(57)【要約】【課題】コンクリート製の電柱や街路灯などの中の鉄筋鋼材の腐食を長期に防止できるコンクリート製電柱の防食方法を提供する。【解決手段】鉄筋とコンクリートにより作製されるコンクリート製電柱の防食方法であって、該電柱を作製する前に鉄筋にカチオン電着塗装を施すことを特徴とするコンクリート製電柱の防食方法。本発明によれば、鉄筋の細部・狭隙部まで塗装できるので鉄筋鋼材の腐食を長期に抑制でき、コンクリート製柱状構造物の長寿命化によって取り替え作業に要する労働及び費用負担を軽減することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋とコンクリートにより作製されるコンクリート製柱状構造物の防食方法であって、該柱状構造物を作製する前に鉄筋にカチオン電着塗装を施すことを特徴とするコンクリート製柱状構造物の防食方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気供給線や電信電話用の電線を支持するための電柱や街路灯などのコンクリート製柱状構造物の防食方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート製柱状構造物である電柱は、通常、その外周部が鉄筋とコンクリートにより作製される筒状体であり、その内部は空洞（中空）になっている。また電柱の所定高にはアース孔（地気線取出口）が設けられ、その最上端部の頂部には蓋、すなわち末口蓋がモルタル等により取り付けられ、電柱の中空部内に雨などが入らないようになっている。
【０００３】
このようなコンクリート製の電柱は、電柱の設置環境や経年変化などにより強度が低下する恐れがあり、そのため定期的に点検され、適宜、補強や立て替えが行われている。
【０００４】
このような電柱の劣化は、コンクリート部分にひび割れが生じた場合にこのひびに沿って水分が浸透し、このひび割れ付近が中性化し、これにより、鉄筋鋼材の腐食、水素発生に至り破断しやすくなるものである。このように中性化し、これによって、亀裂，欠損，剥落等の損傷を起こした電柱に対しては当該損傷部に樹脂材料を注入したり、樹脂モルタルを充填したりして補修修理を行っていたが、電柱自体の強度の劣化を回復することはできなかった。これでは電柱自体の寿命が低下することとなり、電柱の取り替えを短期間で行わなければならず、その作業に要する労働負担及び費用が莫大なものとなり、問題であった。
【０００５】
そこで特許文献１では、損傷部の周囲をカットして露呈した鉄筋の錆の除去及び防錆加工を施し、カットした部分に充填剤を充填し、損傷部の領域の電柱の全周にプライマーを塗布し、プライマーの乾燥後に樹脂塗料を介して円筒形状に作成したガラス繊維製シートベルトを電柱に巻回して貼り付け、ウレタン樹脂塗料を上塗りして仕上ることで電柱の強度劣化を回復することが提案されている。
【０００６】
しかしながら上記特許文献１に開示の方法でも、その作業に要する労働及び費用負担が発生することに変わりはない。
【０００７】
一方、鉄筋鋼材そのものの腐食防止のために、予め鉄筋に亜鉛メッキ処理を施して鉄筋の腐食を防止する方法、鉄筋に静電粉体塗装によって厚さ２００μｍ程度のエポキシ樹脂塗装を施し腐食環境から遮断する方法、耐食性に良好なタングステンやリン等を鋼材成分に添加する方法等が知られている。
【０００８】
しかしながら上記いずれの方法でもコンクリート製電柱の経年劣化による鉄筋鋼材の腐食を効果的に防止するには到っていない。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２９９９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、コンクリート製の電柱や街路灯などの中の鉄筋鋼材の腐食を長期に防止できるコンクリート製柱状構造物の防食方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、鉄筋とコンクリートにより作製されるコンクリート製柱状構造物の防食方法であって、該柱状構造物を作製する前に鉄筋にカチオン電着塗装を施すことを特徴とするコンクリート製柱状構造物の防食方法に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鉄筋の細部・狭隙部まで塗装できるので鉄筋鋼材の腐食を長期に抑制でき、コンクリート製柱状構造物の長寿命化によって取り替え作業に要する労働及び費用負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明方法は、コンクリート製柱状構造物を作製する前に鉄筋にカチオン電着塗装を施すものである。
【００１４】
鉄筋に使用される鋼材は、必要に応じてリン酸亜鉛系などの表面処理が施されていても良い。
【００１５】
カチオン電着塗装は、カチオン電着塗料を用いて鉄筋に電着塗装を行う。カチオン電着塗料は、カチオン性樹脂をカルボン酸などで水分散してなるものであって、例えば、アミノ基、アンモニウム塩基、スルホニウム塩基、ホスホニウム塩基などのカチオン性基を有した、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられ、特にポリエポキシド化合物にアミンを付加反応させてなるアミン付加エポキシ樹脂が好適に使用できる。
【００１６】
アミン付加エポキシ樹脂としては、例えば、（１）ポリエポキシド化合物と１級モノ−及びポリアミン、２級モノ−及びポリアミン又は１、２級混合ポリアミンとの付加物（例えば、米国特許第3,984,299号明細書参照）；（２）ポリエポキシド化合物とケチミン化された１級アミノ基を有する２級モノ−及びポリアミンとの付加物（例えば、米国特許第4,017,438号 明細書参照）；（３）ポリエポキシド化合物とケチミン化された１級アミノ基を有するヒドロキシ化合物とのエーテル化により得られる反応物（例えば、特開昭59−43013号公報参照）等を挙げることができる。
【００１７】
上記アミン付加エポキシ樹脂の製造に使用されるポリエポキシド化合物は、エポキシ基を１分子中に１個以上、好ましくは２個以上有する化合物であり、一般に少なくとも２００、好ましくは４００〜４，０００、更に好ましくは８００〜２，５００の範囲内の数平均分子量及び少なくとも１６０、好ましくは１８０〜２，５００、さらに好ましくは４００〜１，５００の範囲内のエポキシ当量を有するものが適しており、特に、ポリフェノール化合物とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるものが好ましい。該ポリエポキシド化合物の形成のために用い得るポリフェノール化合物としては、例えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−プロパン、４，４' −ジヒドロキシベンゾフェノン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−tert−ブチル−フェニル）−２，２−プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、テトラ（４−ヒドロキシフェニル）−１，１，２，２−エタン、４，４' −ジヒドロキシジフェニルスルホン、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等を挙げることができる。
【００１８】
該ポリエポキシド化合物は、ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリアミドアミン、ポリカルボン酸、ポリイソシアネート化合物などと一部反応させたものであってもよく、更にまた、ε−カプロラクトンなどのカプロラクトン、アクリルモノマーなどをグラフト重合させたものであってもよい。アミン付加エポキシ樹脂は、ブロックポリイソシアネート化合物と組合わせて使用することにより、カチオン電着塗料を調製することができる。ブロックポリイソシアネート化合物は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック剤で封鎖したものである。このものは加熱すると、ブロック剤が解離し、遊離のイソシアネ−ト基が再生される。
【００１９】
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの芳香族、脂肪族又は脂環族のポリイソシアネート化合物、及びこれらのイソシアネート化合物の過剰量にエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ヒマシ油などの低分子活性水素含有化合物を反応させて得られる末端イソシアネート含有化合物などを挙げることができる。
【００２０】
一方、ブロック剤は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に付加してブロックするものであり、そして付加によって生成するブロックポリイソシアネート化合物は常温においては安定であるが、塗膜の焼付け温度（通常約１００〜約２００℃）に加熱した際、ブロック剤が解離して遊離のイソシアネート基を再生しうるものであることが望ましい。このような要件を満たすブロック剤としては、例えば、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタム系化合物；メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム系化合物；フェノール、パラ−ｔ−ブチルフェノール、クレゾールなどのフェノール系化合物；ｎ−ブタノール、２−エチルヘキサノールなどの脂肪族アルコール類；フェニルカルビノール、メチルフェニルカルビノールなどの芳香族アルキルアルコール類；エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエーテルアルコール系化合物等を挙げることができる。
【００２１】
カチオン電着塗料に用いる顔料分散ペーストの調整は、分散用樹脂とともに例えば、酸化チタン、カーボンブラック、ベンガラ等の着色顔料；クレー、マイカ、バリタ、炭酸カルシウム、シリカ等の体質顔料；リンモリブデン酸アルミニウム、トリポリリン酸アルミニウム、水酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマス、硝酸ビスマス、ケイ酸ビスマス、乳酸ビスマス、メトキシ酢酸ビスマス等の防錆剤；ジオクチル錫オキサイト、ジブチル錫オキサイト、錫オクトエート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジベンゾエートオキシ等の錫系硬化触媒；他に表面調整剤、界面活性剤等を適宜に配合し、ボールミル分散やサンドミルで分散して行うことができる。
【００２２】
カチオン電着塗料の製造は、カチオン性樹脂及び硬化剤を水分散してなるエマルションと 顔料分散ペーストを混合し、さらに脱イオン水を加えて塗料固形分を５〜３０質量％、好ましくは１０〜２５質量％に希釈することによって得られる。
【００２３】
カチオン電着塗料はｐＨを５．０〜７．０、浴温１５〜４０℃、好ましくは２０〜３５℃に調整し、負荷電圧２０〜４００Ｖ、好ましくは３０〜２００Ｖで１〜１０分間通電することによって電着塗装を行う。電着塗膜の乾燥温度・時間は、一般に約６０〜約２００℃、好ましくは約１２０〜約１７０℃で、５分間〜１２０分間、好ましくは１０分間〜５０分間が適している。膜厚は、特に制限されるものではないが、一般的には、乾燥膜厚で５〜５０μｍ、好ましくは１０〜４０μｍの範囲内が好ましい。
【００２４】
上記の通り電着塗膜が形成された鉄筋は、従来公知の手法でコンクリート製柱状構造物の作製に供される。
【００２５】
本発明ではさらに必要に応じて、上記方法のよって得られるコンクリート製電柱の表面に、意匠性や塗膜性能を目的として、上塗り塗料を塗り重ねることができる。上塗り塗料としては、従来から公知の上塗り塗料を特に制限なしに使用することができ、例えば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、塩化ビニル樹脂系、繊維素樹脂系、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂フッ素樹脂系及びこれらの２種以上の変性樹脂やブレンド樹脂等を使用することができる。上塗り塗料はラッカータイプもしくは架橋タイプのものいずれにおいても使用することができ、水性、有機溶剤系、無溶剤系のいずれの塗料形態であって良い。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。尚、「部」及び「％」は、別記しない限り「質量部」及び「質量％」を示す。
【００２７】
カチオン電着塗料（Ｉ）の製造
撹拌機、温度計、窒素導入管及び還流冷却器を取り付けた反応容器に、窒素雰囲気下でプロピレンオキシド変性ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（注１）５２５部、ビスフェノールＡ ３４２部及び有効成分８０％のモノエタノールアミンとメチルイソブチルケトンとのケチミンのメチルイソブチルケトン溶液３６部を仕込み、１６０℃でエポキシ基が消失するまで反応させた。さらに、このものにエポキシ当量が約１９０のビスフェノールジグリシジルエーテル６６５部及び有効成分８０％のモノエタノールアミンのメチルイソブチルケトンとのケチミンのメチルイソブチルケトン溶液２３２部を加え、１４０℃でエポキシ基濃度が０．２７ミリモル／ｇになるまで反応させた。これによって数平均分子量約１５０００のエポキシ樹脂液が得られた。
【００２８】
次にエチレングリコールモノブチルエーテル３６５部で希釈冷却し、１００℃になったところで有効成分８０％のモノエタノールアミンとメチルイソブチルケトンとのケチミンのメチルイソブチルケトン溶液１００部を加え、１００℃で粘度上昇が停止するまで反応させて、固形分８１％のエポキシ−ポリアミン樹脂溶液を得た。このものをエチレングリコールモノブチルエーテルで固形分濃度５０％になるように調整した時のガードナー粘度（２５℃）はＷであった。
【００２９】
上記で得たワニスを樹脂固形分で７０部、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートの２−エチルヘキシルアルコールブロック化物３０部（固形分で）、１０％酢酸１５部を配合し、均一に撹拌した後、脱イオン水を強く撹拌しながら約１５分かけて滴下し、固形分３３．６％のカチオン電着用クリヤーエマルションを得た。
【００３０】
一方、別容器に、固形分７５％のエポキシ系３級アミン型顔料分散用樹脂液（アミン価１００）１３３．３部およびメトキシ酢酸８１．１部を配合し均一になるよう撹拌した後、この中に脱イオン水２３３．５部を強く撹拌しながら滴下し、さらに酸化ビスマス１１１．５部を加えてボールミルで２０時間混合分散して、固形分５０％のビスマス分散ぺーストを得た。
【００３１】
ボールミルに、７５％エポキシ系３級アミン型顔料分散用樹脂液４．７部および上記で製造した５０％ビスマス分散ぺースト１０．６部を配合し混合した後、さらに脱イオン水２３．４部を加え混合撹拌した。次いでこの中に、チタン白１６．５部、クレー８部、カーボンブラック０．３部及びジオクチル錫オキサイド３部を配合し４０時間分散処理して固形分５５％の顔料分散ぺーストを得た。
【００３２】
上記カチオン電着用クリヤーエマルション２９４部に、この顔料分散ペースト６０.１部、１０％酢酸５．６部、脱イオン水３０５．８部で希釈して撹拌し固形分２０％のカチオン電着塗料（Ｉ）を得た。
【００３３】
（注１）プロピレンオキシド変性ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、三洋化成社製、商品名「グリシエールＢＰＰ−３５０」、エポキシ当量約３４０
【００３４】
実施例１
化成処理なしのφ５．０×３５０ｍｍの鉄筋（未処理品）および「パルボンド＃３０８０」（日本パーカライジング社製、リン酸亜鉛処理剤）で化成処理した同サイズの鉄筋（化成処理品）、さらにこれら未処理品及び化成処理品をそれぞれ用いて形成された図１に示す籠状の鉄筋構造体（直径１００ｍｍ、高さ３５０ｍｍ）を準備し、これらをそれぞれ上記で得たカチオン電着塗料（Ｉ）中に浸漬し、これをカソードとして電着塗装を行なった。電着条件は電圧２００Ｖで、膜厚（乾燥膜厚に基づいて）約２０μｍの電着塗膜を形成し、水洗後、焼付けを行なった。焼付けは１７０℃２０分間として電気熱風乾燥器を用いて行なった。得られた塗装鉄筋及び塗装鉄筋構造体を下記の性能試験に供した。
【００３５】
上記で得た塗装鉄筋に表１に示す配合で調整したコンクリートを用いて図２に示す円柱状の試験体を作成した。養生期間を２８日間取り下記の性能試験に供した。結果を表２に示す。
【００３６】
比較例１
実施例１と同様の鉄筋及び鉄筋構造体を準備し、これらに静電塗装機を用いてエポキシ系粉体塗料（「エバクラッドＮｏ.３２００」、関西ペイント社製）を塗装し１８０℃２０分間焼付けを行ない膜厚約５０μｍのエポキシ粉体塗膜を形成した。得られた塗装鉄筋及び塗装鉄筋構造体を下記の性能試験に供した。
【００３７】
上記で得た塗装鉄筋に実施例１と同様にコンクリートを用いて円柱状の試験体を作成した。養生期間を２８日間取り下記の性能試験に供した。結果を表２に示す。
【００３８】
比較例２
実施例１と同様の鉄筋及び鉄筋構造体を準備し、これらにエアスプレー塗装でエポキシ樹脂系錆止め塗料（「エスコ」、関西ペイント社製）を乾燥膜厚が３０μｍになるように調整し、２０℃７日間乾燥してエポキシ錆止め塗膜を形成した。得られた塗装鉄筋及び塗装鉄筋構造体を下記の性能試験に供した。
【００３９】
上記で得た塗装鉄筋に実施例１と同様にコンクリートを用いて円柱状の試験体を作成した。養生期間を２８日間取り下記の性能試験に供した。結果を表２に示す。
【００４０】
比較例３
実施例１と同様の鉄筋を準備し、これらに実施例１と同様にコンクリートを用いて円柱状の試験体を作成した。養生期間を２８日間取り下記の性能試験に供した。結果を表２に示す。
【００４１】
性能試験方法１
（＊１）防食性１：各塗装鉄筋に、素地に達するように塗膜にナイフでクロスカット傷を入れ、ＪＩＳ  Ｋ−５６００−７−１１に準じて、未処理品使用では４８０時間、化成処理品使用では８４０時間耐塩水噴霧試験を行ない、ナイフ傷からの錆、フクレ幅によって以下の基準で評価した。
【００４２】
◎：錆、フクレの最大幅がカット部より１ｍｍ未満（片側）
○：錆、フクレの最大幅がカット部より１ｍｍ以上、２ｍｍ未満(片側)
△：錆、フクレの最大幅がカット部より２ｍｍ以上、３ｍｍ未満(片側)で
平面部にブリスターがかなり目立つ
×：錆、フクレの最大幅がカット部より３ｍｍ以上、塗面全面にブリスターの発生がみ  られる
【００４３】
（＊２）防食性２：塗装鉄筋構造体をＪＩＳ  Ｋ−５６００−７−１１に準じて８４０時間耐塩水噴霧試験を行ない、錆の発生面積率と塗膜欠陥（フクレ・ハガレ）を以下の基準で評価した。
【００４４】
◎：錆発生なし、塗膜欠陥がない
○：錆発生１％以内、塗膜欠陥がない
△：錆発生５％以内、塗膜欠陥５％以内
×：錆発生５％超え、塗膜欠陥５％超える
【００４５】
（＊３）コンクリート内部鉄筋防食性：図２に示すコンクリート試験体をＪＩＳ  Ｋ−５６００−７−１１に準じて１４４０時間塩水噴霧試験を行ない、試験後コンクリートを剥離しコンクリート被覆部の鉄筋の錆の発生面積率と塗膜欠陥（フクレ・ハガレ）を以下の基準で評価した。
【００４６】
◎：錆発生なし、塗膜欠陥がない
○：錆発生１％以内、塗膜欠陥がない
△：錆発生５％以内、塗膜欠陥５％以内
×：錆発生５％超え、塗膜欠陥５％超える
【００４７】
（＊４）冷熱サイクル試験：図２に示すコンクリート試験体をＪＩＳ  Ａ−１４３５（建築用外壁材料の耐凍害性試験方法）に準じて水中凍結水中融解法に供した。試験条件は２０℃の清水に２４時間浸漬させた後、−２０℃に２時間凍結させ、２０℃水中で２時間融解を行う４時間を１サイクルとする凍結融解操作を２００サイクル行い、試験後コンクリートを剥離しコンクリート被覆部の鉄筋の錆の発生面積率と塗膜欠陥（フクレ・ハガレ）を以下の基準で評価した。
【００４８】
◎：錆発生なし、塗膜欠陥がない
○：錆発生１％以内、塗膜欠陥がない
△：錆発生５％以内、塗膜欠陥５％以内
×：錆発生５％超え、塗膜欠陥５％超える
【００４９】
【表１】
2009138346.tif 000002
【００５０】
【表２】
2009138346.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】性能評価試験に用いる籠状の鉄筋構造体である。
【図２】性能評価試験に用いる塗装鉄筋構造体である。
【図１】
2009138346.tif 000004
【図２】
2009138346.tif 000005