JPH0226013B2

JPH0226013B2 -

Info

Publication number: JPH0226013B2
Application number: JP58099490A
Authority: JP
Inventors: Motoo Shiraishi; Minoru Nakamura; Mitsuo Tanaka; Kazuyuki Suzuki
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1983-06-06
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1990-06-07
Also published as: JPS59224719A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、港湾や河川等の水域における護岸
構造物を構築するために水底地盤に打込まれる鋼
矢板の少なくとも干満帯および飛沫帯が予め引張
弾性率が0.8×10³〜15×10³Kg／cm²の合成樹脂材
により被覆されていることを特徴とする重防食被
覆鋼矢板に関するものである。

従来、土木・建設用の鋼矢板は、多数の鋼矢板
を連続的に地中に打ち込み防護柵を形成すること
によつて、河川、海岸、港湾などを護岸する目的
あるいは建設、浚渫現場などで地盤を固定し作業
現場への泥砂の流入、崩れ込みを防止する目的で
使用されて来た。

これらの鋼矢板は、屋外の自然環境の中で、河
川水、廃水、雨水、海水などの水、大気、太陽光
などに曝され、また土砂、泥、瓦礫などに直接強
く接するので、著しく腐食が起こり易く、特に、
流水、波などと、大気と、太陽光とが、交互に作
用する環境場所、例えば、港湾、河口などでは、
上述の腐食が激しく生ずるのであるが、従来、効
果的な腐食防止策が施されていなかつたのであ
る。したがつて、従来の鋼矢板は、例え防食性の
高い鋼材で作られたものであつても、前述の自然
環境のもとでは、その腐食が生じ易く、その耐久
性が比較的短くない、長期間（例えば、約20年以
上）の使用ができないことが多かつた。

一方、港湾や河川水域において用いられる鋼矢
板は、従来裸使用が一般的であつたが、近年、港
湾や河川水域における構造物についても、40〜50
年間にわたる長期の耐久性が要求されており、こ
れらの厳しい腐食環境下において使用される鋼矢
板には、長期の防食機能を保持する防食対策を施
すことが必要となつてきた。

従来、鋼矢板の防食方法としては、タールエポ
キシ塗料を塗布する方法、電気防食を施す方法、
モルタル被覆（例えばFRPカバー方式など）を
施す方法等が知られている。

しかしながら、タールエポキシ塗料を塗布する
方法の場合は、数年以内に再塗布する必要がある
ので煩雑であり、しかも長期の防食性能が期待で
きず、かつ鋼矢板を打設する前にタールエポキシ
塗料を塗布しても、塗膜が柔かいため、ハンドリ
ング中あるいは打込時に、塗膜にスクラツチ傷等
の傷がつき易く、さらに打設後に流木等が衝突し
たときも傷がつき易く、その傷部から鋼矢板が腐
食し易い。また鋼矢板の打設後にタールエポキシ
塗料を塗布する場合は、鋼矢板の水中部に塗布す
ることができず、水上部だけの防食になる。鋼矢
板の水中部まで塗布する場合は排水処理が必要で
あるのでコストが高くなる。

また一方、電気防食を施す方法の場合は、その
電気化学的機構上、最も鋼材腐食の進行が著しい
飛沫帯や干満帯のような水面から空中に突出した
部分においては、防食効果が発揮しにくい。

港湾や河川水域における鋼材の腐食速度は、飛
沫帯（さく望平均満潮面H.W.Lより上部）、干満
帯（さく望平均満潮面H.W.L〜さく望平均干潮
面L.W.L）近傍において最も著しく、次に海水中
（さく望平均干潮面L.W.Lより下部）、海泥中の順
に漸減する。

最近の公的機関における港湾鋼構造物の腐食速
度調査による鋼矢板の平均腐食速度の一例を示す
と、飛沫帯、干満帯およびその近傍での集中腐食
速度は0.5〜1.0／年であり、海水中の深度が大き
くなるにつれて平均腐食速度は漸減する傾向がみ
られ、0.05mm／年以下であつたと報告されてい
る。このように、鋼矢板の平均腐食速度は、飛沫
帯および干満帯とその直下部分（平均海水面の直
下約1.5ｍ近傍）において特に著るしい。

このため、最近、最も腐食速度の著しい飛沫帯
および干満帯に対する防食方法として、鋼矢板を
打設したのち、その鋼矢板における飛沫帯および
干満帯の範囲を鋼矢板形状に合わせたカバー（型
枠）で囲み、そのカバーと鋼矢板との間にモルタ
ルを充填する防食方法等が施されているが、施工
にあたつては、潜水夫等の専門職を必要とし、ま
た波浪や潮位等の海象条件の影響を受けるためコ
ストが高くなる。このように、飛沫帯における従
来の防食法は、機械的強度、長期の耐久性、施工
性および経済性などの点において、効果的な防食
法ではなかつた。

この発明者らは、防食効果が高く、耐久性、機
械的特性および経済性を備えた重防食被覆鋼矢板
について、鋭意研究の結果、衝撃性、可撓性など
の機械的特性がすぐれ、ピンホールのない連続し
た被覆が１〜５mmの任意の厚さで得られやすく、
かつ押し出し被覆法および予め製作したシートに
よる貼付被覆法の適用可能なポリエチレン、ポリ
プロピレン、酢酸ビニル、塩化ビニルなどの熱可
塑性樹脂材を、加熱接着性の接着剤層を介して、
鋼矢板の鋼表面に密着・接合させたり、或いはポ
リウレタンなどの熱硬化性樹脂を塗覆被覆した重
防食被覆鋼矢板が、防食性・耐久性・機械的特性
に優れ、かつ従来の防食方法と比較して経済性を
も備えていることを見い出し、この発明を完成し
た。

鋼矢板は鋼管とは異なり、打設時にかん合する
継手を有しており、重防食被覆は継手部の個所で
不連続にならざるを得ない。この重防食被覆の不
連続性が鋼矢板の重防食方法を鋼管の重防食方法
に比較して、極めて困難なものにしているといつ
ても過言ではない。

すなわち、鋼材に重防食被覆を施した場合、合
成樹脂の熱膨脹係数は鋼材のそれに比較して、１
桁大きいために、重防食被覆鋼材が使用される環
境の気温変化によつて、常に、重防食被覆の層内
には熱膨脹や熱収縮による内部応力が作用し、そ
れが重防食被覆と鋼材との界面接着力を低下させ
る要因となる。しかし、鋼管のように円周上に連
続した重防食被覆が施されているような構造にお
いては、その内部応力が周面全体に作用して総合
として打消し合うような結果になるが、鋼矢板の
ように、重防食被覆が継手部の個所で不連続にな
つている場合には、その重防食被覆の端部に最も
大きな応力が集中し、それが重防食被覆を鋼矢板
の表面から剥離する力として作用する。このよう
な力が作用する結果、重防食被覆を施した鋼矢板
を長期間腐食環境で使用していると、端部の方か
ら接着力が低下し、次第に剥離、腐食へ進行して
いくことはよく知られていることである。

そこで、本発明者らは鋭意研究の結果、鋼矢板
を被覆する合成樹脂被覆材の引張弾性率が0.8×
10³Kg／cm²よりも小さいと、剛性強度に欠けるた
め鋼矢板打設時の土との抵抗に抗しきれず、合成
樹脂被覆材がその端部から剥離する現象を生じ、
また前記引張弾性率が15×10³Kg／cm²を越えると、
重防食被覆が鋼矢板の温度差による矢板本体の伸
縮作用に追従できなくなつて、重防食被覆と鋼矢
板との接着力を低下させ、引張弾性率が0.8×10³
〜15×10³Kg／cm²の合成樹脂材、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、酢酸ビニル、塩化ビニル
などの熱可塑性樹脂やウレタンなどの熱硬化性樹
脂の被覆であれば、温度変化による内部応力が重
防食被覆と鋼材との接着力を阻害せず、かつ打設
時の被覆の損傷も少ないことを見出した。

この発明は、水底地盤に打設される鋼矢板の少
なくとも干満帯および飛沫帯に、予め引張弾性率
0.8×10³〜15×10³Kg／cm²の合成樹脂系被覆材が、
加熱接着性の接着剤を介して熱的に一体に密着し
て接合されている重防食被覆鋼矢板に関する。

以下、この発明について、添付の図面も参考に
して、さらに詳しく説明する。

第１図および第５図は、この発明に係る鋼矢板
が、連続的に順次地中に打ちこまれて、鋼矢板の
連結して並べられている防護柵の施設された状態
の１例を示す斜視図、およびその防護柵の一部横
断面を拡大して示す断面図である。

第２図は、この発明の方法に使用される鋼矢板
の１例を示す斜視図である。

第３図および第４図は、この発明の重防食被覆
鋼矢板の１例をそれぞれ示す断面図である。

この発明に使用される鋼矢板は、一般に、土
木・建設用に使用されており、平面ばかりでな
く、凹面、凸面などの曲面を少なくとも有してい
るものであれば、その形状、およびサイズがどの
ような鋼矢板であつてもよい。

その鋼矢板の代表的なものとしては、第２図に
示すように、大略〓型の横断面構造の本体を有
し、その両側の立ち上がり部（フランジと言われ
ることもある）３に小内径の溝状を形成するよう
に外に向かつて曲げ込まれている継手部４を有し
ている長尺の鋼板構造材である。その鋼矢板２
は、第２図に示すような鋼矢板の両側の立ち上が
り部３の継手部４で連結しながら、個々の鋼矢板
を順次地中に打ち込んで、多数の鋼矢板の連結し
て並べられている防護柵１を第１図に示すように
形成するのである。このような施工では、第５図
に示すように、海水、河川水などに打ち付けられ
る防護柵の少なくとも片面に重防食被覆が施され
ていればよいのである。

なお、鋼矢板の断面形状は、必ずしも第２図の
ようである必要がなく、例えば、ほとんど直線的
なもの、Ｚ型のもの、Ｓ型のものなどであつても
よい。

その大略〓型の横断面構造の本体を有している
鋼矢板は、約５〜30mmの範囲内の厚さ、特に、
7.5〜28mmの範囲内の厚さの鋼板で形成されてお
り、幅が、約200〜800mm、特に300〜600mmであつ
て、両側の立ち上がり部の高さが、約50〜300mm、
特に70〜250mmであつて、さらに、その長さが、
約２〜30ｍ、特に５〜20ｍであるようなものであ
ればよい。

また、前記の熱可塑性樹脂としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンと
の共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体など
のオレフイン系重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエ
ステル、ポリアミドなどを挙げることができ、そ
れらの混合物、あるいはそれらの重合体とその他
の熱可塑性樹脂との混合物を挙げることができ
る。また、熱硬化性樹脂としてはポリウレタン樹
脂がある。

なお、合成樹脂は、公知の可塑剤、酸化防止
剤、難燃化剤、種々の着色剤、充填剤（炭カル、
シリカ、カーボンブラツクなど）などが配合され
ていてもよい。

この発明では、重防食被覆鋼矢板の被覆層は、
例えば、前述の熱可塑性樹脂、特にポリオレフイ
ンを主成分とする樹脂組成物を押出成形（例え
ば、Ｔダイ法による押出成形）して未架橋のプラ
スチツクシートを形成し、そのプラスチツクシー
トを強力な電子線で充分に架橋して架橋プラスチ
ツクシートとなし、さらにその架橋プラスチツク
シートを連続して供給しながらそのシート上に前
述の接着剤組成物をＴダイからシート状に押し出
して、ラミネートすることによつて、接着剤層と
架橋プラスチツク層とからなる積層シートを予め
形成しておいて、鋼矢板の表面にその積層シート
の接着剤層でその積層シートを接合して形成され
たものであつてもよい。また、前述の積層シート
は、架橋プラスチツクシートと、シート状に形成
された接着剤とを、加熱して接合して製造された
ものであつてもよい。

この発明では、重防食被覆鋼矢板の被覆層は、
全体の厚さおよび各層の厚さが、特に限定される
ものではないが、架橋プラスチツクス層の厚さ
が、約0.1〜2.5mm程度、とくに0.2〜2.0mmであつ
て、接着剤層の厚さが、約0.1〜2.5mm、特に0.2〜
2.0mmであり、架橋プラスチツク層と接着剤層と
の厚さの比が、１：２〜２：１であることが好ま
しく、さらに、被覆層全体の厚さが、約0.5〜3.5
mm程度、特に0.7〜3.0mm程度であることが好まし
い。

この発明の重防食被覆鋼矢板の製造法として
は、例えば、まず、鋼矢板を約60〜250℃程度、
さらに80〜200℃の範囲内の温度であつて、その
鋼矢板に被覆しようとする積層シートの接着剤層
の接着温度付近までまたはそれ以上に予め加熱し
ておき、前述の積層シートを、その接着剤層と鋼
矢板の表面と対面させた状態に配置し、その積層
シートを、加熱された鋼矢板の表面に沿つて、外
部からの押圧力によつて押さえつけるか、およ
び／または、被覆シートに外部から熱を加えると
共に外部からの押圧力によつて押さえつけるかし
て、その積層シートを鋼矢板の表面に密着させ、
接合させることによつて、重防食被覆鋼矢板を製
造する方法を挙げることができる。

なお、前述の製造法に使用する鋼矢板は、その
表面が、予めなんらかの処理がなされていて、腐
食に対して抵抗する性能の改善されているもので
あつてもよい。また、鋼矢板は、前述の方法に使
用するに先立つて、シヨツトブラスト、サンドブ
ラスト、酸洗いなどで、その表面のミルスケー
ル、赤錆、汚れなどを除去されているものである
と、積層シートが鋼矢板へ接合する力が増すので
好ましい。また、積層シートを被覆するのに先立
つて、鋼矢板の表面にクロム酸処理、リン酸処
理、および／またはエポキシ樹脂プライマー塗布
などを行なえば、密着性は更に良好になる。

この発明の重防食被覆鋼矢板は、第３図および
第４図に示すように、土木・建設用の鋼矢板２の
少なくとも片面が、加熱接着性の接着剤層７を介
して、架橋プラスチツクシート（層）６で被覆さ
れているので、極めて優れた耐久性および防食性
を有している。

すなわち、この発明の重防食被覆鋼矢板は、そ
の被覆層の最外層の架橋プラスチツクス層が、耐
熱性、耐衝撃性、また自然環境に対する耐候性、
耐久性を有していて、優れた保護被覆を極めて長
期間維持することができるのであり、また、鋼矢
板が地中に打ち込まれる時に地中の石、砂利、砂
礫などに強く接触する場合の衝撃、あるいは、河
川水または海水、さらに漂流物によつて打ちつけ
られたりする衝撃および浸食力に対して充分に抵
抗することができるのであり、さらに、前記架橋
プラスチツクス層と鋼矢板との間に存在する接着
剤層が、鋼矢板の表面に密着していてその保護を
しており、鋼矢板の表面を水、空気、太陽光に直
接、接触させたり、曝させたりしないので、腐食
に対して長期間（例えば、約20年間以上、特に約
30年間以上）、高い水準で抵抗することができる
のである。

従つて、この発明の重防食被覆鋼矢板は、耐久
性、耐食性、および機械的物性において、極めて
優れているのである。

以下、この発明の実施例を示す。

実施例１〜２〔積層シートの製造〕架橋ポリエチレンシート（ゲル分率；50％、引
張弾性率1.9×10³Kg／cm²、耐熱性；200℃以上、
厚さ；0.8mm）に、厚さ約1.2mmとなるように接着
剤を溶融押出して接着剤層をラミネートして、積
層シートを製造した。

接着剤の配合組成エチレン・α・−オレフイン共重合体（MI：3.2
ｇ／10分、密度：0.88ｇ／cm³） 17部エチレン・酢酸ビニル共重合体（融点：95℃、軟
化点：78℃） 20部スチレン・ブタジエン・スチレンブロツク共重合
体（密度：0.94ｇ／cm³） 17部クマロン樹脂（軟化点：．93℃） 17部テルペン・フエノール共重合体（軟化点：100℃）
20部水添ロジンエステル（軟化点：68℃）９部この接着剤の接着温度は、約130℃である。

〔重防食被覆鋼矢板の製造〕第２図に示すようなＵ形鋼矢板（新日本製鐵株
式会社製；FSP−形式）の表面をシヨツトブラ
ストによつて素地調整した後、クロム酸系プライ
マー（実施例１）またはエポキシ樹脂系プライマ
ー（実施例２）の下塗り塗装剤を塗布してから、
それらの鋼矢板を、ガスバーナーの火炎で、直接
加熱して、130℃にまで加熱しておいた。

次いで、それらの加熱された鋼矢板の表面に対
面するように、ロール巻された積層シートのロー
ルから積層シートを引出しながら供給し、積層シ
ートを配置し、その積層シートの外部からガスバ
ーナーの火炎をあてて加熱し、積層シートをやや
より軟化させながら、その積層シートの外から幅
100mmのクラウン付きの押しつけロールで、鋼矢
板の中央部からその両側に向かつて順次押しつけ
て、積層シートを鋼矢板の表面に密着させて、つ
いで、冷却して接合して、架橋プラスチツク層と
接着剤層と、さらに下塗り塗装剤層（実施例１：
厚さ約1μのクロム酸系プライマー層、実施例
２：厚さ約30μのエポキシ樹脂系プライマー層）
を有する第３図に示すような重防食被覆鋼矢板を
それぞれ製造した。

〔その重防食被覆鋼矢板の性能試験〕 (1) 剥離強度前述の製造方法で製造されたそれぞれの重防
食被覆鋼矢板について、積層シート層が鋼矢板
の表面に接合されている接着面の剥離強度（20
℃）を、ASTM D1000（ピール強度の測定法）
に従つて測定したところ、20.5Kg／inch（実施
例１）および22.0Kg／inch（実施例２）であつ
た。

(2) 冷熱サイクル試験前述の製造方法で製造された引張弾性率1.9
×10³Kg／cm²のポリエチレン材による重防食被
覆鋼矢板片50cmを−40℃×1hr〜＋60℃×1hrの
冷熱サイクルで100日間試験を行なつた結果、
被覆端部からの被覆材剥離は全くなかつた。

(3) 施工時の性能試験前述の製造方法で製造されたそれぞれの重防
食被覆鋼矢板を実際の護岸建設現場（支持地盤
Ｎ値：約50を有する）にバイブロハンマーで振
動を与えつつ打設した後にその重防食被覆鋼矢
板を引き抜いて、そのような打設施工後の防食
被覆鋼矢板の被覆層の剥離、損傷などが生ずる
かどうかそれぞれ観察したところ、その実工事
現場におけるハンドリングおよび打設時に重防
食被覆鋼矢板の被覆層の剥離、損傷（例えば、
スクラツチ傷、打ち傷など）などの欠陥がいず
れの実施例の重防食被覆鋼矢板についてもまつ
たく発生なかつた。

(4) 曲げ試験および捻り試験前述の製造方法で製造されたそれぞれの重防
食被覆鋼矢板について、その鋼矢板の弾性限界
内の限界まで曲げ試験および捻り試験を行い、
それらの重防食被覆鋼矢板の被覆層にクラツク
等が発生するかどうか、あるいはその被覆層の
接着力に低下をきたすかどうかそれぞれ観察し
たところ、実使用条件下であるそれらの鋼矢板
の弾性限界内の限界内においては、いずれの実
施例の重防食被覆鋼矢板についても曲げ、捻り
に対してまつたく異常が認められなかつた。

(5) 落重衝撃試験（耐衝撃性試験）前述の製造方法で製造されたそれぞれの重防
食被覆鋼矢板について、その被覆層上に、
ASTM G14に従つて、半径5/16インチの半球
を先端に有する５Kg−Ｗの撃芯を高さ0.2ｍか
ら落下させて、その衝撃を受けた被覆層のダメ
ージの状況をそれぞれ観察したところ、それら
の被覆層にまつたく異常が現れず、いずれの実
施例の重防食被覆鋼矢板についてもそれらの被
覆層の耐衝撃性としてはそれぞれ100Kg・cm以
上であつた。

(6) 防食耐久性前述の製造方法で製造されたそれぞれの重防
食被覆鋼矢板を室温で濃度３％の食塩水中に長
期間浸漬してそれらの重防食被覆鋼矢板の被覆
層の剥離状況および鋼面での錆の発生状況をそ
れぞれ観察したところ、いずれの実施例の重防
食被覆鋼矢板についてもその３％食塩水室内促
進試験を8000時間行つても、それらの被覆層の
剥離が生じたり、鋼矢板の表面に錆が発生した
りしなかつた。

比較例１実施例１で使用したと同様のＵ形鋼矢板（新日
本製鐵株式会社製；FSP−形式）の表面をシヨ
ツトブラストによつて素地調整した後、下塗り塗
装剤をまつたく塗布せずに、直接、その鋼矢板の
表面にタールエポキシ−ポリアミン系塗料を塗布
して、防食被覆層（約800μの厚さ）を有する鋼
矢板を製造した。その鋼矢板について実施例１と
同様の性能試験を行つた。

比較例２実施例１で使用したと同様のＵ形鋼矢板（新日
本製鐵株式会社製；FSP−形式）の表面をシヨ
ツトブラストによつて素地調整した後、エチルシ
リケートタイプ無機ジンクリツチプライマー塗り
塗装剤を約75μの厚さに塗布してから、その鋼矢
板の表面にエポキシ−ポリアミン系塗料を塗布し
て、防食被覆層（約250μの厚さ）を有する鋼矢
板を製造した。その鋼矢板について実施例１と同
様の性能試験を行つた。

比較例１および２の防食被覆層を有する鋼矢板
は、実施例１と同様の性能試験の「施工時の性能
試験」において、その実工事現場におけるハンド
リングおよび打設時に防食被覆鋼矢板の被覆層の
剥離、損傷（例えば、スクラツチ傷、打ち傷な
ど）などの欠陥がいずれも発生し、「落重衝撃試
験（耐衝撃性試験）」において、それぞれの鋼材
の表面に達する打ち傷が発生し、「防食耐久性」
において、いずれも2000時間で既に被覆層の一部
剥離が見られそれらの剥離部から鋼材の表面の腐
食が進行して大きな錆が観察された。

以上の実施例および比較例から明らかなよう
に、本発明の重防食被覆鋼矢板は、実際の施工で
のハンドリング、打設等において、その被覆層の
損傷、および剥離を生じないと共に、強靭な被覆
層が腐食に対するバリヤーとして作用するため、
長時間の耐蝕性が維持できる。したがつて、その
ような鋼矢板から形成された構造物（防護柵な
ど）そのものの耐用年数が大幅に延びることによ
り、防食補修などのメンテナンスコストが低減
し、しかも工場一貫製作製品として、予め重防食
被覆が施されているため、高い水準の品質管理が
確保できると共に、腐食環境での建設工事期間を
著しく短縮でき、トータルコストダウンがはかれ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第５図は、鋼矢板が地中に打ち込
まれて形成された防護柵の１例を示す斜視図、お
よびその防護柵の一部横断面を拡大して示す断面
図である。第２図は、この発明に使用する鋼矢板
の１例を示す斜視図である。第３図及び第４図
は、この発明の防食被覆鋼矢板の１例を示す断面
図である。１：防護柵、２：鋼矢板、３：立ち上がり部、
４：継手部、５：被覆層、６：引張弾性率0.8×
10³〜15×10³Kg／cm²の合成樹脂材層、７：接着剤
層。

Claims

【特許請求の範囲】

１水底地盤に打込まれる鋼矢板の少なくとも干
満帯および飛沫帯が予め引張弾性率が0.8×10³〜
15×10³Kg／cm²の合成樹脂材により被覆されてい
ることを特徴とする重防食被覆鋼矢板。