(57)【要約】【課題】鉄筋コンクリート構造体の電気的防食において、腐食発生個所の特定が容易となり、防食ないし腐食抑制効果の確認のための、電流測定部位が高所であっても、作業者の高所危険作業を伴わずに計測できるものとする。【解決手段】鉄筋コンクリート構造体１内に埋設した複数の陽極材３と、内部鉄筋２とを導電材料にて接続し、陽極材３と内部鉄筋２との間に生じさせた電位差によって内部鉄筋の腐食を抑制させる鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造において、陽極材３と内部鉄筋２とを導通させる導電材料の少なくとも一部をコンクリート構造体１の外面に露出させ、その露出部分の電流値を計測する。【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体内に埋設した複数の陽極材と、該陽極材と内部鉄筋とを接続した導電材料を備え、前記陽極材と前記内部鉄筋との間に生じた電位差によって前記内部鉄筋の腐食が抑制されるようにした鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造において、
前記陽極材と内部鉄筋とを導通させる導電材料の少なくとも一部を前記コンクリート構造体の外面に露出させたことを特徴としてなる鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造。
【請求項２】
前記鉄筋コンクリート構造体の外面の露出させた導電材料が非腐食性導電材料である請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造。
【請求項３】
前記陽極材毎に個別の前記導電材料が電気接続され、その各個別の導電材料の少なくとも一部が前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出されている請求項１又は２に記載の鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造。
【請求項４】
鉄筋コンクリート構造体内に埋設した複数の陽極材を備え、該陽極材と内部鉄筋とを接続した導電材料を備え、前記陽極材と前記内部鉄筋との間に生じた電位差によって前記内部鉄筋の腐食を抑制させるようにした電気的防食構造における効果計測方法であって、
前記陽極材と内部鉄筋とを導通させる導電材料の少なくとも一部を前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出させておき、該導電材料の鉄筋コンクリート構造体からの露出部分の電流を、架線電流測定器を使用して測定することを特徴とする鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造の効果計測方法。
【請求項５】
前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出されている導電材料には、非腐食性導電材料を使用する請求項４に記載の鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造の効果計測方法。
【請求項６】
前記陽極材毎に個別の前記導電材料を電気接続させ、その各個別の導電材料の少なくとも一部を前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出させる請求項４に記載の鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造の効果計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高架道路や橋梁の鉄筋コンクリート床版等の鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造及び該電気的防食構造の効果計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高架道路や橋梁を構成する鉄筋コンクリート床版等の鉄筋コンクリート構造体においては、コンクリートの中性化、コンクリートの材料に含まれる塩分、外部からの飛来塩分や凍結防止材等の影響（塩害）によって内部鉄筋が腐食し、鉄筋コンクリート構造体の劣化を招く場合がある。
【０００３】
従来、このような鉄筋の腐食対策には、鉄筋に電流を供給することにより鉄筋の腐食を防止する電気的防食方法あるいは鉄筋の腐食を抑制する電気的腐食抑制方法が知られており、電流の供給方式によって外部電源方式と流電陽極方式とに大別されている。（以下、本明細書では前記「電気的腐食抑制」を含めて「電気的防食」と記す）
【０００４】
外部電源方式は、コンクリート面又はコンクリート内部にチタン等からなる不溶性陽極を設置し、この不溶性陽極と陰極を成す鉄筋との間に直流電源装置を接続し、鉄筋に不溶性陽極から電流を供給するものであって、電流量を調節でき、長期の防食性にも優れていることから、電気的防食と位置づけされ、従来、鉄筋コンクリート床版の防食構造に多く用いられている。
【０００５】
流電陽極方式は、鉄筋に比べて酸化還元電位の低い亜鉛、アルミニウム等からなる流電陽極をコンクリート面又はコンクリート内部に設置し、この流電陽極と鉄筋との電位差を利用して鉄筋に電流を供給するものであって、発生する電流量が外部電源方式に比べて小さいため電気的腐食抑制と位置づけされている。しかし、十分な腐食抑制効果が期待でき、且つ、外部電源等が不要で導入費用や維持管理費用が安価であることから、この方式による腐食抑制構造の鉄筋コンクリート床版への適用が注目されている。
【０００６】
また、この種の電気防食構造では、鉄筋コンクリート構造体に対する陽極の配置によって、面状陽極方式、線状陽極方式及び点状陽極方式に分類されている。
【０００７】
面状陽極方式は、シート状又は網状に形成された陽極材を鉄筋コンクリート構造体の表面に敷設するものであり、線状陽極方式では、コンクリート表面に複数の溝を形成し、その溝に線状の陽極材が埋め込まれている。
【０００８】
また、点状陽極方式は、鉄筋量に応じてコンクリートに複数の穴を設け、そこに陽極材を挿入した後、当該穴をセメント系のモルタル等によって埋め戻し、陽極をコンクリート内に設置するようになっている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００９】
このような電気的防食方法では、その効果を確認するために、従来は電気防食工事の際に、陽極とは別に照合電極を鉄筋コンクリート構造体内に埋設しておき、これと該鉄筋コンクリート構造体内の鉄筋とを導通させた効果確認用の電気回路を形成しておき、この電気回路に電流計をおいて、照合電極と鉄筋との間の電位差を計測する方法が知られている（例えば特許文献２，３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表平８−５１１５８１号公報
【特許文献２】特公平４−３５０３２号公報
【特許文献３】特開２０１３−２２４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来の鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造及び該電気的防食構造の効果計測方法には、鉄筋−計測端子−照合電極が構成する回路（以下、効果確認回路という）に電圧計を組み込み、電気防食の電気を供給している場合と供給していない場合における、照合電極近傍の鉄筋の自然電位を電圧計にて計測し、電気を供給している場合と供給していない場合との差（復極量）により、防食（腐食抑制）効果を把握する方法がある。この場合、回路の一部を開いて電圧計を設置し、常時ないしは一定時間毎に電圧を計測し記録するものであるためコスト高となる。
【００１２】
この場合、照合電極近傍の状況しか把握できない問題があり、そのため、多数点の状況を把握するためには、照合電極を多数設置する必要があり、効果確認回路が多数必要であり、照合電極や配線材が多数必要となって更にコストアップとなる。
【００１３】
更に、これらの照合電極を使用する効果確認回路では、照合電極又は鉄筋から電圧計に至る導線が鉄筋コンクリート構造体の表層部分内に埋設されているため、計測者が電圧計設置位置近傍まで近づく必要があり、これらの位置は通常高所であるため、作業に危険を伴う場合もあるという問題があった。この危険を避けるためには効果確認回路の計測を安全な地上で行えば良いが、そのためには配線配管の延長が長くなり、これもコストアップに繋がる。
【００１４】
他の従来の鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造及び該電気的防食構造の効果計測方法には、流電陽極方式の場合には犠牲陽極全体から鉄筋全体への電流を、外部電源方式の場合には直流電源装置から鉄筋全体への電流を、効果確認回路に組み込んだ電流計にて計測し、これを対象面積で割ることで各部位に流れる電流量を推定し、効果を推定する方法がある。
【００１５】
この場合には、推定値は対象部に流れる平均的な値しか得られないため、場所により劣化状況が異なる場合や、局所的な劣化が進行している場合、陽極の消耗状況等は把握することができない。
【００１６】
さらに、一般的なコンクリート埋設型の流電陽極材においては、流電陽極材−配線−鉄筋が全てコンクリート中に埋設されており、防食（腐食抑制）効果の測定自体が行われていないという問題がある。
【００１７】
本発明はこのような従来の問題に鑑み、鉄筋コンクリート構造体の電気的防食において、各陽極材とこれに接近している鉄筋との間に電気的防食のための電位差を的確に持たせることができ、しかも、各陽極材と鉄筋との間の電気的防食効果確認のための電位測定または電流測定が、個別の陽極材とこれに予め対応させた鉄筋との間毎に安価に実施することができて、腐食発生個所の特定が容易に可能となり、更に、電流測定部位が高所であっても、作業者の高所危険作業を伴わずに計測できる鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造及び該電気的防食構造の効果計測方法の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の如き従来の問題を解決するための本発明の第１の特徴は、鉄筋コンクリート構造体内に埋設した複数の陽極材と、該陽極材と内部鉄筋とを接続した導電材料を備え、前記陽極材と前記内部鉄筋との間に生じた電位差によって前記内部鉄筋の腐食が抑制されるようにした鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造において、前記陽極材と内部鉄筋とを導通させる導電材料の少なくとも一部を前記コンクリート構造体の外面に露出させたことを特徴としてなる鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造にある。
【００１９】
本発明の第２の特徴は前記第１の特徴に加え、前記鉄筋コンクリート構造体の外面の露出させた導電材料が非腐食性導電材料であることにある。
【００２０】
本発明の第３の特徴は前記第１又は第２の特徴に加え、前記陽極材毎に個別の前記導電材料が電気接続され、その各個別の導電材料の少なくとも一部が前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出されていることにある。
【００２１】
本発明の第４の特徴は、鉄筋コンクリート構造体内に埋設した複数の陽極材を備え、該陽極材と内部鉄筋とを接続した導電材料を備え、前記陽極材と前記内部鉄筋との間に生じた電位差によって前記内部鉄筋の腐食を抑制させるようにした電気的防食構造における効果計測方法であって、前記陽極材と内部鉄筋とを導通させる導電材料の少なくとも一部を前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出させておき、該導電材料の鉄筋コンクリート構造体からの露出部分の電流を、架線電流測定器を使用して測定することにある。
【００２２】
本発明の第５の特徴は前記第４の特徴に加え、前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出されている導電材料には、非腐食性導電材料を使用することにある。
【００２３】
本発明の第６の特徴は前記第４又は第５の特徴に加え、前記陽極材毎に個別の前記導電材料を電気接続させ、その各個別の導電材料の少なくとも一部を前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出させることにある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、前記第１の特徴のように、鉄筋コンクリート構造体内に埋設した複数の陽極材と、該陽極材と内部鉄筋とを接続した導電材料を備え、前記陽極材と前記内部鉄筋との間に生じた電位差によって前記内部鉄筋の腐食が抑制されるようにした鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造において、前記陽極材と内部鉄筋とを導通させる導電材料の少なくとも一部を前記コンクリート構造体の外面に露出させたことにより、導電材料の鉄筋コンクリート構造体から露出している部分に流れている電流値を、架線電流測定器を使用して計測することができる。
【００２５】
従って照合電極の設置や、照合電極と鉄筋間の回路に電圧計を常設しておく必要がなく、高架道路のコンクリート床版下面などの高所であっても、作業員が地上から架線電流測定器を計測位置に近づけることによって計測が可能であるため、高所作業が不要となって作業の安全性が高いものとなる。
【００２６】
本発明は、上記第２及び第５の特徴のように、鉄筋コンクリート構造体の外面の露出させた導電材料を非腐食性導電材料としたことにより、防食ないしは腐食抑制効果を確認のための回路を構成する導電材料を鉄筋コンクリート構造体の表面内に埋設しなくても耐久性が保たれ、長期間の効果確認に適応できる。
【００２７】
本発明は前記第３及び第６の特徴のように、陽極材毎に個別の前記導電材料が電気接続され、その各個別の導電材料の少なくとも一部が前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出されていることにより、内部鉄筋の陽極材近くの位置における防食ないしは腐食抑制効果の確認ができるため、効果が認められないか程度が低い位置の検出が可能となる。そのため、各陽極の消耗具合が判別でき寿命推定が可能となる。
【００２８】
本発明は前記第４の特徴のように、鉄筋コンクリート構造体内に埋設した複数の陽極材を備え、該陽極材と内部鉄筋とを接続した導電材料を備え、前記陽極材と前記内部鉄筋との間に生じた電位差によって前記内部鉄筋の腐食を抑制させるようにした電気的防食構造における効果計測方法であって、前記陽極材と内部鉄筋とを導通させる導電材料の少なくとも一部を前記鉄筋コンクリート構造体の表面に露出させておき、該導電材料の鉄筋コンクリート構造体からの露出部分の電流を、架線電流測定器を使用して測定するようにしたことにより、従来のように照合電極の設置や、照合電極と鉄筋間の回路に電流計を常設しておく必要がなく、高架道路のコンクリート床版下面などの高所であっても、作業員が地上から架線電流測定器を計測位置に近づけることによって計測が可能であるため、高所作業が不要となって作業の安全性が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る鉄筋コンクリート床版の電気防食構造を、点状陽極を使用した流電陽極方式に実施した一例を示す断面図である。
【図２】同上の部分底面図である。
【図３】同上の電気防食構造における効果確認のための流電測定状態を示す斜視図である。
【図４】同上の電気防食構造における効果確認のための流電測定状態の他の例を示す説明図である。
【図５】同上の変形例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る鉄筋コンクリート床版の電気防食構造を、線状陽極を使用した流電陽極方式に実施した一例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る鉄筋コンクリート床版の電気防食構造を、点状陽極を使用した外部電源方式に実施した一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明に係る鉄筋コンクリート構造体における電気的防食構造及び該電気的防食構造の効果計測方法の実施態様を図に示した実施例に基づいて説明する。
【００３１】
図１、図２は、粒電陽極方式の電気的防食構造の一例を示している。図において符号１は鉄筋コンクリート床版等の鉄筋コンクリート構造体であり、２は鉄筋コンクリート構造体１の内部鉄筋、３は陽極材である。
【００３２】
陽極材３は、鉄筋コンクリート構造体１の表面に、内部鉄筋２に沿って一定間隔毎にあけた陽極設置孔４内に収容され、該陽極設置孔４内に電解質からなる充填材５によって埋め込まれている。
【００３３】
各陽極材３には個別の導電材であるリード線６の一端側が電気接続されている。リード線６は、鉄筋コンクリート構造体１の表面にその一部が露出されており、他端側が内部鉄筋２に導通させた陽極−鉄筋間導電材７に電気接続されている。この陽極−鉄筋間導電材７は、鉄筋コンクリート構造体１表面に形成した溝８内に挿入し、モルタル等の充填材９によって埋設されている。
【００３４】
リード線６は鉄筋コンクリート構造体１からの露出部分の少なくとも一部を図  に示すように鉄筋コンクリート構造体１の表面から稍浮き上がらせて配置し、後述するクランプメータの開閉式リング状のセンサー部分内に入り込ませることができるように配置する。尚、リード線６は、防錆被覆電線を使用してもよく、導電性金属材料の外周面を炭素などの耐食導電性材料で被覆したもの又はチタン等の非腐食性導電材料の裸線を使用してもよい。
【００３５】
このように構成される電気的防食構造では、陽極材３と鉄筋１との電位差によってコンクリート内に電流が流れて鉄筋周囲の腐食電流の流れを防止し、これによって鉄筋の腐食が防止或いは抑制される。
【００３６】
上記した電気的防食構造の防食効果確認は、鉄筋コンクリート構造体１内の内部鉄筋２と陽極材３との間のコンクリート内に電流が流れているか否かを知ることによってなされるが、これは各陽極材３のリード線６に流れている電流の値を測定することによって計測できる。
【００３７】
リード線６内に電流が流れているか否か、或いはどの程度の電流が流れているかは、クランプメータと称されている架線電流測定器１０によって測定できる。架線電流測定器１０は、図３に示すようにリング状のセンサー部１１内に架線を貫通させ半導体のホール効果を利用して架線に流れている電流値を計測するものであり、センサー部１１はそのリング状がリバー操作によって開閉できる構造となっており、これを使用してリード線６に流れている電流値を測定することによって、該リード線６に対応した陽極材３と内部鉄筋２との間のコンクリート内の電流値を知ることができる。
【００３８】
また、上記架線電流測定器１０を使用する他、リード線としてチタン等の非腐食性導電材料の裸線を使用する場合、使用に先立って同材の電気抵抗Ｒ（Ω／ｍ）を測定しておき、コンクリート表面に露出している同材の適宜間隔にかかる電圧Ｖ（Ｖ）を直流電圧計にて測定し、防食電流ＩをＩ＝Ｖ／（Ｒ×Ｌ）より求めることができる。
【００３９】
即ち、図４に示すように先端間に適宜間隔を持たせた二本の導電性棒材からなる電流測定用電極１２，１２を使用し、その電極間に電圧計１３を組み込んだ測定装置を用い、電極１２，１２を間にリード線６に接触させ、その時の電極間の電圧を計測することによってもリード線６に流れている電流値を容易に測定できる。
【００４０】
更に、図５に示すように上記測定装置の二本の電流測定用電極１２，１２を、伸縮可能な支持棒１４の先端に取り付け、この支持棒１４の手元部分に二本の電流測定用電極１２，１２間の電圧を計測できる電圧計１３を設置すると、ある程度の高所や近接不可能な箇所の遠隔での測定が可能となる。
【００４１】
このように各陽極材３毎に電流値を計測することにより、鉄筋のどの部分に腐食が発生しているかをも判別することができ、緻密に防食効果を確認できる。また、各陽極毎の消耗具合を判別でき寿命推定が可能となる。
【００４２】
上述した点状陽極方式の他に、線状陽極方式の流電陽極方式においても使用することができる。この場合は、図６に示すように複数本を適宜の配置に設置した線状陽極１５に電気接続させたリード線１６の一部を鉄筋コンクリート構造体１の表面に露出させておき、そのリード線１６の露出部分の電流を前述した架線電流測定器１０を使用して計測することによって前述と同様に防食効果が確認できる。  
【００４３】
上述した例は多数の陽極材３を点状に設置した点状陽極方式を利用した流電陽極方式の場合について説明したが、図７に示すように点状陽極方式を利用した外部電源方式においても同様に実施することができる。
【００４４】
この場合には、直流電源１７の一方の電極に鉄筋に電気接続させた鉄筋側導電材１８を導通させ、該電源１３の他方の電極に各陽極材３のリード線６を分岐させた配置に電気接続した陽極側導電材１９を導通させる。そして各リード線６を前述と同様に鉄筋コンクリート構造体１外に露出させておくことにより、その露出部分の電流を図３に示すように架線電流測定器１０を使用して計測することによって前述と同様に防食効果が確認できる。
【符号の説明】
【００４５】
１  鉄筋コンクリート構造体
２  内部鉄筋
３  陽極材
４  陽極設置孔
５  充填材
６  リード線
７  陽極−鉄筋間導電材
８  溝
９  充填材
１０  架線電流測定器
１１  センサー部
１５  線状陽極
１６  リード線
１７  直流電源
１８  鉄筋側導電材
１９  陽極側導電材
【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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