報 文 模擬橋梁を用いた施工試験による寒冷地用塗料の施工性、施工対策に関する検討 Study on Paint for Cold Regions by Construction Tests Using Model Bridge: Workability and Measures of Working 林田 宏＊ 冨山 禎仁＊＊ 石田 博文＊＊＊ HAYASHIDA Hiroshi, TOMIYAMA Tomohiro, and ISHIDA Hirohumi 模擬橋梁を用いた施工試験により、寒冷地用塗料の施工性、施工対策を明らかにするための検討を 行った。氷点下および気温が比較的高い温度域において、有機ジンクリッチペイント、ふっ素樹脂塗 料を使用した仕様の施工試験を行った結果、作業性、外観、乾燥性に大きな問題は認められなかった。 また、施工対策として送風機による換気を行うことで、結露の発生を抑えることができた。 《キーワード：模擬橋梁；寒冷地用塗料；施工性；施工対策》 A study by construction tests using model bridge investigated the workability of paint for cold regions and the effectiveness of a measure taken against problems that are likely to occur during work. Construction tests about the specification for organic-zinc-rich paint and fluorine were carried out at below-zero temperatures and at a relatively high range of temperatures. No major problems were found regarding workability, surface appearance and drying performance. Ventilation using a blower as a measure against problems that are likely to occur during work, was able to prevent condensation. 《Key words: model bridge, paint for cold regions, workability, measures of working》 2 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 となっている。形状等は図－２、３のとおりである。 １．はじめに 図－３に示す２本の桁のうち、片側の桁を施工対象と 冬期の低温時に塗装工事を行う場合、変性エポキシ した。 樹脂塗料などの低温用塗料を適用しても、５℃以下で ２．１．３ 塗装仕様 の塗装は制限される。このため、以下のような問題が 別途行った検討の結果２）から、耐久性が良好であっ 生じていた。 たメーカーの異なる５種類の寒冷地用塗料を用いて、 （1）一日の中で適温となる施工可能時間が夏期に比べ 短いため、作業効率が低下する。 施工試験を行った（表－１）。なお、各仕様の塗装範囲 は、図－４に示すように、対傾構で分割された橋軸方 （2）適温確保のため、暖房機などを使用すると、夏期 向に５ｍ程度の範囲である。 に比べてコスト増となり、CO2排出量も増加する。 （3）上記の問題とも関連し、塗装工事は発注時期が春 25 から夏にかけて集中し、繁忙期と閑散期が極端と そこで、これらの問題を解決するため、イソシアネ ートでの重合反応硬化等により５℃以下の低温領域で １） 硬化が可能となる寒冷地用塗料が開発された 。しか し、寒冷地用塗料の耐久性や施工性等の性能に関する 20 ᷷ᐲ䋨㷄䋩 なる。 15 10 5 0 -5 検討は十分に行われていない。 このため、室内促進試験、実環境における暴露試験、 図－１ 札幌の平均気温の平年値（1971 ～ 2000年） 模擬橋梁を用いた施工試験などを通して、寒冷地用塗 料の耐久性、施工性、施工対策等を明らかにするため の検討を行った。 本報文では、このうち、模擬橋梁を用いた施工試験 による氷点下および気温が比較的高い温度域での施工 性、結露への施工対策に関する検討結果を報告する。 なお、耐久性の検討、揮発溶剤への施工対策の検討 結果については、別途参考文献２）を参照されたい。 写真－１ 模擬橋梁 ２．下限温度での施工性に関する検討 ２．１ 試験概要 厳寒期を想定した氷点下の温度域における、寒冷地 用塗料の施工性について確認するため、模擬橋梁を用 いた施工試験を行った。 ２．１．１ 目標温度 図－１は、札幌における1971 ～ 2000年の平均気温 図－２ 側面図 ３） の平年値 を示している。この図より、厳寒期におい ても平均気温の平年値は－５℃以上であることから、 今回の施工試験においては、寒冷地用塗料の施工温度 の下限目標を－５℃に設定した。 ２．１．２ 模擬橋梁 施工試験に使用した模擬橋梁（写真－１）は、道内に 架設されていた橋梁の架け替えに伴い、その一部を角 山試験場 （北海道江別市）に試験体として移設された 図－３ 断面図 後、床版等が設置されており、極めて実橋に近い状態 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 3 表－１ 塗装仕様 ᭽ฬ 䋱ጀ⋡ 䋲ጀ⋡ 䋳ጀ⋡ ⤑ෘ 㪌㪇㱘㫄 㪌㪇㱘㫄 㪌㪇㱘㫄 㸇F2 ᯏ䉳䊮䉪䊥䉾䉼 䊕䉟䊮䊃 䉣䊘䉨䉲ਅႣ 䉣䊘䉨䉲ਅႣ 㸇AF1 ᯏ䉳䊮䉪䊥䉾䉼 Ḩ᳇⎬ൻᒻ Ḩ᳇⎬ൻᒻ 䊕䉟䊮䊃 䊘䊥䉡䊧䉺䊮ਅႣ 䊘䊥䉡䊧䉺䊮ਅႣ ෘ⤑ 䈸䈦⚛Ⴃ 㸇AF2 ᯏ䉳䊮䉪䊥䉾䉼 䊕䉟䊮䊃 䉣䊘䉨䉲ਅႣ 䉣䊘䉨䉲ਅႣ ෘ⤑ 䈸䈦⚛Ⴃ 㸇AF3 ᯏ䉳䊮䉪䊥䉾䉼 䊕䉟䊮䊃 䉣䊘䉨䉲ਅႣ 䉣䊘䉨䉲ਅႣ ෘ⤑ 䈸䈦⚛Ⴃ 䉣䊘䉨䉲ਅႣ ෘ⤑ 䈸䈦⚛Ⴃ ᯏ䉳䊮䉪䊥䉾䉼 㸇AF4 䊕䉟䊮䊃 䉣䊘䉨䉲ਅႣ 㶎㪈䋺Ⴃᢱฬ䈲䇸ኙ಄↪䇹䉕⋭⇛ 㶎㪉䋺ෘ⤑Ⴃᢱ䈱႐ว䈱⤑ෘ 䋴ጀ⋡ 䋵ጀ⋡ 㶎㪉 㪉㪌㱘㫄 㪊㪇㩿㪌㪌 㪀㱘㫄 䈸䈦⚛↪ਛႣ ２．１．４ 塗装方法 塗装作業は、はけ塗りにて行った。なお、塗装作業 䈸䈦⚛Ⴃ OO OO OO Σ( OO Σ#( OO OO Σ#( OO Σ#( OO Σ#( に用いる塗料の希釈調整については、各塗料の温度－ 粘度－希釈率曲線と塗装時の温度に基づき、各塗料メ ーカーの適性塗装粘度になるように希釈調整を行った。 図－４ 各仕様の塗装範囲 また、塗付量は各塗装仕様の Wet 数値を Wet ゲージ にて確認しながら管理した。 また、塗装作業に先立ち、旧塗膜を除去するため、 除せい度が Sa2.5以上となるまで、ブラストによる素 地調整を行った。なお、ブラストにて旧塗膜を除去す る際の飛散防止のため、実施工と同様に防護パネルを 設置し、防護パネル内部には飛散防止シートを設置し て、養生を行った （写真－２）。この養生は降雪等の影 響を避けるための養生も兼ねている。 写真－２ 養生状況 ２．１．５ 評価項目 施工性の評価は表－２の項目について実施した。 表－２ 施工性の評価項目 ２．２ 試験結果 施工性の評価結果を表－３に示す。なお、施工試験 時の温度は概ね目標温度である－５℃程度となってい た。詳細については、４章で後述する。 ⹏ଔ 㗄⋡ ᬺᕈ ٤㧦 ห╬એ ޓ4EΣߣߩᬺᕈߩᲧセ ٌ㧦 ߿߿ᬺᕈ߇ᖡ 㧦 ᬺᕈ߇ᖡ ２．２．１ 作業性 表－３に示すように、いくつかの塗料で「やや作業 ᄖⷰ ٤㧦 ⇣⁁ߥߒޓ 性が悪い」という評価となった。具体的には、時間経 ޓႣ⤑⇣⁁ߩή ٌ㧦 ࠊߕ߆ߦ⇣⁁ࠅ 過によって、はけさばきがやや重く、つっぱり感を感 じるようになるというものであり、はけ塗り作業が困 難となるほどのものではなかった。これは、寒冷地用 塗料が低温状態における乾燥性向上のため、揮発の早 い溶剤を用いていることに起因するものと推測される。 4 㧦 ⇣⁁ࠅ ੇ῎ᕈ ٤㧦 ඨ⎬ൻੇ῎એ ޓ⠉ᣣߩੇ῎⁁ᘒ ٌ㧦 ߴߚߟ߈ 㧦 ᜰ⸅ੇ῎એਅ 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 表－３ 施工性の評価結果 ᭽ฬ ᬺᕈ ᄖⷰ ੇ῎ᕈ 䉳䊮䉪 ਅႣ ਅႣ ਛႣ Ⴃ 䉳䊮䉪 ਅႣ ਅႣ ਛႣ Ⴃ 䉳䊮䉪 ਅႣ ਅႣ ਛႣ Ⴃ 㸇F2 䂾 䂦 䂦 䂾 䂾 䂾 䂾 䂾 䂾 䂦 䂾 䂾 䂾 䂾 䂾 㸇AF1 䂾 䂦 䂦 㪄 䂦 䂾 䂦 䂾 㪄 䂾 䂾 䂾 䂾 㪄 䂾 㸇AF2 䂾 䂾 䂦 㪄 䂦 䂦 䂾 䂾 㪄 䂾 䂾 䂾 䂾 㪄 䂾 㸇AF3 䂾 䂾 䂾 㪄 䂾 䂦 䂾 䂾 㪄 䂾 䂾 䂾 䂾 㪄 䂾 㸇AF4 䂾 䂦 䂾 㪄 䂾 䂾 䂾 䂾 㪄 䂾 䂾 䂾 䂾 㪄 䂾 ２．２．２ 外観 表－３に示すように、ほとんどの塗料の外観は概ね 良好であったが、一部の塗料で「はけ目」や「たれ」 が見られた。具体的には、仕様Ⅰ AF3の有機ジンク リッチペイントで若干の「はけ目」が、また、仕様Ⅰ AF2の有機ジンクリッチペイント、Ⅰ AF1の下塗、 ΣAF3 ΣAF2 ΣAF1 ΣF2 Ⅰ F2の上塗で若干の「たれ」が見られた（写真－３）。 しかし、いずれの仕様においても、所定の膜厚は確保 されており、防食性には問題ないと考えられる。 ２．２．３ 乾燥性 表－３に示すように、すべての塗料において、乾燥 性は良好であった。 写真－３ 外観異常の状況 ３．上限温度での施工性に関する検討 ３．１ 試験概要 20 雪期には、日中の気温が５℃を上回って、推移するこ とが想定される。この場合、寒冷地用塗料の乾燥や硬 化反応が早くなり、施工性の低下が懸念される。 そこで、気温が比較的高い施工環境での、寒冷地用 塗料の施工性について確認するため、模擬橋梁を用い た施工試験を行った。 ３．１．１ 目標温度 ᷷ᐲ㧔͠㧕 通常塗料が使用できなくなり、寒冷地用塗料の使用 が想定される最低気温５℃を下回り始める向寒期や融 11/1 11/20 11/10 11/30 15 10 5 0 -5 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ᤨೞ 図－５ 11月の一日の気温推移（江別、2011年） 施工試験を行った前年11月の一日の気温推移を図－ ５に示す。概ね11月中旬（11/10 ～ 20）頃に、日中の気 温が５℃を下回るようになるが、最高気温は10℃程度 ３．１．３ 塗装仕様 となっている。このため、今回の施工試験では、施工 表－１に示す塗装仕様のうち、表－４に示す各層の 中の目標温度を10℃に設定し、検討を行った。 11種類の寒冷地用塗料を用いて試験を行った。また、区 ３．１．２ 模擬橋梁 画分けについては、片側の桁の内側を、図－６に示す 施工試験では、２章で述べた模擬橋梁の桁のうち、 ように分割した。具体的には、各塗料の施工面積は、垂 未施工である反対側の桁を施工対象とした。 直補剛材を挟んだ２パネル分のウェブであり、幅2000 mm ×高さ1400mm である。この区画を希釈調整直後、 １、２、３時間後の４回に分けて施工した。 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 5 ３．１．４ 塗装方法 表－４ 塗装仕様 塗装作業は、はけ塗りにて行った。塗装作業に用い ᭽ฬ 0Q る塗料の希釈調整については、各塗料の温度－粘度－ 1 ΣF2 希釈率曲線と塗装時の温度に基づき、各塗料メーカー の適性塗装粘度になるように希釈調整を行った。なお、 １、２、３時間後に適性塗装粘度を外れた場合には、 Ⴃᢱฬ 1ጀ⋡ ᯏࠫࡦࠢ࠶࠴ࡍࠗࡦ࠻ 2 ΣAF1 1ጀ⋡ ᯏࠫࡦࠢ࠶࠴ࡍࠗࡦ࠻ 3 ΣAF3 1ጀ⋡ ᯏࠫࡦࠢ࠶࠴ࡍࠗࡦ࠻ 4 ΣAF1 2,3ጀ⋡ Ḩ᳇⎬ൻᒻࡐ࠙࠲ࡦਅႣ 5 ΣAF2 2,3ጀ⋡ ࠛࡐࠠࠪਅႣ 適性塗装粘度になるように、再度、希釈調整を行った。 また、塗付量は各塗装仕様の Wet 数値を Wet ゲージ 6 ΣAF4 2,3ጀ⋡ ࠛࡐࠠࠪਅႣ 7 ΣF2 4ጀ⋡ ߰ߞ⚛↪ਛႣ にて確認しながら管理した。 塗装作業前の素地調整については、旧塗膜にさびが 8 ΣF2 ほとんどなかったため、図－６に示す④～⑪の区画に 5ጀ⋡ ߰ߞ⚛Ⴃ 9 ΣAF2 4ጀ⋡ ついては、素地調整程度４種とした。また、有機ジン ෘ⤑߰ߞ⚛Ⴃ 10 ΣAF3 4ጀ⋡ クリッチペイントを塗装する①～③の区画について ෘ⤑߰ߞ⚛Ⴃ 11 ΣAF4 4ጀ⋡ ෘ⤑߰ߞ⚛Ⴃ は、素地調整程度１種とし、除せい度が Sa2.5以上と なるまで、ブラストによる素地調整を行い、旧塗膜を OO 除去した。 OO OO OO OO OO OO OO ３．１．５ 評価項目 施工性の評価は、施工現場での塗料の使用時間が約 Ԙ ԙ Ԛ ２時間程度であることを考慮して、希釈調整直後、１、 ２、３時間後の４水準について、表－２に示す項目に Ԝ ԝ Ԟ ԟ ԛ Ԡ ԡ Ԣ 図－６ 各仕様の塗装範囲 ついて実施した。 13 ᷷ᐲ㧔͠㧕 ３．２ 試験結果 施工性の評価結果を表－５に示す。なお、施工試験 時の温度については、図－７に示すとおり、桁の中間 位置のウェブに設置した温度計の測定結果では、概ね 目標温度である10℃前後で推移した。 12 11 10 9 8 ３．２．１ 作業性 9 10 表－５に示すように、塗料 No. ５、８は、試験途中 11 12 13 14 15 ᤨೞ でゲル化した。なお、各時間の塗装前に行った粘度測 図－７ 施工時の気温 定の結果、塗料 No. ５、８の粘度は、１時間後の時点 表－５ 施工性の評価結果 0Q ᭽ฬ ᬺᕈ ᄖⷰ ੇ῎ᕈ ⋥ᓟ 1H 2H 3H ⋥ᓟ 1H 2H 3H ⋥ᓟ 1H 2H 3H ࠫࡦࠢ ٤ ٤ ٤ ٤ ٌ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 2 ΣAF1 ࠫࡦࠢ ٤ ٤ ٌ ٌ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 1 ΣF2 3 ΣAF3 ࠫࡦࠢ ٤ ٤ ٤ ٤ ٌ ٌ ٌ ٌ ٤ ٤ ٤ ٤ 4 ΣAF1 ਅႣ ٤ ٤ ٌ ٌ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 5 ΣAF2 ਅႣ ٤ ٤ ٌ 㧙 ٤ ٤ ٤ 㧙 ٤ ٤ ٤ 㧙 6 ΣAF4 ਅႣ ٤ ٤ ٌ ٌ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 7 ΣF2 ਛႣ ٤ ٌ ٤ ٌ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 8 ΣF2 Ⴃ ٤ ٌ 㧙 㧙 ٤ ٤ 㧙 㧙 ٤ ٤ 㧙 㧙 9 ΣAF2 Ⴃ ٤ ٌ ٤ ٌ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 10 ΣAF3 Ⴃ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 11 ΣAF4 Ⴃ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ ٤ 㧦ࠥ࡞ൻߦࠃࠆਛᱛ 6 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 で、すでに大きく上昇していた。この粘度上昇は、急 ート等による養生条件、塗装仕様、塗装方法は２章で 速な硬化反応が進んでいることを示している。 述べたとおりである。 次に、表－５に示すように、時間経過と共に「作業 ４．１．２ 測定項目、測定部位、測定断面 性」がやや低下した塗料について着目すると、１時間 結露の発生を把握するため、温度、湿度、鋼材温度 後では塗料 No. ７、９、また、２時間後では塗料 No. ２、 等の測定を行った。部位により、温度や湿度などの変 ４、６の作業性がやや低下した。なお、作業性の低下 化の程度が異なることが想定されたため、図－８に示 とは、はけさばきがやや重くなり、つっぱり感を感じ すように、桁中間部の内側と外側のウェブ、上フラン るようなものであり、はけ塗り作業が困難となるほど ジおよび下フランジ下面を測定部位とした。 ではなかった。作業性低下の理由については、別途、 ４．１．３ 測定方法 検討を行う必要があるが、今回のような気温が比較的 （1） 外気温度、外気湿度 高い条件では、硬化反応や溶剤の揮発が、気温の低い 現地の外気温度、外気湿度を測定するため、模擬橋 場合に比べて早く進むことなどが考えられる。 梁の直近に設置した仮設小屋を利用し、降雪の影響の ３．２．２ 外観 ない小屋の軒下に温湿度センサーを設置した。なお、 表－５に示すように、ほとんどの塗料において、 「外 データロガー（本体部）は仮設小屋の中に設置した。 観」は概ね良好であったが、塗料 No. ３、１では若干 （2） 温度、湿度、鋼材温度 の「はけ目」や「たれ」が見られた。塗料 No. ３は、 各部位の温度、湿度を測定するため、超小型温湿度 最終の塗装面である上塗りではなく、最下層に用いる センサーを各部位の鋼材面直近に設置した。あわせて、 有機ジンクリッチペイントであるが、写真－４に示す 鋼材温度センサーを設置した。 ように、ややはけ目が目立つ傾向にあった。また、塗 料 No. １も、有機ジンクリッチペイントで、写真－４ に示すように、希釈調整直後の時点においてのみ、若 No.3 No.1 干のたれが生じていた。ただし、両塗料とも所定の膜 厚は確保されており、防食性能には問題ないと考えら れる。 ３．２．３ 乾燥性 表－５に示すように、すべての塗料において、塗装 写真－４ 外観異常の状況 した１時間後には半硬化乾燥状態になっており、乾燥 性に問題は認められなかった。 Ԙ Ԝ ４．結露への施工対策に関する検討 ԙԛ ᩴ㜞ߐ 1,400 ４．１ 試験概要 氷点下の温度域では飽和水蒸気量が極端に少なく、 Ԛ 作業員などから発生する水蒸気などにより、容易に高 湿度となるため、結露が発生し、塗膜異常につながる 恐れがある。 図－８ 温度、湿度、鋼材温度等の測定部位 そこで、結露への施工対策として、送風機による換 ๆ᳇ญ 気の有効性を確認するため、模擬橋梁での施工試験を 行った。 ㅍ㘑ᯏ ４．１．１ 試験時期、模擬橋梁、塗装方法等 試験時期に関しては、結露発生の可能性が高くなる 氷点下の温度域で施工試験を行うため、年間の平均気 温が最も低くなる１月下旬に実施した。なお、本試験 図－９ 送風機の設置位置 は、２章で述べた下限温度での施工性の検討と合わせ て実施したものであり、施工対象とした模擬橋梁、シ 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 7 （3） 結露 ４．１．４ 施工対策 氷点下における結露は外観目視では、見づらく、把 結露への施工対策として、送風機による換気を行っ 握しにくいことが想定されたため、調査箇所直近に薄 た。送風機の設置位置については、塗装作業時の動線 いステンレス板を設置し、なるべく結露を見やすくす 等を考慮し、図－９に示すように試験場内の偶角部付 るようにして、外観目視を行った。 近に設置して、場内の空気を排気する形とした。外気 ᷷ᐲ㪲㷄㪴 ਅႣ㩿㪈㪀 㪍㪇 ਅႣ㩿㪉㪀 ਅႣ㩿㪊㪀 ਛႣ Ḩᐲ㪲䋦㪴 Ⴃ 㪈㪇㪇 㪌㪇 㪏㪌 㪋㪇 㪐㪇 㪏㪌 㪏㪇 㪊㪇 㪎㪇 㪉㪇 㪍㪇 㪈㪇 㪌㪇 㪇 㪋㪇 㪊㪇 ㍑᧚᷷ ᄖ᳇᷷ᐲ Ḩᐲ 㪉㪇 㪈㪆㪉㪏㩷㪇㪑㪇㪇 㪏䋺㪇㪇 㪈㪆㪉㪎㩷㪈㪉㪑㪇㪇 㪏䋺㪇㪇 㪈㪆㪉㪎㩷㪇㪑㪇㪇 ㍑᧚᷷ᐲ㪄㔺ὐ 㪈㪈䋺㪊㪇 㪈㪎䋺㪇㪇 㪈㪇䋺㪇㪇 㪈㪈䋺㪇㪇 㪈㪆㪉㪍㩷㪈㪉㪑㪇㪇 㔺ὐ 㪏䋺㪇㪇 㪈㪆㪉㪌㩷㪈㪉㪑㪇㪇 㪈㪆㪉㪌㩷㪇㪑㪇㪇 ᷷ᐲ 㪏䋺㪇㪇 㪈㪇䋺㪇㪇 㪈㪌䋺㪇㪇 㪈㪆㪉㪋㩷㪈㪉㪑㪇㪇 㪏䋺㪇㪇 㪈㪇䋺㪇㪇 㪈㪌䋺㪇㪇 㪈㪆㪉㪋㩷㪇㪑㪇㪇 㪈㪈䋺㪇㪇 㪈㪌䋺㪇㪇 㪈㪆㪉㪊㩷㪈㪉㪑㪇㪇 㪈㪆㪉㪊㩷㪇㪑㪇㪇 㪄㪉㪇㩷 㪈㪆㪉㪍㩷㪇㪑㪇㪇 㪄㪈㪇㩷 ᄖ᳇Ḩᐲ 図－10 施工期間中の温度、湿度などの計測データ（上フランジ ) 表－６ 施工期間中の最低・最高温湿度などに関する一覧表 ᣣઃ 㪈㪉㪊ᣣ 㪈㪉㪋ᣣ 㪈㪉㪌ᣣ 㪈㪉㪍ᣣ 㪈㪉㪎ᣣ 㔐 㔐䈱䈤᥍ ᥍ ᥍ ᥍ ᄤ᳇㶎 ᣉᎿᤨ㑆 ᄖ᳇ ႐ౝ ᷷ 䇭䈉䈤ᣉᎿਛ ᐲ ㍑᧚ 䇭䈉䈤ᣉᎿਛ ᄖ᳇ Ḩ ႐ౝ ᐲ 䇭䈉䈤ᣉᎿਛ 8 㪏㪑㪇㪇 䌾 㪄㪌㪅㪏 㩿㪉㪊㪑㪇㪇㪀 㪄㪉㪅㪎 㩿㪉㪊㪑㪉㪇㪀 㪄㪇㪅㪎 㩿㪏㪑㪉㪇㪀 㪄㪋㪅㪉 㩿㪉㪊㪑㪊㪇㪀 㪄㪈㪅㪋 㩿㪈㪊㪑㪊㪇㪀 㪍㪌㩼 㩿㪉㪇㪑㪋㪇㪀 㪌㪍㩼 㩿㪉㪊㪑㪈㪇㪀 㪎㪉㩼 㩿㪈㪌㪑㪇㪇㪀 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 㪈㪌㪑㪇㪇 㪇㪅㪊 㩿㪇㪑㪉㪇㪀 㪈㪅㪈 㩿㪈㪊㪑㪌㪇㪀 㪈㪅㪈 㩿㪈㪊㪑㪌㪇㪀 㪄㪇㪅㪊 㩿㪐㪑㪇㪇㪀 㪄㪇㪅㪊 㩿㪐㪑㪇㪇㪀 㪐㪎㩼 㩿㪇㪑㪈㪇㪀 㪐㪋㩼 㩿㪈㪑㪌㪇㪀 㪐㪋㩼 㩿㪏㪑㪊㪇㪀 㪏㪑㪇㪇 䌾 㪄㪏㪅㪈 㩿㪉㪊㪑㪌㪇㪀 㪄㪋㪅㪊 㩿㪉㪊㪑㪌㪇㪀 㪄㪊㪅㪋 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪄㪌㪅㪍 㩿㪉㪊㪑㪊㪇㪀 㪄㪌㪅㪈 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪌㪋㩼 㩿㪈㪋㪑㪊㪇㪀 㪌㪌㩼 㩿㪈㪑㪇㪇㪀 㪍㪉㩼 㩿㪈㪌㪑㪇㪇㪀 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 㪈㪌㪑㪇㪇 㪄㪉㪅㪍 㩿㪈㪋㪑㪇㪇㪀 㪄㪈㪅㪈 㩿㪈㪋㪑㪇㪇㪀 㪄㪈㪅㪈 㩿㪈㪋㪑㪇㪇㪀 㪄㪊㪅㪊 㩿㪈㪋㪑㪊㪇㪀 㪄㪊㪅㪊 㩿㪈㪋㪑㪊㪇㪀 㪏㪏㩼 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪏㪏㩼 㩿㪈㪇㪑㪋㪇㪀 㪏㪏㩼 㩿㪈㪇㪑㪋㪇㪀 㪏㪑㪇㪇 䌾 㪄㪈㪉㪅㪈 㩿㪎㪑㪇㪇㪀 㪄㪎㪅㪉 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪄㪎㪅㪉 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪄㪏㪅㪐 㩿㪏㪑㪈㪇㪀 㪄㪏㪅㪐 㩿㪏㪑㪈㪇㪀 㪌㪐㩼 㩿㪐㪑㪌㪇㪀 㪌㪉㩼 㩿㪎㪑㪌㪇㪀 㪌㪊㩼 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 䌾 㪈㪌㪑㪇㪇 㪏㪑㪇㪇 䌾 㪄㪊㪅㪍 㪄㪈㪌㪅㪋 䌾 㩿㪈㪈㪑㪉㪇㪀 㩿㪎㪑㪈㪇㪀 㪄㪉㪅㪋 㪄㪐㪅㪍 䌾 㩿㪈㪈㪑㪉㪇㪀 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪄㪉㪅㪋 㪄㪐㪅㪍 䌾 㩿㪈㪈㪑㪉㪇㪀 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪄㪋㪅㪐 㪄㪈㪈㪅㪌 䌾 㩿㪈㪋㪑㪋㪇㪀 㩿㪏㪑㪉㪇㪀 㪄㪋㪅㪐 㪄㪈㪈㪅㪌 䌾 㩿㪈㪋㪑㪋㪇㪀 㩿㪏㪑㪉㪇㪀 㪏㪇㩼 㪌㪌㩼 䌾 㩿㪈㪋㪑㪋㪇㪀 㩿㪈㪌㪑㪋㪇㪀 㪏㪍㩼 㪋㪐㩼 䌾 㩿㪈㪇㪑㪈㪇㪀 㩿㪎㪑㪉㪇㪀 㪏㪍㩼 㪋㪐㩼 䌾 㩿㪈㪇㪑㪈㪇㪀 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㪈㪎㪑㪇㪇 㪏㪑㪇㪇 䌾 㪈㪈㪑㪇㪇 㪄㪌㪅㪋 㪄㪈㪋㪅㪊 䌾 㪄㪋㪅㪇 㩿㪈㪋㪑㪈㪇㪀 㩿㪍㪑㪇㪇㪀 㩿㪐㪑㪌㪇㪀 㪄㪊㪅㪊 㪄㪐㪅㪍 䌾 㪄㪊㪅㪏 㩿㪈㪌㪑㪈㪇㪀 㩿㪎㪑㪊㪇㪀 㩿㪈㪇㪑㪋㪇㪀 㪄㪊㪅㪊 㪄㪐㪅㪍 䌾 㪄㪊㪅㪏 㩿㪈㪌㪑㪈㪇㪀 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㩿㪈㪇㪑㪋㪇㪀 㪄㪌㪅㪎 㪄㪈㪇㪅㪏 䌾 㪄㪍㪅㪉 㩿㪈㪍㪑㪇㪇㪀 㩿㪎㪑㪋㪇㪀 㩿㪈㪊㪑㪌㪇㪀 㪄㪌㪅㪎 㪄㪈㪇㪅㪏 䌾 㪄㪍㪅㪍 㩿㪈㪍㪑㪇㪇㪀 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㩿㪈㪇㪑㪌㪇㪀 㪎㪐㩼 㪌㪉㩼 䌾 㪏㪌㩼 㩿㪈㪑㪉㪇㪀 㩿㪈㪇㪑㪋㪇㪀 㩿㪉㪈㪑㪋㪇㪀 㪏㪍㩼 㪌㪋㩼 䌾 㪏㪇㩼 㩿㪈㪇㪑㪌㪇㪀 㩿㪌㪑㪇㪇㪀 㩿㪐㪑㪇㪇㪀 㪏㪍㩼 㪌㪎㩼 䌾 㪏㪇㩼 㩿㪈㪇㪑㪌㪇㪀 㩿㪏㪑㪇㪇㪀 㩿㪐㪑㪇㪇㪀 㶎ᄤ᳇䈲ᣉᎿᤨ㑆ਛ䈱䉅䈱 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 の取り入れは送風機を設置した対角の養生用シートを ず、外気温度に近づくような温度変化となっている。 開放して吸気口とする、自然流入方式とした。 なお、鋼材温度は概ね場内の温度と連動して変化し、 施工中は場内温度よりも約０～２℃くらい低い温度と ４．２ 試験結果 なっていた。 ２章で述べたように、今回用いた寒冷地用塗料の塗 ４．２．２ 湿度 装工程は最大５層である。今回の施工試験では、実施 図－10より、外気の１日の湿度変化は、1/23と1/24 工を意識し、一日一層の施工を行うこととし、施工期 を除き、ばらつきはあるものの、日没前からの温度低 間は年間の気温が最も低くなる時期である１月下旬の 下に伴い、湿度が上昇し、朝方まで湿度が高い状態が ５日間 （1/23 ～ 1/27）とした。 続き、日の出以降は、気温の上昇と共に、湿度が低下 今回の施工試験において、調査を行った部位のうち、 するといったサイクルを繰り返している。なお、1/23 「桁内側の上フランジ」が結露環境として最も厳しい と1/24において、外気湿度が85％以上の高湿度となっ 条件であったため、以下では「桁内側の上フランジ」 ている時間帯があるのは、降雪のためである。次に、 に関して、検討を行った結果について述べる。「桁内 場内湿度は、調査時間帯においては、最低温度に近い 側の上フランジ」の温度、湿度等の施工期間中の計測 時間帯であり、調査員が発する水蒸気が発生するため、 データを図－10に示す。また、日付毎の天気、最低・ 調査開始時刻を示す緑点線を境に急激に湿度が上昇し 最高温湿度の値などを表－６に示す。なお、図中の桃 ている。一方、施工時間帯の場内湿度は、送風機で相 色の網掛けは、結露環境の目安となる「鋼材温度－露 対的に湿度の低い外気を取り入れているため、ばらつ 点」の値がマイナスになっている部分を示し、また、緑 きはあるものの、場内湿度は低下する。しかし、1/25、 の点線は前日に施工した塗膜の乾燥状態などの調査開 1/26、1/27の時のように、施工時間帯の場内温度が－ 始時刻を示し、オレンジの点線は塗装作業開始時刻と ５℃程度の場合、外気温度と場内温度がほぼ同じでも、 終了時刻を示している。以下では、調査開始時刻から 場内湿度は外気湿度と同程度となるまでは低下せず、 塗装作業開始時刻までを「調査時間帯」 、塗装作業開 外気湿度よりも５～ 15％程度、高くなる。したがって、 始時刻から終了時刻までを「施工時間帯」と呼ぶこと 送風機によって結露対策を行う場合、1/23の11:00 ～ とする。 12:00の時のように、外気湿度が塗装制限湿度である 送風機に関しては、基本的に施工時間帯のみ稼働す 85％を下回っていても、場内湿度は85％以下とならな ることとし、調査時間帯や作業を行わない時間帯は稼 い場合があるので、注意を要する。 働を停止した。 なお、上記の傾向とは逆に、1/24には、施工時間帯 ４．２．１ 温度、鋼材温度 の場内湿度が外気湿度を下回っている。これは場内温 図－10および表－６に示すように、外気の１日の温 度が外気温度よりも高いためであると考えられる。 度変化は、1/23と1/24を除き、概ね日の出前の６～７ また、施工時間帯中の1/24の10:30頃と1/25の11:30 時頃に最低温度となり、日の出以降は、日射の影響を 頃に、場内湿度が急上昇し、結露環境の目安となる「鋼 受け、急速に温度が上昇し、概ね正午前後に最高温度 材温度－露点」が一時的にマイナスとなっているのは、 となり、日没前の14 ～ 15時頃から温度が低下すると 溶剤濃度計測のため、一時的に送風機の稼働を停止し いったサイクルを繰り返している。 たためである。 また、場内の１日の温度変化は、外気温度と連動す ４．２．３ 結露 る傾向が見られるが、その変化の程度は外気温度より 結露環境の目安となる「鋼材温度－露点」がマイナ も緩やかであり、変動幅は外気温度よりも小さい。例 えば、日没前から日の出前の温度が低下する時間帯に おいては、場内温度の方が外気温度よりも温度の低下 幅が小さいため、場内温度は外気温度よりも高めに推 移する傾向がある。 一方、施工時間帯の場内温度も、外気温度と同様に、 日射の影響を受けるため、上昇するはずであるが、施 工時間帯には送風機で場内温度よりも温度の低い外気 を取り入れているため、場内温度は、さほど上昇でき 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 写真－５ 上フランジの結氷状況 9 スとなっていたのは、一時的に送風機を停止した1/24 上がり外観については、一部の塗料で若干の「は と1/25を除くと、調査時間帯である1/23の9:00頃と け目」や「たれ」が見られたが、所定の膜厚は確 1/26の10:00 ～ 11:00頃であり、実際に結露・結氷も生 保されており、防食性には問題ないと考えられる。 じていた。 また、乾燥硬化性については、すべての塗料にお 1/23については、深夜から朝方にかけての降雪に加 いて、問題は認められなかった。 えて、外気温度も０～－１℃付近と、年間の気温が最 （2）結露への施工対策として、送風機による換気の有 も低くなる時期としては、比較的高い温度で推移して 効性を確認するための施工試験を行った。その結 おり、外気、場内ともに、湿度は90％を超える高湿度 果、－５℃を下回るような極めて低い温度の場合 状態であった。そのため、調査を開始する前から上フ や送風機を用いても場内湿度が85％以上となるよ ランジに結露・結氷が生じていた。 うな外気が高湿度の場合には、注意が必要である また、1/26については、調査開始時点の場内温度は が、試験場内の空体積に対応した送風能力を持つ －９℃で、鋼材温度は－11℃と今回の施工試験におい 送風機の使用により、相対的に湿度の低い外気を て、最も低い温度であることに加え、調査時間帯は送 取り込むことで、結露の発生を抑えることが可能 風機を停止していたため、急激に場内湿度が上昇し、 であった。 写真－５に示すように、極めて短時間で上フランジに 結氷が生じた。このように、－５℃を下回るような極 参考文献 めて低い温度の場合、飽和水蒸気量が極端に少なくな るため、作業員の呼気等に含まれる水蒸気により、急 激に場内湿度が上昇し、極めて短時間で結露環境とな り、結露・結氷を生じる場合があるので、注意が必要 １）鋼道路橋防食便覧、公益社団法人日本道路協会、 平成26年３月 ２）林田宏ほか：寒冷地用塗料の耐久性、施工性、施 である。 工対策に関する検討、第58回（平成26年度）北海道 上記の1/23と1/26以外では、施工期間中、結露・結 開発技術研究発表会、2015年２月 氷の発生は認められず、特に施工時間帯においては、 ３）気象庁ホームページ 送風機で相対的に湿度の低い外気を取り入れることに ４）林田宏ほか：寒冷地用塗料施工時の結露対策に関 より、塗装制限湿度である85％以下の状態を保つこと する検討、第35回鉄構塗装討論会予稿集、pp.55- ができ、 「鋼材温度－露点」は結露環境にない状態を 66、2012年10月 示すプラスの値を保持することができた。 以上のことから、－５℃を下回るような極めて低い 温度の場合や送風機を用いても場内湿度が85％以上と なるような外気が高湿度の場合に注意する必要はある が、実施工においても、送風機を用いることにより、塗 膜性能や施工に影響を及ぼすような結露の発生を抑え ることが可能となり、低温下における結露対策として 送風機が有効であることを確認できた。 ５．まとめ 模擬橋梁を用いた施工試験を通して、寒冷地用塗料 の施工性、施工対策を明らかにするための検討を行っ た。その結果、以下のことが明らかとなった。 （1）氷点下および気温が比較的高い温度域において、 施工試験を行った。その結果、作業性については、 一定時間をすぎると、作業性がやや低下した塗料 が見られたが、はけ塗り作業が困難となるような 著しい作業性の低下は見られなかった。また、仕 10 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 林田 宏＊ HAYASHIDA Hiroshi 寒地土木研究所 寒地保全技術研究グループ 耐寒材料チーム 主任研究員 寒地土木研究所月報 №742 2015年３月 冨山 禎仁＊＊ TOMIYAMA Tomohiro つくば中央研究所 材料地盤研究グループ 新材料チーム 主任研究員 石田 博文＊＊＊ ISHIDA Hirohumi 特定非営利活動法人 鋼構造物塗膜処理等研究会 理事 11
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