JP2012137414A - Method for measuring corrosion state of steel material - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート中に埋設された鋼材の腐食状態を照合電極で測定する鋼材の腐食状態測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the corrosion state of a steel material in which the corrosion state of the steel material embedded in concrete is measured with a reference electrode.
コンクリート中に鉄筋などの鋼材が埋め込まれたコンクリート構造物においては、前記鋼材が腐食などで劣化すると、構造物全体の耐久性が低下する。
このような鋼材の腐食を防止するために、コンクリート構造物に陽極を設置し、この陽極と鋼材間に防食電流を流して、鋼材の電位を腐食反応が停止する電位に維持する電気防食が行なわれている。
In a concrete structure in which a steel material such as a reinforcing bar is embedded in concrete, when the steel material is deteriorated due to corrosion or the like, the durability of the entire structure is lowered.
In order to prevent such corrosion of steel materials, an anode is installed in the concrete structure, and an anticorrosion is performed to maintain the potential of the steel material at a potential at which the corrosion reaction stops by passing an anticorrosive current between the anode and the steel material. It is.
電気防食を効果的に行なうためには、鋼材の腐食状態をモニタリングしてどの程度の防食電流を流すかを決定する必要がある。
そこで、コンクリート構造物に照合電極を設置して、この照合電極で鋼材の電位を測定して鋼材の腐食状態をモニタリングする方法が知られている。
照合電極としては、従来から、前記鋼材付近のコンクリート中に埋め込んで設置する埋め込み式の照合電極が多く用いられている（特許文献１）。
In order to effectively perform the anticorrosion, it is necessary to monitor the corrosion state of the steel material and determine how much of the anticorrosion current flows.
Therefore, a method is known in which a verification electrode is installed in a concrete structure, and the potential of the steel material is measured with the verification electrode to monitor the corrosion state of the steel material.
Conventionally, as a reference electrode, an embedded type check electrode that is embedded and installed in concrete near the steel material has been widely used (Patent Document 1).
埋め込み式の照合電極は、通常、ケーシング内に電極本体と電解質溶液とが収納されており、前記ケーシングの先端部に、内部の電解質溶液と接触しているスポンジや多孔質材が取り付けられ、前記先端部を介してケーシング内の電解質溶液がコンクリートと接触するように形成されている。 The embedded collating electrode normally contains an electrode body and an electrolyte solution in a casing, and a sponge or porous material that is in contact with the electrolyte solution inside is attached to the tip of the casing. The electrolyte solution in the casing is formed in contact with the concrete via the tip.
前記のような埋め込み照合電極は、長期間使用していくと、前記先端部から少しずつ内部の電解質溶液がコンクリート中に滲出していき、電極内の電解質溶液の容量が低下していく。
そのため、照合電極としての安定性も低下していき、基準電極として使用できなくなるという問題がある。
When the embedded verification electrode as described above is used for a long period of time, the electrolyte solution in the inside gradually oozes out from the tip portion into the concrete, and the capacity of the electrolyte solution in the electrode decreases.
For this reason, the stability as a reference electrode also decreases, and there is a problem that it cannot be used as a reference electrode.
照合電極内の電解質の容量低下を抑制するための手段としては、例えば、特許文献１に記載されているような手段がある。
特許文献１には、土壌あるいは水中に埋設した照合電極のケーシングに電解質溶液を供給する供給管を接続し、この供給管を通して外部から電解質溶液を補給しながら使用することが記載されている。
As a means for suppressing a decrease in the electrolyte capacity in the reference electrode, for example, there is a means as described in
しかし、コンクリート構造物においては、構造物の下面側のコンクリート表面付近に前記照合電極を埋設することが多く、このような下面側に前記のような供給管を設けた場合には供給管の開口が下向きになり液体を供給することが困難である。
また、コンクリート構造物では、複数の照合電極を設置することが多く、複数の照合電極に対して供給管もそれぞれ設置しなければならず、設置作業が煩雑であり実用的ではない。
よって、コンクリート中に埋設されている照合電極において、前記のような電解質溶液の供給管を設置することは現実的には困難である。
However, in a concrete structure, the reference electrode is often embedded in the vicinity of the concrete surface on the lower surface side of the structure, and when such a supply pipe is provided on the lower surface side, the supply pipe is opened. It is difficult to feed the liquid downward.
Also, in concrete structures, a plurality of verification electrodes are often installed, and supply pipes must be installed for the plurality of verification electrodes, respectively. The installation work is complicated and not practical.
Therefore, it is practically difficult to install the electrolyte solution supply pipe as described above in the reference electrode embedded in the concrete.
そこで、本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、コンクリート中に埋設された照合電極を長期間安定して使用することができる鋼材の腐食状態測定方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and provides a method for measuring the corrosion state of a steel material that can stably use a reference electrode embedded in concrete for a long period of time. The issue is to provide.
前記課題を解決するための手段として、電解質溶液が内部に充填された照合電極を、鋼材が内部に埋設されているコンクリートに設置し、前記鋼材の腐食状態を前記照合電極で測定する鋼材の腐食状態測定方法において、前記コンクリートの表面に液体を供給し、前記液体を前記照合電極周りのコンクリートに浸透させることを特徴としている。 As a means for solving the above-mentioned problems, a collation electrode filled with an electrolyte solution is installed in concrete in which a steel material is buried, and the corrosion of the steel material in which the corrosion state of the steel material is measured by the collation electrode. In the state measurement method, a liquid is supplied to the concrete surface, and the liquid is allowed to permeate the concrete around the reference electrode.
前記のようにコンクリート表面から液体を供給して、コンクリート内部にまで前記液体を浸透させながら照合電極を使用することで、照合電極内部の内部から電解質溶液がコンクリートへ滲出する速度を低下させることができる。 By supplying a liquid from the concrete surface as described above and using the reference electrode while allowing the liquid to penetrate into the concrete, the rate at which the electrolyte solution exudes from the inside of the reference electrode to the concrete can be reduced. it can.
また、前記照合電極周りとは、少なくとも照合電極と接している周囲のコンクリート部分をいう。 Moreover, the circumference | surroundings of the said collation electrode mean the surrounding concrete part which is in contact with the collation electrode at least.
本発明では、前記液体が内部に充填され且つ前記液体を排出する排出口を備えた液体供給器具を、前記コンクリートの表面に取り付け、前記液体供給器具内の前記液体を、加圧しながら前記排出口から排出させて、前記コンクリートの内部に供給することが好ましい。 In the present invention, a liquid supply device that is filled with the liquid and has a discharge port for discharging the liquid is attached to the surface of the concrete, and the discharge port is pressurized while pressurizing the liquid in the liquid supply device. It is preferable to be discharged from the inside and supplied to the inside of the concrete.
前記のような液体供給器具をコンクリートの表面に取り付け、液体を加圧しながらコンクリート内部へ供給することで、コンクリート内部へ液体が浸透しやすくなる。
特に、高温時あるいは乾燥時などコンクリート表面から液体が蒸発しやすい場合や、コンクリート表面が構造物の下面や側面に位置してコンクリート表面に供給した液体が流れ落ちやすい場合でも、確実に照合電極の埋め込まれているコンクリート内部にまで液体を浸透させることができる。
By attaching the liquid supply device as described above to the concrete surface and supplying the liquid to the inside of the concrete while pressurizing the liquid, the liquid easily penetrates into the concrete.
In particular, if the liquid tends to evaporate from the concrete surface, such as when it is hot or dry, or if the concrete surface is located on the bottom or side of the structure and the liquid supplied to the concrete surface is likely to flow down, the reference electrode is securely embedded. Liquid can penetrate into the concrete inside.
本発明では、前記液体が、電解質溶液であることが好ましい。 In the present invention, the liquid is preferably an electrolyte solution.
電解質溶液を供給することで、特に照合電極内部の電解質溶液が周囲に溶出しにくくなる。 By supplying the electrolyte solution, the electrolyte solution inside the reference electrode is particularly difficult to elute to the surroundings.
本発明によれば、コンクリート中に埋設された照合電極を長期間安定して使用することができる。 According to the present invention, the verification electrode embedded in concrete can be used stably for a long period of time.
以下、本発明に係る実施形態について説明する。
まず、本実施形態の鋼材の腐食状態測定方法で用いる設備について図１に基づいて説明する。
本実施形態で用いる照合電極１は、図１に示すように、コンクリート２内に埋設されている。
前記照合電極１は、内部に電解質溶液としての水酸化カルシウム溶液と鉛電極本体とが収納されたケーシングと、前記ケーシングの一方の先端部に露出しており且つケーシング内部の電解質溶液と接液しているスポンジ状の検知部１ａと、一端側が前記鉛電極本体と接続され他端側がケーシングの後端部から外部へ延出しているリード線１ｂとを備えている。
Embodiments according to the present invention will be described below.
First, the equipment used in the method for measuring the corrosion state of a steel material according to this embodiment will be described with reference to FIG.
The
The
前記リード線１ｂはコンクリート構造物外部に設置された電圧計（図示せず）のマイナス端子と接続されている。
The
前記コンクリート２の内部には、鉄筋などの鋼材３が埋設されている。
前記鋼材３にはリード線が接続されており、前記リード線はコンクリート２の外部に突出されて前記電圧計のプラス端子と接続する（図示せず）。
A
A lead wire is connected to the
前記照合電極１の直上のコンクリート表面２には、液体供給器具４が取り付けられている。
A liquid supply device 4 is attached to the
前記液体供給器具４は、円板形の底面部５と前記底面部５上面に取り付けられたゴム製の上面部６とに囲まれた液体収納部４ａと、前記液体収納部４ａ内に液体を充填する管状の充填口４ｂとを備えている。
前記液体収納部４ａに液体が充填されると、前記上面部６のゴムが伸長してドーム状に膨らむことで、前記底面部５と上面部６の間に液体が収納される。
前記底面部５には液体をコンクリート２表面へ供給するスリット状の排出口（図示せず）が設けられている。
The liquid supply device 4 includes a
When the
The bottom surface portion 5 is provided with a slit-like discharge port (not shown) for supplying liquid to the surface of the
前記液体供給器具４は、前記底面部５が前記コンクリート表面上に液密になるように密着して、コンクリート表面にエポキシ樹脂製の接着剤などを用いて取り付けられている。
前記液体供給器具４は、前記底面部５が液密にコンクリート表面に取り付けられていることから、前記液体収納部４ａ内の液体に圧が加わると前記排出口から液体が側方へ漏出することなく、液体はコンクリート内部へ供給される。
The liquid supply instrument 4 is attached to the concrete surface using an adhesive made of epoxy resin, etc., so that the bottom surface portion 5 is in close contact with the concrete surface so as to be liquid-tight.
In the liquid supply device 4, since the bottom surface portion 5 is attached to the concrete surface in a liquid-tight manner, when pressure is applied to the liquid in the
次ぎに、前記液体供給器具４を用いてコンクリート２表面に液体を供給する方法について説明する。
まず、前記液体供給器具４の液体収納部４ａに充填口４ｂから液体を充填する。
この際、前記液体収納部４ａ内に圧がかかるように、上面部６を十分に膨らませるように液体を充填する。
Next, a method for supplying a liquid to the
First, the
At this time, the liquid is filled so that the upper surface portion 6 is sufficiently expanded so that pressure is applied to the
前記液体としては、水酸化カルシウム、塩化カリウム、水酸化ナトリウムなどの電解質溶液または水などを用いることができる。
電解質溶液を用いる場合には、飽和溶液など高濃度の溶液を用いることが好ましい。
前記照合電極内の電解質溶液としても、飽和溶液を使用していることが多く、飽和電解質溶液を液体として用いることにより照合電極からの電解質溶液の滲出を効果的に抑制できるためである。
As the liquid, an electrolyte solution such as calcium hydroxide, potassium chloride, or sodium hydroxide, or water can be used.
When an electrolyte solution is used, it is preferable to use a high concentration solution such as a saturated solution.
This is because a saturated solution is often used as the electrolyte solution in the verification electrode, and leaching of the electrolyte solution from the verification electrode can be effectively suppressed by using the saturated electrolyte solution as a liquid.
前記電解質溶液を用いると、より照合電極内の電解質溶液がコンクリート中に滲出する速度を抑制できるため好ましい。
前記電解質溶液の中でも、照合電極内の電解質溶液と同種のものを用いることが、液体の滲出を特に効果的に抑制できるため好ましい。
Use of the electrolyte solution is preferable because the rate at which the electrolyte solution in the reference electrode exudes into the concrete can be further suppressed.
Among the electrolyte solutions, it is preferable to use the same type as the electrolyte solution in the reference electrode because the liquid leaching can be particularly effectively suppressed.
前記底面５にはスリット状の排出口が設けられているため、液体に対するゴムの圧力が一定以上になると、スリット状の切れ目が開口し、該開口した排出口から液体がコンクリート内部に供給される。 Since the bottom surface 5 is provided with a slit-shaped discharge port, when the pressure of the rubber against the liquid exceeds a certain level, a slit-shaped cut opens, and the liquid is supplied into the concrete from the opened discharge port. .
前記液体供給器具４内部の液体にかかるゴム圧は、排出口から排出される前記液体が、例えば、最大で０．１ＭＰａ〜２０ＭＰａ、好ましくは１ＭＰａ以下程度の圧力で排出される程度になるように調整されることが好ましい。 The rubber pressure applied to the liquid inside the liquid supply device 4 is such that the liquid discharged from the discharge port is discharged at a pressure of about 0.1 MPa to 20 MPa, preferably about 1 MPa or less at maximum. It is preferable to adjust.
前記排出口から排出される圧力が前記範囲であれば、液体を、ある程度の期間にわたって徐々にコンクリート内部に供給することができ、且つ供給された液体がコンクリートの内部まで確実に染込み、照合電極１の周囲を湿潤状態に保つことができる。
また、例えば、コンクリート表面が、コンクリート構造物の下面、側面などのように表面に液体を供給しても流れおちやすい面であっても、前記範囲の圧力で液体を供給することで確実にコンクリート内部まで液体を浸透させることができる。
If the pressure discharged from the discharge port is in the above range, the liquid can be gradually supplied into the concrete over a certain period of time, and the supplied liquid can be surely soaked into the concrete, and the
In addition, for example, even if the concrete surface is a surface that is easy to flow even if liquid is supplied to the surface, such as the lower surface or the side surface of a concrete structure, the liquid can be reliably supplied by supplying the liquid with the pressure in the above range. Liquid can penetrate into the interior.
さらに、コンクリート構造物が高温や低湿度環境にある場合には、コンクリート表面から液体が蒸発しやすくなるが、このような条件でも、前記のような圧をかけて液体をコンクリート内部に供給することで、確実にコンクリート内部へ液体を浸透させることができる。 Furthermore, when the concrete structure is in a high-temperature or low-humidity environment, the liquid easily evaporates from the concrete surface. Even under such conditions, the liquid is supplied to the concrete under the pressure as described above. Thus, the liquid can surely penetrate into the concrete.
また、前記排出口から排出される液体の圧力は、前記液体収納部４ａ内の液量が減っていくと低下するので、少なくとも前記液体収納部４ａに所定の最大液量を充填した時に前記圧力で液体が排出されるように、排出口の大きさ、およびゴム圧などの液体収納部４ａにかける圧力の大きさを適宜調整することが好ましい。
Further, since the pressure of the liquid discharged from the discharge port decreases as the liquid amount in the
前記液体供給器具４の液体収納部４ａ内の液体が消費されたときには、適宜、前記充填口４ｂから液体を充填することで、常にコンクリート内部へ液体を供給することができる。
When the liquid in the
前記のようにコンクリートの内部に液体を供給すると、液体は浸透していき、前記照合電極１の周りにまで液体が到達する。
ある程度の量の液体がコンクリート内に浸透することで、前記照合電極１周りのコンクリートは湿潤状態になる。
When the liquid is supplied into the concrete as described above, the liquid permeates and reaches the periphery of the
When a certain amount of liquid permeates into the concrete, the concrete around the
前記検知部１ａは前記のようにスポンジなどから形成されていることから、前記照合電極１内の電解質溶液と、コンクリート中に含まれる電解質とが、前記検知部１ａを介して接触する。
この時、前記検知部１ａの周囲のコンクリートが乾燥している状態であると、前記検知部１ａからは照合電極１内の電解質溶液が急速に滲出していく。
本発明では、前記のように照合電極１周りのコンクリートを湿潤状態にすることで、前記検知部１ａから電極内の電解質溶液が溶出する速度を低下させることができ、照合電極１内の電解質溶液の量を長期間一定に保つことができる。
よって、照合電極を長期間使用することができる。
Since the detection unit 1a is formed of sponge or the like as described above, the electrolyte solution in the
At this time, when the concrete around the detection unit 1a is in a dry state, the electrolyte solution in the
In the present invention, the concrete around the
Therefore, the verification electrode can be used for a long time.
尚、前記実施形態では、前記液体供給器具４として、ゴムの圧力によって内部の液体に圧力をかけて排出口から液体を排出するものを使用したが、液体供給器具４としてはこれに限定されるものではない。
例えば、図２に示すような、筒体１１の内部に液体が充填され、この液体をピストン１２で押し出す注射器状の注入器具であってもよい。
この場合、充填された液体をゆっくり押出すような力をピストン１２にかけるために、ゴムひも１３をピストン１２に取り付け、ゴムひも１３の収縮性でピストン１２を移動させ、ピストン圧で内部の液体を排出口１４から排出しつつ、コンクリート内部に供給してもよい。
In the above embodiment, the liquid supply device 4 is a device that discharges liquid from the discharge port by applying pressure to the internal liquid by the pressure of rubber. However, the liquid supply device 4 is not limited to this. It is not a thing.
For example, as shown in FIG. 2, a syringe-like injection device in which a liquid is filled in the
In this case, in order to apply a force that slowly extrudes the filled liquid to the
本発明で用いられる液体供給器具としては、ある程度の時間に亘って継続して、ある程度の圧力を内部の液体にかけることで、液体をコンクリート表面に供給できる手段であれば特に限定されるものではない。
例えば、コンクリート構造物のひび割れ補修に用いるひび割れ注入材用の注入器具などを用いてもよい。
The liquid supply device used in the present invention is not particularly limited as long as it is a means capable of supplying a liquid to the concrete surface by applying a certain pressure to the internal liquid continuously for a certain time. Absent.
For example, an injection device for a crack injection material used for repairing a crack in a concrete structure may be used.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
（コンクリート供試体）
長さ４００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ１００ｍｍのコンクリート供試体を４つ準備した。各供試体には、コンクリートの略中央にあたる位置に、照合電極（商品名ＰｂＭ−５型、日本防蝕工業株式会社製、使用電解質溶液：水酸化カルシウム）を埋設した。
この時の照合電極の検知部の表面からの深さは約５０ｍｍであった。
(Concrete specimen)
Four concrete specimens having a length of 400 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 100 mm were prepared. In each specimen, a reference electrode (trade name: PbM-5 type, manufactured by Nippon Corrosion Industrial Co., Ltd., used electrolyte solution: calcium hydroxide) was embedded at a position corresponding to the approximate center of the concrete.
The depth from the surface of the detection part of the collation electrode at this time was about 50 mm.
（液体供給器具）
液体供給器具として、図１に示すドーム形状のひび割れ材注入用の器具（商品名：スクイズプレートＤ−５２Ｓ、アサヒボンド工業株式会社製）を使用した。
前記液体供給器具の液体収納部に充填する液体として、飽和水酸化カルシウム水溶液（実施例１）、飽和塩化カリウム水溶液（実施例２）、水道水（実施例３）を準備した。
尚、各液体は一回の充填時当り３０ｇ充填するが、この量の液体を充填した時の、前記液体供給器具のスリットから排出される液体の圧力は０．２〜０．９ＭＰａである。
(Liquid supply equipment)
As the liquid supply device, a dome-shaped crack material injection device (trade name: squeeze plate D-52S, manufactured by Asahi Bond Industry Co., Ltd.) shown in FIG. 1 was used.
A saturated calcium hydroxide aqueous solution (Example 1), a saturated potassium chloride aqueous solution (Example 2), and tap water (Example 3) were prepared as liquids to be filled in the liquid storage portion of the liquid supply device.
Each liquid is filled with 30 g per one filling time, and the pressure of the liquid discharged from the slit of the liquid supply device when this amount of liquid is filled is 0.2 to 0.9 MPa.
前記コンクリート供試体のうちの、３つのコンクリート供試体を実施例用として、表面に前記液体供給器具をエポキシ樹脂製接着剤（商品名：クイックメンダー、コニシボンド株式会社製）を用いて設置した。
前記液体供給器具を設置しないコンクリート供試体を比較例とした。
Of the concrete specimens, three concrete specimens were used for the examples, and the liquid supply device was installed on the surface using an epoxy resin adhesive (trade name: Quick Mender, manufactured by Konishi Bond Co., Ltd.).
A concrete specimen without the liquid feeder was used as a comparative example.
（照合電極の電位の測定）
まず、各コンクリート供試体の表面に、測定用の照合電極を設置し、内部に埋め込んだ照合電極との電位差を電圧計（商品名：７３４−０１、横河メータ＆インスツルメンツ株式会社製）を用いて測定した。
次ぎに、各コンクリート供試体の表面の照合電極を取り外し、各コンクリート供試体を４０℃の乾燥炉に入れて保管した。
(Measurement of reference electrode potential)
First, a reference electrode for measurement is installed on the surface of each concrete specimen, and a voltmeter (trade name: 734-01, manufactured by Yokogawa Meter & Instruments Co., Ltd.) is used to determine the potential difference from the reference electrode embedded inside. Measured.
Next, the reference electrode on the surface of each concrete specimen was removed, and each concrete specimen was stored in a 40 ° C. drying furnace.
各実施例の液体供給器具には、乾燥炉に入れる直前にそれぞれ３種類の液体を、３０ｇずつ充填し、その後、目視にて完全に前記液体供給器具内の液体が消費されたと判断されたタイミングで同量の液体を充填した。
各コンクリート供試体は、１ヶ月後、３ヶ月後、６ヶ月後に、前記乾燥炉から取り出し、再び各コンクリート供試体の表面に測定用の照合電極を設置し、埋め込んだ照合電極との電位差を測定した。
尚、測定した環境は、温度２０℃、湿度８０％の室内であり、測定終了後は４０℃に保たれた前記乾燥炉に戻した。
結果を表１に示す。
The liquid supply device of each example was filled with 30 g each of three types of liquid immediately before entering the drying furnace, and then the timing when it was determined that the liquid in the liquid supply device was completely consumed visually. Were filled with the same amount of liquid.
Each concrete specimen is taken out of the drying furnace after one month, three months, and six months, and a reference electrode for measurement is again installed on the surface of each concrete specimen, and the potential difference from the embedded reference electrode is measured. did.
The measured environment was a room with a temperature of 20 ° C. and a humidity of 80%, and the measurement was returned to the drying furnace maintained at 40 ° C.
The results are shown in Table 1.
表１に示すように、各実施例では、比較例に比べて、乾燥した状態で長期間放置してもコンクリート表面に設置した照合電極（内部の電解質溶液が減少していない電極）と、コンクリート内部に埋設した照合電極との電位差が少ないことが明かである。
すなわち、コンクリート内部に埋設した照合電極の性能は低下していないことがわかる。
As shown in Table 1, in each example, compared to the comparative example, a reference electrode (an electrode in which the internal electrolyte solution does not decrease) installed on the concrete surface even when left in a dry state for a long time, and concrete It is clear that there is little potential difference with the reference electrode embedded inside.
That is, it can be seen that the performance of the reference electrode embedded in the concrete has not deteriorated.
１：照合電極、
２：コンクリート、
３：鋼材、
４：液体供給器具。
1: Reference electrode,
2: Concrete,
3: Steel,
4: Liquid supply device.
Claims (3)
前記コンクリートの表面に液体を供給し、前記液体を前記照合電極周りのコンクリートに浸透させることを特徴とする鋼材の腐食状態測定方法。 In the method of measuring the corrosion state of the steel material, the collating electrode filled with the electrolyte solution is installed in the concrete in which the steel material is buried, and the corrosion state of the steel material is measured with the collating electrode.
A method for measuring a corrosion state of a steel material, wherein a liquid is supplied to a surface of the concrete and the liquid is allowed to permeate into the concrete around the reference electrode.
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