土木技術資料 54-1(2012)

土研センター

塗装・防食相談室の開設―その役割と調査事例（その1）―
片脇清士 ＊（3）現実の橋梁では、これまでに知られていない

1．まえがき 1

あるいはあまり注意していないさまざまな劣

財団法人土木研究センターでは昨年 11月から塗化事象が見受けられるようになり、便覧に記

装・ 防食相談室 を開設した 。塗装や防 食に特化し述されていないことがらについて対応する必たの は、これら に関する専 門的なコン サルタント要に迫られた.

会社 が少なく、 また、これ らに熟達し た技術者が（4）道路橋長寿命化修繕計画の策定・実施に伴い多く はおられな いという現 実があるた めである。

橋 梁 の LCC（ ラ イ フ サ イ ク ル コ ス ト ） を 意 識施設 管理者が困 っておられ ることを聞 き、財団法した塗装工事が増加している。

人土 木研究セン ターに所属 する沢山の 経験を有す（5）無理とむだのない塗装設計のためには、橋梁る技 術者や研究 者が橋梁や 橋梁塗装に 関する豊富ごとの個別の詳細な条件を組み込むことが合な実 績をもとに 適切なアド バイスをし ようとする理的であると認識され始めた。

ものである。

3．調査事例

2．塗装・防食相談室の役割

財 団法 人土木 研究 センタ ーで は、塗 装・ 防食相談室 を開設する 以前から、 塗装・防食 に関して部

2.1 塗装・防食相談室とは塗 装・ 防食相 談室 におい ては 鋼道路 橋の 塗装や分塗 装、塗替え 塗装等の塗 装の品質管 理・調査設

防食技術を対象として、例えば、計、 耐候性鋼橋 梁の劣化診 断など、多 くの事例に（1）塗装や耐候性鋼等の劣化（腐食）の原因を知対応 してきた。 これらの成 果も相談室 の対応に活かしていきたいと考えている。

りたい。
（2）劣化（腐食）の補修方法を教えて欲しい。

事 例に は、計 画に 関する もの 、設計 に関 するも（3）塗装の塗替えの範囲や仕様を教えて欲しい。のな どがあるが 、ここでは 塗装劣化原 因とその対（4）素地調整を含む塗替えの施工方法・品質管理

応、 旧塗膜に問 題を抱える 場合の効果 的な塗装方法についていくつかの事例を紹介する。

等を教えて欲しい。

3.1 大きなはがれを生じた塗膜調査などの相談を受けることにしている。
(http://www.pwrc.or.jp/tosou_soudan.html参照)

近 年増 えてい る事 例に、 塗装 のはが れが ある。

塗 装・ 防食相 談室 開設以 来、 国や自 治体 の施設

はが れはさびに 比べて緊急 性がないよ うに誤解さ管理 者からいく つかの相談 を受けてお り、ニーズれる 。しかし、 はがれは、 一度に塗膜 自体の数分の高いことをあらためて認識した。の一 の数十ミク ロンの厚さ がなくなる ことであり2.2 相談事例増加の理由

塗膜 による保護 能力は大き く失われる 。しかも、相 談や 調査事 例が 増加し てき た理由 には いくつ

通常、ある程度広い面積で生じる。
こ のよ うなは がれ は、海 岸な ど条件 の厳 しいとか考えられる。
（1）鋼道路橋塗装・防食便覧（以下便覧という）ころ で生じるこ とが多い。 このため、 それでなくが公刊され、塗装・防食の選択肢が広がり、とも 薄い皮膜が 著しく減じ るため、美 観性だけで選択には幅広い知識が必要となった。

なく 防食性も大 きく低下さ せ塗装の寿 命を縮める（2）劣化やさびが激しい場合の防食塗装であるほことになる。
最 近の はがれ の事 例は、 塩化 ゴム系 塗料 を用いど取り扱いが難しいこと。
────────────────────────Consulting team in PWRC for coating and corrosion
protection of road bridges-its important role and case studies-

た塗 膜で目立つ が、そのは がれの原因 は一律ではない 。このため 、その対応 は原因に応 じて実施する必 要があり、 素地調整や 上に塗る塗 料の種類も－ 68 －

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変わってくる。最近、塗替え塗装工事はRc－Ⅲでまで 全面をブラ ストするこ とにした。 鋼素地まで発注 されること が多くなっ たが、これ で、はがれ清浄 化すること ができたの で、ジンク リッチペイが抑 止されるの か、はがれ 再発のリス クがどの程ント による塗装 系を選定し 、長寿命化 を求めるこ

度あ るのかは確 定されてい ない。ここ では、これとができた。

まで に塗装の材 料の変更や 仕様の変更 を考えなけ

3.1.2 塩 化 ゴ ム 系 塗 装 ＋ ジ ン ク リ ッ チ 層 の 部 分 劣化の例

れば ならなかっ た幾つかの 調査結果の 事例を紹介

長 大な 海上橋 には がれが 生じ た事例 であ る。現する。
3.1.1 塩 化 ゴ ム 系 塗 装 ＋ ジ ン ク リ ッ チ 層 の 全 面 劣

地調 査の結果、 建設時塗装 系は以下の 通りであった。

化の例

・ジンクリッチ1層

大 きな はがれ に関 する調 査例 である 。建 設時の・塩化ゴム系下塗2層塗装系は以下の通りであった。
・ジンクリッチ1層

・塩化ゴム系中塗1層・塩化ゴム系下塗2層・塩化ゴム系上塗1層・塩化ゴム系中塗1層

その後10年ほどしての塗替時の塗装系は以下の通りであった。

・塩化ゴム系上塗1層・素地調整3種

その後15年ほどしての塗替時の塗装系は以下の・変性エポキシ樹脂塗料下塗2層通りであった。
・素地調整3種

・ポリウレタン樹脂塗料用中塗1層・変性エポキシ樹脂塗料下塗2層・ポリウレタン樹脂塗料上塗1層・ポリウレタン樹脂塗料用中塗1層塗 替え 数年後 の調 査では ほぼ 全面に 剥離 が拡大・ポリウレタン樹脂塗料上塗1層して いた。詳細 調査によれ ば、ジンク リッチプラ

塗 替え 塗装後 数年 でほぼ 全面 にはが れ（ 剥離）

イマ ー層におい て剥離して いた。この 事例は、調が拡大していた（写真-1）。はがれ以外の塗装は健査事 例①と似て いたが、事 例①では全 面的に塗膜全そ うに見えた が、付着力 調査を全面 に行った結が劣 化していた のに対し、 本事例では 塗膜の劣化果、 自然剥離し ていない部 分も大半は 付着性が低が部材毎に異なり、状況が違っていた。
精 密に 観察し た結 果、劣 化状 況の違 いに より、下していた。

補修 に際しては 塩化ゴム系 下塗までケ レンしジン
クリ ッチ層は残 す部分とジ ンクリッチ 層まで全面除去 する部分と に分けた。 これは、脆 弱な層がどこに あるかを判 定すること ができたた めである。
ジンクリッチ層が健全であると判定した前者はRc－Ⅲ塗装系、そうでない後者はRc－Ⅰ塗装系が望ましいとした。
前 者の 部分で は、 ジンク リッ チ層は 残す ことによっ て、ブラス ト処理が不 要となり、 コストを大きく 削減するこ とができた 。後者の部 分では、ブ写真-1

ラス ト処理する ことになっ たが、はが れの再発を塗膜はがれの状況効果 的に防ぐこ とができ、 ライフサイ クルコスト
詳 細調 査によ れば 、ジン クリ ッチプ ライ マーとの 節 減 に 寄 与 し た 。 な お 、 塗 装 後 5年 以 上 た っ た

塩化 ゴム系下塗 との間から シート状に 剥離していが、何らの変状もおきていない。

た。 この剥離の 原因は、塩 化ゴム系下 塗塗料が脆3.1.3 MIOエポキシ樹脂塗料に付着した汚れによる弱となったことによることが化学分析の結果わ劣化の例

かっ た。さらに ジンクリッ チプライマ ーも脆弱化

重防食系塗装であるC－1塗装系を適用した橋梁

して いたことか ら当該層を 除去するた め、鋼素地塗装である。建設時塗装系は以下の通りであった。

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土研センター・ジンクリッチ1層

結果 によれば、 塗膜層間に おいて塩分 や汚れ成分・エポキシ樹脂塗料下塗2層が見 つかり、こ れらに含ま れた水分が 気化し塗り・MIOエポキシ樹脂塗料1層重ね た塗膜を押 し上げ、は がれの原因 になったの・ポリウレタン系中塗1層ではないかと推察された。MIO塗料は、塗膜表面・ポリウレタン系上塗1層が粗 い特長を持 つため、塩 分、汚れな どが付着し都市郊外の橋梁において、10年後橋梁点検の際

やす くなること 、いったん 付着した場 合には除去に、 一部にはが れが見つか った。架設 高さが高いが困難であることは盲点であった。分析によれば、

ため に近接点検 ができなか ったため、 その間には工場 塗装と現場 塗装の間の 塗膜に塩分 が集積してがれ は次第に広 がっていた 。はがれは 全面ではな

おり 、工場での 塗装後、現 地で塗装す る時点までく部材ごとに偏ってみられた（写真-2）。に、塩分、汚れが付着したとの結果を得た。
この 橋梁ではジ ンクリッチ 層はいたん でおらず、
ジン クリッチ層 は除去せず に、エポキ シ樹脂塗料とMIOエポキシ樹脂塗料を除去する処理でよいことに した。また 、はがれの 見られない 部材では付着力 や塗膜の分 析から内部 に塩分、汚 れが介在しない ことを確か めた上で、 旧塗膜面に 面あらしを施し て塗り重ね を行うこと とし、素地 調整費用を節約 することが できた。部 材ごとに調 査し素地調整の 種類を、部 材ごとにき めこまかに 区分するこ

写真-2とで、塗装工事の節減ができた。

塗膜はがれの状況

3.1.4 はがれに対する対策のまとめ足場を用いて詳細な調査を行った結果（写真-3）、

C－1塗装系における無機ジンクリッチペイント

この損傷の原因がMIO塗料にあることがわかった。

では 凝集破壊に よるはがれ も報告され ている。こMIO塗料はMIO（Micaceous Iron Oxide：雲母状れは 、重防食塗 装系にとっ てはさらに 深刻な状況

酸化鉄）顔料を多く含有した塗料であり、MIOはで あ る が 、こ れ も EPMAな ど の 詳 細 分 析 に よっ て

水分 や酸素など 腐食物質の 進入を妨げ るため防食判定することができるようになった。このように、性が 向上する特 徴があり、 広く用いら れた。塗膜

はが れの形態や 原因は多岐 にわたる。 はがれの原

表面にはMIO塗料特有の粗さが形成されるので塗因に よっては全 面塗替え、 ブラスト適 用の有無、り重 ねる塗料と の密着性が 良いため、 工場塗装とブラ スト程度の 種類、塗装 系の変更な どが必要と現場 塗装との間 隔が長期化 する場合の 対策としてなり 、多額の費 用が発生す ることもあ る。逆に、広く採用された経緯がある。

原因 調査を的確 に行えば、 合理的な考 えに基づいて塗装費用を節減することもできる。
3.2 早期さびの発生塗膜調査
高 級な 塗料で ある ふっ素 樹脂 塗料で 塗替 えた橋
梁で 塗替え後数 年でさびが 再発した。 このような事 例 は 、 い く つ か 見 ら れ る 。 旧 塗 装 系 が A,B系 の塗装系であり、塗替え時にc塗装系に変更したもので見られることが多い。
3.2.1 ふ っ 素 系 樹 脂 塗 装 で の 塗 替 え で の 早 期 さ びの例

写真-3

海 岸地 区にあ る橋 で、ふ っ素 樹脂塗 料で 塗替え

塗膜断面調査後、数年でさびが再発したという事例である。

EPMA（Electron Probe Micro Analyzer：電子線マ イクロアナ ライザー） による含有 元素の分析

鋼道 路橋塗装・ 防食便覧が 発行された ことから、塗り 替えにふっ 素樹脂塗料 を用いた橋 梁が増えて－ 70 －

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土研センターいる 。管理者は 、厳しい条 件だからこ そ長持ちす

適正に行うには、 PCBに関する知識と、塗料に関る塗 料を用いて 、維持管理 費用を長期 にわたってする 知識、廃棄 物に関する 知識のいず れもが必要軽減 したいとい う気持ちが あるが、そ の期待を裏である。この問題の本質は、環境を汚染させない、切るような事例である。

作業 者の安全、 処理手続き が法律を遵 守している

建設時塗装系は以下の通りであった。

こと であり、こ れらを基に 施工計画を 詳細に立案

・原板ブラストし、それを遵守する体制の確立である。

・長ばく型エッチングプライマー

PCBの取り扱いについては、たとえば、・鉛系さび止め塗料2層除去対応の飛散防止仮設→無飛散確認試験→
作 業 者 へ の 教 育 → 塗 膜 除 去 → PCB含 有 汚 染 物の収集貯蔵→運搬→塗装工事→仮設撤去及び片付け→事後調査・分析

・フェノール樹脂MIO塗料1層・塩化ゴム系塗料中塗1層・塩化ゴム系塗料上塗1層
その後10年ほどしての塗替時の塗装系は以下ののプロセスが必要となる。

通りであった。

こ こで 工夫が 必要 なのは 、素 地調整 の時 点で除・素地調整3種去・ 排出される 塗膜や、素 地調整に用 いた資材の・変性エポキシ樹脂塗料下塗（鋼板露出部）廃棄物の量をいかに最小化することである。

・変性エポキシ樹脂塗料下塗2層

やや もすると塗 膜を除去す ることに注 目が向けら・ふっ素樹脂塗料用中塗1層れる が、塗膜の いたみ具合 によって除 去の方法も・ふっ素樹脂塗料上塗1層

変わ ってくるこ とから、法 律の規制の もとで、専数 年後 の調査 では 下フラ ンジ 下面ほ ぼ全 面にさ門家 （化学、塗 装等）の意 見に基づき 合理的で経びが 拡大してい た。詳細な 調査によれ ば、素地調済的な方法による対応が必要である。

整3種＋変性エポキシ樹脂塗料下塗（鋼板露出以 下、長期に 経年した塗 膜の調査、 調査に用い部） を中心にさ びが発生し 一部では断 面欠損、腐る高 度分析、調 査によって 得られる効 果について食に至っている。

は次回に報告する。

こ の変 性エポ キシ 樹脂塗 料下 塗（鋼 板露 出部）の 位 置 に おけ る EPMAに よ れ ば 、塩 素 イ オ ンが 濃縮し て介在して いた。この 塩分が塗膜 下の局部腐食を 促進させ、 エポキシ樹 脂塗料とふ っ素樹脂塗料の膜に微小なわれを生じさせていた。
対 策と しては 、さ びの再 発し た部分 を除 去する
ブラ スト処理を 提案した。 しかし、全 体を再塗装する 必要はなく 、鋼素地が 傷んだ範囲 だけを工事する、部分的な塗装工事で対応することとした。

参考文献
1） 鋼道路橋塗装・防食便覧、日本道路協会、2006
2） 鋼 道 路 橋 塗 装 ・ 防 食 便 覧 資 料 集 、 日 本 道 路 協 会 、
20103） Amy Forsgren,Corrosion control through organic
coatings CRC Press,2006
4） Determining the Overcoatability of Existing CoatingSystems,2010
5） Structural Steel Coatingsfor Corrosion
Mitigation Missouri Department ofTransportation,October 2010

さ びに は、素 地調 整の良 否、 塗料の 良否 、施工の良 否、施工時 の条件、環 境の腐食性 、塗装系の組み 合わせなど 多くの発生 原因がある 。特に早期

片脇清士*に発 生するさび には原因が よくわから ないまま、再塗 装されてい るものもあ る。このよ うな場合、
さび の再発防止 のためにも 原因究明調 査を行い、素地 調整の種類 や、下塗り 塗料の選定 を適切に行うべきである。
3.3 PCBを含む塗膜調査
塗替え塗装時に塗膜に含まれる PCBが 測定されることがある。 PCBの測定方法や量によってはその取 り扱いが異 なる。この ような場合 の塗替えを－ 71 －

財団法人土木研究センター
土木研究アドバイザー、工博、技術士（建設部門）
Dr. Kiyohi KATAWAKI