JP2016191666A - Specification method of fragile portion of concrete - Google Patents

Specification method of fragile portion of concrete Download PDF

Info

Publication number
JP2016191666A
JP2016191666A JP2015072634A JP2015072634A JP2016191666A JP 2016191666 A JP2016191666 A JP 2016191666A JP 2015072634 A JP2015072634 A JP 2015072634A JP 2015072634 A JP2015072634 A JP 2015072634A JP 2016191666 A JP2016191666 A JP 2016191666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concrete
drying
specimen
shrinkage strain
digital image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015072634A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6528197B2 (en
Inventor
彦次 兵頭
Hikotsugu Hyodo
彦次 兵頭
聖史 嶌田
Satoshi Shimada
聖史 嶌田
昴雄 落合
Takao Ochiai
昴雄 落合
伊藤 幸広
Yukihiro Ito
幸広 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Saga University NUC
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
Saga University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp, Saga University NUC filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to JP2015072634A priority Critical patent/JP6528197B2/en
Publication of JP2016191666A publication Critical patent/JP2016191666A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6528197B2 publication Critical patent/JP6528197B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a specification method capable of simply and quantitatively specifying a fragile portion of concrete caused by bleeding.SOLUTION: A specification method of a fragile portion of concrete comprises; an image acquisition step before drying in which before drying a concrete specimen or core specimen collected from a concrete structure, a digital image of a surface in a depth direction of the specimen is acquired; a drying step; an image acquisition step after drying in which after the drying the specimen, a digital image of the surface in the depth direction of the dried concrete specimen or dried core specimen is acquired; and a shrinkage strain calculation step in which with the digital images before and after drying, shrinkage strain is calculated by a digital image correlation method.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、コンクリートのデジタル画像を解析して、ブリーディングにより生じたコンクリートの脆弱部分を識別する方法に関する。   The present invention relates to a method for identifying a fragile portion of concrete caused by bleeding by analyzing a digital image of the concrete.

コンクリートの主な構成材料である水、セメント、および骨材の比重は、それぞれ1.0、3.2、および2.5程度と大きく異なる。したがって、フレッシュコンクリート内では、セメントと骨材が沈降し、水は上昇して構成材料が分離するブリーディングが生じ易い。この上昇した水により、コンクリートの上層部では水セメント比が大きくなり、またセメントペーストと、骨材および鉄筋との界面に空隙が生じて界面の付着力が弱くなり、コンクリートの強度や耐久性が低下する。そのため、JASS 5「水密コンクリート」では、ブリーディングの上限を0.3cm/cmと制限している。 The specific gravity of water, cement, and aggregate, which are the main constituent materials of concrete, is significantly different from about 1.0, 3.2, and 2.5, respectively. Therefore, in the fresh concrete, the cement and the aggregate are settled, the water rises, and bleeding that the constituent materials are separated easily occurs. This increased water increases the water-cement ratio in the upper part of the concrete, and voids are created at the interface between the cement paste and the aggregates and reinforcing bars, weakening the adhesiveness of the interface, and improving the strength and durability of the concrete. descend. Therefore, in JASS 5 “watertight concrete”, the upper limit of bleeding is limited to 0.3 cm 3 / cm 2 .

従来、コンクリートの脆弱化の程度を測る方法として、現場透気試験方法やコア抜きしたコンクリートの中性化等の耐久性試験が知られている。ちなみに、現場透気試験方法とは、コンクリートに孔を設けて、空気を吸入するためのアタッチメントを取り付けるか、またはコンクリート表面にチャンバーを取り付けた後、空気を吸引または加圧して、所定の圧力に戻るまでの経過時間を測定し、透気性を評価する方法である。しかし、現場透気試験方法は相対的な評価であるため、異なる試験条件や試験装置による測定結果は比較できない。また、コア抜きしたコンクリートの耐久性試験では、コンクリートの中性化の進行等に時間がかかるほか、脆弱部分の定量化は困難である。
また、特許文献1では、打撃具によりコンクリート構造物の表面に打撃を加えながら、コンクリート構造物に沿って移動すると同時に、打撃具によるコンクリート表面の打撃時に発生する打撃音を検出し、検出した打撃音の処理により、コンクリート構造物の内部欠陥の有無を識別して診断する方法が提案されている。しかし、打撃音では、ブリーディングによる脆弱部分の深さを、定量的に把握するのは難しい。
Conventionally, as a method for measuring the degree of weakening of concrete, an on-site air permeability test method and a durability test such as neutralization of cored concrete are known. By the way, the on-site air permeability test method is to provide holes in the concrete and attach an attachment for inhaling air, or attach a chamber to the concrete surface, and then suck or pressurize the air to a predetermined pressure. This is a method of measuring the elapsed time until returning and evaluating the air permeability. However, since the on-site air permeability test method is a relative evaluation, the measurement results by different test conditions and test equipment cannot be compared. In addition, in the durability test of cored concrete, it takes time to progress the neutralization of the concrete, and it is difficult to quantify the fragile portion.
Moreover, in patent document 1, while striking the surface of a concrete structure with a striking tool, while moving along a concrete structure, the striking sound generated at the time of striking the concrete surface with a striking tool is detected, and the detected striking is detected. A method of identifying and diagnosing the presence or absence of internal defects in a concrete structure by processing sound has been proposed. However, with the hitting sound, it is difficult to quantitatively grasp the depth of the fragile part due to bleeding.

特開2002−048772号公報JP 2002-048772 A

したがって、本発明は、ブリーディングにより生じたコンクリートの脆弱部分を、簡易かつ定量的に識別できる方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method capable of easily and quantitatively identifying a fragile portion of concrete caused by bleeding.

本発明者は、前記目的にかなうコンクリートの脆弱部分の識別方法を検討した結果、ブリーディングにより水セメント比が大きくなった脆弱部分は、乾燥ひずみが大きいこと、またデジタル画像相関法を用いれば、脆弱部分の識別が容易で、かつ脆弱部分の深さを簡易に定量できること等を見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は下記の構成を有するコンクリートの脆弱部分の識別方法である。   As a result of studying a method for identifying a fragile portion of concrete that meets the above-mentioned purpose, the present inventor found that a fragile portion having a large water-cement ratio due to bleeding has a large dry strain, and if a digital image correlation method is used, the fragile portion is fragile. The present invention has been completed by finding out that the part can be easily identified and the depth of the fragile part can be easily quantified. That is, the present invention is a method for identifying a fragile portion of concrete having the following configuration.

[1]下記(A)〜(D)工程を経て得られた収縮ひずみの深さ方向の変化を調べて、収縮ひずみが変化している部分をコンクリートの脆弱部分として識別する、コンクリートの脆弱部分の識別方法。
(A)コンクリート供試体、または、コンクリート構造物から採取したコア供試体を乾燥する前に、該供試体の深さ方向の面のデジタル画像を取得する、乾燥前の画像取得工程
(B)前記コンクリート供試体、または前記コア供試体を乾燥する、乾燥工程
(C)前記乾燥した後に、前記乾燥したコンクリート供試体、または前記乾燥したコア供試体の、深さ方向の面のデジタル画像を取得する、乾燥後の画像取得工程
(D)前記乾燥前および乾燥後のデジタル画像を用いて、デジタル画像相関法により収縮ひずみを算出する、収縮ひずみの算出工程
[2]前記乾燥期間が1日以上である、前記[1]に記載のコンクリートの脆弱部分の識別方法。
[3]前記収縮ひずみが変化している部分が、各深さの収縮ひずみの値(ε)と、深さ方向の収縮ひずみが一定になる深さの収縮ひずみの値(ε)との比(ε/ε)が1.3以上となる部分である、前記[1]に記載のコンクリートの脆弱部分の識別方法。
[1] A fragile portion of concrete in which changes in the depth direction of shrinkage strain obtained through the following steps (A) to (D) are examined and a portion where the shrinkage strain is changed is identified as a fragile portion of concrete. Identification method.
(A) Before drying the concrete specimen or the core specimen collected from the concrete structure, a digital image of the surface in the depth direction of the specimen is obtained. Drying the concrete specimen or the core specimen, drying step (C) After the drying, obtain a digital image of the surface in the depth direction of the dried concrete specimen or the dried core specimen. Image acquisition step after drying (D) Using the digital images before and after drying, the shrinkage strain is calculated by the digital image correlation method [2] The drying period is 1 day or more The method for identifying a fragile portion of concrete according to [1].
[3] The portion where the shrinkage strain is changed is the difference between the shrinkage strain value at each depth (ε) and the depth shrinkage strain value at which the shrinkage strain in the depth direction is constant (ε 0 ). The method for identifying a fragile portion of concrete according to the above [1], wherein the ratio (ε / ε 0 ) is a portion of 1.3 or more.

本発明のコンクリートの脆弱部分の識別方法によれば、脆弱部分を簡易かつ定量的に識別することができる。   According to the method for identifying a weak portion of concrete according to the present invention, the weak portion can be easily and quantitatively identified.

供試体の深さ方向の面のデジタル画像であり、(a)は乾燥期間が1日、(b)は乾燥期間が7日である。It is the digital image of the surface of the depth direction of a test body, (a) is a drying period for 1 day, (b) is a drying period for 7 days. 上面からの深さに対する収縮ひずみを示した図である。It is the figure which showed the shrinkage | contraction distortion with respect to the depth from an upper surface. 上面からの深さに対する収縮ひずみの比(ε/ε)を示した図である。It is the figure which showed ratio ((epsilon) / (epsilon) 0 ) of the shrinkage | contraction strain with respect to the depth from an upper surface.

本発明のコンクリートの脆弱部分の識別方法は、前記のとおり、(A)乾燥前の画像取得工程、(B)乾燥工程、(C)乾燥後の画像取得工程、および(D)収縮ひずみの算出工程を経て得られた収縮ひずみの深さ方向の変化を調べて、収縮ひずみが変化している部分をコンクリートの脆弱部分として識別する、コンクリートの脆弱部分の識別方法である。
以下、本発明を前記各工程に分けて詳細に説明する。
The identification method of the weak part of the concrete of this invention is as above-mentioned. (A) Image acquisition process before drying, (B) Drying process, (C) Image acquisition process after drying, and (D) Calculation of shrinkage strain This is a method for identifying a fragile portion of concrete, in which a change in the depth direction of the shrinkage strain obtained through the process is examined and a portion where the shrinkage strain is changed is identified as a fragile portion of concrete.
Hereinafter, the present invention will be described in detail for each of the steps.

(A)乾燥前および(C)乾燥後の画像取得工程
該工程は、コンクリート供試体、または、コンクリート構造物から採取したコア供試体を乾燥する前および乾燥した後に、該供試体の深さ方向の面のデジタル画像を取得する工程である。
ここで、乾燥前の供試体の画像取得時に、画像の取得面に水分が付着していると、色のコントラストが小さくなり、また色むらが生じて、乾燥後に取得した画像との相関性が著しく低下する場合がある。この相関性の低下を避けるため、画像取得前に、乾燥前の供試体の撮影面に圧縮空気等を噴射して撮影面の水分を除去するか、または撮影面から水分がなくなるまで静置して風乾するなどの前処理を行う。なお、当該前処理は、画像の取得面に水分が付着している場合に行う任意の処理であり、前記(B)乾燥工程には含まれない。
前記コンクリートは、特に制限されず、普通コンクリート、水密コンクリート、暑中コンクリート、寒中コンクリート、マスコンクリート、流動化コンクリート、高流動コンクリート、高強度コンクリート、低発熱コンクリート、膨張コンクリート、プレストレストコンクリート、低収縮コンクリート、繊維補強コンクリート、軽量コンクリート、およびポリマーコンクリート等が挙げられる。
また、前記供試体の大きさは、特に制限されないが、粗骨材の大きさを考慮すると、好ましくは、深さ方向で10cm以上である。また、供試体の幅は、特に制限されないが、粗骨材の大きさや収縮ひずみの測定精度を考慮すると、好ましくは10cm以上である。
好ましくは一辺が10cm以上の直方体、または直径および高さが10cm以上の円柱である。
良好なデジタル画像を取得するためには、前記供試体の切断時に生じる凹凸が±1mm以内になるように、平滑(平坦)に切断する。収縮ひずみが供試体の形状の影響を受けることなく、均等に生じるためには前記供試体の形状は、好ましくは平板である。また、前記供試体の厚さは、ひび割れによる破損の防止を考慮すると、好ましくは1cm以上であり、また、乾燥に要する期間を考慮すると、好ましくは5cm以下である。
既設の実構造物について評価を行う場合は、コンクリートの上面から深さ方向に沿ってコア抜きして供試体を採取する。
構築しようとするコンクリート構造物について評価を行う場合は、使用するコンクリートを用いて、別途、供試体を作製しておき、硬化後に断面を取得する。
(A) Before drying and (C) Image acquisition step after drying This step is performed before and after drying a concrete specimen or a core specimen taken from a concrete structure. This is a step of acquiring a digital image of the surface.
Here, when the image of the specimen before drying is acquired, if moisture is attached to the acquisition surface of the image, the color contrast becomes small and color unevenness occurs, and there is a correlation with the image acquired after drying. It may be significantly reduced. In order to avoid this decrease in correlation, before the image is acquired, either compressed air or the like is jetted onto the imaging surface of the specimen before drying to remove the moisture on the imaging surface, or it is left to stand until there is no moisture on the imaging surface. Pre-treatment such as air drying. The pre-processing is an arbitrary processing performed when moisture is attached to the image acquisition surface, and is not included in the (B) drying step.
The concrete is not particularly limited, ordinary concrete, water-tight concrete, summer concrete, cold concrete, mass concrete, fluidized concrete, high fluid concrete, high strength concrete, low heat concrete, expanded concrete, prestressed concrete, low shrinkage concrete, Examples thereof include fiber reinforced concrete, lightweight concrete, and polymer concrete.
The size of the specimen is not particularly limited, but is preferably 10 cm or more in the depth direction in consideration of the size of the coarse aggregate. The width of the specimen is not particularly limited, but is preferably 10 cm or more in consideration of the size of the coarse aggregate and the measurement accuracy of the shrinkage strain.
Preferably, it is a rectangular parallelepiped having a side of 10 cm or more, or a cylinder having a diameter and a height of 10 cm or more.
In order to obtain a good digital image, the sample is cut smoothly (flat) so that the unevenness generated when the specimen is cut is within ± 1 mm. In order for shrinkage strain to occur evenly without being affected by the shape of the specimen, the shape of the specimen is preferably a flat plate. The thickness of the specimen is preferably 1 cm or more in consideration of prevention of damage due to cracks, and preferably 5 cm or less in consideration of the period required for drying.
When evaluating an existing actual structure, remove the core from the top surface of the concrete along the depth direction and collect the specimen.
When evaluating a concrete structure to be constructed, a specimen is separately prepared using the concrete to be used, and a cross section is obtained after curing.

(B)供試体の乾燥工程
該工程は、前記コンクリート供試体、または前記コア供試体を乾燥する工程である。
本発明における供試体の乾燥温度は、特に制限されないが、前記供試体の乾燥の速さを考慮すると、好ましくは15℃以上、より好ましくは20℃以上である。
また、本発明における供試体の乾燥期間は、特に制限されないが、前記切断された供試体の厚さや乾燥条件を考慮すると、好ましくは1日以上、より好ましくは3日以上、さらに好ましくは7日以上である。例えば、一般的なコンクリート供試体の乾燥条件である20℃および相対湿度60%の環境下であれば、供試体の乾燥期間は7日である。
後掲の図2に示すように、乾燥期間が7日で、ブリーディングがあった脆弱部分は、ブリーディングがなかった部分と比べて、乾燥による収縮ひずみが大きくなる。本発明は、この特異な知見に基づくものである。
また、乾燥期間が1日では、ブリーディングがあった脆弱部分の収縮ひずみの変化は、乾燥期間が7日の場合と比べ小さいものの、コンクリートの脆弱部分を識別することは可能である。
(B) Drying process of specimen The process is a process of drying the concrete specimen or the core specimen.
The drying temperature of the specimen in the present invention is not particularly limited, but is preferably 15 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher in consideration of the drying speed of the specimen.
In addition, the drying period of the specimen in the present invention is not particularly limited, but in consideration of the thickness of the cut specimen and the drying conditions, it is preferably 1 day or more, more preferably 3 days or more, and even more preferably 7 days. That's it. For example, in an environment of 20 ° C. and 60% relative humidity, which are typical drying conditions for concrete specimens, the drying period of the specimens is 7 days.
As shown in FIG. 2 later, the shrinkage strain due to drying is larger in the fragile part where the drying period is 7 days and there is no bleeding than in the part where there is no bleeding. The present invention is based on this unique finding.
Further, when the drying period is one day, the change in shrinkage strain of the fragile portion where bleeding has occurred is smaller than that when the drying period is seven days, but the fragile portion of concrete can be identified.

(D)収縮ひずみの算出工程、
該工程は、乾燥前および乾燥後の供試体のデジタル画像に基づき、デジタル画像相関法を用いて、乾燥後の供試体の収縮ひずみを算出する工程である。
前記デジタル画像相関法は、収縮ひずみによる変形の前後(乾燥の前後)に取得したデジタル画像の輝度値の分布に基づいて、供試体上の各位置の移動量を算出し収縮ひずみに変換する方法である。
具体的には、以下の計算過程を経て収縮ひずみを算出する。
(i)変形前(乾燥前)のデジタル画像において、任意の位置を中心とするサブセット内の輝度値分布を求める。
(ii)変形後(乾燥後)のデジタル画像の輝度値分布と最も相関性が高い輝度値分布を有する、変形前(乾燥前)のデジタル画像のサブセットを探索し、その中心点を着目点が変位した後の位置として捉えて、着目点から該中心点へ変位した量を算出し、さらに該変位した量を収縮ひずみに変換する。なお、変形前後(乾燥前後)のサブセットの相関性は、下記(1)式の相関係数Rを用いて表す。
(D) contraction strain calculation step,
This step is a step of calculating the shrinkage strain of the specimen after drying using the digital image correlation method based on the digital images of the specimen before and after drying.
The digital image correlation method is a method of calculating the amount of movement of each position on the specimen based on the distribution of luminance values of the digital image obtained before and after deformation due to shrinkage strain (before and after drying) and converting it into shrinkage strain. It is.
Specifically, the shrinkage strain is calculated through the following calculation process.
(I) In a digital image before deformation (before drying), a luminance value distribution in a subset centering on an arbitrary position is obtained.
(Ii) A search is made for a subset of digital images before deformation (before drying) having a luminance value distribution having the highest correlation with the luminance value distribution of the digital image after deformation (after drying). The amount of displacement from the point of interest to the center point is calculated, and the amount of displacement is converted into contraction strain. The correlation between the subsets before and after deformation (before and after drying) is expressed using the correlation coefficient R in the following equation (1).

ただし、実際は、矩形に設定した変形前(乾燥前)のサブセットに対し、変形後(乾燥後)のデジタル画像そのものが変形しているため、サブセットが矩形にならない場合がある。この場合、これを補正するため、サブセット内部において変位勾配が一定と仮定して、変形前後(乾燥前後)の座標(x,y)および(x*,y*)には下記(2)式を用いる。
以上の計算は市販の画像解析用ソフトウエアを用いて行なうことができる。
However, since the digital image itself after deformation (after drying) is actually deformed with respect to the subset before deformation (before drying) set to a rectangle, the subset may not become rectangular. In this case, to correct this, assuming that the displacement gradient is constant inside the subset, the following equation (2) is used for the coordinates (x, y) and (x * , y * ) before and after deformation (before and after drying): Use.
The above calculation can be performed using commercially available image analysis software.

(E)コンクリートの脆弱部分の識別
本発明において、脆弱部分を識別するための指標は、以下の(1)収縮ひずみの変化と、(2)各深さの収縮ひずみの値(ε)/深さ方向の収縮ひずみ(深さ方向に沿って収縮ひずみ)が一定になる深さの収縮ひずみの値(ε)との比(ε/ε)の2つがある。
(1)収縮ひずみの変化(第1の指標)
収縮ひずみの変化を前記指標として用いて、収縮ひずみが変化している領域を、ブリーディングがあった脆弱部分として識別する。これを後掲の図2を例にして説明すると、収縮ひずみが変化している領域は、図2から深さが0〜60mmの領域であることが明確であり、したがって、該領域をコンクリートの脆弱部分として識別する。
(E) Identification of fragile part of concrete In the present invention, the index for identifying the fragile part is as follows: (1) Change in shrinkage strain and (2) Shrinkage strain value at each depth (ε) / depth There are two ratios ([epsilon] / [epsilon] 0 ) to the value ([epsilon] 0 ) of the shrinkage strain at the depth where the shrinkage strain in the vertical direction (shrinkage strain along the depth direction) is constant.
(1) Change in shrinkage strain (first index)
Using the change in shrinkage strain as the index, the region where the shrinkage strain is changing is identified as a fragile portion where bleeding has occurred. This will be explained with reference to FIG. 2 as an example. It is clear from FIG. 2 that the region where the shrinkage strain is changed is a region having a depth of 0 to 60 mm. Identify as vulnerable.

(2)ε/ε(第2の指標)
前記ε/εについて、以下、順を追って説明する。
(i)深さ方向の収縮ひずみ(ε)に変化がなく、明らかに非脆弱部分である深さの収縮ひずみを基準値(ε)として採用する。
(ii)次に、ε/εを算出して該比を指標に用い、コンクリートの脆弱部分を識別する。
これを、図2を例にして具体的に説明する。
(i)乾燥期間1日と乾燥期間7日の乾燥ひずみが一定になる60mmよりも、深い所に位置する上面から深さ80mmのところは、明らかに非脆弱部分であるから、該深さの収縮ひずみ200μをεとして採用する。
(ii)次に、ε/εを算出する。ここで、εは、例えば、各深さ±5mmで、かつ幅10mmの範囲の収縮ひずみの平均値を採用する。
次に、脆弱部分を識別するために用いるε/εの値の決定方法について説明する。
図3は、前記算出したε/εを縦軸に、上面からの深さを横軸にして作成したグラフである。図3から分かるように、ε/εは、上面から深さ60mmよりも深いところでは約1.0であるが、上面から深さ60mm未満では1.0よりも大きく、約1.3以上の値を示す。
ところで、材料設計の分野では、コンクリートを構成する各材料のばらつきを考慮して、一般に、安全係数として1.3を採用している。そして、材料設計に際し、当該数値を用いて圧縮強度等のコンクリートの物性を補正して、材料の安全性を担保している。
そこで、例えば、ε/εの値の決定に、当該安全係数の技術思想と数値を取り入れて、脆弱部分を識別するための指標であるε/εの値を1.3に定めると、上面から深さ60mm未満の領域では、1.3を上回る収縮ひずみが生じているから、該領域を脆弱部分として明確かつ合理的に識別することができる。
(2) ε / ε 0 (second index)
Hereinafter, ε / ε 0 will be described step by step.
(I) The shrinkage strain (ε) in the depth direction does not change, and the shrinkage strain at the depth that is clearly a non-fragile portion is adopted as the reference value (ε 0 ).
(Ii) Next, ε / ε 0 is calculated, and the ratio is used as an index to identify a fragile portion of concrete.
This will be specifically described with reference to FIG.
(I) Since the place where the depth is 80 mm from the upper surface located deeper than 60 mm where the drying strain becomes constant at the drying period of 1 day and the drying period of 7 days, it is clearly a non-fragile part. shrinkage strain 200μ to adopt as ε 0.
(Ii) Next, ε / ε 0 is calculated. Here, for ε, for example, an average value of shrinkage strain in a range of each depth ± 5 mm and width 10 mm is adopted.
Next, a method for determining the value of ε / ε 0 used to identify the weak part will be described.
3, the epsilon / epsilon 0 that the calculated vertical axis is a graph prepared by the depth from the upper surface to the horizontal axis. As can be seen from FIG. 3, ε / ε 0 is about 1.0 at a depth deeper than 60 mm from the upper surface, but is larger than 1.0 at a depth less than 60 mm from the upper surface, and is about 1.3 or more. Indicates the value of.
By the way, in the field of material design, 1.3 is generally adopted as a safety factor in consideration of variations of materials constituting the concrete. And in material design, the physical property of concrete, such as compressive strength, is correct | amended using the said numerical value, and the safety | security of material is ensured.
Therefore, for example, to determine the value of epsilon / epsilon 0, incorporating spirit and value of the safety factor, when determining the value of epsilon / epsilon 0 is an index for identifying the weakened portions to 1.3, In a region having a depth of less than 60 mm from the upper surface, a shrinkage strain exceeding 1.3 is generated, so that the region can be clearly and rationally identified as a fragile portion.

(F)コンクリートの脆弱部分の補修方法
本発明の識別方法を用いて識別したコンクリートの脆弱部分の補修方法は、例えば、識別したコンクリートの脆弱部分を斫った後に、コンクリートやモルタルを用いて修復する方法、樹脂を用いて表面被覆する方法、撥水剤等を用いて表面改質する方法、および電気防食等の方法が挙げられる。また、コンクリートの脆弱部分に薬剤を浸透させて脆弱部分を強化することもできる。
(F) Method for repairing a weak portion of concrete The repair method for a weak portion of concrete identified by using the identification method of the present invention is, for example, repairing using a concrete or mortar after scrambling the identified weak portion of concrete. A surface coating method using a resin, a surface modification method using a water repellent and the like, and a method such as cathodic protection. Moreover, a fragile part can also be strengthened by making a chemical | medical agent osmose | permeate the fragile part of concrete.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
1.使用した材料および配合
表1に示す材料を使用して、表2に示すコンクリートを作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
1. Materials Used and Mixing Concretes shown in Table 2 were produced using the materials shown in Table 1.

2.コンクリートの脆弱部分の識別
以下、該識別を前記各工程等に分けて説明する。
(a)画像取得工程
表2に示す配合のコンクリートを型枠(縦40cm、横40cm、深さ40cm)に打設した後、7日間湿布養生して脱型し、コンクリートを作製した。次に、該コンクリートを深さ方向に切断して、縦40cm、横(厚さ)5cm、深さ40cmの供試体を採取した。
次に、該供試体の深さ方向の面を、圧縮空気を用いて付着している水分を飛ばした後、スキャナーを用いて走査してデジタル画像(縦20cm、深さ40cm)を取得した。その後、該供試体を20℃、相対湿度60%の恒温恒湿槽内に、1日および7日間載置して乾燥させ、再度、該供試体の深さ方向の面を、スキャナーを用いて走査してデジタル画像を取得した。
2. Identification of fragile portions of concrete Hereinafter, the identification will be described separately for each of the steps.
(A) Image acquisition process Concrete having the composition shown in Table 2 was placed in a formwork (length 40 cm, width 40 cm, depth 40 cm), then cured for 7 days and demolded to produce concrete. Next, the concrete was cut in the depth direction, and specimens having a length of 40 cm, a width (thickness) of 5 cm, and a depth of 40 cm were collected.
Next, the surface in the depth direction of the specimen was blown away with moisture adhering using compressed air, and then scanned using a scanner to obtain a digital image (vertical 20 cm, depth 40 cm). Thereafter, the specimen is placed in a constant temperature and humidity chamber of 20 ° C. and a relative humidity of 60% for 1 day and 7 days to dry, and the surface in the depth direction of the specimen is again used with a scanner. A digital image was acquired by scanning.

(b)収縮ひずみの算出工程
前記取得したデジタル画像を、画像解析用ソフトウェアdigital(Correlated solutions社製)を用いて解析し、供試体の収縮ひずみを算出した。具体的には、以下の計算過程を経て収縮ひずみを算出した。
(i)乾燥前と乾燥後の供試体のデジタル画像において、任意の位置を中心とするサブセット内の輝度値分布を求めた。
(ii)乾燥後の供試体のデジタル画像の輝度値分布と最も相関性が高い輝度値分布を有する、乾燥前のデジタル画像のサブセットを探索し、その中心点を着目点が移動(変位)した後の位置として捉えて、着目点から該中心点へ移動した距離(変位量)を算出し、さらに該移動した距離を収縮ひずみに変換した。
なお、乾燥前および乾燥後の供試体のデジタル画像におけるサブセットの相関性は、前記(1)式の相関係数Rを用いた。また、乾燥前および乾燥後の座標(x,y)および(x*,y*)は前記(2)式を用いた。
(B) Calculation process of shrinkage strain The acquired digital image was analyzed using image analysis software digital (manufactured by Correlated Solutions), and the shrinkage strain of the specimen was calculated. Specifically, the shrinkage strain was calculated through the following calculation process.
(I) In the digital image of the specimen before and after drying, the luminance value distribution in the subset centered at an arbitrary position was obtained.
(Ii) A subset of the digital image before drying having the luminance value distribution having the highest correlation with the luminance value distribution of the digital image of the specimen after drying was searched, and the point of interest moved (displaced) at the center point. The distance (displacement) moved from the point of interest to the center point was calculated as a later position, and the moved distance was further converted into contraction strain.
The correlation coefficient R in the above equation (1) was used for the correlation between the subsets in the digital image of the specimen before and after drying. Further, the coordinates (x, y) and (x * , y * ) before and after drying are obtained by using the above equation (2).

乾燥期間が1日および7日の前記デジタル画像を図1に示す。乾燥期間が長い程、脆弱部分がより鮮明になる。次に、横軸が上面からの深さ、縦軸が該深さにおける収縮ひずみである図2のグラフを作成した。   The digital images with a drying period of 1 day and 7 days are shown in FIG. The longer the drying period, the clearer the fragile parts. Next, the graph of FIG. 2 was created in which the horizontal axis represents the depth from the upper surface and the vertical axis represents the shrinkage strain at the depth.

(c)脆弱部分の識別
脆弱部分を識別するための指標として、収縮ひずみの変化を用いると、前記のとおり、図2から、深さ方向の収縮ひずみが変化している領域の深さは0〜60mmの領域であるから、該領域が脆弱部分であると識別できる。また、脆弱部分を識別するための指標としてε/ε(値は1.3)を用いると、前記のとおり、図3から、上面から深さ60mm未満の領域は1.3を上回るから、該領域が脆弱部分であると識別できる。
(C) Identification of fragile portion When a change in contraction strain is used as an index for identifying a fragile portion, as described above, the depth of the region where the contraction strain in the depth direction is changed is 0 as shown in FIG. Since it is an area | region of -60 mm, this area | region can be identified as a weak part. In addition, when ε / ε 0 (value is 1.3) is used as an index for identifying the fragile portion, as described above, from FIG. 3, the region less than 60 mm in depth from the upper surface exceeds 1.3. It can be identified that the area is a vulnerable part.

以上述べたように、本発明のコンクリートの脆弱部分の識別方法は、ブリーディングにより生じたコンクリートの脆弱部分を、簡易かつ定量的に識別することができる

As described above, the method for identifying a weak portion of concrete according to the present invention can easily and quantitatively identify a weak portion of concrete caused by bleeding.

Claims (3)

下記(A)〜(D)工程を経て得られた収縮ひずみの深さ方向の変化を調べて、収縮ひずみが変化している部分をコンクリートの脆弱部分として識別する、コンクリートの脆弱部分の識別方法。
(A)コンクリート供試体、または、コンクリート構造物から採取したコア供試体を乾燥する前に、該供試体の深さ方向の面のデジタル画像を取得する、乾燥前の画像取得工程
(B)前記コンクリート供試体、または前記コア供試体を乾燥する、乾燥工程
(C)前記乾燥した後に、前記乾燥したコンクリート供試体、または前記乾燥したコア供試体の、深さ方向の面のデジタル画像を取得する、乾燥後の画像取得工程
(D)前記乾燥前および乾燥後のデジタル画像を用いて、デジタル画像相関法により収縮ひずみを算出する、収縮ひずみの算出工程
A method for identifying a fragile portion of concrete, in which changes in the depth direction of shrinkage strain obtained through the following steps (A) to (D) are examined, and a portion where the shrinkage strain is changed is identified as a fragile portion of concrete. .
(A) Before drying the concrete specimen or the core specimen collected from the concrete structure, a digital image of the surface in the depth direction of the specimen is obtained. Drying the concrete specimen or the core specimen, drying step (C) After the drying, obtain a digital image of the surface in the depth direction of the dried concrete specimen or the dried core specimen. , Image acquisition step after drying (D) Calculation step of shrinkage strain by using the digital image before and after drying to calculate shrinkage strain by digital image correlation method
前記乾燥期間が1日以上である、請求項1に記載のコンクリートの脆弱部分の識別方法。   The identification method of the weak part of concrete of Claim 1 whose said drying period is 1 day or more. 前記収縮ひずみが変化している部分が、各深さの収縮ひずみの値(ε)と、深さ方向の収縮ひずみが一定になる深さの収縮ひずみの値(ε)との比(ε/ε)が1.3以上となる部分である、請求項1に記載のコンクリートの脆弱部分の識別方法。

The portion where the shrinkage strain changes is the ratio (ε) between the shrinkage strain value (ε) at each depth and the shrinkage strain value (ε 0 ) at a depth where the shrinkage strain in the depth direction is constant. The method for identifying a fragile portion of concrete according to claim 1, wherein / ε 0 ) is a portion of 1.3 or more.

JP2015072634A 2015-03-31 2015-03-31 How to identify vulnerable parts of concrete Expired - Fee Related JP6528197B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015072634A JP6528197B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 How to identify vulnerable parts of concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015072634A JP6528197B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 How to identify vulnerable parts of concrete

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016191666A true JP2016191666A (en) 2016-11-10
JP6528197B2 JP6528197B2 (en) 2019-06-12

Family

ID=57246332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015072634A Expired - Fee Related JP6528197B2 (en) 2015-03-31 2015-03-31 How to identify vulnerable parts of concrete

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6528197B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018155023A (en) * 2017-03-17 2018-10-04 太平洋セメント株式会社 Prediction method of crack occurrence timing, and early detection method of alkali-silica reaction
CN109187600A (en) * 2018-08-13 2019-01-11 中国地质调查局西安地质调查中心 A method of soil body structure angle value is calculated using iconology parameter
CN110360979A (en) * 2019-07-04 2019-10-22 哈尔滨工业大学(深圳) A kind of distress in concrete monitoring method and system
JP2019184548A (en) * 2018-04-17 2019-10-24 株式会社竹中工務店 Test device, test method, and test program
WO2019223539A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 长安大学 Method for evaluating construction process effect of priming oil on asphalt pavement with semi-rigid base
WO2020059524A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-26 京セラ株式会社 Observation method and observation device
WO2020059523A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-26 京セラ株式会社 Observation method and observation device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006275698A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Railway Technical Res Inst Method of measuring internal strain of concrete structure, and the concrete structure
JP2007170955A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Nagasaki Univ Displacement/distortion measurement method, and displacement/distortion measuring device
JP2012103057A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Taiheiyo Cement Corp Method for predicting drying shrinkage strain of concrete
JP2014085156A (en) * 2012-10-19 2014-05-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Strain measuring method and strain measuring system
CN104330023A (en) * 2014-10-15 2015-02-04 浙江大学 Acquisition system and identification method of concrete surface initial crack information

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006275698A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Railway Technical Res Inst Method of measuring internal strain of concrete structure, and the concrete structure
JP2007170955A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Nagasaki Univ Displacement/distortion measurement method, and displacement/distortion measuring device
JP2012103057A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Taiheiyo Cement Corp Method for predicting drying shrinkage strain of concrete
JP2014085156A (en) * 2012-10-19 2014-05-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Strain measuring method and strain measuring system
CN104330023A (en) * 2014-10-15 2015-02-04 浙江大学 Acquisition system and identification method of concrete surface initial crack information

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018155023A (en) * 2017-03-17 2018-10-04 太平洋セメント株式会社 Prediction method of crack occurrence timing, and early detection method of alkali-silica reaction
JP7160254B2 (en) 2018-04-17 2022-10-25 株式会社竹中工務店 Test equipment, test method and test program
JP2019184548A (en) * 2018-04-17 2019-10-24 株式会社竹中工務店 Test device, test method, and test program
WO2019223539A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 长安大学 Method for evaluating construction process effect of priming oil on asphalt pavement with semi-rigid base
CN109187600A (en) * 2018-08-13 2019-01-11 中国地质调查局西安地质调查中心 A method of soil body structure angle value is calculated using iconology parameter
CN109187600B (en) * 2018-08-13 2021-06-22 中国地质调查局西安地质调查中心 Method for calculating soil structure degree value by using imaging parameters
WO2020059523A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-26 京セラ株式会社 Observation method and observation device
WO2020059524A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-26 京セラ株式会社 Observation method and observation device
JPWO2020059523A1 (en) * 2018-09-19 2021-08-30 京セラ株式会社 Observation method and observation device
JPWO2020059524A1 (en) * 2018-09-19 2021-08-30 京セラ株式会社 Observation method and observation device
JP7064611B2 (en) 2018-09-19 2022-05-10 京セラ株式会社 Observation method and observation device
JP7064610B2 (en) 2018-09-19 2022-05-10 京セラ株式会社 Observation method and observation device
CN110360979A (en) * 2019-07-04 2019-10-22 哈尔滨工业大学(深圳) A kind of distress in concrete monitoring method and system

Also Published As

Publication number Publication date
JP6528197B2 (en) 2019-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016191666A (en) Specification method of fragile portion of concrete
Bertelsen et al. Quantification of plastic shrinkage cracking in mortars using digital image correlation
Golewski et al. Macroscopic evaluation of fracture processes in fly ash concrete
WO2020177402A1 (en) Method for measuring corrosion expansion force causing concrete cracking during corrosion expansion of rebar
Maruyama et al. Strain and crack distribution in concrete during drying
Karaiskos et al. Performance monitoring of large-scale autonomously healed concrete beams under four-point bending through multiple non-destructive testing methods
Rucka et al. Characterization of fracture process in polyolefin fibre-reinforced concrete using ultrasonic waves and digital image correlation
CN111610099B (en) Rubber concrete fracture performance analysis method based on temperature and humidity changes
JP6940915B2 (en) Prediction method of crack occurrence time and early detection method of alkali-silica reaction,
Gupta et al. Innovative test technique to evaluate “self-sealing” of concrete
KR20090109335A (en) Evaluation Method for Properies of Concrete Shrinkage Crack by Slat-Ring Type Restrained Test
Gorzelańczyk et al. Non-Destructive Testing of Moisture in Cellulose Fiber Cement Boards
Paegle et al. Evaluation of test methods used to characterize fiber reinforced cementitious composites
Bhowmik et al. Investigation on fracture processes of concrete
KR20200045335A (en) System for calculating plastic stress intensity factor
Carreira et al. Determination of the e/g ratio of wood logs using transverse vibration
Lindgård et al. Advantages of using plane polished section analysis as part of microstructural analyses to describe internal cracking due to alkali–silica reactions
Benboudjema et al. Experimental analysis of drying shrinkage cracking in coating mortars by digital image correlation
Grazzini et al. Digital image correlation applied to lime-based mortars: Shrinkage tests for durability evaluations in restoration works
Li et al. Magnetic probe to test spatial distribution of steel fibres in UHPFRC prisms
JP6068305B2 (en) Degradation evaluation method for concrete cores
Juncheng et al. Experimental study on in situ monitoring of the evolution law of cracks in wood components with transverse cracks based on acoustic emission and image correlation
JP7479005B2 (en) Method for determining alkali-silica reactivity of coarse aggregate
JP2021135206A (en) Determination method of possibility of delay generation of ettringite
Ballard et al. Use of Photogrammetry to Assess the Condition of Structural Concrete

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190423

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6528197

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees