JP2005291881A - Apparatus and method for detecting degradation of concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート構造物の化学的な劣化状態を検出するコンクリート構造物の劣化検出装置、及びコンクリート構造物の劣化検出方法に係り、詳しくは、例えばコンクリートからなる構造物の近赤外線の所定波長における吸光度に基づき劣化度合いを検出するコンクリート構造物の劣化検出装置、及びコンクリート構造物の劣化検出方法に関する。 The present invention relates to a concrete structure deterioration detection apparatus and a concrete structure deterioration detection method for detecting a chemical deterioration state of a concrete structure, and more specifically, for example, a predetermined wavelength of near infrared rays of a structure made of concrete. The present invention relates to a deterioration detection device for a concrete structure that detects the degree of deterioration based on the absorbance in the above, and a deterioration detection method for a concrete structure.
近年、例えばトンネル、橋、堤防、建築物などのコンクリートからなる構造物の老朽化に対応するため、種々の非破壊検査を行って劣化した部分を特定し、その劣化した部分を補修することによってコンクリート構造物を維持することが行われている。このような非破壊検査には、超音波法、レーダー法、赤外線法、Ｘ線法、打音法などによって、コンクリート構造物の浮き、はく離、ひび割れなどの物理的な劣化状態の検査と、コンクリート構造物の中性化、塩化物量などの化学的な劣化状態の検査とがある。この化学的な劣化状態を検査するものとしては、例えばコンクリート構造物にボーリングなどを行って当該構造物よりサンプルを採取し、その採取したサンプルを試薬などを用いて検査するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。 In recent years, to cope with the aging of concrete structures such as tunnels, bridges, dikes, buildings, etc., by performing various nondestructive inspections, identifying the deteriorated parts and repairing the deteriorated parts Maintaining concrete structures is being done. For such non-destructive inspections, inspection of physical deterioration conditions such as floating, peeling, cracking, etc. of concrete structures by ultrasonic method, radar method, infrared method, X-ray method, sounding method, etc. There are inspection of chemical deterioration state such as neutralization of structure and chloride content. As what inspects this chemical deterioration state, for example, what samples a sample from the said structure by carrying out a boring etc. to a concrete structure, and inspects the collected sample using a reagent etc. is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、コンクリート構造物よりサンプルを採取することは、たとえサンプル採取後に新たなコンクリートで埋め戻しを行ったとしても、構造物にダメージを与える虞がある。しかしながら、上述のようにサンプル採取を行って科学的な劣化状態を検査するものは、検査するコンクリート構造物が、特に劣化が進行していないものである場合、無意味な検査となって検査費用が増加すると共に、当該構造物にダメージを与える虞もある。また、劣化が進行しているコンクリート構造物にあっても、劣化が進行している部位と、あまり劣化が進行していない部位とがあり、つまりコンクリート構造物の部位によって劣化の進行度が異なるものであるのに拘わらず、無作為にサンプルを採取することは、必ずしも劣化が進行している部位を採取するとは限らず、検査として正確性に欠いていた。そのため、コンクリート構造物の化学的な劣化状態を、サンプル採取を行わずに検出することが可能な装置の開発が望まれていた。 By the way, taking a sample from a concrete structure may damage the structure even if the concrete is backfilled with new concrete after the sample is taken. However, inspecting scientifically deteriorated samples by taking samples as described above is meaningless inspection and inspection costs when the concrete structure to be inspected is not particularly deteriorated. And the structure may be damaged. Moreover, even in a concrete structure where deterioration has progressed, there are parts where deterioration has progressed and parts where deterioration has not progressed so much, that is, the degree of progress of deterioration differs depending on the part of the concrete structure. Regardless of the fact, taking a sample at random does not necessarily collect a site where deterioration has progressed, and lacks accuracy as a test. Therefore, it has been desired to develop an apparatus capable of detecting a chemical deterioration state of a concrete structure without taking a sample.
そこで本発明は、コンクリート構造物から反射する近赤外線の所定波長における吸光度に基づき、該コンクリート構造物の劣化状態を検出することが可能なコンクリート構造物の劣化検出装置、及びコンクリート構造物の劣化検出方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention provides a concrete structure deterioration detection device capable of detecting the deterioration state of the concrete structure based on the absorbance of the near infrared ray reflected from the concrete structure at a predetermined wavelength, and the deterioration detection of the concrete structure. It is intended to provide a method.
請求項１に係る発明は、コンクリート構造物（３０）に近赤外線光線（Ａ）を照射自在な近赤外線光源（２）と、
前記コンクリート構造物（３０）から反射した近赤外線（Ｂ）を所望の波長域に分光自在な分光器（３）と、
前記分光器（３）により分光した近赤外線を受光する受光器（４）と、
前記受光器（４）により受光した近赤外線の、少なくとも所定波長における吸光度を記録する受光吸光度記録手段（２１）と、
前記所定波長における吸光度と比較するための比較値を生成する比較値生成手段（２４）と、
前記受光吸光度記録手段（２１）により記録された所定波長における吸光度と、前記比較値生成手段（２１）により生成された比較値と、に基づき劣化度合いを演算する劣化度演算手段（２２）と、
前記劣化度演算手段（２２）により演算された劣化度合いを表示自在な表示手段（１１、２３）と、を備えた、
ことを特徴として構成される。
The invention according to claim 1 is a near-infrared light source (2) capable of irradiating a concrete structure (30) with a near-infrared ray (A);
A spectroscope (3) capable of spectroscopically splitting near-infrared rays (B) reflected from the concrete structure (30) into a desired wavelength region;
A light receiver (4) that receives near-infrared light separated by the spectroscope (3);
Received light absorbance recording means (21) for recording the absorbance of at least a predetermined wavelength of near infrared light received by the light receiver (4);
Comparison value generating means (24) for generating a comparison value for comparison with the absorbance at the predetermined wavelength;
A deterioration degree calculating means (22) for calculating the degree of deterioration based on the absorbance at a predetermined wavelength recorded by the received light absorbance recording means (21) and the comparison value generated by the comparison value generating means (21);
Display means (11, 23) capable of displaying the degree of deterioration calculated by the deterioration degree calculating means (22);
It is configured as a feature.
請求項２に係る発明は、前記受光吸光度記録手段（２１）は、前記所定波長と該所定波長近辺の波長とにおける吸光度（例えばＸ１，Ｘａ，Ｘｂ、又はｍ１，ｍａ，ｍｂ）を記録し、
前記比較値生成手段（２４）は、前記所定波長近辺の波長における吸光度（例えばＸａ，Ｘｂ、又はｍａ，ｍｂ）を前記比較値として生成し、
前記劣化度演算手段（２２）は、前記所定波長近辺の波長における吸光度（例えばＸａ，Ｘｂ、又はｍａ，ｍｂ）と、前記所定波長における吸光度（例えばＸ１、又はｍ１）と、の大きさの差に基づき劣化度合いを演算する、
ことを特徴として構成される。
In the invention according to claim 2, the received light absorbance recording means (21) records the absorbance (for example, X1, Xa, Xb, or m1, ma, mb) at the predetermined wavelength and a wavelength near the predetermined wavelength,
The comparison value generating means (24) generates an absorbance (for example, Xa, Xb, or ma, mb) at a wavelength near the predetermined wavelength as the comparison value,
The deterioration degree calculating means (22) is a difference in magnitude between the absorbance (for example, Xa, Xb, or ma, mb) at a wavelength near the predetermined wavelength and the absorbance (for example, X1, or m1) at the predetermined wavelength. Calculate the degree of deterioration based on
It is configured as a feature.
請求項３に係る発明は、前記コンクリート構造物（３０）の劣化前の所定波長における吸光度（例えばＹ１、又はａ１）をあらかじめ記録した基本情報記録手段（２６）を備え、
前記比較値生成手段（２４）は、前記基本情報記録手段（２６）により記録された前記コンクリート構造物（３０）の劣化前の所定波長における吸光度（例えばＹ１、又はａ１）を比較値として生成し、
前記劣化度演算手段（２２）は、前記コンクリート構造物の劣化前の所定波長における吸光度（例えばＹ１、又はａ１）と、前記所定波長における吸光度（例えばＸ１、又はｍ１）と、の差に基づき劣化度合いを演算する、
ことを特徴として構成される。
The invention according to claim 3 includes basic information recording means (26) in which the absorbance (for example, Y1 or a1) at a predetermined wavelength before deterioration of the concrete structure (30) is recorded in advance.
The comparison value generating means (24) generates an absorbance (for example, Y1 or a1) at a predetermined wavelength before deterioration of the concrete structure (30) recorded by the basic information recording means (26) as a comparison value. ,
The deterioration degree calculating means (22) is deteriorated based on a difference between an absorbance (for example, Y1 or a1) at a predetermined wavelength before the deterioration of the concrete structure and an absorbance (for example, X1 or m1) at the predetermined wavelength. Calculate the degree,
It is configured as a feature.
請求項４に係る発明は、前記基本情報記録手段（２６）は、コンクリート成分の組成別に、複数の劣化前の所定波長における吸光度（２７）をあらかじめ記録してなり、
コンクリート成分を入力する入力手段（１２）と、
前記入力されたコンクリート成分に応じて、前記記録された複数の劣化前の所定波長における吸光度（２７）の中から１つを選択する基本情報選択手段（２８）と、を備え、
前記比較値生成手段（２４）は、前記基本情報選択手段（２８）により選択された劣化前の所定波長における吸光度（例えばＹ１、又はａ１）を比較値として生成し、
前記劣化度演算手段（２２）は、前記選択された劣化前の所定波長における吸光度（例えばＹ１、又はａ１）と、前記所定波長における吸光度（例えばＸ１、又はｍ１）と、の差に基づきコンクリートの劣化度合いを演算する、
ことを特徴として構成される。
The invention according to claim 4 is characterized in that the basic information recording means (26) records in advance absorbances (27) at a plurality of predetermined wavelengths before deterioration according to the composition of the concrete component,
Input means (12) for inputting concrete components;
Basic information selection means (28) for selecting one of the recorded absorbances (27) at a predetermined wavelength before deterioration according to the input concrete component,
The comparison value generation means (24) generates an absorbance (for example, Y1 or a1) at a predetermined wavelength before deterioration selected by the basic information selection means (28) as a comparison value,
The deterioration degree calculating means (22) is configured to determine whether the concrete is absorbed based on the difference between the absorbance (for example, Y1 or a1) at the predetermined wavelength before the selected deterioration and the absorbance (for example, X1 or m1) at the predetermined wavelength. Calculate the degree of deterioration,
It is configured as a feature.
請求項５に係る発明は、前記受光器（４）は、前記コンクリート構造物（３０）から反射され、前記分光器（３）により分光された近赤外線を、平面画像として受光し、
前記受光吸光度記録手段（２１）は、前記受光器（４）により受光した平面画像の近赤外線を多数の区画に区切って、区画毎に少なくとも所定波長における吸光度を記録し、
前記劣化度演算手段（２２）は、前記受光吸光度記録手段（２１）により記録された前記区画毎の所定波長における吸光度に基づき、前記区画毎に劣化度合いを演算し、
前記表示手段（１１，２３）は、前記劣化度演算手段（２２）により演算された前記区画毎の劣化度合いを示す表示画像を生成して表示する、
ことを特徴として構成される。
In the invention according to claim 5, the light receiver (4) receives near infrared rays reflected from the concrete structure (30) and dispersed by the spectroscope (3) as a planar image,
The received light absorbance recording means (21) divides the near infrared ray of the planar image received by the light receiver (4) into a number of sections, and records the absorbance at least at a predetermined wavelength for each section,
The deterioration degree calculating means (22) calculates the degree of deterioration for each section based on the absorbance at a predetermined wavelength for each section recorded by the received light absorbance recording means (21).
The display means (11, 23) generates and displays a display image indicating the degree of deterioration for each section calculated by the deterioration degree calculating means (22).
It is configured as a feature.
請求項６に係る発明は、前記所定波長は、１３８０［ｎｍ］から１４３０［ｎｍ］の間の波長であり、
前記劣化度演算手段（２２）は、前記コンクリート構造物の中性化による劣化度合いを演算する、
ことを特徴として構成される。
In the invention according to claim 6, the predetermined wavelength is a wavelength between 1380 [nm] and 1430 [nm],
The deterioration degree calculating means (22) calculates the degree of deterioration due to neutralization of the concrete structure.
It is configured as a feature.
請求項７に係る発明は、前記所定波長は、２２２０［ｎｍ］から２２８０［ｎｍ］の間の波長であり、
前記劣化度演算手段（２２）は、前記コンクリート構造物の塩化物量による劣化度合いを演算する、
ことを特徴として構成される。
In the invention according to claim 7, the predetermined wavelength is a wavelength between 2220 [nm] and 2280 [nm],
The deterioration degree calculating means (22) calculates the deterioration degree of the concrete structure due to the amount of chloride.
It is configured as a feature.
請求項８に係る発明は、近赤外線光源（２）により、コンクリート構造物（３０）に近赤外線光線（Ａ）を照射し、
分光器（３）により、前記コンクリート構造物（３０）から反射した近赤外線（Ｂ）を所望の波長域に分光し、
受光器（４）により、前記分光器（３）により分光した近赤外線を受光し、
受光吸光度記録手段（２１）により、前記受光器（４）により受光した近赤外線の、少なくとも所定波長における吸光度を記録し、
比較値生成手段（２４）により、前記所定波長における吸光度と比較するための比較値を生成し、
劣化度演算手段（２２）により、前記受光吸光度記録手段（２１）により記録された所定波長における吸光度と、前記比較値生成手段（２４）により生成された比較値と、に基づき劣化度合いを演算し、
表示手段（１１，２３）により、前記劣化度演算手段（２２）により演算された劣化度合いを表示する、
ことを特徴とする。
The invention according to claim 8 irradiates the near-infrared ray (A) to the concrete structure (30) by the near-infrared light source (2),
The spectroscope (3) separates the near infrared ray (B) reflected from the concrete structure (30) into a desired wavelength range,
The near-infrared light separated by the spectroscope (3) is received by the photoreceiver (4),
Record the absorbance of at least a predetermined wavelength of the near-infrared light received by the light receiver (4) by the received light absorbance recording means (21),
The comparison value generating means (24) generates a comparison value for comparison with the absorbance at the predetermined wavelength,
A deterioration degree calculating means (22) calculates a degree of deterioration based on the absorbance at a predetermined wavelength recorded by the received light absorbance recording means (21) and the comparison value generated by the comparison value generating means (24). ,
The display means (11, 23) displays the degree of deterioration calculated by the deterioration degree calculation means (22).
It is characterized by that.
請求項１に係る発明によると、コンクリート構造物（３０）からサンプル採取を行わなくても、コンクリート構造物（３０）の少なくとも表面の劣化度合いを検出することができ、無意味なサンプル採取をなくすことができて、検査費用の低減を図ることができると共に、コンクリート構造物（３０）に無駄にダメージを与えること防ぐことができる。また、より正確に検査するためにサンプル採取を行う場合であっても、コンクリート構造物（３０）における劣化が進行している部位を特定することができるので、無意味なサンプル採取を防ぐことができるものでありながら、検査の正確性の向上を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect the degree of deterioration of at least the surface of the concrete structure (30) without taking a sample from the concrete structure (30), thereby eliminating meaningless sample collection. Thus, the inspection cost can be reduced and the concrete structure (30) can be prevented from being damaged unnecessarily. In addition, even when taking a sample for more accurate inspection, it is possible to identify a site where deterioration in the concrete structure (30) has progressed, so that meaningless sample collection can be prevented. Although it is possible, the accuracy of inspection can be improved.
請求項２に係る発明によると、所定波長近辺の波長における吸光度（例えばＸａ，Ｘｂ、又はｍａ，ｍｂ）と所定波長における吸光度（例えばＸ１、又はｍ１）との大きさの差に基づいて、劣化度合いを演算することを可能とすることができる。 According to the second aspect of the present invention, degradation is caused based on the difference in the magnitude between the absorbance at a wavelength near the predetermined wavelength (for example, Xa, Xb, or ma, mb) and the absorbance at the predetermined wavelength (for example, X1, or m1). It is possible to calculate the degree.
請求項３に係る発明によると、コンクリート構造物の劣化前の所定波長における吸光度（例えばＹ１、又はａ１）と所定波長における吸光度（例えばＸ１、又はｍ１）との差に基づいて、劣化度合いを演算することを可能とすることができる。 According to the invention of claim 3, the deterioration degree is calculated based on the difference between the absorbance (for example, Y1 or a1) at a predetermined wavelength before the deterioration of the concrete structure and the absorbance at the predetermined wavelength (for example, X1 or m1). Can be made possible.
請求項４に係る発明によると、基本情報記録手段（２６）が、コンクリート成分の組成別に、複数の劣化前の所定波長における吸光度（２７）をあらかじめ記録しており、入力手段（１２）を介してコンクリート成分が入力されると、基本情報選択手段（２８）により、該コンクリート成分に応じた劣化前の所定波長における吸光度（例えばＹ１、又はａ１）を選択して、コンクリート構造物（３０）の所定波長における吸光度（例えばＸ１、又はｍ１）との差に基づきコンクリートの劣化度合いを演算するので、コンクリート構造物のコンクリート成分に応じた正確な劣化度合いを検出することができる。 According to the invention of claim 4, the basic information recording means (26) records in advance the absorbance (27) at a plurality of predetermined wavelengths before deterioration for each composition of the concrete component, and via the input means (12). When the concrete component is input, the basic information selection means (28) selects the absorbance (for example, Y1 or a1) at a predetermined wavelength before deterioration according to the concrete component, and the concrete structure (30) Since the degree of deterioration of the concrete is calculated based on the difference from the absorbance (for example, X1 or m1) at the predetermined wavelength, it is possible to detect an accurate degree of deterioration according to the concrete component of the concrete structure.
請求項５に係る発明によると、受光器（４）により受光した平面画像を、劣化度合いを示す表示画像として表示することが可能になるので、コンクリート構造物（３０）の劣化が進行している部位を容易に特定することが可能となる。 According to the invention of claim 5, since it becomes possible to display the planar image received by the light receiver (4) as a display image indicating the degree of deterioration, deterioration of the concrete structure (30) is progressing. It is possible to easily identify the site.
請求項６に係る発明によると、コンクリート構造物の中性化による劣化度合いを検出することができる。 According to the invention which concerns on Claim 6, the deterioration degree by neutralization of a concrete structure is detectable.
請求項７に係る発明によると、コンクリート構造物の塩化物量による劣化度合いを検出することができる。 According to the invention which concerns on Claim 7, the deterioration degree by the amount of chlorides of a concrete structure is detectable.
請求項８に係る発明によると、コンクリート構造物（３０）からサンプル採取を行わなくても、コンクリート構造物（３０）の少なくとも表面の劣化度合いを検出することができ、無意味なサンプル採取をなくすことができて、検査費用の低減を図ることができると共に、コンクリート構造物（３０）に無駄にダメージを与えること防ぐことができる。また、より正確に検査するためにサンプル採取を行う場合であっても、コンクリート構造物（３０）における劣化が進行している部位を特定することができるので、無意味なサンプル採取を防ぐことができるものでありながら、検査の正確性の向上を図ることができる。 According to the eighth aspect of the invention, it is possible to detect at least the degree of deterioration of the surface of the concrete structure (30) without taking a sample from the concrete structure (30), thereby eliminating meaningless sample collection. Thus, the inspection cost can be reduced and the concrete structure (30) can be prevented from being damaged unnecessarily. In addition, even when taking a sample for more accurate inspection, it is possible to identify a site where deterioration in the concrete structure (30) has progressed, so that meaningless sample collection can be prevented. Although it is possible, the accuracy of inspection can be improved.
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、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り、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。 In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, this is for convenience for making an understanding of invention easy, and has no influence on the structure of a claim. It is not a thing.
以下、本発明に係る実施の形態を図に沿って説明する。図１はコンクリート構造物の劣化検出装置を示す全体斜視図、図２はコンピュータによる各手段を示すブロック図、図３は中性化に関する吸光度の実験値を示す図、図４は塩化物量に関する吸光度の実験値を示す図、図５は中性化による劣化度合いを表示する表示画像の図、図６は塩化物量の異なる供試体の分光画像を示す図である。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view showing a concrete structure deterioration detection device, FIG. 2 is a block diagram showing each means by a computer, FIG. 3 is a diagram showing experimental values of absorbance related to neutralization, and FIG. 4 is an absorbance related to chloride content. FIG. 5 is a diagram showing a display image displaying the degree of deterioration due to neutralization, and FIG. 6 is a diagram showing a spectral image of specimens having different amounts of chloride.
本発明に係るコンクリート構造物の劣化検出装置１は、図１に示すように、近赤外線光源２と、分光器３と、ＣＣＤカメラ（受光器）４と、コンピュータ１０と、該ＣＣＤカメラ４と該コンピュータ１０とを接続する接続線５と、を備えて構成されており、該コンピュータ１０には、詳しくは後述する各手段としてコンピュータ１０を機能させるプログラム、ディスプレイ（表示手段）１１、及びキーボード（入力手段）１２が備えられている。 As shown in FIG. 1, a concrete structure deterioration detection apparatus 1 according to the present invention includes a near-infrared light source 2, a spectroscope 3, a CCD camera (light receiver) 4, a computer 10, and the CCD camera 4. The computer 10 includes a connection line 5 that connects the computer 10. The computer 10 includes a program that causes the computer 10 to function as each unit to be described in detail, a display (display unit) 11, and a keyboard ( Input means) 12 is provided.
上記近赤外線光源２は、例えば７２０［ｎｍ］から２５００［ｎｍ］の波長域（少なくとも１３８０［ｎｍ］から１４３０［ｎｍ］の間と、２２２０［ｎｍ］から２２８０［ｎｍ］の間との波長域）の近赤外線を照射自在となっており、劣化状態を検出したいコンクリート構造物の表面に、例えば矢印Ａで示すように照射した近赤外線が照らされるように、対向して配置される。 For example, the near-infrared light source 2 has a wavelength range of 720 [nm] to 2500 [nm] (at least between 1380 [nm] and 1430 [nm] and between 2220 [nm] and 2280 [nm]). ) Can be irradiated, and the surface of the concrete structure for which the deterioration state is to be detected is arranged so as to face the surface of the concrete structure so that the irradiated near infrared ray is illuminated as indicated by an arrow A, for example.
上記分光器３は、図示を省略した光学系が内蔵されており、入光部３ａより入力した近赤外線を所望の波長域に分光して出光部３ｂより出力するようになっている。該分光器３の入光部３ａは、上記近赤外線光源２により近赤外線が照射されたコンクリート構造物の表面に対向するように配置され、該コンクリート構造物の表面により反射した、例えば矢印Ｂで示すように反射した近赤外線を入力する。 The spectroscope 3 has a built-in optical system (not shown). The near-infrared light input from the light incident part 3a is split into a desired wavelength region and output from the light output part 3b. The light incident portion 3a of the spectroscope 3 is disposed so as to face the surface of the concrete structure irradiated with near infrared light by the near infrared light source 2, and reflected by the surface of the concrete structure, for example, by an arrow B Enter the reflected near infrared as shown.
上記ＣＣＤカメラ４は、その入光レンズ部４ａが該分光器３の出光部３ｂに接続されており、出光部３ｂより出力される分光された近赤外線の平面画像、つまり特定波長だけからなる平面画像（以下、「分光画像」という）として撮影し、その撮影した分光画像データを接続線５を介してコンピュータ１０に出力する。 The CCD camera 4 has a light incident lens portion 4a connected to a light exit portion 3b of the spectroscope 3, and a spectral near-infrared plane image output from the light exit portion 3b, that is, a plane composed only of a specific wavelength. An image (hereinafter referred to as “spectral image”) is captured, and the captured spectral image data is output to the computer 10 via the connection line 5.
該コンピュータ１０は、図２に示すように、受光吸光度記録手段２１と、劣化度演算手段２２と、画像データ生成手段２３と、比較値演算手段２４とが備えられており、該比較値演算手段２４には、サンプリング手段２５、コンクリート成分組成別データ２７を有する基本情報記録手段２６、及び基本情報選択手段２８が備えられている。 As shown in FIG. 2, the computer 10 includes a received light absorbance recording means 21, a deterioration degree calculating means 22, an image data generating means 23, and a comparison value calculating means 24, and the comparison value calculating means 24 24 includes a sampling means 25, basic information recording means 26 having concrete component composition-specific data 27, and basic information selection means 28.
ここで、コンクリートの劣化の要因となる中性化や塩化物量の増加が進行したコンクリートと、中性化や塩化物量が増加していない（劣化していない）コンクリートと、の違いについて説明する。中性化していないコンクリートには、水酸化カルシウムが多く含まれているため、図３中の破線Ｙで示すように、約１４１５［ｎｍ］の波長を中心として近赤外線が水酸化カルシウム分子に吸収される形となり、つまり約１４１５［ｎｍ］の波長でピーク値Ｙ１が生じる形で吸光度が高くなる。一方、水酸化カルシウムが経時的に変化し、炭酸カルシウムになると、水酸化カルシウムが少なくなり、図３中の線Ｘで示すように、約１４１５［ｎｍ］の波長での値がＸ１のようになって、つまり吸光度が低くなる。 Here, the difference between the neutralization and the increase in the amount of chloride that cause deterioration of the concrete and the concrete in which the neutralization and the amount of chloride have not increased (not deteriorated) will be described. Since non-neutralized concrete contains a large amount of calcium hydroxide, as shown by the broken line Y in FIG. 3, near infrared rays are absorbed by calcium hydroxide molecules centered on a wavelength of about 1415 [nm]. In other words, the absorbance increases in such a way that a peak value Y1 occurs at a wavelength of about 1415 [nm]. On the other hand, when calcium hydroxide changes over time and becomes calcium carbonate, the calcium hydroxide decreases, and the value at a wavelength of about 1415 [nm] is X1, as indicated by the line X in FIG. That is, the absorbance decreases.
また反対に、図４中の線ａで示すように、塩化物量が０．０［ｋｇ／ｍ３］であるコンクリート（劣化していないコンクリート）は、約２２６４［ｎｍ］の波長で値ａ１のようにピークが生じず、つまり吸光度が低い。一方、例えば塩化物量が３０．０［ｋｇ／ｍ３］であるコンクリート（劣化したコンクリート）は、約２２６４［ｎｍ］の波長を中心として近赤外線が、塩化物がセメント硬化体に入った状態のセメント水和物に吸収される形となり、つまり約２２６４［ｎｍ］の波長でピーク値ｍ１が生じる形で吸光度が高くなる。 On the other hand, as shown by the line a in FIG. 4, the concrete whose amount of chloride is 0.0 [kg / m 3 ] (undegraded concrete) has a value of a1 at a wavelength of about 2264 [nm]. Thus, no peak occurs, that is, the absorbance is low. On the other hand, for example, concrete (deteriorated concrete) having a chloride content of 30.0 [kg / m 3 ] has near-infrared rays centered around a wavelength of about 2264 [nm], and chloride enters the cemented cement. Absorbance increases in a form that is absorbed by cement hydrate, that is, a peak value m1 occurs at a wavelength of about 2264 [nm].
なお、例えばコンクリートの供試体を作成する際に塩化物を混入して練り混ぜたものを、分光器３により２２６４［ｎｍ］の波長域に分光し、それをＣＣＤカメラ４により撮影（受光）した分光画像は、図６に示すようになり、図中左方側の塩化物量が０．０［ｋｇ/ｍ３］（図４の線ａ参照）の、つまり塩化物がない供試体は吸光されずに黒い部分がなく（図４の線ａ参照）、右方側に順に塩化物量が６．０［ｋｇ/ｍ３］（図４の線ｇ参照）、１５．０［ｋｇ/ｍ３］（図４の線ｊ参照）、３０．０［ｋｇ/ｍ３］（図４の線ｍ参照）、となると吸光度が増して黒く見えることになる。 For example, when a concrete specimen is prepared, a mixture of chloride mixed therein is dispersed into a wavelength of 2264 [nm] by the spectroscope 3 and photographed (received) by the CCD camera 4. The spectroscopic image is as shown in FIG. 6, and the specimen on the left side in the figure having a chloride amount of 0.0 [kg / m 3 ] (see line a in FIG. 4), that is, no chloride is absorbed. There is no black portion (see line a in FIG. 4), and the chloride amount is 6.0 [kg / m 3 ] in order on the right side (see line g in FIG. 4), 15.0 [kg / m 3 ]. (Refer to the line j in FIG. 4) 30.0 [kg / m 3 ] (see the line m in FIG. 4), the absorbance increases and the color appears black.
以上のことから、劣化していないコンクリートの約１４１５［ｎｍ］の波長、又は約２２６４［ｎｍ］の波長の吸光度の値（以下、この値を「基本情報」という）を、あらかじめ用意できる場合はその値を比較値とし、該比較値と、検査するコンクリートから検出した吸光度（の値）とを比較することで、その劣化度合いを演算することができる。 From the above, when the value of absorbance at a wavelength of about 1415 [nm] or about 2264 [nm] of undegraded concrete can be prepared in advance (hereinafter, this value is referred to as “basic information”). By using the value as a comparison value and comparing the comparison value with the absorbance (value) detected from the concrete to be inspected, the degree of deterioration can be calculated.
また、基本情報が用意できない場合は、約１４１５［ｎｍ］の波長近辺、又は約２２６４［ｎｍ］の波長近辺の吸光度（の値）、即ち例えば１３６０［ｎｍ］の波長の吸光度の値Ｘａや１４３０［ｎｍ］の波長の吸光度の値Ｘｂを比較値とし、検出した吸光度の値Ｘ１の大きさ（つまりピークの上がり具合）を比較することで、又は例えば２２１０［ｎｍ］の波長の吸光度の値ｍａや２３１０［ｎｍ］の波長の吸光度の値ｍｂを比較値とし、検出した吸光度の値ｍ１の大きさ（つまりピークの上がり具合）を比較することで、その劣化度合いを演算することができる。 If basic information cannot be prepared, the absorbance value Xa or 1430 near the wavelength of about 1415 [nm] or the absorbance around the wavelength of about 2264 [nm], for example, the wavelength of 1360 [nm]. The absorbance value Xb at the wavelength of [nm] is used as a comparison value, and the magnitude of the detected absorbance value X1 (that is, the degree of peak rise) is compared, or the absorbance value ma at the wavelength of 2210 [nm], for example. Alternatively, the degree of deterioration can be calculated by using the absorbance value mb at a wavelength of 2310 [nm] as a comparison value and comparing the magnitude (that is, the degree of peak rise) of the detected absorbance value m1.
なお、図３は、新たに生成したコンクリートの供試体（中性化していないもの）と、二酸化炭素濃度の高い環境で中性化の促進を行った供試体と、の吸光度を検出した実験値を示したものであり、コンクリートの組成成分などによってその値が異なるものになることは勿論のことであり、これらの吸光度の値や波長の値がこれらに限定されるものではない。また同様に、図４は、新たに生成したコンクリートの供試体（中性化していないもの）と、各々塩化物を所定量練り混ぜた供試体と、の吸光度を検出した実験値を示すものであり、コンクリートの組成成分などによってその値が異なるものになることは勿論のことであり、これらの吸光度の値や波長の値がこれらに限定されるものではない。 In addition, FIG. 3 is the experimental value which detected the light absorbency of the specimen (it was not neutralized) of the newly produced | generated concrete, and the specimen which promoted neutralization in the environment with a high carbon dioxide concentration. Of course, the value varies depending on the composition component of the concrete and the like, and the absorbance value and the wavelength value are not limited thereto. Similarly, FIG. 4 shows experimental values obtained by detecting the absorbance of newly produced concrete specimens (non-neutralized specimens) and specimens mixed with a predetermined amount of chloride. There are, of course, different values depending on the compositional components of the concrete, and these absorbance values and wavelength values are not limited thereto.
つづいて、上述した基本情報がない場合（基本情報を用いない場合）における、コンクリート構造物の劣化検出装置１の作用について説明する。例えば中性化しているコンクリートコンクリート構造物３０に近赤外線光源２により近赤外線を照射し、上記分光器３内部の光学系を駆動することにより例えば１２００［ｎｍ］から１６００［ｎｍ］までを連続的に分光すると、ＣＣＤカメラ４を介して撮影された平面画像が連続的にコンピュータ１０に出力される。 Next, the operation of the concrete structure deterioration detection apparatus 1 when there is no basic information described above (when basic information is not used) will be described. For example, a near-infrared light source 2 irradiates a neutral concrete-concrete structure 30 with a near-infrared light source 2 and drives the optical system inside the spectroscope 3, for example, continuously from 1200 [nm] to 1600 [nm]. Then, the planar images taken through the CCD camera 4 are continuously output to the computer 10.
すると、上記受光吸光度記録手段２１が、ＣＣＤカメラ４から出力された平面画像を多数の区画に区切って（ＣＣＤカメラの画素単位であってもよい）、その区画毎の吸光度をコンピュータ１０の記録媒体（メモリ、ハードディスクなど）に記録する。即ち、この記録された各区画の吸光度のうち、例えば中性化が進行している部位の区画の記録は、図３の線Ｘのようになる。 Then, the received light absorbance recording means 21 divides the planar image output from the CCD camera 4 into a number of sections (may be a pixel unit of the CCD camera), and the absorbance for each section is recorded on the recording medium of the computer 10. (Memory, hard disk, etc.) That is, among the recorded absorbances of the respective sections, for example, a record of a section where neutralization is progressing is as shown by a line X in FIG.
ここで、比較値演算手段２４のサンプリング手段２５が、例えば図３の線Ｘのうちの値Ｘａと値Ｘｂとをサンプリングし、比較値として取得する。つづいて、劣化度演算手段２２が、該比較値と１４１５［ｎｍ］の波長の値Ｘ１との大きさの差に基づき、つまりピークの大きさがどのくらいであるかに基づき、劣化度合いを演算する。比較値演算手段２４のサンプリング手段２５、及び劣化度演算手段２２は、この比較値の取得、劣化度合いの演算は、上記平面画像を区切った区画毎に演算する。 Here, the sampling means 25 of the comparison value calculating means 24 samples, for example, the value Xa and the value Xb of the line X in FIG. 3 and obtains them as comparison values. Subsequently, the deterioration degree calculating means 22 calculates the degree of deterioration based on the difference between the comparison value and the wavelength value X1 of 1415 [nm], that is, based on how large the peak is. . The sampling means 25 and the deterioration degree calculation means 22 of the comparison value calculation means 24 calculate the acquisition of the comparison value and the deterioration degree for each section that divides the planar image.
そして、画像データ生成手段２３が、上記劣化度合いが演算された区画毎に、例えば劣化度合いが大きい（高い）ほど色が薄くなるように着色すると共に、上記平面画像と同じ位置に対応するように区画を並べ、画像として生成し、ディスプレイ１１に出力して表示する。この場合、例えば図３中の線Ｘのように中性化が進行している場合は色が薄く、線Ｙのように中性化が進行していない場合は色が濃くなることになる。即ち、図５に示すように、色の薄い部分は中性化が進行して劣化度合いが大きい部位であり、色の濃い部分は中性化が進行していなくて劣化度合いが小さい部位である。なお、図５中、石の断面形状のように見える部分は、粗骨材の部分である。これにより、コンクリートコンクリート構造物の中性化している部位が検出されて、劣化度合い別に画像として表示され、検査者は、どの部位が中性化しているかを容易に特定することができる。 Then, the image data generation unit 23 is colored so that the color is lighter as the degree of deterioration is larger (higher), for example, for each section where the degree of deterioration is calculated, and corresponds to the same position as the planar image. The sections are arranged, generated as an image, and output to the display 11 for display. In this case, for example, when neutralization is progressing as shown by a line X in FIG. 3, the color is light, and when neutralization is not progressing like a line Y, the color is dark. That is, as shown in FIG. 5, the light-colored portion is a portion where neutralization has progressed and the degree of deterioration is large, and the dark-colored portion is a portion where neutralization has not progressed and the degree of deterioration is small. . In addition, in FIG. 5, the part which looks like the cross-sectional shape of a stone is a part of a coarse aggregate. Thereby, the neutralized site | part of a concrete concrete structure is detected, and it displays as an image according to a deterioration degree, and the inspector can identify easily which site is neutralized.
また同様に、上記分光器３により例えば２１００［ｎｍ］から２４００［ｎｍ］までを連続的に分光し、ＣＣＤカメラ４を介して出力された平面画像を受光吸光度記録手段２１が、多数の区画に区切って、その区画毎の吸光度をコンピュータ１０の記録媒体（メモリ、ハードディスクなど）に記録する。即ち、この記録された各区画の吸光度のうち、例えば塩化物量が増加している部位の区画の記録は、図４の例えば線ｍのようになる。 Similarly, the spectroscope 3 continuously spectrally separates, for example, from 2100 [nm] to 2400 [nm], and the received light absorbance recording means 21 converts the planar image output through the CCD camera 4 into a number of sections. By dividing, the absorbance for each section is recorded in a recording medium (memory, hard disk, etc.) of the computer 10. That is, of the recorded absorbance of each section, for example, the section of the section where the amount of chloride is increased is as shown by the line m in FIG.
ここで、同様に比較値演算手段２４のサンプリング手段２５が、例えば図４の線ｍのうちの値ｍａと値ｍｂとをサンプリングし、比較値として取得し、劣化度演算手段２２が、該比較値と２２６４［ｎｍ］の波長の値ｍ１との大きさの差に基づき、劣化度合いを演算する。また、同様に比較値演算手段２４のサンプリング手段２５、及び劣化度演算手段２２は、この比較値の取得、劣化度合いの演算を、上記平面画像を区切った区画毎に演算する。 Similarly, the sampling means 25 of the comparison value calculating means 24 samples, for example, the value ma and the value mb of the line m in FIG. 4 and obtains them as comparison values, and the deterioration degree calculating means 22 The degree of deterioration is calculated based on the difference in magnitude between the value and the value m1 of the wavelength of 2264 [nm]. Similarly, the sampling unit 25 and the deterioration degree calculating unit 22 of the comparison value calculating unit 24 calculate the comparison value and calculate the degree of deterioration for each section that divides the planar image.
そして、画像データ生成手段２３が、上記劣化度合いが演算された区画毎に、例えば劣化度合いが大きいほど色が濃くなるように着色すると共に、上記平面画像と同じ位置に対応するように区画を並べ、画像として生成し、ディスプレイ１１に出力して表示する。この場合、例えば図４中の線ｍのように塩化物量が多い場合は色が濃く、順に線ｌ，ｋ，ｊ，ｉ，ｈ・・・の順で色が薄くなることになる。即ち、これにより、コンクリートコンクリート構造物の塩化物量が増加している部位が検出されて、劣化度合い別に画像として表示され、検査者は、どの部位の塩化物量が増加しているかを容易に特定することができる。 Then, the image data generation unit 23 colors the sections so that the degree of deterioration is calculated, for example, so that the color becomes darker as the degree of deterioration increases, and the sections are arranged so as to correspond to the same position as the planar image. , Generated as an image and output to the display 11 for display. In this case, for example, when the amount of chloride is large as shown by the line m in FIG. 4, the color is dark, and the color becomes lighter in the order of the lines l, k, j, i, h. That is, by this, the portion of the concrete concrete structure where the amount of chloride is increased is detected and displayed as an image according to the degree of deterioration, and the inspector easily identifies which portion of the chloride amount is increased. be able to.
なお、本実施の形態では、例えば１２００［ｎｍ］から１６００［ｎｍ］まで、或いは２１００［ｎｍ］から２４００［ｎｍ］までを連続的に分光して受光吸光度記録手段２１により連続的に記録するものについて説明しているが、例えば１３６０［ｎｍ］の波長の値Ｘａ、１４３０［ｎｍ］の波長の値Ｘｂ、及び１４１５［ｎｍ］の波長の値Ｘ１だけを記録したり、２２１０［ｎｍ］の波長の値ｍａ、２３１０［ｎｍ］の波長の値ｍｂ、及び２２６４［ｎｍ］の波長の値ｍ１だけを記録したりするようにしてもよく、これらに限らず、比較値と、ピークにあたる１４１５［ｎｍ］及び２２６４［ｎｍ］の波長の値とを記録するものであれば、どのようなものであってもよい。 In the present embodiment, for example, from 1200 [nm] to 1600 [nm] or from 2100 [nm] to 2400 [nm] is continuously spectrally recorded by the received light absorbance recording means 21. For example, only the wavelength value Xa of 1360 [nm], the wavelength value Xb of 1430 [nm], and the wavelength value X1 of 1415 [nm] are recorded, or the wavelength of 2210 [nm] is recorded. The value ma, the wavelength value mb of 2310 [nm], and the wavelength value m1 of 2264 [nm] may be recorded, but the present invention is not limited thereto, and the comparison value and 1415 [nm corresponding to the peak are recorded. ] And 2264 [nm] wavelength values may be used.
また、本実施の形態では、吸光度に応じて、中性化による劣化度合いが大きいほど色が薄く、塩化物量による劣化度合いが大きいほど色が濃くなるように着色しているが、例えば中性化による劣化度合いが大きいほど色を濃くするなど、劣化度合いの大きさにのみ応じて色の濃さが変わるように着色し、検査者が混乱し難いようにしてもよい。また、中性化により劣化度合いを例えば赤、塩化物量による劣化度合いを例えば青、などのように異なる色によって着色することで、検査者が混乱し難いようにしてもよい。 Further, in the present embodiment, depending on the absorbance, the color is lighter as the degree of deterioration due to neutralization is larger, and the color is darker as the degree of deterioration due to the amount of chloride is larger. For example, the intensifier may be colored so that the color density changes according to the magnitude of the degree of deterioration. Further, the inspector may be less likely to be confused by coloring with a different color such as red for the degree of deterioration due to neutralization and blue for the degree of deterioration due to the amount of chloride, for example.
また、本実施の形態では、劣化度合い（中性化の進行状態、塩化物量の増加状態）に応じて色を着色するものを説明しているが、これに限らず、例えば透明度を変更するものなどであってもよく、つまり劣化度合いが分かる画像であれば、どのような画像を生成してもよい。 In the present embodiment, the color is described according to the degree of deterioration (neutralization progress state, chloride content increase state). However, the present invention is not limited to this. For example, the transparency is changed. In other words, any image may be generated as long as the degree of deterioration is known.
つづいて、上述した基本情報があらかじめ用意されている場合における、コンクリート構造物の劣化検出装置１の作用について説明する。例えばコンクリート構造物３０のコンクリート成分組成が建築記録などから分かる場合には、その組成から劣化前のコンクリート構造物の吸光度をあらかじめ求めて得ることができる。そこで、その劣化前のコンクリート構造物の吸光度（１４１５［ｎｍ］の波長と２２６４［ｎｍ］の波長との値だけでもよい）を、例えばキーボード１２などを介して入力し、基本情報記録手段２６により、コンピュータ１０の記録媒体に、複数の組成別データからなるコンクリート成分組成別データ２７として記録しておく。 Next, the operation of the concrete structure deterioration detection apparatus 1 when the above-described basic information is prepared in advance will be described. For example, when the concrete component composition of the concrete structure 30 is known from the building record, the absorbance of the concrete structure before deterioration can be obtained in advance from the composition. Therefore, the light absorbency of the concrete structure before the deterioration (only the values of the wavelength of 1415 [nm] and the wavelength of 2264 [nm]) may be input through the keyboard 12 or the like, for example, by the basic information recording means 26. The data is recorded on the recording medium of the computer 10 as concrete component composition-specific data 27 including a plurality of composition-specific data.
ついで、実際にコンクリート構造物の劣化度合いを検出する際には、例えばキーボード１２などを介して、そのコンクリート構造物のコンクリート成分組成を入力すると、それを受けた基本情報選択手段２８が、コンクリート成分組成別データ２７中から該当するデータを選択し、比較値演算手段２４は、その選択されたデータ内にある劣化前のコンクリート構造物の吸光度を比較値とする。一例として説明すると、選択されたデータが、例えば図３に示す線Ｙのデータであれば、値Ｙ１が中性化を比較するための比較値とされ、また、例えば図４に示す線ａのデータであれば、値ａ１が塩化物量を比較するための比較値とされる。 Next, when actually detecting the degree of deterioration of the concrete structure, for example, when the concrete component composition of the concrete structure is input via the keyboard 12 or the like, the basic information selection means 28 receiving the concrete component composition receives the concrete component composition. Corresponding data is selected from the composition-specific data 27, and the comparison value calculation means 24 uses the absorbance of the concrete structure before deterioration in the selected data as a comparison value. For example, if the selected data is the data of the line Y shown in FIG. 3, for example, the value Y1 is set as a comparison value for comparing neutralization. Also, for example, the value of the line a shown in FIG. In the case of data, the value a1 is a comparison value for comparing the amount of chloride.
一方、上記分光器３により近赤外線を例えば１４１５［ｎｍ］の波長に分光し、ＣＣＤカメラ４により平面画像として出力されると、受光吸光度記録手段２１は、上述と同様、該平面画像を多数の区画に区切って、その区画毎の吸光度の値（例えば図３中の値Ｘ１）をコンピュータ１０の記録媒体（メモリ、ハードディスクなど）に記録する。そして、劣化度演算手段２２は、上述のようにコンクリート成分組成別データ２７より選択された比較値（例えば図３中の値Ｙ１）と、その記録した値（例えば値Ｘ１）との差に基づき、劣化度合いを演算する。この劣化度演算手段２２による劣化度合いの演算は、上記平面画像を区切った区画毎に演算する。 On the other hand, when the near-infrared light is split into a wavelength of, for example, 1415 [nm] by the spectroscope 3 and is output as a planar image by the CCD camera 4, the received light absorbance recording means 21 converts the planar image into a large number as described above. Dividing into sections, the absorbance value for each section (for example, the value X1 in FIG. 3) is recorded on a recording medium (memory, hard disk, etc.) of the computer 10. Then, the deterioration degree calculating means 22 is based on the difference between the comparison value (for example, the value Y1 in FIG. 3) selected from the concrete component composition-specific data 27 and the recorded value (for example, the value X1) as described above. The degree of deterioration is calculated. The calculation of the deterioration degree by the deterioration degree calculating means 22 is calculated for each section obtained by dividing the planar image.
そして、画像データ生成手段２３が、上記劣化度合いが演算された区画毎に、例えば劣化度合いが大きいほど色が薄くなるように着色すると共に、上記平面画像と同じ位置に対応するように区画を並べ、画像として生成し、ディスプレイ１１に出力して表示する。この場合、例えば図３中の線Ｘのように中性化が進行している場合は色が薄く、線Ｙのように中性化が進行していない場合は色が濃くなることになる。即ち、これにより、コンクリート構造物の中性化している部位が検出されて、劣化度合い別に画像として表示され、検査者は、どの部位が中性化しているかを容易に特定することができる。 Then, the image data generation unit 23 colors each of the sections where the degree of deterioration is calculated, for example, so that the color becomes lighter as the degree of deterioration increases, and the sections are arranged so as to correspond to the same position as the planar image. , Generated as an image and output to the display 11 for display. In this case, for example, when neutralization is progressing as shown by a line X in FIG. 3, the color is light, and when neutralization is not progressing like a line Y, the color is dark. That is, the neutralized site | part of a concrete structure is detected by this, and it displays as an image according to a deterioration degree, and the inspector can identify easily which site | part is neutralized.
また同様に、上記分光器３により例えば２２６４［ｎｍ］の波長に分光し、ＣＣＤカメラ４により平面画像として出力されると、受光吸光度記録手段２１は、上述と同様、該平面画像を多数の区画に区切って、その区画毎の吸光度の値（例えば図４中の値ｍ１）をコンピュータ１０の記録媒体（メモリ、ハードディスクなど）に記録する。そして、劣化度演算手段２２は、上述のようにコンクリート成分組成別データ２７より選択された比較値（例えば図４中の値ａ１）と、その記録した値（例えば値ｍ１）との差に基づき、劣化度合いを演算する。この劣化度演算手段２２による劣化度合いの演算は、上記平面画像を区切った区画毎に演算する。 Similarly, when the spectroscope 3 splits the light into a wavelength of 2264 [nm], for example, and is output as a planar image by the CCD camera 4, the received light absorbance recording means 21 divides the planar image into a number of sections as described above. And the absorbance value for each section (for example, the value m1 in FIG. 4) is recorded on a recording medium (memory, hard disk, etc.) of the computer 10. Then, the deterioration degree calculating means 22 is based on the difference between the comparison value (for example, the value a1 in FIG. 4) selected from the concrete component composition-specific data 27 and the recorded value (for example, the value m1) as described above. The degree of deterioration is calculated. The calculation of the deterioration degree by the deterioration degree calculating means 22 is calculated for each section obtained by dividing the planar image.
そして、画像データ生成手段２３が、上記劣化度合いが演算された区画毎に、例えば劣化度合いが大きいほど色が濃くなるように着色すると共に、上記平面画像と同じ位置に対応するように区画を並べ、画像として生成し、ディスプレイ１１に出力して表示する。この場合、例えば図４中の線ｍのように塩化物量が多い場合は色が濃く、順に線ｌ，ｋ，ｊ，ｉ，ｈ・・・の順で色が薄くなることになる。即ち、これにより、コンクリート構造物の塩化物量が増加している部位が検出されて、劣化度合い別に画像として表示され、検査者は、どの部位の塩化物量が増加しているかを容易に特定することができる。 Then, the image data generation unit 23 colors the sections so that the degree of deterioration is calculated, for example, so that the color becomes darker as the degree of deterioration increases, and the sections are arranged so as to correspond to the same position as the planar image. , Generated as an image and output to the display 11 for display. In this case, for example, when the amount of chloride is large as shown by the line m in FIG. 4, the color is dark, and the color becomes lighter in the order of the lines l, k, j, i, h. In other words, the portion of the concrete structure where the amount of chloride is increasing is detected and displayed as an image according to the degree of deterioration, and the inspector can easily identify which portion of the chloride amount is increasing. Can do.
以上のように、本発明に係るコンクリート構造物の劣化検出装置１、及びコンクリート構造物の劣化検出方法によると、コンクリート構造物３０からサンプル採取を行わなくても、コンクリート構造物３０表面の劣化度合いを検出することができ、無意味なサンプル採取をなくすことができて、検査費用の低減を図ることができると共に、コンクリート構造物３０に無駄にダメージを与えること防ぐことができる。また、より正確に検査するためにサンプル採取を行う場合であっても、コンクリート構造物３０における劣化が進行している部位を特定することができるので、無意味なサンプル採取を防ぐことができるものでありながら、検査の正確性の向上を図ることができる。 As described above, according to the concrete structure deterioration detection device 1 and the concrete structure deterioration detection method according to the present invention, the degree of deterioration of the surface of the concrete structure 30 can be obtained without sampling from the concrete structure 30. Can be detected, meaningless sample collection can be eliminated, the inspection cost can be reduced, and the concrete structure 30 can be prevented from being damaged unnecessarily. In addition, even when taking a sample for more accurate inspection, it is possible to identify a site where deterioration in the concrete structure 30 is progressing, and therefore, it is possible to prevent meaningless sample collection. However, the accuracy of inspection can be improved.
また、あらかじめ記録された基本情報がない場合でも、例えば１４１５［ｎｍ］の波長近辺と２２６４［ｎｍ］の波長近辺とにおける吸光度（例えば値Ｘａ，Ｘｂ、又は値ｍａ，ｍｂ）と、例えば１４１５［ｎｍ］の波長と２２６４［ｎｍ］の波長とにおける吸光度（例えば値Ｘ１、又はｍ１）との大きさの差に基づいて、劣化度合いを演算することを可能とすることができる。 Further, even when there is no basic information recorded in advance, the absorbance (for example, the value Xa, Xb or the value ma, mb) in the vicinity of the wavelength of 1415 [nm] and the vicinity of the wavelength of 2264 [nm], for example, 1415 [ It is possible to calculate the degree of deterioration based on the difference in absorbance between the wavelength of nm] and the wavelength of 2264 [nm] (for example, the value X1 or m1).
更に、あらかじめ記録されたコンクリート成分組成別データ２７を備えている場合には、コンクリート構造物の劣化前の例えば１４１５［ｎｍ］の波長と２２６４［ｎｍ］の波長とおける吸光度（例えば値Ｙ１、又は値ａ１）と、例えば１４１５［ｎｍ］の波長と２２６４［ｎｍ］の波長とにおける吸光度（例えば値Ｘ１、又は値ｍ１）との差に基づいて、劣化度合いを演算することを可能とすることができる。 Further, when the concrete component composition-specific data 27 recorded in advance is provided, the absorbance (for example, the value Y1) at the wavelength of 1415 [nm] and the wavelength of 2264 [nm] before deterioration of the concrete structure, for example. It is possible to calculate the degree of deterioration based on the difference between the value a1) and the absorbance (for example, the value X1 or the value m1) at the wavelength of 1415 [nm] and the wavelength of 2264 [nm], for example. it can.
また、基本情報記録手段２６が、コンクリート成分の組成別に、複数の劣化前の例えば１４１５［ｎｍ］の波長と２２６４［ｎｍ］の波長とにおける吸光度２７をあらかじめ記録しており、例えばキーボード１２などを介してコンクリート成分が入力されると、基本情報選択手段２８により、該コンクリート成分に応じた劣化前の例えば１４１５［ｎｍ］の波長と２２６４［ｎｍ］の波長とにおける吸光度（例えば値Ｙ１、又は値ａ１）を選択して、コンクリート構造物３０の例えば１４１５［ｎｍ］の波長と２２６４［ｎｍ］の波長とにおける吸光度（例えば値Ｘ１、又は値ｍ１）との差に基づきコンクリートの劣化度合いを演算するので、コンクリート構造物のコンクリート成分に応じた正確な劣化度合いを検出することができる。 Further, the basic information recording means 26 records in advance absorbances 27 at a plurality of wavelengths of, for example, 1415 [nm] and 2264 [nm] before deterioration for each composition of the concrete component. When the concrete component is input via the basic information selection means 28, the absorbance (for example, the value Y1 or the value at the wavelength of 1415 [nm] and the wavelength of 2264 [nm] before deterioration corresponding to the concrete component is obtained. a1) is selected, and the concrete deterioration degree is calculated based on the difference between the absorbance (for example, the value X1 or the value m1) of the concrete structure 30 at, for example, a wavelength of 1415 [nm] and a wavelength of 2264 [nm]. Therefore, the exact deterioration degree according to the concrete component of a concrete structure is detectable.
なお、以上に説明した本発明に係る実施の形態においては、例えばコンクリート供試体の劣化度合いを検出した場合を一例に説明したが、コンクリートが用いられている構造物であれば、どのようなコンクリート構造物であっても、本発明に係るコンクリート構造物の劣化検出装置、及びコンクリート構造物の劣化検出方法を適用することが可能であることは、いうまでもない。また、例えばトンネル、橋、堤防、建築物などに用いられるコンクリート構造物としては、鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、プレストレストコンクリート、補修・補強後のコンクリート、鋼コンクリート複合構造物、表面にペイントや塗膜が施されているコンクリート、などが少なくとも考えられる。また、これら各種のコンクリート構造物の劣化検出に本発明を適用する際は、その種類によって、吸光度のピークが生じる波長が異なるものになることが考えられる。 In the embodiment according to the present invention described above, for example, a case where the degree of deterioration of a concrete specimen is detected has been described as an example. However, any concrete can be used as long as the structure uses concrete. It goes without saying that the deterioration detection device for a concrete structure and the deterioration detection method for a concrete structure according to the present invention can be applied even to a structure. For example, concrete structures used for tunnels, bridges, dikes, buildings, etc. include reinforced concrete, steel-framed concrete, prestressed concrete, concrete after repair / reinforcement, steel-concrete composite structures, and paint and paint films on the surface. The concrete that is being used is at least considered. Further, when the present invention is applied to the deterioration detection of these various concrete structures, it is considered that the wavelength at which the absorbance peak occurs differs depending on the type.
また、本実施の形態においては、劣化度合いを画像として表示するものについて説明したが、これに限らず、１点だけの吸光度から劣化度合いを検出し、その劣化度合いを数値などで表示するものであってもよい。この際は、その吸光度と比較値との差から、ｐＨ値や塩化物量などを算出して表示するようにしてもよい。また、画像として表示するものであっても、その画像を例えばポインタなどで選択すると、その選択した部分のｐＨ値や塩化物量などを算出して表示するようにしてもよい。 In the present embodiment, the display of the degree of deterioration as an image has been described. However, the present invention is not limited to this, and the degree of deterioration is detected from only one absorbance, and the degree of deterioration is displayed as a numerical value. There may be. In this case, the pH value, the amount of chloride, etc. may be calculated and displayed from the difference between the absorbance and the comparison value. Further, even if the image is displayed as an image, when the image is selected with a pointer or the like, for example, the pH value or chloride amount of the selected portion may be calculated and displayed.
また、本実施の形態において、分光画像を撮影するものとしてＣＣＤカメラを一例に説明したが、これに限らず、どのようなカメラであってもよく、更に、上述したように１点だけの吸光度を検出するような場合には、その１点だけの分光光線を受光するような受光器であってもよい。 In this embodiment, a CCD camera has been described as an example for taking a spectral image. However, the present invention is not limited to this, and any camera may be used. In such a case, it may be a light receiver that receives only one spectral beam.
更に、本実施の形態においては、コンクリート構造物の表面の劣化度合いを演算して表示するものについて説明したが、その表面の劣化度合いから、コンクリート構造物の内部の劣化度合いを予測算出する機能を備え、立体的に劣化の進行状態を表示するようにしてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the description has been given of the calculation and display of the degree of deterioration of the surface of the concrete structure, but the function of predicting and calculating the degree of deterioration inside the concrete structure from the degree of deterioration of the surface. It is also possible to display the progress of deterioration three-dimensionally.
また、本実施の形態においては、中性化による吸光度の違いを検出する波長域を１４１５［ｎｍ］の波長で行っており、これは最もピークが大きくなる波長であるために検出し易いためであるが、これに限らず、このピークとしての山が生じる波長域、即ち図３に示す破線Ｙのように、１３８０［ｎｍ］から１４３０［ｎｍ］の間の波長で山が生じる領域であるので、この間の波長であれば、理論的に吸光度の相違を検出できることはいうまでもない。 Further, in this embodiment, the wavelength range for detecting the difference in absorbance due to neutralization is 1415 [nm], because this is the wavelength at which the peak is the largest, so that it is easy to detect. However, the present invention is not limited to this, and it is a wavelength region where a peak as a peak occurs, that is, a region where a peak occurs at a wavelength between 1380 [nm] and 1430 [nm] as shown by a broken line Y in FIG. Needless to say, the difference in absorbance can be theoretically detected at wavelengths between these ranges.
更に同様に、本実施の形態においては、塩化物量による吸光度の違いを検出する波長域を２２６４［ｎｍ］の波長で行っており、これは最もピークが大きくなる波長であるために検出し易いためであるが、これに限らず、このピークとしての山が生じる波長域、即ち図４に示す例えば破線ｍのように、２２２０［ｎｍ］から２２８０［ｎｍ］の間の波長で山が生じる領域であるので、この間の波長であれば、理論的に吸光度の相違を検出できることはいうまでもない。 Further, similarly, in this embodiment, the wavelength range for detecting the difference in absorbance due to the amount of chloride is 2264 [nm], and this is the wavelength at which the peak is the largest, so it is easy to detect. However, the present invention is not limited to this, and a wavelength region where a peak as a peak occurs, that is, a region where a peak occurs at a wavelength between 2220 [nm] and 2280 [nm] as shown by a broken line m in FIG. Therefore, it is needless to say that the difference in absorbance can be detected theoretically if the wavelength is between them.
１……コンクリート構造物の劣化検出装置
２……近赤外線光源
３……分光器
４……受光器（ＣＣＤカメラ）
１１……表示手段（ディスプレイ）
２１……受光吸光度記録手段
２２……劣化度演算手段
２３……表示手段（画像データ生成手段）
２４……比較値生成手段
２６……基本情報記録手段
２７……複数の劣化前の所定波長における吸光度（コンクリート成分組成別データ）
２８……基本情報選択手段
３０……コンクリート構造物（供試体）
1 …… Concrete structure deterioration detection device 2 …… Near-infrared light source 3 …… Spectroscope 4 …… Receiver (CCD camera)
11: Display means (display)
21... Light receiving absorbance recording means 22... Deterioration degree calculating means 23... Display means (image data generating means)
24... Comparison value generating means 26... Basic information recording means 27... Absorbance at a predetermined wavelength before deterioration (data by concrete component composition)
28 …… Basic information selection means 30 …… Concrete structure (specimen)
Claims (8)
前記コンクリート構造物から反射した近赤外線を所望の波長域に分光自在な分光器と、
前記分光器により分光した近赤外線を受光する受光器と、
前記受光器により受光した近赤外線の、少なくとも所定波長における吸光度を記録する受光吸光度記録手段と、
前記所定波長における吸光度と比較するための比較値を生成する比較値生成手段と、
前記受光吸光度記録手段により記録された所定波長における吸光度と、前記比較値生成手段により生成された比較値と、に基づき劣化度合いを演算する劣化度演算手段と、
前記劣化度演算手段により演算された劣化度合いを表示自在な表示手段と、を備えた、
ことを特徴とするコンクリート構造物の劣化検出装置。 A near-infrared light source that can irradiate concrete structures with near-infrared rays;
A spectroscope capable of spectroscopically splitting near infrared light reflected from the concrete structure into a desired wavelength range;
A light receiver for receiving near-infrared light separated by the spectroscope;
A light-absorbing absorbance recording unit that records the absorbance of at least a predetermined wavelength of near-infrared light received by the light receiver;
Comparison value generating means for generating a comparison value for comparison with the absorbance at the predetermined wavelength;
A deterioration degree calculating means for calculating a degree of deterioration based on the absorbance at a predetermined wavelength recorded by the received light absorbance recording means and the comparison value generated by the comparison value generating means;
Display means capable of displaying the degree of deterioration calculated by the deterioration degree calculating means;
A deterioration detection device for a concrete structure characterized by the above.
前記比較値生成手段は、前記所定波長近辺の波長における吸光度を前記比較値として生成し、
前記劣化度演算手段は、前記所定波長近辺の波長における吸光度と、前記所定波長における吸光度と、の大きさの差に基づき劣化度合いを演算する、
ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の劣化検出装置。 The received light absorbance recording means records the absorbance at the predetermined wavelength and a wavelength near the predetermined wavelength,
The comparison value generating means generates an absorbance at a wavelength near the predetermined wavelength as the comparison value,
The deterioration degree calculating means calculates a degree of deterioration based on a difference in magnitude between an absorbance at a wavelength near the predetermined wavelength and an absorbance at the predetermined wavelength;
The deterioration detection apparatus for a concrete structure according to claim 1.
前記比較値生成手段は、前記基本情報記録手段により記録された前記コンクリート構造物の劣化前の所定波長における吸光度を比較値として生成し、
前記劣化度演算手段は、前記コンクリート構造物の劣化前の所定波長における吸光度と、前記所定波長における吸光度と、の差に基づき劣化度合いを演算する、
ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の劣化検出装置。 Comprising basic information recording means for prerecording absorbance at a predetermined wavelength before deterioration of the concrete structure;
The comparison value generating means generates an absorbance at a predetermined wavelength before deterioration of the concrete structure recorded by the basic information recording means as a comparison value,
The deterioration degree calculating means calculates a deterioration degree based on a difference between an absorbance at a predetermined wavelength before the deterioration of the concrete structure and an absorbance at the predetermined wavelength.
The deterioration detection apparatus for a concrete structure according to claim 1.
コンクリート成分を入力する入力手段と、
前記入力されたコンクリート成分に応じて、前記記録された複数の劣化前の所定波長における吸光度の中から１つを選択する基本情報選択手段と、を備え、
前記比較値生成手段は、前記基本情報選択手段により選択された劣化前の所定波長における吸光度を比較値として生成し、
前記劣化度演算手段は、前記選択された劣化前の所定波長における吸光度と、前記所定波長における吸光度と、の差に基づきコンクリートの劣化度合いを演算する、
ことを特徴とする請求項３記載のコンクリート構造物の劣化検出装置。 The basic information recording means records in advance absorbance at a predetermined wavelength before deterioration, according to the composition of the concrete component,
An input means for inputting a concrete component;
Basic information selection means for selecting one of the recorded absorbances at a predetermined wavelength before deterioration according to the input concrete component,
The comparison value generation means generates an absorbance at a predetermined wavelength before deterioration selected by the basic information selection means as a comparison value,
The deterioration degree calculating means calculates the deterioration degree of concrete based on the difference between the absorbance at a predetermined wavelength before the selected deterioration and the absorbance at the predetermined wavelength.
The deterioration detection device for a concrete structure according to claim 3.
前記受光吸光度記録手段は、前記受光器により受光した平面画像の近赤外線を多数の区画に区切って、区画毎に少なくとも所定波長における吸光度を記録し、
前記劣化度演算手段は、前記受光吸光度記録手段により記録された前記区画毎の所定波長における吸光度に基づき、前記区画毎に劣化度合いを演算し、
前記表示手段は、前記劣化度演算手段により演算された前記区画毎の劣化度合いを示す表示画像を生成して表示する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のコンクリート構造物の劣化検出装置。 The light receiver is reflected from the concrete structure and receives near infrared rays dispersed by the spectroscope as a planar image,
The received light absorbance recording means divides the near-infrared light of the planar image received by the light receiver into a number of sections, and records the absorbance at least at a predetermined wavelength for each section,
The deterioration degree calculating means calculates the degree of deterioration for each section based on the absorbance at a predetermined wavelength for each section recorded by the received light absorbance recording means,
The display means generates and displays a display image indicating the degree of deterioration for each section calculated by the deterioration degree calculating means.
The deterioration detection device for a concrete structure according to any one of claims 1 to 4.
前記劣化度演算手段は、前記コンクリート構造物の中性化による劣化度合いを演算する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載のコンクリート構造物の劣化検出装置。 The predetermined wavelength is a wavelength between 1380 [nm] and 1430 [nm];
The deterioration degree calculating means calculates the degree of deterioration due to neutralization of the concrete structure.
The deterioration detection device for a concrete structure according to any one of claims 1 to 4.
前記劣化度演算手段は、前記コンクリート構造物の塩化物量による劣化度合いを演算する、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載のコンクリート構造物の劣化検出装置。 The predetermined wavelength is a wavelength between 2220 [nm] and 2280 [nm];
The deterioration degree calculating means calculates the degree of deterioration due to the amount of chloride in the concrete structure.
The deterioration detection device for a concrete structure according to any one of claims 1 to 5, wherein:
分光器により、前記コンクリート構造物から反射した近赤外線を所望の波長域に分光し、
受光器により、前記分光器により分光した近赤外線を受光し、
受光吸光度記録手段により、前記受光器により受光した近赤外線の、少なくとも所定波長における吸光度を記録し、
比較値生成手段により、前記所定波長における吸光度と比較するための比較値を生成し、
劣化度演算手段により、前記受光吸光度記録手段により記録された所定波長における吸光度と、前記比較値生成手段により生成された比較値と、に基づき劣化度合いを演算し、
表示手段により、前記劣化度演算手段により演算された劣化度合いを表示する、
ことを特徴とするコンクリート構造物の劣化検出方法。 A near infrared light source irradiates a concrete structure with near infrared rays,
Using a spectroscope, the near-infrared light reflected from the concrete structure is split into a desired wavelength range,
The near-infrared light separated by the spectroscope is received by the photoreceiver,
Record the absorbance of at least a predetermined wavelength of near-infrared light received by the light receiver by the received light absorbance recording means,
A comparison value generation means generates a comparison value for comparison with the absorbance at the predetermined wavelength,
The deterioration degree calculating means calculates the degree of deterioration based on the absorbance at a predetermined wavelength recorded by the received light absorbance recording means and the comparison value generated by the comparison value generating means,
The display means displays the degree of deterioration calculated by the deterioration degree calculating means.
A method for detecting deterioration of a concrete structure characterized by the above.
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