JP2016024038A - コンクリート構造物における鋼材の腐食箇所特定方法および腐食箇所特定のための電位差測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼材が埋設されたコンクリート構造物における鋼材の腐食箇所を効率よく特定する方法を提供する。【解決手段】腐食箇所特定方法は、電位差測定装置１を用いて、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１３の腐食箇所を特定する方法であって、電位差測定装置１が、コンクリート構造物１１の表面に接触する基準電極２および照合電極３と、基準電極２が接触する基準表面１４および照合電極３が接触する照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位の差を計測する電位差計５とを備え、照合電極３が、コンクリート構造物１１の表面と接触する接触面が、コンクリート構造物１１に離間して埋設された複数の鋼材１３にまたがる大きさになるように形成され、コンクリート構造物１１のうち、照合表面１５における自然電位が、基準表面１４における自然電位よりも低い低電位大領域を特定することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート構造物における鋼材の腐食箇所特定方法および腐食箇所特定のための電位差測定装置に関する。より詳細には、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食箇所を効率よく特定する方法およびそのための装置に関する。

鉄筋コンクリートなど、鋼材が埋設されたコンクリート構造物においては、経年劣化による鋼材の腐食が問題となっている。コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状況を調査する方法としては、たとえば特許文献１に、２箇所のコンクリート中の鋼材の自然電位の差を測定することにより鋼材の腐食箇所を検出する方法が開示されている。特許文献１に開示された腐食検出方法では、図８（ａ）に示されるように、電極を備えた２つの本検出端１０１ａ、１０１ｂを一定の間隔でコンクリート１０３表面に接触させ、電位測定装置１００により、２箇所のコンクリート１０３中の鋼材１０２の自然電位の差が測定される。そして、図８（ａ）および図８（ｂ）に示されるように、一方の本検出端１０１ｂを移動させて順次コンクリート表面に接触させて自然電位の差を測定することで、他方の本検出端１０１ａにおける自然電位に対して相対的に低い自然電位が検出される箇所が探し出され、鋼材の腐食箇所が特定される。

特開平１０−２２１２９２号公報

しかし、特許文献１に開示された腐食検出方法では、図８（ａ）および図８（ｂ）に示されるように、埋設されているすべての鋼材１０２の１本１本に対して、鋼材１０２の全領域にわたって本検出端１０１ｂを移動させて電位差を測定する必要がある。したがって、たとえば橋梁などの巨大構造物に用いられるコンクリート構造物の鋼材の腐食状況を調査する場合には、非常に多くの測定点を測定しなければならず、莫大な労力と時間が費やされるという問題がある。

本発明は、かかる問題に鑑みなされたもので、鋼材が埋設されたコンクリート構造物における鋼材の腐食箇所を効率よく特定する方法およびそのための装置を提供する。

本発明の腐食箇所特定方法は、電位差測定装置を用いて、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食箇所を特定する腐食箇所特定方法であって、前記電位差測定装置が、前記コンクリート構造物の表面に接触する基準電極と、前記コンクリート構造物の表面に接触する照合電極と、前記基準電極および前記照合電極が接続され、前記基準電極が接触する基準表面および前記照合電極が接触する照合表面における前記コンクリート構造物中の前記鋼材の自然電位の差を計測する電位差計とを備え、前記照合電極が、前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面が、前記コンクリート構造物に離間して埋設された複数の鋼材にまたがる大きさになるように形成され、前記基準電極を基準表面上に配置する工程、前記照合電極を照合表面上に配置する工程、および前記電位差計により、前記照合電極が接触する照合表面における自然電位と、前記基準電極が接触する基準表面における自然電位との間の電位差を計測する工程を備え、前記照合電極を前記コンクリート構造物に沿って移動させ、複数の箇所で照合表面および基準表面の間の自然電位の差を計測し、前記コンクリート構造物のうち、前記照合表面における自然電位が、前記基準表面における自然電位よりも低い低電位大領域を特定することを特徴とする。

また、本発明の腐食箇所特定方法は、前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積が、前記照合電極が前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積よりも小さい小領域照合電極をさらに有し、前記コンクリート構造物のうち前記低電位大領域であることが特定された領域内において、前記小領域照合電極を配置する工程をさらに備え、前記低電位大領域であることが特定された領域内で、前記小領域照合電極を移動させ、複数の箇所で、前記基準表面との間の自然電位の差を計測し、前記低電位大領域のうち、前記小領域照合電極が接触する照合表面における自然電位が、前記基準電極が接触する基準表面における自然電位よりも低い低電位小領域を特定することが好ましい。

また、本発明の腐食箇所特定方法は、前記基準電極および前記照合電極が湿潤パッドを備えることが好ましい。

また、本発明の腐食箇所特定方法は、前記電位差計の一方の端子に前記鋼材を接続して、前記電位差計の他方の端子に前記基準電極または前記照合電極を接続して、前記照合表面における前記コンクリート構造物中の鋼材の自然電位を得る工程をさらに備えることが好ましい。

本発明の電位差測定装置は、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食箇所を特定するために用いられる電位差測定装置であって、前記電位差測定装置が、前記コンクリート構造物の表面に接触する基準電極と、前記コンクリート構造物の表面に接触する照合電極と、前記基準電極および前記照合電極が接続され、前記基準電極が接触する基準表面および前記照合電極が接触する照合表面における前記コンクリート構造物中の前記鋼材の自然電位の差を計測する電位差計とを備え、前記照合電極が、前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面が、前記コンクリート構造物に離間して埋設された複数の鋼材にまたがる大きさになるように形成され、前記照合電極を前記コンクリート構造物に沿って移動させ、複数の箇所で照合表面および基準表面の間の自然電位の差を計測することにより、前記コンクリート構造物のうち、前記照合表面における自然電位が、前記基準表面における自然電位よりも低い低電位大領域を特定することが可能であることを特徴とする。

また、本発明の電位差測定装置は、前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積が、前記照合電極が前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積よりも小さい小領域照合電極をさらに有し、前記低電位大領域であることが特定された領域内で、前記小領域照合電極を移動させ、複数の箇所で、前記基準表面との間の自然電位の差を計測し、前記低電位大領域のうち、前記小領域照合電極が接触する照合表面における自然電位が、前記基準電極が接触する基準表面における自然電位よりも低い低電位小領域を特定することが可能であることが好ましい。

また、本発明の電位差測定装置は、前記基準電極および前記照合電極が湿潤パッドを備えることが好ましい。

本発明によれば、鋼材が埋設されたコンクリート構造物における鋼材の腐食箇所を効率よく特定する方法およびそのための装置を提供することができる。

本発明の腐食箇所特定方法で用いられる電位差測定装置の一実施形態を模式的に示す斜視図である。 本発明の腐食箇所特定方法における、低電位大領域を特定する工程の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の腐食箇所特定方法における、低電位小領域を特定する工程の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の腐食箇所特定方法における、コンクリート構造物中の鋼材の自然電位を得る工程の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の腐食箇所特定方法における、低電位大領域を特定する工程の一実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、基準電極が基準表面に接触された状態を示しており、（ｂ）は、基準電極および大領域照合電極が基準表面および照合表面に接触された状態を示しており、（ｃ）は、大領域照合電極の接触する位置が順次変更されている状態を示しており、（ｄ）は、最終的に特定された低電位大領域表面を示している。 本発明の腐食箇所特定方法における、低電位小領域を特定する工程の一実施形態を示す模式図であり、（ａ）は、基準電極が基準表面に接触され、小領域照合電極が低電位大領域の中の照合表面に接触された状態を示しており、（ｂ）は、小領域照合電極の接触する位置が低電位大領域の中で順次変更されている状態を示しており、（ｃ）は、最終的に特定された低電位小領域表面を示している。 本発明の腐食箇所特定方法における、コンクリート構造物中の鋼材の自然電位を得る工程の一実施形態を示す模式図である。 （ａ）は、従来の腐食検出方法に用いられる鋼材腐食測定装置を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、従来の腐食検出方法に用いられる鋼材腐食測定装置を模式的に示す平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の腐食箇所特定方法を説明する。

本発明の腐食箇所特定方法は、電位差測定装置を用いて、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食箇所を特定する方法である。本発明の腐食箇所特定方法の適用の対象となるコンクリート構造物１１は、図１に示されるように、コンクリート１２中に鋼材１３が埋設された構造物である。適用されるコンクリート構造物としては、鋼材が埋設された構造物であれば、特に限定されないが、たとえば、河川や海上に架け渡される橋の橋梁や、高速道路等の橋脚、ダムなどの巨大な土木構造物、ビルなどの建築物があげられる。また、コンクリート１２中に埋設された鋼材１３としては、図１に示される本実施形態では、主筋１３ａおよびあばら筋１３ｂを含む鉄筋１３が用いられているが、その配筋方法は構造物に応じて適宜変更が可能であり、本実施形態で示した配筋以外の構造物に本発明の腐食箇所特定方法を適用することができる。また、本発明の腐食箇所特定方法が適用可能な鋼材は、たとえば、鉄や鉄を含む合金製の鋼材があげられるが、後述する電位差測定装置により、電位差を計測することができる材料であれば、いかなる鋼材であってもよい。また、コンクリート中に埋設される鋼材としては、鉄筋１３の他、鉄骨や鋼管などであってもよい。以下、本発明の腐食箇所特定方法を、セメントにより結合されたコンクリート１２中に鉄筋１３が埋設されたコンクリート構造物１１に適用した例をもとに説明する。なお、以下に示す実施形態では、水平方向に延びるコンクリート梁を例にあげて説明するが、本発明は、垂直方向に延びるコンクリート構造物等、他の構造にも適用が可能である。

＜電位差測定装置＞
本発明の腐食箇所特定方法で用いられる電位差測定装置１は、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１３の腐食箇所を特定するために用いられ、コンクリート構造物１１の表面から、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１３の異なる領域の自然電位の差を測定する装置である。電位差測定装置１は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１の表面に接触する基準電極２および照合電極３、４と、基準電極２が接触する基準表面１４および照合電極３、４が接触する照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位の差を計測する電位差計５とを備えている。この電位差測定装置１によれば、基準表面１４におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位と、照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位との間の電位差が電位差計５により計測される。ここで、鋼材の自然電位とは、コンクリート構造物中の鋼材の腐食状況を推定するために用いられる自然電位測定方法により測定される電位のことである。基準表面１４における自然電位より照合表面１５における自然電位が低ければ、照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３が腐食している可能性があると判断される。そして、その自然電位の差が大きければ大きいほど、鋼材１３が腐食している可能性が高いと判断される。

＜電位差計＞
電位差計５は、基準電極２と照合電極３または基準電極２と照合電極４との間の電位差を計測する。電位差計５は、図１に示されるように、プラス側およびマイナス側の少なくとも２つの端子を有している。電位差計５の一方の端子は、リード線などの導線６を介して基準電極２に電気的に接続されている。電位差計５の他方の端子は、リード線などの導線６を介して照合電極３、４に電気的に接続されている。ここで用いられる電位差計５は、一方の端子をコンクリート構造物中の鋼材に接続し、他方の端子をコンクリート構造物の表面に接触した電極に接続し、コンクリート構造物中の鋼材の自然電位を測定するのに用いられる電位差計などの、公知の電位差計を用いることができる。

＜基準電極＞
基準電極２は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１における鋼材１３の異なる領域の自然電位の差を測定する際に、測定の基準となる自然電位（以下、基準電位という）を有する鋼材１３の領域にかぶり厚さ方向で隣接した（領域の真上の）、コンクリート構造物１１の表面（基準表面１４）に接触される電極である。基準電極２は、基準表面１４に接触されるとともに、リード線などの導線６を介して電位差計５の一方または他方の端子に電気的に接続される。基準表面１４としては、コンクリート構造物１１の表面の中から、たとえば鋼材１３の腐食していない領域にかぶり厚さ方向で隣接した（領域の真上の）表面が任意に選択される。ただし、基準表面１４は、基準となる自然電位を有する鋼材１３の領域にかぶり厚さ方向で隣接した、コンクリート構造物１１の表面であればよく、鋼材１３の多少腐食した領域にかぶり厚さ方向で隣接した、コンクリート構造物１１の表面であってもよい。また、基準表面１４の大きさは、基準電極２の大きさにより画定される。

また、基準電極２は、図１に示されるように、電極本体２ａと基準表面に接触する側に湿潤パッド２ｂとを備えている。基準電極２の電極本体２ａは、銅／硫酸銅電極、銀／塩化銀電極、カロメル電極など公知の電極を採用することができる。また、基準電極２の湿潤パッド２ｂは、注水・保水機能を有し、基準電極２がコンクリート構造物１１の表面に安定して接触保持可能となるように構成されている。湿潤パッド２ｂは、スポンジなどの保水材を有しており、水道水や水酸化カルシウム溶液などの電解質溶液で湿潤状態にされる。基準電極２が湿潤パッド２ｂを備えていることにより、自然電位の差を測定する際に、コンクリート構造物１１の表面が確実に湿潤状態に保たれるとともに、基準電極２とコンクリート構造物１１の基準表面１４との電気的な接触が良好になる。また、基準電極２は、本実施形態では、図１に示されるように、後述する照合電極３と同様に、薄板状の電極本体２ａに湿潤パッド２ｂが積層された略直方体形状を有している。しかしながら、基準電極２は、電位差計５で電位差を測定する際の基準とするために、コンクリート構造物１１の基準表面１４に接触可能であれば、いかなる形状や大きさであってもよい。なお、本実施形態では、基準電極２は、離間して埋設された複数の鋼材１３にまたがる大きさに形成されている。これにより、従来のようにコンクリート構造物１１に埋設された鋼材１３の位置を探し出して、基準電極２を鋼材１３の直上に設ける手間が省け、確実に照合電極３、４との間の電位差を計測することができる。

＜照合電極＞
照合電極３、４は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１における鋼材１３の異なる領域の自然電位の差を測定する際に、基準となる自然電位に対して測定の対象となる自然電位を有する鋼材１３の領域にかぶり厚さ方向で隣接する（領域の真上の）、基準表面１４以外のコンクリート構造物１１の表面（照合表面１５）に接触される電極である。照合電極３、４は、照合表面１５に接触されるとともに、リード線などの導線６を介して電位差計５の他方または一方の端子に接続される。照合表面１５としては、コンクリート構造物１１の表面の中から、測定の対象とする鋼材１３の領域にかぶり厚さ方向で隣接した（領域の真上の）、基準表面１４以外の表面が任意に選択される。照合表面１５の大きさは、照合電極３、４の大きさにより画定される。

また、照合電極３、４は、図１に示されるように、電極本体３ａ、４ａと照合表面１５に接触する側に湿潤パッド３ｂ、４ｂとを備えている。照合電極３、４の電極本体３ａ、４ａは、銅／硫酸銅電極、銀／塩化銀電極、カロメル電極など公知の電極を採用することができる。また、照合電極３、４の湿潤パッド３ｂ、４ｂは、注水・保水機能を有し、照合電極３、４がコンクリート構造物１１の表面に安定して接触保持可能となるように構成されている。湿潤パッド３ｂ、４ｂは、スポンジなどの保水材を有しており、水道水や水酸化カルシウム溶液などの電解質溶液で湿潤状態にされている。照合電極３、４が湿潤パッド３ｂ、４ｂを備えていることにより、自然電位の差を測定する際に、コンクリート構造物１１の表面が確実に湿潤状態に保たれるとともに、照合電極３、４とコンクリート構造物１１の照合表面１５との電気的な接触が良好になる。本実施形態では、照合電極３、４は、薄板状の電極本体３ａ、４ａに湿潤パッド３ｂ、４ｂが積層された略直方体形状を有している。しかしながら、後述する機能を有するものであれば、照合電極３、４の形状は特に限定されるものではない。

また、照合電極は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１の表面と接触する面積が異なる大領域照合電極３および小領域照合電極４を有している。電位差測定装置１は、接触する面積が異なる複数の照合電極３、４を有することにより、異なる面積で鋼材１３の自然電位の差を測定することができる。照合電極３、４は、本実施形態では、コンクリート構造物１１の表面と接触する面積が異なる２種類の電極を有しているが、電位差測定装置１により測定しようとする面積に応じて、接触する面積の大きい大領域照合電極３だけを有していてもよいし、接触する面積が異なる３種類以上の電極を有していてもよい。

＜大領域照合電極＞
大領域照合電極３は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１の表面（照合表面１５）と大領域で接触し、鋼材１３の所定の領域（大領域）毎に、基準電位との差を計測するための電極である。ここで、所定の領域とは、大領域照合電極３と接触する照合表面１５のかぶり厚さ方向（照合表面１５の真下）に埋設された鋼材１３が複数存在する領域や、同一の鋼材１３において、鋼材１３を所定の長さ、たとえば、鋼材１３の埋設ピッチ以上の長さを覆う領域などをいう。電位差測定装置１は、大領域照合電極３を備えることにより、基準電位と、大領域に含まれる鋼材１３の自然電位との差を測定することができる。つまり、電位差測定装置１は、一回の測定で、大領域内に存在する鋼材１３と、基準電位を有する鋼材１３との間の自然電位の差をまとめて測定することができる。

大領域照合電極３は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１の表面と接触する接触面の面積が、以下に詳しく述べる小領域照合電極４がコンクリート構造物１１の表面と接触する接触面の面積よりも大きくなるように形成されている。したがって、大領域照合電極３は、小領域照合電極４と比べて、より広い照合表面１５に接触され、電位差測定装置１は、基準電位と、より広い領域に存在する鋼材１３の領域の自然電位との差を測定することができる。大領域照合電極３は、本実施形態では、図１に示されるように、コンクリート構造物１１の表面と接触する接触面が、コンクリート構造物１１に離間して埋設された複数の鋼材１３にまたがる大きさになるように形成されている。より具体的には、大領域照合電極３は、図１に示されるように、離間して埋設された複数の主筋１３ａにまたがり、また、離間して埋設された複数のあばら筋１３ｂにまたがる大きさに形成されている。このように大領域照合電極３が複数の鋼材１３にまたがる大きさに形成されていることにより、電位差測定装置１は、基準電位と、離間して埋設された複数の鋼材１３の領域の自然電位との差を、一回の測定でまとめて測定することができる。

＜小領域照合電極＞
小領域照合電極４は、大領域照合電極３により基準電極２との電位差をまとめて計測した大領域をさらに細分化した、大領域よりも小さな小領域の電位と基準電位との電位差を測定するための電極である。小領域照合電極４の小領域とは、大領域照合電極３の大領域に対する相対的な大きさをいう。小領域照合電極４は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１の表面と接触する接触面の面積が、大領域照合電極３がコンクリート構造物１１の表面と接触する接触面の面積よりも小さくなるように形成されている。小領域照合電極４は、上述のように形成されればその大きさは特に限定されないが、大領域照合電極３の面積の半分以下の面積であることが好ましく、コンクリート構造物１１に埋設された複数の鋼材１３にまたがらない大きさであることがさらに好ましい。

電位差測定装置１は、小領域照合電極４を備えることにより、基準電位と、鋼材１３の小領域の自然電位との間の差を測定することができる。小領域照合電極４は、上述したように、コンクリート構造物１１の表面と接触する接触面の面積が、大領域照合電極３がコンクリート構造物１１の表面と接触する接触面の面積よりも小さくなるように形成されている。したがって、小領域照合電極４は、大領域照合電極３と比べて、より狭い照合表面１５に接触され、電位差測定装置１は、基準電位と、より狭い領域に存在する鋼材１３の領域の自然電位との差を測定することができる。小領域照合電極４は、本実施形態では、図１に示されるように、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１３の幅にほぼ対応する大きさに形成されている。このように、小領域照合電極４が鋼材１３の幅にほぼ対応する大きさに形成されることにより、電位差測定装置１は、基準電位と、鋼材１３の幅にほぼ対応する大きさの領域の自然電位との差を測定することができる。

＜腐食箇所特定方法＞
つぎに、これまで説明した電位差測定装置１を用いた本発明の腐食箇所特定方法を、図２〜図４に示されたフローチャートおよび図５〜図７に示された模式図を用いて説明する。

＜低電位大領域を特定する工程＞
本発明の腐食箇所特定方法は、図２および図５に示されるように、コンクリート構造物１１のうち、基準電極２および大領域照合電極３によって低電位大領域１６を特定する工程ＳＡを備えている。低電位大領域１６は、大領域照合電極３が接触する照合表面１５における鋼材１３の自然電位が、基準電極２が接触する基準表面１４における鋼材１３の自然電位よりも低い領域である。工程ＳＡは、本実施形態では、図２に示されるように、工程Ｓ１〜工程Ｓ４を備えている。

工程ＳＡでは、まず工程Ｓ１において、基準電極２をコンクリート構造物１１の基準表面１４に接触させる（図５（ａ））。より具体的には、湿潤状態とされた基準電極２の湿潤パッド２ｂをコンクリート構造物１１の表面に当接させ、基準電極２の位置を保持する。基準電極２を接触させる位置は、事前の調査等により定められた、直下の鋼材１３の腐食がないまたは少ない箇所であることが好ましい。なお、たとえば、基準電極２を接触させる位置として、直下の鋼材１３の腐食が少ない箇所を選択した場合において、後の工程で基準表面１４の自然電位よりも高い自然電位の領域が見つかった場合には、その領域を、より腐食が少ないまたは腐食がない箇所として、新たに基準表面１４としてもよい。

つぎに、工程Ｓ２において、大領域照合電極３をコンクリート構造物１１の照合表面１５に接触させる（図５（ｂ））。なお、工程Ｓ１と工程Ｓ２は逆の順番であってもよい。大領域照合電極３は、基準電極２と同様に、湿潤状態とされた湿潤パッド３ｂをコンクリート構造物１１の表面に当接させ、大領域照合電極３の位置を保持する。本実施形態では、図５（ｂ）に示されるように、大領域照合電極３は、基準電極２に隣接する位置において、コンクリート構造物１１の表面に接触されている。この状態で、本実施形態では、大領域照合電極３は、図５（ｂ）に示されるように、複数の鋼材１３（図５（ｂ）では、３本の主筋１３ａおよび２本のあばら筋１３ｂ）をまたぐように覆っている。

工程Ｓ１および工程Ｓ２により、基準電極２および大領域照合電極３の設置が完了した後、工程３において、電位差計５を用いて、基準電極２と大領域照合電極３との間の電位差を計測する。これにより、基準表面１４における鋼材１３の自然電位（基準電位）と、照合表面１５における鋼材１３の自然電位との差が測定される。このとき、照合表面１５における自然電位が基準表面１４における自然電位よりも所定のしきい値以上低ければ、その照合表面１５にかぶり厚さ方向で隣接する位置（照合表面１５の真下）に鋼材１３の腐食箇所が存在すると判断し、その照合表面１５を低電位大領域１６（図５（ｄ）参照）と決定する。一方、照合表面１５における自然電位が基準表面１４における基準電位とほぼ同じか、またはその差が所定のしきい値の範囲内である場合には、大領域照合電極３が接触している大領域内の鋼材１３に腐食箇所が存在しないと判断される。

工程Ｓ３の後、工程Ｓ４において、他に測定すべき表面が存在するか否かを判断する。他に測定すべき表面が存在すれば、大領域照合電極３をコンクリート構造物１１に沿って移動させて、工程２および工程３を繰り返す（図５（ｃ））。すなわち、大領域照合電極３をコンクリート構造物１１の鋼材１３の延在方向に沿って移動させて、基準電極２と大領域照合電極３により、複数の箇所で照合表面１５および基準表面１４の間の自然電位の差を計測していく。

他に測定すべき表面が存在しなければ、工程ＳＡを終了し、大領域照合電極３をコンクリート構造物１１の表面から取り除く。以上の工程を経て、コンクリート構造物１１の表面の中から低電位大領域１６が特定される（図５（ｄ））。すなわち、図５（ａ）〜（ｄ）まで、順次電位差を計測していき、初めて図５（ｃ）の状態で、しきい値以上の電位差が生じた場合には、図５（ｄ）に示される低電位大領域１６内のいずれかの鉄筋１３に腐食があると判断される。また、たとえば、図５（ｂ）に示される位置においてもしきい値以上の電位差が生じ、図５（ｄ）に示される位置においてもしきい値以上の電位差が生じた場合には、図５（ｂ）の照合表面１５と、図５（ｃ）の照合表面１５との位置に存在するいずれかの鋼材１３に腐食があると判断される。なお、工程Ｓ１および工程Ｓ２の前に、基準表面１４および照合表面１５を清掃し、油汚れなどを基準表面１４および照合表面１５から除去しておくことが好ましい。

本発明の腐食箇所特定方法は、低電位大領域１６を特定する工程ＳＡを備えることにより、コンクリート構造物１１中の鋼材１３を複数含んだ領域で腐食箇所を特定することができる。したがって、従来のように鋼材１３の電位差を１本ずつ計測する必要がなく、コンクリート構造物１１の鋼材１３が腐食しているかどうかの点検にかかる時間が大幅に減少する。すなわち、従来では、鋼材１３の電位差を１本ずつ計測し、腐食がなく、異常のない地点も時間をかけて測定していたため、定期点検など、腐食がない場合には、時間の無駄が非常に多かった。一方、本発明では、腐食箇所がない場合には、大領域照合電極３により、たとえば、大領域照合電極３が複数の鋼材１３にまたがるようにして測定していくので、腐食箇所がない場所は、次々と複数本の鋼材１３をまとめて点検していくことができ、従来よりも飛躍的に速く点検をすることができる。橋梁などの大型構造物の場合には、鋼材１３を１つ１つ確認していると、特に時間がかかるため、本発明の腐食箇所特定方法は、大型構造物の場合、特に有利である。また、腐食箇所がある場合には、コンクリート構造物１１の全体のうち、腐食箇所を有する大領域（低電位大領域）を大雑把に特定することができ、そして後述する低電位小領域を特定する工程と組み合わせることにより、具体的な腐食箇所を特定することができる。

＜低電位小領域を特定する工程＞
本発明の腐食箇所特定方法はさらに、図３および図６に示されるように、基準電極２および小領域照合電極４によって、工程ＳＡにより特定された低電位大領域１６のうち、低電位小領域１７を特定する工程ＳＢを備えている。低電位小領域１７は、小領域照合電極４が接触する照合表面１５における鋼材１３の自然電位が、基準電極２が接触する基準表面１４における鋼材１３の自然電位よりも低い領域である。工程ＳＢは、本実施形態では、図３に示されるように、工程Ｓ５〜工程Ｓ８を備えている。

工程ＳＢでは、まず工程Ｓ５において、基準電極２をコンクリート構造物１１の基準表面１４に接触させる（図６（ａ））。工程Ｓ５では、工程Ｓ１で用いた基準電極２をそのまま用いることもできるし、大きさの異なる基準電極２、たとえば小領域照合電極４の接触面と同じ大きさの接触面を有する基準電極２を新たに用いることもできる。このとき、工程Ｓ１の基準電極２および基準表面１４をそのまま用いる場合は、工程Ｓ５を省略することができる。つぎに、工程Ｓ６において、小領域照合電極４を、工程ＳＢにより特定された低電位大領域１６の中から選ばれた照合表面１５に接触させる（図６（ａ））。このとき、照合表面１５は、鋼材１３との距離がなるべく短くなるように選択することが好ましく、特に真下に鋼材１３があるように選択することが好ましい。なお、工程Ｓ５と工程Ｓ６は逆の順番であってもよい。

工程Ｓ５および工程Ｓ６の後、工程７において、電位差計５を用いて、基準電極２と小領域照合電極４との間の電位差を計測し、基準表面１４における鋼材１３の自然電位と、照合表面１５における鋼材１３の自然電位との差を測定する。このとき、照合表面１５における自然電位が基準表面１４における自然電位よりも低ければ、その照合表面１５にかぶり厚さ方向で隣接する位置（照合表面１５の真下）に鋼材１３の腐食箇所が存在すると判断し、その照合表面１５を低電位小領域１７（図６（ｃ）参照）と決定する。

工程Ｓ７の後、工程Ｓ８において、他に測定すべき表面が存在するか否かを判断する。他に測定すべき表面が存在すれば、小領域照合電極４を移動させて、工程Ｓ６および工程Ｓ７を繰り返す（図６（ｂ））。つまり、工程ＳＡで低電位大領域１６であることが特定された領域内で、小領域照合電極４を移動させて、複数の箇所で、基準表面１４と照合表面１５との間の自然電位の差を計測する。他に測定すべき表面が存在しなければ、工程ＳＢを終了し、小領域照合電極４をコンクリート構造物１１の表面から取り除く。以上の工程を経て、コンクリート構造物１１の表面の中から低電位小領域１７が特定される（図６（ｃ））。なお、工程Ｓ５および工程Ｓ６の前に、基準表面１４および照合表面１５を清掃し、基準表面１４および照合表面１５から油汚れなどを除去しておくことが好ましい。

本発明の腐食箇所特定方法は、低電位大領域１６を特定する工程ＳＡおよび低電位小領域１７を特定する工程ＳＢを備えることにより、工程ＳＡで広い領域単位で鋼材１３の腐食箇所を探し出して特定した上で、特定された広い領域から、工程ＳＢで狭い領域単位で鋼材１３の腐食箇所を探し出して特定することができる。したがって、本発明の腐食箇所特定方法は、従来の方法のように埋設されているすべての鋼材１３の１本１本に対して、鋼材１３の全領域にわたって１点１点、照合電極３、４を移動させて電位差を測定する必要がなく、コンクリート構造物１１中の鋼材１３の腐食箇所を効率よく特定することができる。

＜鋼材の自然電位を得る工程＞
本発明の腐食箇所特定方法はさらに、図４および図７に示されるように、電位差計５の一方の端子に鋼材１３を接続して、電位差計５の他方の端子に基準電極２または照合電極３、４を接続して、照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位を得る工程ＳＣを備えていてもよい。工程ＳＣは、本実施形態では、図４に示されるように、工程Ｓ９および工程１０を備えている。工程ＳＣでは、まず工程９において、電位差計５の一方の端子に導線６を介してコンクリート構造物１１の鋼材１３を電気的に接続し、電位差計５の他方の端子に導線６を介して、基準表面１４に接触された基準電極２を電気的に接続して（図７）、基準表面１４におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位を測定する。その後、工程１０において、基準表面１４におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の測定された自然電位と、工程ＳＡおよび工程ＳＢにおいて測定された、基準電極２が接触する基準表面１４および照合電極３、４が接触する照合表面１５（図５および図６参照）におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位の差とを用いて、照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位を算出する。以上の工程を経て、照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位が得られる。工程ＳＣは、本実施形態では工程９および工程１０を備えているが、照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位を得ることができれば他の工程を備えていてもよい。たとえば、工程ＳＣは、電位差計５の一方の端子に導線６を介してコンクリート構造物１１中の鋼材１３を電気的に接続し、電位差計５の他方の端子に導線６を介して、照合表面１５に接触された照合電極３、４を電気的に接続して、照合表面１５におけるコンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位を測定する工程を備えていてもよい。

本発明の腐食箇所特定方法によれば、鋼材１３の自然電位を得る工程ＳＣを備えることにより、コンクリート構造物１１中の鋼材１３の自然電位を絶対値として得ることができる。得られた自然電位は、他のコンクリート構造物１１における鋼材１３の自然電位と直接比較することができ、鋼材１３の腐食状況が、他のコンクリート構造物１１における鋼材１３の腐食状況と直接比較することができる。したがって、コンクリート構造物１１中の鋼材１３の腐食評価の信頼性が向上する。

１ 電位差測定装置
２ 基準電極
２ａ 電極本体
２ｂ 湿潤パッド
３ 大領域照合電極
３ａ 電極本体
３ｂ 湿潤パッド
４ 小領域照合電極
４ａ 電極本体
４ｂ 湿潤パッド
５ 電位差計
６ 導線
１１ コンクリート構造物
１２ コンクリート
１３ 鋼材、鉄筋
１３ａ 主筋
１３ｂ あばら筋
１４ 基準表面
１５ 照合表面
１６ 低電位大領域
１７ 低電位小領域

Claims (7)

1. 電位差測定装置を用いて、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食箇所を特定する腐食箇所特定方法であって、
   前記電位差測定装置が、
   前記コンクリート構造物の表面に接触する基準電極と、
   前記コンクリート構造物の表面に接触する照合電極と、
   前記基準電極および前記照合電極が接続され、前記基準電極が接触する基準表面および前記照合電極が接触する照合表面における前記コンクリート構造物中の前記鋼材の自然電位の差を計測する電位差計と
   を備え、
   前記照合電極が、前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面が、前記コンクリート構造物に離間して埋設された複数の鋼材にまたがる大きさになるように形成され、
   前記基準電極を基準表面上に配置する工程、
   前記照合電極を照合表面上に配置する工程、および
   前記電位差計により、前記照合電極が接触する照合表面における自然電位と、前記基準電極が接触する基準表面における自然電位との間の電位差を計測する工程を備え、
   前記照合電極を前記コンクリート構造物に沿って移動させ、複数の箇所で照合表面および基準表面の間の自然電位の差を計測し、前記コンクリート構造物のうち、前記照合表面における自然電位が、前記基準表面における自然電位よりも低い低電位大領域を特定することを特徴とする腐食箇所特定方法。
2. 前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積が、前記照合電極が前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積よりも小さい小領域照合電極をさらに有し、
   前記コンクリート構造物のうち前記低電位大領域であることが特定された領域内において、前記小領域照合電極を配置する工程をさらに備え、
   前記低電位大領域であることが特定された領域内で、前記小領域照合電極を移動させ、複数の箇所で、前記基準表面との間の自然電位の差を計測し、前記低電位大領域のうち、前記小領域照合電極が接触する照合表面における自然電位が、前記基準電極が接触する基準表面における自然電位よりも低い低電位小領域を特定することを特徴とする請求項１記載の腐食箇所特定方法。
3. 前記基準電極および前記照合電極が湿潤パッドを備えることを特徴とする請求項１または２記載の腐食箇所特定方法。
4. 前記電位差計の一方の端子に前記鋼材を接続して、前記電位差計の他方の端子に前記基準電極または前記照合電極を接続して、前記照合表面における前記コンクリート構造物中の鋼材の自然電位を得る工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の腐食箇所特定方法。
5. コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食箇所を特定するために用いられる電位差測定装置であって、
   前記電位差測定装置が、
   前記コンクリート構造物の表面に接触する基準電極と、
   前記コンクリート構造物の表面に接触する照合電極と、
   前記基準電極および前記照合電極が接続され、前記基準電極が接触する基準表面および前記照合電極が接触する照合表面における前記コンクリート構造物中の前記鋼材の自然電位の差を計測する電位差計と
   を備え、
   前記照合電極が、前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面が、前記コンクリート構造物に離間して埋設された複数の鋼材にまたがる大きさになるように形成され、
   前記照合電極を前記コンクリート構造物に沿って移動させ、複数の箇所で照合表面および基準表面の間の自然電位の差を計測することにより、前記コンクリート構造物のうち、前記照合表面における自然電位が、前記基準表面における自然電位よりも低い低電位大領域を特定することが可能であることを特徴とする電位差測定装置。
6. 前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積が、前記照合電極が前記コンクリート構造物の表面と接触する接触面の面積よりも小さい小領域照合電極をさらに有し、
   前記低電位大領域であることが特定された領域内で、前記小領域照合電極を移動させ、複数の箇所で、前記基準表面との間の自然電位の差を計測し、前記低電位大領域のうち、前記小領域照合電極が接触する照合表面における自然電位が、前記基準電極が接触する基準表面における自然電位よりも低い低電位小領域を特定することが可能であることを特徴とする請求項５記載の電位差測定装置。
7. 前記基準電極および前記照合電極が湿潤パッドを備えることを特徴とする請求項５または６記載の電位差測定装置。

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