JP2012002617A - コンクリート内部の鉄筋腐食計測方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 コンクリート内部の鉄筋腐食計測方法は、コンクリートの表面のひずみを計測するひずみ計測工程と、ひずみ計測工程による計測結果に基づいて、コンクリート内部の鉄筋の腐食状態を推測する腐食状態推測工程とを含む。
【選択図】図1
Description
このため、本発明の課題は、コンクリートの破壊や、含水率の調整等をしなくとも、鉄筋の腐食状態を計測可能とすることである。
コンクリートの表面のひずみを計測するひずみ計測工程と、
前記ひずみ計測工程による計測結果に基づいて、前記コンクリート内部の鉄筋の腐食状態を推測する腐食状態推測工程とを含むことを特徴としている。
前記ひずみ計測工程では、前記コンクリートの表面のひずみを光学的に計測していることを特徴としている。
前記ひずみ計測工程では、前記コンクリートの表面に密着若しくは近接させたラインスキャナ装置によって撮像した前記コンクリートの表面の画像を基に、前記ひずみを計測することを特徴としている。
前記ひずみ計測工程の前に、前記コンクリートの表面にひずみ計測時の基準となるマークを予め作成することを特徴としている。
このように、ひずみゲージを用いたひずみの計測にはリスクが大きいのが実状であるが、請求項2記載の発明のように、コンクリートの表面のひずみを光学的に計測するようにすれば、ひずみゲージを用いるリスクを回避でき、コンクリート表面の平面的なひずみを容易に計測することが可能となる。
また、ひずみゲージを用いた場合であるとゲージを貼り付けた範囲のひずみしかデータを取得できないといった問題もあるもあるが、請求項3記載の発明のように、コンクリートの表面に密着若しくは近接させたラインスキャナ装置によって撮像したコンクリートの表面の画像を基にひずみを計測するようにすれば、広範囲にわたって高解像度の画像を取り込むことができ、高精度な計測が可能となる。
また、請求項4記載の発明によれば、ひずみ計測工程の前に、コンクリートの表面にひずみ計測時の基準となるマークが予め作成されているので、そのマークによりひずみの計測が容易に行うことができる。
基台2は、正面視略四角形状に形成されていて、その周囲には遮光板21が配設されている。また、基台2の四隅には、位置決め用ボルト22が取り付けられている。この位置決め用ボルト22は、計測対象であるコンクリートCの表面に取り付けられたボルト受け材(図示省略)に対して係合するようになっている。ボルト受け材は、接着剤等によってコンクリートCの表面に固定されている。
ガイド部54は、駆動部4の動力に基づいてキャリッジ53を走査させるようになっている。
ひずみ計測部61は、CCDラインセンサ51で撮像したコンクリートCの表面の画像を取り込み、この画像から画像解析によりコンクリートCの表面のひずみを計測するものである。なお、画像解析法としては、例えばデジタル画像相関法が挙げられるが、これ以外にも基準画像と、計測用画像との2枚の画像を用いてひずみを計測できる画像解析法であれば如何なる画像解析法を用いることが可能である。
まず、コンクリートCの硬化直後、コンクリートCの表面に対してひずみ計測装置1を設置する。このとき、コンクリートCの表面には、ひずみ計測時の基準となるマークを予め作成しておくことが好ましい。基準マークを形成する手法としては、例えばコンクリートCの表面に基準マークとなる模様(まだら模様等)をスプレー塗料によって作成する手法や、コンクリートCの表面を研磨して骨材を露出させ、その露出部分を基準マークとする手法等が挙げられる。
なお、上記のマークを予め計測しておかなくとも、コンクリートCの表面に元からある傷や凹凸等をひずみ計測時の基準マークとすることも可能である。
設置後、回転盤3を回転させて走査方向の調整を行ってから、駆動部4及びラインスキャナ装置5を駆動して、基準画像を撮像する。撮像時には、ラインスキャナ装置5の光源52を発光させた状態でキャリッジ53が走査するが、このときコンクリートCの表面を反射した光をCCDラインセンサ51が受光することにより当該表面の画像を撮像することになる。撮影された基準画像はコンピュータ6により取り込まれて、当該コンピュータ6内に記憶されている。
そして、コンピュータ6の腐食状態計測部62は、ひずみ計測部61での計測結果を基に、コンクリートC内部の鉄筋の腐食状態を推測する。
そして、本技術を用いると、乾燥収縮ひずみやアルカリ骨材反応などの方向性のないひずみ分布も測定できる。また、温度応力や外力によるひずみ分布等も測定できる。
さらに、コンクリートCの表面に密着若しくは近接させたラインスキャナ装置5によって撮像したコンクリートCの表面の画像を基にひずみを計測しているので、高解像度の画像を取り込むことができるため高精度な計測が可能となる。
また、上記ひずみをキャンセルするために、ラインスキャナ装置5を回転させ、任意の角度の複数のデータを取得することにより、腐食によるひずみ分布を抽出することができる。
例えば、上記実施形態では、CCDラインセンサ51によってコンクリートCの表面のひずみを計測する場合を例示して説明したが、コンクリートCの表面のひずみを計測できるのであれば如何なる方法を用いることが可能である。例えば、光学的にひずみを計測するのであれば、カメラによりコンクリートCの表面を撮影して、その撮影画像を基にひずみを計測することもできる。また、物理的に計測する場合には、例えばひずみゲージ法を用いることも可能である。
ここで、試供体100を用いて、実際発生したひび割れとひずみの関係について説明する。図4は試供体100の概略構成を示す説明図であり、(a)は鉄筋101の径方向に沿った切断面から見た断面図、(b)は鉄筋101の長手方向に沿った切断面から見た断面図である。
図4に示すように、試供体100は、240mm(高さ)×470mm(長さ)×370mm(幅)の直方体形状となるようにコンクリートにより形成されている。コンクリートの呼び強度は24N/mm2である。この試供体100の一面をひずみ計測用の表面103とする。試供体100の表面103から20mmの地点であって、両端面から90mm離れたところには鉄筋101が埋め込まれている。この鉄筋は直径Dが32mmであり、長さが290mmである。なお、鉄筋101は埋め込む前に予め錆を除去している。そして、試供体100は、表面103側を除いてシリコンシーラントにより被覆されている。この試供体100に腐食促進方法としての電食法を施す。具体的には、3%塩化ナトリウム水溶液に試供体100を浸漬し、0.2A〜0.5Aの直流電流を鉄筋101に通電した。そして、電食開始から6時間後、18時間後、30時間後、42時間後、54時間後に上述したひずみ計測装置1を用いて試供体100の表面103のひずみを計測した。
これら図5〜図9を見ると、電食が進行するにつれて徐々に引っ張りひずみの大きい領域が鉄筋101に沿って広がっていくのがわかる。ここで、電食開始54時間後には、図10に示しように試供体100の表面103にひび割れ104が発生したことがわかる。このひび割れ104を54時間後のひずみ計測結果に重ねると、図11に示すように、引っ張りひずみが大きい領域に沿ってひび割れ104が発生したことがわかる。また、図12に示すように電食開始からの経過時間が長くなればなるほど鉄筋101の腐食量も増加していることもわかる。
2 基台
3 回転盤
4 駆動部
5 ラインスキャナ装置
6 コンピュータ
21 遮光板
22 位置決め用ボルト
51 CCDラインセンサ
52 光源
53 キャリッジ
54 ガイド部
61 ひずみ計測部
62 腐食状態計測部
100 試供体
101 鉄筋
C コンクリート
Claims (4)
- コンクリートの表面のひずみを計測するひずみ計測工程と、
前記ひずみ計測工程による計測結果に基づいて、前記コンクリート内部の鉄筋の腐食状態を推測する腐食状態推測工程とを含むことを特徴とするコンクリート内部の鉄筋腐食計測方法。 - 請求項1に記載のコンクリート内部の鉄筋腐食計測方法において、
前記ひずみ計測工程では、前記コンクリートの表面のひずみを光学的に計測していることを特徴とするコンクリート内部の鉄筋腐食計測方法。 - 請求項2に記載のコンクリート内部の鉄筋腐食計測方法において、
前記ひずみ計測工程では、前記コンクリートの表面に密着若しくは近接させたラインスキャナ装置によって撮像した前記コンクリートの表面の画像を基に、前記ひずみを計測することを特徴とするコンクリート内部の鉄筋腐食計測方法。 - 請求項2又は3記載のコンクリート内部の鉄筋腐食計測方法において、
前記ひずみ計測工程の前に、前記コンクリートの表面にひずみ計測時の基準となるマークを予め作成することを特徴とするコンクリート内部の鉄筋腐食計測方法。
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