(57)【要約】      （修正有）【課題】海上作業が容易く、海水の流入を遮断し、保護層の厚さを均一に維持させ、下部の材料投入口へ材料を入れ込む海上鋼材ファイル保護被服製造用型及びこれを利用した海上鋼材ファイルの防食工法を提供する。【解決手段】海上鋼材ファイル保護被服製造用型は、海上鋼材ファイルのまわりに所定の間隔を置いて取り囲み、上部に空気吸入及び排出口が形成され、下部に材料注入口１１が形成される型本体１０と型本体１０の連結部位をお互いに固定させる多数の固定部材２０と型本体１０と鋼材ファイルとの間に設置され、型本体１０と鋼材ファイルとの間の間隔を維持させる間隔材３０、型本体１０と鋼材ファイルとの間の空間の上部と下部及び型本体１０の連結部位に設置されて型本体１０と鋼材ファイルとの間隔を維持させ、水気が侵透することを遮断する伸縮性を持つ水密パッド４０とを含んで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海上鋼材ファイル保護被服製造用型において、 
海上鋼材ファイルのまわりに所定の間隔を置いて取り囲み、上部に空気吸入及び排出口が形成され、下部に材料注入口が形成される型本体と;
前記型本体の連結部位をお互いに固定させる多数の固定部材と;
前記型本体と鋼材ファイルとの間に設置され、前記型本体と前記鋼材ファイルとの間の間隔を維持させる間隔材と;
前記型本体と前記鋼材ファイルとの間の空間の上部と下部及び前記型本体の連結部位に設置されて前記型本体と前記鋼材ファイルとの間隔を維持させ、前記型本体と前記鋼材ファイルとの間の空間上部と下部及び前記型本体の連結部位または前記鋼材ファイルの屈曲面からの水気が侵透することを遮断する伸縮性を持つ水密パッドとを含んで構成されることを特徴とする海上鋼材ファイル保護被服製造用型。
【請求項２】
前記型本体と鋼材ファイルとの間の距離は1〜8mmであることを特徴とする請求項1に記載の海上鋼材ファイル保護被服製造用型。
【請求項３】
前記水密パッドは長さ方向に30〜80%の伸縮力を持つことを特徴とする請求項1に記載の海上鋼材ファイル保護被服製造用型。
【請求項４】
前記型本体はポリカーボネート及びFR中から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の海上鋼材ファイル保護被服製造用型。
【請求項５】
海上鋼材ファイルの防食工法において、
請求項1ないし3中いずれか一つの項に記載の型を鋼材ファイルのまわりに設置する型の設置段階と;
前記鋼材ファイルと型との間の空間に満たされている水気を型の下部の材料注入口を通じて排出する水気の排出段階と;
前記材料注入口を通じて鋼材ファイル保護被服用注入材料を型と鋼材ファイルとの間と空間に入れ込んだ後、養生および乾燥させて被服を形成する被服の形成段階とを含んで構成されることを特徴とする海上鋼材ファイルの防食工法。
【請求項６】
前記注入材料は無機質ポリマー(polymer)改質水硬性材料であることを特徴とする請求項5に記載の海上鋼材ファイルの防食工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海上鋼材ファイル保護被服製造用型及びこれを利用した海上鋼材ファイルの防食工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、海上鋼材ファイルと言うことは、港湾構造物の基礎である鋼管ファイル、海上橋梁の基礎である鋼管ファイル、ガス、油類及び各種輸送用施設の鋼管など海上に建設される鋼材構造物を言う。
【０００３】
海上の水中にタイプされた鋼材は腐食の側面から深度方向にその部位を海上大気部、 飛沫帶部分(splash zone)、干満帶部分(tidal zone)、海水中部分、海底土中部分で区分する。
【０００４】
各部位の自然腐食速度は、海上大気部分では年間0.128mm、飛沫帶部分では年間0.272 mm、干満帶部分では年間0.083 mm、海水中部分では年間 0.090 mm、 海底土中部分では年間 0.075 mmであることと調査された。すなわち、酸素の供給が十分な飛沫帶は特に腐食がひどく、その中でも H.W.L(High Water  Level)の直上部で腐食速度は最高になる。      
【０００５】
本発明の海上鋼材ファイルの防食工法は、この中一番極甚な腐食環境にある干満帶上部部分の腐食防止に主に適用される技術である。
【０００６】
これと係わる海上鋼材ファイルの防食工法では電気防食工法と塗裝及び覆裝工法があり、 干満帶以上には塗裝及び覆裝工法を適用し、海中部または海底土中部には電気防食工法を適用する方法が一番実績が多くて信頼性が確認された。
【０００７】
干満帶以上に主に適用される塗裝及び覆裝工法は、無機質ライニング工法、塗裝工法、
有機質ライニング工法などがある。
【０００８】
無機質ライニング工法には、モルタルライニング工法、金属ライニング工法(鉄板巻、耐食性鋼巻、金属溶射(metal spraying) 、耐食性金属巻、clad steel)、他の無機質ライニング工法があり、塗裝工法には、厚膜形Zinc-Richペイントとエポキシ樹脂塗料、厚膜形Zinc-Richペイントとタールエポキシ樹脂塗料、有機質ライニング工法にはポリエチレンライニング、レジンモルタルライニング、FRPライニング、厚膜無溶剤型樹脂ライニング、水中硬化型ライニング、ペトロラタムなどがある。
【０００９】
これら工法の大部分がファイル設置以前に工場で塗覆裝を実施する。工場で工法を適用した時の問題点は、工場で現場への運び、上車及び下車、現場での運び、杭打ちを行う時に多くの設置過程で損傷が発生し、損傷された部位が集中腐食を受ける場合が多く、また、設計と施工の誤差によって、工法適用の最下部位である一番重要な干満帶部位に工法が適用されなくて海上での再作業を要する。
【００１０】
しかし、海上で再施工をする時、有機性材料を主に使う塗裝工法や有機質ライニング工法は水膜による付着性能低下問題、公害及び環境問題、微小部分に欠陷が発生した時腐食の転移が大きく発生する問題、維持管理が難易するという問題だけでなく、再施工が不可能な場合もある。
【００１１】
したがって、現在一番多く使われている工法は、鋼管ファイル設置後に工法が適用可能なペトロラタムと特殊塗裝である。
【００１２】
ペトロラタムはペトロラタム系防食材料によって鋼材を被服して保護カバーを設置する方法として、ペトロラタム系防食材料は原油から減圧蒸溜によって分離された石油ワックスの一種であるペトロラタムを主成分として腐食抑制剤などを添加したこととして、これをテープ模様やシーツ模様の不織布に含浸させたものであり、粘土模様に固形化して充填材で使うマスチック模様の物と初處理材で使用されるペーストなどがある。
【００１３】
ペトロラタム系防食材料は粘着性と柔軟性が豊かで鋼材表面に密着して水を遮断する性質を持っているし、また、ペーストに含まれているタンニンは鋼材表面にタンニン酸鉄被服を形成して金錆の進行を沮止する。
【００１４】
しかし、設置作業過程の特性上、被服材と保護カバーとの間に空間が発生し、この空間に海水が流入されてペトロラタムペーストを遺失させて、台風のような外部の大きい衝撃によって保護カバーが損傷されるか、または容易にはげる。また、海上での作業という特性によって被服材が鋼材表面に十分な密着が成り立たなくなる。このようなさまざまな原因で防食機能を喪失する。
【００１５】
特殊塗裝は衝撃に強い特殊塗裝材料を使うことで、工場で塗裝をし、運び、上下車、 杭打ちから発生する損傷を最小化し、損傷された部位は水中接着や硬化される材料で再施工する方法である。
【００１６】
この方法では、使われる材料が剛性が大きい特徴を持つので、衝撃には強いが、変形には柔軟ではないので、小さな変形にも塗装全体が損傷される特性がある。また、有機性の材料で飛沫帯以下部位の塗裝をする時、水膜と波浪によってペトロラタムのような現象が発生する。
【００１７】
一方、 水上に設置された鋼管ファイルに適用可能な工法として無機質ライニング工法のひとつであるモルタルライニング工法がある。前記モルタルライニング工法はセメントモルタルやコンクリートによる被服形成工法を総称したことで、型を引き離す方法と型を保護カバーとしてそのまま残す方法がある。
【００１８】
型を保護カバーとして残す方法は気密性及び水密性の高い耐食性がすぐれた材料で作った型を使用し、モルタルの打設の後にも、そのまま残し、衝撃による亀裂や中性化に対してモルタルを保護する役目をする。型の材料としてはFRPを主に使う。
【００１９】
この技術はモルタルが持つアルカリ性によって鋼材の表面に不動態被服を形成して防食 することで、モルタルの厚さは、塩分の透過、中性化などによるモルタルの風化などの衝撃による亀裂などを考慮して10〜15cmであることが大部分である。
【００２０】
この工法は従来に一番多く使われたが、重量が重く、鋼材の変形により鋼材と分離し、乾燥収縮によって亀裂が発生する問題点を持っている。
【００２１】
上のような問題点を乗り越えようと多くの方法が提案された。
【００２２】
その代表的な事例が鋼管ファイルの潮海方式用外壁設置に使われるケーソン組立体'(大韓民国 第20-2006-0008554号)、CONCRETE COLUMN FORM"(United State Patent No.5、255、888)、"CRUS 工法(日本新工法)である。
【００２３】
これら事例たちは型として鋼材を使用し、鋼管ファイルと型との間の間隔が10cm以上であり、注入材料を型の上部開口部を通じて下部へ充填させ、振動などを通じて材料の分離及びエアポケット防止などをするようになっている。
【００２４】
上のような型は、被服層の厚さが厚い場合に使うことが相応しいが、本出願人が発明したように被服層の厚さを薄く形成する場合には不適合であるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
したがって、本発明の目的は、厚さが薄い被服を形成する場合に使うことが相応しい型を提供し、この型を利用した海上鋼材ファイルの防食工法の提供にある。
【００２６】
本発明の他の目的は、材料の分離、エアポケット、及びブルリディングが現象を阻んで性能が優秀な鋼材ファイル保護被服の設置にある。
【００２７】
本発明のまた他の目的は、衝撃に強く、アルカリ性によって鋼材の表面に不動態被服を形成して小さな損傷に対しては自記防錆力がある無機質ライニング工法の提供にある。
【００２８】
本発明のまた他の目的は、組職を緻密にして塩素イオンの浸透を阻もうとする海上鋼材ファイルの防食工法の提供にある。
【００２９】
本発明のまた他の目的は、水密性を高めて腐食材料が侵透することができないようにしようとする海上鋼材ファイルの防食工法の提供にある。
【００３０】
本発明のまた他の目的は、厚さを薄くして重量が軽く、鋼材の変形によって鋼材と分離されるのを防止しようとする海上鋼材ファイルの防食工法の提供にある。
【００３１】
本発明のまた他の目的は、乾燥収縮によって亀裂が発生することを防止しようとする 海上鋼材ファイルの防食工法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明による海上鋼材ファイル保護被服製造用型は、海上鋼材ファイル保護被服製造用型において、海上鋼材ファイルのまわりに所定の間隔を置いて取り囲み、上部に空気吸入及び排出口が形成され、下部に材料注入口が形成される型本体と;  前記型本体の連結部位をお互いに固定させる多数の固定部材と;  前記型本体と鋼材ファイルとの間に設置され、前記型本体と前記鋼材ファイルとの間の間隔を維持させる間隔材と;  前記型本体と前記鋼材ファイルとの間の空間の上部と下部及び前記型本体の連結部位に設置されて前記型本体と前記鋼材ファイルとの間隔を維持させ、前記型本体と前記鋼材ファイルとの間の空間上部と下部及び前記型本体の連結部位または前記鋼材ファイルの屈曲面からの水気が侵透することを遮断する伸縮性を持つ水密パッドとを含んで構成されることを特徴とする。        
【００３３】
ここで、前記型本体と鋼材ファイルとの間の距離は1〜8mmであることを特徴とする。
【００３４】
また、前記水密パッドは長さ方向に30〜80%の伸縮力を持つことを特徴とする。
【００３５】
また、前記型本体はポリカーボネート及びFR中から選択されたいずれか一つであることを特徴とする。
【００３６】
また、海上鋼材ファイルの防食工法は、前記型を鋼材ファイルのまわりに設置する型の設置段階と;  前記鋼材ファイルと型との間の空間に満たされている水気を型の下部の材料注入口を通じて排出する水気の排出段階と;  前記材料注入口を通じて鋼材ファイル保護被服用注入材料を型と鋼材ファイルとの間と空間に入れ込んだ後、養生および乾燥させて被服を形成する被服の形成段階とを含んで構成されることを特徴とする。
【００３７】
また、前記注入材料は 無機質ポリマー(polymer)改質水硬性材料であることを特徴とする。
[発明の実施の形態]
【００３８】
以上のような本発明の目的と別の特徴及び長所などは次ぎに参照する本発明の好適な実施例に対する以下の説明から明確になるであろう。 
【００３９】
本発明の構成要素である型本体10は図1に図示されたように、一つになった平面パネルを鋼材ファイル50のまわりをくるんだ後、平面パネルの両端をお互いに固定させるか、多数の弧形パネルがお互いに組み立てされて形成されることもできる。
【００４０】
また、型本体の上部には図1に図示されたように、空気排出口12が、その下部には材料注入口11が形成されている。
【００４１】
空気排出口12と材料注入口11の設置個数は多様にできるし、材料注入の時、均一に満たされることができるように材料注入口11は4ヶ所が形成されるのが望ましく、空気排出口12は2ヶ所形成されるのが望ましい。
【００４２】
また、その内側に被服が形成されることができるように型本体10の内週面と鋼材ファイル50の外週面との間は1〜8 mm程度の距離位が離隔されて形成されるのが望ましい。
【００４３】
この時、後述する間隔材30と水密パッド40が設置されるためには、5mm程度内外すなわち、3〜8mm程度に離隔されるのが望ましい。
【００４４】
一方、空気排出口12と材料注入口11には空気排出管と材料注入管などが設置されるようにコックベルブやチェックバルブなどのようなバルブが設置される。 
【００４５】
このような型本体10の材質はFRPやポリカーボネートを使うのが望ましい。
【００４６】
ポリカーボネートは芳香族ポーリ炭酸エステル結合を持つ熱可塑性樹脂として代表的なエンジニアリングプラスチックであり、FRPはFiberglass Reinforced Plasticsの略字で、補強剤であるガラスファイバー(Fiber Glass)とこれを取り囲んでいる樹脂(Resin)の複合素材としてこれを構成しているガラスファイバー及び樹脂それぞれよりすぐれる。
【００４７】
FRPやポリカーボネートは次のような共通された特性を持っている。
【００４８】
先に、二つの材料は加工によって彩色が可能な半透明性材料として材料の充填過程を肉眼で確認可能で品質管理が容易である。
【００４９】
また、衝撃強度のような力学的性能が優秀で台風等のような外部衝撃に対して充填材を保護するので、長期的な耐久性を持つ。
【００５０】
また、Glassのように、破損の時、破片が割られなくて作業の安全性が確保される。
【００５１】
また、比重が略1.2〜1.5で軽く、製作及び加工が容易であるので、型の製作が容易であり、海上でも作業性が容易であるので、経済的であり、品質の欠点発生が少ない。
【００５２】
また、耐食性、耐熱性、耐候性が優秀で変形の発生が少なく、長期的な耐久性を持つので、半永久的である。
【００５３】
ところで、上のような弾性が高い部材を型本体10で使用し、型本体10が一つの平面パネル形態になったことを使う場合、鋼材ファイル50のまわりを取り囲むのが難しいことがある。
【００５４】
また、弾性によって型本体10が弾んでしまうこともできる。このような問題点を解消するために図示しなかったが、型本体10の外郭に水平方向に補強材を設置することもできる。
本発明の構成要素である固定部材20は最小1個以上で構成された前記型本体10らをお互いに固定させることで、図1に図示されたように、一番単純な形態としてステンレスや防食処理した鉄材ボルト21とナット22とを使うことができる。
【００５５】
また、図5に図示されたように、ボルト21とナット22との結合部位にアングルや平板23を設置して堅固に固定され、被服が漏れないようにすることもできる。
【００５６】
このような固定部材20は必ず上で説明したことと同じボルト21及びナット22のみで構成されることではなく、型本体を互いに固定させることができるのならば、すべて適用可能であると言える。
【００５７】
本発明の構成要素である間隔材30は型本体10と鋼材ファイル50との間に設置されて型本体10と鋼材ファイル50との間の間隔を維持させるようになったことで、金属パネル、合成樹脂パネルなど多様なことを使うことができる。
【００５８】
また、間隔材30の設置位置は上部及び下部の二つの部分や上中下の三つの部分など多様な位置に設置することができる。
【００５９】
間隔材30は図1及び図3に図示したように、長いプレートや金属ステッキをベンディング(bending)させて型本体100と鋼材ファイル50との間に設置されることもできるし、図示しなかったが、多数の板金で形成することもできる。
【００６０】
本発明の構成要素である水密パッド40は型本体10と鋼材ファイル50との間の空間の上部と下部及び型本体10の連結部品に設置されて型本体10と鋼材ファイル50間の空間上部と下部及び型本体1の連結部位または、鋼材ファイル50の突き出部位から水気が侵透することを遮断するようになっている。
【００６１】
特に水密パッド40は、伸縮力がとても高い場合、水圧によって過度に収縮されて水気が逆で侵透することもできるし、伸縮力がとても低い場合、鋼材ファイル50に形成された溶接部のような突き出部位によって伸縮がならない場合が発生される。
【００６２】
したがって、水密パッド40は突き出部位の形象によって変形しなければならない。このような点を考慮して、水密パッド40の伸縮力は長さ方向に30〜80%程度になることを使うのが望ましく、その中でも収縮率が50%以上であることが望ましい。
【００６３】
また、水密パッド40は海水に長期的な耐久性を持って、材料購入が容易であり、型本体10に附着しても問題がない材質である合成ゴムのような伸縮性ゴムパッドで形成した方が良い。
【００６４】
上のように構成された本発明の海上鋼材ファイル保護被服製造用型は、保護服の厚さを 1〜8mmまで形成することができるし、被服材料の注入を下部の材料注入口11へ投入するようになることによって、材料分離、ブルリディング、エアポケットを最小化することができる。
【００６５】
これは、従来の型の場合、被服の厚さが100〜150mmで厚いので、材料を上部で入れ込んでミキシングが可能だったこととは違うものである。すなわち、本発明の型は従来の海上鋼材ファイル防食工法と違うように型の下部から被服を形成するのに相応しいように構成されたものと言える。
【００６６】
以下、上で説明した本発明の型を利用した海上鋼材ファイルの防食工法を添付された図面を参照して詳しく説明する。
【００６７】
1)型の設置段階
型の設置段階は、上で説明した本発明の型を海上鋼材ファイル50のまわりに設置して固定する工程として、上で説明した図1のような方法を通じて設置して図2のような形態を取る。
【００６８】
この時、型内側上部と下部及び型本体10の連結部品には水密パッド40が設置され、型と鋼材ファイル50との間の上下部には間隔材30が設置された状態になり、固定部材20は各型本体10を固定させた状態になる。図6は鋼材ファイル50に型を設置する全景を現した写真図である。
【００６９】
2)水気の排出段階
型の設置が終われば、型本体10と鋼材ファイル50との間と空間に水が満たされた状態になる。したがって、被服形成のためには、この水をとり除かなければならない。その除去方法は型本体10に形成されている材料注入口11と空気排出口12とを利用して実施する。
【００７０】
具体的に、下部の材料注入口11を通じてポンプを利用して水を排出する。この時、空気排出口12は開かれた状態で置いて、排水が円滑に進行されるようにする。図7は型内部の海水を排出する状態を現した写真図である。
【００７１】
3)被服の形成段階
材料注入口11を通じて鋼材ファイル50の保護被服用注入材料を型と鋼材ファイル50との間の空間に入れ込んだ後養生及び乾燥させて被服を形成する。この時、注入材料は鋼材ファイル表面の水膜と混合することができる水溶性と、鋼材の変形に対応することができる伸縮性と、温度の変化に耐えることができる耐候性と、乾燥収縮亀裂を防止する耐亀裂 性と、防食イオンの浸透を防止することができる水密性と、自記防錆力を発揮することができるアルカリ性と、海水に漏出された時、人体に被害がない無毒性と、外部衝撃に耐えることがある耐衝撃性などを持った無機質ポリマー(polymer)改質水硬性材料を使用するのが望ましい。
【００７２】
型本体10と鋼材ファイル50との間の空間の水が除去された後、図9に図示されたように用意した注入材料をこの空間に満たして入れる。満たして入れる方法は下部の材料注入口11を通じて進行される。この時、材料注入方法は注入材料用ポンプを準備してこの注入材料用ポンプを利用して海上にある型の材料注入口11まで押送する。
【００７３】
この時、材料注入口11のバルブと上部空気排出口12のバルブを開放し、注入材料を入れ込み、入れ込む時、一定した圧力になることができるようにする。
【００７４】
空気排出口12に注入材料の排出されるほどになれば、注入が完了されたと判断し、材料注入口11と空気排出口12とのバルブを阻んで、材料注入口11に繋がれた注入ホースを分離する。
【００７５】
注入材料の注入後、注入材料が充分に養生、乾燥して被服を形成するように型を維持する。
【００７６】
以上、本発明の海上鋼材ファイルの防食工法によって製造された海上鋼材ファイル保護被服は図12および13のような形象を持つ。
【発明の効果】
【００７７】
前記で説明したように、海上鋼材ファイルを防食するにおいて厚さが薄ら被服を材料の分離、エアポケット、およびブルリディングが形成されながらも手軽く施工することができるようになる。
【００７８】
また、衝撃に強く、アルカリ性によって鋼材の表面に不動態被服を形成して小さな損傷に対しては自記防錆力がある無機質ライニング工法及び鋼材ファイル保護被服が提供される。
【００７９】
また、保護被服は組職が緻密で塩素イオンの浸透を阻み、水密性が高くて腐食材料が侵透することができなくなる。
【００８０】
また、伸縮性が大きく、厚さが薄く、重量が軽くて鋼材の変形によって鋼材と被服が分離しなくなる。
【００８１】
また、乾燥収縮によって亀裂が発生しなくなる.
【００８２】
本発明は前記実施例に限定されずに、本発明の特許の請求範囲で請求するように本発明の要旨を逸脱することがなく、当該発明が属する分野で通常の知識を有した者ならば誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があるということができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の海上鋼材ファイル保護被服製造用型を現した分解斜視図である。
【図２】本発明の型を設置した状態を現した斜視図である。
【図３】本発明の型を設置した状態を現した側面図である。
【図４】本発明型内部に間隔材と水密パッドが設置された状態を現した断面図である。
【図５】本発明の型本体を連結した状態を現した写真図である。
【図６】水中で鋼材ファイルに型を設置する状態を現した写真図である。
【図７】型内部の海水をとり除く状態を現した写真図である。
【図８】被服形成のための混合液体と混合粉体を混合する状態を現した写真図である。
【図９】被服形成のための注入材料を型内部に入れ込む状態を現した写真図である。
【図１０】注入材料の注入が完了した状態を現した写真図である。
【図１１】型を脱型する状態を現した写真図である。
【図１２】型を脱型した後鋼材ファイルに被服が形成された状態を現した写真図である。
【図１３】型を脱型した後鋼材ファイルに被服が形成された状態を現した写真図である。
【符号の説明】
【００８４】
10 型本体
11 材料注入口  
12 空気吸入及び排出口  
20 固定部材
21 ボルト(bolt)
22 ナット(nut)
23 平板        
30 間隔材
40 水密パッド      
50 ファイル(pile)
【図１】
2009024257.tif 000003
【図２】
2009024257.tif 000004
【図３】
2009024257.tif 000005
【図４】
2009024257.tif 000006
【図５】
2009024257.tif 000007
【図６】
2009024257.tif 000008
【図７】
2009024257.tif 000009
【図８】
2009024257.tif 000010
【図９】
2009024257.tif 000011
【図１０】
2009024257.tif 000012
【図１１】
2009024257.tif 000013
【図１２】
2009024257.tif 000014
【図１３】
2009024257.tif 000015