JPH09125437A - 鋼材の防食被覆構造および防食施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼材の電気化学的腐食を防止するとともに、
耐食性金属板の、防食施工現場での連結を容易にする。 【解決手段】鋼管杭１の表面を、モルタル層13およびチ
タン板７にて順次に被覆するものであり、鋼管杭１に設
けた枠型固定座２にチタン板７の下端を、電気絶縁性の
パッキン９を介して着座させ、チタン板７と鋼管杭１と
の間を、枠型固定座内に配設した絶縁性シール材６で液
密に封止し、チタン板７の側辺部分を、一方の側辺部分
の内面に固着したナットと、他方の側辺部分７ｂにその
外側から挿通させたボルト11との螺合によって相互連結
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水中または水上
に構築される鋼構造物の鋼材の防食被覆構造および防食
施工方法、なかでもとくに、桟橋、岸壁その他の構造物
を構成する鋼管,鋼矢板等の鋼材を、いわゆる干満帯お
よび飛沫帯において防食するための被覆構造および防食
施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水中、たとえば海中に構築される構造物
は、海水による腐食が激しく、耐用年数が短いことか
ら、それの、海水と常時接触している部分に対しては、
電気化学的な電流防食法や外部電源防食法などが適用さ
れており、それぞれ耐食性の向上に有効に寄与してい
る。しかしながら、鋼構造物の防食に当たって、海水と
空気とが交互に接触するために腐食を受け易い、いわゆ
る干満帯および飛沫帯に対しては、上述したような電気
化学的な方法等が適用できないことから、従来から、他
の防食方法および防食構造が種々提案されている。

【０００３】その一つとして、鋼管の外周に、コンクリ
ートをその全周にわたって直接に密着させた防食構造が
あるが、この構造では、コンクリートが耐衝撃性に乏し
いが故に、そこに船舶等が衝接することによってコンク
リートにクラックが入り、そのクラックからコンクリー
ト内に浸入した水が鋼管に早期の腐食を発生させるとい
う問題があった。そこで、実開昭５２−９４００４号公
報には、鋼管杭を取り囲む防食カバー内へモルタルを充
填してなる防食構造が、また、実開昭５２−３４５０４
号公報には、鋼管杭を取り囲む紡績繊維製布からなる型
枠の下部を固定バンドで鋼管杭に締付け固定するととも
に、鋼管杭に固定した鉄筋によって確保される、鋼管杭
と型枠との間の空間部にモルタル等を充填してなる防食
装置が、そして、特開昭５５−１４５１５号公報には、
鋼管杭を、防錆剤を塗布したシートで巻き、その防錆剤
塗布シートを、両端にボルトナット接合用鍔部を設けた
樹脂シートで締付けてなる防食被覆体が、それぞれ開示
されている。しかるに、これらの従来技術にあっては、
外部に露出する防食カバー等が、樹脂製、布製等である
ため、それ自身の耐候性が低いという問題があり、ま
た、船舶、流木その他の衝突によってその防食カバー等
自体に割れ、破れなどが発生し易いという問題があっ
た。

【０００４】また、実開昭５２−５０５０７号公報に
は、円筒部材の少なくとも内面に、合成樹脂製の離型シ
ートをらせん状に貼り付けてなる鋼管杭の防食カバーが
記載されているが、合成樹脂製シートは強度が低いこと
から、この防食カバーもまた有効な耐食手段とはなり得
ない。

【０００５】さらに、特開昭５１−６３０８号公報に
は、鋼管杭を取り囲むＦＲＰ製の筒状体の上部を鋼管杭
に吊りかけ、それの下部には、鋼管杭と筒状体とで圧扁
変形された環状弾性体を設け、そして、それらの鋼管杭
と筒状体との間にモルタルを注入した防食構造体が、そ
して、特開昭５１−１０２３０２号公報には、上部を鋼
管杭に吊りかけられるＦＲＰ製の筒状体に、それと鋼管
杭との間隔を維持するスペーサを設けるとともに、その
筒状体の下部に円錐状の環状封止体を設けて鋼管杭との
間隙を封止し、そして、筒状体と鋼管杭との間にモルタ
ルを注入した防食構造体が、それぞれ記載されている。
しかしながら、これらのいずれにおいても、防食構造体
の構造が複雑になり、下部の封止が十分でないという不
都合があり、しかも、後者にあっては、モルタル中に、
それとは熱膨張率の異なるスペーサが埋めこまれること
になって、モルタルにクラック等が発生し易いことか
ら、モルタル中への海水の浸入を十分に防止することが
できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
水と直接接触する防食カバー等を、紡績繊維製布樹脂シ
ート等によって構成した従来技術にあっては、防食カバ
ー等の耐候性が低いことに加え、それに割れ、破れなど
が生じ易いことから、防食性能を長期間にわたって維持
することが不可能であり、また、防食カバーを、ＦＲＰ
製の筒状体により構成した従来技術では、構造が複雑で
あることに加えて、注入モルタルに対するシール性が十
分ではないという不都合があり、さらには、防食カバー
の剛性が低く、モルタルの充填密度を十分に高めること
ができないが故に、モルタル中への、海水の徐々なる浸
透を防止することができなかった。

【０００７】そこで、出願人は先に、従来技術の有する
このような問題点を解決すべく、耐食性にすぐれ、衝突
や摩耗に対しても強いチタン板を外皮層として用い、こ
のチタン板と鋼構造物表面との間に、初期 pＨが１０以
上のアルカリ性セメントモルタルを充填してなる、被覆
防食体の下部の液密性が高く、防食性能に優れた被覆防
食体を、登録新案第３００３１３７号として提案した。

【０００８】また出願人は、特願平７−５５７９８号と
して、上記考案の技術内容をさらに発展させて、鋼管杭
等と、耐食性金属板としてのチタン板等との間の液密性
を一層高めて、その間の水の浸入をより確実に防止する
防食被覆構造を提案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、チタン板等
の耐食性金属板によって、鋼管杭、鋼矢板等の鋼材を覆
う場合、たとえば、既設の鋼管杭をチタン板によって円
筒状に囲繞して、そのチタン板の両側辺部分を相互連結
する場合において、鋼管杭と被覆チタン板とが接触する
と、そこに電気化学的反応が生じて被覆チタン板の内側
で鋼管杭が腐食するおそれが高いという問題があり、ま
た、海岸等の水辺に存在する既設の鋼管杭、鋼矢板等の
鋼材に対して行われることの多い防食施工に当たり、そ
の施工現場での、たとえばチタン板の接合は、それの大
気中での溶接加工が不可能であるため甚だ困難であっ
た。

【００１０】この発明は、このような問題点を解決する
ことを課題として検討した結果なされたものであり、こ
の発明の目的は、鋼材と、それを覆う耐食性金属板との
間を十分に電気絶縁し、併せて、耐食性金属板としてチ
タン板等を用いる場合であっても、それの、防食施工現
場での接合を容易とした、鋼材の防食被覆構造および防
食施工方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の、鋼材の防食
被覆構造は、水中または水上に構築される鋼構造物の鋼
材表面を、モルタル層および耐食性金属板層にて順次に
被覆してなるものであり、鋼材に設けた、多くは金属製
の枠型固定座に、耐食性金属板の下端を、電気絶縁製の
パッキンを介して絶縁下で着座させるとともに、その耐
食性金属板と鋼材との間を、枠型固定座内で、少なくと
もそれらの間に配設した絶縁性シール材により、これも
また絶縁下で液密に封止し、さらに、耐食性金属板の側
辺部分を、一方の側辺部分の内面に予め固着したナット
と、他方の側辺部分にその外側から挿通させたボルトと
の螺合によって相互連結したものである。

【００１２】ここで、前記絶縁性シール材は、枠型固定
座内で重合硬化させた水中硬化型エポキシ樹脂により、
または、その枠型固定座内で固化させたモルタルにより
構成することが、鋼材と耐食性金属材との間の、電気絶
縁性および液密性を両立させる上で好ましい。また好ま
しくは、電気絶縁性のパッキンを、軟質プラスチック、
ゴムもしくは独立気泡スポンジゴムに、耐食性金属板の
嵌め込み溝を設けたものにて構成し、より好ましくは、
かかるパッキンを、耐食性金属板の上下両端に装着す
る。

【００１３】そして、この発明の防食施工方法は、鋼管
杭の周りに枠型固定座を溶接、ボルト止めなどによって
環状に取付けた後、その枠型固定座内に、水中硬化型エ
ポキシ樹脂もしくはモルタルスラリーを注入する一方、
下端、好ましくは上端にも電気絶縁性のパッキンを装着
した耐食性金属板を、鋼管杭の周りで、電気絶縁性のス
ペーサを介して円筒状に形成して、それの一方の側辺部
分の内側に予め固着したナットに対し、他方の側辺部分
に貫通させたボルトを締め込んで両側辺部分を相互連結
し、次いで、その耐食性金属板を押し下げて、それを、
前記パッキンを介して型枠型固定座に着座させた状態
で、水中硬化型エポキシ樹脂の重合硬化もしくは、モル
タルスラリーの固化をもたらし、しかる後、鋼管杭と耐
食性金属板との間に、モルタルスラリーを、その間に存
在する水と置換させつつ充填して固化させるものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。図１、２はそれぞれ、鋼材の
一例としての鋼管杭に対する防食被覆構造を例示する要
部断面斜視図および縦断面図である。このような被覆構
造をもたらすに当たっては、たとえば、鋼管杭１の所要
の高さ位置で、その周りに枠型固定座２をボルト・ナッ
ト３によって締付け固定するとともに、その枠型固定座
２の上方の所要の防食被覆領域に、モルタル、プラスチ
ックなどの電気絶縁材料からなる複数個のスペーサ４
を、上下方向および周方向のそれぞれに所要の間隔をお
いて配置する。

【００１５】ここで、この例の枠型固定座２は、図３に
部分縦断面図で示すように、鋼管杭１の外周面に密に緊
締される小径部２ａと、小径部２ａから半径方向外方へ
水平に突出して耐食性金属板を受ける座部分２ｂと、こ
の座部分２ｂから立ち上がる大径部分２ｃとを具えてな
る。またここで、スペーサ４の配置は、複数のスペーサ
４を間隔をおいて取付けた支持線５の、上下の端部分の
フック状部分を、鋼管杭１の外周面のそれぞれに所要の
間隔をおいて溶接することにより、複数個のスペーサー
を等間隔に同時に取り付けることができ、防食施行現場
での作業工数を大きく低減することができる。

【００１６】ここにおいて、枠型固定座２の内側、いい
かえれば、鋼管杭１と大径部分２ｃとの間には、絶縁性
シール材６を構成する水中硬化型エポキシ樹脂もしくは
モルタルスラリーを、例えば大径部分２ｃの上縁位置ま
で注入する。この一方で、耐食性金属板の一例としての
チタン板７を、それの上下のそれぞれの端部に電気絶縁
性のパッキン８、９を嵌め合わせた状態で、鋼管杭１の
周りに、スペーサ４を介して円筒状に形成し、そして、
そのチタン板７の両側辺部分の相互のオーバラップ姿勢
で、一方の側辺部分の内面に、図４に示すように、工場
内での溶接その他によって予め固着させたナット10に対
し、他方の側辺部分に設けたボルト孔にその外側から挿
通させたボルト11を螺合させて、座金12を介して締め込
むことにより、それらの両側部分を、好ましくは液密に
相互連結する。なお、チタン板７のそれぞれの側辺部分
7a, 7bのこのような緊締連結は、ナット10の予めの固着
状態の下にて、容易かつ効率良く行うことができるの
で、防食施工現場での作業工数および設備コストをとも
に大きく低減させることができる。

【００１７】チタン板７のこのような円筒連結の後は、
そのチタン板７を押し下げて、それの下端を、パッキン
９を介して枠型固定座２の座部分2bに着座させる。この
着座状態によれば、図３に示すところから明らかなよう
に、チタン板７と、多くは金属製の枠型固定座２および
鋼管杭１との電気的導通が、そのパッキン９によって有
効に阻止される。そして、かかる状態の下で、枠型固定
座内のエポキシ樹脂を重合硬化させ、または、モルタル
スラリーを固化させることにより、チタン板７の下端部
と鋼管杭１の周面との間の導通が十分に阻止され、併せ
て、それらの両者間に高い液密性が確保される。なおこ
こで、チタン板７の他の部分と鋼管杭周面との間の電気
絶縁はスペーサ４によって十分に担保される。

【００１８】このようなエポキシ樹脂の硬化もしくはモ
ルタルスラリーの固化によって絶縁性シール材６が形成
された後は、その絶縁性シール材６と、鋼管杭１と、チ
タン板７とで区画される間隙内へ、その上方からモルタ
ルスラリーを注入し、それを、その間隙内に存在する水
と完全に置換させるとともに、間隙に充満させて固化さ
せることによって防食モルタル層13を形成する。なお、
ポリマー入りモルタルを使用しても良い。また、図２中
14は、後付けとすることもできる上部パッキン８を含む
上方部分にコンクリートを打ち込んで構成した上部構造
物を示す。

【００１９】以上、この発明の一の実施形態を図に示す
ところに基づいて説明したが、鋼材として、鋼矢板, 鋼
管矢板, 矢板セル等を利用することができ、また、耐食
性金属板として、鋼板の他、ステンレス鋼板等を適用す
ることができる。

【００２０】

【実施例】海岸に設置された直径1400mmの鋼管杭１に、
鋼製の枠型固定座２をボルトナット３によって取付け、
その枠型固定座内にそれの上端に達するまで水中硬化型
エポキシ樹脂を注入した。一方、厚さが0.5 mmのチタン
板７を、その下端に、断面図形状がＵ字状をなす溝を有
する電気絶縁性のゴムパッキン９を装着した状態で円筒
状に形成し、相互にオーバラップする両側辺部分を、一
方の側辺部分の内面に予め固着したチタン製ナットと、
他方の側辺部分に挿通させたチタン製ボルトとで相互連
結して枠型固定座２に着座させた。エポキシ樹脂の硬化
後、それよりなる絶縁性シール材６と、鋼管杭１と、チ
タン板７とで仕切られる約５０mm幅の間隙内へ、モルタ
ルスラリーを、海水と置換させつつ一杯に充填して固化
させた。なおここで、鋼管杭１とチタン板７との間隙
は、モルタル製、プラスチック製のスペーサ４により確
保した。

【００２１】以上のようにして防食被覆構造を構成した
後、６か月毎に鋼管杭１とチタン板７との間の電気絶縁
状態を検査したところ、絶縁洩れは全く生じなかった。
また、２年を経過した時点で、防食被覆構造を解体して
鋼管杭１の腐食状態を調査したところ、計測可能な腐食
の発生は認められなかった。そして、これらのことは、
上述したところに代えて、電気絶縁性のパッキン９を、
Ｕ字状の溝を有する独立気泡型スポンジゴムパッキンと
し、絶縁性シール材６を、枠型固定座内で固化させたモ
ルタルにより形成し、スペーサ４を（モルタル製, プラ
スチック製）とした場合にもまた全く同様であった。

【００２２】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、耐食性金
属板を最外層とすることにより、耐候性、被覆力等につ
いて何の問題をも生じないことはもちろん、極めて強靱
で、しかも、衝撃, 変形, 剥離に対して高い抵抗力を有
し、変質劣化の生じることのない、耐久性にすぐれた耐
食被覆構造をもたらすことができる。またここでは、耐
食性金属板例えばチタン板を、電気絶縁性のパッキン、
これも例えば、ゴム, 軟質プラスチック, 気密性の高い
独立気泡型スポンジゴム等からなるパッキンを介して、
多くは金属材料からなる枠型固定座に着座させることに
よって高い絶縁性がもたらされるので、チタン板に対し
て電気化学的に電位が卑となる鋼材が、そのチタン板に
対してアノードとなることがなく、従って、その鋼材
に、溶解, 腐食等を生じることがない。すなわち、異種
金属が接触することに起因する腐食の問題が十分に解決
される。しかもここでは、枠型固定座内で硬化もしくは
固化させた絶縁性シール材によって、耐食性金属板の下
端部と鋼材との間を直接的に電気絶縁することで、鋼材
への腐食等の発生を一層有効に防止することができ、併
せて、それらの両者への絶縁シール材の密着に基づき、
それらの間への海水等の浸入のおそれをより効果的に取
り除くことができる。そしてさらに、耐食性金属材の一
方の側辺部分の内面に、工場施工の電気溶接その他によ
って、ナットを予め強固に固着させることにより、防食
施工現場における、耐食性金属板のそれぞれの側辺部分
の相互連結を、ボルトの締め込みによって容易かつ簡単
に、そして効率的に行うことができるので、防食施工工
数を低減して、設備コストをもまた大きく低減させるこ
とができる。加えて、鋼板と耐食性金属板との間の間隙
に、水と十分に置換させて形成したモルタル層は、スペ
ーサとともに、すぐれた電気絶縁機能を発揮して、鋼板
を腐食から有効に保護するとともに、防食被覆構造をす
こぶる強固なものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施形態を示す要部断面斜視図
である。

【図２】この発明の一の実施形態を示す要部縦断面図で
ある。

【図３】枠型固定座およびそこへの耐食性金属板の着座
状態を示す部分縦断面図である。

【図４】耐食性金属板のそれぞれの側辺部分の連結状態
を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 鋼管杭 ２ 枠型固定座 ２ａ 小径部 ２ｂ 座部分 ２ｃ 大径部 ３ ボルト・ナット ４ スペーサ ５ 支持線 ６ 絶縁性シール材 ７ チタン板 ７ａ，７ｂ 側辺部分 ８，９ パッキン １０ ナット １１ ボルト １３ モルタル層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中または水上に構築される鋼構造物の
   鋼材表面を、モルタル層および耐食性金属板層にて順次
   に被覆してなる防食被覆構造であって、 鋼材に設けた枠型固定座に耐食性金属板の下端を、電気
   絶縁性のパッキンを介して着座させるとともに、その耐
   食性金属板と鋼材との間を、枠型固定座内に配設した絶
   縁性シール材で液密に封止し、耐食性金属板の側辺部分
   を、一方の側辺部分の内面に固着したナットと、他方の
   側辺部分にその外側から挿通させたボルトとの螺合によ
   って相互連結したことを特徴とする鋼材の防食被覆構
   造。
2. 【請求項２】 前記絶縁性シール材を、枠型固定座内で
   重合硬化させた水中硬化型エポキシ樹脂にて形成してな
   る請求項１記載の鋼材の防食被覆構造。
3. 【請求項３】 前記絶縁性シール材を、枠型固定座内で
   固化させたモルタルにて形成してなる請求項１記載の鋼
   材の防食被覆構造。
4. 【請求項４】 耐食性金属板の下端に、軟質プラスチッ
   ク、ゴムもしくは独立気泡スポンジゴムからなり、耐食
   性金属板の嵌め込み溝を有する電気絶縁性のパッキンを
   装着してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼材
   の防食被覆構造。
5. 【請求項５】 鋼管杭の周りに枠型固定座を環状に取付
   け、その枠型固定座内に、水中硬化型エポキシ樹脂もし
   くはモルタルスラリーを注入するとともに、下端に電気
   絶縁性のパッキンを装着した耐食性金属板を、鋼管杭の
   周りで、電気絶縁性のスペーサを介して円筒状に形成し
   て、それの一方の側辺部分の内面に予め固着したナット
   に対し、他方の側辺部分に貫通させたボルトを締め込ん
   で両側辺部分を相互連結し、次いで、耐食性金属板を押
   し下げて、それを、前記パッキンを介して枠型固定座に
   着座させた状態で、水中硬化型エポキシ樹脂の重合硬化
   もしくは、モルタルスラリーの固化をもたらし、しかる
   後、鋼管杭と耐食性金属板との間に、モルタルスラリー
   を、そこに存在する水と置換させつつ充填して固化させ
   ることを特徴とする鋼材の防食施工方法。