JPH0477082B2

JPH0477082B2 -

Info

Publication number: JPH0477082B2
Application number: JP63007284A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ashihara; Chitose Shiotani; Mitsutaka Kyotani; Toshihiro Arai
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sumikin Kozai Kogyo KK
Current assignee: Nippon Steel Corp; Sumikin Kozai Kogyo KK
Priority date: 1988-01-15
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1992-12-07
Also published as: JPH01182409A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明は、護岸工事、山崩れ防止工事、宅地
造成工事などにおいて実施されるいわゆる土留工
法に関し、特に、工事の後に人目に触れる部分の
鋼材が周囲の景観を損なわせないように配慮され
た土留工法に関する。（発明の背景）近年、環境保全や景勝地の景観維持が重視され
るようになつて、上記のような工事でも施工後の
美観が問題にされることが多い。例えば、河川、
湖沼の護岸工事では、土留という工事目的を達成
するだけでは足りず、工事の後に、特に人目に触
れる部分が周囲の環境によく溶け込むような配慮
が必要になる。一方では、工事費用の節減のために、できるだ
け安価な材料を使用し、且つ能率よく工事を進め
ることも必要である。かかる要求に沿う土木材料
は鋼矢板、鋼管杭、形鋼などの鋼材である。しか
し、これらの鋼材そのものは、土木工事が行われ
るような環境では鋼材特有の錆が発生し、工事の
後に長期にわたつて美観を保つようなものではな
い。そこで、土木用鋼材に何らかの表面処理を施し
て防錆と美観維持を図ることがあるが、後述のよ
うにこれまでに提案された方法ではその効果が乏
しく、或いは施工に手間がかかり過ぎて実用性が
ない。従つて、施工が容易でしかも長期にわたつて美
観を維持できるような土留工法が、現在強く要望
されている。（従来の技術）土木用鋼材は、原則的には熱間圧延のまま特別
の表面処理をせずに使用される。ただ、海岸など
特に腐食の激しいところで用いられる場合には、
防錆処理としてZnめつきや錆止め塗料の塗布が
一部で実施されている。しかし、このような表面
処理は、特に意匠性のあるものではなく、施工現
場の周囲の環境にマツチするものでもない。Zn
めつきの銀白色や錆止め塗装の朱色などは、むし
ろ周囲の自然環境から浮き上がつて景観を損なう
ことが多い。上記の問題を解決する方法としては、鋼材の表
面、特に施工後に人目に触れる部分を周囲の環境
にマツチする様な化粧材で被覆することが考えら
れる。かかる化粧材としては、例えばプラスチツ
クモルタルであるポリマーセメントモルタル
（PCM）、レジンモルタルなどをはじめ人造石の
パネル、合成樹脂、木材など多くの種類がある。
しかし、これらの化粧材を鋼材、例えば鋼矢板に
予め貼着しておいてもその接着力が小さいため、
土留工事に際して鋼材を打設すると衝撃と振動に
よつて化粧材は剥げ落ちてしまう。仮に工事後に
化粧材が残つても、その耐久性が小さく短時間で
剥落してしまう、従つて、このような化粧材を使
用する場合には、最初に裸の鋼材を打設して工事
を終わらせた後、改めて化粧仕上げの工事をしな
ければならない。第４図は、かかる従来の化粧材使用の土留工事
を説明する概念図である。即ち、第４図イに示す
ように鋼材（例えば鋼矢板）１０を設置した土留
工事を終えたのち、同図ロに示すように水を堰き
止めた上、型枠や足場を組んで化粧材１１を注
入、張り付け、或いは吹き付けするのである。このように極めて手間のかかる工事を行つて
も、鋼材と化粧材の本質的な接着力の弱さは解消
されていないから、時間が経つにつれて化粧材が
剥げ落ち、その部分に錆が出て著しく美観を損な
う。要するに、これまでは工事現場での打設その他
の設置作業に耐え、しかも長期にわたつて美観を
維持しうる土木用化粧鋼材がないため、上記のよ
うな余分の工事を行わざるをえず、しかも充分に
は目的を達していないのである。（発明が解決しようとする課題）本発明は、施工後に人目に触れるようなところ
に装飾性のある鋼材を施工する新しい工法、特に
土留工法、を提供することを目的とし、更には、
施工後長期にわたつて装飾性を維持し環境保全に
寄与することを目的としてなされたものである。（課題を解決するための手段）本発明の要旨は、下記(1)および(2)の土留工法に
ある。 (1) 表面の少なくとも一部が、化成処理された
Fe−Zn合金若しくはFe−Zn−Al合金のメカニ
カルプレーテイング皮膜と、この皮膜上に形成
された化粧材層とで覆われた化粧鋼材を設置す
ることを特徴とする土留工法。 (2) 表面の少なくとも一部が、Zn，Al若しくは
Zn−Al合金のめつき層と、このめつき層の上
に形成され且つ化成処理されたFe−Zn合金若
しくはFe−Zn−Al合金のメカニカルプレーテ
イング皮膜と、この皮膜上に形成された化粧材
層とで覆われた化粧鋼材を設置することを特徴
とする土留工法。上記本発明の各工法について説明する前に、本
発明の基礎となつた知見について述べる。従来、予め化粧材を貼着した鋼材を一般鋼材と
同じように施工することができなかつたのは、前
記のとおり鋼材と化粧材との接着力の耐久性が弱
いためである。圧延のままの鋼材、或いはこれに
Zn，Alなどをめつきした鋼材、に前記のような
化粧材を貼着しても、特に施工時の打設作業等に
伴い接着耐久力が低下する。しかし、上記接着力
を高めて耐久性を向上させ、かつ設置工事に耐え
られるようにすれば、工事は通常の鋼材を用いる
場合と同じに実施でき工事の総費用は大きく節減
できる。本発明者は、土木用鋼材の製造に最近進歩の著
しい表面処理技術を応用することに着目し、多数
の試験を積み重ねた結果、化粧材を貼着する前の
鋼材表面に特別の下地処理を施せば、前記の接着
力並びに接着耐久力は大きく向上することを確認
した。しかもこの下地処理は、鋼材の防錆にも寄
与し、腐食性の厳しい環境での鋼材の寿命を延長
するのである。まず、本願の第１の発明の工法について説明す
る。第１図は、この工法に使用する鋼材の断面模式
図である。図示のとおり鋼材１の表面にメカニカ
ルプレーテイング皮膜３があり、その上に化粧材
２がある。このメカニカルプレーテイング皮膜と
いうのは、鋼球芯材をFe−Zn合金またはFe−Zn
−Al合金で被覆したシヨツト（俗にＺ粒と呼ば
れることがある）を鋼材表面に吹き付けてFe−
Zn合金またはFe−Zn−Al合金を機械的に塗着し
たものである。このメカニカルプレーテイングの
基本技術は特公昭59−9312号公報に開示されてい
るが、本発明で使用するメカニカルプレーテイン
グは上記公報に紹介されるものに限らず、例えば
Znの粒とFeの粒とを混合して吹きつける方法な
ど、機械的に鋼材表面に所定の合金皮膜を形成で
きる方法なら全て採用できる。なお、メカニカル
プレーテイング皮膜としてFe−Zn合金またはFe
−Zn−Al合金を選んだのは、これらの皮膜が防
食性に優れているとともに安価であり、しかもメ
カニカルプレーテイングの技術も完成しているか
らである。なお、Fe−Zn合金といつても、機械
的なプレーテイングであるから皮膜には純Znの
相も混じることが多い。本発明ではこのような皮
膜をも含めてメカニカルプレーテイング合金皮膜
という。メカニカルプレーテイングによつて形成される
皮膜は、電気めつきや溶融金属めつき（どぶづけ
めつき）によつて得られる通常のめつき金属皮膜
に比較すると、皮膜自体が多孔質であることとも
に表面に出入りが多く、いわゆる粗度が大きい。
本発明者の実測結果では、この粗度はR_naxで５
〜20である。このような表面であれば、前記のよ
うに化粧材との接着性は極めてよい。例えば、セ
メント系の化粧材を吹きつけ塗装する場合でも、
接着剤を用いて木材や人造石のパネルを貼る場で
も、メカニカルプレーテイング皮膜はセメントモ
ルタルや接着剤との濡れ性がよくその適度の粗度
によつてアンカー効果等がえられ、土木用鋼材と
しての充分な施工性をもつのである。下地処理としてのメカニカルプレーテイング法
は、電気めつきや溶融めつきのように水溶液や熱
を使わない、いわゆる乾式めつきであり、装置を
工夫すれば長尺材の連続めつきができるだけでな
く、土木工事現場でのプレーテイング処理も可能
である等多くの利点をもつている。ただ、前記の
ように、皮膜が多孔質であるため、通常のめつき
に較べれば幾分か耐食性が劣る。この点を改善す
るため、メカニカルプレーテイング皮膜に化成処
理を施すのである。化成処理は、クロメート処理またはリン酸塩処
理が適当で、この処理を施すと、前記被膜にクロ
メート又はリン酸塩処理剤が含浸され、耐食性が
飛躍的に向上する。なお、特にFe−Znメカニカ
ルプレーテイング皮膜の化成処理法として本出願
人らが先に提案（特開昭62−93383号公報参照）
した水系クロメート処理が、ここでの化成処理に
最もふさわしい。即ち、クロム酸化合物0.1〜
50g／ｌと硫酸0.01〜5g／ｌを含む水溶液に浸漬
するか、またはこの液を塗布もしくはスプレーす
るのである。上記のように化成処理を施されたメカニカルプ
レーテイング皮膜は、それ自体で優れた耐食性を
もつから、長期の使用中に鋼材表面に化粧材に亀
裂が出たり、一部欠落したりしても、下地が急速
に錆びて美観を損なうおそれがない。メカニカルプレーテイング皮膜の厚みは、鋼材
の使用環境（腐食条件等）に応じて選択できる
が、一般的には３〜5μm程度とする。化粧材２としては、鋼材の使用目的、特に土留
工事を行う環境、に応じて各種のものが使用でき
る。例えばダムの周囲の護岸工事であればダムの
コンクリート構造とマツチするセメント系の化粧
材がふさわしく、湖沼などの景勝地では自然石や
それに近い人造石のパネル、或いは木質系材料な
どが選ばれる。以下に、かかる化粧材の例を掲げ
る。木質系杉、桧、桐等の板、合板、等金属系アルミニウム、銅、チタン、ステンレス鋼など
の薄板、合成樹脂系アクリル樹脂、エポシキ樹脂、ウレタン樹脂等プラスチツクモルタル系ポリマーセントモルタル、レジンモルタル等その他自然石、人造石のパネル、砕石混合材、陶磁器
タイル、等なお、これらの化粧材は単独で使用するだけでな
く、重ね合わせたり、鋼材の部分によつて種類を
変えたりして使用することも勿論可能である。例えば、化粧材としてプラスチツクモルタルを
使用する場合、このモルタルは、モルタルガン等
各種ガン吹付けにより施工されるが、その表面に
更にウレタン樹脂塗料等種々の塗料により化粧塗
膜を付与すれば、使用する環境によく調和する模
様を任意に付けることができる。プラスチツクモ
ルタルは曲げ、引張り、衝撃等に非常につよく、
透水性も普通のセメントモルタルに比較して非常
に小さいものであり、鋼材との間の良好な接着性
と相俟つて、被覆層の割れ、剥離等の破損の発生
ならびに鋼材の腐食を長期にわたつて防止し、優
れた耐久性を達成し得るものである。化粧材として、例えば木材や人造石のパネルを
使用する場合は、適当な接着剤を用いて下地のメ
カニカルプレーテイング皮膜に接着することにな
る。接着剤としては、前記のプラスチツクモルタ
ル等が使用でき、また、アクリル系接着剤、エポ
キシ系接着剤、ポリイミド系接着剤なども使用で
きる。次に、本願の第２発明の工法について説明す
る。第２図がこの工法に使用する鋼材の、第１図と
同様の図である。ここでは、鋼材１と化粧材２と
の間にめつき層４とメカニカルプレーテイング皮
膜３とがある。めつき層４は、Zn，Al、またはZn−Al合金の
通常の（メカニカルプレーテイングではない）め
つき層である。これは、溶融めつき（どぶづけ）、
電気めつき、或いは溶射のような一般的な方法で
鋼材表面に施される。その厚みは、およそ20〜
100μm程度が望ましいが、その上にメカニカルプ
レーテイング皮膜が形成されるので、20μmより
薄くしてもよい、また化成処理も不必要である。
このめつき層４の存在により、鋼材の耐食性は、
第１図に示したものよりも一層改善される。第２図のメカニカルプレーテイング皮膜３は、
第１図の場合と同じようにして形成され、且つ化
成処理を施される。そして、この上に前記の化粧
材が重ねられるのである。以上、第１図および第２図の鋼材についてそれ
ぞれ説明したが、このような化粧材の被覆は必ず
しも鋼材の全表面に施す必要はない。即ち、土留
の施工が完了し後、人目に触れる可能性のある部
分（護岸工事であれば、水面上にでる部分）だけ
を化粧材で覆つておけば足りる。ただし、鋼材の
防食のためには、下地処理だけでも全面に施して
おくことが推奨される。さて、前記のような化粧鋼材を使用する土留の
工事は、例えば、圧入力、振動、打撃を利用する
打ち込み（打設）、螺旋降下、ジエツト利用等の
掘削設置、およびこれらの組み合わせで行うこと
ができる。本発明において、鋼材の設置というの
は、上記のような各種の施工方法によつて、化粧
鋼材を土留の目的にそうように配置することをい
う。上記のような設置工事のときの衝撃や振動、或
いは土砂の衝突などに対して、本発明方法で使用
する化粧鋼材の接着耐久性は極めて高く、設置工
事によつて化粧材が剥離するようなことはない。
従つて、化粧鋼材を工場で製造し、或いは工事現
場で予め製造しておけば、設置工事そのものは通
常の裸鋼材の場合と同じように実施できる。第３図が本発明の土留工法を説明するもので、
同図イのように化粧材１１を予め着けた鋼材１０
を設置し、設置終了後は、同図ロの上縁コンクリ
ート１２を打つ程度で工事が完了する。（実施例）第１表に示すように、鋼板に４種類の下地処理
を施し、化粧材としてヒノキ（桧）材とポリマー
セメントモルタル（PCM）をそれぞれ接着した
試験片を製作し、第１表に示す各種の試験を行つ
た。鋼板はSS41材の３×25×100mmサイズのものと
し、化粧材のヒノキ材（５×20×100mm）は２液
性の変性アクリル系接着剤（商品名ビスセツト
71）を使用して、加圧力２〜３Kg／cm²で圧着し
た。 PCMはモルタルガンで吹きつけ塗布し、厚さ
約２〜３mmとした。第１表に示す試験の方法は、下記のとおりであ
る。耐水試験（JIS Ｋ−6857による） 20℃／85％RH，50℃乾燥を24時間、29時間、
72時間、48時間後、室内に７日間放置して剥離強
度を測定。乾湿繰返しＡ試験（日本接着協会：接着耐久性研
究委員会） 60±３℃温水３日間浸漬と60±３℃オープン４
日間を１サイクルとして、１，５，10サイクル毎
に剥離強度を測定。

【表】第１表の試験結果から、本発明に従つて下地処
理を行つた鋼板に化粧材を貼着したもの（試験片
ＡおよびＢ）は、特に乾湿繰返し試験において、
試験片Ｃ，Ｄに勝つている。なお、Ｃは無塗装の
鋼材表面をシヨツトブラストしただけのもの、Ｄ
は溶融亜鉛めつきだけを施したもの、である。次に、第２表に示すように、鋼矢板に第１表の
試験片Ａ，Ｂと同じ処理を施して（矢板Ｅ，Ｆ）、
実際の土留工事の施工条件に相当する設置を行
い、設置時の状況と１年および２年経過後の変化
を調査した。比較のために、亜鉛めつきの上に
PCMを着けたもの（Ｇ）、通常の亜鉛めつき材
（Ｈ）、錆止め塗装材（Ｉ）および無塗装材（Ｊ）
の結果も第２表に併記した。設置の施工は、バイブロハンマーを用いる振動
方式によつた。第２表の結果から、本発明の土留工法によれ
ば、設置作業時の化粧材の損傷がないだけでなく
設置後の経年変化も極く少ないことがわかる。

【表】（発明の効果）実施例にも示したとおり、化粧材が強固に接着
した鋼材を使用する本発明の工法によれば、予め
化粧材を貼着した化粧鋼材を、通常のごとく設置
するだけで周囲の景観に調和する土留を行うこと
ができる。即ち、従来の如く、設置作業終了の
後、改めて水抜きをしたり足場や型枠を組んで化
粧仕上げ工事をする必要がなくなり、工事費の節
減と工期短縮の効果は計り知れない。しかも、本発明工法で施工された鋼材は、耐食
性においても従来の鋼材をはるかに凌ぐものであ
るから、土留という本来の目的においても景観維
持という目的においても長期にわたつてその効果
を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の土留工法に使
用する化粧鋼材の断面模式図である。第３図は、
本発明の土留工法を説明する概略図、第４図は従
来の化粧材を使用する土留工法を説明する概略図
である。

Claims

【特許請求の範囲】１表面の少なくとも一部が、化成処理された
Fe−Zn合金若しくはFe−Zn−Al合金のメカニカ
ルプレーテイング皮膜と、この皮膜上に形成され
た化粧材層とで覆われた化粧鋼材を設置すること
を特徴とする土留工法。２表面の少なくとも一部が、Zn，Al若しくは
Zn−Al合金のめつき層と、このめつき層の上に
形成され且つ化成処理されたFe−Zn合金若しく
はFe−Zn−Al合金のメカニカルプレーテイング
皮膜と、この皮膜上に形成された化粧材層とで覆
われた化粧鋼材を設置することを特徴とする土留
工法。