JP2021113473A - 防食被膜層を有する鋼材、壁体構造物および壁体構造物の施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】時間が経過しても防食被膜層が端面から剥離しにくい、防食被膜層を有する鋼材を提供する。【解決手段】プライマー層(16)と、プライマー層の表面の所定範囲に設置された防食被膜層(18)とを有する鋼材(14)は、防食被膜層の端部領域においてプライマー層と防食被膜層との間に設置されたエポキシ樹脂層(20)を備えていることを特徴とする。好ましくは、防食被膜層の所定の縁部に防食被膜層又はエポキシ樹脂層を鋼材に定着させるための縁部定着材(22)をさらに備えている。【選択図】 図4
Description
本発明は、主として屋外に設置される土木・建築鋼構造物や配管やタンク等の鋼製プラント施設における防食被膜層を有する鋼材や、水域構造物(護岸、岸壁、防波堤、導流堤など)、陸域構造物(擁壁、土留壁など)で前面側と背面側との境界に設けられる、防食被膜層を有する鋼材、壁体構造物および壁体構造物の施工方法に関する。本発明における鋼材には、ハット形鋼矢板等の鋼矢板、鋼管矢板、鋼管杭、およびその他の鋼製部材が含まれる。
従来、重防食鋼矢板として、鋼矢板の表面をウレタンエラストマーで防食被覆した製品が販売されている。このような製品では、鋼矢板の表面とウレタンエラストマーの防食被膜層との間に、特殊な表面処理層が設けられていると推測されるが、その詳細は開示されていない。
一方、本発明者は、防食被膜層を鋼材に良好に定着することができる縁部定着材を提案した(特許文献1)。
ウレタンエラストマーの防食被膜層を有する鋼矢板は、防食に対して、一定の有効性が認められるものの、時間が経過するにつれて、防食被膜層が端面から剥離するという課題があった。
本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、時間が経過しても防食被膜層が端面から剥離しにくい、防食被膜層を有する鋼材、壁体構造物および壁体構造物の施工方法を提供することを目的としている。
石油掘削用プラットフォーム等の海洋構造物、港湾や漁港の岸壁等において、防食のため、構造物をエポキシ樹脂で被覆することが行われており、長期にわたって防食効果を発揮することが知られている。また、ウレタンエラストマーの防食被膜層を有する鋼矢板において、防食被膜層に疵がついた場合に、エポキシ樹脂からなる水中硬化パテで補修することが行われている。本発明者は、これらのことに着目し、エポキシ樹脂を利用して剥離しにくい防食被膜層を有する鋼材を開発した。
本願請求項1に記載された、プライマー層と、前記プライマー層の表面の所定範囲に設置された防食被膜層とを有する鋼材は、前記防食被膜層の端部領域において前記プライマー層と前記防食被膜層との間に設置されたエポキシ樹脂層を備えていることを特徴とするものである。
本願請求項2に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項1の鋼材において、前記エポキシ樹脂層が前記防食被膜層の前記端部領域の上面と下面を挟持するように設置されていることを特徴とするものである。
本願請求項3に記載された、プライマー層と、前記プライマー層の表面の所定範囲に設置された防食被膜層とを有する鋼材は、前記防食被膜層の端部領域において前記防食被膜層の上面を被覆するように設置されたエポキシ樹脂層を備えていることを特徴とするものである。
本願請求項4に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項1から請求項3のいずれか1項の鋼材において、前記防食被膜層の左右端面、下端面、又は上端面のうち少なくとも1つに接触して設置された養生材をさらに備えていることを特徴とするものである。
本願請求項5に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項1から請求項4のいずれか1項の鋼材において、前記防食被膜層の所定の縁部に前記防食被膜層又は前記エポキシ樹脂層を前記鋼材に定着させるための縁部定着材をさらに備えていることを特徴とするものである。
本願請求項6に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5の鋼材において、前記縁部定着材が、前記防食被膜層の左右端面から内方に所定距離隔てた個所に垂直方向に連続的又は非連続的にそれぞれ延びるように前記鋼材に固定されていることを特徴とするものである。
本願請求項7に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5又は6の鋼材において、前記縁部定着材が、前記防食被膜層の下端面から上方に所定距離隔てた個所に水平方向に連続的又は非連続的に延びるように前記鋼材に固定されていることを特徴とするものである。
本願請求項8に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5から請求項7のいずれか1項の鋼材において、前記縁部定着材が、前記防食被膜層の上端面から下方に所定距離隔てた個所に水平方向に連続的又は非連続的に延びるように前記鋼材に固定されていることを特徴とするものである。
本願請求項9に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5から請求項8のいずれか1項の鋼材において、前記縁部定着材が、前記鋼材に連続的に又は非連続的に固定された凸部材に固定されることによって、前記鋼材に間接的に固定されていることを特徴とするものである。
本願請求項10に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項8又は9の鋼材において、前記縁部定着材の前記鋼材への固定が、溶接又は機械的締結によって行われることを特徴とするものである。
本願請求項11に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5から請求項10のいずれか1項の鋼材において、前記鋼材及び前記縁部定着材の少なくとも一方は、前記防食被膜層が接触する領域の全部又は一部に、粗化面及び凹凸面の少なくとも一方を有していることを特徴とするものである。
本願請求項12に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5から請求項11のいずれか1項の鋼材において、前記縁部定着材が、略円形、略矩形、略三角形、略台形、又は略楕円形のいずれか1つの横断面を有する鋼棒であることを特徴とするものである。
本願請求項13に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5から請求項11のいずれか1項の鋼材において、前記縁部定着材が、前記鋼材に連続的に又は非連続的に設けられた溶接ビードであることを特徴とするものである。
本願請求項14に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5から請求項13のいずれか1項の鋼材において、非連続的に設けられた前記縁部定着材の非連続部、又は非連続部とその近傍における前記鋼材の表面及び/又は背面に、凹凸が設けられていることを特徴とするものである。
本願請求項15に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項5から請求項14のいずれか1項の鋼材において、前記縁部定着材の非連続部にも、防食被膜層が設けられていることを特徴とするものである。
本願請求項16に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項1から請求項15のいずれか1項の鋼材において、前記防食被膜層がウレタンエラストマー層であることを特徴とするものである。
本願請求項17に記載された防食被膜層を有する鋼材は、前記請求項1から請求項16のいずれか1項の鋼材において、前記鋼材が、鋼矢板、鋼管杭、又は鋼管矢板のいずれかであることを特徴とするものである。
本願請求項18に記載された壁体構造物は、前記請求項1から請求項17までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材によって構成されるものである。
本願請求項19に記載された壁体構造物は、前記請求項18の壁体構造物において、前記防食被膜層の下端面の位置が、干潮面下1m以深又は平均干潮面以深のいずれかであることを特徴とするものである。
本願請求項20に記載された、前記請求項1から請求項17までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材によって構成される壁体構造物の施工方法は、前記防食被膜層の下端面の位置を、干潮面下1m以深又は平均干潮面以深のいずれかとなるように下方支持体中に埋設する工程を含むことを特徴とするものである。
本願請求項21に記載された壁体構造物の施工方法は、前記請求項20の施工方法において、前記下方支持体が、基礎地盤又はコンクリートフーチングであることを特徴とするものである。
本発明によれば、防食被膜層の端部領域にエポキシ樹脂層を設置することにより、防食被膜層の端部の剥離の危険性を低減することができる。また、防食被膜層又はエポキシ樹脂層の端面から内方に所定距離隔てた個所に縁部定着材を設置することにより、防食被膜層又はエポキシ樹脂層を良好に定着させることができる。また、防食被膜層の端面に養生材を設置することにより、防食被膜層の吹き付け等による形成時に、防食被膜層が計画設計範囲を逸脱しないようにすることができる。さらに、凸部材を用いて縁部定着材を鋼材に固定することにより、縁部定着材と鋼材との間の隙間にも防食被膜層の材料を入り込ませることができるので、防食被膜層の端部における定着力を一層向上させることが可能になる。
(全体構成)
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施形態に係る防食被膜層を有する鋼材について、前記鋼材がハット形鋼矢板である場合を例にして説明する。図1は、本発明の好ましい実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板を用いた壁体構造物が水域構造物の境界に設置されている状態を示した概略斜視図、図2は、図1に示される壁体構造物の一部を示した拡大斜視図である。
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施形態に係る防食被膜層を有する鋼材について、前記鋼材がハット形鋼矢板である場合を例にして説明する。図1は、本発明の好ましい実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板を用いた壁体構造物が水域構造物の境界に設置されている状態を示した概略斜視図、図2は、図1に示される壁体構造物の一部を示した拡大斜視図である。
図1において全体として参照符号10で示される壁体構造物は、壁体12を備えている。なお、図1において、壁体構造物10の延長方向をx方向、垂直方向をy方向とする。
壁体12は、多数のハット形鋼矢板14をx方向に嵌合させ又は配設させ、下方部を下方支持体中に埋設することによって形成される。下方支持体は、基礎地盤又はコンクリートフーチングである。基礎地盤には、改良土によって形成される地盤も含まれる。壁体12の基礎地盤への埋設は、バイブロハンマによる振動打設、油圧ハンマによる衝撃打設、油圧圧入装置による圧入などによって行われる。
ハット形鋼矢板14は、図3(a)に示されるように、土水圧等の荷重が作用した場合に主として曲げモーメントに抵抗するフランジ14a、アーム部14b及び継手部14cと、主としてせん断力に抵抗するウェブ14dとを有している。より詳細に説明すると、ハット形鋼矢板14では、フランジ14aの両縁部から外方に向かって拡がるように一対のウェブ14dがそれぞれ連続して配置され、各ウェブ14dにフランジ14aと略平行になるようにアーム部14bがそれぞれ連続して配置されており、各アーム部14bに継手部14cがそれぞれ連続して設けられている。
ハット形鋼矢板14の継手部14cの一方には上方開口爪14c1が形成され、継手部14cの他方には下方開口爪14c2が形成されている。上方開口爪14c1と下方開口爪14c2は、互いに相補する形状に形作られており、一方のハット形鋼矢板14の継手部14cの上方開口爪14c1に、隣接する他方のハット形鋼矢板14の継手部14cの下方開口爪14c2を嵌め込むことによって、或いは、一方のハット形鋼矢板14の継手部14cの下方開口爪14c2に、隣接する他方のハット形鋼矢板14の継手部14cの上方開口爪14c1を嵌め込むことによって、所望の枚数のハット形鋼矢板14を嵌合させることができる。図3(b)は、ハット形鋼矢板14の継手部の嵌合個所を示した拡大図である。
(第1の実施形態)
図4は、本発明の第1の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14を示した図である。第1の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14において、サンドブラスト等で素地調整されたハット形鋼矢板14の表面に、プライマー層16が設置されている。プライマー層16は、いわゆる下塗り層であり、プライマー層16として、ジンクリッチペイントの層を含むのが好ましい。これは、ハット形鋼矢板14の表面の素地に達するような疵がついたときに、ジンクリッチペイントの亜鉛成分が犠牲陽極作用により鋼矢板よりも先に腐食して、小さな疵や幅狭の疵(スクラッチ疵)を腐食生成物が埋め、これにより鋼矢板の腐食の抑制を期待できるからである。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14を示した図である。第1の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14において、サンドブラスト等で素地調整されたハット形鋼矢板14の表面に、プライマー層16が設置されている。プライマー層16は、いわゆる下塗り層であり、プライマー層16として、ジンクリッチペイントの層を含むのが好ましい。これは、ハット形鋼矢板14の表面の素地に達するような疵がついたときに、ジンクリッチペイントの亜鉛成分が犠牲陽極作用により鋼矢板よりも先に腐食して、小さな疵や幅狭の疵(スクラッチ疵)を腐食生成物が埋め、これにより鋼矢板の腐食の抑制を期待できるからである。
ハット形鋼矢板14の表面の所定範囲(したがって、プライマー層16の表面の所定範囲)に、防食被膜層となるウレタンエラストマー層18が設置されている。ウレタンエラストマー層18は、主として腐食や摩耗に抵抗するため、副次的に外的アタック(漂流物や氷盤の衝突作用や摺動作用等)に抵抗するために設置される。ウレタンエラストマー層18は基本的に、塗装機による吹き付け等の手段で形成される。また、塗装機による吹付けの補助的手段や、防食被膜面積が小さい場合には、ローラ塗りや刷毛塗り等も採用される。
なお、上述のように、ハット形鋼矢板14にプライマー層16およびウレタンエラストマー層18を設置することは、公知の技術である。また、プライマー層16とウレタンエラストマー層18との間に、任意の所望の層(図示せず)を設置してもよい。
第1の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14のウレタンエラストマー層18の端部領域において、図4(a)に示されるように、プライマー層16とウレタンエラストマー層18との間に、エポキシ樹脂層20が設置されている。エポキシ樹脂層20の設置により、ウレタンエラストマー層18の端部の剥離の危険性を低減することができる。より詳細に説明すると、エポキシ樹脂層20は、一定の硬さを有するが、粘り強さはウレタンエラストマー層18よりも小さく脆い。したがって、相対的に脆いエポキシ樹脂層20は、端面が剥離し始めると、剥離した部分が破壊するため、剥離が進行しにくく、その結果、ウレタンエラストマー層18の端部の剥離の危険性が低減される。
なお、エポキシ樹脂層20は、ウレタンエラストマー層18の端面からの剥離を防止するために設けられるものであるため、ウレタンエラストマー層18の端部のみに設ければよく、ウレタンエラストマー層18の全面に設ける必要はない。
エポキシ樹脂層20の端面20aは、ウレタンエラストマー層18の端面18aより外方に位置するのが好ましい(図4(a)参照)。これは、エポキシ樹脂層20の剥離の影響をウレタンエラストマー層18に及ぼさないようにするためである。ここで、「外方」とは、ウレタンエラストマー層18が存在する方向と反対の方向を意味している。また、ウレタンエラストマー層18の上面は、エポキシ樹脂層20が位置するウレタンエラストマー層18の端部領域18bとエポキシ樹脂層20が位置しないウレタンエラストマー層18の領域18cとがなだらかに遷移するように形成されている。これは、漂流物の衝突などの外的作用による被膜のダメージをできるだけ軽減させるためである。
エポキシ樹脂層20は、ウレタンエラストマー層18の左右の端部領域に設けてもよいし(図5(a)参照)、左右の端部領域に加えて、ウレタンエラストマー層18の下部の端部領域にも設けてもよいし(図5(b)参照)、さらに加えてウレタンエラストマー層18の上部の端部領域に設けてもよい(図5(c)参照)。
なお、ウレタンエラストマー層18およびエポキシ樹脂層20は、ハット形鋼矢板14の図2に示される面(以下「表面」という)と反対側に位置する面(以下「背面」という)に設けてもよいし、表面と背面の両方に設けてもよい。
エポキシ樹脂層20の端面20aおよびウレタンエラストマー層18の端面18aから内方に所定距離隔てた個所に、端面20aおよび端面18aとほぼ平行に延びるように、縁部定着材22をハット形鋼矢板14に固定するのが好ましい(図4(b)参照)。ここで、「内方」とは、エポキシ樹脂層20およびウレタンエラストマー層18が存在する方向を意味しており、従って、縁部定着材22は、エポキシ樹脂層20の内部に位置する(換言すると、エポキシ樹脂層20の内部に包含される)ことを意味する。
縁部定着材22は、エポキシ樹脂層20をハット形鋼矢板14に確実に定着させるために設置される。縁部定着材22としては、図4(b)に示されるように、例えば丸鋼が用いられる。縁部定着材22のハット形鋼矢板14への固定は、溶接(連続溶接又は非連続溶接)又は機械的締結(ボルト止めなど)によって行われる(図4(b)では、溶接24によって固定される例が図示されている)。
なお、縁部定着材22は、ハット形鋼矢板14の背面に設けてもよいし、ハット形鋼矢板14の表面と背面の両方に設けてもよい。
縁部定着材22は、ウレタンエラストマー層18およびエポキシ樹脂層20の左右端面から内方に所定距離隔てた個所(図6(a)参照)に設けるものに加えて、ウレタンエラストマー層18およびエポキシ樹脂層20の下端面から内方(上方)に所定距離隔てた個所(図6(b)参照)にも設けてもよいし、さらに加えてウレタンエラストマー層18およびエポキシ樹脂層20の上端面から内方(下方)に所定距離隔てた個所(図6(c)参照)に設けてもよい。
図7(a)は、上述の第1の実施形態の変形例を示した図である。図7(a)に示される形態は、エポキシ樹脂層20がウレタンエラストマー層18の端部領域の上面と下面を挟持するように設置される点を除いて、図4(a)に示される形態と実質的に同一の構成を有している。図7(a)に示される形態では、ウレタンエラストマー層18の端部領域が、エポキシ樹脂層20によって上面からも押さえつけられているので、ウレタンエラストマー層18の端部の剥離の危険性の一層の低減が可能となる。
図7(a)に示される形態においても、図4(a)に示される形態と同様に、エポキシ樹脂層20の端面20aおよびウレタンエラストマー層18の端面18aから内方に所定距離隔てた個所に、端面20aおよび端面18aと平行に延びるように、縁部定着材22をハット形鋼矢板14に固定するのが好ましい(図7(b)参照)。
(第2の実施形態)
図8は、本発明の第2の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14を示した図である。第2の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14は、エポキシ樹脂層20´がウレタンエラストマー層18の端部領域の下面(すなわち、プライマー層16とウレタンエラストマー層18との間)ではなく、ウレタンエラストマー層18の端部領域の上面に設置される点を除いて、第1の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14と実質的に同一の構成を有している。第2の実施形態では、ウレタンエラストマー層18の端部領域が、エポキシ樹脂層20´によって上面から押さえつけられているので、ウレタンエラストマー層18の端部の剥離の危険性が低減される。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14を示した図である。第2の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14は、エポキシ樹脂層20´がウレタンエラストマー層18の端部領域の下面(すなわち、プライマー層16とウレタンエラストマー層18との間)ではなく、ウレタンエラストマー層18の端部領域の上面に設置される点を除いて、第1の実施形態に係る防食被膜層を有するハット形鋼矢板14と実質的に同一の構成を有している。第2の実施形態では、ウレタンエラストマー層18の端部領域が、エポキシ樹脂層20´によって上面から押さえつけられているので、ウレタンエラストマー層18の端部の剥離の危険性が低減される。
第2の実施形態においても、上述の第1の実施形態と同様に、エポキシ樹脂層20´の端面20aおよびウレタンエラストマー層18の端面18aから内方に所定距離隔てた個所に、端面20´aおよび端面18aとほぼ平行に延びるように、縁部定着材22をハット形鋼矢板14に固定するのが好ましい(図8(b)参照)。ここで、「内方」とは、エポキシ樹脂層20およびウレタンエラストマー層18が存在する方向を意味しており、従って、縁部定着材22は、ウレタンエラストマー層18の内部に位置する(換言すると、ウレタンエラストマー層18の内部に包含される)ことを意味する。縁部定着材22は、ウレタンエラストマー層18をハット形鋼矢板14に確実に定着させるために設置される。
(防食被膜層の設置範囲)
防食被膜層であるウレタンエラストマー層18によって被覆されるハット形鋼矢板14の表面の所定範囲Lは、構造設計や、設置環境(劣化環境、腐食環境、漂砂・流砂環境、漂流物環境等)によって決定されるものであり、例えば、所定範囲Lを、標準的な海洋環境において集中腐食が生ずるおそれのある干満帯付近や氷盤アタックをカバーする範囲に設定してもよい(図9(a)参照)。また、所定範囲Lを、例えば、波や河川流の影響による洗堀や流砂・漂砂を考慮する場合に、基礎地盤付近をカバーする範囲に設定してもよい(図9(b)参照)。さらに、大きな曲げモーメントが作用する部位をカバーする範囲や、ハット形鋼矢板14の変位を抑制するのに効果的な範囲に設定してもよい。なお、所定範囲Lを、ハット形鋼矢板14の垂直方向の複数の部位に設定したり(図9(c)参照)、ハット形鋼矢板14の両面に設定してもよい(図9(d)参照)。
防食被膜層であるウレタンエラストマー層18によって被覆されるハット形鋼矢板14の表面の所定範囲Lは、構造設計や、設置環境(劣化環境、腐食環境、漂砂・流砂環境、漂流物環境等)によって決定されるものであり、例えば、所定範囲Lを、標準的な海洋環境において集中腐食が生ずるおそれのある干満帯付近や氷盤アタックをカバーする範囲に設定してもよい(図9(a)参照)。また、所定範囲Lを、例えば、波や河川流の影響による洗堀や流砂・漂砂を考慮する場合に、基礎地盤付近をカバーする範囲に設定してもよい(図9(b)参照)。さらに、大きな曲げモーメントが作用する部位をカバーする範囲や、ハット形鋼矢板14の変位を抑制するのに効果的な範囲に設定してもよい。なお、所定範囲Lを、ハット形鋼矢板14の垂直方向の複数の部位に設定したり(図9(c)参照)、ハット形鋼矢板14の両面に設定してもよい(図9(d)参照)。
(縁部定着材の種々の形態)
縁部定着材22は、連続的に設けてもよいし、非連続的(すなわち、断続的)に設けてもよい。なお、縁部定着材22を非連続的に設ける場合には、良好な定着性を保持するため、連続部の長さを非連続部の長さよりも長くするのが好ましい。
縁部定着材22は、連続的に設けてもよいし、非連続的(すなわち、断続的)に設けてもよい。なお、縁部定着材22を非連続的に設ける場合には、良好な定着性を保持するため、連続部の長さを非連続部の長さよりも長くするのが好ましい。
非連続に設けた縁部定着材22の非連続部、又は非連続部とその近傍におけるハット形鋼矢板14の表面及び/又は背面に、凹凸を設けてもよい。このような凹凸は、連続又は非連続な溶接ビードによって形成してもよい。このような凹凸を設けることにより、防食被膜層であるウレタンエラストマー層18の定着を一層向上させることができる。なお、非連続な縁部定着材22を用いる場合には、非連続部にもウレタンエラストマー層18を設置するのが好ましい。
縁部定着材22として、丸鋼の代わりに、図10に例示されるような他の横断面形状の鋼棒を使用してもよい。すなわち、図10(a)では、矩形横断面の鋼棒がハット形鋼矢板14の表面に一辺が接するように溶接24によって固定されており、図10(b)では、矩形横断面の鋼棒がハット形鋼矢板14の表面に一角部が接するように溶接24によって固定されている。図10(c)では、三角形横断面の鋼棒がハット形鋼矢板14の表面に一辺が接するように溶接24によって固定されており、図10(d)では、三角形横断面の鋼棒がハット形鋼矢板14の表面に一角部が接するように溶接24によって固定されている。図10(e)では、台形横断面の鋼棒がハット形鋼矢板14の表面に長辺が接するように溶接24によって固定されており、図10(f)では、台形横断面の鋼棒がハット形鋼矢板14の表面に短辺が接するように溶接24によって固定されている。他の横断面形状(例えば、楕円横断面形状)の鋼棒を縁部定着材22として用いてもよい。溶接24は、縁部定着材22の内側の隅部にではなく、図示されているように縁部定着材22の外側の隅部に設置するのがよい。これは、溶接24が冷却すると収縮して、縁部定着材22が図10(g)のように変形し、ウレタンエラストマー又はエポキシ樹脂が入り込む隙間ができるからである。なお、図10に示される各例は、図4(b)の形態に関連するものであるが、図7(b)および図8(b)の形態に関しても、図10に示される各例が適用される。
縁部定着材22は、計画設計防食被膜(図4(b)、図7(b)、図8(b)および図10においてA‐A線で図示)の外側に設置するのが望ましい。
ウレタンエラストマー層18およびエポキシ樹脂層20が計画設計範囲を逸脱しないように、層18、20の端面18a、20aに接触するように養生材26が設置される(図11(a)参照)。図11(b)は、養生材26が設置される別の形態を示した図である。通常、養生材26は、有機系経時硬化材料(ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等)を塗装機による吹き付け等の手段で配設した後、適時タイミングで撤去される場合が多いが、特段の支障がなければ残置しておいてもよい。なお、図11では、図4(b)の形態に関連して図示されているが、他の形態(図4(a)、図7(a)、図7(b)、図8(a)、図8(b)に示される形態)に関しても、図11の例が準用される。
養生材26には様々なものがある。層18、20が薄い場合には、ガムテープのような薄いものでもよいが、1、2回の吹き付けで2〜3mmという厚さの層18、20を形成する場合には、有機系経時硬化材料の流れやタレを防止するために、厚めの養生材26が使用される。図11に示される例では、養生材26として、接着剤付きの弾性発泡体(スポンジ等)が用いられている。
上述の実施形態では、縁部定着材22がプライマー層16を介してハット形鋼矢板14に固定されているが、縁部定着材22を、ハット形鋼矢板14に間接的に固定してもよい。すなわち、図12(a)に示される形態では、縁部定着材22は、プライマー層16を介してハット形鋼矢板14に固定された凸部材28に固定されることによって、ハット形鋼矢板14に固定されている。
凸部材28を用いて縁部定着材22をハット形鋼矢板14に固定すると、縁部定着材22がハット形鋼矢板14に接触せずに離間するため、縁部定着材22とハット形鋼矢板14との間の隙間にも層18、20の材料が入り込み、層18、20の端部における定着力が一層向上する。
凸部材28は、縁部定着材22とハット形鋼矢板14との間の隙間を設けるために、非連続的に設けられる。凸部材28は、溶接ビードで代用してもよいし、新たに準備した部材をハット形鋼矢板14に溶接等で固定して凸部材としてもよい。図12(b)には、非連続的に設けた溶接ビードを凸部材28として用いる例が示されている。図12(c)には、凸部材28がない個所では、ハット形鋼矢板14の表面と縁部定着材22の下面との間に隙間が生じ、隙間の間に層18、20の材料が入り込んでいる状態が図示されている。
また、図13に示されるように、ハット形鋼矢板14の表面に連続的又は非連続的に設けた溶接ビードを縁部定着材22として用いてもよい。
(鋼材の他の形態)
鋼材14としてハット形鋼矢板を用いた例について説明してきたが、他の鋼矢板(例えば、U形鋼矢板)を用いる場合においても、上述の実施形態と同様である。また、鋼材として、鋼矢板の代わりに、鋼管杭や鋼管矢板を用いてもよい。
鋼材14としてハット形鋼矢板を用いた例について説明してきたが、他の鋼矢板(例えば、U形鋼矢板)を用いる場合においても、上述の実施形態と同様である。また、鋼材として、鋼矢板の代わりに、鋼管杭や鋼管矢板を用いてもよい。
図14は、本発明の好ましい実施形態に係る防食被膜層を有する鋼材において前記鋼材が鋼管矢板である場合を示している。鋼材として鋼管杭や鋼管矢板を用いる場合においても、ハット形鋼矢板を用いる前記実施形態と実質的に同様である。図14(b)では、エポキシ樹脂層20がウレタンエラストマー層18の左右の端部領域に設けられた状態が示されているが、エポキシ樹脂層20を、左右の端部領域に加えて、ウレタンエラストマー層18の下部の端部領域にも設けてもよいし、さらに加えてウレタンエラストマー層18の上部の端部領域に設けてもよい。図14(c)には、図4(a)に対応する形態が示されているが、鋼管矢板30においても、図7(a)および図8(a)に対応する形態にも適用される。また、縁部定着材を設置する形態も同様に適用される。
(壁体構造物の施工方法)
防食被膜層を有する鋼材14、30によって構成される壁体構造物の施工は、ウレタンエラストマー層18の下端面の位置が干潮面下1m以深又は平均干潮面以深のいずれかとなるように鋼材を下方支持体中に埋設することによって、施工される。
防食被膜層を有する鋼材14、30によって構成される壁体構造物の施工は、ウレタンエラストマー層18の下端面の位置が干潮面下1m以深又は平均干潮面以深のいずれかとなるように鋼材を下方支持体中に埋設することによって、施工される。
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、添付図面に図示された各層16、18、20、20´の厚さ、縁部定着材22の近傍の各層16、18、20、20´の表面形状、縁部定着材22の寸法や形状、配置個所の細部等は、単なる例示的なものにすぎない。縁部定着材22の近傍の各層16、18、20、20´の端面は、養生材26の形状や設置位置によって種々の形状にすることができる。
また、ウレタンエラストマー層18とエポキシ樹脂層20との間に、両者の密着性を高める層を設置してもよいし、ウレタンエラストマー層18の上面(最外面)に、耐候性を高めるためのフッ素樹脂層、良好な色彩性を有するカラーのエポキシ樹脂層などを設置してもよい。
さらに、前記実施形態では、水域構造物の境界に設置される場合に関連して説明されているが、陸域構造物の境界に設置される場合や、他の一般的な鋼製構造物(屋外に設置される土木・建築鋼構造物、配管やタンク等の鋼製プラント施設等)においても、本発明の防護被膜層を有する鋼材を使用することができる。
10 壁体構造物
12 壁体
14 鋼材(ハット形鋼矢板)
16 プライマー層
18 ウレタンエラストマー層
18a 端面
20、20´ エポキシ樹脂層
20a 端面
22 縁部定着材
24 溶接
26 養生材
28 凸部材
30 鋼材(鋼管矢板)
12 壁体
14 鋼材(ハット形鋼矢板)
16 プライマー層
18 ウレタンエラストマー層
18a 端面
20、20´ エポキシ樹脂層
20a 端面
22 縁部定着材
24 溶接
26 養生材
28 凸部材
30 鋼材(鋼管矢板)
Claims (21)
- プライマー層と、前記プライマー層の表面の所定範囲に設置された防食被膜層とを有する鋼材であって、
前記防食被膜層の端部領域において前記プライマー層と前記防食被膜層との間に設置されたエポキシ樹脂層を備えていることを特徴とする防食被膜層を有する鋼材。 - 前記エポキシ樹脂層が前記防食被膜層の前記端部領域の上面と下面を挟持するように設置されていることを特徴とする請求項1に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- プライマー層と、前記プライマー層の表面の所定範囲に設置された防食被膜層とを有する鋼材であって、
前記防食被膜層の端部領域において前記防食被膜層の上面を被覆するように設置されたエポキシ樹脂層を備えていることを特徴とする防食被膜層を有する鋼材。 - 前記防食被膜層の左右端面、下端面、又は上端面のうち少なくとも1つに接触して設置された養生材をさらに備えていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記防食被膜層の所定の縁部に前記防食被膜層又は前記エポキシ樹脂層を前記鋼材に定着させるための縁部定着材をさらに備えていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材が、前記防食被膜層の左右端面から内方に所定距離隔てた個所に垂直方向に連続的又は非連続的にそれぞれ延びるように前記鋼材に固定されていることを特徴とする請求項5に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材が、前記防食被膜層の下端面から上方に所定距離隔てた個所に水平方向に連続的又は非連続的に延びるように前記鋼材に固定されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材が、前記防食被膜層の上端面から下方に所定距離隔てた個所に水平方向に連続的又は非連続的に延びるように前記鋼材に固定されていることを特徴とする請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材が、前記鋼材に連続的に又は非連続的に固定された凸部材に固定されることによって、前記鋼材に間接的に固定されていることを特徴とする請求項5から請求項8までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材の前記鋼材への固定が、溶接又は機械的締結によって行われることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記鋼材及び前記縁部定着材の少なくとも一方は、前記防食被膜層が接触する領域の全部又は一部に、粗化面及び凹凸面の少なくとも一方を有していることを特徴とする請求項5から請求項10までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材が、略円形、略矩形、略三角形、略台形、又は略楕円形のいずれか1つの横断面を有する鋼棒であることを特徴とする請求項5から請求項11までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材が、前記鋼材に連続的に又は非連続的に設けられた溶接ビードであることを特徴とする請求項5から請求項11までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 非連続的に設けられた前記縁部定着材の非連続部、又は非連続部とその近傍における前記鋼材の表面及び/又は背面に、凹凸が設けられていることを特徴とする請求項5から請求項13までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記縁部定着材の非連続部にも、防食被膜層が設けられていることを特徴とする請求項5から請求項14までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記防食被膜層がウレタンエラストマー層であることを特徴とする請求項1から請求項15までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 前記鋼材が、鋼矢板、鋼管杭、又は鋼管矢板のいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項16までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材。
- 請求項1から請求項17までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材によって構成される壁体構造物。
- 前記防食被膜層の下端面の位置が、干潮面下1m以深又は平均干潮面以深のいずれかであることを特徴とする請求項18に記載された壁体構造物。
- 請求項1から請求項17までのいずれか1項に記載された防食被膜層を有する鋼材によって構成される壁体構造物の施工方法であって、
前記防食被膜層の下端面の位置を、干潮面下1m以深又は平均干潮面以深のいずれかとなるように下方支持体中に埋設する工程を含むことを特徴とする防食被膜層を有する鋼材によって構成される壁体構造物の施工方法。 - 前記下方支持体が、基礎地盤又はコンクリートフーチングであることを特徴とする請求項20に記載された防食被膜層を有する鋼材によって構成される壁体構造物の施工方法。
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