JP2004163227A - コンクリートの中性化深度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートに損傷を与えることなく、コンクリートの中性化深度の測定を可能にする。
【解決手段】コンクリート２の測定面３と接触する振動検出点Ｑ１の近傍位置を打撃して振動を発生させ、該振動検出点Ｑ１及びＱ２で衝撃弾性波を検出し、振動検出点Ｑ１で弾性波を検出してから振動検出点Ｑ２で弾性波を検出するまでの時間を測定し、該時間と、振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２との間隔Ｌから弾性波速度を求める。コンクリート２の初期の弾性波速度と経年変化後に測定した弾性波速度を比較して弾性波速度変化率を求め、該弾性波速度変化率と、弾性波速度変化率と中性化深度の相関を示す関係式に基づいて中性化深度を演算し、出力する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートの中性化深さを測定するコンクリートの中性化深度測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートは、セメントの水和反応により生成された水酸化カルシウムの強アルカリ性により内部の鉄筋の発錆を防止している。しかし、このようなコンクリートが長期間大気にさらされていると、水酸化カルシウムが大気中に含まれる僅かな二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムに変化するため、強アルカリ性が弱アルカリ性に変わり、鉄筋の発錆防止作用を失う。この変化を、コンクリートの中性化という。このコンクリートの中性化は、コンクリートの表面から内部に向かって徐々に進行する。
【０００３】
コンクリートの中性化深さを測定する方法としては、一般に、測定対象となるコンクリートからコアボーリングやダイアモンドカッタ等でコンクリートの内部試料を取り出すか、該コンクリートの表層部を削って内部を露出させ、フェノールフタレイン等の試薬を塗布して発色度合いを測定することが行われている。
【０００４】
測定対象となるコンクリートに損傷を与えることなく、コンクリートの性状を調査、診断する方法として、コンクリートの常時微動を測定対象となるコンクリート構造物に付設した振動センサで計測し、計測したコンクリートの常時微動の振動数―強度分布に基づいて、測定対象となったコンクリート構造物の性状を調査、診断する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４８２４４号公報 （第３−４ページ 図１）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１は、コンクリート構造物の性状を調査、診断する物理的手段として常時微動の振動数―強度分布を用いている。しかしながら、前記特許文献１には、コンクリートの中性化深度をどのように調査、診断するのか、具体的にはなにも開示されていない。
【０００７】
前記の事情に鑑み、本発明は、測定対象となるコンクリートに損傷を与えることなく、該コンクリートの中性化深さを弾性波速度の経年変化率を用いて推定することができるようにしたコンクリートの中性化深度測定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、測定対象となるコンクリート（２）の測定面の表層部を伝播する弾性波速度（Ｖｔ）を、所定の期間を置いて少なくとも２回測定し、
最初に測定された弾性波速度（Ｖｔ１）を初期値とし、２回目以降に測定された弾性波速度（Ｖｔｎ）を前記初期値と比較して弾性波速度変化率（Ｒ）を演算し、
前記弾性波速度変化率（Ｒ）と中性化深度の関係式に基づいて、２回目以降の測定時における前記コンクリート（２）の測定面（３）からの中性化深さを演算するようにした。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記コンクリート（２）の測定面（３）に所定の間隔で第１及び第２のセンサ（１５，１６）を配置し、
前記コンクリート（２）の測定面を打撃して、該コンクリート（２）に振動を発生させ、
前記打撃位置に近い第１のセンサ（１５）で、前記コンクリート（２）に発生した衝撃弾性波に含まれ、該コンクリート（２）の厚さ方向に振動する弾性波の立ち上りを検出し、
前記打撃位置から遠い第２のセンサ（１６）で、前記コンクリート（２）に発生した衝撃弾性波に含まれ、該コンクリート（２）の表層部を伝播する弾性波の立ち上りを検出し、
前記第１のセンサ（１５）と第２のセンサ（１６）との間の距離（Ｌ）と、該第１のセンサ（１５）が弾性波の立ち上りを検出してから該第２のセンサ（１６）が弾性波の立ち上りを検出するまでの時間（Ｔ）に基づいて、前記コンクリート（２）の測定面（３）の表層部を伝播する弾性波速度（Ｖｔｎ）を測定するようにした。
【００１０】
請求項３に係る発明は、中性化深さの測定対象となるコンクリート（２）の測定面（３）上に所定の間隔で第１及び第２のセンサ（１５、１６）を接触させ、該第１のセンサ（１５）の近傍で、該コンクリート（２）の測定面（３）を打撃して振動を発生させ、
前記第１のセンサ（１５）で、前記コンクリート（２）に発生した衝撃弾性波の内、厚さ方向に振動する弾性波を検出し、
前記第２のセンサ（１６）で、前記コンクリート（２）に発生した衝撃弾性波の内、表層部を伝播する弾性波を検出すると共に、
前記第１のセンサ（１５）で厚さ方向の弾性波を検出してから、前記第２のセンサ（１６）で表層部を伝播する弾性波を検出するまでの時間（Ｔ）を測定し、
前記測定された時間（Ｔ）と、前記第１のセンサ（１５）と第２のセンサ（１６）との間隔（Ｌ）に基づいて前記コンクリート（２）の表層部を伝播する弾性波速度（Ｖｔｎ）を演算し、記録すると共に、
前記測定操作を所定の期間を置いて少なくとも２回行い、最初に記録された弾性波速度（Ｖｔ１）を初期値とし、２回目以降に記録された弾性波速度（Ｖｔｎ）を前記初期値と比較して、弾性波速度変化率（Ｒ）を演算し、
予め記録されている弾性波速度変化率（Ｒ）と中性化深度の関係式に基づいて、２回目以降の測定時における前記コンクリート（２）の測定面（３）からの中性化深さを演算するようにした。
【００１１】
なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであり、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであって、特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、コンクリートの測定面の表層部を伝播する弾性波（粗密波）速度を、所定の期間を置いて少なくとも２回測定し、最初に測定された弾性波速度に対する２回目以降に測定された弾性波速度の変化率に基づいて、各測定時における前記測定面からの中性化深さを演算するようにしたので、測定対象となるコンクリートの中性化深さを非破壊的に推定することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、前記打撃位置に近い第１のセンサで、比較的波形が安定した弾性波（せん断波）の立ち上りを検出し、前記打撃位置から遠い第２のセンサで、伝播速度が速い弾性波（粗密波）の立ち上りを検出し、前記第１及び第２のセンサの間の距離と、第１センサが弾性波（せん断波）を検出してから第２のセンサが弾性波（粗密波）を検出するまでの時間に基づいて、前記測定面の表層部を伝播する弾性波（粗密波）の速度を測定するようにしたので、弾性波の速度を正確に測定することができる。また、前記第１及び第２のセンサの間隔は、第２のセンサで伝播速度の速い弾性波（粗密波）の立ち上りを検出することができればよいので、小さくすることができ、測定面が狭くても２個のセンサを設置するスペースがあれば測定を可能にすることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、測定対象となるコンクリートの表層部を伝播する弾性波（粗密波）速度を、所定の期間を置いて少なくとも２回検出し、該コンクリートの初期の弾性波速度に対する２回目以降の弾性波速度の変化率により、該コンクリートの中性化深さを求めるようにしたので、該コンクリートに損傷を与えることなく、中性化深さを推定することができる。また、前記第１及び第２のセンサの間隔は、第２のセンサで伝播速度の速い弾性波（粗密波）の立ち上りを検出することができればよいので、小さくすることができ、測定面が狭くても２個のセンサを設置するスペースがあれば測定を可能にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１乃至図３は、本発明の実施の一形態を示すもので、図１は、本発明によるコンクリートの中性化深度測定方法に使用する制御装置を含む測定装置の一例を示す側面図、図２は、図１に示す制御装置の測定結果記録部における記録用のテーブルの一例を示す構成図、図３は、弾性波速度変化率から中性化深度を推定する関係式の一例を示す特性図である。
【００１７】
前述したように、コンクリートが長期間大気にさらされていると、コンクリートに含まれる水酸化カルシウムが大気中に含まれる僅かな二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムに変化し中性化する。このとき、コンクリートの表面には微細なひび割れが発生する。その結果、微細なひび割れによって、コンクリートの表層部における弾性波の伝播が阻害され、弾性波は、ひび割れが進行していないコンクリートの内部を経由して伝播するようになるため、弾性波の伝播経路が増加し、見かけ上、弾性波の伝播速度が減少する。
【００１８】
測定対象となるコンクリートが健全なとき（例えば、コンクリート構造物の完成時）の弾性波速度に対する２回目以降の測定時における弾性波速度の変化率と、コンクリートの中性化深度の間には、図３に示すような相関関係がある。
【００１９】
図１において、測定装置１は、測定対象となるコンクリート２の測定面３（中性化方向（通常は厚さ方向）に対する垂直面）に配置され、該測定面３を打撃することによって発生する衝撃弾性波のうち、該測定面３の表層部に沿って伝播する弾性波（粗密波）と、厚さ方向に振動する衝撃弾性波（せん断波）を検出するための振動検出部１０と、該振動検出部１０の検出結果に基づいて、前記コンクリート２の中性化度合いを演算する制御装置３０を有し、該振動検出部１０に、打撃手段２０が支持されている。
【００２０】
前記振動検出部１０は、前記コンクリート２より弾性波の伝播速度が遅い合成樹脂等で棒状に形成され、取っ手を兼用するフレーム１１と、該フレーム１１の両端部に所定の間隔で固定され、前記コンクリート２の測定面３に接触させるプローブを兼ねる一対の脚部プレート１２ａ、１２ｂを有している。
【００２１】
前記脚部プレート１２ａには、ブラケット１３を介して第１のセンサ１５が、矢印Ａ方向に振動する弾性波（せん断波）を検出するように固定されている。また、前記脚部プレート１２ｂには、第２のセンサ１６が矢印Ｂ方向に振動する弾性波（粗密波）を検出するように固定されている。
【００２２】
前記打撃手段２０は、前記フレーム１１に、該フレーム１１の軸方向に移動可能に装着され、所要の位置に固定された支持部材２１と、一端が該支持部材２１の端面（図１では、支持部材２１の右側の端面）に固定されたばね部材２２（例えば、板ばね）と、一端が該ばね部材２２の端部（図１では、ばね部材の右側の端部）に固定されたロッド２３と、該ロッド２３の端部（図１では、ロッド２３の右側の端部）に固定された金属製の打撃ヘッド２５とを有している。
【００２３】
前記打撃ヘッド２５は、図１で示す例では、前記第１のセンサ１５と第２のセンサ１６（即ち、前記脚部プレート１２ａと脚部プレート１２ｂが前記コンクリート２の測定面３と接触する振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２）を結ぶ直線の延長線上で、該第１のセンサ１５（即ち、該振動検出点Ｑ１）の近傍位置に位置するように配置されている。該振動検出点Ｑ１と前記打撃ヘッド２５がコンクリート２の計測面３を打撃する打撃点Ｐとの間隔ｌは、１〜２ｃｍ程度であるが、該間隔ｌは小さいほど望ましい。
【００２４】
前記制御装置３０には、フィルタ・増幅器３１を介して前記第１のセンサ１５が接続され、フィルタ・増幅器３２を介して前記センサ１６が接続されている。また、該制御装置３０には、主制御部３５が設けられ、該主制御部３５には、波形解析部３６、時間計測部３７、弾性波速度演算部３９、測定結果記録部４０、弾性波速度変化率演算部４１、関係式記録部４２、中性化深度演算部４３及び表示部４２等が接続されている。
【００２５】
前記波形解析部３６、時間計測部３７及び弾性波速度演算部３９で、前記コンクリート２の測定面３を前記打撃ヘッド２５で打撃して発生する弾性波の速度を演算する弾性波速度演算部を構成し、前記弾性波速度変化率演算部４１、関係式記録部４２及び中性化深度演算部４３で、前記コンクリート２の中性化深さを演算する中性化深度演算部を構成している。
【００２６】
なお、前記関係式記憶部４２には、図３に示すような、コンクリート２の中性化によって、コンクリート２の表層部を伝播する弾性波の伝播速度が遅くなることを示す弾性波速度変化率とコンクリート２の中性化深度の相関関係を推定する関係式が記憶されている。
【００２７】
前述したように、コンクリートが長期間大気にさらされていると、コンクリートに含まれる水酸化カルシウムが、大気中に含まれる僅かな二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムに変化し中性化する。このとき、コンクリートの表面には微細なひび割れが発生する。その結果、微細なひび割れによって、コンクリートの表層部における弾性波の伝播が阻害され、弾性波は、ひび割れが進行していないコンクリートの内部を経由して伝播するようになるため、弾性波の伝播経路が増加し、見かけ上、弾性波速度が減少する。
【００２８】
前記図３に示す関係式は、測定対象となるコンクリートが健全なとき（例えば、コンクリート構造物の完成時）の弾性波速度に対する２回目以降の測定時における弾性波速度の変化率と、コンクリートの中性化深度の間の相関関係を示している。
【００２９】
本実施の形態におけるコンクリート２の測定装置１は、前記のように構成されているので、先ず、コンクリート２で構成される構造物の完成時に弾性波速度を測定して、その測定結果を初期値として、図２に示すようなテーブル（測定結果記憶部４０内の記憶エリアに設定されたテーブル、なお、該テーブルの記録項目としては、例えば、構造物の名称、所在地、測定年月日、構造体（部位）、測定位置、弾性波速度、中性化深さ等であり、その他の項目を加えておくこともできる）に記録しておく。そして、適宜期間（例えば、１〜数年）ごとに定期的にコンクリート２の測定面３における弾性波速度の測定を行い、その測定結果を前記初期値と比較することによりコンクリート２の中性化深度を推定する。
【００３０】
前記測定装置１による測定は、先ず、測定対象となる構造物の最初の測定を行う場合には、制御装置３０に接続されたキーボード等の入力手段（図示せず）により、測定結果記録部４０からなにも記録されていないテーブルを呼び出し、構造物名称、所在地、測定日、構造体（部位）、測定位置等の情報を入力し記録させると共に、測定結果の入力先を指定しておく。また、測定対象となる構造物の２回目以降の測定の場合には、構造物の名称、所在地等を指定して、既に前回までの測定結果が記録されているテーブルを呼び出し、今回の測定日を入力すると共に、測定結果の入力先を指定しておく。
【００３１】
一方の手（例えば、左手）で、振動検出部１０を保持し、測定しようとするコンクリート２の測定面３に設置する。振動検出部１０の設置に際しては、測定用プローブを兼ねる脚部プレート１２ａ、１２ｂが、測定対象となるコンクリート２の測定面３の測定位置に当接するように配置する。なお、各脚部プレート１２ａ、１２ｂがコンクリート２の測定面３と接触する振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２との間隔Ｌは、事前に測定され既知となっている。
【００３２】
次いで、振動検出部１０を一方の手（例えば、左手）でコンクリート２の測定面３に押し付けた状態で、他方の手（例えば、右手）で打撃ヘッド２５を保持し、ばね部材２２を撓ませながら打撃ヘッド２５を矢印Ｃ方向に移動させる。このとき、フレーム１１もしくは脚部プレート１２ａに、打撃ヘッド２５の矢印Ｃ方向の移動端を示すマーカー（図示せず）や、移動を規制するストッパ（図示せず）を設けておくことにより、コンクリート２に対する打撃力を略一定にすることができる。そして、打撃ヘッド２５を所要の位置まで移動させた後、打撃ヘッド２５を開放すると、打撃ヘッド２５はばね部材２２のばね力によって反矢印Ｃ方向に移動して、コンクリート２の測定面３に衝突（打撃）し、コンクリート２に衝撃弾性波を発生させる。
【００３３】
打撃ヘッド２５の打撃によって発生した衝撃弾性波の内、測定面３の表層部に沿って伝播される弾性波には僅かな粗密波が含まれている。打撃点Ｐで発生した粗密波は、コンクリート２の測定面３の表層部を同心円状に広がりながら振動検出点Ｑ１、振動検出点Ｑ２を順次通過して行く。同様に、コンクリート２の測定面３に対して垂直な方向に振動するせん断波も、コンクリート２の測定面３の表層部を同心円状に広がりながら振動検出点Ｑ１、振動検出点Ｑ２を順次通過して行く。
【００３４】
打撃によって発生する前記粗密波とせん断波とは、コンクリート２における伝播速度が異なり、それらの速度の間には、粗密波の速度＞せん断波の速度、の関係がある。しかし、打撃点Ｐに近い振動検出点Ｑ１には、粗密波とせん断波とが殆ど同時に到達する。
【００３５】
そして、振動検出点Ｑ１では、到達した振動が脚部フレーム１２ａ及びブラケット１３を介して第１のセンサ１５に伝達され、該第１のセンサ１５で検出される。このとき、第１のセンサ１５は、その振動検出方向が矢印Ａ方向に設定されているため、測定面３に対して垂直な矢印Ａ方向（紙面の上下方向）に振動するせん断波を検出する。
【００３６】
第１のセンサ１５で検出されたせん断波の振動データは、フィルタ・増幅器３１に印加され、該フィルタ・増幅器３１により目標とする周波数帯域のデータが抽出され増幅されて主制御部３５に送られる。主制御部３５は、フィルタ・増幅器３１から送られてきたデータを波形解析部３６に送る。該波形解析部３６は、主制御部３１から送られてきたデータに基づいて、せん断波の立ち上り位置を抽出して主制御部３５に送る。このとき、第１のセンサ１５で検出されるせん断波の波頭部には、粗密波が含まれ、厳密にはせん断波の波形が乱されているが、粗密波は、せん断波に比べ極めて僅かであり、せん断波の波頭部を乱すほどにはならないので、せん断波の立ち上りの検出精度を低下させることはない。
【００３７】
一方、打撃点Ｐで発生した粗密波とせん断波が、振動検出点Ｑ２に到達するときには、コンクリート２におけるそれぞれの伝播速度の差と、振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２との間隔により、伝播速度の速い粗密波が先に到達し、伝播速度の遅いせん断波は、粗密波に重畳した形で遅れて到達する。
【００３８】
振動検出点Ｑ２では、到達した振動が脚部プレート１２ｂを介して第２のセンサ１６に伝達され、第２のセンサ１６で検出される。このとき、第２のセンサ１６は、その振動検出方向が矢印Ｂ方向に設定されているため、前記コンクリート２の測定面３に対して平行な矢印Ｂ方向（紙面の左右方向）の粗密波の立ち上り位置を検出する。なお、粗密波の立ち上りを検出するのに必要な粗密波の波頭部（波形の立ち上りから最初の極大値を超えるまでの部分、最長でも粗密波の波長の１／４波長を越えるところまで）以降は、粗密波の波形が遅れて到達するせん断波によって乱されていても、測定精度に影響を与えることはない。
【００３９】
ここで、振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２との間隔を３０ｃｍ、粗密波とせん断波の速度比を１．６、粗密波の伝播速度を４０００ｍ／ｓｅｃとすると、粗密波が３０ｃｍ伝播する時間は、０．０７５ｍｓｅｃ、せん断波が３０ｃｍ伝播する時間は、０．１２０ｍｓｅｃとなる。従って、粗密波とせん断波が、振動検出点Ｑ１を同時に通過したとしても、粗密波とせん断波が振動検出点Ｑ２に到達する時間には、０．０４５ｍｓｅｃの時間差が発生する。
【００４０】
また、粗密波を正弦波と仮定し、その周波数を８０００Ｈｚとすると、その波長は５０ｃｍであり、１波長分が伝播する時間は、０．１２５ｍｓｅｃとなる。よって、前記時間差の０．４５ｍｓｅｃがあれば、振動検出点Ｑ２に到達する粗密波とせん断波の間に、粗密波の１／４波長分以上の１．５／４（０．０４５／０．１２０）波長の差があることになる。従って、振動検出点Ｑ２において、粗密波の立ち上りを検出するための波頭部を、遅れて到達するせん断波に乱されることなく確実に検出することができる。
【００４１】
第２のセンサ１６で検出された粗密波の波頭部のデータは、フィルタ・増幅器３２に印加され、該フィルタ・増幅器３２により目標とする周波数帯域のデータが抽出され、増幅されて主制御部３５に送られる。主制御部３５は、フィルタ・増幅器３２から送られてきたデータを波形解析部３６に送る。波形解析部３６は、主制御部３５から送られてきたデータに基づいて、粗密波の立ち上り位置を抽出して主制御部３５に送る。
【００４２】
主制御部３５は、波形解析部３６から第１のセンサ１５及び第２のセンサ１６の波の立ち上り位置のデータが送られてくると、時間測定部３７に対し時間の測定を指示する。時間測定部３６は、第１のセンサ１５及び第２のセンサ１６で捕捉された波の立ち上り位置から伝達時間差（時間）Ｔを算出して主制御部３５に送る。
【００４３】
主制御部３５は、予め入力されている振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２との間隔Ｌと、時間測定部３７から入力された時間Ｔを弾性波速度演算部３９に送る。弾性波速度演算部３９では、主制御部３５から送られてきた前記間隔Ｌと時間Ｔとに基づいて、コンクリート２の測定面３の表層部を伝播する弾性波（粗密波）速度Ｖｔを、Ｖｔ＝Ｌ／Ｔ、で演算し、その結果を主制御部３５へ送る。すると、主制御部３５は、構造物名称、所在地、測定日、構造体（部位）、測定位置等の情報が入力された、テーブル（図２参照）の対応する位置に弾性波速度を記録する。
【００４４】
前記コンクリート２の測定装置１では、振動検出点Ｑ１でせん断波の立ち上りを検出し、振動検出点Ｑ２で粗密波の立ち上りを検出して、コンクリート２の表層部を伝播する粗密波の速度を弾性波速度Ｖｔとして演算している。しかし、打撃点Ｐの位置と振動検出点Ｑ１との位置の間に間隔ｌがあるため、振動検出点Ｑ１に到達するせん断波の立ち上りと粗密波の立ち上りとは、必ずしも一致していない。
【００４５】
例えば、前記例示したように、粗密波とせん断波の速度比を１．６、粗密波の速度を４０００ｍ／ｓｅｃ、振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２との間隔Ｌを３０ｃｍとすると、粗密波が３０ｃｍ伝播する時間は、０．０７５ｍｓｅｃとなり、せん断波が３０ｃｍ伝播する時間は、０．１２０ｍｓｅｃとなる。そして、打撃点Ｐと振動検出点Ｑ１との間隔ｌを１ｃｍとする（打撃点Ｐが振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２を結ぶ直線の延長線上にあるとした場合）と、打撃点Ｐを打撃してから粗密波が振動検出点Ｑ１に到達するまでの時間は、０．００２５ｍｓｅｃ、打撃点Ｐを打撃してからせん断波が振動検出点Ｑ１に到達するまでの時間は、０．００４０ｍｓｅｃとなる。よって、振動検出点Ｑ１にせん断波が到達するのは、粗密波より０．００１５ｍｓｅｃ遅れることになる。
【００４６】
この０．００１５ｍｓｅｃの遅れは、振動検出点Ｑ１と振動検出点Ｑ２との間隔Ｌ（３０ｃｍ）を粗密波が伝播する時間０．０７５ｍｓｅｃの２％に相当し、弾性波速度Ｖｔが実際の速度より２％速くなったように検出されることになる。しかし、この振動検出点Ｑ１に到達する粗密波に対するせん断波の遅れ時間０．００１５ｍｓｅｃは、打撃点Ｐと振動検出点Ｑ１の間隔ｌを予め決めておけば、計算により平均的な補正を行うことができる。従って、振動検出点Ｑ１でせん断波の立ち上りを検出し、振動検出点Ｑ２で粗密波の立ち上りを検出して弾性波速度Ｖｔを演算しても、そこで発生する誤差は、実用上差し支えないものとすることができる。なお、本明細書では、こうした簡易的な方法による弾性波速度の概略的な演算についても、「弾性波速度を演算する」動作と定義して用いている。
【００４７】
コンクリート２の中性化の深さを測定する場合、先ず、コンクリート２の構造物の完成時に測定を行い、その測定結果（弾性波速度）を構造物の名称、所在地、測定日、構造体（部位）、測定位置と共に初期値として記録する。そして所定の期間（例えば、１〜数年）経過した後、前記記録されている前記構造物の構造体（部位）、測定位置に基づいて弾性波速度の測定を行い、その測定結果を前記と同様に記録すると共に、弾性波速度の初期値と新たに測定した測定結果に基づいて、コンクリート２の中性化深さを演算し、記録する。
【００４８】
従って、現在行っている測定が、測定対象となるコンクリート２の構造物に対して初回である場合には、弾性波速度を記録したところで測定を終了する。また、測定対象となるコンクリート２の構造物に対して２回目以降の測定である場合には、コンクリート２の中性化深さを演算する。このコンクリート２の中性化深さの演算は、以下のようにして行う。
【００４９】
主制御部３５は、測定対象となっているコンクリート２の構造物名称、所在地、構造体（部位）、測定位置に基づいて、測定結果記録部４０に記録されている初回の測定結果（弾性波速度Ｖｔ１）をテーブル（図２参照）から呼び出すと共に、同じ測定位置の２回目以降の測定結果（弾性波速度Ｖｔｎ）を該テーブルから呼び出して、弾性波速度変化率演算部４１に送る。
【００５０】
弾性波速度変化率演算部４１では、主制御部３５から送られてきた初回の弾性波速度Ｖｔ１と今回測定した弾性波速度Ｖｔｎとに基づいて、コンクリート２の表層部における弾性波速度変化率Ｒを、Ｒ＝Ｖｔｎ／Ｖｔ１、で算出し、その結果を主制御部３５へ送る。すると、主制御部３５は、関係式記憶部４２から図３に示す関係式を呼び出して、弾性波速度変化率Ｒと関係式を中性化深度演算部４３に送る。
【００５１】
中性化深度演算部４３では、主制御部３５から送られてきた関係式に弾性波速度変化率Ｒを当てはめて、コンクリート２の中性化深さを演算し、その結果を主制御部３５へ送る。主制御部３５は、中性化深度演算部４３から送られてきたコンクリート２の中性化深さを測定結果記録部４０のテーブル（図２参照）の所定の位置に記憶させると共に、表示部４５に表示させる。
【００５２】
前記のように、本実施の形態によれば、測定対象となるコンクリート２の測定面３を打撃することにより発生する衝撃弾性波の内、前記測定面３の表層部を伝播する弾性波速度を測定し、コンクリート２の初期における弾性波速度Ｖｔ１に対する測定時の弾性波速度Ｖｔｎとの比である弾性波速度変化率Ｒを求め、該弾性波速度変化率Ｒに基づいて、コンクリート２の中性化深さを演算するようにしているので、測定対象となるコンクリートの測定面３に損傷を与えることなく、中性化深さを推定することができる。
【００５３】
なお、前記の実施の形態においては、前記測定面３の表層部を伝播する弾性波（粗密波）速度Ｖｔｎを測定して、弾性波速度速度変化率Ｒを求めるようにしているが、測定対象となるコンクリート２の厚さＤ（図１参照）が判っている場合、前記弾性波（粗密波）速度Ｖｔｎを測定すると共に、厚さ方向の弾性波（厚さ方向で重複反射する粗密波）を測定し、該弾性波の周波数分析を行い、コンクリート２の厚さ方向の粗密波の１次共振振動数ｆ１を求め、コンクリート２の厚さＤと１次共振振動数から、厚さＤ方向の弾性波速度Ｖｔｄを、
Ｖｔｄ＝２・ｆ１・Ｄ
で演算し、前記弾性波速度変化率Ｒを、
Ｒ＝Ｖｔ１／Ｖｔｄ
として演算し、中性化深さを演算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンクリートの中性化深度測定方法に使用する制御装置を含む測定装置の一例を示す側面図及び中性化度合いの演算・制御のブロック図の一例。
【図２】図１に示す制御装置の測定結果記録部における記録用のテーブルの一例を示す構成図。
【図３】弾性波速度変化率から中性化深度を推定する関係式の一例を示す特性図。
【符号の説明】
２…コンクリート
３…測定面
１５…第１のセンサ
１６…第２のセンサ
Ｖｔ１…初期の弾性波速度
Ｖｔｎ…２回目以降の弾性波速度
Ｌ…間隔
Ｒ…弾性波速度変化率
Ｔ…時間

Claims (3)

1. 測定対象となるコンクリートの測定面の表層部を伝播する弾性波速度を、所定の期間を置いて少なくとも２回測定し、
   最初に測定された弾性波速度を初期値とし、２回目以降に測定された弾性波速度を前記初期値と比較して弾性波速度変化率を演算し、
   前記弾性波速度変化率と中性化深度の関係式に基づいて、２回目以降の測定時における前記コンクリートの測定面からの中性化深さを演算する、ことを特徴とする、コンクリートの中性化深度測定方法。
2. 前記コンクリートの測定面に所定の間隔で第１及び第２のセンサを配置し、
   前記コンクリートの測定面を打撃して、該コンクリートに振動を発生させ、
   前記打撃位置に近い第１のセンサで、前記コンクリートに発生した衝撃弾性波に含まれ、該コンクリートの厚さ方向に振動する弾性波の立ち上りを検出し、
   前記打撃位置から遠い第２のセンサで、前記コンクリートに発生した衝撃弾性波に含まれ、該コンクリートの表層部を伝播する弾性波の立ち上りを検出し、
   前記第１のセンサと第２のセンサとの間の距離と、該第１のセンサが弾性波の立ち上りを検出してから前記第２のセンサが弾性波の立ち上りを検出するまでの時間に基づいて、前記コンクリートの測定面の表層部を伝播する弾性波の速度を測定する、ことを特徴とする、請求項１記載のコンクリート中性化深度測定方法。
3. 中性化深さの測定対象となるコンクリートの測定面上に所定の間隔で第１及び第２のセンサを接触させ、該第１のセンサの近傍で、該コンクリートの測定面を打撃して振動を発生させ、
   前記第１のセンサで、前記コンクリートに発生した衝撃弾性波の内、厚さ方向に振動する弾性波を検出し、
   前記第２のセンサで、前記コンクリートに発生した衝撃弾性波の内、表層部を伝播する弾性波を検出すると共に、
   前記第１のセンサで厚さ方向の弾性波を検出してから、前記第２のセンサで表層部を伝播する弾性波を検出するまでの時間を測定し、
   前記測定された時間と、前記第１のセンサと第２のセンサとの間隔に基づいて前記コンクリートの表層部を伝播する弾性波速度を演算し、記録すると共に、
   前記測定操作を所定の期間を置いて少なくとも２回行い、最初に記録された弾性波速度を初期値とし、２回目以降に記録された弾性波速度を前記初期値と比較して、弾性波速度変化率を演算し、
   予め記録されている弾性波速度変化率と中性化深度の関係式に基づいて、２回目以降の測定時における前記コンクリートの測定面からの中性化深さを演算する、ことを特徴とする、コンクリートの中性化深度測定方法。

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