JPS6214352B2

JPS6214352B2 -

Info

Publication number: JPS6214352B2
Application number: JP58148030A
Authority: JP
Inventors: Motoo Shiraishi; Minoru Nakamura; Fuyuhiko Ootsuki; Mitsuo Tanaka
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1983-08-15
Filing date: 1983-08-15
Publication date: 1987-04-01
Also published as: JPS6041574A

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、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、例えば無機ジン
ク塗料がタールエポ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よる
FRP被覆などが用いられることがあつたが、そ
れらは機械的強度、長期の耐久性および経済性
（特に被覆時の作業性）などの点で効果的な防食
方法ではなかつた。

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、プラスチツクス樹脂
特にポリオレフイン樹脂を押出して形成したプラ
スチツク層を、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
被覆法によつ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ツ
クシート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つ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
す方法であつて、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、Ｉ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ツク層を密着でき
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あるいはＨ型
鋼やＩ型鋼のような異型断面の鋼製部材を使用し
た構築物の溶液による接合部付近に、防食効幹が
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、プラスチツク防食被覆
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、クロム酸化合物からなる
プライマー層を形成したのち、プラスチツクスの
粉末の溶射によりプラスチツ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
合部防食旋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つて説明する。

第１図ないし第４図はこの発明の第１実施例を
示すものであつて、まず第１図に示すように、プ
ラスチツ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
３の表面に厚さ1.5〜2.5mm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、Ｉ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
たつて除去される。

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から約10〜15cmの範
囲にわたつて防食被覆が防去される。

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ツクスや溶鉄の溶滓が除去
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
が錆が除去される。

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℃に加熱されてから、クロム酸化合
物の水溶液からなるプライマーまたはコロイダル
シリカを含有させたクロム酸化合物の水溶液から
なるプライマーが刷毛で鋼製部材の表面に塗布さ
れ、さらに乾燥されることにより、クロム酸化合
物の薄い膜またはクロム酸化合物と酸化珪素から
なる薄い膜が形成される。

前記クロム酸化合物としては、例えば無水クロ
ム酸の水溶液が主体で、その無水クロム酸中の６
価クロムの10〜40％を３価クロムに還元した水溶
液を使用するのが好ましい。またその水溶液にコ
ロイド状に懸濁した酸化珪素（コロイダルシリ
カ）を添加（クロムに対し５〜50％）した混合水
溶液を使用すれば、耐水性はより向上する。

またクロム酸化合物としては、無水クロム酸の
他にクロム酸亜鉛、重クロム酸亜鉛などを使用し
てもよい。プライマーの塗布量はクロム量で50〜
1000mg／m²の範囲で、望ましくは400〜600mg／m²
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つてポリエチレン被
覆と鋼製部材との接着力が低下してくる。次いで
必要であれば、ビスフエノール−Ａタイプが脂環
タイプのエポキシ樹脂プライマーが20〜100μ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
ることによつて更に硬化が速くなる。

次にガスバーナー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３図および第４図に示すよ
うに、部材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つ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、それから溶融粉末は互い
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
鋼管杭の防食被覆は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３図において、９は各防食鋼管杭１の頂
部にわたつ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
示すものであつて、鋼矢板１０の片面にプラスチ
ツ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
側の上部には腹起し材１５が配置され、かつ各腹
起し材１５および各防食鋼矢板壁１３，１４にわ
たつてタイロツド１６が挿通され、さらに防食鋼
矢板壁１３，１４におけるタイロツド貫通部の周
囲の防食被覆は剥離除去され、その防食被覆剥離
によつて生じた鋼矢板露光外面に、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
ロツド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、ビスフエノール−Ａタイプが
脂環タイプエポキシ樹脂プ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１３，１４の上端部にはコンクリートのコー
ピング２０が施上される。

接合部の防食被覆８，１９を構成するプラスチ
ツ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
酸、エステルアクリル酸、無水マレイン酸または
プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、ブタジ
エンなど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クロム酸
化合物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、プラスチツクス層の単独被覆では接着力
の耐久性が劣る。例えばプラスチツクス層の単独
被覆を施した鋼材の試験片の中央に鋼材表面まで
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、完全にプラスチツクス層が剥離してしま
うが、クロム酸化合物のプライマーを予め塗布し
ておくと、１カ月経過しても全く接着力の抵下は
認められない。従つて、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
めて重要である。

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ー
ル化合物、アミン化合物、含硫化合物、亜リン酸
化合物などの耐熱老化剤を1000〜5000ppm、望
ましくは3000ppm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
よつ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、長期耐久性が必要な
防食被覆としは好ましくない。通常の押出被覆が
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1000ppm
前後も添加すれば充分効果はあるが、溶射用のポ
リエチレンにはもつと多量に添加しなければなら
ない。また紫外線による劣化を防止するために、
ベンゾフエノン誘導体、サリチル酸エステル、ベ
ンゾトリアゾール誘導体などの光安定剤やカーボ
ンブラツクを添加する。特にカーボンブラツクは
効果的で2.0ないし3.0％望ましくは2.4から2.6％
添加すれば、紫外線による劣化をほぼ完全に防止
することができる。しかし、カーボンブラツクの
添加量が多過ぎると鋼材との接着力が低下するの
で、カーボンブラツクの添加量は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
にまずカーボンブラツ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ツクを2.4ない
し2.6％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2.5mm以上とする場合、下層の0.05ない
し1.0mmをカーボンブラツク無添加のポリエチレ
ンとし、残りはカーボンブラツク添加のポリエチ
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、クロム酸化合物のプライマ
ーを塗布した上に、ポリエチレン１ｇ中に無水マ
レイン酸基を0.8×10^-4ｇから3.0×10^-4ｇ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ツクが2.4ない
し2.6％添加されているものであつても接着力は
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
持つだけでなく、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・インデツクスは
0.1ｇ／10minから20ｇ／10minまでの範囲で望ま
しくは1.5ｇ／10minから6.0ｇ／10minの範囲で
ある。メルト・インデツ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
が平滑になりにくく、またピンホールを生じ易
い。一方、メルト・インデツクスが大き過ぎるポ
リエチレンは分子量の大き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ない。

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
ツシユの範囲がよい。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ツプになるし、火炎にさら
される粉末の表面積が大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。

一方、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
プラスチツ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、プラスチツクス防食被覆を
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、プラスチツクスの
粉末の溶射によりプラスチツ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
近にも容易にプラスチツ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つて連続して
プラスチツ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
の接合部付近の露出表面に、予めクロム酸化合物
からなるプライマー層を形成したのち、プラスチ
ツクスの粉末の溶射によりプラスチツクの防食被
覆を形成するので、極めてすぐれた耐衝撃性およ
び自然還境に対する耐久性を有し、したがつて、
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つ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図ないし第４図はこの発明の第１実施例を
示すものであつて、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３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つて、第５図は複数の防
食鋼矢板壁を打設してタイロツドにより連結した
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図はタイロツドによる連結部を
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はプラスチツク、３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、１
０は鋼矢板、１１は重防食被覆、１２は防食鋼矢
板、１３および１４は防食鋼矢板壁、１５は腹起
し材、１６はタイロツド、１７は座金、１８はナ
ツト、１９は防食被覆である。

Claims

【特許請求の範囲】

１プラスチツ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、クロム酸化合物からなるプライマー
層を形成したのち、プラスチツクスの粉末の溶射
によりプラスチツ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。