JP2019012052A - Columnar sample collection method of concrete structure member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート構造物を構成するコンクリート構造部材におけるひび割れや砂利化などの内部欠損を含んだ状態で、コンクリート構造部材の内部状態の可視化を可能とする、コンクリート構造部材の柱状サンプル採取方法に関するものである。 The present invention relates to a columnar sample collection method for a concrete structural member that enables visualization of the internal state of the concrete structural member in a state including internal defects such as cracks and gravel in the concrete structural member constituting the concrete structure. Is.
道路橋などのコンクリート構造物には、様々な要因による劣化が生じている。例えば、車両が通行するコンクリート橋では、交通車両の増大により疲労劣化が生じている。また、海岸線に建設された構造物では、飛来塩分により蓄積した塩化物イオンが、コンクリートに複合された鉄筋やＰＣケーブルを腐食させ、構造物の性能低下を招いている。更に、積雪寒冷地域のコンクリート橋では、凍結防止剤の散布による塩害と凍害の影響による複合劣化が生じている。 Deterioration due to various factors has occurred in concrete structures such as road bridges. For example, in a concrete bridge through which vehicles pass, fatigue deterioration occurs due to an increase in traffic vehicles. Moreover, in the structure constructed on the coastline, chloride ions accumulated by incoming salt content corrode the reinforcing bars and PC cables combined with concrete, leading to deterioration of the performance of the structure. Furthermore, in concrete bridges in snowy and cold regions, combined deterioration due to the effects of salt damage and frost damage due to the application of antifreezing agents has occurred.
そのため、コンクリート構造物を既定の供用年数にわたって維持管理するためには、劣化により性能が低下したコンクリートを適切に診断し、脆弱したコンクリートを適切に処理し、それを補強する対策が重要となる。 Therefore, in order to maintain and manage a concrete structure over a predetermined service life, it is important to appropriately diagnose concrete whose performance has deteriorated due to deterioration, properly treat fragile concrete, and reinforce it.
そして、コンクリートの診断にあたっては、構造物から採取した柱状サンプルを用いる手法が広く採用され、様々な試験方法も提案されている。例えば、特開２００９−２４４１２７公報には、セメント硬化体（柱状サンプル）に存在する空隙部に、有機ハロゲン化合物を溶解又は混合した樹脂液を含浸させて硬化させた後、有機ハロゲン化合物由来のハロゲン原子の分布状態を分析することによりセメント硬化体中の空隙部を検出する方法が開示されている。 And in the diagnosis of concrete, the method using the columnar sample extract | collected from the structure is employ | adopted widely, and various test methods are also proposed. For example, JP 2009-244127A discloses that a void existing in a cement cured body (columnar sample) is impregnated with a resin solution in which an organic halogen compound is dissolved or mixed and cured, and then a halogen derived from an organic halogen compound. A method for detecting voids in a hardened cement body by analyzing the distribution of atoms is disclosed.
近年の道路橋床版の維持管理などでは、従来知られていた劣化進展過程とは別に、構造物（床版）を構成する部材の内部に構造物表面と平行する方向に発生するひび割れの存在が注目されている。このひび割れは発生しても外面からの目視による確認が不可能であるが、その発生と拡大がもたらすコンクリートの擦り磨きによるせん断応力の伝達性能の低下は、床版の曲げ剛性を大幅に低下させる問題がある。 In the maintenance management of road bridge decks in recent years, the existence of cracks that occur in the direction parallel to the surface of the structure inside the members that make up the structure (floor slab), apart from the previously known degradation process Is attracting attention. Even if these cracks occur, visual confirmation from the outside is impossible, but the decrease in shearing stress transmission performance due to concrete polishing resulting from the occurrence and expansion of the cracks greatly reduces the bending rigidity of the slab. There's a problem.
そのため、コンクリート構造物の内部の状態を把握する必要がより高まっているが、内部にひび割れが生じているコンクリート構造部材から従来の手法で柱状サンプルを採取した場合、ひび割れが生じた部位で柱状サンプルが分解するため、柱状サンプルにより内部状態を可視化することが難しかった。 Therefore, it is more necessary to grasp the internal state of the concrete structure. However, when a columnar sample is collected from a concrete structural member that has cracked inside by a conventional method, the columnar sample is taken at the site where the crack has occurred. Since it decomposes, it was difficult to visualize the internal state with a columnar sample.
なお、コンクリート構造物の内部で生じたひび割れなどの損傷が進行し砂利化した場合も、ひび割れと同様、砂利化した部位で柱状サンプルが分解してしまう。すなわち、コンクリート構造物にひび割れや砂利化などの内部欠損が生じた場合、従来の手法では、柱状サンプルを採取することが難しかった。 In addition, when damage such as a crack generated inside the concrete structure progresses and becomes gravel, the columnar sample is decomposed at the graveled portion as in the case of the crack. That is, when an internal defect such as cracking or graveling occurs in a concrete structure, it is difficult to collect a columnar sample with the conventional method.
そこで、中性子線透過法、超音波探傷法、赤外線サーモグラフィ法、或いは電磁波レーダ法などの非破壊検査により、柱状サンプルを採取することなく、コンクリート構造物の内部を診断することが試みられている。しかしながら、非破壊検査による診断では、内部欠損も含めた内部損傷の有無を検出できる場合はあるものの、内部損傷の状態を正確に把握することは難しかった。 Therefore, it has been attempted to diagnose the inside of a concrete structure without taking a columnar sample by nondestructive inspection such as neutron beam transmission method, ultrasonic flaw detection method, infrared thermography method, or electromagnetic wave radar method. However, in the diagnosis by the nondestructive inspection, it is difficult to accurately grasp the state of the internal damage, although it may be possible to detect the presence or absence of internal damage including internal defects.
そこで、本発明は、コンクリート構造物を構成するコンクリート構造部材が内部欠損を含んだ状態であっても、コンクリート構造部材の内部状態を可視化できる、コンクリート構造部材の柱状サンプル採取方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a columnar sample sampling method for a concrete structural member that can visualize the internal state of the concrete structural member even when the concrete structural member constituting the concrete structure includes an internal defect. Objective.
本発明に係るコンクリート構造部材の柱状サンプル採取方法は、コンクリート構造部材において柱状サンプルを採取する部位に、前記柱状サンプルを採取する前に、前記柱状サンプルの径よりも小さく、前記柱状サンプルを採取するために掘削する方向に延伸する接着剤注入孔を形成する工程と、前記接着剤注入孔に接着剤を注入する工程と、前記接着剤注入孔を含む前記柱状サンプルを採取する工程を有する。 In the method for collecting a columnar sample of a concrete structural member according to the present invention, the columnar sample is collected at a portion of the concrete structural member where the columnar sample is collected before collecting the columnar sample, which is smaller than the diameter of the columnar sample. Therefore, the method includes a step of forming an adhesive injection hole extending in a direction of excavation, a step of injecting an adhesive into the adhesive injection hole, and a step of collecting the columnar sample including the adhesive injection hole.
前記柱状サンプルを採取するために掘削する方向が、コンクリート構造部材の下側に配置された面から鉛直方向に沿って上に進むものであってもよい。 The direction of excavation for collecting the columnar sample may proceed upward along the vertical direction from the surface disposed below the concrete structural member.
前記柱状サンプルを採取するために掘削する方向が、コンクリート構造部材の上側に配置された面から鉛直方向に沿って下に進むものであってもよい。
The direction of excavation for collecting the columnar sample may proceed downward along the vertical direction from the surface disposed on the upper side of the concrete structural member.
前記接着剤注入孔が鉛直方向に延伸し下方に開口し、前記開口をシート材で封止する工程を有してもよい。 The adhesive injection hole may have a step of extending in the vertical direction and opening downward, and sealing the opening with a sheet material.
前記接着剤注入孔と前記柱状サンプルを採取するために形成される試掘孔が、前記コンクリート構造部材を貫通してもよい。 A test hole formed to collect the adhesive injection hole and the columnar sample may penetrate the concrete structural member.
接着剤注入孔がコンクリート構造部材を貫通する場合、接着剤は接着剤注入孔のどちらの開口から注入してもよく、或いは、両方の開口から注入してもよい。 When the adhesive injection hole penetrates the concrete structural member, the adhesive may be injected from either opening of the adhesive injection hole or from both openings.
前記接着剤は蛍光材を含有するものであってもよい。 The adhesive may contain a fluorescent material.
本発明によれば、柱状サンプルを採取するための試掘孔と交差して伸びるひび割れが存在し、柱状サンプルがそのひび割れに分割される場合でも、接着剤により一体に接合した状態で採取することができる。従って、コンクリート構造物を構成するコンクリート構造部材が内部欠損を含んだ状態であっても、コンクリート構造部材の内部状態を可視化できる。 According to the present invention, even when there is a crack extending across the borehole for collecting the columnar sample and the columnar sample is divided into the cracks, the sample can be collected in an integrally joined state with an adhesive. it can. Therefore, the internal state of the concrete structural member can be visualized even when the concrete structural member constituting the concrete structure includes the internal defect.
本発明において、柱状サンプルを採取するために掘削する方向は、柱状サンプルを採取する状況や環境に応じて最適な方向を選択することができる。コンクリート構造部材の下側に配置された面から鉛直方向に沿って上に進むものであってもよく、コンクリート構造部材の上側に配置された面から鉛直方向に沿って下に進むものであってもよい。例えば、コンクリート構造物が道路橋である場合、下側表面から鉛直方向に沿って上方に掘削を進めることにより、交通規制を行うことなく、橋梁の下側から柱状サンプルを採取することが可能となる。なお、接着剤も掘削する方向と同じ方向に注入すればよい。 In the present invention, the direction of excavation for collecting the columnar sample can be selected in accordance with the situation and environment for collecting the columnar sample. It may be one that proceeds upward along the vertical direction from the surface disposed below the concrete structural member, or one that proceeds downward along the vertical direction from the surface disposed above the concrete structural member. Also good. For example, when the concrete structure is a road bridge, it is possible to collect a columnar sample from the lower side of the bridge without restricting traffic by advancing excavation along the vertical direction from the lower surface. Become. Note that the adhesive may also be injected in the same direction as the direction of excavation.
コンクリート構造部材の下側に配置された面から鉛直方向に沿って上に掘削を進める場合、接着剤注入孔は下方に開口することになるが、開口をシート材で封止し接着剤の流出を防止することにより、柱状サンプルをより確実に接合することができる。 When drilling upward along the vertical direction from the surface arranged below the concrete structural member, the adhesive injection hole will open downward, but the opening will be sealed with sheet material and the adhesive will flow out. By preventing this, the columnar samples can be more reliably joined.
本発明は、厚み寸法（深さ）が小さいコンクリート構造物にも適用することできる。その場合、接着剤注入孔と柱状サンプルを採取するために形成される試掘孔が、コンクリート構造部材を貫通してもよい。なお、接着剤注入孔がコンクリート構造部材を貫通し下方に開口する場合は、下側の開口をシート材で封止することが好ましい。 The present invention can also be applied to a concrete structure having a small thickness dimension (depth). In that case, the test hole formed for collecting the adhesive injection hole and the columnar sample may penetrate the concrete structural member. In addition, when the adhesive injection hole penetrates the concrete structural member and opens downward, it is preferable to seal the lower opening with a sheet material.
また、本発明において、接着剤が蛍光材を含有するものであれば、接着剤が浸透したひび割れや砂利化などの内部欠損は、コンクリート部材の他の部位と明確に区別することができる。従って、試掘孔と交差して伸びるひび割れをより明確に可視化できる。 In the present invention, if the adhesive contains a fluorescent material, internal defects such as cracks and graveling penetrated by the adhesive can be clearly distinguished from other parts of the concrete member. Therefore, it is possible to visualize the cracks extending across the test hole more clearly.
図１を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、図１において、本発明の理解を容易にするため、説明の便宜上、誇張して表示されている部分があり、部位間の相対寸法は正確ではない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, in order to facilitate understanding of the present invention, there are exaggerated parts for convenience of explanation, and the relative dimensions between the parts are not accurate.
まず、図１（ａ）に示すように、コンクリート構造部材１０において柱状サンプル１１を採取する部位１１ａに、柱状サンプル１１を採取する前に、柱状サンプル１１の径よりも小さく、柱状サンプル１１を採取するために掘削する方向Ａに延伸する、接着剤注入孔１を形成する。 First, as shown in FIG. 1 (a), before the columnar sample 11 is collected in the portion 11a where the columnar sample 11 is collected in the concrete structural member 10, the columnar sample 11 is collected which is smaller than the diameter of the columnar sample 11. In order to do this, the adhesive injection hole 1 extending in the direction A for excavation is formed.
接着剤注入孔１は、公知のドリルで形成することができる。柱状サンプルの大きさ、コンクリート部材の状態、採取環境等を考慮して最適な直径とすればよい。例えば、柱状サンプルがφ１０〜２５ｍｍであれば、接着剤注入孔１の直径として５〜１０ｍｍが好ましい。 The adhesive injection hole 1 can be formed with a known drill. The optimum diameter may be set in consideration of the size of the columnar sample, the condition of the concrete member, the sampling environment, and the like. For example, if the columnar sample is φ10 to 25 mm, the diameter of the adhesive injection hole 1 is preferably 5 to 10 mm.
形成された接着材注入孔１は、粉塵等を除去するために清掃する。そして、図１（ｂ）に示すように、接着剤２を注入する。接着剤注入孔１に注入された接着剤２は、柱状サンプルを採取するために掘削する方向Ａと交差する方向Ｂに延伸するひび割れ３が存在すれば、その中に浸透する。 The formed adhesive injection hole 1 is cleaned to remove dust and the like. Then, as shown in FIG. 1B, the adhesive 2 is injected. The adhesive 2 injected into the adhesive injection hole 1 penetrates into the crack 3 extending in the direction B intersecting the direction A for excavating to collect the columnar sample.
なお、この実施形態では、コンクリート構造部材１０の内部に、コンクリート構造部材１０の表面と平行する方向に発生するひび割れ３が内部欠損であるが、内部欠損はひび割れに限定されるものではない。砂利化やその他の欠損が含まれる場合であっても、適用可能である。 In this embodiment, the crack 3 generated in the direction parallel to the surface of the concrete structural member 10 is an internal defect inside the concrete structural member 10, but the internal defect is not limited to a crack. It is applicable even when gravel or other defects are included.
接着剤２は、柱状サンプルとして採取した場合にひび割れで分離される部分を、作業工程に支障を与えない時間内で付着させることができるものが好ましい。例えば、０．０５ｍｍ程度以上のひび割れに浸透する粘性を有し、ひび割れで分離される部分を三十分程度で付着させることが可能な、樹脂系接着剤を使用してもよい。 The adhesive 2 is preferably one that can adhere a portion separated by cracks when collected as a columnar sample within a time period that does not hinder the work process. For example, you may use the resin adhesive which has the viscosity which osmose | permeates the crack of about 0.05 mm or more, and can adhere the part isolate | separated by a crack by about 30 minutes.
また、接着剤２は、蛍光材が混合されたものでもよい。なお、蛍光材による発色に制限はなく、使用状況に応じて適宜決めることができる。例えば、自然光で発色するものでもよく、ブラックライト（紫外線）で発色するものでもよい。 The adhesive 2 may be a mixture of fluorescent materials. In addition, there is no restriction | limiting in the color development by a fluorescent material, and it can determine suitably according to a use condition. For example, it may be colored by natural light or colored by black light (ultraviolet light).
ひび割れで分離される部分を付着させるための時間が経過したら、柱状サンプル１１を採取するための試掘を行う。すなわち、図１（ｃ）に示すように、方向Ａに掘削し、接着剤挿入孔１の開口を囲み環状に開口する試掘孔４を形成し、試掘孔４に囲まれた接着剤注入孔１を含む部位１１ａを、柱状サンプル１１として採取する。 When the time for attaching the portion separated by the crack has elapsed, a test digging for collecting the columnar sample 11 is performed. That is, as shown in FIG. 1 (c), excavation in the direction A is performed to form a test hole 4 that surrounds the opening of the adhesive insertion hole 1 and opens in an annular shape. A portion 11 a including is collected as a columnar sample 11.
柱状サンプル１１は、試掘孔４と交差して伸びるひび割れ３に分割されるが、ひび割れ３に浸透した接着剤２により一体に接合された状態で採取することができる。従って、コンクリート構造物を構成するコンクリート構造部材が内部に生じたひび割れを含んだ状態であっても、コンクリート構造部材の内部状態を可視化できる。 The columnar sample 11 is divided into cracks 3 extending so as to intersect with the test holes 4, but can be collected in a state of being integrally joined by the adhesive 2 that has penetrated the cracks 3. Therefore, the internal state of the concrete structural member can be visualized even when the concrete structural member constituting the concrete structure includes a crack generated inside.
また、ひび割れ３に浸透する接着剤２が、蛍光材の混合されたものであれば、接着剤２が浸透したひび割れ３を、コンクリート部材１０の他の部位と明確に区別することができる。すなわち、試掘孔４と交差して伸びるひび割れ３をより明確に可視化できる。 Further, if the adhesive 2 penetrating the crack 3 is a mixture of fluorescent materials, the crack 3 penetrating the adhesive 2 can be clearly distinguished from other parts of the concrete member 10. That is, the crack 3 extending across the trial hole 4 can be visualized more clearly.
柱状サンプル１１における接着剤２の浸透状態は、公知の手法により測定することができる。なお、接着剤２に含まれる蛍光材が自然光で発色するものであれば、柱状サンプル１１を採取した現場で、即座に、ひび割れ３を視認することができる。 The penetration state of the adhesive 2 in the columnar sample 11 can be measured by a known method. If the fluorescent material contained in the adhesive 2 is colored by natural light, the crack 3 can be immediately recognized at the site where the columnar sample 11 is collected.
コンクリート構造物の下側から柱状サンプルを採取しなければならない場合や、コンクリート構造物の厚み寸法が小さく試掘孔や接着剤注入孔がコンクリート構造部材を貫通する場合は、コンクリート構造部材の下側に配置された面において下方に開口する接着剤注入孔が形成されることになる。これらの場合、コンクリート構造部材の下側に配置された面の開口をシート材で封止することが好ましい。コンクリート構造部材の下側に配置された面における接着剤注入孔の開口をシート材で封止する工程を図２に示す。なお、図２において、図１に示す実施形態と実質的に同じ部分には同符号を付し、その説明を簡略化または省略する。 If a columnar sample must be taken from the underside of the concrete structure, or if the thickness of the concrete structure is small and the drilling hole or adhesive injection hole penetrates the concrete structure member, place it below the concrete structure member. An adhesive injection hole opening downward is formed on the arranged surface. In these cases, it is preferable to seal the opening of the surface arranged below the concrete structural member with a sheet material. FIG. 2 shows a process of sealing the opening of the adhesive injection hole on the surface arranged on the lower side of the concrete structural member with a sheet material. In FIG. 2, the same reference numerals are given to substantially the same parts as those in the embodiment shown in FIG. 1, and the description thereof is simplified or omitted.
コンクリート構造部材の下側に配置された面において、接着剤注入孔１が下方に開口する場合、接着剤注入孔１に接着剤２を注入した後、接着剤２の流出を防止するために、開口が形成された部位にシート材５を展着し開口を塞ぐ。 In order to prevent the adhesive 2 from flowing out after injecting the adhesive 2 into the adhesive injection hole 1 when the adhesive injection hole 1 opens downward on the surface disposed on the lower side of the concrete structural member, The sheet material 5 is spread on the site where the opening is formed to close the opening.
シート材５は、接着剤２を浸透させることなく接着剤注入孔１の中に保持できるものであれば良く制限は無いが、例えば、壁面はく落防止シートを使用することができる。 The sheet material 5 is not particularly limited as long as it can be held in the adhesive injection hole 1 without causing the adhesive 2 to permeate. For example, a wall surface peeling prevention sheet can be used.
図１及び図２に示す実施形態では、鉛直方向に沿って掘削が進められているが、コンクリート構造物の側面から水平方向に沿って掘削を進めてもよい。 In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, excavation is proceeding along the vertical direction, but excavation may proceed along the horizontal direction from the side surface of the concrete structure.
コンクリート供試体から、以下の条件で柱状サンプルを採取した。採取した柱状サンプルの写真を図３に示す。
（接着剤注入孔）
φ１０ｍｍ、深さ１８ｍｍとした。
（接着剤）
浸透性接着剤（０．０５ｍｍのひび割れを充填できる浸透性を有する材料）に、蛍光材を適量混入したものを使用した。
（試掘孔）
外径φ２５ｍｍ、深さ２０ｍｍとした。
A columnar sample was collected from a concrete specimen under the following conditions. A photograph of the collected columnar sample is shown in FIG.
(Adhesive injection hole)
The diameter was 10 mm and the depth was 18 mm.
(adhesive)
A penetrating adhesive (a material having penetrability capable of filling a crack of 0.05 mm) mixed with an appropriate amount of a fluorescent material was used.
(Trial hole)
The outer diameter was 25 mm and the depth was 20 mm.
図３（ａ）に示すように、試掘孔と交差して伸びるひび割れに分割された柱状サンプルを、接着され一体化された状態で採取し、内部状態を可視化できることが確認された。なお、試掘孔と交差して伸びるひび割れは、紫外線照明の下で得られた画像である図３（ｂ）において、白く発色した部分である。 As shown to Fig.3 (a), it was confirmed that the columnar sample divided | segmented into the crack which cross | intersects a test hole is extract | collected in the state which adhere | attached and integrated, and an internal state can be visualized. In addition, the crack which cross | intersects a test hole and extends is a part colored in white in FIG.3 (b) which is an image obtained under ultraviolet illumination.
１ 接着剤注入孔
２ 接着剤
３ ひび割れ
４ 試掘孔
５ シート体
１０ コンクリート構造部材
１１ 柱状サンプル
１１ａ 柱状サンプルを採取する部位
Ａ 掘削する方向
Ｂ 掘削する方向と交差する方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Adhesive injection hole 2 Adhesive 3 Crack 4 Test hole 5 Sheet body 10 Concrete structural member 11 Columnar sample 11a The part A which collects a columnar sample A Direction to dig B Direction to intersect with the direction to dig
本発明に係るコンクリート構造部材の柱状サンプル採取方法は、コンクリート構造部材において柱状サンプルを採取する部位に、前記柱状サンプルを採取する前に、前記柱状サンプルの径よりも小さく、前記柱状サンプルを採取するために掘削する方向に延伸する接着剤注入孔を形成する工程と、前記接着剤注入孔に接着剤を注入する工程と、前記接着剤挿入孔の開口を囲み環状に開口する試掘孔を形成する工程と、前記接着剤注入孔を含む前記柱状サンプルを採取する工程を有する。 In the method for collecting a columnar sample of a concrete structural member according to the present invention, the columnar sample is collected at a portion of the concrete structural member where the columnar sample is collected before the columnar sample is collected. A step of forming an adhesive injection hole extending in a direction for excavation, a step of injecting an adhesive into the adhesive injection hole, and a test hole that surrounds the opening of the adhesive insertion hole and opens in an annular shape And a step of collecting the columnar sample including the adhesive injection hole.
Claims (6)
前記接着剤注入孔に接着剤を注入する工程と、
前記接着剤注入孔を含む前記柱状サンプルを採取する工程を有することを特徴とするコンクリート構造部材の柱状サンプル採取方法。 Before collecting the columnar sample, an adhesive injection hole extending in the direction of excavation to collect the columnar sample is formed in the portion where the columnar sample is collected in the concrete structural member. And a process of
Injecting an adhesive into the adhesive injection hole;
A method for collecting a columnar sample of a concrete structural member, comprising the step of collecting the columnar sample including the adhesive injection hole.
The columnar sample collecting method for a concrete structural member according to any one of claims 1 to 5, wherein the adhesive contains a fluorescent material.
Priority Applications (1)
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