株式会社横河桥梁（千叶县船桥市）、神户大学以及东亚合成株式会社（东京都港区）合作开发出了一种新型贴布，在桥梁翻新涂装工程中将其粘贴到严重锈蚀部位再撕下，即可去除导致锈蚀的根源——氯离子。这种贴布通过简单的施工即可防止因盐分残留而导致涂装再次劣化，因而有望缩短工期。神户大学的水畑穰教授（无机材料化学专业）从医用膏药上获得灵感，并正在探讨这种贴布的产品化。
横河桥梁和神户大学研发、东亚合成试制的防锈贴布。这种贴布与市售的医用膏药一样，由无纺布和凝胶材料制成（供图：横河桥梁）
从事桥梁制造等业务的河桥梁控股综合技术研究所桥梁工程课课长助理前田谕志介绍称，为了防止由铁等材料制成的桥梁部件腐蚀，标准上需要每隔20～30年定期翻新涂装。然而，空气中含有大量盐分的沿海地区的桥梁，以及冬季为防寒喷洒防冻剂的寒冷地区的桥梁，或是桥梁中容易积水的桥梁梁桁部位，均比较容易产生锈蚀。如果在未充分去除盐分的情况下重新涂装，则会很快再次发生腐蚀。
为此，在翻新涂装时，使用高压水冲洗是有效的手段，但在一些排水处理困难的地方，会使用喷洒铁粉以削去锈蚀表面的“喷砂处理”来去除导致锈蚀的氯离子。然而，这种方法需要反复操作，既费时又费钱。
翻新涂装后很快发生再腐蚀的桥梁钢梁下侧的边沿端部（Flange）（供图：横河桥梁）
日本经济高速增长期建造的钢制桥梁的老化日益成为社会问题，横河桥梁于2018年前后针对“制作出比传统防锈处理剂贴膜更简易、效果更持久的防锈贴布”问题，咨询了神户大学研究生院工学研究科应用化学专业的水畑教授。传统薄膜中所含的物质虽然可以防锈，但无法去除锈蚀根源的氯离子。考虑到需要用液体浸润的柔软凝胶来填充锈蚀表面的凹凸不平，水畑教授萌生了类似膏药的思路。
水畑教授通过与化学制品制造商东亚合成进行的另一个共同研究，获得了膏药材料，制成了具有防锈作用的一种含亚硝酸根离子的凝胶材料和一种含亚硝酸根离子和具有离子交换功能的层状复合氢氧化物（LDH）的凝胶材料。将两种凝胶材料粘贴在从实际生锈的桥梁主梁上切割下来并经过喷砂处理的桥梁梁桁锈蚀部位，观察剥离后的变化发现，粘贴处一个月左右都未出现锈蚀。
右起依次为含亚硝酸根离子和层状复合氢氧化物（LDH）的凝胶材料、将只含亚硝酸根离子的凝胶材料粘贴在桥梁主梁切割板材上的情景，最左侧为对照部分（照片上）。从撕下凝胶材料的第0天（照片中）到第39天（照片下），只有对照的部分板材生锈（供图：横河桥梁）
新型贴布与传统贴布的不同之处在于，撕下防锈贴布时可以同时去除氯离子。由于新型贴布含有具有阴离子交换功能的层状复合氢氧化物，水中的氯离子通过扩散机制从锈蚀附近移向凝胶内部，撕下贴布时，氯离子便随凝胶一同被去除。钢板上则会残留亚硝酸离子，进一步增强防锈效果。
脱盐效果原理：施工前，氯离子（红点）会在钢板表面产生锈蚀。粘贴防锈贴后，氯离子通过扩散与凝胶中的亚硝酸根离子（蓝点）交换，撕下贴布时氯离子与凝胶一起被去除（供图：横河桥梁）
东亚合成对开发的贴布进行了反复试制，并将其性能改进到在某些情况下比水洗更能减少板材表面的盐分（供图：横河桥梁）
研究团队正在探讨将新开发贴布的产品化，未来还将进行试验施工，以确定其在实际工地使用的便捷性和合适尺寸。前田课长助理表示：“该技术是以防止桥梁锈蚀为目标开发的，但它似乎在厂房等建筑物的防锈方面也有需求。我很期待该技术能够得到普及。”
9月5日，该研究成果已在日本东北大学召开的第79届土木学会全国大会年会学术演讲会上发表。
日文：JST Science Portal 编辑部
中文：JST客观日本编辑部
