JP2016095198A - Concrete deterioration diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート劣化診断装置に関するものである。 The present invention relates to a concrete deterioration diagnosis apparatus.
代表的なコンクリートの劣化要因として、塩害、中性化、凍害、アルカリ骨材反応が知られている。近年、コンクリート製貯水タンク等においては、中性化による劣化が問題となっている。 As typical deterioration factors of concrete, salt damage, neutralization, frost damage and alkali aggregate reaction are known. In recent years, deterioration due to neutralization has become a problem in concrete water storage tanks and the like.
中性化とは、ｐＨが１２〜１３の強アルカリ性であるコンクリートに大気中に存在する二酸化炭素が侵入し、水酸化カルシウムなどのセメント水和物と炭酸化反応を起こすことによって、ｐＨを低下させる劣化現象である。 Neutralization means that carbon dioxide existing in the atmosphere enters strong alkaline concrete having a pH of 12 to 13 and causes a carbonation reaction with cement hydrates such as calcium hydroxide, thereby lowering the pH. This is a deterioration phenomenon.
コンクリート内部の鉄筋表面には不動態膜が形成されているが、ｐＨが概ね１１より低くなると不動態膜が破壊されて鉄筋が腐食してしまう。そのため、鉄筋付近まで中性化が進行すると、鉄筋表面の不動態膜が破壊されて鉄筋に腐食が発生しやすくなり、鉄筋の腐食による膨張によりコンクリートにひび割れが発生し、コンクリートの剥落が発生したり、ひび割れを通して水分が浸透するなどして急速に構造物が劣化してしまうことになる。よって、中性化がどの程度進行しているか、すなわち中性化深さを測定することはコンクリートの劣化を診断する上で重要である。 A passive film is formed on the surface of the reinforcing steel inside the concrete. However, when the pH is lower than about 11, the passive film is destroyed and the reinforcing steel is corroded. For this reason, when neutralization progresses to the vicinity of the reinforcing bar, the passive film on the surface of the reinforcing bar is destroyed and corrosion of the reinforcing bar is likely to occur. Or the water will permeate through cracks and the structure will deteriorate rapidly. Therefore, it is important for diagnosing the deterioration of concrete to measure the degree of neutralization, that is, to measure the neutralization depth.
従来、コンクリートの中性化深さを測定する方法として、コンクリートの一部を取り出すコア抜きと呼ばれる作業を行い、取り出したコアにフェノールフタレイン溶液を塗布し、赤く変色しない部分（すなわち中性化している部分）の表面からの深さを測定することで、中性化深さを測定する方法が知られている。 Conventionally, as a method for measuring the neutralization depth of concrete, an operation called core removal for removing a part of concrete is performed, and a phenolphthalein solution is applied to the removed core to prevent red discoloration (that is, neutralization). The method of measuring the neutralization depth by measuring the depth from the surface of the portion) is known.
近年では、ドリルで削孔しつつ落下した削孔粉のフェノールフタレイン溶液による呈色反応を行い、赤く変色したときに削孔を停止して削孔の深さを測定することで、中性化深さを求める方法も行われている。 In recent years, by performing a color reaction with the phenolphthalein solution of the drilling powder dropped while drilling with a drill, when the color changes to red, the drilling is stopped and the depth of the drilling is measured. There are also methods for obtaining the depth of formation.
特許文献１では、ドリルでコンクリート構造物に穿孔し、穿孔先端面に近赤外線光線を照射し、その反射光を分析して中性化の程度を測定する方法が提案されている。 Patent Document 1 proposes a method of drilling a concrete structure with a drill, irradiating the drilled tip surface with near infrared rays, and analyzing the reflected light to measure the degree of neutralization.
また、本発明者らは、特許文献２，３において、コンクリート表面の炭酸カルシウム濃度を分光分析により測定することで、中性化の程度を評価する方法を提案している。 In addition, in the Patent Documents 2 and 3, the present inventors have proposed a method for evaluating the degree of neutralization by measuring the calcium carbonate concentration on the concrete surface by spectroscopic analysis.
しかしながら、フェノールフタレイン溶液を用いる方法や特許文献１の方法では、コンクリートの一部を取り出す破壊検査であるため、汎用性が低く、例えば上述のコンクリート製貯水タンクのような密閉性が求められる構造物に適用することができないという問題がある。 However, in the method using a phenolphthalein solution and the method of Patent Document 1, since it is a destructive inspection for taking out a part of concrete, the versatility is low, for example, a structure requiring sealing properties such as the above-described concrete water storage tank. There is a problem that it cannot be applied to things.
また、特許文献２，３のようにコンクリート表面の炭酸カルシウム濃度を測定する方法では、コンクリート表面の炭酸カルシウム濃度から中性化深さを推定することは可能であるが、コンクリート表面の炭酸カルシウム濃度は比較的短い供用時間で飽和してしまうため、それ以降の中性化深さの推定ができなくなってしまうという問題がある。 Moreover, in the methods of measuring the calcium carbonate concentration on the concrete surface as in Patent Documents 2 and 3, it is possible to estimate the neutralization depth from the calcium carbonate concentration on the concrete surface, but the calcium carbonate concentration on the concrete surface Has a problem that it becomes impossible to estimate the neutralization depth thereafter.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、非破壊で中性化深さを測定することが可能なコンクリート劣化診断装置を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the concrete deterioration diagnostic apparatus which can solve the said subject and can measure the neutralization depth nondestructively.
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、測定対象となるコンクリート表面の測定位置に光を照射する光源と、前記光源からの光が前記測定位置で反射された反射光のスペクトルを測定する分光器と、前記分光器で測定した反射光のスペクトルと、予め中性化深さの異なる試料を用いて作成された検量線とを基に、前記測定位置での中性化深さを求める演算装置と、を備えたコンクリート劣化診断装置である。 The present invention was devised to achieve the above object, and includes a light source that irradiates light to a measurement position on a concrete surface to be measured, and reflected light that is reflected from the light source at the measurement position. Neutralization at the measurement position based on the spectroscope for measuring the spectrum, the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope, and a calibration curve prepared in advance using samples with different neutralization depths. It is a concrete deterioration diagnostic apparatus provided with the arithmetic unit which calculates | requires depth.
前記演算装置は、前記分光器で測定した反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法により前記測定位置での中性化深さを求めるように構成され、前記検量線は、中性化深さおよび含水率の異なる試料を用いて作成されてもよい。 The arithmetic unit is configured to obtain a neutralization depth at the measurement position by a chemometric method based on a spectrum of reflected light measured by the spectroscope, and the calibration curve has a neutralization depth. And may be prepared using samples having different moisture contents.
前記コンクリート表面に沿って移動可能に構成され、前記光源からの光を前記測定位置に照射し、前記測定位置からの反射光を前記分光器に入力するプローブヘッドを備え、前記演算装置は、前記プローブヘッドにより前記測定位置を移動させつつ中性化深さの測定を繰り返して、中性化深さの分布を測定するように構成されてもよい。 A probe head configured to be movable along the concrete surface, irradiating light from the light source to the measurement position, and inputting reflected light from the measurement position to the spectrometer; The measurement of the neutralization depth may be repeated by repeating the measurement of the neutralization depth while moving the measurement position by the probe head.
前記演算装置は、前記中性化深さの分布を、コンター図により表示する表示部をさらに備えてもよい。 The arithmetic device may further include a display unit that displays the distribution of the neutralization depth by a contour diagram.
前記演算装置は、前記分光器で測定した反射光のスペクトルと、予め塩化物イオン濃度の異なる試料を用いて作成された検量線とを基に、前記測定位置での塩化物イオン濃度も測定するように構成されてもよい。 The arithmetic unit also measures a chloride ion concentration at the measurement position based on a spectrum of reflected light measured by the spectrometer and a calibration curve prepared in advance using samples having different chloride ion concentrations. It may be configured as follows.
本発明によれば、非破壊で中性化深さを測定することが可能なコンクリート劣化診断装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the concrete deterioration diagnostic apparatus which can measure the neutralization depth nondestructively can be provided.
以下、本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１は、本実施形態に係るコンクリート劣化診断装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a concrete deterioration diagnosis apparatus according to the present embodiment.
図１に示すように、コンクリート劣化診断装置１は、測定対象となるコンクリートＣの表面の測定位置Ｍに光を照射する光源２と、光源２からの光が測定位置Ｍで反射された反射光のスペクトルを測定する分光器３と、分光器３で測定した反射光のスペクトルと、予め中性化深さの異なる試料を用いて作成された検量線とを基に、測定位置Ｍでの中性化深さを求める演算装置４と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the concrete deterioration diagnosis apparatus 1 includes a light source 2 that irradiates light to a measurement position M on the surface of concrete C to be measured, and reflected light in which light from the light source 2 is reflected at the measurement position M. Based on the spectroscope 3 for measuring the spectrum of the light, the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 3, and a calibration curve prepared in advance using samples having different neutralization depths. And an arithmetic device 4 for obtaining the sexualization depth.
光源２としては、近赤外線を含む光を照射可能なものを用いる。本実施形態では、光源２としてハロゲンランプを用いた。本実施形態では、コンクリートＣに含まれる骨材等の影響を避けるために、光源２からの光をコンクリートＣの表面のある程度広い範囲（ここでは５ｃｍ×１０ｃｍの範囲とした）に照射し、その照射範囲全体からの反射光を受光して分光器３に入力するように構成している。 As the light source 2, a light source capable of irradiating light including near infrared rays is used. In the present embodiment, a halogen lamp is used as the light source 2. In this embodiment, in order to avoid the influence of aggregates and the like contained in the concrete C, the light from the light source 2 is irradiated to a certain wide range (here, a range of 5 cm × 10 cm) of the surface of the concrete C, The configuration is such that the reflected light from the entire irradiation range is received and input to the spectrometer 3.
コンクリート劣化診断装置１では、コンクリートＣの表面に沿って移動可能に構成され、光源２からの光を測定位置Ｍに照射し、測定位置Ｍからの反射光を分光器３に入力するプローブヘッド５を備え、このプローブヘッド５を移動させつつ測定を行うように構成している。 The concrete deterioration diagnosis apparatus 1 is configured to be movable along the surface of the concrete C, irradiates light from the light source 2 to the measurement position M, and inputs reflected light from the measurement position M to the spectrometer 3. The probe head 5 is configured to perform measurement while moving.
プローブヘッド５には、光源２と、測定位置Ｍからの反射光を受光する受光部６と、分光器３とが搭載され、受光部６で受光した反射光が光ファイバ７を介して分光器３に入力されるように構成されている。なお、本実施形態では、分光器３をプローブヘッド５に搭載しているが、分光器３をプローブヘッド５と別体に構成しても構わない。 The probe head 5 is equipped with a light source 2, a light receiving unit 6 that receives reflected light from the measurement position M, and a spectroscope 3. The reflected light received by the light receiving unit 6 is connected to the spectroscope via an optical fiber 7. 3 is input. In the present embodiment, the spectroscope 3 is mounted on the probe head 5, but the spectroscope 3 may be configured separately from the probe head 5.
プローブヘッド５には、プローブヘッド５をコンクリートＣの表面に沿って移動させるための車輪８が設けられ、この車輪８の回転数を検出するエンコーダ（図示せず）が搭載されており、エンコーダの出力からプローブヘッド５の移動距離が検出できるように構成されている。プローブヘッド５を安定して移動させるため、少なくとも３個以上（ここでは４個とした）の車輪８をプローブヘッド５に備えることが望ましい。 The probe head 5 is provided with a wheel 8 for moving the probe head 5 along the surface of the concrete C, and an encoder (not shown) for detecting the rotational speed of the wheel 8 is mounted. The moving distance of the probe head 5 can be detected from the output. In order to move the probe head 5 stably, it is desirable to provide the probe head 5 with at least three or more (four here) wheels 8.
また、プローブヘッド５には、上方に延びるハンドル９が備えられており、作業者は、このハンドル９を把持してプローブヘッド５を移動させつつ、測定を行うことになる。本実施形態では、ハンドル９を伸縮自在に構成しており、高所での測定も可能としている。また、図示していないが、測定位置Ｍに外部からの光が入らないように、プローブヘッド５の下部には、測定位置Ｍの周囲を覆うように遮光用のスカートが設けられている。 Further, the probe head 5 is provided with a handle 9 extending upward, and an operator performs measurement while holding the handle 9 and moving the probe head 5. In the present embodiment, the handle 9 is configured to be extendable and retractable, and measurement at a high place is also possible. Although not shown, a light-shielding skirt is provided under the probe head 5 so as to cover the periphery of the measurement position M so that light from the outside does not enter the measurement position M.
プローブヘッド５は、インターフェイス１０を介して演算装置４に接続されている。演算装置４は、例えばパーソナルコンピュータから構成される。インターフェイス１０には、光源２に電源を供給するランプ電源１０ａや、エンコーダの出力をカウントするカウンタ１０ｂが搭載されている。インターフェイス１０とプローブヘッド５とは専用のケーブル１１で接続されており、ケーブル１１を介して光源２への電源信号、エンコーダからの出力信号、分光器３からの出力信号を有線通信にて入出力している。なお、プローブヘッド５にバッテリを搭載し、エンコーダからの出力信号や分光器３からの出力信号を無線通信によりインターフェイス１０に送信するように構成しても構わない。 The probe head 5 is connected to the arithmetic device 4 via the interface 10. The arithmetic device 4 is composed of, for example, a personal computer. The interface 10 is equipped with a lamp power source 10a that supplies power to the light source 2 and a counter 10b that counts the output of the encoder. The interface 10 and the probe head 5 are connected by a dedicated cable 11, and a power supply signal to the light source 2, an output signal from the encoder, and an output signal from the spectroscope 3 are input / output via cable communication via the cable 11. doing. Note that a battery may be mounted on the probe head 5 so that an output signal from the encoder or an output signal from the spectrometer 3 may be transmitted to the interface 10 by wireless communication.
インターフェイス１０と演算装置４とは、ＬＡＮケーブル等の通信ケーブル１２により接続されている。演算装置４は、インターフェイス１０を介して分光器３から入力された反射光のスペクトルと、予め中性化深さの異なる試料を用いて作成された検量線とを基に、測定位置Ｍでの中性化深さを求めるように構成されている。 The interface 10 and the arithmetic device 4 are connected by a communication cable 12 such as a LAN cable. The arithmetic device 4 is based on the spectrum of the reflected light input from the spectroscope 3 via the interface 10 and a calibration curve prepared in advance using samples having different neutralization depths. It is configured to determine the neutralization depth.
本実施形態では、演算装置４は、分光器３で測定した反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法により測定位置Ｍでの中性化深さを求めるように構成されている。ケモメトリックス手法とは、多変量解析技術、統計解析技術を基礎とする解析技術であり、特定波長の受光強度の変化だけでなく、スペクトル中の多くの波長の受光強度の変化を考慮して解析を行うことにより、複数の要因の中から対象とする要因（ここでは中性化深さ）の影響のみを抽出する手法である。 In the present embodiment, the arithmetic device 4 is configured to obtain the neutralization depth at the measurement position M by a chemometric method based on the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 3. The chemometrics method is an analysis technology based on multivariate analysis technology and statistical analysis technology, and analyzes not only changes in received light intensity at specific wavelengths but also changes in received light intensity at many wavelengths in the spectrum. This is a method for extracting only the influence of the target factor (here, the neutralization depth) from a plurality of factors.
以下、中性化深さを求める手順について具体的に説明する。 Hereinafter, the procedure for obtaining the neutralization depth will be specifically described.
まず、異なる期間中性化を促進させた試料を作成し、各試料の近赤外線を照射したときの反射スペクトルと中性化深さを測定する。中性化深さは、各試料から取り出したコアにフェノールフタレイン溶液を塗布し、赤く染まらない部分、すなわちフェノールフタレイン溶液の呈色域であるｐＨ１０以下となっている領域の表面からの深さを測定することにより行った。また、反射スペクトルについては、波長域を９００ｎｍ〜１７００ｎｍとした。得られる反射スペクトルの一例を図２に示す。 First, samples in which neutralization is promoted for different periods are prepared, and the reflection spectrum and neutralization depth when each sample is irradiated with near infrared rays are measured. The neutralization depth is determined by applying a phenolphthalein solution to the core taken out from each sample, and the depth from the surface of the portion that is not dyed red, that is, the region where the pH of the phenolphthalein solution is 10 or less. This was done by measuring the thickness. For the reflection spectrum, the wavelength range was 900 nm to 1700 nm. An example of the obtained reflection spectrum is shown in FIG.
ここで、本実施形態では、中性化深さのみでなく、含水率も異なる試料を作成し、各資料の反射スペクトルを測定した。これは、コンクリートＣは含水率によっても反射スペクトルが変化するためであり、含水率による影響を除き中性化深さの影響のみを抽出するためである。 Here, in this embodiment, not only the neutralization depth but also samples having different moisture contents were prepared, and the reflection spectra of the respective materials were measured. This is because the reflection spectrum of the concrete C also changes depending on the moisture content, and only the influence of the neutralization depth is extracted except the influence of the moisture content.
その後、得られた各試料の反射スペクトルと中性化深さのデータから、反射スペクトルの各波長の受光強度と中性化深さの相関を回帰分析により解析する。本実施形態では、ＰＬＳ（Partial Least Square）回帰分析により分析を行い、含水率の影響を抑制した回帰スペクトルを求めた。その後、回帰スペクトルと各試料の反射スペクトルの内積をとった値（以下、単に受光強度という）と、中性深さの関係を検量線として求めた。 Thereafter, from the obtained reflection spectrum and neutralization depth data of each sample, the correlation between the received light intensity of each wavelength of the reflection spectrum and the neutralization depth is analyzed by regression analysis. In the present embodiment, analysis was performed by PLS (Partial Least Square) regression analysis to obtain a regression spectrum in which the influence of moisture content was suppressed. Thereafter, the relationship between the value obtained by taking the inner product of the regression spectrum and the reflection spectrum of each sample (hereinafter simply referred to as received light intensity) and the neutral depth was determined as a calibration curve.
演算装置４では、このように求めた回帰スペクトルと検量線とを用いて、測定位置Ｍにおける中性化深さを求めるように構成されている。具体的には、演算装置４は、測定位置Ｍにおける反射スペクトルと回帰スペクトルの内積を演算して受光強度を求め、その受光強度に対応する中性化深さを予め求めておいた検量線より求めるように構成されている。 The arithmetic device 4 is configured to obtain the neutralization depth at the measurement position M using the regression spectrum and the calibration curve obtained in this way. Specifically, the calculation device 4 calculates the inner product of the reflection spectrum and the regression spectrum at the measurement position M to obtain the received light intensity, and from the calibration curve obtained in advance the neutralization depth corresponding to the received light intensity. It is configured to ask for.
本実施形態の効果を検証するため、中性化を促進させた期間（中性化促進週）が異なり、かつ含水率も異なる試料について、コンクリート劣化診断装置１により求めた中性化深さの演算結果を図３に示す。 In order to verify the effect of the present embodiment, the neutralization depth obtained by the concrete deterioration diagnosis apparatus 1 is determined for samples having different periods of neutralization (neutralization promotion week) and different moisture contents. The calculation results are shown in FIG.
図３に示すように、演算により求めた中性化深さは、含水率によらず中性化促進週に比例して増加しており、含水率の影響を抑制して非破壊で中性化深さを測定できていることが分かる。今回の検証により、含水率が１０％以内であれば、含水率の影響を受けずに中性化深さが測定可能であることが確認された。含水率が１０％を超える場合、コンクリートＣ表面に水分が付着して濡れた状態となってしまうので、表面の水分による光の吸収の影響が大きく正確な測定は困難であった。なお、コンクリートＣの通常の含水率は４〜５％程度である。 As shown in FIG. 3, the neutralization depth obtained by calculation increases in proportion to the neutralization promotion week regardless of the water content, and suppresses the influence of the water content and is neutral without causing destruction. It can be seen that the formation depth can be measured. In this verification, it was confirmed that the neutralization depth can be measured without being affected by the moisture content if the moisture content is within 10%. When the moisture content exceeds 10%, moisture adheres to the surface of the concrete C, resulting in a wet state. Therefore, the influence of light absorption by the moisture on the surface is large, and accurate measurement is difficult. In addition, the normal moisture content of concrete C is about 4 to 5%.
本実施形態では、演算装置４は、プローブヘッド５により測定位置Ｍを移動させつつ中性化深さの測定を繰り返して、中性化深さの分布を測定するように構成されている。演算装置４は、中性化深さの分布を、コンター図により表示する表示部４ａをさらに備えている。 In the present embodiment, the calculation device 4 is configured to measure the neutralization depth distribution by repeatedly measuring the neutralization depth while moving the measurement position M by the probe head 5. The arithmetic device 4 further includes a display unit 4a that displays the distribution of the neutralization depth by a contour diagram.
演算装置４で表示するコンター図の一例を図４に示す。図４に示すように、コンター図は、各測定位置Ｍでの中性化深さの大きさを色や濃淡により表すものであり、中性化深さの分布を視覚的に捉えることが可能になる。本実施形態では、構造物の中性化深さの分布をより捉えやすくするため、構造物の写真にコンター図を重ねて表示するようにしている。なお、中性化深さの分布の表示方法はこれに限定されるものではなく、例えばグラフ形式での表示も可能としてもよい。 An example of a contour diagram displayed by the arithmetic device 4 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the contour diagram represents the neutralization depth at each measurement position M by color or shading, and the distribution of the neutralization depth can be visually grasped. become. In this embodiment, in order to make it easier to grasp the distribution of the neutralization depth of the structure, a contour diagram is displayed overlaid on the photograph of the structure. In addition, the display method of neutralization depth distribution is not limited to this, For example, the display in a graph format is also possible.
さらに、本実施形態では、演算装置４は、分光器３で測定した反射光のスペクトルを用いて、中性化深さと同時に塩害の要因となる塩化物イオン濃度も測定するように構成されている。つまり、演算装置４は、１つの反射光のスペクトルから、中性化深さと塩化物イオン濃度の両者を測定するように構成されている。 Furthermore, in this embodiment, the arithmetic unit 4 is configured to measure the chloride ion concentration that causes salt damage at the same time as the neutralization depth using the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 3. . That is, the arithmetic unit 4 is configured to measure both the neutralization depth and the chloride ion concentration from the spectrum of one reflected light.
演算装置４における塩化物イオン濃度の演算方法は、上述の中性化深さと同様であり、ケモメトリックス手法を用い、分光器３で測定した反射光のスペクトルと、予め塩化物イオン濃度の異なる試料を用いて作成された検量線とを基に、測定位置Ｍでの塩化物イオン濃度を測定する。演算装置４では、中性化深さの分布と同時に塩化物イオン濃度の分布も測定できることになるため、塩化物イオン濃度の分布もコンター図として表示部４ａに表示するように演算装置４を構成してもよい。 The calculation method of the chloride ion concentration in the calculation device 4 is the same as the neutralization depth described above, and a sample having a different chloride ion concentration in advance from the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 3 using the chemometrics method. The chloride ion concentration at the measurement position M is measured based on the calibration curve created using. Since the arithmetic device 4 can measure the distribution of the chloride ion concentration at the same time as the neutralization depth distribution, the arithmetic device 4 is configured to display the distribution of the chloride ion concentration on the display unit 4a as a contour diagram. May be.
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート劣化診断装置１は、測定対象となるコンクリートＣ表面の測定位置Ｍに光を照射する光源２と、光源２からの光が測定位置Ｍで反射された反射光のスペクトルを測定する分光器３と、分光器３で測定した反射光のスペクトルと、予め中性化深さの異なる試料を用いて作成された検量線とを基に、測定位置Ｍでの中性化深さを求める演算装置４と、を備えている。 As described above, the concrete deterioration diagnosis apparatus 1 according to the present embodiment has the light source 2 that irradiates light to the measurement position M on the surface of the concrete C to be measured, and the light from the light source 2 is reflected at the measurement position M. The measurement position M is based on the spectroscope 3 for measuring the spectrum of the reflected light, the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 3, and a calibration curve prepared in advance using samples having different neutralization depths. And an arithmetic unit 4 for obtaining a neutralization depth at.
このように構成することで、非破壊で中性化深さを測定することが可能なコンクリート劣化診断装置１を実現できる。また、コンクリート劣化診断装置１では、特許文献１のように穿孔を行う必要もないため、短時間での測定が可能である。 By comprising in this way, the concrete deterioration diagnostic apparatus 1 which can measure the neutralization depth nondestructively is realizable. Moreover, in the concrete deterioration diagnostic apparatus 1, since it is not necessary to perforate like the patent document 1, it can measure in a short time.
また、本実施形態では、分光器３で測定した反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法により測定位置Ｍでの中性化深さを求めており、かつ、中性化深さおよび含水率の異なる試料を用いて検量線を作成している。 In the present embodiment, the neutralization depth at the measurement position M is obtained by the chemometrics method based on the spectrum of the reflected light measured by the spectroscope 3, and the neutralization depth and moisture content are obtained. A calibration curve is created using different samples.
これにより、含水率が１０％以下であれば、含水率の影響を受けずに中性化深さを求めることが可能になる。 Thereby, if the moisture content is 10% or less, the neutralization depth can be obtained without being affected by the moisture content.
また、本実施形態では、中性化深さと同時に塩化物イオンの濃度も測定しており、１度の計測で２つの劣化因子を測定することが可能である。 In the present embodiment, the concentration of chloride ions is measured simultaneously with the neutralization depth, and two deterioration factors can be measured by one measurement.
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では言及しなかったが、任意の測定位置Ｍで中性化深さの実測を行い、その実測値により中性化深さの分布を補正（オフセットゲインの調整）を行い、より正確な中性化深さの分布を求めるように構成してもよい。 For example, although not mentioned in the above embodiment, the neutralization depth is actually measured at an arbitrary measurement position M, and the neutralization depth distribution is corrected (adjustment of the offset gain) based on the actual measurement value. A more accurate neutralization depth distribution may be obtained.
また、供用年数をｔ、中性化深さをｙとすると、下式
ｙ＝ａ・ｔ1/2
但し、ａ：係数
の関係が成立するため、測定対象のコンクリートＣの供用年数ｔと測定した中性化深さｙから係数ａを求め、任意の供用年数ｔにおける中性化深さｙを推定できるように演算装置４を構成してもよい。
In addition, when the service life is t and the neutralization depth is y, the following formula y = a · t 1/2
However, since the relationship of a: coefficient is established, the coefficient a is obtained from the service life t of the concrete C to be measured and the measured neutralization depth y, and the neutralization depth y is estimated at an arbitrary service life t. You may comprise the arithmetic unit 4 so that it can do.
１ コンクリート劣化診断装置
２ 光源
３ 分光器
４ 演算装置
Ｃ コンクリート
Ｍ 測定位置
1 Concrete deterioration diagnosis device 2 Light source 3 Spectrometer 4 Arithmetic device C Concrete M Measurement position
Claims (5)
前記光源からの光が前記測定位置で反射された反射光のスペクトルを測定する分光器と、
前記分光器で測定した反射光のスペクトルと、予め中性化深さの異なる試料を用いて作成された検量線とを基に、前記測定位置での中性化深さを求める演算装置と、
を備えたことを特徴とするコンクリート劣化診断装置。 A light source that emits light to the measurement position of the concrete surface to be measured;
A spectroscope that measures the spectrum of the reflected light reflected from the measurement position by the light from the light source;
Based on a spectrum of reflected light measured by the spectroscope and a calibration curve created using samples having different neutralization depths in advance, an arithmetic unit for obtaining the neutralization depth at the measurement position;
A concrete deterioration diagnosis device characterized by comprising:
前記検量線は、中性化深さおよび含水率の異なる試料を用いて作成される
請求項１記載のコンクリート劣化診断装置。 The arithmetic unit is configured to obtain a neutralization depth at the measurement position by a chemometric method based on a spectrum of reflected light measured by the spectrometer.
The concrete deterioration diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the calibration curve is created using samples having different neutralization depths and moisture contents.
前記演算装置は、前記プローブヘッドにより前記測定位置を移動させつつ中性化深さの測定を繰り返して、中性化深さの分布を測定するように構成される
請求項１または２記載のコンクリート劣化診断装置。 A probe head configured to be movable along the concrete surface, irradiating light from the light source to the measurement position, and inputting reflected light from the measurement position to the spectrometer;
The concrete according to claim 1, wherein the arithmetic unit is configured to measure the distribution of the neutralization depth by repeatedly measuring the neutralization depth while moving the measurement position by the probe head. Deterioration diagnostic device.
請求項３記載のコンクリート劣化診断装置。 The concrete deterioration diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the arithmetic device further includes a display unit that displays the distribution of the neutralization depth by a contour diagram.
請求項１〜４いずれかに記載のコンクリート劣化診断装置。 The arithmetic unit also measures a chloride ion concentration at the measurement position based on a spectrum of reflected light measured by the spectrometer and a calibration curve prepared in advance using samples having different chloride ion concentrations. The concrete deterioration diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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