JPS62503040A - スチ−ル強化コンクリ−ト構造物用の陰極防食システムおよびその設置方法 - 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】 発明の名称 スチール強化コンクリート構造物用の陰極防食システムおよびその設置方法 発明の分野 本発明は一般に校区、駐車場天、桟橋（ｐｉｅｒ）およびそのための支柱のよう なスチール強化コンクリート構造物用の陰極防食システムならびに斯かるシステ ムの設置方法に関する。

発明の背景 コンクリート中の強化スチールの腐食に係る問題は周兄である。スチール強化は 一般に校区−？駐車場などのコンクＩＪ　−ト構造物中で何年にもわたシ十分機 能する。ポルトランドセメントのアルカリ性環境が、スチールの表面を腐食しな い「不働体」にするからである。しかしながら困ったことに、１９６０年代に道 路塩の使用が慕しく増大したことならびに海岸付近での構築物の増大は、広範な 問題をもたらした。

この問題が発生したのは、防水、塩や海水中に含まれている塩素イオンや、新コ ンクリートに添加された塩素イオンが、スチール表面を不測体状態に保つコンク リ−１・の能力を破壊することに由る。塩素濃度はコンクリート立方メートル当 シ。、６乃至０．８に９が限界値であシ、それを超えるとコンクリート中のスチ ールは腐食し始める。腐食するとスチールは元の体積の２．５倍になシ、周囲コ ンクリートに引張シ応カを加える。この応力がコンクリートの引張シ強さを超え ると、クランキングや剥離が進行する。腐食、凍結・融解および交通荷重が継続 すると、更に悪化して床に穴があくのである。

、　コンクリート品質、施工方法、表面シーラー、防水膜、被覆強化スチール、 コンクリート添加剤および腐食防止剤などの研究開発努力により、新しい床構築 物の状態は改善されてさた。

特定の防食システムを用いて構築された新しい校区は寿命が長くなり、維持補修 問題はほとんどないことが一般に認められている。しかし、１９７０年代中期以 前に建設された多数のコンクリート構造物は、大部分にゎたシ塩汚染されていて 、危険な速度で悪化が進行している。塩に汚染されたコンクリートを完全撤去せ ずにコンクリート中の腐食を止める手段は、陰極防食だけであると認識されでい る。

陰極防食け、金属にＤＣ電流を加えて陰極にすることにより、あるいは犠牲陽極 を設置することにょシ金属の腐食を減少乃至皆無にする。このようにしてスチー ル表面に外部エネルギーを供給し、それを電流受入れ陰さとして億能させ、第一 鉄イオンの形成を防止するのである。陰極防食は、１９７３年６月に初めて強化 コンク、リート床に適用された。その時以来、知識や技術は改善されたが、強化 スチールに電流を分配するため使用する印加電流＋Ｓ極は相変らず大きな壁であ った。陽極は以下の諸性質金型しなけ扛ばならないのである。

１、交通荷重および環境条件に耐える能力、２、設計寿命が摩耗する表面の寿命 以上であること、３、周囲コンクリートが過早劣化を起さず、強化スチールに良 好な電流分配を与えるのに十分な表面積、４、設置および維持が経済的に妥当で あること。

歴史的には、３種の陽極がコンクリート橋床中のスチールの陰極用に使用されて きた。導電性オーバーレイ、溝切ジ非オーバーレイおよび非導電性オーバーレイ を有する分散陽極（ｄｉｓｔｒｉｌｕｔｅｄ　ａｎｏｄ、ｅ）である。

導電性オーバーレイは最初に使用された陽極であシ、今尚有用なシステムと考え られている。この場合の陽極は代表的にはアスファルト、冶金に用いるコークス 粉末および骨材の混合物を、電流接触体として俄能する高ケイ素鋳鉄と組み合せ たものからなる。このシステムは床表面上に電流を非常に均一に分配し、陽＝ａ 面積が犬なので、下部のポルトランドセメント上には陽極反応生成物からの酸そ の他の化学的攻撃の徴朕は認められない。しかしながら、このコークス−アスフ ァルトオーバーレイは多数の例で構造的崩壊を示し、数年で取換えねばならぬ制 限があった。ヱた、オーバーレイ下のコンクリートが不適切に空気を随伴してい る除には凍結−融解劣化を起し、適正な気泡システムの床にしか使用できぬ制限 があった。

溝切り（ｓｌｏｔｔｅａ）　非万−バーレイ陽住は、陽極寿命と適用性を拡大し 、且つ、校区の死荷重および高さを増大させないシステムｒ笑現するため開発さ れた。このシステムでは、先ず床に約、３０−４５ｃｍ離れた平行な溝を切る。

この溝に陽極表面として機能する炭素と有機有脂からなる「導電性グラウト」混 合物を満たす。この導電性グラウト９導電性には限度があるので、白金めつきし た金属や炭素ストランド導体システムで電流を陽極に分配する。この陽極は適正 な強度？よび凍結−融解耐性を示したが、表面積が小さいので、隣接するコンク リートは陽極反応生成物の酸やガスの攻撃を頻繁に受ける。また、溝が幅広く分 離されているので、強化スチールへの電流の分配は理想的でないっ電流接続に冗 長性がないため、クラッキングその他の断線による破損もあった。更にほこのシ ステムは労力を多大に要し、設置が回期である。

イオン導電性オーバーレイによる分散陽極は溝切りシステムに類似しているが、 設置は容易である。−変法では、導電性ポリマーグラウト陽極を、白金めつきし た金属線および炭素ストランドの電流導体と共に既存床の表面上に直接配置し、 その上をラテックス変性コンクリートまたは通常コンクリートで被う。

剛性の非導電性オーバーレイは、床寿命を延長し、追加塩の浸透を遅らせ、下部 コンクリートに対する凍結−融解損傷を最小にし、新しく・スキットゝ抵抗性の ライディング（ｒｌｄｌｎｇ）表面を付与するので好適である。しかし、このシ ステムにも、電流分配、歌やカスの攻撃および冗長性の欠除に関しては竹切りシ ステムと同じ欠点がある。

剛性のイオン導電性オーツζ−レイと共に使用する別種の陽極には、導電性埋め もどし材料を必要としない可撓性のポリマー陽極材料を使用するものがある。こ れは連続ケーブルとして製造されて大型メツシュに織られ、床上に配されて通常 の剛性オーバーレイで被われる。このシステムは設置に要する時間は少（なるが 、電流分配、酸やガスの攻撃および冗長性のない欠点が尚かつ存する。このよう なポリマー陽極は、米国特許第４．４７３．４５０号および同第４，５０２．９ ２　（１号に記載されている。このポリマー陽極は、約２０ｃｍ×４０ｃｍの空 隙金型するメツシュに織らｎて、商業的に提供されている。ある点でケーブルが 破断すると、かなりの域にわたって陰極防食効果が損なわれる。また、ケーブル の厚み（約８　ｍｍ　）は、薄し・オーバーレイが望ましい場合だけに制限を与 える。

基礎構造上に使用するための第４タイプのシステムは比較的最近でたものである が、陽極材料をコンクリート表面上に直接塗布または散布するシステムである。

Ｉ？ｌＪえば、炭素充填塗料とマスチックをコンクリートに塗布することかでざ る。このシステムは大きな陽憶面槓を提供し、強化スチールへの電流分配は理想 的である。しかしながら、抵抗値が高く、陽極材料が頻繁に剥離して寿命を短（ するので、白金メッキした電線または炭素ストランドの電流コネクター全追加す る必要がある。

例えば、英国公開特許出２ｇ第２．１．４０．４５６　Ａ号は、導電性塗料をコ ンクリート表面に塗布して陽極フィルムを形成する導電性オーバーレイシステム につぎ記載している。白金メッキされたチタンデたはニオブの主陽極が、陽極フ ィルムに電流を供給するため各１０−５０メートル毎（で配置され、実質的に電 流導入部として機能する。

溶射亜鉛の陽極も使用されてきた。（ｇＡＪえば米国特許第４、．５０６，４８ ５号を参照されたい。）亜鉛は自然の電池場慣として機能し、従ってＤＣ％力全 供給する必要がないと、はじめは考えられていた。しかしな逅ら、押船の固定さ れた自然電圧は低過ぎてコンクリート内の十分な距離にわたって電流を放出する ことができす、電力の供給と電流分配システムを尚必要とする。この問題は、亜 鉛の膨張性腐食生成物からもたらされる問題と相俟って、橋上での犠牲陽極シス テムの使用を最小に留めた。

押船陽極全使用するシステムを除き、コンクリート中の強化スチールを陰極防食 処理するあらゆるシステムは、現在まで、電気化学的に活性な陽極哀面として炭 素を使用してきた。炭素が先ず使用されたのは、従来の陰極防食の陽極として広 範囲に使用されていたからであった。炭素が使用された更なる理由は、コンクリ ートの陰極防食が非常に低い電流密度すなわち非常に大きなＩ＠極極面面積必要 とするからであった。これは、陽極が低費用でなげればならぬことを意味し、炭 素は比較的安価である。

純粋の炭素はコンクリ−ト内部での使用に適するような構造では入手できないの で、有磯樹脂、熱可塑性ポリマー、塗料およびマスチック中での導電性フィラー として炭素は使用された。

この技術は炭素の物理的形態を、コンクリートと組み合ぜて使用できる形態にし たが、炭素の他の欠点は残されたままである。

炭素は金属に比べて電気伝導度が低（、精巧な電流導体システムを必要とする。

また、炭素は場慣としては熱力学的に不安定であり、反応して二酸化炭素ＣＯ２ 、炭酸Ｈ２ＣＯ３および炭酸塩ＨＣＯ３、ＣＯ３すどポルトランドセメントに対 して有害な反応生成物を形成するーこれらの反応は動力学的に遅いことは仰られ ているが、陽極寿命に及ぼす影響は重大である。コンクリートなどの固体電解質 と接触している際には、酸化の量は僅かでも陽龜−電解質界面を分断し、電気接 触′ｆ：損う原因となるからである。炭素は電気化学活性に乏しい陽極である。

縦索陽極の単極電位は、塩化物汚染コンクリート中で操作する際には比較的高く 、塩素ガスＣＱ２や次亜塩素酸塩ＣｕＯを放出する。これらの反応生成物はおそ ら（コンクリートには有害ではないが、強い酸化剤なので使用する有機結合剤と 反応し、やはり陽極寿命に問題を起すのである。

要するに、現在まで使用されている陽極のなかで、コンクリート中のスチールの 陰極防食に望まれる全ての性質を有しているものはない。経済的に妥当と思われ るものも多数あるが、陽極に＠接するコンクリートの劣化を防止するために十分 な面積に欠けるものも多数あり、理想的な電流分配をもたらさぬものも多数あり 、陽極寿命に関しては全てのものが深刻な問題を提起している。亜鉛陽惚は酸化 されては化抽鉛になり、これが陽憔−コンクリート界面を分離する。炭素を含有 する陽極は全て高い単極電位で作動し、塩素、酸および二酸化炭素等隣接コンク リートおよび炭素を結合させるため用いた有裁マトリックスに時として損傷を与 える可能性ある生成物を発生する。

バルブ金属基材全型する電気化学的に活性な陽極は既卸であり、多数の用途と（ に塩素、塩素酸塩および次亜塩素酸塩の生産ならびに金属採取プロセスに２ける 酸素陽極として良好に使用されてきた。一般に、このような電極は費用の点から 「高」電流密度用たとえば水銀電解槽での塩素裂造の６−１０ＫＡ／ｌｙＩ′あ るいはイオン交換膜電解槽での３−５　ＫＡ／ｍ’用に特に有利である。このよ うな電極は陰惨防食にも提案されているが、この分野での用途は限られたもので しかなかった。代表的な一陰極防食配列体では、白金めつき銅−チタン芯の線を 使用して金属構造物を防食する。ＰＣＴ出願ＷＯ３０１０１４８８は、白金めつ き純金絶縁ロープの周囲に巻きつげた配列体につき記載している。英国特許出願 第２，０００，８０８Ａ号は、従来の白金めつぎした線または棒を、Ｕまたはｖ 字型スパイン（ｓｐｉｎθ）上に陽極活性材料を有するみぞ切りバルブ金属ス） 　ＩＪツブで置き換えることを提案している。

白金めつぎバルブ金属メツシュも、ある種の構造物の陰極防食用に提案された。

例えばｊ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　１７９　Ｊ　論又谷号１９４を参照されたい。

この論又は、１−１５ミクロンの白金層で被覆された０、０５ｙｒ？未満の一〇 性チタンエキスパンデッドメツシュの使用につき記載しており、該メツシュは２ ．１５　Ａ／ｅＬｒｒ？の電流密度をとり得る。これは、炭素質裏込め全含有す る地床内での分離陽極（ｄｉｓｃｒｅｔｅ　ａｎｏｄｅ）として使用された。Ｑ 、５ｍ”ｉでの総括面積を有するこの種の剛性陽極メツシュは、遠隔構造物の防 食用分離電極として提案されていた。

米国特許第４，５１９，８８６号は、金属構造物の陰極防食用の線状陽極構造体 につき記載している。この構造体は、電力供給ケーブルに沿い間隔をおいて配置 され且つ該ケーブルに接続された、複数の円筒状場慣セグメントからなる。この 円筒状陽極セグメントは、エキスパンデッドチタンを曲げてその形状にし、混合 金属層化物を被覆したものである。

他の陰極防食用に提案されたものを含め、既卸の被覆パルプ金属電位はいずれも コンクリート構造物の陰極防食用に適当でないことが明らかであろう。特にこの 陽慣の設計では、不用途における設置には不適当であり、設置費用は禁止的な値 になるであろう。

請求の範囲に示す本発明の主たる一特徴は、印加電流場慣ヲコンクリート構造物 上のイオン導電性オーバーレイ中に埋置した、新規な陰極防食処理されたスチー ル強化コンクリート構造物において、該陽惺が、バルブ金属ストランドのネット ワークにより定められる空隙形状を有するパルプ金属メツシュの１以上のノート からなることを特徴とする新規な陰極防食スチール強化コンクリート構造物であ る。各メツシュのストランドは多数のノードで連結されて、メソシュ全経由する 電流殻送路に冗長性を付与し、個々のストランドが多数破断した場合にも電流が メツシュに全体に分配されるようにする。バルブ金属メソシュの表面は電気化学 的に活性な被覆を担持する。更に陽憤は、バルブ金属メソシュに電流全供給する ための電流分配部材を１以上含有する。バルブ金属メツシュのシート（単数また はＶ数）は、防食対象構造物の全面積にわた＃）芙質上連続的に伸長し、互いに 垂直な二方向においてメツシュ空隙の最大寸法の２倍より犬なる（隣接する２メ ツシユシ一ト間の）不連続域を有しない。換言すれば、障害物などのために防食 処理されてない関口部全尿（、防食対象の構造物全域は、一枚のメツシュまたは 互いに密に近接した数枚のメツシュにより被覆される。

メツシュは、最大厚み０．１’２５ｃｙｓのエキスノξンデットゞバルズ金属、 代表的にはエキスパンデッドチタンの７−トからなることが好ユしく、該メツシ ュは倍率１０倍以上、好ましくホ１５乃至３０倍の倍率で拡張されたものである 。斯かる拡張は、実質的にダイヤモンド形状の空隙と、メツシュ平方メートル当 り約５００乃至２０００個のノードで相互連結されたバルブ金属ストランドゝの 連続ネットワークを付与する。このようなメツシュは高度に可撓性であって、ダ イヤモンド゛形状の長路に平行なきる。コイルさきされ、高度に拡張さｎたバル ブ金属メソシュ２よびその製造方法に関する更に詳細な事項は、出願（呑照Ｅ０ ０１８２−０２Ａ＆Ｂ）に記載されており、その内容を引用する。

開成に拡張されたパルプ金属メツシュの７一ト全使用する代りに、ｈえは浴接に より六角形すなわちハニカム形状に相互連結されたパルプ金、属リボンで製作し たバルブ金属メツシュ７使用することも可能である。このような複合メツシュは 、エキスパンデッドメツシュに幻して前述したものと同じ寸法要求および形状要 求に合牧′Ｔるものでなければならない。

谷電流分配部材は、メツシュにおけるものと同一の電気化学的に活性な被秒で被 われたノミルブ金属のストリップが好ましく、メツシュに冶金学的に接合される 。駐車場床や校区なと多数の設置物において、メツシュに適正な電流密Ｋｋ付与 するよう計算して、ＦＪｌｏ乃至５０メートルの間隔で電流分配ストリップをメ ツシュに接合するのが有利である。このような設置の際には、パルプ金属メツシ ュの２以上のシートを横切って伸長する、例えば２個のロール全長べて籐きを戻 した２枚の長いメツシュのシートを横切って伸長する共通の電流分配ストリップ を、該シートに接合させることが費用の節約ともなシ、かつまた便利でもある。

電流分配ストリップをメツシュのノードにスポット溶接するのが最も有利である 。このスポット溶接は、適当に薄い電解触媒被覆で被われたメツシュとストリッ プの相面する表面上で行なうことができる。

メツシュの各点は、構造物中のドリル孔に挿入された締結具によりコンクリート に固ボされる。イオン導電性オーバーレイの適用前にメツシュを構造物に固定す る別手段も、接着剤の使用を含めて可能である。この点については、設置方法と 関連して更に詳細に説明する。

２枚の並んだ長尺シートの縁部を重ねて組立時の固定点の数を減らしたり、重ね ると電気接続するよう設計された端部全型ねるｔｌど、２以上のメツシュシート ラ互いに重ね合せてもよい。

しかしながら、各シートが電流分配部材で合体される場合には、シート同志は接 触関係にあってはならず、メツシュのダイヤモンド゛形状孔の最大寸法（ＬＷＤ ）にほぼ相当する距離までの間隔をあけて配置される。

また、一枚以上のメツシュが、駐車上床の排水設備など構造物上の障害物平電流 分配部材全電源に接続するため床に通した孔の周りに切り取９部を有することが ある。

隣接するメツシュシートを直接溶接したり、連結ストリップを介して溶接するこ とも可能ではあるが、通常は好ましくない。

大部分の構造物では、イオン導電性層は、例えば一度に注入した約３−６　ｃｍ 厚みのポルトランドセメントある（・はポリマー変性コンクリートである。通常 、オーバーレイに先立ち、接合グラウトすなわち大きな骨材を含まぬ別個のセメ ント−ベースのグラウトが施される。このグラウトは、混合されて表面上に注が れ、オーバーレイの直前にメツシュにはけ塗シされる。

本発明の陰極防食処理された構造物は、好ましくは、電流分配部材に接続され且 つメツシュストランドの表面積Ｒ当５ｉｏ。

ｍＡまでの電流密度で陰極防食電流を、連続電流あるいは断続電流として供給す るよう配列された電源を有する。

構造物が一連の相並んだ長尺メツシュシートで被れたコンクリート床であって、 共通の電流分配ストリップがシートラ横切って伸長している場合、その電流分配 ストリップを、床下の修繕等のために接近が容易な位置に配置された電源に、床 内の孔を経由して伸長させるのが便利である。

防食処理される構造物は、ｆｌｊえは円柱であってもよ（、メツシュとイオン４ 電性オーバーレイで包み込む。この場合の電流分配部材は円柱上に垂直に配され るストリップであυ、メツシュは、はとんどあるいは全（重複なく円柱の周ｂｔ 包むような寸法に裁断された１以上のシートである。

本発明は、被覆されたバルブ金属メツシュ表面上での酸素の発生に有効な、スト ランド表面積Ｒ当り１００ｍＡ未満の電流密度で、パルプ金属メツシュに連続も しくは断続電流全供給することにより前記の構造物に陰極防食を施す方法にも関 する。

この電流密度は、強化スチールの近傍に適当に参照電極を分布させて定期的にス チールの腐食電位全測定踵防食に望ましい電位にスチールを維持するよう操作電 流密度を設定することにより確立することかでざる。

参辞電惧も、電解触媒被覆を胎したバルブ金属メソシュで製作するのが非常に有 利である。しかしながら、この参照電極は比較的小さいものであって、例えは幅 約１−３ｃｍ×長さ２−１０ｃｍであり、好デしくけ極めて剛性の通常バルブ金 属メツシュで製作される。これらの参照電極は、スチール強化材と同水準のコン クリート構造物内の凹所に水平に置かれ、スチールから水平に約２−３　ｃｍ隔 てて配される。この位置だと参照電極は好ましくも電界内に位ｋｋ占め、スチー ル周囲腐食環境の代表的電解質組成に露出さねる。大部分の構造物ではスチール はコンクリート渋面下約３乃至１０ｃｍに位置する。代表的には、陽極メツシュ の約５００Ｒ域ごとに１乃至２の参照室’Ｆｉ　ｋ配列する。参照電極上の電解 触媒被覆は陽極メツシュ上のそれと同一であるか、あるいは正確な参照電位で歌 素を発生するよう選択された特殊な配合全被覆してもよい。これらの被覆された バルブ金属参照電極は、今日まで使用されている参曲電憔よりもかなりの利点を 有する。例えば、この参照電極の電位は、銀／塩化銀および銅／硫酸銅の参照電 極の場合のように、電解質内で大幅に変化するイオン種濃度に依存しない。また 、この電位は、モリブデン／酸化モリブデン呑鼎電毬の場合のように、電極表面 の反応によυ変化を受けない。

これまで説明してきた本発明の陰極防食システムは下記の諸利点を有する。

一非腐食性バルブ金属（チタン）の使用。このシステムは炭素や腐食性金属たと えば調音使用しない。

−使用時の被覆場慣からは酸素しか発生しない。活性塩素は、それ自材長期有害 効果を有するが、他のタイプの場慣では発生しても、本発明の陽極では発生しな い。

−イオン導電性オーバーレイ内での電気接続には、全て冶金学的結合（溶接）が 使用される。コンクリート内部には機械的接続や銅導電体はない。

一陽極のメツシュ構造が細かいので電流分配が均一になる。

−陽極メッシュは、多電流路として機能する測子という相互連結ストランド゛全 型する。このため、構造物内の応力または将来のコアリングによりストランド８ が何本か破断した際にも、システムは確実に満足な作動を継続する。

−メツシュを電流分配部材に接続する場所には、各メツシュシートごとに数個の 浴接点を設げることができる。もつとも、１乃至２個あれは十分ではある。

一高夏に拡張されたメツシュなので低コストであること、触媒担持量が低いこと および設置が容易であることなどにより、このシステムは非常に費用効果に丁ぐ れたものである。

また、本発明で１更用する電解触媒被覆は、陽極が非常に低い単憎電位で作動し 、陰毬防食用途では２０年以上の寿命が期待されるようなものである。今日まで コンクリート中スチールの隘倹防食に使用されている他の陽性とは異なり、完全 な寸法安定性を有し、塩化物汚染コンク’Ｊ−トから二酸化炭素や塩素を発生さ せることがな℃・。更には、陽極反応から発生する酸が周囲コンクリートに再書 でないｉど十分な表面積を有する。

請求の範囲に示す本発明の主な別特徴は、被覆されたバルブ金属電極を、スチー ル強化コンク！Ｊ　−１−構造物の陰極防食システムにおける印加電流ｌＳ＃極 として設置する新規な方法である。

この新規な方法においては、先ずバルブ金属メツシュの可撓性シートに準備する 。このメツシュは、多数のノードで連結さレタバルブ金属ストランドゝのネット ワークからなり、このネットワークはメツシュを経由する電流搬送路に冗長性を 与え、個々のストランドが多数破断した場合にもメツシュ全体に隈なく有効電流 を分配する。このバルブ金属メツシュは、前述のように表面上に電気化学的に活 性な被覆を有し、ある形状の空隙を有する高度に拡張されたバルブ金属のシート からなることが太いに好ましい。選択により、このコイル巻きされたメツシュに １以上のバルブ金属電流分配部材全冶金学的に接合し、該部材全ロール軸に対し 一般に平行に伸長させてもよい。別法として、現場のメツシュすなわち巻きを戻 したメツシュに電流分配部材全接合してもよい。

本発明による設置方法の基不原理は、被覆されたバルブ金属メツシュの１以上の ロールの巻き全戻し、防食対象のコンクリート構造物の形状に一致させて設置し 、バルブ金属メツシュを構造物に固定し、固定されたバルブ金属メツシュをイオ ン電導性オーバーレイ内に埋置することである。

前述のように、電流分配部材は、ロール巻きされたメツシュすなわち設置前のメ ツシュに冶金学的に接合される。これは、支柱など比較的小さなコンクリート構 造物に適している。このような電流分配部材は、メツシ且の被覆前にメツシュに 溶接してもよ（、あるいは被覆メツシュの巻きを戻しである寸法に切断したあと 、該メツシュ全構造物に設置する前に現場で溶接することもできる。

しかしながら、大部分の大型構造物に関しては、予備被覆したバルブ金属ストリ ップ金、構造物上で巷きを戻したあとのメツシュに、例えば該ストリップを巷き 全戻したメツシュに現場でスポット溶接して冶金学的に接合させるのが非常に有 利であると判明した。続いてこの現場溶接されたストリップをメツシュに電流を 供給するための電流分配部材として使用するのである。

校区や駐車場床などの大型構造物に対して好適な設置方法は、２以上のメツシュ のロールを並べてその巻き全戻し、次に並んだメツシュを横切って伸長する共通 の電流分配横断ストリップでメツシュを電気的に接続する方法である。この方法 は、防食対象の一般に平らな構造物上に電流分配ストリップ全配置させる場合に 有利である。被覆されたバルブ金属のストリップは、システムの電流搬送能力が 所望の値になるよう計算された適当な距離、代表的には１５乃至５０メートル範 囲内の間隔で配置される。このストリップは、ロールの巻きを戻す方向に対して 横に置かれる。続いて第一ロールの巷ぎ全戻し、メツシュを構造物に固定する前 あるいは固定したあと（この方が好ましい）、メツシュをそのノードで横断スト リップにスポット溶接する。

次にメツシュの第二ロールの巻ぎを戻して横断ストリップに溶接し、全構造物が 被れるまでこれを続ける。

別法として、特に垂直表面、変形形状の構造物および下方に面する表面に対して は、先ず地上でメツシュの巷き全戻丁。次に電流分配ストリップを溶接し、メツ シュのシーＩｆ適当な寸法に切断し、もし適当ならば溶接で接合する。次に電流 分配部材？付けたメツシュを構造物の表面に貼りつけ、この構造物の形状に合せ る。この操作は、曲面の周りの包み込み、隅部周囲丁：の曲げ、メツシュ全それ 自身の面で、包」えばらせん表面に適合するよう曲げること、およびメツシュｆ ：適当１！手段−’ｒｒ固定する前に必要に応じメツシュを延伸することを包含 する。

種々の構造物に対しメソシュ上構造物にう止（固定させる方法はいろ〜・ろと実 施されてきた。一方法は、コンクリートにドリルて：穿孔し、メツシュを（７つ かｐと下部に保持する適当な形状の締結具を挿入する方法である。別法て・に、 接着剤によジ、例えばメツシュのノードにホットメル］・接着剤を塗布し、例え ばＰＴＰＥ　被覆のスチールヒートシンクを用いてメツシュを表面に保持してメ ツシュを固定づ−る。このようにキュアされたホントメルト接着剤は約１０砂で 硬化する。別法として、メツシュノートゞの下表面にごボキシでスナップクリッ プ欠固定する方法がある。エポキシの硬化後、丁番的に取り付けられたクリップ のｌｄ部をパチンと下してメツシュを固定するのである。ある場所ではドリル穿 孔と締結具の挿入を行ない、他の場所て・は接着剤を使用するなど、これらの方 法を組み合せることも可能である。

固定の前に、平面性を改善するため、特にふくらみを無（すため、巻き全戻した メツシュを縦および／または横に延伸させることが好頂しい。一般に縦方向に正 常ＳＷＤ寸法の約１０チまで延伸させても全く妥当である。

横断する電流分配ス）　ＩＪツブが存在するので、隣接メツシュの側面全互いに 接触させたジ、溶接したジする必要はない。実際、約Ｉ　Ｌ　’？Ｊ　Ｄまて一 間隔がおいても全く良好である。それにもかかわらず、メツシュの締結点ケ多数 必要とする構造物、たとえば表面が平らでない構造物や、構造的な理由−Ｃ：イ オン導電性オーバーレイを非常に薄くしなｊ−すればならな℃・構造物に対して は、隣接メツシュの側面を若干重ねることも適切て・ある。このようにすると、 固定点の必要数が減少すり。

大きな床面には、数個のメツシュロールをひろげ、並べて配置する。この表面の 幅は、通常、ロール全適当な間隔−Ｃ・配することにより（通常、望ましい最大 間隔はメツシュのＩＬＷＤ、１法である）、あるいはロール全互いに＜・′つつ けることにより、あるいは適当な幅で重ねることにより、所与数のロールでうめ ることがマ：ざる。このため、メツシュの特殊縁部ストリップて：合せるなどの 高価な操作を必要としない。

鼾上場床の排水設備など障害物がある構造物の場所マ゛、その障害物の周囲に合 せるため、メツシュの一部を切り取ることは比収的閣単である。これは簡単なワ イヤカッターを用いて現場で実施することができる。

メツシュロール１個の長さを超える長い構造物に対しては、巻き全戻した一方の メツシュの端部全次のロールの隣接部に重ねて電気接続全付与し、あるいは両隣 接部全互いに溶接し、あるいはこの目的のための溶接ストリップに連結すること ができる。これは、端部の長さが、自身の横断電流分配ストリップに後続するに は不十分て：ある際のみ必要である。重ねによ！ｌｌｌ電気接続させる際には、 重なり部分？下の表面にしつか９と固定することが有利である。

メツシュロールが壁などにはい上る構造物の最端部′″Ｃ：も、メツシュの端部 が壁に対して曲がり、必要に応じて縁取りマ゛ぎるような長さにメツシュを切断 することは簡単なことである。

大部分の構造物１：は、イオン導電性層は約３−６　ｃｍ厚みの、スプレーなど により一度に側こしたポルトランド９セメントコンクリ−１・またはポリマー？ 変性コンクリートからなる。通常、オーバーレイに先立ち接合グラウトすなわち 大ぎな骨材を含まぬ別のセメント−ベースのグラウトが施される。このグラウト は、混合され、表面上に注がれ、オーバーレイの直前にはげぬりされる。

構造的またはその他の理由て：薄（・オーバーレイが必要な場合には、イオン導 電性オーバーレイ中薄い数層にわけて施すことかでざる。メツシュは実質的に第 一層内に埋置される。例えば９０％以上のメツシュが被われる。この点マーメツ シュの突出部分全識別し、次の層？旋すデえにそれらを平らにしたり縁取りする ことがマ゛ぎる。代表的には０．１２５ｃｍまでの厚みのストランド″ヲ使用す る不発明の利点は、ストランドが６ｒｒａｎはどの薄いオーバーレイ中で効果的 に使用できることである。これは他の既仰システムでは効果的に達成され得ない ことである。

前述のように、不発明による陰極防食システムの設置方法は多数の利点を有する 。この設置方法は実施が容易であり、多大な労力を要さす、種々の形状および寸 法の構造物に容易に適用できる。便利なコイル形態のバルブ金属陽極メツシュを 使用することにより、防突対象の大面積構造物に迅速に合せることができる。こ の細かい陽極メツシュは、多数の電流路として機能する測子という相互連結スト ランド１ｆ：提供する。このため、構造物内の応力あるいは将来のコアリングで の応力により何本かのストランド 続するマ：あろう。電流分配部材の現場溶接は単純かつ便利であジ、各メツシュ シートに数個所の溶接全付与することも容易である。もつとも、］乃至２個所あ れは十分て゛はある。結局、メツシュの設置が容易なことと、触媒像担持、高拡 張メツシュの費用が安いことが相俟って、本システムは非常に費用効果にす第１ 図は、本発明で使用する大幅に拡張されたバルブ金属メツシュのダイヤモンド゛ 形状単位を示すものである。

第２図は、電流分配部材２ＬＷＤに沿ってメツシュノートに溶接したバルブ金属 メツシュの一部分である。

第３　図ｔｒ！、メツシュノードの拡大図であり、ノードの２倍の厚みを示す。

第４図は、スチール強化コンクリート床上て゛の設置方法を示す透視図である。

バルブ金属メツシュの金属はチタン、タンタル、ジルコニウムおよびニオブのい ずれかであ“る。メツシュの好適金属には、元素金属それ自身は勿論、これらの 金属同志の合金、他の金属との合金ブよらびにそれらの金属間混合物が包含され る。凹凸性、耐食性および入手性の点で特に興味がもたれるのはチタンである。

金属シートを拡張してメツシュにする場合のシート材料として有用な金属は、は とんど常に焼鈍された金属であろう。このような用途に使用できる焼鈍金属の代 表例は、グレード１チタン、すなわち低脆性の焼鈍チタンである。低脆性なる特 徴は、メツシュを金属シートの拡張により調製する場合、シートが２０パーセン トヲ超える伸びを有しなげればならないため必要なのである。この伸びは、常温 たとえば２０℃で：測定した伸びであって、厚み０．０６３５ｃ！ｎ（０，０２ ５インチ）の５ｃｍ（２インチ）シートで測定した伸びパーセントである。押び が２０パ一セント未満の拡張用金属は、脆すぎるため拡張しても有害なストラン ド破断が起り、有用なメツシュにすることがて：ぎない。

ストランド破断防止の強化には、拡張に使用する金属は、約２４パーセント以上 の伸びを有し、かつ、実質上常に約４０パーセントを超えぬ伸びを肩するものが 有利である。アルミニウムのような金属は不発明のメソシュ用には考えていない し、有用でもない。アルミニウムは耐食性に欠けるので特に不適尚である。有用 金属に関しても焼鈍は重要である。例えばメンタル金属は、焼鈍シートでは３７ 乃至４０パ一セント程度の伸びを期待でざるが、焼鈍されていな（゛形態では、 伸びが３乃至５パーセントに過ぎないので金属メツシュの調製には全（使用でき ない。更には、合金にすると元素金属の脆性を増加させるので適当な合金を注意 深く選択せねば列らない。し１１えば、チタン−パラジウム合金はグレード１チ タンとして市販されていて０．２重量パーセント程度のパラジウムを含有するも のであるが、常温での押びは約２０７ぐ一セントを超え、高価ではあるが特に焼 鈍形態で使用することがて・きる。更に合金を考慮する場合には、選択される特 定合金の腐食抵抗期待値も考慮される。例えばグレード１チタンて゛ば、通常０ ．２重量パーセントの鉄全含有するものが入手でざる。しかしながら、秀れた耐 食性をめるならば、約ｏ、ｏｓｉ量・ξ−セント未満の鉄を含有するグレード１ チタンも入手可能である。一般にこの低鉄含量金属は、耐食性が高いため、多数 の用途に対し好適である。

次に選択された金属から金属メツシュ全直接調製する。金属メツシュの寿命延長 に最良の凹凸度を得るには、バルブ金属のシートまたはコイルからメツシュ金拡 張させるのが好適である。

しかしながら、エキスパンデッド金属メツシュに代えて別種のメソシュも使用可 能である。このような別棟メツシュには、薄い金ｊ１４　リボンを波形にして、 個々のセルたとえばハニカム形状のセルをそのリボンから互いに抵抗溶惑で製っ たものがある。

スリッターまたは波形付与装置が金属リボンの調製に有用であり、大空隙率のメ ソシュの調製には自動抵抗溶接が使用できるであろう。好適拡張技術により、相 互連結された金属ストランドのメツシュを直接得ることが″Ｃ＝きる。代表的に は、注意して適当な押ひの金属全選択（−たならば、このような拡張技術を用い て破断ストランドのな〜・惨めで有用なメツシュが調製されるであろう。更には 、望ましい凹凸と要求される伸び特性を併せ有する柩めて有用な焼斜パルプ金属 では、メツシュの設置時にある程度エキスパンデッド金属を延伸して合せること ができる。

この性質は、平らでない基材表面または形態に防食処理？施す場合に荷に有用て ・あって、このような延伸性を有するメツシュを適用することにより容易に腐食 が防止される。一般にグレート４１チタンメツシユには約１０パーセントまでの 延伸性がある。

更にほこのようにして得られたメツシュは、メツシュの一般面内でメツシュ幅の ５乃至２５倍範囲の曲げ半径の周りに曲げ可能であると期待でざる。

メツシュを金属シートから拡張させる場合には、相互連結された金属ストランｌ −″′（ζ、もとの平面シートまたはコイルの厚みに相当する厚み？有する。通 常、この厚みは約０．０５センチメートル乃至約０．１２５センナメートルの範 囲にある。約０．０５センチメートル未満の厚みを有するシートを使用すると、 拡張操作時に有害となるような数のストランドが破断するだけでなく、取扱いが 困難なほど柔らか過ぎる材料になる。約０．１２５センチメートルを超えるシー トは、経済的な理由で回避される。

拡張操作の結果、ストランドは、ストランドの２倍の厚み２有するノードで相互 連結する。すなわち、ノード厚みは約０．１センチメートル乃至約０．２５セン チメートルの範囲である。更には、拡張後の特殊メツシュのノードは、完全乃至 実質上完全に角張っていない。これは、ノードの厚みを貫（面が巷ぎを戻したメ ツシュロールの水平面に対して完全乃至実質上完全に垂直なることを意味する。

好適バルブ金属のチタンを考慮する場合、メツシュの重量はメツシュ平方メート ル当り通常約０．０５キログラム乃至約０．５キログラムの範囲である。この範 囲は例としてあげたチタンに基（ものであるが、一般のバルブ金属の有用範囲と しても役立つものである。チタンは比重が最も小さなバルブ金属である。

これを基準にして各種パルプ金属の有用範囲をチタンとの比重関係に基ぎ計算す ることができる。再度チタン金的にとると、メツシュ平方メートル当ジ約０．０ ５キログラム未１Ｍの重量スーは、陰極防食頻化のために適正な電流を分配する には不十分であろう。他方、平刃メートル当り約０．５キログラムを超える重賞 は、メツシュの意図する役務に対しほとんど常に非付済的１゛あろう。

次に適当な厚みの金属シートまたはコイルを拡張倍率１０倍以上、好デしくは１ ５倍以上にて拡張し、シートを製造する。

金属シートをもとの面積の３０倍までの倍率で拡張しても、有用なメツシュを調 製することが１゛さる。３０：１に超える拡張倍率りと、２０パ一セント以上の 伸びを有する焼鈍バルブ金属の場合マ：すら、メツシュのストランドが破断され てしまう。他方、約１０：ｌ未満の拡張倍率て：（ｄ１陰慎防食耽を増大させぬ 無駄な金属を残すことになる。更にこの点に関］−１効率的かつ経済的な陰惺防 貢全達取するには、侍られるエキスノξンデッドメッシュの空隙率は８０パ一セ ント以上でなければならない。

エキスパンテッド今次メツシュの空隙率は約９０パーセント以上が最も好デしく 、９２乃至９６％あるいはそれ以上であっても、十分な金属と経済的な電流分配 を供することができる。このような空隙率で、金属ストランド〒多数のノードで 連結してメツシュ全経由する電流ガ送路に冗長性勿付与し、設置時または使用時 に生起する破断など通々のストランドが多数破断することがあっても、メツシュ に隈な（有効電流が分配される。これまで議論してきた拡張倍率の範囲１・に、 メツシュ平方メートル当り約５００乃至約２０００個のノードでほとんど常に相 互連結されているストランド９のネットワークに、金属ストランドに対する好適 な冗長性が付与される。メツシュ平方メートル当り約２０００個を超えるノード 数は非経済的て：ある。他方、メツシュ平方メートル当りの相互連結ノードが約 ５００未満て゛あると、メツシュ内の冗長度は不十分である。

メツシュの重量範囲が前記の通りであってンート厚みが約０．０５−０．１２５ センチメートルであると、このような厚み範囲内のストランドは約０．０５セン チメートル乃至約０．２０センチメートルの幅寸法を有すると期待される。コン クリート中での陰極防食に関しては、相互連結金属の全表面積すなわちストラン ドとノードの表面積の合計を含む全表面積は、金属メツシュにて被われる面積の 約１０パーセント乃至約５０パーセントになる１：あろう。この表面積は、νり えは正方断面のストランドの全４面がを与する全面積であるから、空隙率が９０ パーセントである際にも、メツシュ表面積が１０ノξ−セントよジはるかに犬に なることがある。この面積を本願では「金属の表面積」または「金属表面積」と 称する。金属の全表面積が約１０パーセント未満である場合には、得られるメツ シュは弱過ぎて有害なストランド破断ヲ招（て：あろう。他方、金属の表面積が 約５０パーセン）ｆ超える場合には、防食作用を増加させぬ栄分の金属全供給す ることになろう。

拡張後に得られたメツシュは、容易にコイル形状に巷（ことができ、貯蔵ＪＰ輸 送や更なる操作に供せられる。代表的なパルプ金属のチタンでは、２０センチメ ートル以上の中空内径との外径を有するロールを調製することができる。メツシ ュが約４０乃至約２００メートルの範囲、好ましくは１００メートルまでの範囲 内の長さで調製された際に、メツシュを適当に巻いてコイルとすることができる 。金属チタンの場合、このようなロールは約１０−５０キログラム程度の重量を 有するが、通常は取り扱い易いよう、特にそのあとの被覆や陰極防食のための設 置時に野外で取り扱い易いように３０キログラム未満である。

このように大幅に拡張されたパルプ金属メツシュでは、メツシュの空隙形状はダ イヤモンドｔ、ｚ状孔として形成されるのが最も代表的である。このような「ダ イヤモンド形状」は、約４乃至約９センチメートル、好ｔしくは約６乃至約９ｃ ｒｎのデザイン長’Ｂ２　（ｌｏｎｇ　Ｗａ７　ｏｆ　ｄｅｓｉｇｎ　、　ＬＷ Ｌ３）　（それより長いＬＷＤも考えられる）と約２乃至約４センチメートル、 好ましくは約２．５乃至約４センナメートルのデザイン短路（ｓｈｏｒｔ　ｗａ ｙ　ｏｆｄｅｓｉｇｎ　、　ＳＷＤ　）を有する孔て゛あること全特徴とする。

コンクリート陰極防食の特殊用途では、Ｌ　Ｖ／　Ｄが約９センチメートルを超 えるダイヤモンド゛寸法だと不都合なストランド破断が起り、電圧損失は望まし くない領になる。ＳＷＤが約２センチメートル未満であったり、ＬＷＤが約４セ ンチメートル未満であったシすると、この用途では、望ましい陰極防其に対し不 必要なまでの金属を供することになり不経済となる。

さて、第１図を更に詳細に参照する。多数のダイヤモンド形状？有するシートか らの個々の一ダイヤモンド形状ヲ一般に２で示す。この形状に、連結部（ノード ）４で接合するストランド３から形ＩＯ：される。図に示すように、ストランド ４３と連結部４は、水平方向にデザイン長路を有するダイヤモンド孔を形成して いる。デザイン短絡はその反対の垂直方向にある。相互連結された金属ストラン ド３の表面積につき言及する際、たとえばこの表面積が前述のようにエキスパン デッド金属の総括測定面積の約１０パーセント以上であると云う場合、この表面 積はストランド３と連結器４の周囲の全面積である。例えば正方断面のストラン ド３では、その表面積は図で一方のみが示されている面積の４倍である。すなわ ち、第１図ではストランド″３およびその連結部４は薄く見えるが、エキスパン デッド５金属の総括測定面積に対して２０乃至３０パーセントの表面積を与える のは容易である。第１図の「メツシュの面積」、たとえば本願でメツシュの平方 メートルと云うときの面積は、図面の周辺に引いた仮想線の内部の面積である。

第１図のダイヤモンド内域すＴヨわちストランド３と連結部４の内部にある域ヲ 本願て：は「グイヤモンド孔」と称する。ダイヤモンド孔はＬＷｌ）長とＳ　’ ｗ　１）長を有する域である。便宜上、これを本願では「空隙（ｖｏｉｄ）　Ｊ とも称し、このような域と空隙の周囲の金属域の全体に基ぎ述べる味には「空隙 率Ｊ　（ｖｏｉｄｆｒａｃｔｉｏｎ）　と称する。第１図で指適し、こｎまでに も議論してさたように、本発明で使用する金属メツシュは、慣めて大きな空隙率 を有する。図に示した形状はダイヤモンド形状１：はあ角形などもこの住めて大 ぎな空隙率の達成に使用できる。

さて、第２図を＄照する。谷ストランド２２およびその相互連結部２５から幾つ かの個々のダイヤモン）′２１が形成され、ダイヤモンド形状孔ｋｆ％供してい る。ダイヤモンド２１のうちの一列がストラン１−９２２の相互連結部２５て： 金属ストリップ２３に接合されており、この金属ストリップはダイヤモンド形状 のＬＷＤに沿って走っている。この組立物はスポット溶接２４により一体にされ 、ストリップ２３の下に位置する各ストランド連結部（ノート’−）２５はスポ ット溶接２４にて溶接される。一般に使用される溶接は電気抵抗溶接であり、こ の溶接法は経済の点からほとんど常に単なるスポット溶接である。しかしながら 、その他の同様な溶接仮組たとえはローラー溶接も考えられる。この溶接は、ス トリップ２３とストランド２２との間の電気伝導勿良好にする堅固な相互連結金 属える。特に第２図會＃照すると判るように、ストランド２２と連結部２５は実 質的な平らな形状？とる。本願て：使用する際の斯かる表現は、特に大寸法のメ ツシュシートは貯蔵ぽたは取扱いのために一般にコイル巻きまたはロール香きさ れた状態にあるが、使用の際に巷ぎｔ戻して「実質的に平らな」状、四ソたは形 状下なわち実質的に平らな杉態にできることを意味する。更には、連結部２５は ストランドゝの２倍の厚みを有し、それにより巷ぎ全戻して平らにした隙にも、 その実質的に平面状のすなわち平らな形状物は剛性の連結部を有するのである。

次に第３図の拡大図全参辞すると、ノードはストランドの２倍の厚み（２Ｔ）を 有することｐ：判る。すなわち、個々のストランドは、前述のように約０．１２ ５センナメートルを超えない横方向深さすなわち厚み（Ｔ）と約０．２０センチ メートルズでの幅（Ｗ）？有する。

エキスパンデッド９金属メソシユは、メツシュ形態をとる前またはとった後に触 媒活性材料を被覆され、それにより触媒陽極構造物を形成する。通常はこの前に 、クリーニング操作たとえば脱脂操作がパルプ金属メツシュに施される。このク リーニング操作には、バルブ金属調製分野では周仰のように、電気化学も包含さ れる。本願では「フィルム形成」金属とも称するパルプ金属は、パルプ金属表面 の不働体化’１Ｊ７ｉ止する電気化学的に活性な被覆を伴なわなければ陽極とし て扱能せぬことも周知である。この電気化学的に活性な被覆は、白金あるいはそ の他の白金族金属から提供されるか、あるいは白金族金属腋化物、マグネタイト 、フェライト、コバルトスピネルもしくは混合金属酸化物の被覆など、電気化学 工業における陽極被覆用として開発されてきた活性酸化物被覆のいずれかでもよ い。陽極被覆はフィルム形成金属の欧化物と白金族金属酸化物の固溶体なる混合 金属酸化物であることが、コンクリート構造物の防食寿命を長くするため荷に好 適である。

この長期功其用には、エキスパンデツドメルプ金属メツシュ平方メートル描り約 ０．０５乃至約０．５グラムの白金族金属を含む被覆でなければならない。白金 族金属が約０．０５グラム未満であると、長期にわたるバルブ金属基材の不動体 化の防止に、あるいは十分低い単極電位で酵済的に作動して陽極反応を選択的に 促進するのに電気化学的活性が不十分な被覆となる。他方、エキスパンテッドゞ バルブ金属の平方メートル当り約０．５グラムを超える白金族金属が存在しても 、費用が高くなるだけで、それに見合う陽極寿命の改善は認められない。このメ ツシュの特定実施態様における混合金属酸化Ｆ＠被被覆、酸素発生反応に対する 触媒作用が高く、塩化物で汚染されたコンクリート環境にあっても塩素や次亜塩 素酸塩を発生させることはない０被覆に用いる白金族金属または混合金属酸化物 （ｄ、一般に米国特許第３，２６５，５２６号、同第３，６３２，４．９８号、 同第３．７１１，３８５号芽６よび同第４．５２８，０８４号の１以上に記載さ れているようなものである。更に詳しく述べると、このような白金族金属には、 白金、パラジウム、ロジウムおよびルテニウム、あるいは七れらの合金および他 の金属との合金が含まれる。混合金属ば化物には、これら白金族金属の負召ヒ物 １種以上とパルプ金属またはその他の非貴金属の酸化物１種以上との組合せが包 含される。経済的な点から、米国特許第４，５２８，０８４号に開示されている ような被覆が好ましい。

コンクリートの腐食遅延用途では、金属メツシュ上電流分配部材たとえは第２図 の金属ストリップ２３に接続する。このような部材はほとんど常にパルプ金属で あり、エキスノξンテツドバルプ金属メツシコ〜に専ら用いられる金属と同じ金 属の合金または金属間混合物が好ましい。この電流分配部材は、金属メツシュに しっかりと固定されねばならない。これは、前述のように溶接により為される。

更に溶接は、被覆を通して実施できる。

すなわち、被覆されたストｌ）ツブを被覆されたメツシュ上に置いて被覆面を接 触させても、溶接は容易に進行する。このストリップはあらゆるノードでメツシ ュに溶接可能であバ七れにより電流が均一に分配される。この部材をメツシュ片 に沿って約３０メ一トル目に配置させれは、通常は、電流分配部材として十分に 機能する。

コンクリートの陰極防食用途では、電流分配部材の埋置された部分にも、たとえ ばメツシュと同じ電気化学的に活性な被覆音節すことが重要である。！覆重量に 関しても、メソシュに対して払ったものと同様な考ボが、電流分配部材に対して も重要である。この部材全メツシュに接続させるのは、部材に被覆を施す前て： も後でもよい。次に電流分配部材を、コンクリート環境の外側で電流導体に接続 させる。この電流導体はコンクリートの外部にあり、８Ｎする必要はない。例え ばコンクリ−ト橋床の場合、電流分配部材は、孔會通して電流導体の位置する床 表面の下まで伸長する棒である。このように、機械的な電流接＠は全て仕上げコ ンクリート構造物の外側で１ｘ８れ、従って必要時に接近して修繕等を容易に施 すことができる。コンクリートの外部での電流分配棒への接続は、ボルト付きク ワ形−ラグ接続具など通常の機械的手段による。

下記仕様に従って製造したメツシュを、以下で説明する設置方法の例で使用した 。

組　成　チタン　グレード１ ０−ル幅　１１２．５ｃｍ（４５インチ）長　さ　７５乃至１５０ｍ（２５０乃 至５００フイート）重　量　１１．７に９／１００ｉ、（２６ボントン１０００ フイート　）曲げ半径　０．２４ｃｍ、（”７３２インチ）メッシュ面での曲げ 半径　１５ｍ（５０フイート）タイプ２メツ１シユ 組　成　チタン　グレー）Ｊ１ ０−ル幅　１２２ｃｍ、（４フイート）長　さ　７５乃至１５０ｍ（２５０乃至 ５００フィー１−）重　量　２０，２Ｋｉ１００ｒｒ？（４５，１”ント’／１ ０００フィート）曲げ半径　０．２４ｃｍ（３／３２インチ）メツシュ面での凹 げ半径　１５ｍ（５０フィート）すすめられる最大の陽性−コンクリート界面電 流密度の約１００ｍ’Ａ／ｍ’（１０ｍＡ／フィート）で良好な酸素選択性を与 える混合金属酸化物をこれらのメツシュに被覆する。この触媒の貴金属装荷量は 約０．０５乃至０．５９／メツシュ平方メートルである。幅約１．２５ｃｍ（０ ，５インチ）、厚み約０．１　ｃｍ　（０，”０４インチ）の同一チタン製のス トリップから製造した電流分配部材に同様の薄い触媒被覆を施す。

コンクリート床やコンクリート基礎などの腐食防止用に被覆メツシュを適用する のは間単である。適当な電気化学的に活性な被覆を施された大幅に拡張されたバ ルブ金属メツシュのロール（以下で単に「陽極ｊと称することもある）？、この ような床や基礎上で巻ぎを戻す。メツシュ？基礎に固定する手段は、金属メツシ ュをコンクリートに結びつげるのに有用で、メツシュの陽極としての性質に悪影 響金与えぬものならば如何なるものでもよい。通常、非導電性の保持部材が有用 である。このような保持部材は経済的な点で釘状またはスタッド状のプラスチッ クが有利である。例えは、ホリハロゲン化ビニルやポリオレフィンなどのプラス チックが有用である。このプラスチック設保持具を、コンクリート内にドリル穿 孔した孔に挿入する。このような保持具は頭部が犬きくなっていて、メツシュの ストランドを頭部の下ではさんで陽極全保持する。あるいは、保持具に部分的に みぞ金切り、コンクリート内にドリル穿孔した孔の直上に位置するメツシュのス トラン）パヲつかむようにしてもよい。

陽ｈｗ配したあと、保持具によりコンクリートに密着されている間に、イオン導 電性オーバーレイを用いて陽極構造物を完全に被覆する。このようなオーバーレ イは、陽極とコンクリート基恍との接触を更に堅固にする。有用なイオン導電性 オーバーレイにはポルトランドセメントおよびポリマー変性コンクリートが包含 される。

代表的な操作では、約２乃至約６センチメードルのポルトランドセメントまたは ラテックス変性コンクリートを陽極の上に置（。薄いオーバーレイが特に望まれ る場合には、約０．５乃至約２センチメートルのポリマー変性コンクリートで陽 極全被覆する。陽極のエキス・ξンデッドバルブ金属メツシュ基材は、金属強化 手段として機能する追加利点も有しており、それによジオーノζ−レイの慨械的 性質ならびに有効寿命を改善する。金属メツシュ陽極構造物は、校区や支柱など の基礎コンクリート構造物の補修分野で周知の材料と共に、該分野で周知の技術 を用℃・て使用することができる。

第４図は、前記仕様の高度に拡張されたチタンを、４０で一般的に示すスチール 強化コンクリート床上に設置している図である。はじめに床のスチール強化材の 腐貢度および陰極防食による保存の適性を、適当な電位測定を含む既矧技術を用 いて試験する。

メツシュのロール３２を敷（前に、触媒被覆したチタンの電流分配ストリップ２ ３ケ、床４０全横切る方向に適当な間隔をあげて配置する。タイプ１メツシユを 設置する際には、電流分配部材２３を、長さ方向に約１．８メートル（６フイー ト）の間隔をあげて配置する。ある位置で（図示していない）、ストリップ２３ は床４０内の孔を経由（−で電源に接続するよう伸長する。タイプ１のメツシュ では、電力供給位置の間隔はメツシュの幅方向に約７．２メートル（２４フイー ト）である。タイプ２メツシユでは、この幅方向の間隔は約９．８メートル（３ ２フイート）である。

第４図の第１陽極３０は、ロールから巻きを戻されて既に敷かれており、縦方向 に約５−１０％延伸され、床内にドリル穿孔された孔にプラスチッククリップ３ １を挿入することにより床４０に固定されている。このように固定したあと、横 断する電流分配ストリップ２３に、メツシュ３０をメツシュのノード２５（第２ 図に示す）でスポット溶接する。この溶接操作のために、銅棒３５をメツシュ３ ０とストリップ２３の下に挿入する。このように′すると、十分な溶接電流が溶 接部に通じる。メツシュ幅を横切る全てのノードあるいは選択されｆ？、、数の ノードの溶接を終えたあと、棒３５をメツシュの下から取り出し、第４図に示す ように、メツシュ３０の次のロールを受ける位置のストリップ２３の下に配置す る。

図に示すように、巻きを戻されたメツシュ３０の隣接シートは距離りで陽てられ ている。約ＩＬＷＤ長までの間隔をあげても、下のスチールに一様な陰極防食効 果全厚えることが可能″′Ｃ：ある。別法として、床４００幅に合せる必要があ れは、メツシュの端部をたとえば約ＩＬＷＤ長まで、あるいはそれ以上重ねるこ ともできる。

このようにしてメツシュの全ロールを敷き、隅部、端部等の変形形状に合せたあ と、メツシュ３０を含む床４０をセメントベースのグラウトの薄い層に埋置する 。次に約４４−６Ｃのポルトランドセメントまたはポリマー変性コンクリートの イオン導電性層を、注入または散布によジ塗布する。

設置時すなわちメツシュ３６を敷いて固定したあと、その上で作業したり、その 上で自動車を動かすことは可能であり、メツシュを損う危険はほとんどなく、更 にはたまたま何本かのストランドが破断じたとしても、メツシュの冗長匿が大な るため陰極防食に悪影響を与えることはない。

手続補正書（方式） 昭和６２年　９月　ノ　日 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８６１００９３Ｂ ２、発明の名称 スチール強化コンクリ−１・構造物用の陰極防食システムおよびその設置方法 ３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 住所 名　称　エルチック・システムズ・コーポレーション４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６号室 ５、補正命令の日付　昭和６２年　８月２５日　■送日）６、補正の対象 タイプ印書により浄書した明細書及び請求の範囲の翻訳文国際調斉報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　、Ｐ、Ｅ　Ｉ）ｉＴＥＲＴｈ！ＡＴ：０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣ ＨＲＥ？ＱＲＴ　ＯＮ！ＮＴＥＲ，’ｌＡＴ：０ＮＡＬ　ＡＰＰＩＪＣＡＴＩＣ Ｎ　Ｎｏ、　ＰＣＴ、”ＪＳ　８６１００９３３　（ＳＡ　１３１’？６１曽・ −―＋ｅ−―−−−＋雪臂―中−慟・＋＋＋＋―−―−−帽　−一呻暢−−伽や 一噂−−−−−　伽−一轡呻一・・―蛭曽−

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. １．コンクリート構造物上のイオン導電性オーバーレイ中に埋置された印加電流 陽極からなる陰極防食処理されたスチール強化コンクリート構造物において、該 陽極が、バルブ金属ストランドのネツトワークにて定められるある種の形状の空 隙を有する１以上のバルブ金属メツシユのシートからなり、該バルブ金属メツシ ユの表面が電気化学的に活性な被覆を担持し、前記のバルブ金属メツシユの１以 上のシートが、防食対象構造物の全域にわたり実質上連続的に伸長し、互いに垂 直な二方向においてメツシユ空隙の最大寸法の２倍より大なる不連続域を有さす 、かつ、該陽極が、バルブ金属メツシユに電流を供給するための電流分配部材を １以上含有することを特徴とする陰極防食処理されたスチール強化コンクリート 構造物。
2. ２．メツシユが、１０倍以上、好ましくは１５乃至３０倍の倍率で、実質的にダ イヤモンド形状の空隙と、メツシユ平方メートル当り約５００乃至２０００個の ノードで相互連結されるバルブ金属ストランドの連続ネツトワークを付与するよ う拡張されたエキスパンデツドバルブ金属のシートからなる、請求の範囲第１項 に記載の構造物。
3. ３．前記の１以上の電流分配部材が、電気化学的に活性な被覆を施され、かつ、 メツシユに冶金学的に接合されたバルブ金属のストリツプである、請求の範囲第 １項に記載の構造物。
4. ４．複数の電流分配ストリツプを約１０乃至５０メートルの間隔でメツツユに接 合する、請求の範囲第３項に記載の構造物。
5. ５．共通の電流分配ストリツプか、２以上のバルブ金属メツシユのシートに接合 され、かつ、該シートを横切つて伸長する、請求の範囲第３項に記載の構造物。
6. ６．電流分配ストリツプをメツシユのノードにスポツト溶接する、請求の範囲第 ３項、第４項または第５項に記載の構造物。
7. ７．構造物中のドリル孔に挿入された締結具で、メツシユをコンクリート構造物 に固定する、請求の範囲第１項に記載の構造物。
8. ８．２以上のメツシユのシートが互いに重なつている請求の範囲第１項に記載の 構造物。
9. ９．１以上のメツシユのシートが、構造物上の障害物と境を接した切り取り部分 を有する、請求の範囲第１項に記載の構造物。
10. １０．メツシユの隣接するシートを互いに溶接する、請求の範囲第１項に記載の 構造物。
11. １１．セメントベースの接着グラウトをメツシユ上に塗布し、かつ、その上にイ オン導電性オーバーレイを塗布する、請求の範囲第１項に記載の構造物。
12. １２．ストランド表面積ｍ２当り１００ｍＡまでの電流密度で陰極防食電流を供 給するため、電流分配部材に接続された電源を更に有す、請求の範囲第１項に記 載の構造物。
13. １３．共通の電流分配ストリツプが床内の孔を経て床下に配置される電源に伸長 することを特徴とする、シートを横切つて伸長する共通の電流分配ストリツプを 有する一連の相並んだ長いメツシユのシートにて被われたコンクリート床である 、請求の範囲第１２項に記載の構造物。
14. １４．コンクリート内の防食対象スチールの近くに埋置される１以上の参照電極 を更に含有し、前記の参照電極が触媒被覆を施されたバルブ金属のシートである 、請求の範囲第１項に記載の構造物。
15. １５．メツシユとイオン導電性オーバーレイで包まれたコンクリート柱である、 請求の範囲第１，項に記載の構造物。
16. １６．構造物が、橋床、駐車場床、桟橋（ｐｉｅｒ）またはそのための支柱であ る、請求の範囲第１項に記載の構造物。
17. １７．被覆されたバルブ金属メツシユの表面上での酸素発生に有効な電流密度で 、バルブ金属メツシユ陽極に連続電流もしくは断続電流を供給することからなる 、請求の範囲第１項に記載の構造物に陰極防食を施す方法。
18. １８．−多数のノードで連結されていて、個々のストランドが多数破断された際 にもメツシユ全体に有効電流を分配させる冗長性をメツシユ経由の電流搬送路に 付与するようなバルブ金属ストランドのネツトワークからなり、ロール巻きされ たバルブ金属メツシユの表面が電気化学的に活性な被覆を担持する、バルブ金属 メツシユの可撓性シートのロールを準備すること；−被覆されたバルブ金属メツ シユの巻きを戻し、防食対象のコンクリート構造物の形に合せてそれを設置する こと；−バルブ金属メツシユを構造物に固定すること；および−固定されたバル ブ金属メツシユをイオン導電性オーバーレイ内に埋置すること； からなる、スチール強化コンクリート構造物用陰極防食システムの印加電流陽極 として被覆されたバルブ金属電極を設置する方法。
19. １９．バルブ金属メツシユが、１０以上：１、好ましくは１５１乃至３０：１の 倍率で、実質的にダイヤモンド形状の空隙とメツシユ平方メートル当り約５００ 乃至２０００個のノードで相互連結されたバルブ金属ストランドの連続ネツトワ ークを付与するよう拡張されたエキスパンデツドバルブ金属のシートからなる、 請求の範囲第１８項に記載の方法。
20. ２０．１以上の電流分配部材を、構造物の形状に合せて設置する前のメツシユに 冶金学的に接合する、請求の範囲第１８項に記載の方法。
21. ２１．構造物上でメツシユの巻きを戻し、かつ、被覆されたバルブ金属のストリ ツプを巻きを戻したメツシユに冶金学的に接合して、メツシユに電流を供給する ための電流分配部材を付与する請求の範囲第１８項に記載の方法。
22. ２２．約１０乃至５０メートルの間隔で電流分配ストリツプをメツシユに接合す る、請求の範囲第２１項に記載の方法。
23. ２３．２個のメツシユのロールを並べて巻きを戻し、共通の横断する電流分配部 材にて接続する、請求の範囲第２１項に記載の方法。
24. ２４．メツシユを設置する前に、ロールの巻きを戻す方向に対して横断的に１以 上の電流分配ストリツプを構造物上に配置すること、構造物上でメツシユの第１ ロールの巻きを戻して、それを電流分配部材（単数または複数）に接合すること 、次に構造物上でメツシユの第２ロールの巻きを戻して、それを電流分配部材（ 単数または複数）に接合することからなる請求の範囲第２３項に記載の方法。
25. ２５．電流分配ストリツプをメツシユのノードにスポツト溶接する請求の範囲第 ２１，２２，２３または２４項に記載の方法。
26. ２６．構造物にドリルで穴をあけて、メツシユを保持する締結具を挿入すること により、メツシユを構造物に固定する請求の範囲第２１項に記載の方法。
27. ２７．メツシユと構造物の間、あるいは締結具と構造物の間に接着剤を配するこ とにより、メツシユを構造物に固定する請求の範囲第１８項または第２６項に記 載の方法。
28. ２８．固定する前にメツシユを構造物上で延伸することを包含する、請求の範囲 第１８項に記載の方法。
29. ２９．２個以上のメツシユのロールを重なるように並べて巻きを戻す、請求の範 囲第２８項または第２３項に記載の方法。
30. ３０．構造物上の障害物の周囲に合せて巻きを戻したメツシユの部分を切り取る ことを包含する、請求の範囲第１８項に記載の方法。
31. ３１．メツシユの巻きを戻したロールの端部が、メツシエの隣接部分と重なつて 電気的に接続する、請求の範囲第２１項に記載の方法。
32. ３２．メツシユの隣接部分を互いに溶接する、請求の範囲第１８項に記載の方法 。
33. ３３．イオン導電性オーバーレイを配する前に、構造物上の固定されたバルブ金 属メツシユ上にセメントベースの接合グラウトを配する、請求の範囲第１８項に 記載の方法。
34. ３４．請求の範囲第１８項に記載の方法により設置したバルブ金属メツシユの印 加電流陽極を有する、陰極防食処理されたスチール強化コンクリート構造物。
35. ３５．構造物が、橋床、駐車場床、桟橋またはそのための支柱である、請求の範 囲第３４項に記載の構造物。
36. ３６．被覆されたバルブ金属メツシユ電極を請求の範囲第１８項に記載の方法に 従つて設置すること、該電極を印加電流陽極として接続することおよびメツシユ のストランドの表面積ｍ２当り約１００ｍＡまでの電流密度で電流を供給するこ とからなる、スチール強化コンクリート構造物に陰極防食処理を施す方法。