交通施設のオーナーは、構造物を腐食から守りつつ、一般利用者の不便を軽減するために、従来の液体コーティングに代わって溶射コーティングを採用するケースが多くなっています。溶射皮膜は、補修が必要になるまでに30年から50年の寿命を持つという歴史があります。したがって、TSCの高いフロントエンド費用はそれだけで回収でき、補修の必要性が少ないため、一般市民に迷惑をかけることもありません。
米国の運輸業界で最も頻繁に使用されている溶射皮膜（TSC）材料は 85/15 亜鉛アルミニウムである。TSCは風雨にさらされ、亜鉛とアルミニウムの酸化によって自然なシーラーが形成されるか、またはTSCを塗布した後すぐに浸透性シーラーで密閉されるかのいずれかである。TSCの付着力試験は、一般にASTM D4541「ポータブル付着力試験機による引き剥がし強度の試験方法」に準拠して行われます。SSPC-CS 23.00(I)「鋼鉄の腐食保護のためのアルミニウム、亜鉛、およびそれらの合金と複合材の溶射コーティング（メタライジング）の適用に関する暫定仕様」によると、85/15 Zn/Al TSCで認められる最小付着量は700psiです。あるプロジェクトで、TSCの酸化や浸透性シーラーがTSCの接着値に影響を与えるかどうかを調査することになった経緯を紹介します。接着メカニズムや接着力向上の持続時間は完全には明らかにされていませんが、私たちのフィールドテストでは、シーラーによってTSCの接着力が向上することが示されました。さらに重要なことは、TSCの付着性試験を行う場合、シールされた塗膜とシールされていない塗膜のどちらで試験を行うかを仕様者が指示する必要があることに気づいたことである。
2002年、ナイアガラフォールズ橋梁委員会は、アメリカ・ニューヨーク州ナイアガラフォールズとカナダ・オンタリオ州ナイアガラフォールズを結ぶ、交通量の多いレインボーブリッジでTSCの長期的な効果を実現することに着手しました。当社は、この45万平方フィート（40,500平方メートル）のプロジェクトを管理しました。
生産作業は、ON州Thunder BayのClara Industrial Services, Ltd.の手に委ねられました。MISCO Inspection Services Co.Ltd.（オンタリオ州ピクトン）が請負業者の品質管理を担当しました。プロジェクトの仕様では、構造全体に85/15 Zn/Alを8〜12ミル塗布し、その後TSC塗布から8時間以内に浸透性シーラーを0.5〜1.5ミル塗布することになっています。契約では、常駐エンジニアの要求に応じて定期的な付着物試験も指定されていました。付着力テストの実施中、検査スタッフは、シーリング前にテストドリーを表面に置いたときの付着力の値が、シーリング後の値と大きく異なっていることに気づきました。すべての値が指定された最小要件である700psiを満たしていたのですが、私たちは興味をそそられ、追加のフィールドテストを実施することにしました。
このフィールドテストの目的は、TSCの酸化によるナチュラルシーラーや浸透性シーラーが、TSCの接着値にどのような影響を与えるかを調べることでした。試験は、3つの別々のプレートを使って行われました。すべてのプレートは、#20ニッケルスラグを使用して、SSPC-SP 5、ホワイトメタルブラストクリーニングに準拠したブラスト洗浄を行いました。アンカープロファイルは4.0～4.5 milsでした。ドリーの設置には、2液性エポキシ接着剤を使用しました。ASTM D4541の試験方法Eに従い、PosiTest® AT-M自動調心式接着試験機で接着試験を実施しました。プレート#1（図1）にはTSCを平均厚さ12.8milまで塗布し、プレート上に3つのドリーを配置して翌日に引っ張り、1Aを表しました。3つの平均付着量は733psiで、基材への塗膜付着不良とTSC内の凝集不良という結果になりました。このプレートは、温度65～80F（18～27℃）、相対湿度50～70％（RH）の環境で3ヶ月間放置され、TSCの酸化が進みました。再び3つのドリーをプレート#1に置き、翌日に引っ張り、1Bを表現した。3つの平均付着量は767psiで、基材への塗膜付着不良とTSC内の凝集不良という結果になりました（表1Aおよび表1B）。付着力の値は5%しか上昇せず、破壊モードに変化はなかったことから、TSC内に形成された自然由来の酸化物シーラーは、TSCの付着力に直接影響を及ぼしていないことが示唆された。
プレート#2（図2）は、TSCを平均12milの厚さに塗布しました。プレート上に3つのドリーを置き、翌日引っ張り、2Aを表現しました。3つの平均付着量は620psiで、基材への塗膜付着不良の結果が得られました。このプレートは3ヶ月間放置され（65-80 F [18-27 C]、50-70% RH）、酸化が進みました。その後、Corothane I Preprime (800 F [427 C]、60% RHで硬化)を0.5-1.5 mils (13-38 microns)の厚さで浸透性シールコーティングを行いました。プレート#2上に3つのドリーを置き、翌日引っ張り、2Bを表現した。3つの平均接着力は1,133psiで、接着破壊率は100％であった（表2A、2B）。これらの結果は、シーラーがTSCの接着に決定的な影響を及ぼし、接着値が83%増加したことを示している。
プレート#3（図3）は、TSCを10.4milで塗布したものである。プレートをマスキングし、2つのセクションに分割した。TSCが露出している部分にシーラーを0.5～1.5milの厚さで塗布した。シーラーが硬化した後、各セクションに3つのドリーを置き、翌日引っ張った。未シールセクションが3A、シールセクションが3Bに相当する。未シール部の平均付着量は753psiであり、下地での塗膜の付着不良が見られた。密閉部の平均付着量は2,127psiで、付着不良が発生した（表3A、表3B）。密閉区間と非密閉区間とで183%の接着力の増加から、TSC後すぐにシーラーを塗布すると、接着力が大幅に増加することがわかる。
TSCの細孔内に発生する自然酸化物は、付着量に影響を与えないことがフィールドテストで確認されています。液状シーラーは、酸化がほとんど進行していない状態で塗布しても、TSCの付着量に影響を与えることがあります。また、TSCの塗布直後に塗布した場合にも、付着量に影響を与えることが判明した。濡れ性の良いシーラーは、TSCの緩い部分（あるいは亀裂）に浸透し、空隙や孔を塞ぐことができる。TSCの上に浸透性シーラーを塗ると、シーラーがTSCの孔や空隙にしみ込み、より強固に接着するのかもしれない。
TSCを腐食防止のために検討する場合、所有者はTSCに液体シーラーを塗布することの利点に注目する必要があります。SSPC-CS 23.00(I)では、TSCの後、できるだけ早く、または8時間以内にシーラーを塗布することを推奨しています。これらのパラメータ内でシーラーを塗布した場合のTSCの接着値の増加は明らかであり、注意が必要です。プロジェクトで接着試験を指定する場合、試験を行うのが未シールのTSCかシールされたTSCかを必ず指定してください。
Robert H. Unger, "Thermal Spraying of Bridges," Thermal Spray:Robert Unger "Advances in Coatings Technology," Thermal Spray: Advanced in Coatings Technology, Proceedings of the National Thermal Spray Conference, Orlando, FL, USA, September 14-17, 1988-8708-011.
Joseph T. Butler, Metallizing for Corrosion Control, Vol.1, Issue 1 (January 2000).
SSPC-CS 23.00(I), Interim Specification for the Application of Thermal Spray Coating (Metallizing) of Aluminum, Zinc, and Their Alloys and Composites for the Corrosion Protection of Steel, SSPC Painting Manual, SSPC.P.S., 2000年3月。Pittsburgh, PA (March 2000).
エリック・C・ローリー、鋼橋のメタライジングの現場、JPCL（1995年5月）、39-50頁。
