JPH0431031B2

JPH0431031B2 -

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Publication number: JPH0431031B2
Application number: JP63112295A
Authority: JP
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1992-05-25
Also published as: EP0292428B1; EP0292428A3; HK71092A; ES2030206T3; DE3868535D1; EP0292428A2; CA1325789C; AU1560288A; AU608837B2; GR3003900T3; JPS6452090A; SA92130118B1; DE3868535A1; SG74592G

Description

【発明の詳細な説明】関連出願との相互参照 1987年５月８日出願の米国特許出願通し番号
47809の継続部分である。

発明の背景橋床および駐車用ガレージのようなスチール強
化コンクリート構造体は一般的にはよく機能して
いる。しかし、道路用塩類の使用の劇的な増加
は、海岸建造物の増加と組合わさつて広範囲の劣
化問題をもたらしている。

コンクリート中のスチールの陰極防蝕を提供す
る試みの一つの種類はスロツト型で上塗り層なし
（slotted non−overlay）であつた。スロツト型
で上塗層のないアノードはコンクリート構造体の
死荷重と高さを増さない一つの試みを提供するよ
う開発された。スロツトは、アノード表面として
の役割をする炭素と有機樹脂との「導電性グラウ
ト」混合物で以て充満することができる。この導
電性グラウトは限られた導電性をもつので、電流
は白金鍍金金属線と炭素ストランド導体との一つ
の系によつてアノードへ分配される。

初期のスロツト型無上塗層の系はポリマー変性
モルタルのキヤツプをもつてポルトランドセメン
トモルタル中に埋めこまれた白金鍍金ワイヤを使
用した。その埋戻しは陽極反応によつてワイヤ表
面において生成されるガスと酸による攻撃のため
に失敗した。

米国特許No.4255241において論じられていると
おり、スロツトがコンクリート表面へ切込まれる
系が示されており、そのスロツトはスチール製強
化用の棒をどれも露出させないよう注意を払つて
切りこまれる。スロツトの底はプラスチツクテー
プによつて蔽うことができる。次に、ワイヤーア
ノード、例えば白金鍍金ニオブをスロツト中に置
き、ワイヤーは炭素質の導電性埋戻しによつてか
こまれる。埋戻しに有用な物質はグラフアイトを
含むことができる。実際においては、この系は人
手がかかることがわかり、さらに、その設置物は
コンクリートの表面亀裂あるいは他の表面不連続
状態によつて示されるとおり、早期破損を示し
た。

エキスパンデツト・チタン金網によつて代表さ
れるとおりのバルブ金属電極は最近、スチール強
化コンクリートの広いひろがりにわたる応用に対
して広く受け入れられてきた。PCT広告出願
（Published Application）No.86／06759において
詳述されるとおり、その種の電極は容易に広い表
面を蔽うことができる。それらは平らな橋床のよ
うな広い表面の上でころがして巻戻すときに最も
有利である。その種の広い範囲の被覆はこのタイ
プの陰極防蝕系の受け入れに連がつてきた。とり
つけ時には、この系は全体を蔽う上塗層が設けら
れる。そのような系は従つて広い被覆上塗層を必
要とするだけでなく、障害物の周りで作業するの
にいくらかの調整が必要であるかもしれない。

スロツト型無上塗層の系はそれゆえ、広い範囲
の商業的受け入れが得られず、スチール強化コン
クリート構造体へ陰極防蝕を提供するための解決
法としての期待にはとどいていない。エキスパン
テツド金網系は不規則表面の周りで容易に設計さ
れる相容性電極によつて補足されることができ
る。けれども、上塗層なしが望まれあるいは必要
とされる適当な系、あるいはそれが現存するコン
クリート構造体の保護において有用であるかもし
れない適当な系を提供する必要性が継続的に存在
している。

発明の要約コンクリートの陰極防蝕用で、そしてスロツト
系あるいは非スロツト系として特に有用であるア
ノード系がここに考案されたのであつて、その系
は強化用スチールに対して改善された電流分布を
与えるものである。この系はこのように多方面に
使用でき、特別な人力のかかる操作を必要としな
い点で極端に単純化されたものであり、そして、
特別の馴れない物質を現場調合することを必要と
せず、あるいは作業地点において手もとにもつ必
要性がないという点において経済的である。この
系は各種の表面、例えば、頭上表面、およびその
種の表面上の多数の障害物の周りで使うのに容易
に適合し、同時に、必要な場合には、上塗層のビ
ードのみが必要である。この系は一部は現場以外
の地点で調製されてよいが、コンクリート表面上
直接のような作業現場でのとりつけの場合にもま
た有用である。

広く考えると、本発明はスチール強化コンクリ
ート用の陰極防蝕へ向けられており、その系は、
リボン幅が厚さより大きく、リボン長が幅より大
きく、一方では電気化学的活性表面被膜をもつ、
薄くて細長い耐蝕性バルブ金属リボンアノードで
あつて、コンクリート表面の上あるいは内部にお
いてただし上記コンクリート中のスチール強化部
材から離されて設置される金属リボンアノード；
このリボンアノードをイオン導電性の結合質物質
の内部でコンクリート表面において埋没させる十
分な量のイオン導電性の結合質物質のビードであ
つて、50000オーム・cmより小さい容積抵抗をも
つビード；および、上記リボンアノードへ電気的
に接続されかつ上記リボンアノードより単位長あ
たりで大きい質量のものである耐蝕性バルブ金属
電流分配器部材；から成る。

もう一つの側面においては、本発明は既存の金
属強化コンクリート構造体を陰極防蝕する方法へ
向けられている。その他の側面においては、本発
明は、前述のとおりの系で以て陰極的に防蝕され
るスチール強化コンクリートの複合体、並びに、
表面で施用されるスロツト系または非スロツト系
をもつその種のコンクリート表面、へ向けられて
いる。

好ましい実施態様の記述一般的には、本発明は、強化コンクリート構造
体が陰極防蝕を必要としかつ系を適用するため
の、水平、垂直、傾斜、あるいは頭上の面を提示
する応用のどれにおいても利用性を見出す。本発
明は、ある表面上で直接的か、あるいはスロツト
を構造体の表面中に切込むことができる場合の応
用にとつて利用性を見出す。本発明は、結合性上
塗層による既存構造物の完全被覆が望ましくない
かあるいは不可能である場合の垂直または頭上の
表面において特別の有用性を見出すものである。
従つて、本発明の防蝕系は橋床、駐車用ガレージ
の床、橋の副次構造物およびビル構造部材のよう
なスチール強化コンクリート構造体において用途
を見出すことが期待される。

図１を参照すると、一般的には３１において示
され、下側で陰極防蝕を受けている強化コンクリ
ート構造物が一部示されている。防蝕のために
は、リボンのコイルのような図示されていない源
から供給される孔のないアノードリボン３２が、
それの片面がコンクリート構造体３１の面へ施用
されるように、コンクリート構造体３１の下側３
３へ適用される。アノードリボン３２を下側３３
へ施用する間は、リボン３２はプラスチツク質ま
たは他の非導電性の締結材でスチール強化コンク
リート構造体３１中へはじめに締結され、それら
の締結材はくりぬいた穴の中へ挿入されてもよく
あるいは構造体表面へ接着されてもよい。構造体
３１の下側３１へリボン３２を施用したのち、噴
霧機３４によつてイオン導電性の結合性物質のビ
ード３５が施用される。このビード３５は下側３
３において露出されたままのアノードリボン３２
の面を蔽う。結合性物質のこの施用により、噴霧
機３４はアノードリボン３２を埋没させる十分な
ビードを送達できるが、しかし、下側３３の表面
全体を蔽う必要はない。いくつかのアノードリボ
ン３２が施用されかつこのようにして埋没され、
そして、より具体的にさらに後述するとおりに、
相互に平行に通常は間隔をとつて配置されたのち
に、その種のアノードリボン３２は次に図示され
ていない電流供給器へ接続され、電流供給器は次
に印加電流源へ接続される。

図２を参照すると、駐車ガレージの床の縁のよ
うなコンクリート構造体の一部が４１において示
されている。この構造体４１は床４２と側壁４３
とをもつ。床４２と側壁４３との間の縁は、図に
示すとおりにこの場合は立管４４である障害物に
よつて中断されており、立管は側壁４３に沿つて
走り床４２中の開口を通つて突出している。床４
２のための陰極防蝕を受けるには、図示していな
いが、例えばコイルから、アノードリボン４５が
はじめに施用される。このアノードリボン４５
は、はじめに180度だけ自らの上に手軽に曲げ返
すことによつて、立管４４の周りの床４２の上で
容易に施用される。次に、それの施用平面内、す
なわち、床４２の面において、曲げ返されている
リボン４５をそれの長軸に対して90度の角度で直
角にねぢることができる。アノードリボン４５の
この施用に続いて、それは、図１に示す方式と同
様に、図示されていないが、イオン導電性の結合
性物質の中に次に埋没させることができる。

図３を次に参照すると、強化コンクリート支持
構造体が、下から見て、一般的には５１で示され
て、描かれている。この構造体５１は、端が丸味
のある垂直面５２、並びに下の平坦下側表面５３
とをもつている。アノードリボン５４は垂直表面
５２の周りに巻くことによつて施用され、施用中
のはじめは、プラスチツク質締結材によるような
方法で下にある垂直コンクリート表面５２へ締結
することができる。下側の強化コンクリート表面
５３の上では、リボンははじめに平坦部分５５と
して下側表面５３上で施用される。コンクリート
構造体５１の丸味のある端に達すると、リボンの
平坦部分５５をその長軸上で約90度ねぢり、それ
によつてアノードリボン５５のコーナー端が縁端
部分５６となる。このように、アノードリボン５
５ははじめはコンクリート構造体５１と面接触状
にあるが、しかし、コーナーについて長軸に沿つ
てリボン５５を90度ねぢる際に、コンクリート構
造体と縁接触状となる。リボン５５の路はコーナ
ーの周りで続いてゆくので、リボン５５はその長
軸に沿つて90度ねぢれ戻り、アノードリボン５５
が再びコンクリート構造体５１と面接触状態とな
る。しかし、アノードリボンが、縁の上でねぢら
れるのではなくて多くの平らな折りたたみ
（many flat folds）によつてコーナーへ取りつけ
られ得ることは当然である。施用されたアノード
リボンはすべて次に、図示されていないが図１に
教示のような方式でイオン導電性の結合性物質の
中に埋めこむことができる。

図４を次に参照すると、一般的には１０におい
て示される本発明のアノードリボン系が一部示さ
れている。このアノードリボン系１０は個別のア
ノードストリツプあるいはリボン２をもち、それ
らはコンクリート中のスロツトの中に設定される
べきものである（図示せず）。これらのアノード
リボン２は相互から少くとも実質的に平行な形態
で離されている。アノードリボン２はリボン端部
分３をもつている。図に示されるとおり、これら
のリボン端部は、リボン形態がリボンを90度だけ
曲げ戻す容易さを与えるものであつて端部３がア
ノードリボン２の連続部分であり得るようになる
ので、容易に形成させることができる。その全体
としての効果は、アノードリボン２がリボン端部
３、等々として続いてゆく、連続したストリツプ
アノードである。これらのリボン端部３は電流供
給器４へ接合される。リボン端部３は電流供給器
４との間の良好な電気的接触のために、それらは
スポツト熔接５によつて結合させることができ
る。電流供給器４は次に、図示されていない手段
によつて、印加電流源へ連結される。

図５を次に参照すると、スロツトを付けたスチ
ール強化コンクリート構造の概観図が全般的に２
０において示されている。このコンクリート構造
体２０の表面１２の上で、スロツト１１が表面１
２中へ切りこまれている。アノードリボンのスロ
ツト１１のほかに、コンクリート表面１２は電流
供給器スロツト１３がその中で切られている。こ
のようにしてつくられるこの表面１２は次にアノ
ードリボンおよび電流供給器を挿入する準備がで
きたものとなる。

設置のためには、駐車用ガレージの床などのコ
ンクリート表面の選択にあたり、直接的施用（ス
ロツトなし）系かスロツト使用系かの選択を次に
行うことができる。スロツト使用系を選ぶ場合に
は、リボンスロツト１１を例えば鋸によつて表面
１２の中へ切ることができる。細いリボン構造で
あるために、適切な開口部を与えるのに多種類の
切りこみ溝を必要とするのでなく、単一の刃幅
の、あるいは恐らくは二種の刃幅を一緒に使つた
鋸の切込みが作られればすむということが、本発
明の系の特別な利点である。通常はこれらの鋸に
よる切込みは図２に示すとおり平行な線としてあ
るが、ただし、必ずしもそうでなくてよい。例え
ば柱などのような障害物を避けるように、ジグザ
グ状または弓形状のような他の形態も期待され
る。最良の保護を得るには、それらの切込みは、
それらの間に少くとも多少は等距離の間隔を与え
それによつて保護される表面全体にわたつて電流
放出の均等さを提供するように置かれる。間隔を
考慮する際、施用リボンアノード５４の間、ある
いはスロツト１１の間の距離は経済には少くとも
約15cmであり、一方、この種の間隔は通常は、強
化用スチールへの均等な電流分布を保証するには
約60cmをこえることがない。最も代表的には、切
込みの場合としての表面施用における隣接リボン
間の間隔は、約25cmから約40cmの範囲内にある。

これらの間隔を考慮に入れると、アノードリボ
ン２が約2.5cmまたはそれ以下の幅をもつことが、
周りのコンクリートへ所望の電流放出を行なわせ
るのに通常が十分である。便宜的に、通常はアノ
ードリボン２だけについて以後は言及するけれど
も、その種の言及はアノードリボン２，３２，４
５および５４のどれかおよび全部を含める意味で
あることは当然である。約2.5cmより大きい幅の
アノードリボン２は非経済的であり得る。一方、
約0.25cmより細い幅のアノードリボン２は不経済
な数の近接間隔のリボンまたはスロツト１１を必
要とする。その上、そのようなアノードリボン２
は通常は約0.15cmまたはそれ以下の厚さをもち低
抵抗において最も効率的な電流の流れを提供し、
そして、より代表的には、約0.1cmより小さい厚
みをもつ。一方、アノードリボン２に沿つた適切
な電流分布のためのアノードリボンは少くとも約
0.02cmの厚さをもつ。周りのコンクリートへの均
質電流分布と組合せて、アノードリボンの高表面
積を得るための有利な効率的形態を提供するに
は、アノードリボン２はほとんど通常は約0.5か
ら0.8cmの程度の幅と約0.05から0.08cmの厚さをも
つ。

このように、リボンアノードは少くとも実質的
にリボン寸法である。すなわち、リボンアノード
は厚さよりも少くとも実質的に大きいリボン幅を
もつている。その上、それは例えば図において示
すとおり、幅よりも少くとも実質的に大きいリボ
ン長をもつ。設置現場において供給されるときに
は、リボンアノードは貯蔵と取扱上の効率からし
ばしばコイル形態にある。代表的には、そのよう
なコイルは、例えば10から50メートルの比較的短
かい長さのコイルのアノードリボンも使えるけれ
ども、100メートルから200メートルまたはそれよ
り長いアノードリボンを含んでいる。厚さと幅に
関しては、リボンアノードは幅対厚さの比が約
20：１から約５：１の範囲内にあるよう期待する
ことができる。その上、それは少くとも実質的に
長方形の断面をもち、すなわち、一般的には断面
が矩形であるが、しかし、断面の変種、例えばア
ノードが断面中央でその厚さが大きい傾斜つきの
縁、が期待されることは当然である。このリボン
形態は有利なアスペクト比、すなわち、アノード
表面積対アノード長さの高い比率を提供する。

上記で論じたとおりのリボンアノードについて
の寸法は自らの上に容易に曲げ返すことができる
アノードを提供するものであり、例えば、図４に
描くとおりはじめに90度の角度で、あるいは図２
のコーナー４６によつて描かれているとおりにそ
れの施用平面内で180度の角度でかつ回転させて、
曲げ戻すことができる。このことは、図４と５に
描くとおりの長方形の模様で、あるいは図２に描
くとおりにコンクリート面上でしばしばおこり得
るコーナーあるいは障害物の周りで、設置中のア
ノード施用の望ましい容易さを与えるものであ
る。その上、リボンアノードは図３の下面５３に
おいて描かれる程度までのような、長軸に沿つて
ねぢることができる望ましい容易さをもち、その
場合には、アノードはコーナーの周りで90度の角
度へねぢられ、それによつてその縁の上で下にあ
るコンクリート面と面を接する。コーナーあるい
は障害物のところを通りすぎると、リボンアノー
ドは再び、コンクリート面とのより通常の平坦面
接触をとることができる。しかし、リボンアノー
ドが両平坦面上で活性被膜をもつときには特に、
設置物全体はコンクリート表面上でリボンアノー
ドをその縁で立つた形で含むということが理解さ
れるはずである。縁の上あるいはある角度で施用
される場合には、最大幅のアノードの得られる高
さはせいぜい約2.5cmであり、それは結合性物質
によつて容易に被覆することができる。代表的に
は、厚さが約３cmから約５cmのその種の物質の層
が設置リボンアノードの上に施用され、その場
合、その表面は耐摩耗層、例えば、耐交通層、と
して利用されるべきものである。しかし、縁で立
つているリボンアノードを埋めこむ必要がないか
ぎりは、少くとも約1.2cmで約３cmまでの厚さの
結合性物質の層が、例えば、リボンアノードが頭
上あるいは垂直の面で用いられる場合に通常施用
される。

これらの寸法に相当するこのようなアノードリ
ボン２は周りのコンクリートへ損傷を与えること
なく、アノード面積の１平方メートルあたり200
ミリアンペア（mA／m²）の操作可能電流密度を
容易に扱うことができる。操作の電流密度は少く
とも約50mA／m²の程度であつてよく、ここで述
べるようなアノードは電流分布の均質さを保ちな
がらその種の負荷を効率的に運ぶものである。し
かし、約400から600mA／m²の程度、またはそれ
以上の電流密度が期待されることが理解されるは
ずであり、ただし、100−300mA／m²の程度の密
度が最良のスチール強化材防蝕にとつて最も有利
である。

スロツト系についてのアノードリボン２の寸法
に関する前記事項を考慮に入れると、アノードリ
ボンのスロツト１１は従つて、リボン２の設置を
容易にする十分な幅と深さをもつ切込みである。
これについては、約1.25から約2.5cmの程度のス
ロツトの深さが代表的である。より普通には、そ
のようなスロツト１１は１cmまたはそれ以下、例
えば、0.6−0.8cmの程度の深さへ切込まれる。リ
ボンをコンクリートの面より下に置くようにある
深さへリボンを挿入させ、さらに具体的にいえば
コンクリート面より少くとも0.1cm下の深さへ挿
入させることが望ましい。埋戻しにおいてアノー
ドリボン２の完全埋没を保証し従つてアノードリ
ボン２の表面露出を妨げるためには、アノードス
ロツト１１はアノードリボン幅を約0.5から1.0cm
だけこえる深さ、例えば約2.5から４cmをこえる
ことがない深さへ代表的には切込まれる。１回の
鋸刃の切込みにより、約0.3cm幅のスロツト幅を
つくることができる。これはアノードリボン２の
挿入に対して役立てることができるが、ポンプ輸
送可能グラウトによるような埋戻しが最も容易で
あるためには、二つの刃がほとんど常に一緒に使
われて約0.6cmのスロツトが切りこまれるが、た
だし、約1.25cmのスロツト幅を与える集団使用を
利用してもよい。

図５に示すとおり、スロツト系については電流
供給器４をまたスロツト１３中へ挿入することが
できる。これらのスロツトは同様にしてコンクリ
ート表面中へ切こむことができる。スロツト系ま
たは非スロツト系については、その種の供給器４
は一般的には相互から本質上等間隔に置かれる
が、ただし、アノードリボン２についての場合ほ
どには電流供給器４が相互に等距離的であること
は必要ではない。また、アノードリボン２がコン
クリート表面上にあつてもスロツト中にあつて
も、隣接リボンは通常は、他の形態も考えられる
けれども、相互に平行に走る。比較的低い電流密
度については、電流供給器４間の距離は約100メ
ートルほどの大きさであつてもよく、一方、より
大きい電流密度については、その距離は25から30
メートルほどへ減らされるべきである。通常は、
電流供給器は約50から約80メートルほどに間隔が
あけられる。

電流供給器については、これらもまた、リボン
寸法について前記で述べたとおり、少くとも実質
的にリボン寸法の細長い形であることが有利であ
る。そのような形は、図５に示すとおり縁または
垂直位置のいずれかにおいて、あるいはともにコ
ンクリート上で水平から平らであるときに、アノ
ードリボンを電流供給器へとりつける容易さを提
供するものである。しかし、電流供給器１１につ
いてのその他の形態も棒を含めて予想される。細
長いストリツプとしての電流供給器はアノードリ
ボンより、厚く、あるいは広く、あるいは厚くか
つ広く、例えば、電流を最小のIR電圧損失で以
てその種のリボン２へ均等に分布させるために
は、約0.3cmほどの厚さで、約５cmまでの幅であ
る。電流供給器が個別アノードリボンの、幅が２
倍、あるいは厚さが２倍、あるいはそれらの両方
であることは珍しいことではなく、ただし、供給
器対アノードの幅関係または厚さ関係は一般的に
は1.1：１から３：１の程度の範囲にあつてよい。
従つて、電流供給器用のスロツト１３がアノード
リボンと類似の幅をもつことができ、そして、類
似の深さすらもつていてもよいことが予想される
が、しかし、より深く例えば５cmであつてもよ
い。

コンクリート表面がアノードリボン陰極防蝕系
を受けとるよう準備ができているとき、例えば、
スロツト中にアノードリボンを受け入れるようス
ロツトがつくられているときには、そのとりつけ
は一つの方法においては、代表的にはアノードリ
ボンコイルからリボンの連続ストリツプを巻出す
ことによるような方法により、アノードリボンを
コンクリート上に配置させることによつて始める
ことができる。コイルの巻出しにおいては、アノ
ードリボンは図１に描くようにコンクリート表面
に沿つて、あるいは、図４および５に示すように
切りこみスロツト１１の中へ、すべて連続式で置
くことができる。電流供給器４もまたコンクリー
ト表面に配置してよい。アノードリボン２が個々
のリボンスロツト１１の間でかつ電流供給スロツ
ト１３中を通つて進むよう曲げられるときに、リ
ボン端部３を電流供給器４へ締結することができ
る。同じ系はコンクリート表面における平坦また
は水平の施用に使つてよい。接着的で電気伝導性
の連結をアノードリボンと電流供給器との間で提
供する適当な手段はどれでも使用してよく、例え
ばクリンピング（crimping）であつてもよい。
設置中現場においては、熔接が効率と経済性から
最も有利であり、例えばローラー熔接およびスポ
ツト熔接であり、そして、スポツト熔接が最良効
率にとつて好ましい。アノードリボンがコイル巻
出しと電流供給器への締結によるような方式で分
配されたのち、その系は被覆を施こすことがで
き、あるいは、アノードリボン２と電流供給器４
とを切りこみスロツト１１中へ単純にすべらせる
ことによつてまずとりつけてよい。別法を使つて
もよく、例えば、本質上予定された長さにただし
端末耳をもつようアノードリボンを切断し、次に
その耳を電流供給器へ締結する。

アノードリボン２と電流供給器４とを挿入する
と、スロツト１１および１３は次に埋戻すことが
できる。スロツト１１と１３とが、アノードリボ
ン２または電流供給器４とコンクリート構造体の
スチール強化要素との間の接触を危険におとしい
れるような深さまで切込まれないかぎり、アノー
ドリボン２と電流供給器４との取付け前のスロツ
ト１１および１３の準備は全く必要でない。図１
に示すような表面施用については、アノードリボ
ン３２は表面上に置きそして通常はそれへ締結す
るだけでよい。埋戻し、すなわち表面施用アノー
ドリボンの埋没のためには、約50000オーム・cm
より低い容積抵抗をもつイオン導電性の結合質物
質はどれでも適している。このように、あまり使
われない埋戻し用被覆物または表面被覆物の特別
な現場調合および混練は必要ではない。さらに、
埋戻しは導電性炭素質の埋戻しあるいはその他の
その種の導電性埋戻しでないことが必要であり、
それは、陽極的に活性となる炭素質物質をもたら
し、それが周りのコンクリートへ損傷をもたらす
かもしれないからである。使用できる代表的な結
合性の埋戻し材または表面被覆物は非収縮性で自
己均展性のポンプ輸送可能グラウト、ポートラン
ドセメント、およびその他のセメントを含み、最
も代表的には約20000オーム・cmより低い容積抵
抗をもつ。

埋戻しはほとんど常に、アノード含有スロツト
１１と電流供給器含有スロツト１３と、スロツト
１１および１３を強化コンクリート表面と少くと
も同じ面にそろえて満たす十分な量で施用され
る。表面施用においては、施用される物質はアノ
ード３２を完全に埋めるのに十分なものである。
そのような施用によつて、アノードリボンと電流
供給器との完全な被覆がおこる。電流供給器の部
分が表面をこえてひろがる場合、例えば橋床より
下へひろがる場合には、電流供給器のそのような
部分は埋戻し材中でそのように埋没される必要は
ない。上塗りが仕上げ操作の中に含まれる場合に
このアノードリボン系が役立ち得ることも、特に
耐磨耗表面について期待される。その種の上塗り
は強化コンクリート構造体へ上塗りを提供する操
作において有用であるものはどれであつてもよ
い。

前述のとおり、アノードリボンは、平坦面とり
つけの場合と同じく、強化コンクリート構造体例
えば橋あるいはビル支持柱へ非スロツト式の施用
で配置することができる。そのような施用は垂直
平面内の施用に特に役立ち得る。その種の表面取
付けにおけるアノードリボンは平行なストリツプ
としてあることができ、あるいはその柱のまわり
に螺旋巻きであることができ、あるいは弓形また
はジグザグその他の形状であることができる。ア
ノードリボンと電流供給器の両方についての寸法
と間隔に関する側面は前記において論じたとおり
である。アノードリボンはコンクリート表面上へ
コイルから巻出され、金属アノードをコンクリー
トへ締結するのに適する手段のどれかによつて締
結され、次に上塗りされるのであり、これらはす
べて上記において論じたとおりである。

アノードリボン系のとりつけに続いて、電流供
給器が適当な電流供給源の正極へ電気的に接続さ
れ、コンクリート構造体の強化用スチールはその
電力源の負極へ接続される。この強化用スチール
の陰極防蝕に適する直流が次に適用される。橋床
および駐車用ガレージなどにおけるようなコンク
リートを保護する際に作用するために陰極防蝕用
集成部材と一緒に使うのに適する電力源はどれで
も本発明において有用である。アノードリボンと
電流供給器との両者のためのリボンは金属リボン
である。良好な導電性と耐久性とにとつて有利で
あるには、リボンと電流供給器とのその種の金属
はチタン、タンタル、ジルコニウム、またはニオ
ブである。元素金属自体であるほかに、リボンと
電流供給器との適当である金属はこれらの金属と
自らおよび他金属との合金、並びにそれらの金属
間混合物を含むことができる。丈夫さ、耐蝕性例
えば塩化物の不純物を含むコンクリート環境の中
での耐蝕性、および入手性から、特に興味がある
のはチタンである。その種の使用可能金属の代表
的なものとしては、グレード１−チタン、低脆性
の焼なましチタン、である。そのような特色は有
害なリボン破損を伴うことなくリボン設置を可能
にするのに有利である。その上、合金化は元素状
金属の脆さを増すかもしれず、従つて、適当な合
金を注意深く選ばねばならないかもしれない。

金属リボンは選択された金属から直接に、バル
ブ金属のシートまたはコイルをリボンの所望幅に
縦に切ることによるような方法によつてつくるこ
とができ、シートまたはコイル自体が所望のリボ
ン厚みを与える。縦に裂いたのちに、得られるリ
ボンは、例えば後の操作用に貯蔵または輸送する
ためにコイル形態へ容易に巻上げることができ
る。

アノードリボンはその調製の最終段階として塗
布されることができる。この塗膜はリボンアノー
ドの両平坦面並びにアノード縁へ、例えば、リボ
ンアノードを塗布用組成物中へはじめに浸すこと
によつて施用してもよい。この方法はアノードが
縁の上に立つ形で、スロツト中またはコンクリー
ト表面のいずれかにおいて用いられるときに特に
役立つことができる。リボンアノードが表面上で
とりつけられ、ただしその表面へ平らにとりつけ
られるときには、いくつかの設置についてはコン
クリート表面に面するリボンアノードの平坦面だ
けが活性被膜をもてばよいということが予想され
る。リボンはまたそれがリボン形となる前に塗布
されてよく、それによつて、成形、例えば切断、
の際にリボンの幅は被覆をもつがリボンの厚さ方
向は被覆をもたないということが理解される。リ
ボンの形になる前に塗布されても後で塗布されて
も、その基板は触媒活性物質を支えるのに特に有
用であり、それにより触媒的構造を形成すること
ができる。これを使用する側面として、このリボ
ン支持体は触媒塗膜をもち、アノード構造をもた
らすことができる。通常は事前に、バルブ金属リ
ボンは清浄化操作、例えば脱脂操作にかけられ、
その操作は清浄化のほかに蝕刻を含むことがで
き、それは、バルブ金属を電気化学的活性塗膜を
受容するように調製する技法においてよく知られ
ているとおりである。ここではまた「皮膜成形
性」金属ともよばれてよいバルブ金属は、それの
不働態化を妨げる電気化学的活性被膜なしではア
ノードとして機能しないこともまたよく知られて
いる。この電気化学的活性被膜は白金または他の
白金族金属から与えられてもよく、あるいは、白
金族金属酸化物、マグネタイト、フエライト、コ
バルトスピネル、あるいは混合金属酸化物の被膜
のような多数の活性酸化物被膜のどれであつても
よく、それらは電気化学工業においてアノード被
膜として用いるために開発されたものである。ア
ノード被膜が混合金属酸化物であつてそれが皮膜
形成性金属酸化物と白金族金属酸化物との固溶体
であることができることは、コンクリート構造体
の長期間保護にとつて特に好ましい。

この長期間にわたる防蝕の応用のためには、そ
の被膜はバルブ金属リボン１平方メートルあたり
活性被膜が0.025から約0.5グラムの量で存在する
べきである。約0.025グラム以下の例えば白金族
金属の活性被膜は、長期間にわたつてバルブ金属
基板の不働態化を防ぐよう役立つかあるいは十分
に低い単極電位において経済的に機能して陽極反
応の選択性を改善するには不十分な電気化学的活
性被膜を与える。一方、バルブ金属リボン１平方
メートルあたりに、約0.5グラムより多くの活性
被膜、あるいは、よりしばしば、約0.25グラムよ
り多くの白金族金属、の存在はアノードの寿命に
相応の改善をもたらすことなく費用がかさむ。本
発明のこの特定の実施態様においては、混合金属
酸化物被膜が酸素発生反応に高度に触媒的であ
り、塩化物不純物を含むコンクリート環境におけ
る低電流密度において、塩素または次亜塩素酸を
発生しない。被膜用の白金族金属酸化物または混
合金属酸化物は米国特許No.3265526；3632398；
3711385および4528084の一つまたは一つより多く
の中で一般的に述べられているようなものであ
る。さらに具体的にいえば、そのような白金族金
属は白金、パラジウム、ロジウム、イリジウムお
よびルテニウム、あるいは、それら自身と他金属
との合金を含む。混合金属酸化物は、バルブ金属
または別の非貴金属金属の少くとも一つの酸化物
と組合せた、これら白金族金属の酸化物の少くと
も一つを含む。経済的には、被膜が米国特許No.
4528084に開示されているようなものであること
が好ましい。

設置されたアノードリボン系において、アノー
ドリボン２は電流供給器４、例えば図４の金属ス
トリツプ電流供給器４へ連結される。そのような
供給器４はほとんど常にバルブ金属であり、好ま
しくは、バルブ金属アノードリボン２の中で最も
支配的に見出される金属と同じ金属を含む合金ま
たは金属間混合物である。この電流供給器４は金
属アノードリボン２へしつかりと固着されねばな
らない。供給器４をリボン２へしつかりと固定す
るその種の方式は、前述したとおり、熔接による
ことができる。その上、熔接は被膜を貫いて進行
し得る。従つて、被覆されたリボン電流供給器４
は被覆されたアノードリボン２へ向けて各々の被
膜面を接触させた状態でプレスされることがで
き、それでも熔接が容易に進行し得る。リボン電
流供給器４はアノードリボン２へ十分に熔接され
て均質な電流分布を与えることができる。

設置されたアノードリボン系において、電流供
給器４の埋没部分もまた、例えば、アノードリボ
ン２の同じ電気化学的活性被膜で以て被覆されて
よいが、しかし、ほとんど常に、電流供給器４は
被覆されないままである。被覆される場合には、
例えばアノードリボン２についての被膜重量につ
いての同じ考慮が電流供給器４にとつてまた重要
である。これらの供給器４は被覆の前あるいは後
にアノードリボン２へ固定されてよい。その電流
供給器４は次にコンクリート環境の外部において
電流導体に接続することができ、コンクリートの
外にあるその電流導体はそのように被覆される必
要はない。コンクリート橋床において例えば、電
流供給器は床面の下側へ一つの孔を通してのびか
つストリツプ電流供給器４が配置されているとこ
ろへ上向きにのびている棒を含んでいてよい。こ
の方式で、機械的な電流接続を仕上がりコンクリ
ート構造体の外部で行うことができ、それによつ
て必要ならば接近および使用のために容易に役立
て得る。コンクリートの外での電流分配棒への接
続はボルト状の鋤−柄（bolted spade−lug）連
結器のような慣用的機械的手段のものであつてよ
い。

【図面の簡単な説明】

図１はリボンアノードを使用する陰極防蝕を受
けているコンクリート構造体下面の一部の透視図
である。図２は障害物のまわりで陰極防蝕を受け
ているコンクリート構造体の一部の透視図であ
る。図３はリボンアノードをとりつけた強化コン
クリート橋の支持構造体の透視図である。図４は
スロツト付き強化コンクリート中に設置するため
に縁の上で立てたリボンアノード集成部材の一部
の透視図である。図５は図４の集成部材用につく
られている橋床などのスロツト付き強化コンクリ
ート構造体の頭上図である。

Claims

【特許請求の範囲】１スチール強化コンクリート用の印加電流保護
系であつて、その系は：それぞれが横断面方向に少なくとも実質的に長
方形であり、その幅が0.25cmから2.5cmの範囲で、
一方その厚さが0.02cmから0.15cmの範囲で、かつ
幅と厚さの比率が少なくとも５：１であり、その
結果、厚さより大きいリボン幅とその幅より大き
いリボン長さとを持ち、一方電気化学的に活性な
表面被膜を持つ、薄くて細長い耐食性バルブ金属
リボンのアノードであつて、コンクリート表面上
又は表面内にあるが、しかし該コンクリート中の
スチール強化用部材から間隔をとつて設置されて
いる、リボンアノード；イオン導電性・非炭質性の結合性物質のビード
又は層であつて、上記リボンアノードを上記結合
性物質内でコンクリート表面において埋没させる
のに十分な量のビード又は層であり、上記結合性
物質が50000オームcmより小さい容積抵抗を持つ、
ビード又は層；上記リボンアノードへ電気的に連結され、かつ
上記リボンアノードより大きい単位長さあたりの
質量を持つものである耐食性バルブ金属の電流分
配器部材；から成る、スチール強化コンクリート用の印加電
流保護系。２上記リボンアノードが水平、傾斜、垂直ある
いは頭上の、コンクリート表面の上へ設置され
る、請求項１記載の印加電流保護系。３設置されたリボンアノードが上記コンクリー
ト上で施用されたリボンの一面をもち、上記アノ
ードが、結合性物質の上記施用ビードが上記リボ
ンアノードを埋没させるのに十分であるが上記コ
ンクリート表面の全部を蔽うのには不十分である
よう、十分に間隔をとつて置かれている、請求項
２記載の印加電流保護系。４設置されたリボンアノードが上記コンクリー
ト表面上で施用されたリボンの一面をもち、結合
性物質の上記施用ビードが上記リボンアノードを
埋没するのに十分で、同時に上記コンクリート表
面の全部を蔽うのに十分な量である、請求項２記
載の印加電流保護系。５上記リボンアノードが上記コンクリートの表
面の中の切込みスロツトの中で設置され、該スロ
ツトが深さ４cm、幅1.25cmより大きくない、請求
項１記載の印加電流保護系。６上記の系が上記バルブ金属リボンを含む多数
の隣接スロツトから成り、これら隣接スロツトが
相互から15から60cmの範囲内にある距離において
間隔がとられている、請求項５記載の印加電流保
護系。７上記スロツトが上記のイオン導電性の結合性
物質で以て埋戻される、請求項５記載の印加電流
保護系。８上記リボンアノードを含む上記の埋戻しスロ
ツトがコンクリート上塗層で以て蔽われる、請求
項５記載の印加電流保護系。９上記結合性物質が20000オーム・cmより小さ
い容積抵抗をもちかつ非収縮性で自己均展性のポ
ンプ輸送可能グラウトである、請求項１記載の印
加電流保護系。１０上記バルブ金属リボンアノードと上記バル
ブ金属電流分配器部材とが各々、チタン、タンタ
ル、ジルコニウム、ニオブ、それらの合金、およ
び金属間混合物から成る群から選ばれる金属から
成る、請求項１記載の印加電流保護系。１１上記リボンアノードが上記電流分配器部材
へ電気抵抗熔接され、上記のアノードを部材とが
面対面の接触状態にある、請求項１記載の印加電
流保護系。１２上記リボンアノードへ電気的に接続された
上記電流分配器部材が電気化学的に活性な表面被
膜を含まない、請求項１１記載の印加電流保護
系。１３上記電流分配器部材が細長い電流分配器部
材であり、幅が５cmより大きくなく、厚さが0.3
cmより大きくなく、幅が上記リボンアノードの幅
に対して３：１から1.1：１の範囲内にある、少
なくとも実質上長方形の断面をもつ、請求項１記
載の印加電流保護系。１４上記電流分配器部材が上記コンクリートの
表面における切込みスロツトの中へ少くとも一部
挿入され、隣接するスロツトが相互に25から100
ｍの範囲内の距離において間隔がとられている、
請求項１記載の印加電流保護系。１５上記電流分配器部材が上記リボンアノード
上で50から600mA／m²の操作電流を印加する電
力源へ接続される、請求項１記載の印加電流保護
系。１６印加電流カソード保護系が電気化学的に活
性な表面被膜を持つ一連の薄くて細長い耐食性バ
ルブ金属リボンアノードから成り、上記活性アノ
ードが上記コンクリート中のスチール強化用部材
から間隔がとられた上記コンクリートの表面の上
で施用され、更にこれらのリボンアノードは互い
に間隔をあけて置かれ、これらのアノードが電流
分配器部材へ電気的に接続され、一方では上記ア
ノードへ施用されたイオン導電性・非炭質性の結
合性物質の中で埋没されている、スチール強化コ
ンクリート用の印加電流カソード保護系におい
て、上記リボンアノードよりも単位長さあたりで大
きい質量を持つ、薄くて細長い耐食性バルブ金属
電流分配器部材から成り、各部材が少なくとも実
質的に長方形の横断面を有し、その幅が５cm以
下、その厚さが0.3cm以下、その幅と前記リボン
アノードの幅との比率が３：１から1.1：１の範
囲にあり、この電流分配器部材が上記リボンアノ
ードへ電気的に接続された上記部材の部分の上に
おいてすら上記活性表面被膜を含まず、そして上
記部分をそれによつて上記結合性物質中で埋没さ
せることができる、スチール強化コンクリート用の印加電流カソー
ド保護系。１７スチール強化コンクリート構造体における
腐食抑制方法であつて、その方法が：上記コンクリートの一つの面へ、横断面方向に
それぞれが少なくとも実質的に長方形であり、
0.25cmから2.5cmの範囲の幅と、0.02cmから0.15cm
の範囲の厚さとを有し、幅と厚さとの比が少なく
とも５：１であり、その結果リボン幅が厚さより
大きく、リボン長さが幅より大きく、それぞれの
リボンアノードは電気化学的に活性な表面被膜を
持つ、薄くて細長い耐食性バルブ金属リボンアノ
ードを施用し、このリボンアノードがコンクリー
ト表面上又は内で、ただし上記コンクリート中の
スチール強化部材から間隔をおいて設置され；導電性・非炭質性の結合性物質のビード又は層
を十分な量で施用して上記リボンアノードを上記
結合性物質内にコンクリート表面上で埋没させ、
この結合性物質が50000オームcmより小さい容積
抵抗を持ち；上記印加電流操作用アノードを、上記リボンア
ノードよりも単位長さあたりの質量が大きい耐食
性バルブ金属電流分配器部材へ電気的に接続す
る；ことから成る、スチール強化コンクリート構造体
における腐食抑制方法。１８上記リボンアノードが水平、傾斜、垂直ま
たは頭上の、コンクリート表面へ施用される、請
求項１７記載の方法。１９上記リボンアノードが上記コンクリート表
面上で平らに施用されかつ十分に間隔が取られ、
それによつて、結合性物質の上記施用ビードが、
上記リボンアノードを埋没するのに十分である
が、しかし上記コンクリート表面の全部を蔽うに
は不十分である、請求項１７記載の方法。２０上記リボンアノードが上記コンクリート表
面中の切込みスロツトへ施用される、請求項１７
記載の方法。２１上記リボンアノードをはじめにスロツト中
に配置し、上記電流分配器部材を配置し、上記電
流分配器部材に隣接する上記リボンアノードの部
分が上記スロツトから取り出されて上記電流分配
器部材へ電気的に接続され、そして、得られた接
続リボンアノードを上記スロツトへ戻す、請求項
２０記載の方法。２２施用されたリボンアノードが上記電流分配
器部材へ電気抵抗熔接される、請求項１７記載の
方法。２３上記リボンアノードへ施用された上記の結
合性物質が20000オーム・cmより小さい容積抵抗
をもつポンプ輸送可能のグラウトである、請求項
１７記載の方法。２４上記電流分配器部材が上記リボンアノード
上で50から600mA／m²の操作電流を印加する電
力源へ接続される、請求項１７記載の方法。２５金属アノードがコンクリート用のスチール
強化部材から離して間隔をとりながら、上記コン
クリート表面上に設置され、頭上表面及び垂直表
面への施用に特に適合させた、スチール強化コン
クリート用の印加電流カソード保護系であつて、その系が、横断面方向にそれぞれが少なくとも
実質的に長方形で、0.25cmから2.5cmの範囲の幅
を有し、0.2cmから0.15cmの範囲の厚さを有し、
その幅と厚さとの比が少なくとも５：１であり、
その結果厚さよりも大きいリボン幅と幅より大き
いリボン長さとを持つ、薄くて細長い耐食性バル
ブ金属のリボンアノードから成り、それぞれのリ
ボンアノードは、十分に薄くて自らの上に少なく
とも実質上180°だけ容易に折り曲げられるように
なり、次ぎにその折り曲げ部においてリボン長軸
に対して直角の方向にねじりを与えて上記コンク
リート上でのとりつけ平面内で急なアノードコー
ナーが提供され；上記アノードリボンは又上記コンクリートへの
施用中に90°の角度だけその長軸に沿つて容易に
ねじることが可能であつて、それによつて、上記
アノードは設置時に、上記コンクリートとアノー
ド表面とのはじめは平なアノード面接触からその
長軸に沿つて進行し、次ぎに上記コンクリートと
アノード縁との接触へ90°ねじれ、そして次ぎに、
平なアノード面接触へ90°ねじれ戻り、それぞれ
の上記リボンアノードが電気化学的活性の表面被
膜を持ち、かつ、該リボンアノードよりも単位長
さあたりでより大きい質量を持つ細長い耐食性バ
ルブ金属電流分配器部材へ電気的に接続される；スチール強化コンクリート用の印加電流カソー
ド保護系。２６上記リボンアノードが少くとも実質的に長
方形の断面、0.25から2.5cmの範囲にある幅、0.02
から0.15cmの範囲にある厚さ、および、20：１か
ら５：１の範囲にある幅対厚さ比をもち、それに
よつて、厚さより実質的に大きいリボン幅をも
ち、一方ではまた幅より実質的に大きいリボン長
さをもつ、請求項２５記載の印加電流カソード保
護系。２７上記バルブ金属リボンアノードと上記バル
ブ金属電流分配器部材とが各々、チタン、タンタ
ル、ジルコニウム、ニオブ、それらの合金、およ
び金属間混合物から成る群から選ばれる金属から
成る、請求項２５記載の印加電流カソード保護
系。２８上記バルブ金属アノードが白金族金属また
は金属酸化物を含む電気化学的活性表面被膜をも
ち、該被膜が上記リボンアノードの１平方メート
ルあたりに0.025から0.5グラムの触媒的金属を含
む、請求項２５記載の印加電流カソード保護系。２９上記の電気化学的活性表面被膜が白金族金
属酸化物、マグネタイト、フエライト、および酸
化コバルトスピネルから成る群から選ばれる少く
とも一つの酸化物を含む、請求項２５記載の印加
電流カソード保護系。３０上記の電気化学的活性表面被膜がバルブ金
属の少くとも一つの酸化物と白金族金属の少くと
も一つの酸化物との混合結晶性物質を含む、請求
項２５記載の印加電流カソード保護系。３１上記のリボンアノードが上記の細長い電流
分配器部材へ電気抵抗熔接され、上記のアノード
と部材とが面対面の接触状態にある、請求項２５
記載の印加電流カソード保護系。３２上記の細長い電流分配器部材が、５cmより
大きくない幅、0.3cmより大きくない厚さをもち、
該幅対上記リボンアノードの幅が３：１から
1.1：１の範囲内にある、少くとも実質的に長方
形の断面をもつ、請求項２５記載の印加電流カソ
ード保護系。３３上記電流分配器部材が上記リボンアノード
上で50から600mA／m²の操作電流を印加する電
力源へ接続される、請求項２５記載の印加電流カ
ソード保護系。