が大気中に配置されるとともに水面の高さが周期的に変化する電解水中に他端側が配置された柱部の浸食を抑える電気防食構造であって、
前記水面の高さが周期的に変化する範囲である干満範囲において前記柱部の外周面全体を覆うように配置された導電体と、
前記干満範囲の外周面と前記導電体との間に充填され、前記電解水を保持した状態で前記干満範囲の外周面および前記導電体の形状の変化に対応して変形することで、前記柱部と前記導電体との導通状態を維持する基体と、
前記鋼管または前記鉄筋コンクリート中の鉄筋に電気的に接続されるとともに前記電解水中に配置され、前記電解水を通して前記導電体との間で電流を発生させる電流発生部と、
を備えることを特徴とする電気防食構造。
【請求項２】
前記柱部の前記一端には、鉄筋コンクリートで形成された支持台が取り付けられていて、
前記導電体は、前記柱部における前記干満範囲より上方の部分である大気範囲、および前記支持台の外周面を覆うように配置され、
前記基体は、前記大気範囲および前記支持台の外周面と前記導電体との間に充填され、
前記水面が最も高くなったときの前記水面の高さより下方に先端が配置され、基端が前記導電体のうち前記支持台の外周面を覆う部分に電気的に接続された補助導電体を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気防食構造。
【請求項３】
前記導電体の下方の端部は、前記基体の下方の端部よりも下方まで延びるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気防食構造。
【請求項４】
前記導電体のうち前記基体より下方に延びる部分と前記柱部との間に、絶縁部材を備えることを特徴とする請求項３に記載の電気防食構造。
【請求項５】
前記導電体の下方の端部には、前記導電体よりイオン化傾向の小さな材料で形成された第二の導電体が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気防食構造。
【請求項６】
前記導電体は、板材の一方の面に配置された状態で前記板材と一体に形成されて導電板を構成し、
前記導電板は、前記導電体を前記柱部側に配置した状態で、前記柱部に取り付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気防食構造。
【請求項７】
前記導電体における前記水面が最も高くなったときの前記水面の高さより下方には貫通孔が形成され、
前記貫通孔を覆うように、前記電解水は通すが前記基体は通さない透過膜が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気防食構造。
【請求項８】
前記導電体は、下方に向かうにしたがって前記柱部に近づくように構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気防食構造。
【請求項９】
鉄鋼または鉄筋コンクリートで上下方向に延びるように形成され、一端側が大気中に配置されるとともに水面の高さが周期的に変化する電解水中に他端側が配置された柱部の浸食を抑える電気防食構造の形成方法であって、
前記水面の高さが周期的に変化する範囲である干満範囲において前記柱部の外周面全体を覆うように導電体を形成し、
前記干満範囲の外周面と前記導電体との間に基体を充填し、
前記電解水を保持させた前記基体を前記干満範囲の外周面および前記導電体の形状に対応して変形させることで、前記柱部と前記導電体との導通状態を保持し、
前記鉄鋼または前記鉄筋コンクリート中の鉄筋に電気的に接続させた電流発生部を前記電解水中に配置し、前記電解水を通して前記電流発生部と前記導電体との間で電流を発生させることを特徴とする電気防食構造の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼または鉄筋コンクリートで形成された構造体が海水などの電解水により腐食するのを防止する電気防食構造および電気防食構造の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋、道路、沖合プラットホーム、岸壁および消波施設などを支持するために、海水（電解水）中に鉄筋コンクリート製や鋼管製の杭（柱部）が設けられている。
海水中の杭は、杭の鋼材または鉄筋中の鉄がイオン化して海水中へ流れ出て腐食する。この腐食を防止するために、杭に犠牲陽極などの電流発生部を設け、腐食電流に打ち勝つだけの直流電流を生じさせることが行われている。
このような電気防食構造の１つとして、たとえば特許文献１に記載されたコンクリート構造物の電気防食構造が知られている。
【０００３】
この電気防食構造では、コンクリート杭の表面に、導電性塗料などの導電性被覆物（導電体）、アクリル酸系吸水ポリマーを含有した不織布シートなどの電流吸上げ材、そして、繊維強化プラスチックなどの外装材を順に被覆している。電流吸上げ材は、その下部が海水中に浸漬されるように配置される。また、コンクリート杭における海水中の部分には、流電陽極が接続されている。
この電気防食構造によれば、導電性被覆物が電気防食の分布電極となるとともに、海水を吸い上げた電流吸上げ材がコンクリート杭を大気から遮蔽するため、コンクリート杭を広範囲にわたり均一に防食することができるという。
【０００４】
また、一般的に、杭において、海面の干満により大気中での乾燥状態と海水中での浸水状態とを繰り返す部分（干満範囲）は、腐食が著しく促進される。このため、杭の防食は、この干満範囲を中心に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２６７４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された電気防食構造では、コンクリート杭の表面に直接導電性被覆物を被覆しているため、杭が乾燥した場合などには、杭の表面から導電性被覆物が剥がれて杭と導電性被覆物との間に空隙が生じることがある。このため、導電性被覆物がコンクリート杭と接触している部分に電流が集中して流れて導電性被覆物が偏耗し、コンクリート杭を安定して防食できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、柱部の干満範囲を均一に防食することができる電気防食構造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】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の電気防食構造は、鋼管または鉄筋コンクリートで上下方向に延びるように形成され、一端側が大気中に配置されるとともに水面の高さが周期的に変化する電解水中に他端側が配置された柱部の浸食を抑える電気防食構造であって、前記水面の高さが周期的に変化する範囲である干満範囲において前記柱部の外周面全体を覆うように配置された導電体と、前記干満範囲の外周面と前記導電体との間に充填され、前記電解水を保持した状態で前記干満範囲の外周面および前記導電体の形状の変化に対応して変形することで、前記柱部と前記導電体との導通状態を維持する基体と、前記鋼管または前記鉄筋コンクリート中の鉄筋に電気的に接続されるとともに前記電解水中に配置され、前記電解水を通して前記導電体との間で電流を発生させる電流発生部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の電気防食構造の形成方法は、鉄鋼または鉄筋コンクリートで上下方向に延びるように形成され、一端側が大気中に配置されるとともに水面の高さが周期的に変化する電解水中に他端側が配置された柱部の浸食を抑える電気防食構造の形成方法であって、前記水面の高さが周期的に変化する範囲である干満範囲において前記柱部の外周面全体を覆うように導電体を形成し、前記干満範囲の外周面と前記導電体との間に基体を充填し、前記電解水を保持させた前記基体を前記干満範囲の外周面および前記導電体の形状に対応して変形させることで、前記柱部と前記導電体との導通状態を保持し、前記鉄鋼または前記鉄筋コンクリート中の鉄筋に電気的に接続させた電流発生部を前記電解水中に配置し、前記電解水を通して前記電流発生部と前記導電体との間で電流を発生させることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、乾燥や熱膨張などにより、柱部における干満範囲の外周面および導電体の形状が変形した場合であっても、変形した形状に対応して電解水を保持した基体が変形し、柱部と導電体との導通を基体の接触面全体にわたり維持する。
【００１１】
また、上記の電気防食構造において、前記柱部の前記一端には、鉄筋コンクリートで形成された支持台が取り付けられていて、前記導電体は、前記柱部における前記干満範囲より上方の部分である大気範囲、および前記支持台の外周面を覆うように配置され、前記基体は、前記大気範囲および前記支持台の外周面と前記導電体との間に充填され、前記水面が最も高くなったときの前記水面の高さより下方に先端が配置され、基端が前記導電体のうち前記支持台の外周面を覆う部分に電気的に接続された補助導電体を備えることがより好ましい。
この場合、電流発生部により発生し電解水中を流れる電流は、補助導電体を通して支持台の外周面を覆う導電体に流れる。そして、導電体、基体および補助導電体により、電流が柱部の干満範囲、大気範囲および支持台の外周面にほぼ均一に流れる。
【００１２】
また、上記の電気防食構造において、前記導電体の下方の端部は、前記基体の下方の端部よりも下方まで延びるように構成されていることがより好ましい。この場合、電流発生部から流れる電流を、電流発生部のより近く、かつより広い面積で受けることになる。
また、上記の電気防食構造において、前記導電体のうち前記基体より下方に延びる部分と前記柱部との間に、絶縁部材を備えることがより好ましい。
また、上記の電気防食構造において、前記導電体の下方の端部には、前記導電体よりイオン化傾向の小さな材料で形成された第二の導電体が設けられていることがより好ましい。
【００１３】
また、上記の電気防食構造において、前記導電体は、板材の一方の面に配置された状態で前記板材と一体に形成されて導電板を構成し、前記導電板は、前記導電体を前記柱部側に配置した状態で、前記柱部に取り付けられていることがより好ましい。
また、上記の電気防食構造において、前記導電体における前記水面が最も高くなったときの前記水面の高さより下方には貫通孔が形成され、前記貫通孔を覆うように、前記電解水は通すが前記基体は通さない透過膜が設けられていることがより好ましい。
また、上記の電気防食構造において、前記導電体は、下方に向かうにしたがって前記柱部に近づくように構成されていることがより好ましい。この場合、基体に作用する重力により基体が干満範囲の外周面に押し付けられる。また、重力の影響により、電解水が少なくなり乾燥して軽くなった基体は上方に移動しやすく、電解水を十分に含んで重くなった基体は下方に移動しやすい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明において、請求項１に記載の電気防食構造および請求項９に記載の電気防食構造の形成方法によれば、電流発生部から電解水、導電体および電解水を保持した基体を通して柱部に電流を確実に流して、電流発生部と柱部における干満範囲との間に均一に電位差を生じさせることができる。これにより、柱部における干満範囲を均一に防食することができる。
請求項２に記載の電気防食構造によれば、電流の損失を抑えて、柱部における干満範囲、大気範囲、および支持台を効果的に電気防食することができる。
【００１５】
請求項３に記載の電気防食構造によれば、導電体を通してより多くの電流を干満範囲に流すことができる。
請求項４に記載の電気防食構造によれば、導電体の下方の端部に入った電流が柱部に流れるのを抑えることで、導電体に流れる電流を増加させることができる。
請求項５に記載の電気防食構造によれば、導電体の起電力に第二の導電体の起電力が加えられることで、導電体に流れる電流を増加させることができる。
【００１６】
請求項６に記載の電気防食構造によれば、導電板を扱うことで、柱部に導電体を取り付ける作業を容易に行うことができる。
請求項７に記載の電気防食構造によれば、透過膜を通して電解水を基体に取り込むことにより、基体が乾燥して柱部と導電体との導通が悪化するのを抑えることができる。
請求項８に記載の電気防食構造によれば、柱部の干満範囲と基体との密着性を高め、基体から柱部に電流が流れにくくなるのをより確実に抑えることができる。また、保水機能を失った基体の交換や電解水の補給を基体の上方側、すなわち大気中で容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の電気防食構造が用いられた桟橋の正面断面図である。
【図２】図１中の要部拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例の電気防食構造における要部断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例の電気防食構造における要部断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例の電気防食構造における要部断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例の電気防食構造における正面断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の電気防食構造が用いられた桟橋の正面断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の変形例の電気防食構造における要部断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例の電気防食構造における要部断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の変形例の電気防食構造における要部断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の変形例の電気防食構造における要部断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の電気防食構造が用いられた桟橋の正面断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の変形例の電気防食構造が用いられた桟橋の正面断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態の電気防食構造が用いられた桟橋の正面断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態の変形例の電気防食構造が用いられた桟橋の正面断面図である。
【図１６】本発明の電気防食構造を保守する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る電気防食構造の第１実施形態、およびその電気防食構造が用いられる桟橋を、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、桟橋２００は、鋼管により上下方向に延びるように形成された脚柱（柱部）２１０と、脚柱２１０の一端２１０ａに取り付けられた支持台２２０とを備えている。脚柱２１０の他端２１０ｂは、海水（電解水）Ｗの下方に位置する地盤Ｇに設けられた不図示の基礎に固定されている。一般的に、海水Ｗは導電性を有している。
図１中のＬ１は、朔望平均満潮面、すなわち、最も高くなったときの水面である満潮水面Ｌ１を示し、Ｌ２は、朔望平均干潮面、すなわち、最も低くなったときの水面である干潮水面Ｌ２を示す。水面Ｌの高さは、満潮水面Ｌ１の高さと干潮水面Ｌ２の高さとの間で、約６時間を１サイクルとして周期的に変化している。
脚柱２１０は、満潮水面Ｌ１より上方に位置して常に大気中に配置された大気部（大気範囲）２１１と、満潮水面Ｌ１より下方であって干潮水面Ｌ２より上方に配置された干満部（干満範囲）２１２と、干潮水面Ｌ２より下方に位置し常に海水Ｗ中に配置された海中部２１３とに区分される。干満部２１２は、満潮時には水面Ｌより下方に位置して海水Ｗで湿った状態となり、干潮時には水面Ｌより上方に位置して乾いた状態となるため、腐食が進行しやすい。
【００１９】
本実施形態では、大気部２１１から海中部２１３の上部までの外周面には、略円筒状にモルタル層２１５が設けられている。
モルタル層２１５は、端部が脚柱２１０に接続された鉄筋２１６と、鉄筋２１６を覆うように配置されたモルタル２１７とを有している。モルタル層２１５は、少なくとも下部が海水Ｗに浸かることで、ある程度湿った状態となっている。
図２に示すように、モルタル層２１５の外周面における下部には、後述する金属板２０を取り付けるためのアングル部材２１８が固定されている。アングル部材２１８は絶縁性の材料で形成されている。
【００２０】
支持台２２０は鉄筋コンクリートで形成されている。支持台２２０は、図１に示すように、脚柱２１０の一端２１０ａおよびモルタル層２１５の天面に接続された柱状のベース部２２１と、隣り合う一対のベース部２２１（一方のベース部２２１は不図示）に架橋された架橋部２２２とで構成されている。
支持台２２０に内蔵された鉄筋２２３の端部は、脚柱２１０の一端２１０ａに接続されている。
【００２１】
続いて、本実施形態の電気防食構造１について説明する。
本電気防食構造１は、干満部２１２および大気部２１１の外周面全体を覆うように配置された金属板（導電体）２０と、モルタル層２１５と金属板２０との間に充填され不図示の海水Ｗを保持する基体３０と、脚柱２１０の海中部２１３に接続された犠牲陽極（電流発生部）４０と、基端５０ａが金属板２０に電気的に接続された補助金属板（補助導電体）５０とを備えている。
【００２２】
金属板２０は、この例では、耐食性の高いステンレス鋼やチタンなどの金属により形成されている。金属板２０の下端は、干潮水面Ｌ２より下方に位置するように設定されている。
金属板２０は、モルタル層２１５の外周面全体を、これらの外周面から一定距離離間した位置で覆うだけでなく、支持台２２０のベース部２２１の外周面および架橋部２２２の底面をこれらの面から一定距離離間した位置で覆っている。
図２に示すように、金属板２０の内周面における下部には、絶縁性の材料で形成されたアングル部材２１が固定されている。金属板２０は、絶縁性のボルト２２の先端に設けられたアンカー２２ａにより、モルタル層２１５に固定されたアングル部材２１８に取り付けられている。アングル部材２１８とアングル部材２１との間には、吸水性および保水性があり基体３０は通さない下部透過膜２３が取り付けられ、基体３０が下方から海水Ｗ中に漏れないようになっている。本実施形態では、下部透過膜２３は干潮水面Ｌ２より下方に配置されている（図１参照）。
【００２３】
基体３０は、本実施形態では、吸水性を有する高分子材料で形成されている。基体３０は、金属板２０とモルタル層２１５との間だけでなく、金属板２０とベース部２２１および架橋部２２２との間にも充填されている。
海水Ｗを保持した基体３０は一定の流動性を有していて、モルタル層２１５の外周面および金属板２０の形状に対応して変形することで、モルタル層２１５と金属板２０との導通状態を維持するようになっている。基体３０は、鉄筋２２３の端部に接続されている。
犠牲陽極４０は、金属板２０および鉄よりイオン化傾向の大きな、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛などの金属で形成され、海水Ｗ中に配置される。犠牲陽極４０は、脚柱２１０の海中部２１３に取り付けられることで、海中部２１３と電気的に接続されている。
【００２４】
補助金属板５０は、たとえば、金属製の板材により形成されていて、その先端５０ｂは、干潮水面Ｌ２より下方に配置されている。補助金属板５０の基端５０ａは、金属板２０のうち架橋部２２２の底面を覆う部分に電気的に接続されている。
補助金属板５０は、塩化ビニルなどで形成された管材５１に挿通されていて、管材５１は金属板２０に取り付けられている。
【００２５】
次に、以上のように構成された本実施形態の電気防食構造１の形成方法について説明する。
なお、本形成方法を行う前に、モルタル層２１５に対してケレン処理および欠陥部の補修を行うことが好ましい。ケレン処理とは、モルタル２１７の表面の汚れなどをブラシなどで取り除くことである。また、欠陥部の補修とは、モルタル２１７がひび割れたり浮いたりしている部分を、略円筒状の外周面に沿って凹凸が無くなるように補修することである。
【００２６】
まず、モルタル層２１５の外周面全体を覆うように、モルタル層２１５から一定距離離間した位置に金属板２０を形成する（導電体形成工程）。このとき、金属板２０の下端が、干潮水面Ｌ２より下方に位置するように形成する。金属板２０の下部において、モルタル層２１５と金属板２０との間に下部透過膜２３を取り付ける。下部透過膜２３は、干潮水面Ｌ２より下方に設置する。
次に、モルタル層２１５の外周面と金属板２０との間であって下部透過膜２３の上方に、基体３０を充填する（基体充填工程）。この後で、時間の経過とともに下部透過膜２３を通して海水Ｗが基体３０にしみ込んでいくが、施工期間を短縮するために基体３０に海水Ｗを直接注入してもよい。海水Ｗを保持した基体３０は、モルタル層２１５および金属板２０の形状に合わせて変形し、モルタル層２１５と金属板２０との導通状態を維持する。
続いて、犠牲陽極４０を脚柱２１０の海中部２１３に接続した状態で海水Ｗ中に配置し、海水Ｗを通して金属板２０との間で防食電流を発生させる（陽極設置工程）。
【００２７】
以上の工程により、桟橋２００に電気防食構造１が形成される。
なお、本電気防食構造の形成方法では、陽極設置工程は、導電体形成工程や基体充填工程の前に行ってもよい。
【００２８】
次に、以上のように構成された電気防食構造１の作用について説明する。
なお、以下の作用は、水面Ｌの高さが干潮水面Ｌ２以上で満潮水面Ｌ１以下の場合に生じるものである。
犠牲陽極４０、脚柱２１０、鉄筋２１６および鉄筋２２３は、それぞれが金属で形成されているとともに互いに電気的に接続されているため、ほぼ同電位となる。犠牲陽極４０は金属板２０よりイオン化傾向の大きな金属で形成されているため、犠牲陽極４０を形成する金属がイオン化して海水Ｗ中に流れ出し、犠牲陽極４０から海水Ｗを通して金属板２０に防食電流が流れる。
一方で、海水Ｗは、下部透過膜２３を透過して、高分子材料で形成された基体３０中を毛細管現象により上昇する。乾いた基体３０は海水Ｗで湿った基体３０より軽いため、比較的軽い乾いた基体３０がモルタル層２１５と金属板２０との間を上方に移動し、比較的重い海水Ｗで湿った基体３０が下方に移動する。この循環作用により、海水Ｗは基体３０全体に行き渡る。
【００２９】
このとき、海水Ｗを保持した基体３０は、モルタル層２１５と金属板２０との導通状態を基体３０の接触面全体にわたり維持するため、モルタル層２１５を介して脚柱２１０の干満部２１２における外周面に均一に防食電流が流れる。この防食電流は、金属板２０により上方に伝えられ、脚柱２１０の大気部２１１や支持台２２０のベース部２２１の外周面にも流れる。この電流により、脚柱２１０の干満部２１２、鉄筋２１６、２２３中の鉄の分子がイオン化するのが防止され、電気防食される。
一方で、犠牲陽極４０から海水Ｗを介して補助金属板５０の先端５０ｂから補助金属板５０に流れ込んだ防食電流は、補助金属板５０により電流の損失を抑えて支持台２２０に配置された金属板２０に直接流される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の電気防食構造１および電気防食構造１の形成方法によれば、乾燥や熱膨張などにより、モルタル層２１５の外周面および金属板２０の形状が変形した場合であっても、これらが変形した形状に対応して海水Ｗを保持した基体３０が変形し、モルタル層２１５と金属板２０との導通を基体３０の接触面全体にわたり維持することができる。これにより、犠牲陽極４０から海水Ｗ、金属板２０、海水Ｗを保持した基体３０およびモルタル層２１５を通して脚柱２１０の干満部２１２、大気部２１１および支持台２２０に電流を確実に流して均一に電位差を生じさせることができる。したがって、干満部２１２、大気部２１１および支持台２２０を均一に防食することができる。
【００３１】
電気防食構造１は、干潮水面Ｌ２より下方に先端５０ｂが配置され、基端５０ａが金属板２０に電気的に接続された補助金属板５０を備えている。このため、水面Ｌの高さによらず、犠牲陽極４０により発生し海水Ｗ中を流れる電流を補助金属板５０を通して支持台２２０内の鉄筋２２３に流すことで、電流の損失を抑えて支持台２２０により多くの電流を直接流し、支持台２２０を効果的に電気防食することができる。
海水Ｗを保持する基体３０は、モルタル層２１５および脚柱２１０の干満部２１２の外周面が酸素に接触するのを防止するため、モルタル層２１５および干満部２１２が腐食するのを防止することができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、補助金属板５０の先端５０ｂは、干潮水面Ｌ２より下方に配置されているように構成した。しかし、これは必須の構成ではない。たとえば、支持台２２０に比較的充分な電流を供給できている場合などには、補助金属板５０の先端５０ｂは、干潮水面Ｌ２より上方であって満潮水面Ｌ１より下方に配置されていてもよい。
【００３３】
本実施形態の電気防食構造１は、以下に説明するように、その構成を様々に変形させることができる。
たとえば、本実施形態では、図３に示すように、下部透過膜２３が干潮水面Ｌ２より上方であって満潮水面Ｌ１より下方に配置されるように構成してもよい。
前述したように、水面Ｌの高さは、満潮水面Ｌ１の高さと干潮水面Ｌ２の高さとの間で約６時間毎に周期的に変化する。このため、下部透過膜２３が一定時間海水Ｗ中にあれば、基体３０が乾かない程度の量の海水Ｗを透過させることができるからである。
【００３４】
また、図４に示すように、金属板２０における満潮水面Ｌ１水面の高さより下方に貫通孔２０ａが形成され、さらに、貫通孔２０ａを覆うように側部透過膜（透過膜）５６が設けられているように構成してもよい。側部透過膜５６は、海水Ｗは通すが基体３０は通さないように構成されている。
なお、本変形例では、金属板２０に設けられた側部透過膜５６で海水Ｗを透過させて基体３０内に取り込むことができるため、基体３０の下方に、下部透過膜２３に代えて、絶縁材５７を配置している。
側部透過膜５６を備えることで、基体３０が乾燥してモルタル層２１５と金属板２０との導通が悪化するのを抑えることができる。
【００３５】
図５に示すように、金属板２０が、下方に向かうにしたがってモルタル層２１５に近づくように構成してもよい。
このように構成することで、基体３０に作用する重力により基体３０がモルタル層２１５の外周面に押し付けられる。このため、基体３０とモルタル層２１５との密着性が高まり、基体３０からモルタル層２１５に電流が流れにくくなるのをより確実に抑えることができる。
また、重力の影響により、海水Ｗが少なくなり乾燥して軽くなった基体３０は上方に移動しやすく、海水Ｗを十分に含んで重くなった基体３０は下方に移動しやすい。このため、保水機能を失った基体３０の交換や海水Ｗの補給を基体３０の上方側、すなわち大気中で容易に行うことができる。
【００３６】
図６に示す桟橋２０１のように、モルタル層２１５の天面とベース部２２１の底面との間に隙間Ｖが形成された場合にも、本発明の電気防食構造２を用いることができる。
この場合、電気防食構造２は、本実施形態の電気防食構造１の金属板２０に代えて、隙間Ｖより上方に配置された金属板６１と、隙間Ｖより下方に配置された金属板６２とを備えている。
隙間Ｖに露出する脚柱２１０の外表面には、防食塗料などで形成された防食層６３が設けられている。
金属板６１の下部における支持台２２０のベース部２２１と金属板６２との間は、前述の絶縁材５７などで封止されていることが好ましい。
電気防食構造２をこのように構成することで、既存の桟橋２０１に対しても、本発明の電気防食構造２を用いることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７から図１１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図７に示すように、本実施形態の電気防食構造３は、前記第１実施形態の電気防食構造１の金属板２０、基体３０および下部透過膜２３に代えて、金網（導電体）７０およびモルタル層（基体）７１を備えている。
【００３８】
金網７０は、モルタル層２１５の外周面全体を、この外周面から一定距離離間した位置で覆うだけでなく、支持台２２０のベース部２２１の外周面および架橋部２２２の底面をこれらの面から一定距離離間した位置で覆っている。金網７０は、耐食性の高いステンレス鋼などの金属により形成されている。
モルタル層７１は、モルタル層２１５およびベース部２２１の外周面全体と架橋部２２２の底面を覆うことで、自身の厚さ方向の中間部に金網７０を埋設している。
【００３９】
次に、以上のように構成された本実施形態の電気防食構造３の形成方法について説明する。
なお、本形成方法を行う前に、前述のケレン処理および欠陥部の補修を行うことが好ましい。さらに、モルタル２１７に後述するモルタルが付着しやすくなるように、モルタル２１７の表面に公知のプライマー液を噴霧しておくおことが好ましい。
まず、モルタル層２１５の外周面全体などから一定距離離間した位置に、金網７０を配置する。金網７０をモルタル層２１５などから離間した位置に配置するには、金網７０に取り付けたアンカーピンの先端をモルタル層２１５の外周面に固定する方法などを用いることができる。
次に、金網７０にモルタルが付着しやすくなるように、金網７０に公知のプライマー液を噴霧する。
続いて、金網７０にモルタルを吹き付けてモルタル層７１を形成する。このとき、金網７０がモルタル層７１に埋設される程度にモルタルを厚く吹き付ける。
以上の工程により、桟橋２００に電気防食構造３が形成される。
【００４０】
以上のように構成された電気防食構造３は、海水Ｗを保持したモルタル層７１がモルタル層２１５および金網７０の形状の変化に対応して変形するため、モルタル層２１５と金網７０との導通状態を維持することができる。
なお、本実施形態では、モルタル層７１に代えて、コンクリートを吹き付けることでコンクリート層を形成してもよい。
【００４１】
本実施形態の電気防食構造３は、以下に説明するように、その構成を様々に変形させることができる。
たとえば、本実施形態では、図８に示すように、金網７０は、モルタルなどで形成された化粧板（板材）８１の一方の面８１ａに配置された状態で化粧板８１と一体に形成されて化粧型枠（導電板）８０を構成するようにしてもよい。化粧型枠８０は、工場などで所定の大きさとなるように製造され、電気防食構造３を施工する作業現場において、モルタル層２１５の外周面に取り付けられる。
化粧型枠８０は、金網７０をモルタル層２１５側に配置した状態で、モルタル層２１５に前述の絶縁性のボルト２２などで取り付けられている。
本変形例では、化粧型枠８０とモルタル層２１５との間に、不図示の海水Ｗを保持した基体３０が充填されている。
また、本変形例では、金網７０の下部に、基体３０の下方の端部よりも先端が下方まで延びるように構成された延長金属板（導電体）８２が接続されている。延長金属板８２は、金網７０とは異なる金属で形成されている。なお、延長金属板８２を金網７０よりイオン化傾向の小さな材料で形成してもよい。
【００４２】
化粧型枠８０を用いることで、モルタルを吹き付けてモルタル層７１を形成する場合に比べて、施工時に作業現場がモルタルの飛沫などで汚れるのを抑えることができる。さらに、化粧型枠８０を扱うことで、モルタル層２１５に金網７０を取り付ける作業を容易に行うことができ、施工期間を短縮させることができる。
延長金属板８２を備えることで、犠牲陽極４０から海水Ｗを介して流れる防食電流を犠牲陽極４０のより近くで、かつ、より広い面積で受けることになる。これにより、金網７０を通してより多くの防食電流を脚柱２１０の干満部２１２、大気部２１１および支持台２２０に流すことができる。
【００４３】
また、図９に示すように、前記変形例では、化粧板８１における満潮水面Ｌ１の高さより下方に貫通孔８１ｂが形成されるように構成してもよい。この場合、金網７０の目（隙間）は、海水Ｗは通すが基体３０は通さないように細かく形成されていることが好ましい。本変形例では、金網７０の下端、化粧板８１の下端、および下部透過膜２３は、高さがほぼ同じになるように設定されている。
このように構成することで、基体３０が乾燥してモルタル層２１５や金網７０との導通が悪化するのを抑えることができる。
【００４４】
さらに、この変形例では、図１０に示すように、金網７０の下端が化粧板８１の下端および下部透過膜２３より下方に位置するように構成してもよい。
このように構成することで、前述の延長金属板８２と同様に、より多くの防食電流を脚柱２１０の干満部２１２、大気部２１１および支持台２２０に流すことができる。
【００４５】
図１１に示すように、延長金属板８２に、延長金属板８２よりイオン化傾向の小さな材料で形成された（貴な電位をもつ）第二の導電体８６を設け、延長金属板８２のモルタル層２１５側の面に、絶縁部材８７を備えるように構成してもよい。
第二の導電体８６を設けることで、延長金属板８２の起電力に第二の導電体８６の起電力が加えられることで、延長金属板８２に流れる電流を増加させることができる。
また、絶縁部材８７を設けることで、延長金属板８２の下方の端部に入った電流がモルタル層２１５側に流れるのを抑えることで、金網７０から脚柱２１０の干満部２１２などに流れる電流を増加させることができる。
【００４６】
絶縁部材８７は、脚柱２１０の外周面と延長金属板８２との間に隙間無く配置されるように構成されることが好ましい。このように構成することで、何らかの障害物が第二の導電体８６の外面に当たったときに、絶縁部材８７が緩衝材となって第二の導電体８６および延長金属板８２が折れるのが防止される。
なお、絶縁部材８７は、モルタル層７１より下方におけるモルタル層２１５の外周面に取り付けてもよい。このように構成することで、犠牲陽極４０から流れてくる防食電流がモルタル層２１５側に流れるのを抑えることができる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１２および図１３を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１２に示すように、本実施形態の電気防食構造が用いられる桟橋２０２は、前記第１実施形態の桟橋２００における鋼管製の脚柱２１０に代えて、鉄筋コンクリートで形成された脚柱２３０を備えている。
脚柱２３０は、コンクリート部材２３１と、コンクリート部材２３１中に埋設された鉄筋２３２とにより、略円柱状に形成されている。本実施形態では、脚柱２３０および支持台２２０は一体に形成され、鉄筋２３２は支持台２２０内まで延びている。
脚柱２３０は、前記第１実施形態と同様に、満潮水面Ｌ１および干潮水面Ｌ２の高さに応じて、大気部２３４、干満部２３５、および海中部２３６に区分される。
【００４８】
桟橋２０２に用いられる電気防食構造４は、前記第１実施形態の電気防食構造１において、補助金属板５０および管材５１が備えられていない構成となっている。
本実施形態では、犠牲陽極４０は鉄筋２３２に接続部材４０ａにより電気的に接続されている。
【００４９】
次に、以上のように構成された電気防食構造４の作用について説明する。
全ての鉄筋２３２は、ほぼ同電位となるとともに、犠牲陽極４０を形成する金属がイオン化して海水Ｗ中に流れ出し、犠牲陽極４０から海水Ｗを通して金属板２０に防食電流が流れる。
不図示の海水Ｗを保持した基体３０は、脚柱２３０、支持台２２０および金属板２０の形状の変化に対応して変形することで、脚柱２３０および支持台２２０と金属板２０との導通状態を維持している。
そして、犠牲陽極４０から流れる防食電流により、脚柱２３０の干満部２３５および大気部２３４、さらに支持台２２０が電気防食される。
このように構成された電気防食構造４は、脚柱２３０が鉄筋コンクリートで形成されている場合であっても、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。
さらに、電気防食を行うことで、コンクリート部材２３１のかぶり厚さが小さい脚柱２３０を用いることができる。
【００５０】
なお、桟橋２０２に対しては、図１３に示す電気防食構造５のように、本実施形態の電気防食構造４において、金属板２０および基体３０に代えて、金網７０、モルタル層７１、補助金属板５０および管材５１を備えた構成としてもよい。
【００５１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１４および図１５を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１４に示すように、本実施形態の電気防食構造６が用いられる桟橋２０３は、前述の脚柱２１０と支持台２２０との間に、脚柱２１０およびベース部２２１より大径に形成された杭頭コンクリート２４０が設けられている。
杭頭コンクリート２４０は、鉄筋コンクリートで形成されている。杭頭コンクリート２４０に埋設された不図示の鉄筋の端部は、脚柱２１０および支持台２２０の鉄筋２２３に接続されている。
脚柱２１０における干満部２１２の外周面には、防食塗料などで形成された防食層２４５が設けられている。
【００５２】
電気防食構造６は、前記第１実施形態の電気防食構造１において、金属板２０および基体３０を杭頭コンクリート２４０の外周面および天面、ベース部２２１の外周面、そして架橋部２２２の底面を覆うように配置した構成となっている。
なお、金属板２０における下部透過膜２３とは反対側となる上方の端部には、架橋部２２２と金属板２０との間に気密を保つためのシーリング材９０が設けられている。さらに、シーリング材９０の基体３０側には、バックアップ材９１が設けられている。バックアップ材９１は、目地に設けるシーリング材９０の３面接着の回避、充填深さの調整、目地底の形成を目的として、シーリングを施す目地底に設ける。
【００５３】
電気防食構造６をこのように構成することで、杭頭コンクリート２４０を均一に防食することができ、杭頭コンクリート２４０が設けられた桟橋２０３に対しても、本発明の電気防食構造６を好適に用いることができる。
【００５４】
なお、桟橋２０３には、図１５に示すような電気防食構造７を用いることができる。
この電気防食構造７は、本実施形態の電気防食構造６の金属板２０および基体３０に代えて、金網７０およびモルタル層７１を備えたものである。
電気防食構造７をこのように構成することによっても、本実施形態の電気防食構造６と同様の効果を奏することができる。
【００５５】
以上、本発明の第１実施形態から第４実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態から第４実施形態では、基体は吸水性を有する高分子材料、またはモルタル層であるとした。しかし、基体としては、これら以外にも、たとえば、バックフィルと呼ばれる材料を用いることができる。このバックフィルは、カオリンと呼ばれる水分を保持する粘土系の材料と、グラファイトなどの炭素系の粉状または繊維状の導電性体とを混合させたものである。バックフィルは、海水Ｗを保持可能であるとともに、海水Ｗを保持した状態で変形可能となっている。
また、前記第１実施形態および第２実施形態では、脚柱２１０にモルタル層２１５は設けられなくてもよい。
【００５６】
また、前記第２実施形態から第４実施形態において、モルタル層７１を構成するモルタルは、一般的に、セメント、水、細骨材を混合させた無機質の材料である。金属板２０で吸い上げた電流を均一に流すために、モルタルに、セメント、水、細骨材以外に、金属繊維や金属粉（カーボンブラック、グラファイト、コークス粉など）を混入させてもよい。モルタル層をこのように構成することで、電気防食構造に用いられる金網７０を小型にしたり、金網７０を配さなくしたりしても、モルタル層内に電流を流すことができる。
【００５７】
前記第１実施形態から第４実施形態では、電気防食構造を桟橋の脚柱における干満部などに対して用いる場合で説明した。しかし、本発明の電気防食構造は、桟橋に限ることなく、漁港の岸壁に設置され鉄筋コンクリートで形成された壁状の構造体や、海水に設置され、道路や岸壁などを支持する鋼管または鉄筋コンクリートで形成された柱状構造物に対しても好適に用いることができる。
前記第１実施形態から第４実施形態では、電流発生部が犠牲陽極４０であるとしたが、電流発生部として、直流電流を発生させるバッテリーなどを用いてもよい。
【００５８】
なお、前記第１実施形態から第４実施形態における基体３０を備えた電気防食構造は、以下のように保守することができる。
図１６に示すように、不図示の海水Ｗを保持した基体３０中に電極９６を配置し、鋼管製の脚柱２１０、または脚柱２３０の鉄筋２３２と電極９６との電位差を、電圧計９７により測定する。
そして、この電位差の絶対値を継続的に監視し、絶対値が所定の基準値より小さくなったときに、モルタル層２１５と金属板２０との間に基体３０を補充したり、基体３０を新しいものに取り替えたりする。
この電気防食構造の保守方法によれば、電気防食の性能を好適な状態に保つことができる。
【符号の説明】
【００５９】
１、２、３、４、５、６、７  電気防食構造
２０、６１、６２  金属板（導電体）
２０ａ  貫通孔
３０  基体
４０  犠牲陽極（電流発生部）
５０  補助金属板（補助導電体）
５６  側部透過膜（透過膜）
７０  金網（導電体）
８０  化粧型枠（導電板）
８１  化粧板（板材）
８２  延長金属板（導電体）
７１  モルタル層（基体）
２１０、２３０  脚柱（柱部）
２１１  大気部（大気範囲）
２１２、２３５  干満部（干満範囲）
２２０  支持台
Ｌ    水面
Ｗ    海水（電解水）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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