鉄筋コンクリート構造物に対する電気防食用陽極材の設置方法

本発明は、電気防食方法の一方式である線状陽極方式における鉄筋コンクリート構造物に対する電気防食用陽極の設置方法に関する。

従来、鉄筋コンクリート構造物に対する電気防食方法の一方式として線状陽極方式が知られている。

線状陽極方式においては、コンクリート表面に一定の間隔を置いて複数の長溝を切削により形成し、その長溝内に陽極材を挿入して長溝底部に支持させた固定具等により仮固定した後、セメントモルタル等のセメント系固化材からなる充填材を溝内に充填することによりコンクリート内に電気防食用の陽極材を埋設するとともに溝を修復する。

この線状陽極方式に用いられる陽極材は、網目状金属帯状材又は平板状金属板材をもって厚さ０．５〜１．３ｍｍ程度、幅１０〜２５ｍｍ程度の帯状に形成され、例えば図８に示す垂直設置方法又は図８に示す水平設置方法により設置されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

垂直設置方法では、図８に示すように鉄筋コンクリート構造物２０の表面に対し垂直方向に向けた幅４〜６ｍｍ、深さ２０〜２５ｍｍ程度のスリット状の長溝２１をカッター等により切削して形成し、当該長溝２１に陽極材２２を幅方向に向けて挿入した後、セメント系固化材からなる充填材２３を充填するようにしている。

一方、水平設置方法では、図９に示すように鉄筋コンクリート構造物２０の表面に陽極材２２の幅を考慮して間隔を置いてカッター等によりスリット状の溝を複数形成し、各溝間の部分をチッパー等によりハツリ取ることで幅１０〜２５ｍｍ程度、深さ１０〜２０ｍｍ程度の幅広凹溝状の長溝２４を形成し、そこに溝底面と平行な配置に陽極材２２を嵌め込んだ後、セメント系固化材からなる充填材２３を充填するようにしている。

尚、これらの陽極材の設置は、電気防食を施工する鉄筋コンクリート構造物の鉄筋量に応じてなされ、鉄筋量が多い場合には、陽極材の設置間隔を狭めて陽極数を増すか或いは面積の大きな陽極材を用いることで対応し、鉄筋量が少ない場合には、陽極材の設置間隔を広くとることで対応している。

また上記垂直設置方法及び水平設置方法の何れも、従来は鉄筋コンクリート構造物の長さ方向即ち、埋設されている主方向補強鋼材と平行となる配置に設置している。 本発明において、主方向補強鋼材とは鉄筋コンクリート構造物における主鉄筋またはプレストレストコンクリート構造物におけるＰＣ鋼材を意味する。

上記垂直配置方法と水平配置方法とを比較すると、垂直配置方法の方がコンクリート切削量や充填材の充填量及び施工後の表面仕上げ面積が少なく、水平配置よりもコストが低く抑えられるが、施工しようとするコンクリート構造物の鉄筋に対するコンクリートの被りが、水平配置に比べて大きいものである必要がある。

コンクリート被りが小さい鉄筋コンクリート構造物の場合には、コスト高となる水平配置を採用せざるを得ず、しかも陽極材設置のためのみぞの深さが十分取れないような被りの極端に少ない鉄筋コンクリート構造物に対して施工する場合には陽極材保護のための保護材を、構造物表面から突出した状態で被着させる必要がある。

一方、中小の橋梁や桟橋などの架橋構造物には、工場で生産したプレキャストＰＣ桁（プレストレストコンクリート桁）を架設位置に複数本並べて架設し、架橋構造物の長さ方向に直交する方向は、これらの架橋構造物に跨らせてプレストレスを導入したり、鉄筋を配したりして一体化した形式のものが多数存在し、これらに対しても線状陽極方式による電気防食工法が多く採用されている。

一般に桟橋等に使用されているプレキャスＰＣ構造物においては、該構造物の長さ方向に配置した主方向補強鋼材の外側にこれを囲む配置のスターラップが配置されている場合が殆どであり、スターラップのコンクリート被り厚が極端に少ないものが多く存在している。

このようなコンクリート構造物にその長さ方向に向けて陽極を設置する場合には、前述した水平配置法を採用せざるを得ず、コスト高とならざるを得ないという問題がある。

また、場合によっては被り厚が、設計図通りではない場所があり、しかも被り厚が小さい場合には、保護材の盛り上げによる被着が必要になり、施工に多くの手数を要するとともに材料費も多く要し、しかも外見上も好ましくないという問題があった。

更に、Ｉ型断面のプレキャストＰＣ桁の場合には、その底面に桁計1本あたり陽極材を２列配置に設置せざるを得ず、桁底面幅が小さい場合や鋼材量が少ない場合には過剰な配置となる場合があった。

更に、コンクリート構造物の底面に、その長さ方向に向けて陽極を設置する場合、主桁の側面は、陽極から離れすぎていて電気防食の効果が期待できないという問題があった。

本発明は、上述の如き従来の問題に鑑み、コンクリートの被り厚が小さい場合においても、施工性、施工コストの面で有利な垂直設置法を採用でき、しかもプレキャストＰＣ桁等のコンクリート桁を並べて架設することによって構成される架橋構造物においても、各コンクリート桁の側面に対する電気防食効果が発揮され、更に従来に比べて使用する陽極材量が過剰ではなく適切な配置とすることができる鉄筋コンクリート構造物に対する電気防食用陽極材の設置方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、既設コンクリート構造物の表面に電気防食用の陽極材を埋設するための陽極埋設溝を形成し、該陽極埋設溝内に陽極材を挿入した後、該溝内を充填材で埋める鉄筋コンクリート構造物に対する電気防食用陽極材の設置方法において、前記鉄筋コンクリート構造物の表面に、該構造物に埋設されている主方向補強鋼材と直行する向きで、該主方向補強鋼材に対するスターラップの無い位置に前記陽極埋設溝を形成し、該陽極埋設溝内に、前記陽極材を埋設することにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記既設コンクリート構造物が、プレキャストＰＣ桁を複数並べて架設した架橋構造物であり、該架橋構造物を構成する複数のプレキャストＰＣ桁に跨らせて前記コンクリート桁に埋設されている主方向補強鋼材と直行する前記陽極埋設溝を形成し、該陽極埋設溝内に、前記複数のプレキャストＰＣ桁に跨らせて連続した前記陽極材を埋設するとともに前記プレキャストＰＣ桁間の陽極設置部分には、該プレキャストＰＣ桁間の隙間を桁間閉鎖材で埋め、該桁間閉鎖材内に前記陽極材を埋設させることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記桁間閉鎖材は、板状材をコ字型に形成したコ字型ゴム状弾性材をもって構成させ、該コ字型ゴム状弾性材をそのコ字型の両平行片部間の解放部を前記陽極設置部分に位置させて前記プレキャストＰＣ桁間に圧入することにより設置することにある。

本発明に係る鉄筋コンクリート構造物に対する電気防食用陽極材の設置方法は、請求項1に記載のように、既設コンクリート構造物の表面に電気防食用の陽極材を埋設するための陽極埋設溝を形成し、該陽極埋設溝内に陽極材を挿入した後、該溝内を充填材で埋める鉄筋コンクリート構造物に対する電気防食用陽極材の設置方法において、前記鉄筋コンクリート構造物の表面に、該構造物に埋設されている主方向補強鋼材と直行する向きで、該主方向補強鋼材に対するスターラップの無い位置に前記陽極埋設溝を形成し、該陽極埋設溝内に、前記陽極材を埋設するようにしたことにより、コンクリートの被り厚の少ないコンクリート構造物であっても、スターラップの太さ分だけ深い陽極埋設溝を形成することができ、従来は水平配置方法によらなければ施工できなかったようなコンクリートの被り厚が小さいコンクリート構造物であっても、垂直配置方法による施工が可能となり、陽極埋設溝の形成作業が容易となり、切削屑も少なく、埋設のための充填材の量も少なく、表面の仕上げ作業も少なくなり、低コストで施工できる。

本発明においては請求項２に記載のように、前記既設コンクリート構造物が、プレキャストＰＣ桁を複数並べて架設した架橋構造物であり、該架橋構造物を構成する複数のプレキャストＰＣ桁に跨らせて前記コンクリート桁に埋設されている主方向補強鋼材と直行する前記陽極埋設溝を形成し、該陽極埋設溝内に、前記複数のプレキャストＰＣ桁に跨らせて連続した前記陽極材を埋設するとともに前記プレキャストＰＣ桁間の陽極設置部分には、該プレキャストＰＣ桁間の隙間を桁間閉鎖材で埋め、該桁間閉鎖材内に前記陽極材を埋設させることにより、従来のように主方向補強鋼材と平行に陽極材を埋設したものに比べ、桁間の側面に近い位置に陽極材が埋設されることとなり、プレキャストＰＣ桁２の側面にも電気防食効果を及ぼすことができる。

また、この場合には、従来の主方向補強鋼材と平行な向きに埋設した場合に比べ、陽極埋設溝の切削長さ及び使用する陽極材を短くすることができる。

本発明においては、請求項３に記載のように、桁間閉鎖材は、板状材をコ字型に形成したコ字型ゴム状弾性材をもって構成させ、該コ字型ゴム状弾性材をそのコ字型の両平行片部間の解放部を前記陽極設置部分に位置させて前記プレキャストＰＣ桁間に圧入することにより設置することとしたことにより、プレキャストＰＣ桁間における電極材の上側および両側の空隙閉鎖が、予め形成したゴム状弾性材の押し込み作業によってなされ、しかもその内部は陽極材挿入後の充填剤の注入は、陽極埋設溝内への充填材の注入作業によって共に施工が可能であり、作業性が良く、低コスト化に寄与する。

プレキャストＰＣ桁を並べて構成した鉄筋コンクリート構造物に対して本発明方法により陽極材を設置した一例を示す断面図である。

同上の鉄筋コンクリート構造物の底面図である。

同上の陽極材埋設部分の部分拡大断面図である。

図３中のＡ−Ａ線部分の拡大断面図である。

図３中のＢ−Ｂ線部分の拡大断面図である。

本発明方法と従来の垂直設置方法との陽極埋設溝及び陽極材長さを比較するための従来例の底面図である。

本発明における鉄筋コンクリート構造物を構成するプレキャストＰＣ桁の他の例を示す切断端面図である。

従来の垂直設置方法による陽極材の設置状態を示す部分拡大断面図である。

従来の水平設置方法による陽極材の設置状態を示す部分拡大断面図である。

次に、本発明に係る実施の態様を、図面に示した実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明方法により電気防食用陽極材を設置して、非消耗線状陽極方式による電気防食が施された鉄筋コンクリート構造物の一例を示し、図中符号１は鉄筋コンクリート構造物である桟橋である。 この桟橋１は、複数のプレキャストＰＣ桁２，２......を並べて架設することによって構成されている。 各プレキャストＰＣ桁２，２......は、その各下フランジ側面３，３を所定の隙間６をもたせた状態で平行に並べて架設されている。
本例では、プレキャストＰＣ桁２としてＩ型断面のものを示しているが、この他、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すような矩形中空型断面、同（ｄ）に示すような矩形中実型断面等、各種の断面形状をしたプレキャストＰＣ桁を並べて架設したものであってもよい。

この桟橋１の底面に、各プレキャストＰＣ桁２，２......の内部の主方向補強鋼材４と直行する方向に向けた所定数の陽極埋設溝１０，１０......が、所定の間隔を隔てて形成されている。

桟橋１の底面の各陽極埋設溝１０は、各プレキャストＰＣ桁２，２......に跨って一直線上配置となるように形成されている。

この各陽極埋設溝１０は、図４に示すように、断面が上下に細長いスリット状をなしており、プレキャストＰＣ桁２，２......の底面のスターラップ５，５......の無い位置を選定し、一定間隔を隔てて平行配置に形成されている。

各陽極埋設溝１０，１０......内には、その奥部に陽極材１１が挿入されている。 陽極材１１は、一例としてチタン等の不溶性金属材からなる網目状の細長帯状に形成され、幅ｘを上下方向に向けた垂直配置として挿入されている。 また、陽極材１１は、帯状厚み方向に振幅方向を向け、且つ帯状長手方向に進行方向を向けた波形状に形成され、振幅を陽極埋設溝１０の幅より大きく形成したものを使用し、これを陽極埋設溝１０に圧入するようにすることにより、下向きの陽極埋設溝であっても陽極材１１の脱落を防止しつつ挿入することができる。

陽極材１１が挿入された陽極埋設溝１０内には、無収縮モルタル、セメントミルク等のセメント系固化材からなる充填材１２を充填することによって、陽極材１１を埋設している。

尚、各プレキャストＰＣ桁２，２間の隙間６は、桁間閉鎖材１３によって陽極材１１の上側及び両側部が囲われ、その内部に陽極材１１が埋設されている。 この桁間閉鎖材１３は、ゴム状弾性材からなる隙間６よりやや厚い板材を図５に示すようにコ字型に形成し、そのコ字型を下向きにし、該コ字型の両平行片部１４，１４間の解放部１５内に陽極材１１が挿通されて、該解放部１５内には充填材１２が充填されている。

このように構成される電気防食における陽極材の埋設は、図２、図４に示すようにプレキャストＰＣ桁２，２......におけるスターラップ５，５......の無い位置で、一定間隔毎に陽極埋設溝１０が形成できる位置を選定する。 スターラップ５の位置は、プレキャストＰＣ桁２の製造時における設計図を基に割り出してもよく、また、非破壊検査法によって割り出してもよい。

陽極埋設溝１０の形成位置を選定した後、隣り合うプレキャストＰＣ桁２，２の下フランジ側面３，３間における陽極埋設溝形成位置に当たる部分の隙間６に桁間閉鎖材１３を圧入する。

この桁間閉鎖材１３は、ゴム状弾性材からなる隙間６よりやや厚い板材を図５に示すようにコ字型に形成しておき、そのコ字型を下向きにし、該コ字型の両平行片部１４，１４間の解放部内に後述する陽極材１１が挿通されるように圧入する。

尚、この桁間閉鎖材１３は、上述したゴム状弾性材の他、モルタルなどの充填材を使用し、陽極埋設溝形成位置に当たる部分の隙間６を充填材で埋め、その固化後にプレキャストＰＣ桁２，２に対する陽極埋設溝１０の切削形成時に充填材へも連続して該溝を形成するようにしてもよい。

尚、上記下フランジ側面３，３間の隙間６は、プレキャストＰＣ桁２の全長に亘って埋めるようにしてもよい。

次いで、陽極埋設溝１０をコンクリートカッターにて所定の幅、及び所定の深さに形成する。 幅は、陽極材１１がその幅方向を上下に向けて挿入できる広さに形成し、深さは、使用する陽極材１１の幅より深く、且つプレキャストＰＣ桁２の主方向補強鋼材４に到達しない深さとする。

この陽極埋設溝１０の形成は、多数のＩ型断面のプレキャストＰＣ桁２，２......をもって構成されている桟橋１の底面の全幅に亘って連続した直線状に形成するものであり、下フランジ側面間の隙間６を埋めている桁間閉鎖材１３にも連続して形成する。

陽極埋設溝１０を形成した後、図４、図５に示すようにその内部に陽極材１１を挿入し、然る後、該陽極埋設溝１０のプレキャストＰＣ桁２底面の開口部を閉鎖する。 この開口部閉鎖は、溝幅に合せて予め形成したゴム状弾性材などの閉鎖具１６を詰めることによる閉鎖や、粘着テープを貼り付けることによって閉鎖等が利用できる。

このようにして陽極埋設溝１０の開口部を閉鎖した後、該溝の端部より充填材１２をポンプを使用して圧入し、充填材１２の固化を待って閉鎖具１６を除去し、陽極埋設溝開口部を小手仕上げにて仕上げ、陽極埋設を完了する。

上述した実施例のように、陽極埋設溝１０をプレキャストＰＣ桁２の主方向補強鋼材４に対して直行する向きに形成することによって、スターラップ５の無い位置に形成することができ、コンクリートの被り厚の少ないコンクリート構造物であっても、スターラップ５の太さ分だけ深い陽極埋設溝を形成することができる。

このため従来は水平配置方法によらなければ施工できなかったようなコンクリートの被り厚が小さいコンクリート構造物であっても、本例のごとき垂直配置方法による施工が可能となる。

また、プレキャストＰＣ桁２を並べて架設されている桟橋のようなコンクリート構造物である場合、各コンクリート桁の主方向補強鋼材に直行する向きで、かつ各プレキャストＰＣ桁２にまたがって陽極材が埋設されるため、従来のように主方向補強鋼材と平行に陽極材を埋設したものに比べ、桁間の側面に近い位置に陽極材が埋設されることとなり、プレキャストＰＣ桁２の側面にも電気防食効果を及ぼすことができる。

更に、陽極材を、図６に示すように従来の主方向補強鋼材と平行な向きに埋設した場合と、図２に示すように主方向補強鋼材と直行する向きに埋設した場合との陽極材の必要長さを比較すると、幅４．６ｍ、全長１０．４ｍの桟橋を、幅３２０ｍｍのプレキャストＰＣ桁１３本で構成されている場合において、従来では桁数１３本×陽極材２本×９．１ｍ＝２３６．６ｍであるのに対し、本例によれば、陽極材間のピッチ２５０ｍｍで、必要陽極材本数が３７本であるため、長さ４．６ｍ×３７本＝１６６．５ｍとなり、約３割の陽極埋設溝の切削および陽極材長さを削減できる。

尚、上述した例では複数のプレキャストＰＣ桁を並べた桟橋からなる架橋構造物について、各プレキャストＰＣ桁に連続させて陽極材を埋設した場合を示しているが、この他、図には示してないが１本のコンクリート桁からなるコンクリート構造物に対し、陽極材を該構造物の主方向補強鋼材と直行する方向に埋設してもよいものである。

１ 桟橋２ プレキャストＰＣ桁３ 下フランジ側面４ 主方向補強鋼材５ スターラップ６ 隙間１０ 陽極埋設溝１１ 陽極材１２ 充填材１３ 桁間閉鎖材１４ 平行片部１５ 解放部１６ 閉鎖具