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DNTコーティング技報 No.20
解説-1
陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向
Heavy-duty Anticorrosion Coating of Onshore Steel Structures
and Recent Technological Trends

塗料事業部門構造物塗料事業部
テクニカルサポートグループ
Coating Business Div.
Protective Coatings Dept.
Technical Support Group

山内 健一郎Kenichiro YAMAUCHI

１. はじめに

２． 重防食塗装とは

陸上鋼構造物として代表的な橋梁は、その多くが高重防食塗装に求められる機能としては、一般には鋼度経済成長期に建設され、現在も供用されている。道材の腐食を防止することと、構造物（被塗物）に目的の路橋の場合、高度経済成長期に建設された橋梁が全色彩を付与することであり、これらの機能を長期間維橋の約40％を占めており、建設後50年以上経過した高持することである。
こうした機能を単一の塗膜で満たす

齢橋は、2026年度には47％を占めると推計されていことは困難であるため、通常は防食下地、下塗り塗料、る。現在のわが国の財政事情を考慮すると、これらの高中塗り塗料、上塗り塗料のように数種類の塗料を塗り齢化した橋梁は、適切な維持管理を施し、長期にわた重ねて塗膜全体（塗装系）で目的とする機能の維持をり供用していくことが重要である。2013年には、インフラ達成している。基本的な重防食塗装の塗膜構成を図１

老朽化対策の推進に関する関係省庁連絡会議においに、塗膜各層の主な役割を表１に示す。て、インフラ長寿命化基本計画が策定され、現在は戦略的なインフラの維持管理・更新に向けた取り組みが上塗り塗膜推進されている。
こうした背景から、「ライフサイクルコスト（LCC）の低中塗り塗膜減」を目的として、近年の重防食塗装においては高耐久下塗り塗膜仕様による塗替え周期の延長や塗装工程・工期短縮が進められている。
また、もう1つの重要な課題である「環境負荷軽減」の観点では、水性塗料を設定したJIS防食下地改正がなされ、重防食分野における水性塗料の実工事も展開され始めている。本報では、陸上鋼構造物に適鋼用される重防食塗装と近年の技術動向について紹介材する。
図1

重防食塗装の塗膜構成

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陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

表1
各

塗膜各層の役割

層

鋼材に対する良好な付着性、犠牲防食作用、腐食性物質の遮断によって鋼材の腐食を防ぐ。
鋼材面と直接接するので防食に対しての影響が最も大きい。

下塗り塗膜

防食下地との付着性を確保する。
水分や塩類などの腐食性物質の浸透を防ぐ。

中塗り塗膜

下塗り塗膜と上塗り塗膜の付着性を確保する。
色相を調整することで、上塗り塗膜の隠蔽性を補助する。
構造物を目的の色彩に着色する。
長期間にわたって美観（光沢や色相）を維持する。

なお「重防食塗装」という用語は、過去から用いられていたものの近年まで明確な定義は存在しなかった。
2012年に発刊された「重防食塗装－防食原理から設計・施工・維持管理まで－（一般社団法人日本鋼構造協会編）」
において、初めて以下のように定義されて橋梁製作工場

上塗り塗膜

鋼道路橋防食便覧
塗料名

塗装工程
製鋼工場

防食下地

主な役割

表2C-5塗装系2）標準
使用量
膜厚 塗装間隔（g/㎡）（μm）

素地調整 ブラスト処理 ISO Sa2 1/2

4時間以内

プライマー

無機ジンクリッチ
プライマー

2次素地調整ブラスト処理 ISO Sa2 1/2

防食下地

無機ジンクリッチペイント 600

75

ミストコート エポキシ樹脂塗料下塗

160

－

下塗

エポキシ樹脂塗料下塗

540

120

中塗

ふっ素樹脂塗料用中塗

170

30

上塗

ふっ素樹脂塗料上塗140

25（160）（15）
6ヶ月以内
4時間以内
2日～10日
1日～10日
1日～10日

1日～10日いる。
【重防食塗装の定義】1）（1）無機ジンクリッチペイント、あるいは有機ジンクリッチペイントの防食下地を有すること。
なお、金属

３． 重防食塗装の近年の技術動向溶射皮膜、溶融亜鉛めっき層も防食下地と見なすことができる。
（2）腐食因子の遮断性に優れたエポキシ樹脂塗料、弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料、超厚膜形エポキシ樹脂塗料、ガラスフレーク含有エポキシ樹脂塗料などを下塗り塗料とすること。
（3）耐候性に優れたポリウレタン樹脂塗料、ふっ素樹脂塗料などを上塗り塗料とすること。
（4）合計膜厚は、250～1000μm程度であること。
（5）新設塗装に期待する耐久性（防食性能と耐候性能）は、厳しい腐食環境で30年以上であること。
＊なお、一般塗装系の塗替え塗装時に、旧塗膜を素地調整程度3種で処理して下塗り塗料に変性エポキシ樹脂塗料を、上塗り塗料にふっ素樹脂塗料を適用した場合は、防食下地がないため重防食塗装ではない。
表2には、陸上鋼構造物の代表的な新設塗装仕様である鋼道路橋防食便覧のC-5塗装系を示す。

陸上鋼構造物の重防食塗装に関する近年の技術動向（塗料規格・塗装基準動向）を表3に示すともに、代表例を以下に紹介する。
3.1

部分塗替え塗装

2012年の国土交通省国土技術政策総合研究所資料「道路橋の部分塗替え塗装に関する研究」の附属資料として、「鋼道路橋の部分塗替え塗装要領（案）」3）が示されている。
一般に、鋼構造物に塗装された塗膜は種々の要因により一様には劣化せず、限られた範囲で劣化が進行することが多い。
また、過去の調査事例においても、鋼橋などにおける防食機能の劣化が著しい部位は、水回りが集中する桁端部など狭隘な空間に集中していることが分かっている。
こうした背景から、本要領（案）は腐食の著しい部材または部位のみを対象にして、品質の高い25

26

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陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

表3

近年の重防食塗装に関する主な塗料規格および塗装基準

塗料規格・塗装基準

発行年

鋼道路橋塗装・防食便覧

発行所

内 容
・鋼道路橋を対象とし、-5℃までの低温環境における寒冷地用塗料を用いる塗装工事に適用
・塗装系、寒冷地用塗料の規格、施工について規定

2005
公益財団法人
日本道路協会・鋼道路橋塗装便覧（1990年）と鋼道路橋塗装・防食便覧（2005年）
を統合

鋼道路橋防食便覧

2014

道路橋の部分塗替え塗装に関する研究－鋼道路橋の部分塗替え塗装要領
（案）
－2012

国土交通省国土技術政策総合研究所

・鋼道路橋の部分塗替え塗装についての留意事項などを規定

寒冷地用塗料マニュアル
（案）

2015

国立研究開発法人
土木研究所寒地土木研究所

・鋼道路橋を対象とし、-5℃までの低温環境における寒冷地用塗料を用いる塗装工事に適用
・塗装系、寒冷地用塗料の規格、施工について規定・新設塗装系（現場継手部）、塗替え塗装系に水性塗料を適用した塗装系を規定・下塗り、中塗り、上塗り塗料に水性塗料を適用

2017

鋼橋塗装設計施工要領
SDK塗料規格首都高速道路株式会社
2019

・水性有機ジンクリッチペイントを現場塗装に採用

日本産業規格JIS K 5551
構造物用さび止めペイント2018

・JPMS30（鋼構造物用水性さび止めペイント）を追加して改正・水性下塗り塗料を規定

日本産業規格JIS K 5659
鋼構造物用耐候性塗料

2018

HBS塗料規格2019

一般財団法人
日本規格協会・JPMS31（鋼構造物用水性耐候性塗料）を追加して改正・水性中塗り、上塗り塗料を規定

本州四国連絡高速道路
株式会社

・高耐久性ふっ素樹脂塗料上塗りの塗料規格を改正
・省工程形ふっ素樹脂塗料の塗料規格を制定

小規模の塗装が行える部分塗替え塗装を実現すること

素地調整は素地調整程度1種を原則とし、狭隘な作で橋全体の健全性を合理的に維持するとともに、橋の業条件における素地調整方法として、バキュームブラス

長寿命化にも繋がることを意図して策定された。

トなどの記載がなされている。
また、新塗膜と旧塗膜の適用範囲は、国土交通省および内閣府沖縄総合事務局が管理する一般国道において塗装による防食が施された道路橋の鋼部材を対象としている。
部分塗替えする部位の塗装仕様は、原則として耐久性に優れる重防食塗装への塗替えとし、鋼道路橋防食便覧のRc-Ⅰ塗装系（表4）に準拠した仕様としている。
表44）
鋼道路橋防食便覧 Rc-Ⅰ塗装系（スプレー）

塗装工程

塗料名

使用量
塗装間隔（g/㎡）

素地調整 1種
防食下地 有機ジンクリッチペイント

4時間以内
600

下塗

弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料下塗

240

下塗

弱溶剤形変性エポキシ樹脂塗料下塗

240

中塗

弱溶剤形ふっ素樹脂塗料用中塗

170

上塗

弱溶剤形ふっ素樹脂塗料上塗

140

境界には塗り重ね部を設けることとし、その仕様が図解で示されている。
3.2

寒冷地用塗料

寒冷地における冬季の現場施工に関しては、従来の塗料では塗装できる期間が短い。
また、塗装した後の乾燥が遅いことから、次工程の塗料を塗装するまでの塗装間隔が長くなる。各塗料の塗装間隔を短くすることができれば、塗装工期の短縮も期待できる。
こうした背景から、各塗料メーカーは低温時の施工性および乾燥性に優れた寒冷地用エポキシ樹脂塗料や湿気硬化形

1日～10日ポリウレタン樹脂塗料などの寒冷地用塗料を開発して1日～10日いる。

1日～10日
1日～10日2015年に国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所により、「 寒冷地塗料マニュアル（案）」5）が示されている。本マニュアル（案）は、国立研究開発法人土

DNTコーティング技報 No.20
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木研究所の基盤研究「現場塗装時の外部環境と鋼構造物塗装の耐久性の検討（2010～2014年度）」における室内促進試験、実環境の暴露試験、施工性試験などの研究成果に基づいた内容である。鋼構造物塗装に関わる技術者（管理者、設計者、施工者など）を対象として、寒冷地用塗料を使用する際の留意事項などが記載されている。本マニュアル（案）の概要を以下に紹介する。
道路橋における鋼製の上部構造および橋脚構造の塗装工事のうち、外気の最低気温が-5℃までの低温環境における工事を対象とする。
また、本マニュアル（案）に記載されていない事項は、鋼道路橋防食便覧に準拠する。
寒冷地用塗料を用いた塗装系として、CRc-Ⅰ塗装系およびCRc-Ⅲ塗装系の2種類を規定している。
これらはそれぞれ鋼道路橋防食便覧のRc-Ⅰ塗装系、Rc-Ⅲ塗装系に対応するものであり、塗装系選定の考え方は鋼道路橋防食便覧と同様としている。
いずれの塗装系も塗装方法は原則として、はけ塗りである。表5にCRc-Ⅰ塗装系を示す。
表5
塗装工程

CRc-Ⅰ塗装系（はけ）
塗料名

1種

防食下地

寒冷地用
有機ジンクリッチペイントる。近年では、鋼構造物塗装においても水性塗料の開発、適用性の検討が実施され、実用化が進められており、水性塗料の規格制定や一部の鋼構造物管理団体においては塗装基準への採用といった動きがある。
2018年に、下塗り塗料を対象としたJIS K 5551（構造物用さび止めペイント）と、中塗りおよび上塗り塗料を対象としたJIS K 5659（鋼構造物用耐候性塗料）が改正され、鋼構造物用途の水性塗料が規格化された。
（1）
JIS K 5551：2018
工業会規格JPMS30：2016（鋼構造物用水性さび止めペイント）を追加する形で改正された。水性塗料の種類としてD種、E種が追加されている。D種は乾燥膜厚約30μmの標準形塗料であり、建築金属部の防せい（錆）に用いるものとし、E種は乾燥膜厚約60μmの厚膜形塗料であり、鋼構造物の長期防せい（錆）に用いるものとしている。JIS K 5551D種、E種に規定される塗

寒冷地用塗料下塗

表6

標準使用量
膜厚 塗装間隔（g/㎡）（μm）

寒冷地用塗料下塗600

75
1日～10日

20060

20060
1日～10日

寒冷地用塗料中塗
寒冷地用塗料上塗

JIS K 5551：2018

項 目
容器の中の状態

D種、E種の塗料品質6）

D種1401203025

1日～10日E
変質しない

半硬化乾燥性

半硬化乾燥している

塗装作業性

支障がない

塗膜の外観

正常である

ポットライフ

3時間

たるみ性－

たるみがない

上塗り適合性

支障がない

耐おもり落下割れ及び剥がれがない

付着性
耐熱性

分類0
塗膜の外観
付着性

サイクル腐食性－

分類1又は分類0
外観が正常である
分類2、分類1又は分類0

さび、膨れ、割れ及び剥がれがない

塗膜中の鉛の定量（質量分率%）

0.06以下塗膜中のクロムの定量（質量分率%）0.03以下

屋外暴露耐候性

種

かくはん
（攪拌）
したとき、堅い塊がなくて一様になる

低温安定性
（-5℃）
4時間以内

1日～10日上塗者・周辺環境への環境対策として最も有効な手法であ料品質を表6に示す。

素地調整

中塗

塗料の水性化は火災リスクに対する安全性や作業本規格は、JIS K 5551：2008（旧規格）に日本塗料

（2）
塗装系

下塗

水性重防食塗料

3.3.1 日本産業規格（JIS）

（1）
適用範囲

下塗

3.3

さび，膨れ，割れ及び剥がれがない

27

28

DNTコーティング技報 No.20
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陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

溶剤形塗料規格（A種、B種、C種）と異なる点を以下（2）
JIS K 5659：2018に記す。

本規格は、JIS K 5659：2008（旧規格）に日本塗料工業会規格JPMS31：2016（鋼構造物用水性耐候性1）低温安定性（-5℃）
を設定

塗料）を追加する形で改正された。従来の溶剤形塗料

2）
ポットライフを3時間に設定をA種とし、水性塗料をB種として追加した。A種、B種それぞれに上塗り塗料1級、2級、3級および中塗り塗料を区分している。JIS K 5659 B種に規定される塗料品質を表7に示す。
表7

JIS K 5659：2018

B種の塗料品質7）
B種

上塗り塗料

項 目
1級

2級

容器の中の状態

3級

かくはん（攪拌）したとき、堅い塊がなくて一様になる低温安定性（-5℃）

変質しない

表面乾燥性

表面乾燥する

塗膜の外観

正常である

ポットライフ3時間

隠ぺい率 %

白・淡彩色≧90

鮮明な赤及び黄色

≧50

その他の色

≧80

鏡面光沢度（60度）≧70

上塗り適合性

－

耐屈曲性－
支障がない
折曲げに耐える

耐おもり落下性層間付着性塗膜に割れ及び剥がれが生じない
Ⅰ－

Ⅱ

異常がない

耐酸性

異常がない

耐湿潤冷熱繰返し性

湿潤冷熱繰返しに耐える
白・淡彩色

≧40

≧50

その他の色

≧30

≧40

照射時間
促進耐候性

2000（500）

1000（300）

1000（300）

塗膜の外観

塗膜に割れ，剥がれ及び膨れがない

色の変化

大きくない

白亜化の等級
光沢保持率 %

屋外暴露耐候性

異常がない
異常がない

耐アルカリ性

加熱残分 %

中塗り塗料－1又は0≧80（≧90）≧80（≧90）

≧70
（≧80）

塗膜の外観

塗膜に割れ，剥がれ及び膨れがない

色の変化大きくない

白亜化の等級

1又は02，1又は03，2，1又は0

光沢保持率 %

≧60

≧40≧30－DNTコーティング技報 No.20
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陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

溶剤形塗料規格（A種）と異なる点を以下に記す。

一般に水性塗料の乾燥性は、溶剤形塗料と比較して

1）製品形態は多液形に限定しない（一液形も可）塗装時および塗装直後の温度・湿度の影響を大きく受

2）低温安定性（-5℃）
を設定ける。本要領においては、実工事を想定して塗装の可否

3）
ポットライフを3時間に設定に関わる気象条件を詳細に規定している。水性有機ジ

4）加熱残分は溶剤形塗料よりも10％低い規格値に設

ンクリッチペイント、水性エポキシ樹脂塗料ならびに水定性エポキシ樹脂塗料中塗の塗装禁止条件は気温10℃

3.3.2

鋼橋塗装設計施工要領（首都高速道路株式会社）8）9）

2017年の鋼橋塗装設計施工要領の改訂において、水性塗料を採用した塗装系が設定された。本要領では、周辺環境への影響低減、作業環境の改善、地球環以下、湿度85RH%以上、さらに低温時（5～10℃）については湿度70RH%以下を条件に塗装できるものとし、気温5℃以下の条件は湿度に関わらず塗装不可としている。

境への影響低減（VOC（Volatile Organic Compounds：揮3.4

発性有機化合物）削減）、危険物の削減などの対策とし従来のふっ素樹脂塗料よりも優れた耐候性を有するて、現場塗装する塗料については、従来の溶剤形塗料でしか品質や機能が確保できない場合を除き、水性塗料を適用した塗装系が採用されている。
水性塗料の適用範囲は、新設塗装系の現場継手部および塗替え塗装系の下塗り、中塗り、上塗り塗料である。
さらに、2019年の本要領改訂においては、
水性有機ジンクリッチペイントを現場塗装に採用した。
鋼材面に防食下地として直接塗布する有機ジンクリッチペイントに水性塗料を用いるとフラッシュラスト（斑点状のさび）を発生する場合があるため、塗料の品質規格に耐フラッシュラスト試験を追加規定するとともに、適用する鋼材面の素地調整程度を1種（ブラスト）または1種相当（ブラスト面形成動力工具）に限定する形で運用している。
本要領には、表8に示すような各種水性塗料の塗料規格が規定され、いずれの水性塗料についても揮発性有機溶剤量は10重量%以下、かつ非危険物であることとしている。
表829格

ふっ素樹脂塗料が開発されている。一般的に、淡彩系の色相は、塗膜中に白色顔料の酸化チタンを多量に配合している。酸化チタンは、紫外線、水、温度や塩分などの環境影響を受けやすく、光触媒作用により上塗塗膜の劣化が想定以上に早いことが課題であった。本州四国連絡高速道路株式会社では、瀬戸大橋で行った実橋試験塗装、宮古島および大鳴門橋暴露試験場における暴露試験結果を踏まえ、2019年に高耐久性ふっ素樹脂塗料上塗（乾燥膜厚25μm）の塗料規格改正、および省工程型ふっ素樹脂塗料（乾燥膜厚55μm）の塗料規格制定を行っている。上記2種類の塗料規格には、下記のように高水準の屋外暴露耐候性が規定されている。
【屋外暴露耐候性の品質】10）
塗膜に膨れ・剥がれ・割れがなく、光沢保持率は（一財）
日本ウエザリングテストセンター宮古島試験場での鋼橋塗装設計施工要領に規定の水性塗料規格（SDK塗料規格）
規

高耐久性ふっ素樹脂塗料

塗料名

SDK W-512

水性有機ジンクリッチペイント

SDK W-513

水性エポキシ樹脂塗料

SDK W-522

水性エポキシ樹脂塗料中塗

SDK W-531

水性ポリウレタン樹脂塗料

SDK W-534

水性ふっ素樹脂塗料

光沢保持率が、暴露期間3年で50%以上および色の変化の程度が見本品に比べて大きくないこと。

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陸上鋼構造物の重防食塗装と近年の技術動向

４． おわりに

参考文献
1）一般社団法人日本鋼構造協会：重防食塗装，陸上鋼構造物の重防食塗装について、最近10年間の技術動向を紹介した。膨大なインフラの維持管理・更新に貢献する材料には、効率的・経済的であるととも

p.33（2012）2）公益社団法人日本道路協会：鋼道路橋防食便覧，
p.Ⅱ-33（2014）に、安心・安全に使用できることが求められる。将来は、

3）国土交通省国土技術政策総合研究所：国土交通省

素地調整・塗装作業時および点検・診断時の効率化、国土技術政策総合研究所資料第684号，附属資料,省力化まで配慮した材料開発が必要と考える。

鋼道路橋の部分塗替え塗装要領（案），（2012）
4）公益社団法人日本道路協会：鋼道路橋防食便覧，

本報は、塗装工学Vol.55 No.8（2020）『重防食塗装の近年の技術動向』を基に、著者自ら再構成したものである。

p.Ⅱ-118（2014）5）国立研究開発法人土木研究所寒地土木研究所：寒冷地塗料マニュアル（案），（2015）
6）一般財団法人日本規格協会：JIS K 5551：2018
7）一般財団法人日本規格協会：JIS K 5659：2018
8）首都高速道路株式会社：鋼橋塗装設計施工要領，（2017）
9）首都高速道路株式会社：鋼橋塗装設計施工要領，（2019）
10）本州四国連絡高速道路株式会社：HBS塗料規格，
pp.101-126（2019）