陽極の設置方法
【課題】鉄筋コンクリート構造物の非消耗陽極方式を用いる電気防食において、陽極材を垂直設置した長溝内にセメント系硬化材料を確実に充填する陽極の設置方法を提供する。
【解決手段】鉄筋コンクリート構造物１０の表面の切削すべき溝位置に長溝２０を一定間隔で切削し、その長溝２０内に、挟持部４１，４２と弾性湾曲部４３とを有する樹脂製の陽極材保持部材４０に装着した帯状の陽極材３０を陽極材保持部材４０と共に押し込んで固定し、陽極材３０が固定された長溝２０の表面を型枠材６０およびシール材で密閉し、その長溝２０内にセメント系硬化材料を注入する。
【解決手段】鉄筋コンクリート構造物１０の表面の切削すべき溝位置に長溝２０を一定間隔で切削し、その長溝２０内に、挟持部４１，４２と弾性湾曲部４３とを有する樹脂製の陽極材保持部材４０に装着した帯状の陽極材３０を陽極材保持部材４０と共に押し込んで固定し、陽極材３０が固定された長溝２０の表面を型枠材６０およびシール材で密閉し、その長溝２０内にセメント系硬化材料を注入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物の電気防食方法の一方式である非消耗陽極方式における陽極の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋コンクリート構造物の電気防食方法の一方式として非消耗帯状陽極方式が知られている。帯状陽極の設置にあたっては、コンクリート表面に一定間隔で溝を切削し、コンクリートドリル等を用いて溝底面に穴を形成し、この穴に嵌合する樹脂製のピン等を用いて陽極材をその溝内に固定した後に、陽極被覆材としてのセメントモルタル等のセメント系硬化材料を左官により溝内に充填して溝を修復する。この非消耗帯状陽極方式で用いられる陽極材は帯状形状を有する網目状のものであって、寸法は、幅が１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度、厚さが０．５ｍｍ程度〜１．３ｍｍ程度で、電気防食の設計条件により使い分けられる。尚、この非消耗帯状陽極方式は非消耗線状陽極方式とも称されるが、本明細書中ではこの方式の名称を帯状陽極方式に統一して説明する。
【０００３】
このような帯状陽極方式における陽極材の設置方法として、垂直設置方法や水平設置方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
陽極材を垂直設置するための溝（幅４ｍｍ程度〜１０ｍｍ程度、深さ２０ｍｍ程度〜２５ｍｍ程度）は、コンクリート表面の切削すべき溝位置に、カッタを用いて、陽極材の幅より深い深さを有する長溝を切削することにより形成する。これに対して、陽極材を水平設置するための溝（幅２０ｍｍ程度〜２５ｍｍ程度、深さ１５ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度）は、陽極材の幅より大きな幅を有する長溝であることから、まずコンクリート表面の切削すべき溝の両端位置をカッタで切削し、次にチッパー等を用いてカッタ目間のコンクリートをはつり取ることにより形成する。
【０００５】
従って、コンクリート表面に溝を切削する費用は、水平設置方法よりも垂直設置方法の方が安価であるため、帯状陽極方式におけるコスト縮減のためには、陽極材を垂直設置することが好ましい。
【特許文献１】特開２００２−３７１３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、帯状の陽極材の幅より深い深さを有する、陽極材を垂直設置した長溝内に、網目状の陽極材を完全に覆うようにセメント系硬化材料を充填することは、陽極材を水平設置した幅広の長溝内にセメント系硬化材料を充填するよりも困難である。特に鉄筋コンクリート構造物の下面に形成された、陽極材を垂直設置した長溝内に、セメント系硬化材料を充填することは困難性がより一層高く、充填不良によって耐久性の低下や電気防食の誤作動を引き起こすおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、陽極材を垂直設置した長溝内にセメント系硬化材料を低コストで確実に充填する陽極の設置方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の陽極の設置方法のうちの第１の設置方法は、鉄筋コンクリート構造物の表面に長溝を切削し、この長溝内に陽極材を挿入し、この長溝の表面を密閉し、この長溝内にセメント系硬化材料を注入することを特徴とする。
【０００９】
本発明の陽極の設置方法のうちの第１の設置方法は、上記陽極材を挿入し表面を密閉した上記長溝内にセメント系硬化材料を注入する方法である。従って、この第１の設置方法によれば、その長溝が、鉄筋コンクリート構造物の上面に切削した溝であればもちろん、鉄筋コンクリート構造物の下面に切削した、セメント系硬化材料を充填する困難性の高い溝であっても、その長溝内にセメント系硬化材料を確実に充填して陽極材をセメント系硬化材料で完全に覆うことが低コストで実現され、上記陽極材を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保される。
【００１０】
また、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第１の設置方法において、上記鉄筋コンクリート構造物におけるコンクリートかぶりをＡｍｍとし、上記陽極材の幅をＢｍｍとし、その鉄筋コンクリート構造物の表面からその陽極材までの被覆距離をａｍｍとし、その鉄筋コンクリート構造物の鋼材とその陽極材との絶縁が確保されるその鋼材からその陽極材までの垂直距離をｂｍｍとしたとき、その鉄筋コンクリート構造物の表面に対する上記長溝の傾斜角度θが、
【００１１】
【数１】
【００１２】
の関係式を満たす傾斜角度とすれば好ましい。これは、コンクリートかぶりが少ない場合に、コンクリート表面に対して上記傾斜角度を設けることによって、設置する陽極材が鉄筋等の鋼材に接触することが低コストで回避され、その陽極材を用いた電気防食の正常な作動が確保されるからである。尚、上記被覆距離ａおよび上記垂直距離ｂは、それぞれ５ｍｍ程度の距離とすることが望ましい。
【００１３】
鉄筋コンクリート構造物における鉄筋のコンクリートかぶりは、設計通り確保されていないことがしばしばある。コンクリートかぶりが少ない鉄筋コンクリート構造物に陽極材を垂直設置するための長溝を形成すると、この長溝内に鉄筋等の鋼材が露出する可能性がある。鋼材が露出した際の、この鋼材と陽極材との短絡を防ぐための対策として、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁体を溝内露出鉄筋や陽極材に塗布または巻き付ける対策が知られているものの、このような対策には余分な労力が必要とされる。
【００１４】
また、上記目的を達成する本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、鉄筋コンクリート構造物の側面に、溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝を切削し、この長溝内に陽極材を挿入し、この長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする。
【００１５】
本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、鉄筋コンクリート構造物の側面に切削した、溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝内に、セメント系硬化材料を充填する方法である。従って、この第２の設置方法によれば、鉄筋コンクリート構造物の側面に切削した長溝に対しては、この長溝の溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜しているために、長溝の表面を密閉したりセメント系硬化材料を注入するといったことを実施しなくても、その長溝内にセメント系硬化材料を低コストで確実に充填することができる。そのため、陽極材がセメント系硬化材料で完全に覆われ、陽極材を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保される。
【００１６】
ここで、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、上記長溝内に流動性を有するセメント系硬化材料を流し込んだ後に、その上方に充填材を施工することにより、この長溝内にセメント系硬化材料を充填することが好ましい。
【００１７】
ここで、本発明の充填材とは、堅めのモルタルなど、凹部に充填する材料をいう。
【００１８】
例えば、上記長溝から溢れない程度に流動性を有するセメント系硬化材料をその長溝内に流し込んだ後に、その上方に充填材を施工すれば、その長溝内にセメント系硬化材料をより一層確実に充填することができる。
【００１９】
また、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、上記長溝の開口部の側部に堰型枠を設置し、この長溝内にセメント系硬化材料を充填することも好ましい形態である。
【００２０】
このような好ましい形態によれば、上記長溝内に充填するセメント系硬化材料がその長溝から溢れ出ることが上記堰型枠によって防止され、その長溝内にセメント系硬化材料をより一層確実に充填することができる。
【００２１】
さらに、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、上記長溝内にセメント系硬化材料を充填した後に、上記鉄筋コンクリート構造物および上記陽極材に振動を与えることがさらに好ましい。
【００２２】
ここで、一般に、上記陽極材は帯状形状を有する網目状の部材である。従って、このような振動を陽極材に与えることによって、この陽極材の網目がセメント系硬化材料で確実に埋められる。また、セメント系硬化材料を上記長溝内に充填する際に空気が混入するおそれがあるが、鉄筋コンクリート構造物および陽極材に振動を与えることによって、混入した空気が追い出され、その長溝内にセメント系硬化材料をより一層確実に充填することができる。
【００２３】
また、上記本発明の陽極の設置方法は、上記陽極材が、帯状形状を有する帯状陽極であって、上記長溝内にこの帯状陽極をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入することが好ましい。
【００２４】
ここで、本発明にいう帯状陽極とは、例えば、帯状形状を有する網目状の帯状陽極や、帯状形状を有する平板状の帯状陽極等をいう。
【００２５】
本発明にいう陽極材は、上記帯状陽極に限らず、例えば棒状形状を有する陽極材等であってもよいが、その陽極材が帯状陽極であれば、棒状形状を有する陽極材よりも上記長溝内への陽極材の挿入が容易である。
【００２６】
また、上記本発明の陽極の設置方法において、上記陽極材を挟み込んで保持可能な一対の挟持部と、この挟持部で挟持した陽極材との間に空隙を設けた状態でこの挟持部を挟み方向に付勢する弾性湾曲部とを有し、横断面幅寸法が上記長溝の溝幅よりも大きい樹脂製の陽極材保持部材を用い、この陽極材保持部材を上記陽極材に装着し、この陽極材保持部材をその陽極材と共に上記長溝内に押し込んでこの陽極材保持部材の横断面幅寸法を縮小させることによりこの陽極材保持部材の弾性湾曲部をその長溝内壁に圧接させると共にその陽極材を強固に保持させて、その長溝内に陽極材を設置することがさらに好ましい。
【００２７】
一般に、陽極材は、コンクリートドリル等を用いて溝底面に形成した穴に嵌合する樹脂製のピン等を用いてその溝内に固定される。このような陽極材設置方法によると、削孔作業、樹脂製ピン打ち込み作業と作業工程が多く、工費が高騰することとなる。また、このような陽極材設置方法によると、陽極材のたるみが生じて電気防食の正常な作動に悪影響を与えるおそれがある。さらに、このような陽極材設置方法で陽極材を垂直設置する場合には、樹脂性ピンを打ち込むために１０ｍｍ程度以上の溝幅を要する。このような溝を形成するには、陽極材を水平設置するための溝の形成と同様に、チッパー等を用いてカッタ目間のコンクリートをはつり取る作業が必要とされるため、コスト縮減のために陽極材を垂直設置するメリットが薄れることとなってしまう。
【００２８】
ところが、このような好ましい形態によれば、上記陽極材保持部材を用いることによって、従来の樹脂製のピン等を用いて溝内に陽極材を固定するための削孔作業や樹脂製ピン打ち込み作業が不要となり、陽極材を垂直設置するための狭い溝幅内で樹脂性ピンを用いることなく陽極材を確実に固定することができるため、更なるコスト縮減が図られる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の陽極の設置方法によれば、鉄筋コンクリート構造物の表面に切削した長溝が、鉄筋コンクリート構造物の下面に切削した、セメント系硬化材料を充填する困難性の高い溝であっても、その長溝内にセメント系硬化材料を確実に充填して陽極材をセメント系硬化材料で完全に覆うことが低コストで実現され、上記陽極材を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保されるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程を示す説明図である。
【００３２】
まず、鉄筋コンクリート構造物１０の表面の切削すべき溝位置に、図示しないカッタを用いて、長溝２０を切削する。ここでは１つの長溝２０を図示したが、図１に示す長溝２０と同様の長溝を一定の相互間隔を空けて切削する。この長溝２０は、帯状の陽極材３０（図３参照）の幅に５ｍｍ程度を加えた深さを有するものとする。また、この長溝２０は、鉄筋コンクリート構造物１０の下面に切削した溝である。
【００３３】
尚、切削する長溝２０の幅は、充填するセメント系硬化材料の種類や陽極材の厚さ等にも依存するが、２ｍｍ程度以上１０ｍｍ程度以下の範囲が可能である。しかし、陽極材３０（図３参照）と鉄筋との短絡を発見するための溝内金属探査が可能で、セメント系硬化材料の充填性能（この充填性能に関しては後述する）を勘案し、コスト縮減および作業性の観点から、５ｍｍ程度の溝幅が最も好ましい。切削する長溝２０の幅が５ｍｍ程度の溝幅であれば、チッパー等を用いてカッタ目間のコンクリートをはつり取る作業が不要で、コンクリート表面の切削すべき溝位置をカッタで切削する作業のみで長溝２０を形成することができると共に、長溝２０内にセメント系硬化材料を確実に充填することが容易である。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程の他の実施形態を示す説明図である。
【００３５】
電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが少ない場合には、図２に示すように、切削する長溝２１をコンクリート構造物１１の表面に対して所定の角度をもって切削する。また、長溝２１の幅や深さや切削角度の施工精度を高めるために、例えば鋼製やアルミ製の案内部材（図示せず）を切削位置から一定の距離を隔ててアンカ（図示せず）等で固定し、その案内部材をガイドレールとして移動する溝切削機（図示せず）を用いて切削することが好ましい。
【００３６】
切削された長溝２１の鉄筋コンクリート構造物１１の表面に対する傾斜角度θは、コンクリートかぶりをＡｍｍとし、陽極材３０の幅をＢｍｍとし、鉄筋コンクリート構造物１１の表面から陽極材３０までの被覆距離をａｍｍとし、鉄筋コンクリート構造物１１の鉄筋１２と陽極材３０との絶縁が確保される鉄筋１２から陽極材３０までの垂直距離をｂｍｍとしたとき、
【００３７】
【数２】
【００３８】
の関係式を満たす傾斜角度である。尚、上記被覆距離ａおよび上記垂直距離ｂは、それぞれ５ｍｍ程度の距離とすることが望ましい。
【００３９】
このような傾斜角度θを設けることによって、設置する陽極材３０が鉄筋１２に接触することを避けることができ、電気防食の正常な作動が確保される。従って、例えばエポキシ樹脂等の絶縁体を溝内露出鉄筋や陽極材に塗布または巻き付ける従来の対策を施すことが不要となり、低コストの設置を達成することができる。
【００４０】
図３は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第２の工程を示す説明図で、長溝２０内に陽極材３０を設置してセメント系硬化材料を充填する例である。また、図４は、図３に示す陽極材保持部材４０の斜視図である。
【００４１】
長溝２０内に、帯状形状を有する網目状の陽極材３０を、その幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入する。
【００４２】
陽極材３０を長溝２０内に挿入するにあたっては、図３，図４に示す陽極材保持部材４０を使用する。
【００４３】
この陽極材保持部材４０は、陽極材３０を挟み込んで保持可能な一対の挟持部４１，４２と、この挟持部４１，４２で挟持した陽極材３０との間に空隙５０を設けた状態でこの挟持部４１，４２を挟み方向に付勢する弾性湾曲部４３とを有する。また、この陽極材保持部材４０は、横断面幅寸法が長溝２０の溝幅よりも１ｍｍ程度大きく、長さ寸法が１０ｍｍ程度の樹脂製のものである。
【００４４】
このような陽極材保持部材４０を陽極材３０に装着し、この陽極材保持部材４０を陽極材３０と共に長溝２０内に押し込んでこの陽極材保持部材４０の横断面幅寸法を縮小させる。これによって、陽極材保持部材４０の弾性湾曲部４３を長溝２０の内壁２０ａに圧接させると共に陽極材３０を強固に保持させて、長溝２０内に陽極材３０を固定する。
【００４５】
このような陽極材保持部材４０を使用して陽極材３０を長溝２０内に設置することによって、従来の樹脂製のピン等を用いて長溝内に陽極材を固定するための削孔作業や樹脂製ピン打ち込み作業が不要となり、陽極材３０を垂直設置するための狭い溝幅内で樹脂性ピンを用いることなく陽極材３０を確実に固定することができるため、コスト縮減が図られる。
【００４６】
図５は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第３の工程を示す説明図であり、図６は、図５に示す型枠材６０の斜視図であり、図７は、図６にブロックで示す圧力タンク９０の斜視図である。
【００４７】
陽極材３０を固定した長溝２０の表面を型枠材６０で密閉し、その長溝２０内にセメント系硬化材料を注入する。
【００４８】
長溝２０の表面を密閉するにあたっては、図６に示すように、２ｍ程度の間隔で注入口６１および排出口６２を設けた型枠材６０を取り付けて密閉し、取り付けた型枠材６０の周辺部分をシール材７０で密封する。この型枠材６０は、例えば、木製、樹脂製、あるいは布製など、セメント系硬化材料を注入した時の圧力や浸透による漏れが生じない材料であればどのような材料であってもよい。
【００４９】
注入口６１および排出口６２の設置間隔は、注入するセメント系硬化材料の流動性や注入する圧力に依存するものの、２ｍ程度とすることで、短時間でセメント系硬化材料を注入することができると共に、セメント系硬化材料の注入時に型枠材６０が剥がれる危険性を抑制することができる。
【００５０】
長溝２０内にセメント系硬化材料を注入するにあたっては、型枠材６０の注入口６１とビニルホース８０等で連結された圧力タンク９０（図６，図７）内にセメントモルタル等のセメント系硬化材料を充填し、圧力タンク９０内に圧力を加えて、セメント系硬化材料を長溝２０内に圧入する。ここで、陽極材３０は、陽極材保持部材４０の弾性湾曲部４３とこの陽極材３０との間に空隙５０を設けた状態で長溝２０内に固定されているため、注入されたセメント系硬化材料が充填されやすく、陽極材３０の細かい網目がセメント系硬化材料で完全に覆われる。尚、圧力タンク９０に圧力を加える方法は、空気や荷重など圧力を付加できるものであればどのような方法であってもよい。
【００５１】
尚、使用するセメント系硬化材料は、材料の安定性や陽極材３０の網目を完全に覆うように細かい骨材を有したものが好ましい。また、左官ではなく圧力タンク９０を使用して長溝２０内にセメント系硬化材料を確実に充填するためには流動性の高いセメント系硬化材料が好ましい。
【００５２】
図８は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における他の実施形態を示す説明図であり、図９は、図８に示す型枠材６３の斜視図である。
【００５３】
電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが少ないときに、上述した傾斜角度θを設けることなく長溝２０を鉄筋コンクリート構造物１０の表面に切削する場合には、鉄筋１２を傷付けない深さで切削する。その結果、図８に示すように、陽極材保持部材４０を使用して陽極材３０を長溝２０内に設置した陽極材３０の一端が鉄筋コンクリート構造物１０の表面から突出する場合がある。
【００５４】
このような場合、図８，図９に示す、その陽極材３０の一端を被覆するとともに長溝２０の表面を密閉する形状を有する、２ｍ程度の間隔で注入口６１および排出口６２を設けた型枠材６３を使用する。
【００５５】
このような型枠材６３を取り付けて密閉し、取り付けた型枠材６３の周辺部分をシール材７１で密封した後、型枠材６３の注入口６１とビニルホース８０等で連結された圧力タンク９０内に圧力を加えて、鉄筋コンクリート構造物１０の表面から突出した陽極材３０の一端の周辺空間２２および長溝２０内にセメント系硬化材料を圧入する。これによって、その周辺空間２２および長溝２０内にセメント系硬化材料が注入され充填される。
【００５６】
図１０は、図８，図９に示す型枠材６３を使用してセメント系硬化材料を注入してなる仕上がり形状の外観斜視図である。また、図１１は、図１０の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、図１２は、図１０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【００５７】
図１０，図１１に示す、電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが多い箇所はもちろん、図１０，図１２に示す、電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが少ない箇所においても、設置した陽極材３０が鉄筋に接触することが回避されるとともに、その陽極材３０がセメント系硬化材料１００で完全に覆われ、その陽極材３０を用いた電気防食の正常な作動が確保される。
【００５８】
図１３は、セメント系硬化材料のフロー値と注入速度の違いによる長溝２０の溝幅と注入評価グレードの関係を示すグラフである。縦軸は注入評価グレード（Ｉ〜ＶＩ）を示し、横軸は長溝２０の溝幅（ｍｍ）を示す。
【００５９】
この図１３に示すグラフは、実験結果の一例を示したものであって、溝幅３ｍｍ〜６ｍｍ、溝深さを２０ｍｍとなるように透明のアクリル型枠材を用いて注入試験を行ったものである。
【００６０】
尚、縦軸の注入評価グレードとしては、気泡や空隙の有無により６段階の注入評価グレードを設け、「Ｉ」は完全に注入されたことを示し、「ＩＩ」は小さな気泡が少し存在することを示し、「ＩＩＩ」は小さな気泡が数多く存在することを示し、「ＩＶ」は大きな空隙が少し存在することを示し、「Ｖ」は大きな空隙が数多く存在することを示し、「ＶＩ」は注入不可能を示している。これら６段階の注入評価グレードの内の「Ｖ」および「ＶＩ」は、電気防食の正常な作動に悪影響を与えると推定される。
【００６１】
図１３に示す白四角（□）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）５．５秒、注入速度１リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は約３．８ｍｍ以上が好ましい。
【００６２】
また、図１３に示す白三角（△）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）５．５秒、注入速度２リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は６ｍｍ以上が好ましい。
【００６３】
また、図１３に示す白ひし形（◇）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）５．５秒、注入速度３リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。また、図１３に示す白丸（○）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）１０秒、注入速度１リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。これら条件では、溝幅が６ｍｍ以上であっても電気防食の正常な作動に悪影響を与えると推定される。
【００６４】
また、図１３に示す黒丸（●）は、セメント系硬化材料Ｂを、フロー値（Ｊ１４）３．５秒、注入速度２リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は約３．４ｍｍ以上が好ましい。
【００６５】
また、図１３に示す黒四角（■）は、セメント系硬化材料Ｂを、フロー値（Ｊ１４）３．５秒、注入速度３リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は６ｍｍ以上が好ましい。
【００６６】
尚、セメント系硬化材料を注入する圧力を高くすることにより注入時間を短くすることができるものの、実験によると、高圧力で注入した場合には、セメント系硬化材料に空気を巻き込みながら充填することとなるため、充填されたセメント系硬化材料に空隙が生じ、電気防食の正常な作動や耐久性に悪影響を与えるおそれがある。また、セメント系硬化材料を高圧力で注入した場合には、長溝２０を密閉する型枠材６０を高圧力にも耐え得る頑丈なものとし、さらには、型枠材６０をコンクリート表面に対して高圧力にも耐え得るように頑丈に固定する必要があり、コストが高騰することとなってしまう。このような問題点は、実験によると、１ＭＰａ以下の圧力でセメント系硬化材料を注入することによって解消され、セメント系硬化材料を効率良く、かつ電気防食の正常な作動や耐久性に悪影響を与えることなく注入することができる。
【００６７】
以上説明したように、鉄筋コンクリート構造物１０の表面に切削した長溝２０が、鉄筋コンクリート構造物１０の下面に切削した、セメント系硬化材料を充填する困難性の高い溝であっても、その長溝２０内にセメント系硬化材料を確実に充填して陽極材３０の細かい網目をセメント系硬化材料で完全に覆うことが低コストで実現され、陽極材３０を用いた電気防食の耐久性や正常な作動を容易に確保することが可能となった。
【００６８】
尚、上述した各実施形態では、本発明にいう長溝が、鉄筋コンクリート構造物の下面に切削した溝である例について説明したが、本発明にいう長溝は、これに限られるものではなく、鉄筋コンクリート構造物の上面や側面に切削した溝であってもよい。
【００６９】
次に、本発明の陽極の設置方法の別の実施形態を説明する。尚、以下説明する別の実施形態は、鉄筋コンクリート構造物の側面に長溝を切削するものである。
【００７０】
尚、以下説明する別の実施形態は、上述した各実施形態との相違点に注目し、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図１４は、別の実施形態における長溝２２内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図であり、図１５は、別の実施形態における長溝２２内への充填材充填行程を示す説明図である。
【００７２】
まず、鉄筋コンクリート構造物１０の側面の切削すべき溝位置に、図示しないカッタを用いて、長溝２２を切削する。この長溝２２は、溝深さ方向が水平に対して３０度〜４５度程度斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝である。
【００７３】
次に、長溝２２内に陽極材３０をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入する。尚、陽極材３０を長溝２２内に挿入するにあたっては、図４に示す陽極材保持部材４０を使用してもよい。
【００７４】
次に、図１４に示すように、長溝２２内に、この長溝２２から溢れない程度に流動性を有するセメント系硬化材料１１０を流し込む。これにより、長溝２２内に挿入された陽極材３０がセメント系硬化材料１１０で完全に覆われる。
【００７５】
長溝２２内にセメント系硬化材料１１０を流し込んだ後に、鉄筋コンクリート構造物１０を図示しないハンマ等を用いて叩いたり陽極材３０を揺することによってこれらに振動を与える。
【００７６】
次に、図１５に示すように、この長溝２２内の、流動性を有するセメント系硬化材料１１０が流し込まれた上方に、図示しないコテ等を用いて、堅めのモルタルなどといった充填材１２０を充填する。
【００７７】
以上説明したように、別の実施形態によれば、鉄筋コンクリート構造物１０の側面に切削した長溝２２に対しては、この長溝２２の溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜しているために、長溝２２の表面を型枠材で密閉したり圧力タンクを用いてセメント系硬化材料を注入するといったことを実施しなくても、その長溝２２内にセメント系硬化材料１１０を低コストで確実に充填することができる。そのため、陽極材３０がセメント系硬化材料１１０で完全に覆われ、陽極材３０を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保される。
【００７８】
また、陽極材３０に振動を与えることによって、この陽極材３０の網目がセメント系硬化材料１１０で確実に埋められる。さらに、セメント系硬化材料１１０を長溝２２内に流し込む際に空気が混入するおそれがあるが、鉄筋コンクリート構造物１０および陽極材３０に振動を与えることによって、混入した空気が追い出され、その長溝２２内にセメント系硬化材料１１０をより一層確実に充填することができる。
【００７９】
次に、本発明の陽極の設置方法のさらに別の実施形態を説明する。尚、以下説明するさらに別の実施形態は、鉄筋コンクリート構造物の側面に長溝を切削するものである。
【００８０】
尚、以下説明するさらに別の実施形態は、上述した各実施形態との相違点に注目し、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００８１】
図１６は、さらに別の実施形態における長溝２２内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図である。
【００８２】
まず、鉄筋コンクリート構造物１０の側面の切削すべき溝位置に、図示しないカッタを用いて、溝深さ方向が水平に対して３０度〜４５度程度斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝２２を切削する。
【００８３】
次に、長溝２２内に陽極材３０をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入する。
【００８４】
次に、図１６に示すように、長溝２２の開口部の側部に堰型枠２００を設置する。
【００８５】
次に、長溝２２内にセメント系硬化材料１３０を充填する。
【００８６】
次に、堰型枠２００を撤去する。また、必要に応じて、鉄筋コンクリート構造物１０の表面から突出したセメント系硬化材料１３０をはつってもよい。尚、セメント系硬化材料１３０をはつる際は、このセメント系硬化材料１３０が完全に硬化する前にはつることが好ましい。
【００８７】
以上説明したように、さらに別の実施形態によれば、長溝２２内に充填するセメント系硬化材料１３０がその長溝２２から溢れ出ることが堰型枠２００によって防止され、その長溝２２内にセメント系硬化材料１３０をより一層確実に充填することができる。
【００８８】
尚、上述した各実施形態では、本発明にいう陽極材が、帯状形状を有する網目状の帯状陽極である例について説明したが、本発明にいう陽極材は、これに限られるものではなく、例えば、帯状形状を有する平板状の帯状陽極や、棒状形状を有する陽極材等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第２の工程を示す説明図で、長溝内に陽極材を設置してセメント系硬化材料を充填する例である。
【図４】図３に示す陽極材保持部材の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第３の工程を示す説明図である。
【図６】図５に示す型枠材の斜視図である。
【図７】図６にブロックで示す圧力タンクの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第３の工程の他の実施形態を示す説明図である。
【図９】図８に示す型枠材の斜視図である。
【図１０】図８，図９に示す型枠材を使用してセメント系硬化材料を注入してなる仕上がり形状の外観斜視図である。
【図１１】図１０の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図１２】図１０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図１３】セメント系硬化材料のフロー値と注入速度の違いによる長溝の溝幅と注入評価グレードの関係を示すグラフである。
【図１４】別の実施形態における長溝内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図である。
【図１５】別の実施形態における長溝内への充填材充填行程を示す説明図である。
【図１６】さらに別の実施形態における長溝内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０，１１ 鉄筋コンクリート構造物
１２ 鉄筋
２０，２１，２２ 長溝
２０ａ 内壁
２２ 周辺空間
３０ 陽極材
４０ 陽極材保持部材
４１，４２ 挟持部
４３ 弾性湾曲部
５０ 空隙
６０，６３ 型枠材
６１ 注入口
６２ 排出口
７０，７１ シール材
８０ ビニルホース
９０ 圧力タンク
１００，１１０，１３０ セメント系硬化材料
１２０ 充填材
２００ 堰型枠
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物の電気防食方法の一方式である非消耗陽極方式における陽極の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉄筋コンクリート構造物の電気防食方法の一方式として非消耗帯状陽極方式が知られている。帯状陽極の設置にあたっては、コンクリート表面に一定間隔で溝を切削し、コンクリートドリル等を用いて溝底面に穴を形成し、この穴に嵌合する樹脂製のピン等を用いて陽極材をその溝内に固定した後に、陽極被覆材としてのセメントモルタル等のセメント系硬化材料を左官により溝内に充填して溝を修復する。この非消耗帯状陽極方式で用いられる陽極材は帯状形状を有する網目状のものであって、寸法は、幅が１０ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度、厚さが０．５ｍｍ程度〜１．３ｍｍ程度で、電気防食の設計条件により使い分けられる。尚、この非消耗帯状陽極方式は非消耗線状陽極方式とも称されるが、本明細書中ではこの方式の名称を帯状陽極方式に統一して説明する。
【０００３】
このような帯状陽極方式における陽極材の設置方法として、垂直設置方法や水平設置方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
陽極材を垂直設置するための溝（幅４ｍｍ程度〜１０ｍｍ程度、深さ２０ｍｍ程度〜２５ｍｍ程度）は、コンクリート表面の切削すべき溝位置に、カッタを用いて、陽極材の幅より深い深さを有する長溝を切削することにより形成する。これに対して、陽極材を水平設置するための溝（幅２０ｍｍ程度〜２５ｍｍ程度、深さ１５ｍｍ程度〜２０ｍｍ程度）は、陽極材の幅より大きな幅を有する長溝であることから、まずコンクリート表面の切削すべき溝の両端位置をカッタで切削し、次にチッパー等を用いてカッタ目間のコンクリートをはつり取ることにより形成する。
【０００５】
従って、コンクリート表面に溝を切削する費用は、水平設置方法よりも垂直設置方法の方が安価であるため、帯状陽極方式におけるコスト縮減のためには、陽極材を垂直設置することが好ましい。
【特許文献１】特開２００２−３７１３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、帯状の陽極材の幅より深い深さを有する、陽極材を垂直設置した長溝内に、網目状の陽極材を完全に覆うようにセメント系硬化材料を充填することは、陽極材を水平設置した幅広の長溝内にセメント系硬化材料を充填するよりも困難である。特に鉄筋コンクリート構造物の下面に形成された、陽極材を垂直設置した長溝内に、セメント系硬化材料を充填することは困難性がより一層高く、充填不良によって耐久性の低下や電気防食の誤作動を引き起こすおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、陽極材を垂直設置した長溝内にセメント系硬化材料を低コストで確実に充填する陽極の設置方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の陽極の設置方法のうちの第１の設置方法は、鉄筋コンクリート構造物の表面に長溝を切削し、この長溝内に陽極材を挿入し、この長溝の表面を密閉し、この長溝内にセメント系硬化材料を注入することを特徴とする。
【０００９】
本発明の陽極の設置方法のうちの第１の設置方法は、上記陽極材を挿入し表面を密閉した上記長溝内にセメント系硬化材料を注入する方法である。従って、この第１の設置方法によれば、その長溝が、鉄筋コンクリート構造物の上面に切削した溝であればもちろん、鉄筋コンクリート構造物の下面に切削した、セメント系硬化材料を充填する困難性の高い溝であっても、その長溝内にセメント系硬化材料を確実に充填して陽極材をセメント系硬化材料で完全に覆うことが低コストで実現され、上記陽極材を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保される。
【００１０】
また、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第１の設置方法において、上記鉄筋コンクリート構造物におけるコンクリートかぶりをＡｍｍとし、上記陽極材の幅をＢｍｍとし、その鉄筋コンクリート構造物の表面からその陽極材までの被覆距離をａｍｍとし、その鉄筋コンクリート構造物の鋼材とその陽極材との絶縁が確保されるその鋼材からその陽極材までの垂直距離をｂｍｍとしたとき、その鉄筋コンクリート構造物の表面に対する上記長溝の傾斜角度θが、
【００１１】
【数１】
【００１２】
の関係式を満たす傾斜角度とすれば好ましい。これは、コンクリートかぶりが少ない場合に、コンクリート表面に対して上記傾斜角度を設けることによって、設置する陽極材が鉄筋等の鋼材に接触することが低コストで回避され、その陽極材を用いた電気防食の正常な作動が確保されるからである。尚、上記被覆距離ａおよび上記垂直距離ｂは、それぞれ５ｍｍ程度の距離とすることが望ましい。
【００１３】
鉄筋コンクリート構造物における鉄筋のコンクリートかぶりは、設計通り確保されていないことがしばしばある。コンクリートかぶりが少ない鉄筋コンクリート構造物に陽極材を垂直設置するための長溝を形成すると、この長溝内に鉄筋等の鋼材が露出する可能性がある。鋼材が露出した際の、この鋼材と陽極材との短絡を防ぐための対策として、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁体を溝内露出鉄筋や陽極材に塗布または巻き付ける対策が知られているものの、このような対策には余分な労力が必要とされる。
【００１４】
また、上記目的を達成する本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、鉄筋コンクリート構造物の側面に、溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝を切削し、この長溝内に陽極材を挿入し、この長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする。
【００１５】
本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、鉄筋コンクリート構造物の側面に切削した、溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝内に、セメント系硬化材料を充填する方法である。従って、この第２の設置方法によれば、鉄筋コンクリート構造物の側面に切削した長溝に対しては、この長溝の溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜しているために、長溝の表面を密閉したりセメント系硬化材料を注入するといったことを実施しなくても、その長溝内にセメント系硬化材料を低コストで確実に充填することができる。そのため、陽極材がセメント系硬化材料で完全に覆われ、陽極材を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保される。
【００１６】
ここで、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、上記長溝内に流動性を有するセメント系硬化材料を流し込んだ後に、その上方に充填材を施工することにより、この長溝内にセメント系硬化材料を充填することが好ましい。
【００１７】
ここで、本発明の充填材とは、堅めのモルタルなど、凹部に充填する材料をいう。
【００１８】
例えば、上記長溝から溢れない程度に流動性を有するセメント系硬化材料をその長溝内に流し込んだ後に、その上方に充填材を施工すれば、その長溝内にセメント系硬化材料をより一層確実に充填することができる。
【００１９】
また、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、上記長溝の開口部の側部に堰型枠を設置し、この長溝内にセメント系硬化材料を充填することも好ましい形態である。
【００２０】
このような好ましい形態によれば、上記長溝内に充填するセメント系硬化材料がその長溝から溢れ出ることが上記堰型枠によって防止され、その長溝内にセメント系硬化材料をより一層確実に充填することができる。
【００２１】
さらに、上記本発明の陽極の設置方法のうちの第２の設置方法は、上記長溝内にセメント系硬化材料を充填した後に、上記鉄筋コンクリート構造物および上記陽極材に振動を与えることがさらに好ましい。
【００２２】
ここで、一般に、上記陽極材は帯状形状を有する網目状の部材である。従って、このような振動を陽極材に与えることによって、この陽極材の網目がセメント系硬化材料で確実に埋められる。また、セメント系硬化材料を上記長溝内に充填する際に空気が混入するおそれがあるが、鉄筋コンクリート構造物および陽極材に振動を与えることによって、混入した空気が追い出され、その長溝内にセメント系硬化材料をより一層確実に充填することができる。
【００２３】
また、上記本発明の陽極の設置方法は、上記陽極材が、帯状形状を有する帯状陽極であって、上記長溝内にこの帯状陽極をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入することが好ましい。
【００２４】
ここで、本発明にいう帯状陽極とは、例えば、帯状形状を有する網目状の帯状陽極や、帯状形状を有する平板状の帯状陽極等をいう。
【００２５】
本発明にいう陽極材は、上記帯状陽極に限らず、例えば棒状形状を有する陽極材等であってもよいが、その陽極材が帯状陽極であれば、棒状形状を有する陽極材よりも上記長溝内への陽極材の挿入が容易である。
【００２６】
また、上記本発明の陽極の設置方法において、上記陽極材を挟み込んで保持可能な一対の挟持部と、この挟持部で挟持した陽極材との間に空隙を設けた状態でこの挟持部を挟み方向に付勢する弾性湾曲部とを有し、横断面幅寸法が上記長溝の溝幅よりも大きい樹脂製の陽極材保持部材を用い、この陽極材保持部材を上記陽極材に装着し、この陽極材保持部材をその陽極材と共に上記長溝内に押し込んでこの陽極材保持部材の横断面幅寸法を縮小させることによりこの陽極材保持部材の弾性湾曲部をその長溝内壁に圧接させると共にその陽極材を強固に保持させて、その長溝内に陽極材を設置することがさらに好ましい。
【００２７】
一般に、陽極材は、コンクリートドリル等を用いて溝底面に形成した穴に嵌合する樹脂製のピン等を用いてその溝内に固定される。このような陽極材設置方法によると、削孔作業、樹脂製ピン打ち込み作業と作業工程が多く、工費が高騰することとなる。また、このような陽極材設置方法によると、陽極材のたるみが生じて電気防食の正常な作動に悪影響を与えるおそれがある。さらに、このような陽極材設置方法で陽極材を垂直設置する場合には、樹脂性ピンを打ち込むために１０ｍｍ程度以上の溝幅を要する。このような溝を形成するには、陽極材を水平設置するための溝の形成と同様に、チッパー等を用いてカッタ目間のコンクリートをはつり取る作業が必要とされるため、コスト縮減のために陽極材を垂直設置するメリットが薄れることとなってしまう。
【００２８】
ところが、このような好ましい形態によれば、上記陽極材保持部材を用いることによって、従来の樹脂製のピン等を用いて溝内に陽極材を固定するための削孔作業や樹脂製ピン打ち込み作業が不要となり、陽極材を垂直設置するための狭い溝幅内で樹脂性ピンを用いることなく陽極材を確実に固定することができるため、更なるコスト縮減が図られる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の陽極の設置方法によれば、鉄筋コンクリート構造物の表面に切削した長溝が、鉄筋コンクリート構造物の下面に切削した、セメント系硬化材料を充填する困難性の高い溝であっても、その長溝内にセメント系硬化材料を確実に充填して陽極材をセメント系硬化材料で完全に覆うことが低コストで実現され、上記陽極材を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保されるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程を示す説明図である。
【００３２】
まず、鉄筋コンクリート構造物１０の表面の切削すべき溝位置に、図示しないカッタを用いて、長溝２０を切削する。ここでは１つの長溝２０を図示したが、図１に示す長溝２０と同様の長溝を一定の相互間隔を空けて切削する。この長溝２０は、帯状の陽極材３０（図３参照）の幅に５ｍｍ程度を加えた深さを有するものとする。また、この長溝２０は、鉄筋コンクリート構造物１０の下面に切削した溝である。
【００３３】
尚、切削する長溝２０の幅は、充填するセメント系硬化材料の種類や陽極材の厚さ等にも依存するが、２ｍｍ程度以上１０ｍｍ程度以下の範囲が可能である。しかし、陽極材３０（図３参照）と鉄筋との短絡を発見するための溝内金属探査が可能で、セメント系硬化材料の充填性能（この充填性能に関しては後述する）を勘案し、コスト縮減および作業性の観点から、５ｍｍ程度の溝幅が最も好ましい。切削する長溝２０の幅が５ｍｍ程度の溝幅であれば、チッパー等を用いてカッタ目間のコンクリートをはつり取る作業が不要で、コンクリート表面の切削すべき溝位置をカッタで切削する作業のみで長溝２０を形成することができると共に、長溝２０内にセメント系硬化材料を確実に充填することが容易である。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程の他の実施形態を示す説明図である。
【００３５】
電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが少ない場合には、図２に示すように、切削する長溝２１をコンクリート構造物１１の表面に対して所定の角度をもって切削する。また、長溝２１の幅や深さや切削角度の施工精度を高めるために、例えば鋼製やアルミ製の案内部材（図示せず）を切削位置から一定の距離を隔ててアンカ（図示せず）等で固定し、その案内部材をガイドレールとして移動する溝切削機（図示せず）を用いて切削することが好ましい。
【００３６】
切削された長溝２１の鉄筋コンクリート構造物１１の表面に対する傾斜角度θは、コンクリートかぶりをＡｍｍとし、陽極材３０の幅をＢｍｍとし、鉄筋コンクリート構造物１１の表面から陽極材３０までの被覆距離をａｍｍとし、鉄筋コンクリート構造物１１の鉄筋１２と陽極材３０との絶縁が確保される鉄筋１２から陽極材３０までの垂直距離をｂｍｍとしたとき、
【００３７】
【数２】
【００３８】
の関係式を満たす傾斜角度である。尚、上記被覆距離ａおよび上記垂直距離ｂは、それぞれ５ｍｍ程度の距離とすることが望ましい。
【００３９】
このような傾斜角度θを設けることによって、設置する陽極材３０が鉄筋１２に接触することを避けることができ、電気防食の正常な作動が確保される。従って、例えばエポキシ樹脂等の絶縁体を溝内露出鉄筋や陽極材に塗布または巻き付ける従来の対策を施すことが不要となり、低コストの設置を達成することができる。
【００４０】
図３は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第２の工程を示す説明図で、長溝２０内に陽極材３０を設置してセメント系硬化材料を充填する例である。また、図４は、図３に示す陽極材保持部材４０の斜視図である。
【００４１】
長溝２０内に、帯状形状を有する網目状の陽極材３０を、その幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入する。
【００４２】
陽極材３０を長溝２０内に挿入するにあたっては、図３，図４に示す陽極材保持部材４０を使用する。
【００４３】
この陽極材保持部材４０は、陽極材３０を挟み込んで保持可能な一対の挟持部４１，４２と、この挟持部４１，４２で挟持した陽極材３０との間に空隙５０を設けた状態でこの挟持部４１，４２を挟み方向に付勢する弾性湾曲部４３とを有する。また、この陽極材保持部材４０は、横断面幅寸法が長溝２０の溝幅よりも１ｍｍ程度大きく、長さ寸法が１０ｍｍ程度の樹脂製のものである。
【００４４】
このような陽極材保持部材４０を陽極材３０に装着し、この陽極材保持部材４０を陽極材３０と共に長溝２０内に押し込んでこの陽極材保持部材４０の横断面幅寸法を縮小させる。これによって、陽極材保持部材４０の弾性湾曲部４３を長溝２０の内壁２０ａに圧接させると共に陽極材３０を強固に保持させて、長溝２０内に陽極材３０を固定する。
【００４５】
このような陽極材保持部材４０を使用して陽極材３０を長溝２０内に設置することによって、従来の樹脂製のピン等を用いて長溝内に陽極材を固定するための削孔作業や樹脂製ピン打ち込み作業が不要となり、陽極材３０を垂直設置するための狭い溝幅内で樹脂性ピンを用いることなく陽極材３０を確実に固定することができるため、コスト縮減が図られる。
【００４６】
図５は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第３の工程を示す説明図であり、図６は、図５に示す型枠材６０の斜視図であり、図７は、図６にブロックで示す圧力タンク９０の斜視図である。
【００４７】
陽極材３０を固定した長溝２０の表面を型枠材６０で密閉し、その長溝２０内にセメント系硬化材料を注入する。
【００４８】
長溝２０の表面を密閉するにあたっては、図６に示すように、２ｍ程度の間隔で注入口６１および排出口６２を設けた型枠材６０を取り付けて密閉し、取り付けた型枠材６０の周辺部分をシール材７０で密封する。この型枠材６０は、例えば、木製、樹脂製、あるいは布製など、セメント系硬化材料を注入した時の圧力や浸透による漏れが生じない材料であればどのような材料であってもよい。
【００４９】
注入口６１および排出口６２の設置間隔は、注入するセメント系硬化材料の流動性や注入する圧力に依存するものの、２ｍ程度とすることで、短時間でセメント系硬化材料を注入することができると共に、セメント系硬化材料の注入時に型枠材６０が剥がれる危険性を抑制することができる。
【００５０】
長溝２０内にセメント系硬化材料を注入するにあたっては、型枠材６０の注入口６１とビニルホース８０等で連結された圧力タンク９０（図６，図７）内にセメントモルタル等のセメント系硬化材料を充填し、圧力タンク９０内に圧力を加えて、セメント系硬化材料を長溝２０内に圧入する。ここで、陽極材３０は、陽極材保持部材４０の弾性湾曲部４３とこの陽極材３０との間に空隙５０を設けた状態で長溝２０内に固定されているため、注入されたセメント系硬化材料が充填されやすく、陽極材３０の細かい網目がセメント系硬化材料で完全に覆われる。尚、圧力タンク９０に圧力を加える方法は、空気や荷重など圧力を付加できるものであればどのような方法であってもよい。
【００５１】
尚、使用するセメント系硬化材料は、材料の安定性や陽極材３０の網目を完全に覆うように細かい骨材を有したものが好ましい。また、左官ではなく圧力タンク９０を使用して長溝２０内にセメント系硬化材料を確実に充填するためには流動性の高いセメント系硬化材料が好ましい。
【００５２】
図８は、本発明の一実施形態である陽極材設置方法における他の実施形態を示す説明図であり、図９は、図８に示す型枠材６３の斜視図である。
【００５３】
電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが少ないときに、上述した傾斜角度θを設けることなく長溝２０を鉄筋コンクリート構造物１０の表面に切削する場合には、鉄筋１２を傷付けない深さで切削する。その結果、図８に示すように、陽極材保持部材４０を使用して陽極材３０を長溝２０内に設置した陽極材３０の一端が鉄筋コンクリート構造物１０の表面から突出する場合がある。
【００５４】
このような場合、図８，図９に示す、その陽極材３０の一端を被覆するとともに長溝２０の表面を密閉する形状を有する、２ｍ程度の間隔で注入口６１および排出口６２を設けた型枠材６３を使用する。
【００５５】
このような型枠材６３を取り付けて密閉し、取り付けた型枠材６３の周辺部分をシール材７１で密封した後、型枠材６３の注入口６１とビニルホース８０等で連結された圧力タンク９０内に圧力を加えて、鉄筋コンクリート構造物１０の表面から突出した陽極材３０の一端の周辺空間２２および長溝２０内にセメント系硬化材料を圧入する。これによって、その周辺空間２２および長溝２０内にセメント系硬化材料が注入され充填される。
【００５６】
図１０は、図８，図９に示す型枠材６３を使用してセメント系硬化材料を注入してなる仕上がり形状の外観斜視図である。また、図１１は、図１０の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、図１２は、図１０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【００５７】
図１０，図１１に示す、電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが多い箇所はもちろん、図１０，図１２に示す、電気防食施工前の事前調査でコンクリートかぶりが少ない箇所においても、設置した陽極材３０が鉄筋に接触することが回避されるとともに、その陽極材３０がセメント系硬化材料１００で完全に覆われ、その陽極材３０を用いた電気防食の正常な作動が確保される。
【００５８】
図１３は、セメント系硬化材料のフロー値と注入速度の違いによる長溝２０の溝幅と注入評価グレードの関係を示すグラフである。縦軸は注入評価グレード（Ｉ〜ＶＩ）を示し、横軸は長溝２０の溝幅（ｍｍ）を示す。
【００５９】
この図１３に示すグラフは、実験結果の一例を示したものであって、溝幅３ｍｍ〜６ｍｍ、溝深さを２０ｍｍとなるように透明のアクリル型枠材を用いて注入試験を行ったものである。
【００６０】
尚、縦軸の注入評価グレードとしては、気泡や空隙の有無により６段階の注入評価グレードを設け、「Ｉ」は完全に注入されたことを示し、「ＩＩ」は小さな気泡が少し存在することを示し、「ＩＩＩ」は小さな気泡が数多く存在することを示し、「ＩＶ」は大きな空隙が少し存在することを示し、「Ｖ」は大きな空隙が数多く存在することを示し、「ＶＩ」は注入不可能を示している。これら６段階の注入評価グレードの内の「Ｖ」および「ＶＩ」は、電気防食の正常な作動に悪影響を与えると推定される。
【００６１】
図１３に示す白四角（□）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）５．５秒、注入速度１リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は約３．８ｍｍ以上が好ましい。
【００６２】
また、図１３に示す白三角（△）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）５．５秒、注入速度２リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は６ｍｍ以上が好ましい。
【００６３】
また、図１３に示す白ひし形（◇）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）５．５秒、注入速度３リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。また、図１３に示す白丸（○）は、セメント系硬化材料Ａを、フロー値（Ｊ１４）１０秒、注入速度１リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。これら条件では、溝幅が６ｍｍ以上であっても電気防食の正常な作動に悪影響を与えると推定される。
【００６４】
また、図１３に示す黒丸（●）は、セメント系硬化材料Ｂを、フロー値（Ｊ１４）３．５秒、注入速度２リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は約３．４ｍｍ以上が好ましい。
【００６５】
また、図１３に示す黒四角（■）は、セメント系硬化材料Ｂを、フロー値（Ｊ１４）３．５秒、注入速度３リットル／分で注入したデータをプロットしたものである。この条件における溝幅は６ｍｍ以上が好ましい。
【００６６】
尚、セメント系硬化材料を注入する圧力を高くすることにより注入時間を短くすることができるものの、実験によると、高圧力で注入した場合には、セメント系硬化材料に空気を巻き込みながら充填することとなるため、充填されたセメント系硬化材料に空隙が生じ、電気防食の正常な作動や耐久性に悪影響を与えるおそれがある。また、セメント系硬化材料を高圧力で注入した場合には、長溝２０を密閉する型枠材６０を高圧力にも耐え得る頑丈なものとし、さらには、型枠材６０をコンクリート表面に対して高圧力にも耐え得るように頑丈に固定する必要があり、コストが高騰することとなってしまう。このような問題点は、実験によると、１ＭＰａ以下の圧力でセメント系硬化材料を注入することによって解消され、セメント系硬化材料を効率良く、かつ電気防食の正常な作動や耐久性に悪影響を与えることなく注入することができる。
【００６７】
以上説明したように、鉄筋コンクリート構造物１０の表面に切削した長溝２０が、鉄筋コンクリート構造物１０の下面に切削した、セメント系硬化材料を充填する困難性の高い溝であっても、その長溝２０内にセメント系硬化材料を確実に充填して陽極材３０の細かい網目をセメント系硬化材料で完全に覆うことが低コストで実現され、陽極材３０を用いた電気防食の耐久性や正常な作動を容易に確保することが可能となった。
【００６８】
尚、上述した各実施形態では、本発明にいう長溝が、鉄筋コンクリート構造物の下面に切削した溝である例について説明したが、本発明にいう長溝は、これに限られるものではなく、鉄筋コンクリート構造物の上面や側面に切削した溝であってもよい。
【００６９】
次に、本発明の陽極の設置方法の別の実施形態を説明する。尚、以下説明する別の実施形態は、鉄筋コンクリート構造物の側面に長溝を切削するものである。
【００７０】
尚、以下説明する別の実施形態は、上述した各実施形態との相違点に注目し、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図１４は、別の実施形態における長溝２２内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図であり、図１５は、別の実施形態における長溝２２内への充填材充填行程を示す説明図である。
【００７２】
まず、鉄筋コンクリート構造物１０の側面の切削すべき溝位置に、図示しないカッタを用いて、長溝２２を切削する。この長溝２２は、溝深さ方向が水平に対して３０度〜４５度程度斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝である。
【００７３】
次に、長溝２２内に陽極材３０をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入する。尚、陽極材３０を長溝２２内に挿入するにあたっては、図４に示す陽極材保持部材４０を使用してもよい。
【００７４】
次に、図１４に示すように、長溝２２内に、この長溝２２から溢れない程度に流動性を有するセメント系硬化材料１１０を流し込む。これにより、長溝２２内に挿入された陽極材３０がセメント系硬化材料１１０で完全に覆われる。
【００７５】
長溝２２内にセメント系硬化材料１１０を流し込んだ後に、鉄筋コンクリート構造物１０を図示しないハンマ等を用いて叩いたり陽極材３０を揺することによってこれらに振動を与える。
【００７６】
次に、図１５に示すように、この長溝２２内の、流動性を有するセメント系硬化材料１１０が流し込まれた上方に、図示しないコテ等を用いて、堅めのモルタルなどといった充填材１２０を充填する。
【００７７】
以上説明したように、別の実施形態によれば、鉄筋コンクリート構造物１０の側面に切削した長溝２２に対しては、この長溝２２の溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜しているために、長溝２２の表面を型枠材で密閉したり圧力タンクを用いてセメント系硬化材料を注入するといったことを実施しなくても、その長溝２２内にセメント系硬化材料１１０を低コストで確実に充填することができる。そのため、陽極材３０がセメント系硬化材料１１０で完全に覆われ、陽極材３０を用いた電気防食の耐久性や正常な作動が確保される。
【００７８】
また、陽極材３０に振動を与えることによって、この陽極材３０の網目がセメント系硬化材料１１０で確実に埋められる。さらに、セメント系硬化材料１１０を長溝２２内に流し込む際に空気が混入するおそれがあるが、鉄筋コンクリート構造物１０および陽極材３０に振動を与えることによって、混入した空気が追い出され、その長溝２２内にセメント系硬化材料１１０をより一層確実に充填することができる。
【００７９】
次に、本発明の陽極の設置方法のさらに別の実施形態を説明する。尚、以下説明するさらに別の実施形態は、鉄筋コンクリート構造物の側面に長溝を切削するものである。
【００８０】
尚、以下説明するさらに別の実施形態は、上述した各実施形態との相違点に注目し、同じ要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００８１】
図１６は、さらに別の実施形態における長溝２２内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図である。
【００８２】
まず、鉄筋コンクリート構造物１０の側面の切削すべき溝位置に、図示しないカッタを用いて、溝深さ方向が水平に対して３０度〜４５度程度斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝２２を切削する。
【００８３】
次に、長溝２２内に陽極材３０をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入する。
【００８４】
次に、図１６に示すように、長溝２２の開口部の側部に堰型枠２００を設置する。
【００８５】
次に、長溝２２内にセメント系硬化材料１３０を充填する。
【００８６】
次に、堰型枠２００を撤去する。また、必要に応じて、鉄筋コンクリート構造物１０の表面から突出したセメント系硬化材料１３０をはつってもよい。尚、セメント系硬化材料１３０をはつる際は、このセメント系硬化材料１３０が完全に硬化する前にはつることが好ましい。
【００８７】
以上説明したように、さらに別の実施形態によれば、長溝２２内に充填するセメント系硬化材料１３０がその長溝２２から溢れ出ることが堰型枠２００によって防止され、その長溝２２内にセメント系硬化材料１３０をより一層確実に充填することができる。
【００８８】
尚、上述した各実施形態では、本発明にいう陽極材が、帯状形状を有する網目状の帯状陽極である例について説明したが、本発明にいう陽極材は、これに限られるものではなく、例えば、帯状形状を有する平板状の帯状陽極や、棒状形状を有する陽極材等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第１の工程の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第２の工程を示す説明図で、長溝内に陽極材を設置してセメント系硬化材料を充填する例である。
【図４】図３に示す陽極材保持部材の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第３の工程を示す説明図である。
【図６】図５に示す型枠材の斜視図である。
【図７】図６にブロックで示す圧力タンクの斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態である陽極材設置方法における第３の工程の他の実施形態を示す説明図である。
【図９】図８に示す型枠材の斜視図である。
【図１０】図８，図９に示す型枠材を使用してセメント系硬化材料を注入してなる仕上がり形状の外観斜視図である。
【図１１】図１０の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図１２】図１０の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図１３】セメント系硬化材料のフロー値と注入速度の違いによる長溝の溝幅と注入評価グレードの関係を示すグラフである。
【図１４】別の実施形態における長溝内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図である。
【図１５】別の実施形態における長溝内への充填材充填行程を示す説明図である。
【図１６】さらに別の実施形態における長溝内へのセメント系硬化材料充填行程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０，１１ 鉄筋コンクリート構造物
１２ 鉄筋
２０，２１，２２ 長溝
２０ａ 内壁
２２ 周辺空間
３０ 陽極材
４０ 陽極材保持部材
４１，４２ 挟持部
４３ 弾性湾曲部
５０ 空隙
６０，６３ 型枠材
６１ 注入口
６２ 排出口
７０，７１ シール材
８０ ビニルホース
９０ 圧力タンク
１００，１１０，１３０ セメント系硬化材料
１２０ 充填材
２００ 堰型枠
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート構造物の表面に長溝を切削し、該長溝内に陽極材を挿入し、該長溝の表面を密閉し、該長溝内にセメント系硬化材料を注入することを特徴とする陽極の設置方法。
【請求項２】
前記鉄筋コンクリート構造物におけるコンクリートかぶりをＡｍｍとし、前記陽極材の幅をＢｍｍとし、該鉄筋コンクリート構造物の表面から該陽極材までの被覆距離をａｍｍとし、該鉄筋コンクリート構造物の鋼材と該陽極材との絶縁が確保される該鋼材から該陽極材までの垂直距離をｂｍｍとしたとき、該鉄筋コンクリート構造物の表面に対する前記長溝の傾斜角度θが、
【数１】
の関係式を満たす傾斜角度であることを特徴とする請求項１記載の陽極の設置方法。
【請求項３】
鉄筋コンクリート構造物の側面に、溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝を切削し、該長溝内に陽極材を挿入し、該長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする陽極の設置方法。
【請求項４】
前記長溝内に流動性を有するセメント系硬化材料を流し込んだ後に、その上方に充填材を施工することにより、該長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする請求項３記載の陽極の設置方法。
【請求項５】
前記長溝の開口部の側部に堰型枠を設置し、該長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする請求項３記載の陽極の設置方法。
【請求項６】
前記長溝内にセメント系硬化材料を充填した後に、前記鉄筋コンクリート構造物および前記陽極材に振動を与えることを特徴とする請求項３から５のうちいずれか１項記載の陽極の設置方法。
【請求項７】
前記陽極材が、帯状形状を有する帯状陽極であって、前記長溝内に該帯状陽極をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載の陽極の設置方法。
【請求項８】
前記陽極材を挟み込んで保持可能な一対の挟持部と、該挟持部で挟持した陽極材との間に空隙を設けた状態で該挟持部を挟み方向に付勢する弾性湾曲部とを有し、横断面幅寸法が前記長溝の溝幅よりも大きい樹脂製の陽極材保持部材を用い、該陽極材保持部材を前記陽極材に装着し、該陽極材保持部材を該陽極材と共に前記長溝内に押し込んで該陽極材保持部材の横断面幅寸法を縮小させることにより該陽極材保持部材の弾性湾曲部を該長溝内壁に圧接させると共に該陽極材を強固に保持させて、該長溝内に陽極材を設置することを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項記載の陽極の設置方法。
【請求項１】
鉄筋コンクリート構造物の表面に長溝を切削し、該長溝内に陽極材を挿入し、該長溝の表面を密閉し、該長溝内にセメント系硬化材料を注入することを特徴とする陽極の設置方法。
【請求項２】
前記鉄筋コンクリート構造物におけるコンクリートかぶりをＡｍｍとし、前記陽極材の幅をＢｍｍとし、該鉄筋コンクリート構造物の表面から該陽極材までの被覆距離をａｍｍとし、該鉄筋コンクリート構造物の鋼材と該陽極材との絶縁が確保される該鋼材から該陽極材までの垂直距離をｂｍｍとしたとき、該鉄筋コンクリート構造物の表面に対する前記長溝の傾斜角度θが、
【数１】
の関係式を満たす傾斜角度であることを特徴とする請求項１記載の陽極の設置方法。
【請求項３】
鉄筋コンクリート構造物の側面に、溝深さ方向が水平に対して斜め下方向に傾斜し開口がほぼ水平な長溝を切削し、該長溝内に陽極材を挿入し、該長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする陽極の設置方法。
【請求項４】
前記長溝内に流動性を有するセメント系硬化材料を流し込んだ後に、その上方に充填材を施工することにより、該長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする請求項３記載の陽極の設置方法。
【請求項５】
前記長溝の開口部の側部に堰型枠を設置し、該長溝内にセメント系硬化材料を充填することを特徴とする請求項３記載の陽極の設置方法。
【請求項６】
前記長溝内にセメント系硬化材料を充填した後に、前記鉄筋コンクリート構造物および前記陽極材に振動を与えることを特徴とする請求項３から５のうちいずれか１項記載の陽極の設置方法。
【請求項７】
前記陽極材が、帯状形状を有する帯状陽極であって、前記長溝内に該帯状陽極をその幅方向を溝深さ方向に一致させて挿入することを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載の陽極の設置方法。
【請求項８】
前記陽極材を挟み込んで保持可能な一対の挟持部と、該挟持部で挟持した陽極材との間に空隙を設けた状態で該挟持部を挟み方向に付勢する弾性湾曲部とを有し、横断面幅寸法が前記長溝の溝幅よりも大きい樹脂製の陽極材保持部材を用い、該陽極材保持部材を前記陽極材に装着し、該陽極材保持部材を該陽極材と共に前記長溝内に押し込んで該陽極材保持部材の横断面幅寸法を縮小させることにより該陽極材保持部材の弾性湾曲部を該長溝内壁に圧接させると共に該陽極材を強固に保持させて、該長溝内に陽極材を設置することを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項記載の陽極の設置方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１６９４６２（Ｐ２００８−１６９４６２Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０４２３５（Ｐ２００７−１０４２３５）
【出願日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（０００１１２１９６）株式会社ピーエス三菱 (181)
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（０００１１２１９６）株式会社ピーエス三菱 (181)
【出願人】（５０５３９８９５２）中日本高速道路株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
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