JP2004239682A - Concrete durability evaluation method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a concrete durability evaluation method capable of evaluating concrete durability even when the number of passed years is small or when both concrete composition or the like and the elapsed time from concrete placing are unknown or the like. <P>SOLUTION: In the preliminary process, ph gradients a<SB>1</SB>-a<SB>6</SB>are detected on each concrete (X<SB>1</SB>-X<SB>6</SB>) having each known elapsed time (t<SB>1</SB>-t<SB>6</SB>) from concrete placing and each different composition, and the correlation between the ph gradients a<SB>1</SB>-a<SB>6</SB>and neutralization speed coefficients (A<SB>1</SB>-A<SB>6</SB>) in a neutralization speed equation is detected beforehand. In the main process, the ph gradient a<SB>10</SB>is detected relative to concrete (X<SB>10</SB>) whose durability is to be evaluated, and the neutralization speed coefficient (A<SB>10</SB>) of the concrete (X<SB>10</SB>) is detected by utilizing the correlation detected in the preliminary process. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートの耐久性評価方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
鉄筋コンクリートにおいては、コンクリートが空気中の炭酸ガス等の作用によりアルカリ性を失って表面から漸次中性化していく。コンクリートが中性化すると、鉄筋類に対する防錆効果を失う。すると鉄筋類には腐食が進行し、これにより、鉄筋類は必要な強度を失うとともに膨張してコンクリートを破壊する。したがって、鉄筋コンクリート構造物においては、コンクリートの中性化のしにくさ、すなわち、コンクリートの耐久性を評価することが極めて重要である。
【0003】
コンクリートの中性化深さを測定する従来一般の方法としては、例えば、特許文献1等に記載してあるように、フェノールフタレイン溶液を用いてコンクリート内部の中性化深さを測定するものがある。ここで、フェノールフタレイン溶液の呈色域は、pH値が約8.3〜10.0であるため、呈色した部分を未中性化領域、呈色しない部分を中性化領域として中性化領域の幅を測定し、中性化深さを求める。
【0004】
一方、コンクリートの耐久性を評価する方法としては、以下に示す中性化速度式によるものが広く一般に用いられている。
C=A・t0.5
C:中性化深さ(pH値が所定値となる位置のコンクリート表面からの距離)
A:コンクリート配合等から決まる中性化速度係数
t:打設からの経過時間
【0005】
前記した中性化速度式における中性化速度係数Aは、水セメント比や使用材料等のコンクリート配合等によって決まるものであり、中性化の速さが把握できるため、コンクリートの耐久性を表す指標として捉えることができるものである。
【0006】
前記した中性化速度式は、中性化速度係数Aが決まるためのコンクリート配合等と、打設からの経過時間t、すなわち経年数との双方が既知である場合には好適に用いることができる。
【0007】
また、コンクリート配合等と経年数とのうち一方が未知であっても他方が既知であれば用いることができる。中性化深さCは、例えば、特許文献1に記載の方法等によって比較的容易に求めることができるため、求められた中性化深さCと既知である前記他方とから前記一方を前記した中性化速度式により求めることができるからである。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−040013号公報、段落[0016]〜[0026]
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献1等に記載のフェノールフタレイン溶液を用いてコンクリート内部の中性化深さを測定する方法は、コンクリートがその打設からおよそ5〜10年程度経年していなければならない。その理由は、フェノールフタレイン溶液の呈色域のpH値が約8.3であるため、所定の精度をもってコンクリートの中性化深さを測定するためには、pH値約8.3の部分がコンクリート表面から5〜10mm程度に達していなければならないからである。したがって、特許文献1等に記載の方法においては、打設からの経年数がおよそ5年未満のコンクリートに対しては中性化深さの測定を行うことが困難であり、この中性化深さを用いて前記した中性化速度式から中性化速度係数を求めてコンクリートの耐久性を評価することも困難である。
【0010】
また、打設からおよそ5〜10年以上経年しているコンクリートであっても、コンクリート配合等と経年数との双方を知ることができない場合には、前記した中性化速度式によってコンクリートの耐久性の評価を行うことはできない。
【0011】
本発明の課題は、経年数が少ない場合や、コンクリート配合等と打設からの経過時間との双方が未知である場合等においても、コンクリートの耐久性の評価を行うことを可能とするコンクリートの耐久性評価方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、例えば図1〜図6に示すように、
コンクリートの耐久性評価方法であって、
配合の異なるコンクリート(X〜X)にわたって、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率(pH勾配a〜a)を検出するとともに、この変化率(a〜a)と、以下の式、
C=A・t
C:中性化深さ(pH値が所定値となる位置のコンクリート表面からの距離)
A:中性化速度係数
t:打設からの経過時間
z:定数
における中性化速度係数(A〜A)との相関関係を予め検出しておく予備工程([予備工程])と、
耐久性の評価を行うべきコンクリート(X10)に対して、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率(pH勾配a10)を検出するとともに、前記予備工程([予備工程])において検出された相関関係を利用して、前記コンクリート(X10)の中性化速度係数(A10)を検出する本工程([本工程])とを含むことを特徴としている。
【0013】
請求項1に記載の発明によれば、前記予備工程においては、配合の異なるコンクリートにわたって、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率が検出されるとともに、この変化率と、前記した式における中性化速度係数との相関関係が予め把握される。前記本工程においては、耐久性の評価を行うべきコンクリートに対して、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率が検出されるとともに、前記相関関係を利用して前記コンクリートの中性化速度係数が検出される。
【0014】
すなわち、この方法によれば、耐久性を評価すべきコンクリートについて、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を検出することで、前記耐久性を評価する指標としての中性化速度係数を検出することができる。したがって、コンクリート配合等と打設からの経過時間との双方が未知であるコンクリートに対してもその中性化速度係数を検出し、これにより耐久性を評価することができる。
【0015】
なお、定数zは、例えば0.5であるが、特に限定されるものではない。
【0016】
なお、前記予備工程は、具体的には、以下のようにして行えばよい。
すなわち、先ず、打設からの経過時間がそれぞれ既知である互いに配合の異なる複数種のコンクリートにおいて、コンクリート内部の深さ方向に複数箇所、pH値をそれぞれ測定するとともに、これらの結果から前記複数種のコンクリートそれぞれについて、前記変化率を検出する。詳細にはコンクリート表面からの距離とpH値との関係を、例えば、
y=a・x+b
x:コンクリート表面からの距離
y:コンクリート表面からの距離xにおけるpH値
a:pH勾配
b:コンクリート表面のpH値
として表すとすると、前記pH勾配が前記変化率に相当する。なお、コンクリート表面からの距離とpH値との関係は、前記したような1次式で表されるものには限定されず、2次式、3次式、あるいはこれら以外の式で表されてもよいことは勿論である。この際、コンクリート内部のpH値を測定する方法は、特に限定されるものではない。すなわち、コンクリートを切断して測定する方法、コア抜きして測定する方法、ドリルで穿孔して測定する方法、後述する、コンクリート断面をデジタルカメラによって撮影して測定する方法等いずれでもよい。
【0017】
次に、前記複数種のコンクリートそれぞれについて、前記のようにして測定されたpH値と打設からの経過時間とを用いて、前記式から中性化速度係数を検出する。最後に、前記変化率と前記中性化速度係数との相関関係を検出する。この相関関係は、必要に応じて定式化を行えばよい。
【0018】
なお、前記予備工程は、コンクリートの耐久性の評価を行う以前に、予め入念に、例えば一度だけ行っておけばよく、本工程、すなわち、コンクリートの耐久性の評価の度に行う必要はない。
【0019】
請求項2に記載の発明は、例えば図1〜図4に示すように、請求項1に記載のコンクリートの耐久性評価方法において、
前記予備工程([予備工程])と前記本工程([本工程])とのうちの少なくとも一方において、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率(pH勾配a〜a、a10)を検出する工程(〔pH値変化率検出工程〕)は、
pH値検出指示薬の、pH値と対応した呈色色を予め把握しておく呈色色把握工程(<呈色色把握工程>)と、
pH値検出指示薬によって呈色させたコンクリート断面をデジタルカメラによって撮影する撮影工程(<撮影工程>)と、
前記撮影工程において得られた撮影画像の各画素に対し、呈色色を把握するとともに前記コンクリート断面における位置を割り付ける撮影画像分析加工工程(<撮影画像分析加工工程>)と、
前記呈色色把握工程(<呈色色把握工程>)と前記撮影画像分析加工工程(<撮影画像分析加工工程>)とにおいてそれぞれ把握された呈色色を対比することで、前記コンクリート断面の各位置ごとのpH値を求めて、前記変化率(pH勾配a〜a、a10)を検出する呈色色対比分析工程(<呈色色対比分析工程>)とを含むことを特徴としている。
【0020】
請求項2に記載の発明によれば、前記予備工程と前記本工程とのうちの少なくとも一方において、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率の検出は以下のようにして行われる。
先ず、前記呈色色把握工程において、pH値検出指示薬の、pH値と対応した呈色色が予め把握される。そして、前記撮影画像分析加工工程においては、前記撮影工程から得られたコンクリート断面の撮影画像における各画素に対し、呈色色の把握がなされるとともに前記コンクリート断面における位置の割り付けがなされる。さらに、前記呈色色対比分析工程においては、前記呈色色把握工程と前記撮影画像分析加工工程とにおいてそれぞれ把握された呈色色を対比することで、前記コンクリート断面の各位置ごとのpH値が求められて、前記変化率が検出される。ここで、前記呈色色把握工程、前記撮影画像分析加工工程、前記呈色色対比分析工程は、コンピュータを用いて行うことができるため、これらの作業を迅速かつ正確に行うことができる。すなわち、pH値検出指示薬によって呈色させたコンクリート断面のpH値を、目視して判断する手間等、作業員の負担を省きながら迅速かつ正確に求めることができる。
【0021】
請求項3に記載の発明は、例えば図4に示すように、請求項2に記載のコンクリートの耐久性評価方法において、
前記呈色色把握工程(<呈色色把握工程>)と前記撮影画像分析加工工程(<撮影画像分析加工工程>)とにおいて、呈色色の把握をデジタル化して行うことを特徴としている。
【0022】
請求項3に記載の発明によれば、前記呈色色把握工程と前記撮影画像分析加工工程とにおいて、呈色色の把握がデジタル化して行われるので、前記呈色色対比分析工程における呈色色の対比をコンピュータ等を用いて迅速かつ正確に行うことができ、コンクリート内部のpH値をさらに迅速かつ正確に求めることができる。したがって、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を、さらに迅速かつ正確に求めることができる。
【0023】
請求項4に記載の発明は、例えば図2、図3に示すように、請求項2又は請求項3に記載のコンクリートの耐久性評価方法において、
前記pH値検出指示薬は、メチルグリーン、ペンタ・メトオキシレッド、トロペオリンオーオー、ヘキサ・メトオキシレッド、メチルオレンジ、メチルレッド、ブロムチモールブルー、ニュートラルレッド、α−ナフトールフタレイン、チモールブルー、フェノールフタレイン、ナイル・ブルー、キシレノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザニンイエロー、ポアリエ・ブルー、トロペオリンオー、のうちのいずれか一つ、又は、これらのうちの少なくととも二つを所定の割合で混合させたものであることを特徴としている。
【0024】
請求項4に記載の発明によれば、前記pH値検出指示薬は、前記した複数のpH値検出指示薬のうちのいずれか一つ、又は、これらのうちの少なくととも二つを所定の割合で混合させたものである。特に、前記したpH値検出指示薬のうちの複数を所定の割合で混合させて新たなpH値検出指示薬として用いる場合、単体で用いる場合よりも呈色色が増えるため、コンクリート断面におけるpH値の僅かな差がpH検出指示薬の呈色色の違いとなって明確に表われる。これにより、経年数が少ないコンクリートに対しても、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を精度良く算出することができる。したがって、経年数が少ないコンクリートに対しても確実に耐久性の評価を行うことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、コンクリートの中性化の変化率等を測定することによりコンクリートの耐久性を評価する方法に関するものである。本発明は、例えば図1に示すように、大きくは、[予備工程]と[本工程]とから構成される。[予備工程]は〔pH値変化率検出工程〕、〔相関関係検出工程〕から構成され、[本工程]は、〔pH値変化率検出工程〕、〔中性化速度係数検出工程〕から構成される。さらに、〔pH値変化率検出工程〕は、<呈色色把握工程>、<撮影工程>、<撮影画像分析加工工程>、<呈色色対比分析工程>から構成される。以下、詳細に説明する。
【0026】
[予備工程]
この工程は、打設からの経過時間がそれぞれ既知である互いに配合の異なる複数種のコンクリートについて、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を検出するとともに、この変化率と、以下の中性化速度式、
C=A・t
C:中性化深さ(pH値が所定値となる位置のコンクリート表面からの距離)
A:中性化速度係数
t:打設からの経過時間
z:定数
における中性化速度係数との相関関係を予め検出しておく工程である。以下、便宜上、複数種、例えば6種類のコンクリートX〜Xを想定し、これらの打設からの経過時間をt〜t とする。[予備工程]は、〔pH値変化率検出工程〕、〔相関関係検出工程〕から構成される。以下、〔pH値変化率検出工程〕について説明する。
【0027】
〔pH値変化率検出工程〕
この工程は、前記した6種類のコンクリートX〜Xについて、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率であるpH勾配a〜aをそれぞれ検出する工程である。具体的には、例えば図1に示すように、6種類のコンクリートX〜Xそれぞれにおいて、コンクリート断面を図2や図3に示すpH値検出指示薬によって呈色させ、呈色したコンクリート断面をデジタルカメラによって撮影する。そして、撮影画像を分析することで6種類のコンクリートX〜Xそれぞれについて、コンクリート切断面の深さ方向に複数の箇所でpH値を測定するとともに、これらの結果から6種類のコンクリートX〜Xそれぞれについて、pH勾配a〜aを検出する工程である。〔pH値変化率検出工程〕は、<呈色色把握工程>、<撮影工程>、<撮影画像分析加工工程>、<呈色色対比分析工程>から構成される。以下、<呈色色把握工程>から順に説明する。
【0028】
<呈色色把握工程>
この工程は、例えば図2や図3に示すような複数種のpH値検出指示薬それぞれについて、pH値と対応させた呈色色を予め把握しておく工程である。
なお、pH検出指示薬としては、メチルグリーン、ペンタ・メトオキシレッド、トロペオリンオーオー、ヘキサ・メトオキシレッド、メチルオレンジ、メチルレッド、ブロムチモールブルー、ニュートラルレッド、α−ナフトールフタレイン、チモールブルー、フェノールフタレイン、ナイル・ブルー、キシレノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザニンイエロー、ポアリエ・ブルー、トロペオリンオー、のうちのいずれか一つ、あるいは、これらのうちの少なくととも二つを所定の割合で混合させたものである。
【0029】
なお、図2は、前記したpH検出指示薬を単独で用いる場合の、呈色色とその際のpH値を示すものであり、図3は、前記したpH検出指示薬を複数種、所定の割合で混合させて用いる場合の、呈色色とその際のpH値を示すものである。本実施の形態においては、pH値と対応させた呈色色の把握方法として、pH値と対応させた色をデジタル化して表記しておく方法を用いる。具体的には例えば、後述する加色混合や減色混合がある。なお、pH値と対応させた呈色色の把握方法としては、デジタル化する方法以外にも、pH値と対応させた色の見本、すなわち、色のサンプルを予め作成しておいてもよい。
【0030】
<撮影工程>
この工程は、例えば図1に示すように、6種類のコンクリートX〜Xそれぞれにおいて、コンクリート断面を図2や図3に示すpH値検出指示薬によって呈色させ、呈色したコンクリート断面をデジタルカメラによって撮影する工程である。
【0031】
なお、前記したpH値検出指示薬のうちの複数種を所定の割合で混合させて新たなpH値検出指示薬として用いる場合、単体で用いる場合よりも呈色色が増えるため、コンクリート断面におけるpH値の僅かな差がpH検出指示薬の呈色色の違いとなって明確に表われる。これにより、経年数が少ないコンクリートに対しても、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を精度良く算出することができる。
【0032】
<撮影画像分析加工工程>
この工程は、例えば図4(a)に示すように、[撮影工程]において得られた撮影画像の各画素pに対し、呈色色を把握するとともにコンクリート断面における実際の位置を割り付ける工程である。なお、各画素pはピクセルとも呼ばれ、これらの集合体としてデジタルカメラの撮影画像が形成される。なお、各画素pの呈色色の把握は、例えば、pH値と対応させた色をデジタル化して予め表記しておく方法が好ましい。この方法としては、例えば、加色混合によるRGB値を用いた方法やCMY値を用いた減色混合を用いることができる。
【0033】
図4(b)は、RGB値を用いて把握された画素の呈色色を示す図である。RGB値は、Red、Green、Blueのそれぞれの発光輝度を00からffまでの十六進法で、R・G・Bの順で六桁表記するものである。
【0034】
<呈色色対比分析工程>
この工程は、<呈色色把握工程>と<撮影画像分析加工工程>とにおいてそれぞれ把握された呈色色を対比することで、コンクリート断面の各位置ごとのpH値を求めて、pH勾配a〜aを検出する工程である。なお、<呈色色把握工程>と<撮影画像分析加工工程>とにおける呈色色の把握をデジタル化しているので、呈色色の対比をコンピュータを用いて行うことで、コンクリート内部のpH値を迅速かつ正確に求めることができ、これによりpH勾配a〜aを、さらに迅速かつ正確に求めることができる。
【0035】
なお、pH値の測定を、前記したようにデジタルカメラで撮影することによって行う方法は、以下のようなメリットがある。すなわち、<呈色色把握工程>、<撮影画像分析加工工程>、<呈色色対比分析工程>は、コンピュータを用いて行うことができるため、pH値検出指示薬によって呈色させたコンクリート断面のpH値を、目視して判断する手間等、作業員の負担を省きながら迅速かつ正確に求めることができる。
【0036】
前記のようにして求められたpH値から、6種類のコンクリートX〜Xについて、pH勾配a〜aをそれぞれ検出する。具体的には、コンクリート表面からの距離と、前記のようにして求められたpH値との関係を、例えば図5(a)に示すように、
=a・x+b (i=1〜6)
:コンクリート表面からの距離
:コンクリート表面からの距離xにおけるpH値
:pH勾配
:コンクリート表面のpH値
として表せば、a がpH勾配である。なお、前記したpH勾配a〜aを検出する作業も、適宜コンピュータを用いて行うことができる。
【0037】
以上のようにして、〔pH値変化率検出工程〕が終了する。以下、これに続く、〔相関関係検出工程〕について説明する。
【0038】
〔相関関係検出工程〕
この工程は、[pH値変化率検出工程]において得られた結果と打設からの経過時間t〜tとを用いて、以下の中性化速度式、
C=A・t
C:pH値が所定値となる位置のコンクリート表面からの距離
A:中性化速度係数
t:打設からの経過時間
z:定数
から、複数種のコンクリートX〜Xについて、中性化速度係数A〜Aそれぞれを算出し、算出された中性化速度係数A〜Aと、〔pH値変化率検出工程〕において得られたpH勾配a〜aとの相関関係を検出する工程である。ここで、前記式において定数zは、例えば0.5である。
【0039】
すなわち、図5(b)に示すように、[pH値変化率検出工程]において測定された、pH値が所定値、例えば約8.3となる、コンクリート表面からの距離x〜xと、打設からの経過時間t〜tとを、それぞれ前記した中性化速度式に代入することで、中性化速度係数A〜Aを算出することができる。そして、前記した〔pH値変化率検出工程〕において得られたpH勾配a〜aとの相関関係を求める。具体的には、中性化速度係数A〜A とpH勾配a〜aとを、グラフ上にプロットし、定式化(便宜上A=f(a)とする)すればよい。以上により、[予備工程]が終了する。
【0040】
[本工程]
この工程は、例えば図1に示すように、コンクリートX10の断面のpH値を測定するとともに、pH勾配a10を検出し、この検出されたpH勾配a10を、[予備工程]において検出されたA=f(a)に代入することで、中性化速度係数A10を検出する工程である。[本工程]は、〔pH値変化率検出工程〕、〔中性化速度係数検出工程〕から構成される。以下、〔pH値変化率検出工程〕について説明する。
【0041】
〔pH値変化率検出工程〕
この工程は、打設からの経過時間が未知であるコンクリートX10について、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率であるpH勾配a10を検出する工程である。コンクリートX10について、コンクリート切断面の深さ方向に複数の箇所でpH値を測定するとともに、この結果からコンクリートX10についてpH勾配a10を検出すればよい。〔pH値変化率検出工程〕は、[予備工程]で行った<呈色色把握工程>、<撮影工程>、<撮影画像分析加工工程>、<呈色色対比分析工程>から構成される。
【0042】
すなわち、デジタルカメラを用いた方法によってpH値を測定するので、pH値検出指示薬によって呈色させたコンクリート断面のpH値を、目視して判断する手間等、作業員の負担を省きながら迅速かつ正確に求めることができる。また、前記したpH値検出指示薬のうちの複数種を所定の割合で混合させて新たなpH値検出指示薬として用いるので、耐久性を評価すべきコンクリートX10の経年数が少ない場合でも、pH勾配a10を精度良く検出することができる。なお、<呈色色把握工程>と<撮影画像分析加工工程>とにおける呈色色の把握がデジタル化して行われるので、<呈色色対比分析工程>においては、呈色色の対比をコンピュータを用いて迅速かつ正確に行うことができる。これにより、耐久性を評価すべきコンクリートX10のコンクリート内部のpH値をさらに迅速かつ正確に求めることができ、これによりpH勾配a10を、さらに迅速かつ正確に求めることができる。
【0043】
〔中性化速度係数検出工程〕
この工程は、[本工程]の〔pH値変化率検出工程〕で検出された、コンクリートX10についてのpH勾配a10を、[予備工程]で検出された、A=f(a)(中性化速度係数A〜A とpH勾配a〜aとの相関関係)に代入することで、コンクリートX10についての中性化速度係数A10を検出する工程である。以上により、[本工程]が終了する。
【0044】
前記のようにして検出された中性化速度係数A10は、前記したようにコンクリート配合等から決まるものであり、コンクリートX10の耐久性を評価するための一つの指標となるものである。すなわち、打設からの経年数が少ない場合や、コンクリート配合と打設からの経過時間との双方が未知であるコンクリートX10に対しても、耐久性の評価を行うことができる。
【0045】
なお、[予備工程]において検出されたA=f(a)から、前記した中性化速度式を、例えば図6に示すように、
C=f(a)・t
C:pH値が所定値となる位置のコンクリート表面からの距離
a:pH勾配
t:打設からの経過時間
z:定数
として表すことができる。ここで、定数zは、例えば0.5である。
【0046】
以上、本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【0047】
▲1▼[予備工程]においては、配合の異なる6種類のコンクリートX〜Xにわたって、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率であるpH勾配a〜aが検出されるとともに、これらpH勾配a〜aと、中性化速度式における中性化速度係数A〜Aとの相関関係(A=f(a))が予め把握される。[本工程]においては、耐久性の評価を行うべきコンクリートX10に対して、pH勾配a10が検出されるとともに、相関関係(A=f(a))を利用して前記コンクリートX10の中性化速度係数A10が検出される。
【0048】
すなわち、この方法によれば、耐久性を評価すべきコンクリートX10について、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率a10を検出することで、耐久性を評価する指標としての中性化速度係数A10を検出することができる。したがって、コンクリート配合等と打設からの経過時間との双方が未知であるコンクリートX10に対してもその中性化速度係数A10を検出し、これにより耐久性を評価することができる。
【0049】
▲2▼[予備工程]と[本工程]とにおいて、pH勾配a〜a、a10の検出は以下のようにして行われる。先ず、<呈色色把握工程>において、pH値検出指示薬の、pH値と対応した呈色色が予め把握される。そして、<撮影画像分析加工工程>においては、<撮影工程>から得られたコンクリート断面の撮影画像における各画素pに対し、呈色色の把握がなされるとともにコンクリート断面における位置の割り付けがなされる。さらに、<呈色色対比分析工程>においては、<呈色色把握工程>と<撮影画像分析加工工程>とにおいてそれぞれ把握された呈色色を対比することで、コンクリート断面の各位置ごとのpH値が求められて、pH勾配a〜a、a10が検出される。ここで、<呈色色把握工程>、<撮影画像分析加工工程>、<呈色色対比分析工程>は、コンピュータを用いて行うことができるため、これらの作業を迅速かつ正確に行うことができる。すなわち、pH値検出指示薬によって呈色させたコンクリート断面のpH値を、目視して判断する手間等、作業員の負担を省きながら迅速かつ正確に求めることができる。
【0050】
▲3▼<呈色色把握工程>と<撮影画像分析加工工程>とにおいて、呈色色の把握がデジタル化して行われるので、<呈色色対比分析工程>における呈色色の対比をコンピュータ等を用いて迅速かつ正確に行うことができ、コンクリート内部のpH値をさらに迅速かつ正確に求めることができる。したがって、pH勾配a〜a、a10を、さらに迅速かつ正確に求めることができる。
【0051】
▲4▼pH値検出指示薬は、前記した複数のpH値検出指示薬のうちのいずれか一つ、又は、これらのうちの少なくととも二つを所定の割合で混合させたものである。特に、前記したpH値検出指示薬のうちの複数を所定の割合で混合させて新たなpH値検出指示薬として用いる場合、単体で用いる場合よりも呈色色が増えるため、コンクリート断面におけるpH値の僅かな差がpH検出指示薬の呈色色の違いとなって明確に表われる。これにより、コンクリートX10の経年数が少ない場合においても、pH勾配a10を精度良く検出することができる。したがって、コンクリートX10の経年数が少ない場合においても、確実に耐久性の評価を行うことができる。
【0052】
なお、本発明に係るコンクリートの耐久性評価方法は、本実施の形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が行われても良い。
【0053】
例えば、本実施の形態においては、[本工程]や[予備工程]における[pH値変化率検出工程]において、pH勾配a〜a、a10をデジタルカメラで撮影することで行っているが、特にこの構成に限定されるものではない。すなわちpH勾配a〜a、a10の検出は、デジタルカメラ等を用いずに、例えば作業員がpH検出指示薬による呈色色を目視して確認することで行ってもよいことは勿論である。
【0054】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、耐久性を評価すべきコンクリートについて、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を検出することで、前記耐久性を評価する指標としての中性化速度係数を検出することができる。したがって、コンクリート配合等と打設からの経過時間との双方が未知であるコンクリートに対してもその中性化速度係数を検出し、これにより耐久性を評価することができる。
【0055】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、前記呈色色把握工程、前記撮影画像分析加工工程、前記呈色色対比分析工程は、コンピュータを用いて行うことができるため、これらの作業を迅速かつ正確に行うことができる。すなわち、pH値検出指示薬によって呈色させたコンクリート断面のpH値を、目視して判断する手間等、作業員の負担を省きながら迅速かつ正確に求めることができる。
【0056】
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、前記呈色色対比分析工程における呈色色の対比をコンピュータ等を用いて迅速かつ正確に行うことができ、コンクリート内部のpH値をさらに迅速かつ正確に求めることができる。したがって、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を、さらに迅速かつ正確に求めることができる。
【0057】
請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は請求項3に記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、特に、前記したpH値検出指示薬のうちの複数を所定の割合で混合させて新たなpH値検出指示薬として用いる場合、単体で用いる場合よりも呈色色が増えるため、コンクリート断面におけるpH値の僅かな差がpH検出指示薬の呈色色の違いとなって明確に表われる。これにより、経年数が少ないコンクリートに対しても、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を精度良く算出することができる。したがって、経年数が少ないコンクリートに対しても確実に耐久性の評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコンクリートの耐久性評価方法の全体フローを示す図である。
【図2】本発明に係るpH検出指示薬を単独で用いる場合の、pH値に対応した呈色色を示す図である。
【図3】本発明に係るpH検出指示薬を複数種混合させて用いる場合の、pH値に対応した呈色色を示す図である。
【図4】(a)はデジタルカメラの画素を示す図であり、(b)は、RGB値を用いて把握された画素の呈色色を示す図である。
【図5】(a)は複数種のコンクリートにおけるコンクリート表面からの距離とpH値との関係を示す図であり、(b)は、pH値が所定値、例えば約8.3となる、コンクリート表面からの距離x〜xと、打設からの経過時間t〜tとによって、中性化速度係数A〜Aが算出される状況を表す図であり、(c)は、pH勾配aと中性化速度係数Aとの相関関係が把握される状況を示す図である。
【図6】pH勾配を用いて表記した中性化速度式をを示す図である。
【符号の説明】
〜X 打設からの経過時間が既知の互いに配合の異なるコンクリート
〜t コンクリートX〜Xの打設からの経過時間
〜a コンクリートX〜XのpH勾配
〜A コンクリートX〜Xの中性化速度係数
10 コンクリート配合と打設からの経過時間との双方が未知のコンクリート
10 コンクリートX10のpH勾配
10 コンクリートX10の中性化速度係数
p 画素
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for evaluating the durability of concrete.
[0002]
[Prior art]
In reinforced concrete, concrete loses alkalinity by the action of carbon dioxide gas in the air and gradually neutralizes from the surface. When concrete is neutralized, it loses its rust-preventing effect on reinforcing steel. Corrosion then progresses on the rebars, which causes them to lose the required strength and expand and destroy concrete. Therefore, in a reinforced concrete structure, it is extremely important to evaluate the difficulty of neutralizing concrete, that is, the durability of concrete.
[0003]
As a conventional general method for measuring the neutralization depth of concrete, for example, as described in Patent Document 1, etc., a method of measuring the neutralization depth inside concrete using a phenolphthalein solution There is. Here, in the coloration range of the phenolphthalein solution, since the pH value is about 8.3 to 10.0, the colored portion is defined as an unneutralized region, and the non-colored portion is defined as a neutralized region. The width of the carbonized region is measured to determine the carbonation depth.
[0004]
On the other hand, as a method for evaluating the durability of concrete, a method based on a neutralization rate equation shown below is widely and generally used.
C = At0.5
C: Neutralization depth (distance from the concrete surface at a position where the pH value becomes a predetermined value)
A: Neutralization rate coefficient determined by concrete mix
t: Elapsed time since casting
[0005]
The neutralization rate coefficient A in the above-described neutralization rate equation is determined by the concrete ratio of the water-cement ratio, the material used, and the like. Since the neutralization speed can be grasped, it represents the durability of the concrete. It can be grasped as an indicator.
[0006]
The above-mentioned neutralization rate equation is preferably used when both the concrete mixing and the like for determining the neutralization rate coefficient A and the elapsed time t from the casting, that is, the number of years, are known. it can.
[0007]
Even if one of the concrete composition and the like and the age is unknown, the other can be used if the other is known. Since the neutralization depth C can be relatively easily determined by, for example, the method described in Patent Document 1, the one from the determined neutralization depth C and the other is known. This is because it can be determined by the following neutralization rate equation.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-040013, paragraphs [0016] to [0026]
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the method of measuring the neutralization depth inside concrete using a phenolphthalein solution described in Patent Literature 1 or the like requires that concrete has been aged for about 5 to 10 years since its casting. The reason is that the pH value in the coloration range of the phenolphthalein solution is about 8.3, and therefore, in order to measure the neutralization depth of concrete with a predetermined accuracy, the pH value of the part of about 8.3 is required. Must reach about 5 to 10 mm from the concrete surface. Therefore, in the method described in Patent Document 1 or the like, it is difficult to measure the neutralization depth of concrete that has been cast for less than about 5 years, and this neutralization depth is difficult. It is also difficult to evaluate the durability of concrete by obtaining a neutralization rate coefficient from the above-mentioned neutralization rate equation using the above.
[0010]
In addition, even if the concrete is approximately 5 to 10 years or more after casting, if both the concrete composition and the age are not known, the concrete neutralization rate formula is used to determine the durability of the concrete. Sex evaluation cannot be performed.
[0011]
It is an object of the present invention to provide a concrete capable of evaluating the durability of concrete even when the age is small, or when both the mixing time of concrete and the like and the elapsed time from casting are unknown. It is to provide a durability evaluation method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is, for example, as shown in FIGS.
A method for evaluating the durability of concrete,
Concrete with different composition (X1~ X6), The rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface (pH gradient a1~ A6) And the rate of change (a1~ A6) And the following formula:
C = Atz
C: Neutralization depth (distance from the concrete surface at a position where the pH value becomes a predetermined value)
A: Neutralization rate coefficient
t: Elapsed time since casting
z: constant
Neutralization rate coefficient (A1~ A6) Is detected in advance ([preliminary step]),
Concrete to be evaluated for durability (X10), The rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface (pH gradient a10), And utilizing the correlation detected in the preliminary step ([preliminary step]), the concrete (X10) Neutralization rate coefficient (A10) Is detected ([this step]).
[0013]
According to the invention as set forth in claim 1, in the preliminary step, a change rate of a pH value inside the concrete with respect to a distance from the concrete surface is detected across concretes having different compositions, and the change rate and the change rate are determined. The correlation with the neutralization rate coefficient in the above equation is grasped in advance. In this step, the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface is detected for the concrete to be evaluated for durability, and the concrete is used for the concrete based on the correlation. A characterization rate coefficient is detected.
[0014]
That is, according to this method, for concrete for which durability is to be evaluated, by detecting the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface, neutralization as an index for evaluating the durability is detected. The speed coefficient can be detected. Therefore, it is possible to detect the neutralization rate coefficient of concrete in which both the concrete composition and the like and the elapsed time from casting are unknown, and thereby to evaluate the durability.
[0015]
The constant z is, for example, 0.5, but is not particularly limited.
[0016]
Note that the preliminary step may be specifically performed as follows.
That is, first, in a plurality of types of concrete different in composition, each of which has a known elapsed time from the casting, the pH value is measured at a plurality of points in the depth direction inside the concrete, and the plurality of types are determined from the results. For each of the concretes, the rate of change is detected. Specifically, the relationship between the distance from the concrete surface and the pH value, for example,
y = ax + b
x: distance from concrete surface
y: pH value at distance x from concrete surface
a: pH gradient
b: pH value of concrete surface
If expressed as, the pH gradient corresponds to the rate of change. The relationship between the distance from the concrete surface and the pH value is not limited to the above-described linear expression, but is expressed by a secondary expression, a tertiary expression, or any other expression. Of course, it is good. At this time, the method for measuring the pH value inside the concrete is not particularly limited. That is, any method may be used, such as a method of measuring concrete by cutting it, a method of measuring with a core removed, a method of measuring by drilling with a drill, or a method of measuring and photographing a concrete cross section with a digital camera, which will be described later.
[0017]
Next, for each of the plurality of types of concrete, the neutralization rate coefficient is detected from the above equation using the pH value measured as described above and the elapsed time since casting. Finally, a correlation between the rate of change and the neutralization rate coefficient is detected. This correlation may be formulated as needed.
[0018]
It should be noted that the preliminary step needs to be carefully performed, for example, only once before evaluating the durability of the concrete, and need not be performed each time this step, that is, every time the durability of the concrete is evaluated.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in the method for evaluating the durability of concrete according to the first aspect, for example, as shown in FIGS.
In at least one of the preliminary step ([preliminary step]) and the main step ([main step]), the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface (pH gradient a)1~ A6, A10) Is detected ([pH value change rate detection step])
a coloring color grasping step (<coloring color grasping step>) in which the coloration of the pH value detection indicator corresponding to the pH value is grasped in advance;
a photographing step (<photographing step>) of photographing a concrete section colored by the pH value detection indicator with a digital camera;
For each pixel of the photographed image obtained in the photographing step, a photographed image analysis processing step (<photographed image analysis processing step>) of grasping the color and assigning a position in the concrete section;
For each position of the concrete cross section, by comparing the colored colors grasped in the colored color grasping step (<colored color grasping step>) and the photographed image analysis processing step (<captured image analysis processing step>), respectively. Of the change rate (pH gradient a1~ A6, A10) For detecting a color-based color contrast analysis step (<color-colored contrast analysis step>).
[0020]
According to the invention described in claim 2, in at least one of the preliminary step and the main step, the detection of the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface is performed as follows. Is
First, in the coloring color grasping step, the coloring color corresponding to the pH value of the pH value detection indicator is grasped in advance. Then, in the photographed image analysis processing step, for each pixel in the photographed image of the concrete cross section obtained from the photographing step, the color development color is grasped and the position in the concrete cross section is assigned. Further, in the coloring color comparison analysis step, by comparing the coloring colors grasped in the coloring color grasping step and the photographed image analysis processing step, a pH value for each position of the concrete cross section is obtained. Thus, the change rate is detected. Here, the coloring color grasping step, the photographed image analysis processing step, and the coloring color comparison analysis step can be performed using a computer, so that these operations can be performed quickly and accurately. That is, it is possible to quickly and accurately obtain the pH value of the concrete section colored by the pH value detection indicator, while reducing the burden on the operator, such as the trouble of visually determining.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a concrete durability evaluation method according to the second aspect, as shown in FIG.
In the coloring color grasping step (<coloring color grasping step>) and the photographed image analyzing / working step (<photographed image analyzing / working step>), grasping of the color is performed by digitization.
[0022]
According to the third aspect of the present invention, in the coloring color grasping step and the photographed image analysis processing step, the grasping of the coloring color is performed by digitizing, so that the comparison of the coloring colors in the coloring color comparison analysis step is performed. It can be performed quickly and accurately using a computer or the like, and the pH value inside the concrete can be more quickly and accurately determined. Therefore, the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface can be more quickly and accurately determined.
[0023]
According to a fourth aspect of the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, for example, in the concrete durability evaluation method according to the second or third aspect,
The pH value detection indicator is methyl green, pentamethoxy red, tropeolin ooh, hexamethoxy red, methyl orange, methyl red, bromthymol blue, neutral red, α-naphtholphthalein, thymol blue, phenol phthalate Rain, Nile Blue, Xylenolphthalein, Thymolphthalein, Alizanin Yellow, Polier Blue, Tropeolin O, or at least two of them in a prescribed proportion It is characterized by being mixed with.
[0024]
According to the invention as set forth in claim 4, the pH value detection indicator is one of the plurality of pH value detection indicators, or at least two of them at a predetermined ratio. It is a mixture. In particular, when a plurality of the pH value detection indicators described above are mixed at a predetermined ratio and used as a new pH value detection indicator, the coloring color increases as compared with the case where the pH value detection indicator is used alone. The difference clearly appears as a difference in the color of the pH detection indicator. This makes it possible to accurately calculate the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface even for concrete with a small age. Therefore, it is possible to reliably evaluate the durability of concrete with a small age.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present embodiment relates to a method for evaluating the durability of concrete by measuring the rate of change of carbonation of concrete and the like. The present invention, as shown in FIG. 1, for example, is largely composed of a [preliminary step] and a [main step]. The [preliminary step] comprises a [pH value change rate detecting step] and a [correlation detecting step], and the [main step] comprises a [pH value change rate detecting step] and a [neutralization rate coefficient detecting step]. Is done. Further, the [pH value change rate detection step] includes a <colored color grasping step>, a <photographing step>, a <photographed image analysis processing step>, and a <colored color contrast analysis step>. The details will be described below.
[0026]
[Preliminary process]
This step detects the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface for a plurality of types of concrete different in composition, each of which has a known elapsed time from the casting, and the rate of change, The following neutralization rate equation:
C = Atz
C: Neutralization depth (distance from the concrete surface at a position where the pH value becomes a predetermined value)
A: Neutralization rate coefficient
t: Elapsed time since casting
z: constant
In this step, the correlation with the neutralization rate coefficient is detected in advance. Hereinafter, for convenience, a plurality of types, for example, six types of concrete X1~ X6And the elapsed time from these castings is t1~ T6  And The [preliminary step] includes a [pH value change rate detecting step] and a [correlation detecting step]. Hereinafter, the [pH value change rate detecting step] will be described.
[0027]
[PH value change rate detection step]
In this process, the above-mentioned six types of concrete X1~ X6The pH gradient a, which is the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface.1~ A6Is a step of detecting Specifically, for example, as shown in FIG.1~ X6In each case, the concrete section is colored with the pH value detection indicator shown in FIGS. 2 and 3, and the colored concrete section is photographed with a digital camera. Then, by analyzing the captured images, six types of concrete X1~ X6In each case, pH values were measured at a plurality of points in the depth direction of the concrete cut surface, and from these results, six types of concrete X were measured.1~ X6For each, the pH gradient a1~ A6Is a step of detecting The [pH value change rate detecting step] includes a <colored color grasping step>, a <photographing step>, a <photographed image analysis processing step>, and a <colored color contrast analysis step>. Hereinafter, description will be made in order from <colored color grasping step>.
[0028]
<Color detection process>
This step is a step in which, for each of a plurality of types of pH value detection indicators as shown in FIGS. 2 and 3, for example, the coloring color corresponding to the pH value is grasped in advance.
In addition, as a pH detection indicator, methyl green, pentamethoxy red, tropeolin ooh, hexamethoxy red, methyl orange, methyl red, bromthymol blue, neutral red, α-naphtholphthalein, thymol blue, phenol One of phthalein, nile blue, xylenol phthalein, thymol phthalein, alizanin yellow, polier blue, tropeolin o, or at least two of these These are mixed in proportions.
[0029]
FIG. 2 shows the coloring color and the pH value at that time when the above-described pH detection indicator is used alone. FIG. 3 shows a mixture of a plurality of the above-described pH detection indicators at a predetermined ratio. This shows the color and the pH value at that time when used. In the present embodiment, as a method of grasping the color corresponding to the pH value, a method of digitizing and indicating the color corresponding to the pH value is used. Specifically, there are, for example, additive color mixing and subtractive color mixing described later. In addition to the digitizing method, a color sample corresponding to the pH value, that is, a color sample may be created in advance as a method of grasping the color corresponding to the pH value.
[0030]
<Photographing process>
In this step, for example, as shown in FIG.1~ X6In each case, the concrete section is colored by the pH value detection indicator shown in FIGS. 2 and 3, and the colored concrete section is photographed by a digital camera.
[0031]
When a plurality of the pH value detection indicators described above are mixed at a predetermined ratio and used as a new pH value detection indicator, the coloring color increases as compared with the case where the pH value detection indicator is used alone. The difference is clearly shown as a difference in the color of the pH detection indicator. This makes it possible to accurately calculate the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface even for concrete with a small age.
[0032]
<Shooting image analysis process>
This step is, for example, as shown in FIG. 4 (a), a step of grasping the coloring color and assigning the actual position in the concrete section to each pixel p of the captured image obtained in the [photographing step]. Each pixel p is also called a pixel, and an image captured by a digital camera is formed as an aggregate of these pixels. In order to grasp the color of each pixel p, for example, it is preferable to use a method of digitizing a color corresponding to the pH value and expressing the color in advance. As this method, for example, a method using RGB values by additive color mixing or subtractive color mixing using CMY values can be used.
[0033]
FIG. 4B is a diagram showing the color of the pixel ascertained using the RGB values. The RGB values represent the emission luminance of each of Red, Green, and Blue in hexadecimal notation from 00 to ff, and are expressed in six digits in the order of RGB.
[0034]
<Color comparison process>
In this step, the pH value at each position of the concrete section is determined by comparing the color colors obtained in the <colored color grasping step> and the <photographed image analysis / processing step>, respectively, to obtain a pH gradient a.1~ A6Is a step of detecting In addition, since the grasp of the coloring colors in the <coloring color grasping step> and the <photographed image analysis processing step> is digitized, the pH value inside the concrete can be quickly and quickly determined by comparing the coloring colors using a computer. Can be determined accurately, which results in a pH gradient a1~ A6Can be determined more quickly and accurately.
[0035]
The method of measuring the pH value by photographing with a digital camera as described above has the following advantages. That is, since the <colored color grasping step>, the <photographed image analysis processing step>, and the <colored color contrast analysis step> can be performed using a computer, the pH value of the concrete section colored by the pH value detection indicator is used. Can be obtained quickly and accurately while saving the burden on the operator, such as the trouble of visually determining.
[0036]
From the pH values obtained as described above, six types of concrete X1~ X6For the pH gradient a1~ A6Are respectively detected. Specifically, the relationship between the distance from the concrete surface and the pH value obtained as described above is, for example, as shown in FIG.
yi= Ai・ Xi+ Bi  (I = 1-6)
xi: Distance from concrete surface
yi: Distance x from concrete surfaceiPH value at
ai: PH gradient
bi: PH value of concrete surface
If expressed asi  Is the pH gradient. The pH gradient a1~ A6Can also be appropriately performed using a computer.
[0037]
As described above, the [pH value change rate detecting step] is completed. Hereinafter, the [correlation detection step] subsequent to this will be described.
[0038]
(Correlation detection step)
This step is based on the results obtained in the [pH value change rate detecting step] and the elapsed time t since the casting.1~ T6And the following neutralization rate equation:
C = Atz
C: Distance from the concrete surface at the position where the pH value becomes a predetermined value
A: Neutralization rate coefficient
t: Elapsed time since casting
z: constant
From several types of concrete X1~ X6For the neutralization rate coefficient A1~ A6Each is calculated, and the calculated neutralization rate coefficient A1~ A6And the pH gradient a obtained in the [pH value change rate detecting step].1~ A6This is a step of detecting a correlation with Here, the constant z in the above equation is, for example, 0.5.
[0039]
That is, as shown in FIG. 5B, the distance x from the concrete surface at which the pH value measured in the [pH value change rate detecting step] becomes a predetermined value, for example, about 8.3.1~ X6And the elapsed time t since the casting1~ T6Are respectively substituted into the above-described neutralization rate equation, whereby the neutralization rate coefficient A1~ A6Can be calculated. Then, the pH gradient a obtained in the aforementioned [pH value change rate detecting step]1~ A6Find the correlation with Specifically, the neutralization rate coefficient A1~ A6  And pH gradient a1~ A6May be plotted on a graph and formulated (for convenience, A = f (a)). Thus, the [preliminary process] is completed.
[0040]
[This step]
This step is performed, for example, as shown in FIG.10The pH value of the cross section of10And the detected pH gradient a10Is substituted for A = f (a) detected in the [preliminary step], whereby the neutralization rate coefficient A10Is a step of detecting [This step] includes a [pH value change rate detection step] and a neutralization rate coefficient detection step. Hereinafter, the [pH value change rate detecting step] will be described.
[0041]
[PH value change rate detection step]
In this process, concrete X whose elapsed time since casting is unknown.10The pH gradient a, which is the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface.10Is a step of detecting Concrete X10The pH value was measured at a plurality of points in the depth direction of the cut section of the concrete, and from the results, the concrete X10PH gradient a10May be detected. The [pH value change rate detecting step] includes a <colored color grasping step>, a <photographing step>, a <photographed image analysis processing step>, and a <colored color contrast analysis step> performed in the [preliminary step].
[0042]
That is, since the pH value is measured by a method using a digital camera, the pH value of the concrete section colored by the pH value detection indicator can be quickly and accurately reduced without the burden of the operator, such as the trouble of visually judging the pH value. Can be sought. In addition, since a plurality of the above-mentioned pH value detection indicators are mixed at a predetermined ratio and used as a new pH value detection indicator, the concrete X whose durability is to be evaluated is used.10PH gradient a10Can be accurately detected. In addition, since the grasping of the coloring colors in the <coloring color grasping step> and the <photographed image analyzing / processing step> is performed by digitizing, in the <coloring color comparison analysis step>, the comparison of the coloring colors is performed quickly using a computer. And can be performed accurately. Thereby, the concrete X whose durability should be evaluated10PH value inside the concrete of the concrete can be determined more quickly and accurately.10Can be determined more quickly and accurately.
[0043]
(Neutralization rate coefficient detection step)
In this step, the concrete X detected in [pH value change rate detecting step] of [this step] is used.10PH gradient a for10Is determined by A = f (a) (neutralization rate coefficient A1~ A6  And pH gradient a1~ A6The correlation with concrete)10Neutralization rate coefficient A for10Is a step of detecting Thus, [this step] is completed.
[0044]
Neutralization rate coefficient A detected as described above10Is determined by the concrete composition and the like as described above.10It is one index for evaluating the durability of the steel. That is, when the number of years since the casting is small, or when the concrete X in which both the concrete mixing and the elapsed time since the casting are unknown,10, The durability can be evaluated.
[0045]
In addition, from A = f (a) detected in the [preliminary step], the above-described neutralization rate equation can be calculated, for example, as shown in FIG.
C = f (a) · tz
C: Distance from the concrete surface at the position where the pH value becomes a predetermined value
a: pH gradient
t: Elapsed time since casting
z: constant
Can be expressed as Here, the constant z is, for example, 0.5.
[0046]
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
[0047]
(1) In the [preliminary process], six types of concrete X having different compositions1~ X6Over time, the pH gradient a, which is the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface1~ A6Are detected, and these pH gradients a1~ A6And the neutralization rate coefficient A in the neutralization rate equation1~ A6(A = f (a)) is grasped in advance. In this process, the concrete X to be evaluated for durability10Against the pH gradient a10Is detected, and the concrete X is detected using the correlation (A = f (a)).10Neutralization rate coefficient A10Is detected.
[0048]
That is, according to this method, the concrete X whose durability is to be evaluated10The rate of change a of the pH value inside the concrete relative to the distance from the concrete surface a10, A neutralization rate coefficient A as an index for evaluating durability10Can be detected. Therefore, the concrete X in which both the concrete mix and the like and the elapsed time from the casting are unknown.10The neutralization rate coefficient A10Is detected, whereby the durability can be evaluated.
[0049]
(2) In the [preliminary step] and the [main step], the pH gradient a1~ A6, A10Is detected as follows. First, in the <colored color grasping step>, the color of the pH value detection indicator corresponding to the pH value is grasped in advance. Then, in the <photographed image analysis processing step>, for each pixel p in the photographed image of the concrete cross section obtained from the <photographing step>, the color is grasped and the position in the concrete cross section is assigned. Further, in the <colored color contrast analysis step>, the color values grasped in the <colored color grasping step> and the <photographed image analysis / processing step> are compared, so that the pH value at each position of the concrete cross section is obtained. Sought, the pH gradient a1~ A6, A10Is detected. Here, the <colored color grasping step>, the <photographed image analysis processing step>, and the <colored color contrast analysis step> can be performed using a computer, so that these operations can be performed quickly and accurately. That is, it is possible to quickly and accurately obtain the pH value of the concrete section colored by the pH value detection indicator, while reducing the burden on the operator, such as the trouble of visually determining.
[0050]
(3) In the <colored color grasping step> and the <photographed image analyzing / processing step>, the grasping of the colored color is performed in a digitized manner. It can be performed quickly and accurately, and the pH value inside the concrete can be determined more quickly and accurately. Therefore, the pH gradient a1~ A6, A10Can be determined more quickly and accurately.
[0051]
{Circle around (4)} The pH value detection indicator is a mixture of any one of the aforementioned plurality of pH value detection indicators or at least two of them at a predetermined ratio. In particular, when a plurality of the pH value detection indicators described above are mixed at a predetermined ratio and used as a new pH value detection indicator, the coloring color increases as compared with the case where the pH value detection indicator is used alone. The difference clearly appears as a difference in the color of the pH detection indicator. Thereby, concrete X10PH gradient a even when the age of10Can be accurately detected. Therefore, concrete X10, The durability can be reliably evaluated.
[0052]
The method for evaluating the durability of concrete according to the present invention is not limited to the present embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the gist of the present invention.
[0053]
For example, in the present embodiment, in the [main process] and the [preliminary process], the [pH value change rate detecting process], the pH gradient a1~ A6, A10Is photographed by a digital camera, but the present invention is not particularly limited to this configuration. That is, the pH gradient a1~ A6, A10May be detected without using a digital camera or the like, for example, by an operator visually confirming the color developed by the pH detection indicator.
[0054]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, as for an index for evaluating the durability, the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface is detected for the concrete whose durability is to be evaluated. Neutralization rate coefficient can be detected. Therefore, it is possible to detect the neutralization rate coefficient of concrete in which both the concrete composition and the like and the elapsed time from casting are unknown, and thereby to evaluate the durability.
[0055]
According to the second aspect of the present invention, the same effects as those of the first aspect can be obtained, of course, the colored color grasping step, the photographed image analyzing / processing step, and the colored color contrast analyzing step. Can be performed using a computer, so that these operations can be performed quickly and accurately. That is, it is possible to quickly and accurately obtain the pH value of the concrete section colored by the pH value detection indicator, while reducing the burden on the operator, such as the trouble of visually determining.
[0056]
According to the third aspect of the present invention, the same effects as those of the second aspect can be obtained, and of course, the comparison of the colored colors in the colored color contrast analysis step can be performed quickly and using a computer or the like. It can be performed accurately and the pH value inside the concrete can be determined more quickly and accurately. Therefore, the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface can be more quickly and accurately determined.
[0057]
According to the invention set forth in claim 4, it is needless to say that the same effects as those of the invention set forth in claim 2 or 3 can be obtained. When mixed as a proportion and used as a new pH value detection indicator, since the color of the color increases more than when used alone, a slight difference in the pH value in the concrete cross section clearly becomes a difference in the color of the pH detection indicator. Appears. This makes it possible to accurately calculate the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface even for concrete with a small age. Therefore, it is possible to reliably evaluate the durability of concrete with a small age.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall flow of a concrete durability evaluation method according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a coloring color corresponding to a pH value when the pH detection indicator according to the present invention is used alone.
FIG. 3 is a view showing a coloring color corresponding to a pH value when a plurality of kinds of pH detection indicators according to the present invention are mixed and used.
FIG. 4A is a diagram illustrating pixels of a digital camera, and FIG. 4B is a diagram illustrating a color of a pixel ascertained using RGB values.
FIG. 5 (a) is a diagram showing the relationship between the distance from the concrete surface and the pH value of a plurality of types of concrete, and FIG. Distance x from surface1~ X6And the elapsed time t since the casting1~ T6And the neutralization rate coefficient A1~ A6Is a diagram showing a situation in which is calculated, and (c) is a diagram showing a situation in which the correlation between the pH gradient a and the neutralization rate coefficient A is grasped.
FIG. 6 is a diagram showing a neutralization rate equation expressed using a pH gradient.
[Explanation of symbols]
X1~ X6          Concrete of different mixes with known time since casting
t1  ~ T6        Concrete X1~ X6Elapsed time since casting
a1~ A6          Concrete X1~ X6PH gradient of
A1~ A6          Concrete X1~ X6Neutralization rate coefficient
X10                Concrete for which both the concrete mix and the elapsed time since casting are unknown
a10                Concrete X10PH gradient of
A10                Concrete X10Neutralization rate coefficient
p pixels

Claims (4)

コンクリートの耐久性評価方法であって、
配合の異なるコンクリートにわたって、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を検出するとともに、この変化率と、以下の式、
C=A・t
C:中性化深さ(pH値が所定値となる位置のコンクリート表面からの距離)
A:中性化速度係数
t:打設からの経過時間
z:定数
における中性化速度係数との相関関係を予め検出しておく予備工程と、
耐久性の評価を行うべきコンクリートに対して、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を検出するとともに、前記予備工程において検出された相関関係を利用して、前記コンクリートの中性化速度係数を検出する本工程とを含むことを特徴とするコンクリートの耐久性評価方法。
A method for evaluating the durability of concrete,
Along with detecting the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface across concretes having different compositions, the rate of change and the following equation are calculated.
C = A · tz
C: Neutralization depth (distance from the concrete surface at a position where the pH value becomes a predetermined value)
A: neutralization rate coefficient t: elapsed time from casting z: preliminary step of previously detecting a correlation with the neutralization rate coefficient in a constant;
For the concrete to be evaluated for durability, the rate of change of the pH value inside the concrete with respect to the distance from the concrete surface is detected, and the correlation detected in the preliminary process is used to detect the pH value inside the concrete. And a main step of detecting a concreting rate coefficient.
前記予備工程と前記本工程とのうちの少なくとも一方において、コンクリート内部のpH値の、コンクリート表面からの距離に対する変化率を検出する工程は、
pH値検出指示薬の、pH値と対応した呈色色を予め把握しておく呈色色把握工程と、
pH値検出指示薬によって呈色させたコンクリート断面をデジタルカメラによって撮影する撮影工程と、
前記撮影工程において得られた撮影画像の各画素に対し、呈色色を把握するとともに前記コンクリート断面における位置を割り付ける撮影画像分析加工工程と、
前記呈色色把握工程と前記撮影画像分析加工工程とにおいてそれぞれ把握された呈色色を対比することで、前記コンクリート断面の各位置ごとのpH値を求めて、前記変化率を検出する呈色色対比分析工程とを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンクリートの耐久性評価方法。
In at least one of the preliminary step and the main step, a step of detecting a rate of change of a pH value inside the concrete with respect to a distance from the concrete surface,
a coloring color grasping step of grasping in advance the coloring color corresponding to the pH value of the pH value detection indicator,
a photographing step of photographing a concrete section colored by the pH value detection indicator with a digital camera,
For each pixel of the photographed image obtained in the photographing step, a photographed image analysis processing step of allocating a position in the concrete cross section while grasping the coloring color,
By comparing the coloring colors grasped in the coloring color grasping step and the photographed image analysis processing step, a pH value for each position of the concrete section is determined, and a coloring color contrast analysis for detecting the change rate is performed. The method for evaluating durability of concrete according to claim 1, comprising a step.
前記呈色色把握工程と前記撮影画像分析加工工程とにおいて、呈色色の把握をデジタル化して行うことを特徴とする請求項2に記載のコンクリートの耐久性評価方法。The method for evaluating the durability of concrete according to claim 2, wherein in the colored color grasping step and the photographed image analyzing / processing step, the colored color is grasped and digitized. 前記pH値検出指示薬は、メチルグリーン、ペンタ・メトオキシレッド、トロペオリンオーオー、ヘキサ・メトオキシレッド、メチルオレンジ、メチルレッド、ブロムチモールブルー、ニュートラルレッド、α−ナフトールフタレイン、チモールブルー、フェノールフタレイン、ナイル・ブルー、キシレノールフタレイン、チモールフタレイン、アリザニンイエロー、ポアリエ・ブルー、トロペオリンオー、のうちのいずれか一つ、又は、これらのうちの少なくととも二つを所定の割合で混合させたものであることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のコンクリートの耐久性評価方法。The pH value detection indicator is methyl green, pentamethoxy red, tropeolin ooh, hexamethoxy red, methyl orange, methyl red, bromthymol blue, neutral red, α-naphtholphthalein, thymol blue, phenol phthalate Rain, Nile Blue, Xylenolphthalein, Thymolphthalein, Alizanin Yellow, Poarier Blue, Tropeolin O, or at least two of them in a prescribed proportion The method for evaluating the durability of concrete according to claim 2 or 3, wherein the concrete is mixed.
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