説明

鉄製構造物表面の被覆方法、及び鉄製構造物

【課題】耐火性、剥落防止、腐食現象防止に優れた鉄製構造物の表面被覆方法を提供する。
【解決手段】鉄製構造物表面に設けられた剥落防止材が埋設されるよう該鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される鉄製構造物表面の被覆方法であって、鉄製構造物に未貫通穴3が設けられる工程Aと、未貫通穴3にタッピン螺子5が捻じ込まれる工程Bと、捻じ込まれたタッピン螺子5と鉄製構造物表面とによって剥落防止材が挟持され、剥落防止材が該鉄製構造物表面に固定される工程Cと、剥落防止材が埋設されるよう鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される工程Dとを具備する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は鉄製構造物表面の被覆方法および鉄製構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネルや高架橋等の構造物には、鉄(例えば、鋼、鋳鉄)が使用されている。そして、前記構造物の表面に、構造材(構成材)である鉄材が露出していることも多かった。ところが、火災に遭った場合、鉄の強度低下は甚だしい。又、鉄は熱が伝わり易い。このようなことに鑑み、セメント系軽量被覆材が、鉄製構造物(鉄を構成材料とした構造物)の表面に被覆されることが多くなった。
【0003】
ところで、表面を被覆しているセメント系軽量被覆材が剥落する恐れが考えられる。そこで、被覆したセメント系軽量被覆材が鉄製構造物の表面から剥離しても、当該セメント系軽量被覆材の剥落防止が提案された。すなわち、網状、棒状又はメッシュ状の剥落防止材が鉄製構造物の表面に取り付けられ、前記剥落防止材が埋設されるようにセメント系軽量被覆材を被覆することが提案された。
【0004】
前記剥落防止材を前記鉄製構造物の表面に取り付ける方法として種々の方法が提案(特開2009−235890号公報)されている。例えば、鉄製構造物に孔を設け、この孔に後打ちアンカ(ボルト)を固定し、このボルトに通したナットにより剥落防止材を鉄製構造物の表面に締め付けて止める方法が提案されている。或いは、ネジ山を設けた孔を鉄製構造物に設け、この孔にボルトを螺合させ、このボルトに通したナットにより剥落防止材を鉄製構造物の表面に締め付けて止める方法が提案されている。又は、ボルト止め用インサートやナットを鉄製構造物に設けた孔の裏側に固定し、このボルト止め用インサート等にボルトを螺合させ、このボルトに通したナットにより剥落防止材を鉄製構造物の表面に締め付けて止める方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−235890号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、前記提案の剥落防止材を鉄製構造物の表面に取り付ける方法は、手間が掛かる。従って、施工が簡単な技術が求められる。
【0007】
ところで、剥落防止材が設けられている場合において、剥落防止材と鉄製構造物との接触箇所近傍において、腐食現象が起きていることが懸念される。この腐食現象についての考察が行われた結果、これは、次のようなことに基づくであろうことも判って来た。すなわち、鉄製構造物と、剥落防止材または剥落防止材固定金具とは、殆どの場合において、異種金属であった。言うよりも、鉄製構造物の構成素材と剥落防止材や剥落防止材固定金具の構成素材とが同一素材であった場合は無いと言っても過言では無い。因みに、鉄製構造物の素材は炭素鋼(普通鋼)又は鋳鉄であり、剥落防止材や剥落防止材固定金具の素材はステンレス鋼である。しかしながら、単に、異種金属であると言うのみでは、腐食現象は起きない。すなわち、構成素材が異種金属であり、かつ、水が介在した場合に、両者の間で局部電池が形成され、腐食現象が起きる。この結果、鉄製構造物に腐食が起き易い。
【0008】
尚、鉄製構造物の表面は、一般的には、防食塗装が施されている。しかしながら、前記防食塗装は一般的な防食の観点からなされているに過ぎない。すなわち、鉄製構造物と剥落防止材や剥落防止材固定金具との接合箇所における腐食防止と言った観点からの防食塗装ではなかったことから、現実には、ボルト等を通す為に設けられた孔(貫通孔)の内部まで確実な防食塗装が行われてなかった。しかも、孔内部までの完全な防食塗装は非常に手間が掛り、注意力も要求される。従って、このような処理はコストが掛かり、現実には、行われ難い。
【0009】
従って、本発明が解決しようとする課題は、火災に遭った場合でも、火が鉄製構造物の鉄材に直接に当たることは無く、鉄材の機械的強度の著しい低下が起きないようにする為、鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆された場合において、かつ、前記セメント系軽量被覆材の剥落防止の為に、剥落防止材や剥落防止材固定金具が用いられた場合において、腐食現象が起き難く、しかも前記腐食現象防止の為の作業が簡単な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記の課題は、
鉄製構造物表面に設けられた剥落防止材が埋設されるよう該鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される鉄製構造物表面の被覆方法であって、
前記鉄製構造物に未貫通穴が設けられる工程Aと、
前記未貫通穴にタッピン螺子が捻じ込まれる工程Bと、
前記捻じ込まれたタッピン螺子と前記鉄製構造物表面とによって前記剥落防止材が挟持され、該剥落防止材が該鉄製構造物表面に固定される工程Cと、
前記剥落防止材が埋設されるよう前記鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される工程D
とを具備することを特徴とする鉄製構造物表面の被覆方法によって解決される。
【0011】
好ましくは、前記の鉄製構造物表面の被覆方法であって、未貫通穴とタッピン螺子との螺合部分が防水処理される工程Eを更に具備することを特徴とする鉄製構造物表面の被覆方法によって解決される。
【0012】
好ましくは、前記の鉄製構造物表面の被覆方法であって、防水処理工程は、防水性の弾性パッキングが、鉄製構造物表面と前記取付部との間、及び/又は前記取付部とタッピン螺子の頭部との間に挟まれる工程を具備することを特徴とする鉄製構造物表面の被覆方法によって解決される。
【0013】
前記の課題は、前記鉄製構造物表面の被覆方法が実施されてなる鉄製構造物によって解決される。
【発明の効果】
【0014】
セメント系軽量被覆材で表面が被覆されているから、火災に遭った場合でも、火が鉄製構造物の鉄材に直接に当たることは無い。従って、火災に遭った場合でも、鉄材の機械的強度の著しい低下は防止される。
【0015】
表面被覆されているセメント系軽量被覆材が剥離しても、剥落が起き難い。すなわち、例えば網状、棒状、線状、メッシュ状、又は有孔シート状の剥落防止材が取り付けられている為、かつ、セメント系軽量被覆材中に前記剥落防止材が埋設されている為、セメント系軽量被覆材が剥離しても、剥落が起き難い。
【0016】
前記剥落防止材の取付構造に本発明の技術が採用されていることから、腐食が起き易い箇所に水が入り込み難い構造のものであり、腐食が起き難い。その結果、本構造物の耐久性が優れている。
【0017】
更には、前記剥落防止材の取付構造に本発明の技術が採用されていることから、作業性が良い。その結果、作業コストが低廉である。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明になる被覆方法の第1実施形態になる工程図
【図2】ステンレス鋼製金網(剥落防止材)の概略平面図
【図3】鋼製構造物表面にステンレス製金網(剥落防止材)がタッピン螺子で取り付けられた状態の概略平面図
【図4】タッピン螺子の側面図
【図5】本発明になる被覆方法の第2実施形態になる工程図
【図6】本発明になる被覆方法の第3実施形態になる工程図
【発明を実施するための形態】
【0019】
第1の本発明は被覆方法(被覆工法)である。特に、鉄製構造物表面の被覆方法である。中でも、セメント系軽量被覆材によって鉄製構造物表面が被覆される被覆方法である。前記鉄製構造物表面には剥落防止材が設けられており、前記被覆されたセメント系軽量被覆材によって前記剥落防止材は埋設される。尚、この埋設は完全な埋設が好ましいものの、一部露出・一部埋設の場合も考えられる。本方法は、前記鉄製構造物に未貫通穴を設ける工程Aを有する。本方法は、前記未貫通穴にタッピン螺子が捻じ込まれる工程Bを有する。本方法は、前記捻じ込まれたタッピン螺子と前記鉄製構造物表面とによって前記剥落防止材が挟持され、該剥落防止材が該鉄製構造物表面に固定される工程Cを有する。本方法は、前記剥落防止材が埋設されるよう前記鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される工程Dを有する。本方法は、好ましくは、更に、前記未貫通穴と前記タッピン螺子との螺合部分が防水処理される工程Eを具備する。前記工程Eは、好ましくは、防水性の弾性パッキングが、鉄製構造物表面と前記取付部との間、及び/又は前記取付部とタッピン螺子の頭部との間に挟まれる工程を具備する。
【0020】
第2の本発明は鉄製構造物である。前記第1の本発明である被覆方法(被覆工法)の実施になる鉄製構造物である。すなわち、セメント系軽量被覆材によって鉄製構造物表面が被覆されてなる鉄製構造物である。前記鉄製構造物表面には剥落防止材が設けられている。前記剥落防止材は、例えば網状、棒状、線状、メッシュ状、又は有孔シート状である。勿論、これ等の構造が適宜組み合されたものでも良い。前記剥落防止材は、前記被覆されたセメント系軽量被覆材に埋設されている。尚、この埋設は完全な埋設が好ましいものの、一部露出・一部埋設の場合も考えられる。前記鉄製構造物には未貫通穴が設けられている。前記未貫通穴にはタッピン螺子が捻じ込まれている。前記剥落防止材は、前記捻じ込まれたタッピン螺子と前記鉄製構造物表面との間で挟持・固定されている。そして、好ましくは、前記未貫通穴と前記タッピン螺子との螺合部分は、防水処理が施されている。例えば、絶縁性・防水性の弾性パッキング(例えば、ゴム製のパッキング)が、前記鉄製構造物表面と前記取付部との間に挟まれている。尚、ここで言う弾性パッキングの弾性は、ゴムの如きの完全な弾性体に限られない。すなわち、タッピン螺子からの捻じ込み力が作用した場合、多少なりとも変形可能であれば良い。前記弾性パッキングは、水膨張性ゴム製のものであってもよい。前記弾性パッキングは、好ましくは、剥落防止材の取付部の厚みよりも厚いものである。
【0021】
本発明の鉄製構造物は、例えば鋼製(特に、普通鋼製)又は鋳鉄製の構造物である。更に具体的に述べると、例えば普通鋼製又は鋳鉄製のセグメントである。或いは、普通鋼又は鋳鉄とコンクリートとからなる合成セグメントである。若しくは、普通鋼製タンクである。又は、高速道路や鉄道等における普通鋼製の橋脚である。又は、高速道路や鉄道等における普通鋼製の高架橋である。又は、鋼管、鉄骨、鋼板および/または鋼管充填コンクリートからなる壁、屋根、柱、梁又は床を備える建物である。又は、鋼殻沈埋トンネルやシールドトンネル等の人工的に構築したトンネルである。勿論、前記のものに限られない。
【0022】
鉄製構造物に設けられる未貫通穴(めくら穴)は、その内径が、用いるタッピン螺子の直径よりも小さいことが好ましい。本発明において、特に、未貫通穴(めくら穴)としたのは、水が進入し難くする為である。貫通孔の場合には、水が進入し易く、腐食が起き易くなる。
【0023】
本発明で用いるタッピン螺子の形状や大きさは、鉄製構造物に形成された未貫通穴(めくら穴)によって決まる。更には、セメント系軽量被覆材と剥落防止材との合計重量を持ち耐えることが出来るものであれば良い。尚、腐食防止の観点から、剥落防止材の素材とタッピン螺子の素材とは同じ(同一・同等)であることが好ましい。因みに、剥落防止材はステンレス鋼で出来ていることが多い。従って、タッピン螺子の材質も、ステンレス鋼であることが好ましい。
【0024】
本発明の剥落防止材は、金属、セラミック、樹脂、ガラス、炭素から選ばれる一種又は二種以上を主材として構成されている。具体的には、ステンレス鋼、防錆処理した金属、樹脂、耐アルカリ性ガラス、炭素等の腐食や発錆が起こり難い素材である。耐火性の観点から、不燃又は難燃性のものが好ましい。このようなことから、ステンレス鋼、防錆処理した金属、セラミック、耐アルカリ性ガラス等が特に好ましい。中でも、ステンレス鋼は好ましい。
【0025】
剥落防止材の形状は、網状、棒状、線状、メッシュ状又は有孔シート状から選ばれる何れでもよい。尚、セメント系被覆材を吹付工法により構造物表面に配置する場合、セメント系被覆材の吹付性から、剥落防止材の形状は、網状、棒状、又は線状のものが好ましい。
【0026】
本発明において、剥落防止材の取付部は、剥落防止材の一部分であっても良い。取り付けに際しては、金具や、樹脂製又はセラミック製の取付用部材が用いられても良い。
【0027】
本発明において、セメント系軽量被覆材としては、セメント、水、混和材料及び軽量骨材等からなる耐火被覆モルタルが挙げられる。或いは、同様な組成の断熱性モルタルが挙げられる。若しくは、ロックウール吹付け材に代表される、ロックウール等の鉱物質繊維とセメントと水及び必要により混和される混和材料との混合物からなる耐火被覆材、断熱材、保温材又は吸音材等が挙げられる。又は、セメント、水、細骨材及び混和材料が混合されたセメントモルタルに起泡剤により泡立てた気泡を有する気泡モルタルが挙げられる。又は、セメント、水、発泡剤及び他の混和材料が混合された軽量モルタルなどが挙げられる。勿論、これ等に限られない。
【0028】
本発明において、腐食防止の観点から、前記未貫通穴(めくら穴)と前記タッピン螺子との結合部分(螺合部分)が防水処理されることが好ましい。特に、構造物の材質が防食塗装を施された普通鋼であり、かつ、タッピン螺子の材質がステンレス鋼の場合、前記未貫通穴(めくら穴)と前記タッピン螺子との結合部分(螺合部分)を防水処理しておくことは好ましい。ここで、前記防水処理としては、次のような手法が採用される。例えば、シリコン系樹脂(オルガノポリシロキサン)、変性シリコン系樹脂(シリル基を末端に持つポリエーテル)、ポリウレタン系樹脂、クロロプレン系ゴム等からなるコーキング材が前記螺合部分の周囲に設けられる手法である。或いは、タッピン螺子を穴に捻じ込んだ後、螺合部分周囲に防水性塗料を塗布する手法である。若しくは、防水性の弾性パッキングを、鉄製構造物表面と取付部との間に挟持する手法である。又は、防水性の弾性パッキングを、取付部とタッピン螺子の頭部との間に挟持する手法である。上記手法の中でも、作業性の観点から、弾性パッキングを用いるのが好ましい。尚、弾性パッキングを用いる場合、剥落防止材の取付部の厚みよりも厚い防水性の弾性パッキングが用いられることが好ましい。前記コーキング材、弾性パッキングや防水性塗料には、石灰石微粉末、スラグ微粉末、セメント等の無機質粉末、陸砂や砕砂等の細骨材、繊維、発泡剤、高吸水性高分子、染料や顔料等の着色剤、防錆剤、粘度調整剤等が、適宜、添加されていても良い。タッピン螺子が用いられる場合、タッピン螺子の頭部と弾性パッキングとの間に、例えばワッシャー(平シャー)が設けられることが好ましい。すなわち、ワッシャーをタッピン螺子頭部と弾性パッキングとの間に挟んだ場合、弾性パッキングが構造物表面に押し付けられる面積が広くなり、防水性が向上する。
【0029】
以下、図面と共に本発明が説明される。
【0030】
図1(a)(b)(c)(d)は、本発明になる被覆方法の工程図である。図2は、ステンレス鋼製金網からなる剥落防止材の概略平面図である。図3は、鋼製構造物表面にステンレス製金網からなる剥落防止材が取り付けられた状態の概略平面図である。図4は、タッピン螺子の側面図である。
【0031】
各図中、1は、建物やトンネルと言った各種の構築物における鉄製構造物である。2は金網(剥落防止材)である。3は、鉄製構造物1の所望の箇所に形成された未貫通穴(めくら穴)である。4はセメント系軽量被覆材である。5はタッピン螺子、6は平ワッシャーである。7は防水性・絶縁性の弾性パッキングである。8は金網2の取付部である。尚、取付部8は、図2からも判る通り、線材の一部分を折り曲げ突出させるとともに、線材と線材との幅を短くすることによって構成されたものである。すなわち、線材と線材との幅を平ワッシャー6の径またはタッピン螺子5の頭部の幅よりも短く構成することにより、タッピン螺子5で金網2を取り付けることが出来るようになっている。9は鉄製構造物1の表面である。10は、未貫通穴(めくら穴)3とタッピン螺子5との螺合部分である。11はタッピン螺子5の頭部である。12はねじ穴(十字穴)である。
【0032】
先ず、図1(a)に示される如く、鉄製構造物を構成する鋼板等の鉄材を貫通しない未貫通穴3が、鉄製構造物1の所望箇所に形成される。この工程は、鉄製構造物に未貫通穴が設けられる工程Aである。この未貫通穴3の深さは、タッピン螺子5の軸長によっても左右されるが、前記軸長より多少長くても短くても差し支えない。但し、タッピン螺子5を捩じ込んだ際、未貫通穴3が貫通孔になる恐れが無いものでなければならない。この意味では、タッピン螺子5の軸長が、鉄製構造物1の鉄材の厚さ,剥落防止材の取付部の厚さ(金網取付部の線材の太さ)及び平ワッシャー6の厚さの合計よりも短いものでなければならない。そして、未貫通穴3としたから、鉄製構造物1の背面側(図1中、鉄製構造物1の左側)からの水分が、鉄製構造物1の正面側(図1中、鉄製構造物1の右側)に進入して来ることが無い。因みに、未貫通穴3では無く、貫通孔であったとすると、鉄製構造物1の背面側(図1中、鉄製構造物1の左側)からの水分が、鉄製構造物1の正面側(図1中、鉄製構造物1の右側)に浸入して来る。
【0033】
次に、図1(b)に示される如く、鉄製構造物1に対して、弾性パッキング7、金網2、及び平ワッシャー6が配置される。この工程は、未貫通穴とタッピン螺子との螺合部分が防水処理される工程Eの予備(前)工程である。ここで用いられた弾性パッキング7は、その厚さが、金網2の線材の太さより大きなものである。
【0034】
そして、図1(b)(c)に示される如く、タッピン螺子5が配置され、タッピン螺子5が未貫通穴3内に捻じ込まれる。これによって、金網2が固定されることになる。この工程は、未貫通穴にタッピン螺子が捻じ込まれる工程Bと、捻じ込まれたタッピン螺子と鉄製構造物表面とによって剥落防止材が挟持され、剥落防止材が鉄製構造物表面に固定される工程Cとである。更には、この工程によって、未貫通穴とタッピン螺子との螺合部分が防水処理される工程が完了する。すなわち、鉄製構造物1の表面9に圧接された弾性パッキング7と平ワッシャー6との間に金網2が挟まれ、平ワッシャー6には未貫通穴3内に捻じ込まれたタッピン螺子5からの力が作用している。従って、金網2は鉄製構造物1に強固に固定されていることになる。しかも、結果的に、防水処理が施されたものになる。よって、鉄製構造物1と金網2とが異種金属であっても、両者の間には、絶縁性(非金属性)の弾性パッキング7が存在しているから、仮に、水分が存在していたとしても、局部電池が形成され難い。つまり、腐食が起き難い。そして、未貫通穴3の開口部は弾性パッキング7、平ワッシャー6及びタッピン螺子5の頭部11によって封鎖されており、未貫通穴3内に水分が浸入する恐れが無い。このことは、タッピン螺子5と鉄製構造物1とが異種金属で構成されていても、かつ、未貫通穴3内においてタッピン螺子5と鉄製構造物1とが結合(接合)していても、局部電池が形成され難い。つまり、腐食が起き難い。そして、図1の場合において、金網2とタッピン螺子5と平ワッシャー6とが同等な素材で構成されておれば、ここに水分が存在したとしても、局部電池が形成され難い。つまり、腐食が起き難い。
【0035】
この後、図1(d)に示される如く、金網2が埋設されるように耐火被覆モルタル等が塗設され、鉄製構造物1の表面9がセメント系軽量被覆材4によって被覆される。この工程は、剥落防止材が埋設されるよう鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される工程Dである。
【0036】
図5(a)(b)(c)(d)は、本発明になる他の実施形態の被覆方法の工程図である。
本実施形態においては、弾性パッキングの代わりにコーキング材13を用い、このコーキング材13を螺合部分10の周囲に略円形に設けた場合である。コーキング材13が用いられた為、タッピン螺子5が捻じ込まれた場合、コーキング材13は大きく変形し、このコーキング材13と平ワッシャー6及びタッピン螺子5の頭部11によって未貫通穴3の開口部は封鎖され、未貫通穴3内に水分が浸入する恐れが無い。このため、第1実施形態と同様に腐食が起き難い。その他の基本的な技術思想は前記実施形態の場合と同じであるから、詳細な説明は省略される。
【0037】
図6(a)(b)(c)(d)は、本発明になる他の実施形態の被覆方法の工程図である。
本実施形態と第1実施形態とは、弾性パッキング7の当初配置位置が異なったに過ぎない。尚、図6(c)からも判る通り、タッピン螺子5が捻じ込まれた後では、弾性パッキング7と金網取付部8の配置(順序)が異なる程度で略同一なものになる。未貫通穴3の開口部は弾性パッキング7、平ワッシャー6及びタッピン螺子5の頭部11によって封鎖されており、未貫通穴3内に水分が浸入する恐れが無い。このため、第1実施形態と同様に腐食が起き難い。その他の基本的な技術思想は前記実施形態の場合と同じであるから、詳細な説明は省略される。
【符号の説明】
【0038】
1 鉄製構造物
2 金網(剥落防止材)
3 未貫通穴(めくら穴)
4 セメント系軽量被覆材
5 タッピン螺子
6 平ワッシャー
7 防水性・絶縁性の弾性パッキング
8 金網取付部
9 鉄製構造物表面
10 未貫通穴(めくら穴)とタッピン螺子との螺合部分
11 タッピン螺子の頭部
12 ねじ穴(十字穴)
13 コーキング材


【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄製構造物表面に設けられた剥落防止材が埋設されるよう該鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される鉄製構造物表面の被覆方法であって、
前記鉄製構造物に未貫通穴が設けられる工程Aと、
前記未貫通穴にタッピン螺子が捻じ込まれる工程Bと、
前記捻じ込まれたタッピン螺子と前記鉄製構造物表面とによって前記剥落防止材が挟持され、該剥落防止材が該鉄製構造物表面に固定される工程Cと、
前記剥落防止材が埋設されるよう前記鉄製構造物表面にセメント系軽量被覆材が被覆される工程D
とを具備することを特徴とする鉄製構造物表面の被覆方法。
【請求項2】
未貫通穴とタッピン螺子との螺合部分が防水処理される工程E
を更に具備することを特徴とする請求項1の鉄製構造物表面の被覆方法。
【請求項3】
防水処理工程は、防水性の弾性パッキングが、鉄製構造物表面と前記取付部との間、及び/又は前記取付部とタッピン螺子の頭部との間に挟まれる工程を具備する
ことを特徴とする請求項2の鉄製構造物表面の被覆方法。
【請求項4】
請求項1〜請求項3いずれかの鉄製構造物表面の被覆方法が実施されてなる鉄製構造物。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−52313(P2012−52313A)
【公開日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−193945(P2010−193945)
【出願日】平成22年8月31日(2010.8.31)
【出願人】(501173461)太平洋マテリアル株式会社 (307)
【出願人】(595002661)ナイガイ株式会社 (5)
【Fターム(参考)】