国土技術政策総合研究所研究資料

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きみつぐいざわ
7 years ago
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1 第 1 章塗装鉄筋の性能に関する基礎的検討 1.1 はじめに塗装鉄筋は鉄筋の防錆が本来求められる機能であり各種試験によりその有効性 ( 性能 ) が確認されている 1) しかしその性能については塗膜が健全であるという前提に立っており例えば施工中に塗膜に大きな力を受けた場合あるいは供用後に繰返し大きな荷重が作用した場合に防食対策としての塗膜が健全であるかについては十分な検討がなされていないここでは防食対策としての塗装鉄筋に求められる性能を整理した上で一般的な道路橋のコンクリートの内部鋼材を対象に塗装鉄筋の製造から構造物の施工にかけて受ける外力そして施工後供用中の各種荷重を受けた時に受ける外力履歴を整理しどの段階におけるどんな外力が卓越するのかそしてそれらに対して塗膜の抵抗力をどのように評価するのかを検討することを目的とする 1.2 塗装鉄筋の要求性能塗装鉄筋の要求性能は図に示す 5 段階のレベルに分類した性能規定の階層モデルを基本として整理するレベル 1 目的レベル 2 機能的要求レベル 3 要求性能レベル 5 みなし規定 ( 仕様規定 ) レベル 4 性能照査図要求性能の階層モデル表に塗装鉄筋の要求性能の検討を示す要求性能内容はレベル 1 の目的を塩害環境下において設計で期待している橋の機能を供用期間中に維持することレベル 2 の機能的要求を供用期間中において鋼材が腐食により劣化しないことに設定する鋼材腐食による劣化を防ぐために基本的な腐食作用が成立しないように酸素水塩化物イオンなどの腐食因子の制御施工により実際的な取扱ができるかなどの施工性を有しているか対策機能を維持していくための耐久性を有しているか鋼材とコンクリートの一体性繰り返し変動する要因工法が原因で他の劣化作用を招いたりしないか対策効果の短い場合などでは維持管理性を有しているかについて設定する -1-

2 表塗装鉄筋の要求性能の検討レベル 1 レベル 2 レベル 3 項目レベル 4 レベル 5 目的機能的要要求性能性能照査みなし規定求水素水塩化酸素の制御性能試験既往データによるみなし物イオンの制御水の制御 ( エポキシ樹脂塗装鉄筋の品質規格塩害環境下において設計で期待している橋の機能を供用期間中に維持する用期間中において鋼材腐食により劣化しない疲労耐力疲労供塩化物イオ ( JSCE-E )) ンの制御施工性耐衝撃性耐衝撃性試験エポキシ樹脂塗装鉄筋の耐衝撃性試験 ( JSCE-E ) 耐荷重性 ( 積み重ね ) 耐摩耗性曲げ加工性曲げ試験エポキシ樹脂塗装鉄筋の曲げ試験 ( JSCE-E ) 耐熱性既往データによるみなし硬度硬化性試験エポキシ樹脂塗装鉄筋の塗膜硬化試験方法 ( 案 )( JSCE-E ) 組立精度耐久性耐候性既往データによるみなし耐アルカリ既往データによるみなし性鋼材コンクリー付着引抜き試験エポキシ樹脂塗装鉄筋の付着強度試験トの一体性方法 ( JSCE-E ) 現在のところ酸素水塩化物イオンの制御については塗膜内部への塩化物イオンが浸透したという報告は見あたらず橋梁の耐久性として期待する期間では機能すると考えられるこれは昭和 55 年 ~ 60 年に施工され平成 16 年に台風 18 号の影響により被 2) 3 災した大森大橋を解体調査した結果鋼材腐食発錆限界 1.2kg/m を上回る位置においても健全であることが確認されたことからも判断されるしたがって現在の基準に従った材料を用いて製作施工がなされれば実用上は問題とはならないただし施工性は局所的な塗膜損傷の欠陥が孔食などの問題を起こす可能性があること施工時に受ける外力による塗膜の耐荷重性と耐磨耗性についての評価を適切に評価することが必要と考えられるまた鉄筋の組立て精度についての確認したデータがないことからビニール被覆された鉄線などが塗装鉄筋を保持できる能力についての確認が必要と思われるさらに繰返し荷重の影響を直接受ける部材においては疲労耐久性の確認が必要と考えられる 1.3 塗装鉄筋の外力履歴の整理 1.2 の検討結果を念頭に各段階を通じて塗装鉄筋が受ける作用外力の履歴を表により整理し作用外力モデルを抽出した表に塗装鉄筋の受ける外力の履歴を示す -2-

3 また表には作用する外力ごとの品質試験方法を示す表 1.3.1( a) 塗装鉄筋の受ける外力の履歴 ( その 1) 工程状態想定される外力鉄筋塗料の製造鉄筋製造製作塗料製造製作熱鉄筋同士のこすれワイヤーによる変形傷塗装材料の異常異物の混入温紫外線異物の混入温紫外線鉄筋への塗装工場塗装熱温紫外線異物の混入塗出荷装むら塗装不良鉄筋同士の圧迫ワイヤーによる変形傷切断曲げ加工工場受け入れワ曲げ加工切断出荷イヤーによる変形傷ローラーによるこすれ曲げによる切れ剥がれカッターによるこすれ剥がれせん断変形鉄筋同士の圧迫ワイヤーによる変形傷現場現場受け入れワイヤーによる変形傷ヤード内ヤード内鉄筋同士のこすれ引きずり鉄筋同士の圧迫吊り上げ箇所のこすれ配筋鉄筋同士のこすれ鉄筋同士の圧迫スペーサとのこすれスペーサとの圧迫結束線とのこすれ結束線との圧迫作業靴とのこすれ作業靴との圧迫型枠脱型剤との化学反応型枠の衝突作業靴とのこすれ作業靴との圧迫コンクリートコンクリートとの化学反応コンクリート落下によるこす打設れすり減り作業靴とのこすれ作業靴との圧迫バイブレータとの衝突バイブレータとのこすれ養生コンクリートとの化学反応硬化熱による変質水塩分の浸入アルカリ分の浸入施工継目熱温紫外線 -3-

4 表 1.3.1( b) 塗装鉄筋の受ける外力の履歴 ( その 2) 工程状態想定される外力構造物の供用死荷重時コンクリートとの化学反応鉄筋同士の圧迫結束線との圧迫水塩分の浸入アルカリ分の浸入ひびわれからの水塩分の浸入ひびわれからの紫外線活荷重作用時鉄筋同士のこすれ結束線とのこすれひびわれ部のコンクリートとのこすれ繰り返し荷重疲労によるこすれ疲労による結束線とのこすれひびわ作用時れ部付近の疲労によるコンクリートとのこすれ衝突荷重作用衝撃による塗膜の破れひびわれ部付近の衝撃による塗膜時の破れ地震時こすれによる熱の発生圧迫による塗膜の破れひびわれ部付近のコンクリートとのこすれ表作用する外力ごとの品質試験方法作用する外力試験方法評価具体例アルカリの作用塗膜の耐薬品性試験 ( JSCE-E ) 打設時こすれこすれ試験がない作業員の踏みつけ鉄筋同士のこすれ圧迫圧迫試験がない結束線異物の付着塗装時の異物混入塩分の作用耐食性試験 ( JSCE-E ) 供用後の塩害環境暴露試験 ( JIS- Z 2381) 温度変化硬化熱暴露試験 ( JIS Z 2381) 熱劣化試験硬化熱乾湿の繰返し水分耐食性試験 ( JSCE-E ) 打設時の水分暴露試験 ( JIS- Z 2381) 曲げ付着強度試験 ( JSCE-E ) 曲げ加工時曲げ試験 ( JSCE-E ) 紫外線暴露試験 ( JIS Z 2381) ヤード時サンシャインウエザーメータ試験 ( JIS A 6008) 衝撃衝突耐衝撃性試験 ( JSCE-E-2003) 時振動耐衝撃性試験 ( JSCE-E-2003) 時疲労疲労試験がない繰り返し荷重時塗装むら塗装不良ピンホール試験 ( JSCE-E512) ピンホール : 現行の評価方法で評価できるもの : 評価手法がないもの段階検査で容易に異変を検知できかつ補修を行うことができる項目については完成 -4-

5 品の要求性能にとして評価する必要性が少ないと考えられることから表ごとの塗装鉄筋の段階検査について整理したで工程表工程ごとの塗装鉄筋の段階検査工程検査備考鉄筋塗料の製造製品検査鉄筋塗料ごと鉄筋への塗装搬入時検査鉄筋塗料ごと製品検査切断曲げ加工加工完了検査現場現場受け入れ搬入時検査配筋配筋完了検査ただし鉄筋同士の接触面は検査不能型枠検査無しコンクリート打設検査無し構造物の供用検査無し参考文献 1) 土木学会 : エポキシ樹脂塗装鉄筋を用いる鉄筋コンクリートの設計施工指針, ) 五十嵐義行, 西弘明, 沼澤一博, 三田村浩, 佐藤昌志 : 2004 年台風 18 号による大森大橋の被災状況について, 土木学会年次学術講演会講演概要集第 1 部 Vol60, pp ,

エポキシ樹脂塗装鉄筋・ステンレス鉄筋

エポキシ樹脂塗装鉄筋・ステンレス鉄筋エポキシ樹脂塗装鉄筋ステンレス鉄筋丸屋 * 剛 1 はじめにコンクリート構造物の耐久性を向上させる補強鋼材として, エポキシ樹脂塗装鉄筋とステンレス鉄筋を紹介するいずれも, 土木学会において設計, 施工に関する技術が基準化されているものであり, これら鉄筋の極めて高い耐食性を発揮させることにより, 厳しい腐食性環境下で供用されるコンクリート構造物の耐久性の大幅な向上が期待でき, また, 社会基盤構造物の長期的な維持管理費を大幅に低減させライフサイクルコスト