JPS6041574A - 防食被覆鋼製構造物の接合部防食施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、防食被覆鋼製部材を接合して構成する防食
被覆鋼製構造物の接合部防食施工法に関するものである
。

従来、土木・建設用の鋼管杭、鋼管矢板は河川。

海岸２港湾などで構築物を建造する目的で多数使用され
てきた。これらの鋼製部材は屋外の自然環境の中で、河
川水、廃水、雨水、海水などの水や大気、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
著しく腐食が起り易く、特に流水、波などと大気、太陽
光とが交互に作用する環境や場所、例えば港湾、河口な
どでは、上述の腐食が激しく生じるのであるが、従来、
効果的な腐食防止策がなく、例えば無機ヅンク塗料やタ
ー　ルｘ　ｆキシ樹脂塗料による塗装、エポキシ樹脂や
不飽和ポリエステル樹脂にょるＦＲＰ被覆などが用いら
れることがあったが、そ九らは機械的強度、長期の耐久
性および経済性（！Ｔｆに被覆時の作業性）などの点で
効果的な防食方法ではなかった。

しかしその後、防食効果が高くかつ耐久性のすぐれた防
食被覆材料として、プラスチック樹脂特にポリオレフィ
ン樹脂を押出して形成したプラスチック層を、その加熱
軟化状態のまま、接着剤層を介して鋼管の表面上に密着
させるという押出被覆法によって優れた防食被覆を有す
る鋼管杭が製造され、また接着剤層を有する架橋プラス
チックシー１・を鋼矢板の表面に貼−り合わせることに
より優れた防食被覆を有する鋼矢板が製造され、実用に
供されるようになってこれまでの問題は一挙に解決へ近
づいた。

しかし、これらの防食被覆形成方法は工場生産において
多量にかつ安価にすぐれた防食被覆を施す方法であって
、鋼管杭や鋼矢板を用いて構造物を建造した後の溶接に
よる接合部の防食被覆としては用いられないという難点
がある。鋼管杭を直線状に溶接して接続された個所の場
合や鋼管杭に直角あるいは傾斜して鋼管を溶接して接続
された構造物の場合や、鋼管杭にＨ型鋼、■型鋼、山形
鋼等の鋼製部材を直角あるいは傾斜して溶接して接続さ
れた構造物や鋼矢板を使用した構造物では、鋼製部材の
表面にプラスチック層を密着できない個所が生じる。

そこで本発明者らは、鋼管からなる鋼製部材相互の直角
接合または傾斜接合部付近ちるいはＨ型鋼や工型鋼のよ
うな異型断面の鋼製部材を使用した構築物の溶接による
接合部付近に、防食効果が高くかつ耐久性のすぐれた防
食被覆を施すことについて鋭意研究した結果、この発明
を完成した。

すなわち、この発明は、プラスチック防食被覆を有する
鋼製部材の接合予定部付近の防食被覆を剥離除去して、
前記鋼製部材を接合し、次に前記鋼製部材の露出表面に
、クロム酸化合物および／またはエポキシ樹脂からなる
プライマ一層を形成したのち、プラスチックスの粉末の
溶射によりプラスチックスの防食被覆を形成することを
特徴とする防食被覆鋼製構造物の接合部防食施工法を要
旨とするものである。

次にこの発明を図示の例によって説明する。

第１図ないし第４図はこの発明の第１実施例を示すもの
であって、まず第１図に示すように、プラスチックス例
えばポリエチレンの重防食被覆を施した多数の防食鋼管
杭１が水底地盤２に打設される。この防食鋼管杭１とし
ては、例えば鋼管杭６の表面に厚さ１．５〜２．５ｆｉ
またはそれ以上のポリエチレンからなる重防食被覆４を
接着剤を介して一体に固着したものが用いられる。

次に第２図に示すように、前記防食鋼管杭１における連
結部材取付予定部分の防食被覆が剥離され、かつ鋼管ま
たはＨ型鋼、Ｈ型鋼等の異型断面の鋼製連結部材５に前
述のような重防食被覆６を施して構成した防食鋼製連結
部材７の端部の防食被覆も予め工場または施工現場で適
当な長さにわたって除去される。

このように防食被覆を除去するのは、各鋼管杭と鋼製連
結部材とを溶接により接合する場合に、防食被覆が溶接
熱による悪影響を受けないようにし、かつ溶接性能や溶
接作業性に影響を与えないようにするためであり、鋼管
杭および鋼製連結部材からなる鋼製部材の溶接部がら約
１ｏ〜１５ｃｆｎの範囲にわたって防食被覆が除去され
る。

鋼製部材相互の溶接接合を完了したのち、溶接部に残存
しているフラックスや溶鉄の残滓が除去され、次いでサ
ンドブラスト、グラインダーまたはベルトサンダーなど
で鋼材表面のミルスケールや錆が除去される。

次にプロパンガス・バーナーの火炎で鋼製部材の表面が
約４０°Ｃに加熱されてから、クロム酸化合物とコロイ
ダルシリカを含有する水溶性処理液が刷毛で鋼製部材の
表面に塗布される。この水溶性処理液は、無水クロム酸
、クロム酸亜鉛２重クロム酸亜鉛などのクロム酸化合物
とコロイＦ’　状に懸濁した酸化硅素を混合した水溶液
であり、鋼製部材の表面に塗布してから乾燥することに
より、りｐム酸化合物と酸化硅素からなる薄い膜を形成
する。塗布量はクロム量で５０〜１０００　塾智の範囲
で、望ましくは４００〜６００η督がよく、塗布量が少
な過ぎると耐食性がなく、塗布量が多過ぎると膜が脆く
なってポリエチレン被覆と鋼製部材との接着力が低下し
でくる。次いで必要であれば、ビスフェノール−Ａタイ
プや脂環タイプのエポキシ樹脂プライマーが２０〜１０
０μの厚さに同じく刷毛で塗布される。このエポキシ樹
脂プライマーは、２液型で主剤と硬化剤を必要量だけ混
合して塗布すれば反応して硬化し、加熱することによっ
て更に硬化が速くなる。

次にガスバーナ′−で鋼製部材の表面が１００〜２００
℃に加熱されてから、ポリエチレンの粉末が溶射ガンで
溶射されて、第６図および第４図に示すように、部月接
合部付近の表面にポリエチレンの防食被覆８が一体に形
成される。

前記溶射ガ°ンは、プロパンガスと酸素ガスとの混合ガ
スを燃焼して火炎として噴射し、その火炎の外側を圧送
空気によって定量的に送られてくるポリエチレン粉末を
溶融しながら噴出して鋼製部材の表面に噴射塗布し、そ
れらの溶融粉末は互いに融着して連続したポリエチレン
の防食被覆を形成し、この防食被覆はそれぞれ工場で被
覆された鋼管杭の防食被覆の表面および鋼製連結部材の
防食被覆の表面とも充分に接着して一体となる。

なお第６図において、９は各防食鋼管杭１の頂部にわた
って架設されたコンクリートスラブである。

第５図ないし第７図はこの発明の第２実施例を示すもの
であって、鋼矢板１００片面にプラスチックス例えばポ
リエチレンの重防食被覆１１が接着剤層を介して一体に
設けられて防食鋼矢板１２が構成され、多数の防食鋼矢
板１２を噛み合わせ連結し、てなる複数の防食鋼矢板壁
１３．１４が、間隔をおいて平行に配置されると共に、
防食被覆１１が外側に位置するように配置されて、水底
地盤２に打設され、各防食鋼矢板壁１３，１４の内側の
上部には復起し材１５が配置され、かつ各復起し材１５
および各防食鋼矢板壁１３．１４にわたってタイロッド
１６が挿通され、さらに防食鋼矢板壁１３．１４におけ
るタイロッド貫通部の周囲の防食被覆は剥離除去され、
その防食被覆剥離によって生じだ鋼矢板Ｕ出外面に、座
金１７が当接されてビスまたは溶接等により固定され、
タイロッド１５の両端部に螺合されたナツト１８が前記
座金１７に直接または間接的に係合される。

次に第１実施例の場合と同様に、鋼矢板の露出外面が清
浄処理されたのち、約４０℃に加熱されてから、その露
出外面にクロム酸化合物とコロイダルシリカを含有する
水溶性処理液が塗布され、次いで必要であれば、ビスフ
ェノール−Ａタイプや脂環タイプエポキシ樹脂ゾライマ
ーが塗布される。

次にガスバーナーで前記露出外面が１００〜２００℃に
加熱されてからポリエチレンの粉末が溶射ガンで溶射さ
れて、第８図に示すように、前記露出外面にポリエチレ
ンの防食被覆１９が一体に形成される。

なお各防食鋼矢板壁１３．１４の間には土砂（図示を省
略した）が充填され、かつ各防食鋼矢板壁１ろ、１４の
上端部にはコンクリートのコーピング２０が施工される
。

接合部の防食被覆８，１９を構成するプラスチックとし
てポリエチレンを使用する場合、そのポリエチレンとし
て、低密度ポリエチレンまたは中密度ポリエチレンの何
れを使用してもよく、あるいはそれらと酢酸ビニル、ア
クリルメタクリルエステルアクリル酸，無水マレイン酸
またはプロヒレン，１ーブテン、１−ヘキセン、ブタジ
ェン女ととの共重合体を使用してもよい。また環境応力
亀裂破壊や紫外線劣化に対する抵抗や鋼材との接着力を
増すためには、ホモポリマーよりも共重合体のポリエチ
レンの方が望ましい。さらにポリエチレン以外にもポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニルなどの熱・可塑性樹脂でも
よく、それらは単独または２種類以上の混合物として用
いてもよい。

これらの熱可塑性樹脂は前述のようなりロム酸化合物お
よび／またはエポキシ樹脂からなるプライマーを用いる
ことなく、予熱した鋼材に直接。

溶射で被覆することが可能であるが、プラスチックス層
の単独被覆では接着力の耐久性が劣る。例−えばプラス
チックス層の単独被覆を施した鋼材の試験片の中央に鋼
材表面捷で達する疵をナイフで入れてから塩水に１週間
浸漬すると、完全にプラスチックス層が剥離してしまう
が、クロム酸化合物および／またはエポキシ樹脂のプラ
イマーを予め塗布しておくと、１力月経過しても全く接
着力の折丁は認められない。従って、４０年以上の長期
耐久性が要求される海洋構造物用鋼管矢板の防食被覆と
しては、このようなプライマーを塗布することは極めて
重要でちる。

またポリエチレンには、溶射ガンの火炎で加熱され溶融
するときに熱分解しないようにフエノ−ル化合物、アミ
ン化合物、含硫化合物、亜１ノン酸化合物などの耐熱老
化剤を１０００〜５０００ｐｐｍ。

望ましくは３　ｏ　ｏ　ｏ　ｐｐｍ以上添加することが
必要である。ポリエチレンは高温にさらされると熱分解
によって分子鎖が切断され、耐環境応力亀裂破壊性など
の性能が低下するので、長期耐久性が叱・要な防食被覆
としは好ましく力い。通常の押出被覆や射出成形に用い
られるポリエチレンにも耐熱老化剤は添加されているが
、その場合には１１０００ｐｐ前後も添加すれば充分効
果はあるが、溶射用の月？リエチレンにはもつと多量に
添加し々ければならない。ま−た紫外線による劣化を防
止するために、ベンゾフェノンＦ１体、サルチル酸エス
テル、ベンゾトリアゾール誘導体々どの光安定剤やカー
ボンブラックを添加する。特にカーボンブラックは効果
的で２．０ないしろ、０　％望ましくは２．４から２．
６係添加すれば、紫外線による劣化をはＩＹ完全に防止
することができる。しかし、カーがンブラックの添加量
が多過ぎると鋼材との接着力力エイ床下するので、カー
ビンブラックの添加量は０．５ないし１．０　％の範囲
で用いられるのが好ましい。

この場合は、紫外線劣化に対する抵抗力は低下する。そ
こでその解決法として考えられる方法として二つある。

その一つの方法は、鋼材に近い側にますカービンブラッ
ク無添加のポリエチレンを溶射し、その外側にカーボン
ブラックを２．４々いし２．６チ添加したポリエチレン
を溶射する方法で、いわゆる２層被覆である。ポリエチ
レン全体の厚さを２．５調以上とする場合、下層の０．
０５々いし１．０調をカーがンブラック無添加のポリエ
チレンとし、残りはカーボンブラック添加のポリエチレ
ンとする。この場合にも、もちろんクロム酸化合物お工
び／またはエポキシ樹脂のプライマーを用いてもよい。

他の一つの方法は、クロム酸化合物および／またはエポ
キシ樹脂のプライマーを塗布した上に、ポリエチレン１
ｇ中に無水マレイン酸基を０．８×１０−’、９から３
．ＯＸ　１０−’　ｇ含有する変性ポリエチレンを被覆
する方法である。この方法であれば全体にカーボンブラ
ックが２．４カいし２．６チ添加されているものであっ
ても接着力は殆んど低下しない。このようなポリエチレ
ンを使用して溶射被覆する場合は、エポキシ樹脂プライ
マーは海水による接着力の低下を防止する効果を持つだ
けで々く、初期の接着力を向上する効果も持ち、溶射に
よる防食被覆の形成には極めて重要である。

次にポリエチレンのメルト・インデックスはｏ、ｉ　ｇ
ＡＯｍ＝から２０９ＡＣＪ”までの範囲で望捷しくけ１
．５　ＶｉＯ調から６．０　ｇ、／’ｌｏｍの範囲であ
る。メルト・インデックスが小さ過ぎると溶融時の粘度
が大きいためにポリエチレンの流動性が悪く、溶射して
形成したポリエチレン被覆の表面が平滑になりに＜＜、
またピンホールを生じ易い。一方、メルト・インデック
スが太き過ぎるポリエチレンは分子量の犬ささが小さい
ために耐環境応力亀裂性や機械的強度が低くなり、長期
耐久性を要求される防食材料としては好ましく々い。

また、ポリエチレンの粒度は２０メツシユないし１５０
メツシユ、望ましくは５０メツシユないし７０メツ／ユ
の範囲がよい。粒度が小さ過ぎると、溶射ガンから噴射
するときの飛散が多く、塗布効率が低くなるのでコスト
アップになるし、火炎にさらされる粉末の表面積が犬き
くなるためポリエチレンは熱劣化し易く、品質的に好ま
しくない。

一万、粒子が大き過ぎると、塗布効率は良くなるし、塗
装速度も大きくなるが、粉末の溶融が不十分になり易く
、その結果、被覆の表面が平滑になりにくい傾向がある
。またポリエチレン以外のプラスチックスについても全
く同様のことがいえる。

接合部付近の防食被覆８，１９を形成した後は、自然冷
却してもよく、あるいは水冷してもよい。

この発明によれば、プラスチックス防食被覆を有する鋼
製部材の接合予定部付近の防食被覆を剥離除去して、そ
の鋼製部材を接合し、次に鋼製部材の接合部付近の露出
表面に、プラスチックスの粉末の溶射によりプラスチッ
クスの防食被覆を形成するので、防食被覆鋼製部材を接
合して構成した防食被覆鋼製構造物における鋼製部材接
合部付近にも容易にシラスチック防食被覆を施して、鋼
製部材およびそれらの接合部にわたって連続してシラス
チック防食被覆が施されている防食被覆鋼製構造物を容
易に得ることができ、また鋼製部材の接合部付近の紐出
表面に、予めクロム酸化合物および／捷たはエポキシ樹
脂から々るプライマ一層を形成したのち、プラスチック
スの粉末の溶射によりプラスチックスの防食被覆を形成
するので、極めてすぐれた耐衝撃性および自然環境に対
する耐久性を有し、したがって、港湾、河川等に建造さ
れる鋼製構造物の防食被覆として長期間にわたって高い
水準の防食性能を発揮させることができる等の効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図々いし第４図はこの発明の第１実施例を示すもの
であって、第１図は防食鋼管杭を水底地盤に打設した状
態を示す側面図、第２図は鋼管杭に鋼製連結部材を溶接
により接合した状態を示す側面図、第６図はこの発明の
接合部防食施工を施した防食被覆鋼製構造物の斜視図、
第４図はその構造物における部材接合部付近を拡大して
示す斜視図である。第５図ないし第８図はこの発明の第
２実施例を示すものであって、第５図は複数の防食鋼矢
板壁を打設してタイロッドにより連結した状態を示す概
略側面図、第６図はその一部を示す拡大斜視図、第７図
はタイロッドによる連結部を示す拡大縦断側面図、第８
図は座金の周囲の防食被覆剥離部分に防食被覆を施した
状態を示す縦断側面図である。 図において、１はプラスチック、６は鋼管杭、４は重防
食被覆、５は鋼製連結部材、６は重防食被覆、７は防食
鋼製連結部材、８は防食被覆、１０は鋼矢板、１１は重
防食被覆、１２Ｉ″ｉ防食鋼矢板、１３および１４は防
食鋼矢板壁、１５は復起し祠、１６はタイロッド、１７
は座金、１８はナツト、１９は防食被覆である。 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラスチックス防食被覆を有する鋼製部材の接合予定部
   付近の防食被覆を剥離除去して、その鋼製部材を接合し
   、次に鋼製部材の接合部付近の露１］」表面に、クロム
   酸化合物および／またはエポキシ樹脂からなるプライマ
   一層を形成したのち、プラスチックスの粉末の溶射によ
   りプラスチックスの防食被覆を形成することを特徴とす
   る防食被覆鋼製構造物の接合部防食施工法。