JP2019113516A - Method for detecting deterioration of concrete due to freezing damage, method for evaluating freeze-thaw resistance, and concrete test object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凍害によるコンクリートの劣化検知方法、凍結融解抵抗性の評価方法およびコンクリート試験体に関する。 The present invention relates to a method for detecting deterioration of concrete due to frost damage, a method for evaluating freeze-thaw resistance, and a concrete sample.
寒冷地においてコンクリート構造物が受ける代表的な劣化は、凍害である。凍害とは、コンクリート中の水分が外気温度や日射の影響を受けることで凍結と融解を繰り返す凍結融解作用によって、コンクリート表面からひび割れやスケーリングなどを起こし、コンクリートを劣化させる現象であり、美観性または耐久性に支障をきたすことが多く、構造物の維持管理において重要な問題のひとつとされている。 A typical deterioration that concrete structures suffer in cold regions is frost damage. Freezing damage is a phenomenon that causes the concrete surface to crack or scale from the surface of the concrete by freezing and thawing, which is repeated freezing and thawing due to the influence of the ambient temperature and solar radiation, and the appearance or appearance of the water It often affects the durability and is regarded as one of the important issues in the maintenance and management of structures.
コンクリートの代表的な劣化である中性化や塩害、アルカリ骨材反応は、劣化によって化学的な変化を伴うため、劣化原因と進行程度を定量的に把握することが可能である。一方で、凍害による劣化は、コンクリート中の水分が凍結する際に体積膨張を起こし、その際に、コンクリートの内部に体積膨張を吸収するだけの隙間がない場合、膨張圧により、コンクリートにひび割れやスケーリングなどを起こす。つまり、凍害による劣化は、コンクリート中の水分の膨張による物理的劣化であるため、表面のひび割れやスケーリングなど状況証拠的に劣化を判断することが多い。 As neutralization, salt damage and alkali aggregate reaction, which are typical deterioration of concrete, are accompanied by chemical changes due to deterioration, it is possible to quantitatively understand the deterioration cause and the progress degree. On the other hand, deterioration due to frost damage causes volumetric expansion when the water in the concrete freezes, and at that time, if there is no space to absorb the volumetric expansion inside the concrete, the expansion pressure causes cracks in the concrete or Start scaling etc. That is, since deterioration due to frost damage is physical deterioration due to expansion of water in concrete, deterioration is often judged on the basis of circumstances such as surface cracking or scaling.
従来から、コンクリートの耐凍害性の評価方法として、室内実験では試験体の一次共鳴振動数の変化から求めた相対動弾性係数を劣化指標として、コンクリートの凍害による劣化の程度を判断している。そして、一般に実構造物に対する評価は、コンクリート構造物はコアを採取し、超音波伝播速度の分布を調べることで凍害劣化深さおよび劣化程度の評価が行なわれる。 Conventionally, as a method of evaluating the freeze damage resistance of concrete, in indoor experiments, the degree of degradation of concrete due to frost damage is determined using the relative dynamic elastic coefficient obtained from the change of the primary resonance frequency of the test body as a degradation index. In general, the evaluation of the actual structure is performed by collecting the core of the concrete structure and examining the distribution of the ultrasonic wave propagation velocity to evaluate the frost damage deterioration depth and the degree of deterioration.
特許文献１および特許文献２では、自然環境下で基準地点における暴露試験に基づくコンクリートの凍害劣化曲線を基準に、コンクリート構造データに基づく特性値を反映させた予測地点での凍害劣化曲線を予測する技術が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 predict a frost damage deterioration curve at a predicted point reflecting characteristic values based on concrete structure data based on a frost damage deterioration curve of concrete based on an exposure test at a reference point in a natural environment Technology is disclosed.
しかしながら、コンクリートの耐凍害性の評価方法では、実構造物に対する評価を行なう場合、一般にコンクリート構造物は、コアを採取し、超音波伝播速度の分布を調べることで凍害劣化深さおよび劣化程度の評価が行なわれる。このように室内実験と実構造物とで異なる評価方法を用いているため、室内実験と実構造物を対比させて評価することが難しい。また、相対動弾性係数が凍害劣化を示す物理的な意味は明らかではなく、劣化の許容限界のひとつとして共通の認識となっている。そのため、凍害によってコンクリート内部に生じる劣化程度を物理的に評価する方法はない。 However, in the method for evaluating the frost resistance of concrete, when evaluating a real structure, in general, the concrete structure is sampled the core and the distribution of the ultrasonic wave propagation velocity is examined to determine the frost damage deterioration depth and the degree of deterioration. Evaluation will be performed. As described above, since different evaluation methods are used for indoor experiments and real structures, it is difficult to compare indoor experiments with real structures for evaluation. In addition, the physical meaning of relative dynamic elastic modulus indicating frost damage deterioration is not clear, and it is a common recognition as one of the allowable limit of deterioration. Therefore, there is no way to physically evaluate the degree of deterioration that occurs inside concrete due to frost damage.
また、特許文献１および特許文献２では、暴露試験に基づくコンクリートの凍害劣化曲線を基準に、コンクリート構造データに基づく特性値を反映させた予測地点での凍害劣化曲線を予測する技術であって、実構造物自体の劣化の状況を示しているわけではない。 Further, Patent Document 1 and Patent Document 2 are techniques for predicting a frost damage deterioration curve at a predicted point reflecting a characteristic value based on concrete structure data based on a frost damage deterioration curve of concrete based on an exposure test, It does not necessarily indicate the situation of deterioration of the actual structure itself.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバセンサを用いてコンクリート内の劣化の状況を早期かつ正確に検知する方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, and an object of this invention is to provide the method of detecting the condition of the deterioration in concrete early and correctly using an optical fiber sensor.
（１）上記目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の劣化検知方法は、凍害によるコンクリートの劣化を検知する劣化検知方法であって、前記コンクリートに光ファイバセンサを埋設する工程と、前記光ファイバセンサ内を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記コンクリートのひずみを測定する工程と、前記測定したひずみの経時的変化の特性を検出する工程と、を少なくとも含み、前記検出したひずみの経時的変化の特性に基づいて、凍害によるコンクリートの劣化を検知することを特徴とする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures. That is, the deterioration detection method of the present invention is a deterioration detection method for detecting deterioration of concrete due to frost damage, which includes the step of embedding an optical fiber sensor in the concrete and the characteristic change of the light wave propagating in the optical fiber sensor. Measuring at least the strain of the concrete, and detecting the characteristic of the temporal change of the measured strain based on the characteristic of the temporal change of the detected strain; To detect the deterioration of the
このように、コンクリートに光ファイバセンサを埋設し、光ファイバセンサ内を伝搬する光波の特性変化に基づいて、コンクリートのひずみを測定し、測定したひずみの経時的変化の特性を検出し、検出したひずみの経時的変化の特性に基づいて、凍害によるコンクリートの劣化を検知するので、実構造物に対しても光ファイバセンサを埋設し、ひずみを測定することを可能となる。その結果、今まで行なわれていたような、超音波伝播速度の分布を調べるために、コンクリート構造物のコアを採取する必要がなくなる。また、相対動弾性係数の測定は、実構造物に対して適用できないが、本発明に係る劣化検知方法においては、光ファイバセンサをコンクリートに埋設することにより、簡易に、かつ常時測定することができ、コンクリート内の劣化の状況を早期かつ正確に検知することが可能となる。 As described above, the optical fiber sensor was embedded in concrete, and the strain of the concrete was measured based on the characteristic change of the light wave propagating in the optical fiber sensor, and the characteristic of the temporal change of the measured strain was detected and detected Since deterioration of concrete due to frost damage is detected based on the characteristic of change with time of strain, it is possible to embed an optical fiber sensor even in a real structure and measure strain. As a result, it is not necessary to extract the core of the concrete structure in order to investigate the distribution of the ultrasonic wave propagation velocity as has been done so far. In addition, although the measurement of relative dynamic elastic modulus can not be applied to a real structure, in the method for detecting deterioration according to the present invention, measurement can be easily and always performed by embedding an optical fiber sensor in concrete. It is possible to quickly and accurately detect the state of deterioration in concrete.
（２）また、本発明の劣化検知方法において、前記コンクリートに温度計を埋設する工程と、前記検出したコンクリートのひずみから温度変化によるひずみを除去する工程と、をさらに含むことを特徴とする。 (2) The method for detecting deterioration according to the present invention further includes the steps of: embedding a thermometer in the concrete; and removing a strain due to a temperature change from the detected strain of the concrete.
このように、コンクリートに温度計を埋設し、検出したコンクリートのひずみから温度変化によるひずみを除去するので、特定の温度におけるひずみを予め測定しておく必要がなくなり、汎用性が高くなる。また、コンクリートの温度履歴が明らかになるので、詳細な分析を行なわずに容易に凍害による劣化が生じたものと判断ができる。 As described above, since a thermometer is embedded in concrete and strain due to temperature change is removed from the strain of the detected concrete, it is not necessary to measure strain at a specific temperature in advance, and versatility is enhanced. In addition, since the temperature history of the concrete becomes clear, it can be easily judged that deterioration due to frost damage has occurred without detailed analysis.
（３）また、本発明の評価方法は、コンクリートの凍結融解抵抗性の評価方法であって、第１のコンクリートに埋設された光ファイバセンサ内を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記第１のコンクリートのひずみを測定する工程と、環境温度を変化させることによって、前記第１のコンクリートに所定の凍結融解サイクルを与える工程と、前記測定したひずみの前記凍結融解サイクルによる経時的変化の特性を検出する工程と、前記検出したひずみの経時的変化の特性から、残存ひずみを算出する工程と、前記算出した残存ひずみを用いて、コンクリートの凍結融解抵抗性を評価することを特徴とする。 (3) Further, the evaluation method of the present invention is an evaluation method of the freeze-thaw resistance of concrete, which is characterized in that the above-described third method is based on the characteristic change of the light wave propagating in the optical fiber sensor embedded in the first concrete. Measuring the strain of the concrete of 1, and applying a predetermined freeze-thaw cycle to the first concrete by changing the environmental temperature, and the characteristics of the change of the measured strain with the freeze-thaw cycle over time It is characterized in that the step of detecting residual strain is calculated from the step of detecting the strain and the characteristic of temporal change of the detected strain, and the freeze-thaw resistance of the concrete is evaluated using the calculated residual strain.
このように、コンクリート中に埋設された光ファイバセンサからひずみ情報を取得し、取得したひずみ情報から別途取得した特定環境温度下におけるひずみを除去し、経時的変化の特性を検出し、検出した経時的変化の特性から残存ひずみを算出し、算出した残存ひずみに基づいて、凍害によるコンクリートの劣化を評価するので、コンクリート内の劣化を早期かつ正確に把握することが可能となる。また、相対動弾性係数の測定では、試験室においても試験体の取り出し、測定などに多大な労力と時間を必要とするのに対して、光ファイバセンサによる残存ひずみの測定は、試験体を試験機に入れたまま、簡易に、また常時測定することができる。 Thus, strain information is acquired from an optical fiber sensor embedded in concrete, distortion at a specific environmental temperature acquired separately from the acquired strain information is removed, and characteristics of temporal change are detected and detected. The residual strain is calculated from the characteristic of the temporary change, and the deterioration of the concrete due to the freezing damage is evaluated based on the calculated residual strain. Therefore, it is possible to grasp the deterioration in the concrete early and accurately. In addition, in the measurement of relative dynamic elastic modulus, it takes much effort and time to take out and measure the test body even in the test room, but in the measurement of residual strain by the optical fiber sensor, the test body is tested It can be measured easily and constantly while it is in the machine.
（４）また、本発明の評価方法は、前記環境温度下において、前記第１のコンクリートよりも空気量が多い第２のコンクリートに埋設された温度計からひずみを測定し、前記第１のコンクリートで測定したひずみから前記第２のコンクリートで測定したひずみを除去し、前記第１のコンクリートの残存ひずみを算出する工程と、をさらに含むことを特徴とする。 (4) In the evaluation method of the present invention, the strain is measured from a thermometer embedded in a second concrete having a larger amount of air than the first concrete under the environmental temperature, and the first concrete And removing the strain measured in the second concrete from the strain measured in and calculating the residual strain of the first concrete.
このように、測定対象のコンクリートの他に空気量を増加させるなどの方法で同じ配合で耐凍害性に優れたコンクリートのひずみの測定も同様に行ない、湿潤膨張によるひずみを測定するので、湿潤膨張によるひずみを除去したより正確な凍害による残存ひずみを算出することができる。 As described above, the strain of concrete which is excellent in freeze resistance is also measured in the same manner by the method of increasing the amount of air other than the concrete to be measured, and the strain due to wet expansion is measured. More accurate residual strain due to frost damage can be calculated by removing strain due to
（５）また、本発明の評価方法は、コンクリートの凍結融解抵抗性の評価方法であって、第１のコンクリートに埋設された光ファイバセンサ内を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記第１のコンクリートのひずみを測定する工程と、環境温度を変化させることによって、前記第１のコンクリートに所定の凍結融解サイクルを与える工程と、前記測定したひずみの前記凍結融解サイクルのうち、ある任意の凍結融解サイクルにおける、温度とひずみの大きさとで表わされるひずみの履歴特性を検出する工程と、前記検出したひずみの履歴特性から、コンクリートの凍結融解抵抗性を評価することを特徴とする。 (5) Further, the evaluation method of the present invention is an evaluation method of the freeze-thaw resistance of concrete, which is characterized in that the above-mentioned No. 1 based on the characteristic change of the light wave propagating in the optical fiber sensor embedded in the first concrete. Measuring the strain of 1 concrete, applying a predetermined freeze-thaw cycle to the first concrete by changing the environmental temperature, and any of the freeze-thaw cycles of the measured strain The method is characterized in that in the freeze-thaw cycle, the process of detecting the hysteresis characteristics of strain represented by the temperature and the magnitude of strain, and the freeze-thaw resistance of the concrete is evaluated from the hysteresis characteristics of the detected strain.
このように、コンクリート中に埋設された光ファイバセンサからひずみ情報を取得し、取得したひずみ情報から別途取得した環境温度下におけるひずみを除去し、凍結融解サイクルのうち、ある任意の凍結融解サイクルにおける、温度とひずみの大きさとで表わされるひずみの履歴特性（ヒステリシスループ）を検出し、検出したひずみの履歴特性に基づいて、凍害によるコンクリートの劣化を評価するので、１回の凍結融解サイクルで、コンクリート内の劣化の程度を推定することが可能となる。また、相対動弾性係数の測定では、試験室においても試験体の取り出し、測定などに多大な労力と時間を必要とするのに対して、光ファイバセンサによる残存ひずみの測定は、試験体を試験機に入れたまま、簡易に、また常時測定することができる。 Thus, strain information is acquired from an optical fiber sensor embedded in concrete, strain at an environmental temperature acquired separately from the acquired strain information is removed, and a freeze-thaw cycle is performed in any given freeze-thaw cycle. Since the hysteresis characteristics (hysteresis loop) of strain represented by temperature and strain magnitude are detected and deterioration of concrete due to frost damage is evaluated based on the hysteresis characteristics of strain detected, in one freeze-thaw cycle, It is possible to estimate the degree of deterioration in concrete. In addition, in the measurement of relative dynamic elastic modulus, it takes much effort and time to take out and measure the test body even in the test room, but in the measurement of residual strain by the optical fiber sensor, the test body is tested It can be measured easily and constantly while it is in the machine.
（６）また、本発明の評価方法は、前記ひずみの履歴特性に表わされる最大ひずみの経時的変化を用いてコンクリートの凍結融解抵抗性を評価することを特徴とする。 (6) Further, the evaluation method of the present invention is characterized by evaluating the freeze-thaw resistance of the concrete using the temporal change of the maximum strain represented by the hysteresis characteristics of the strain.
このように、ひずみの履歴特性に表わされる最大ひずみの経時的変化を用いてコンクリートの凍結融解抵抗性を評価するので、コンクリート内の劣化の程度を正確にかつ容易に推定することが可能となる。 As described above, since the freeze-thaw resistance of concrete is evaluated using temporal change of maximum strain represented by the hysteresis characteristics of strain, it is possible to estimate the degree of deterioration in concrete accurately and easily. .
（７）また、本発明の評価方法は、前記ひずみの履歴特性に表わされる凍結過程の開始時点から終了時点のひずみ変化量の経時的変化を用いてコンクリートの凍結融解抵抗性を評価することを特徴とする。 (7) Further, the evaluation method of the present invention is to evaluate the freeze-thaw resistance of concrete using temporal change of strain change amount from the start point to the end point of the freezing process represented in the hysteresis characteristic of the strain. It features.
このように、ひずみの履歴特性に表わされる凍結過程の開始時点から終了時点のひずみ変化量の経時的変化を用いてコンクリートの凍結融解抵抗性を評価するので、コンクリート内の劣化の程度を正確にかつ容易に推定することが可能となる。 In this way, the degree of deterioration in concrete is accurately evaluated by evaluating the resistance to freezing and thawing of concrete using temporal change of strain change amount from the start point to the end point of freezing process represented by the hysteresis characteristic of strain. And it becomes possible to estimate easily.
（８）また、本発明の評価方法は、前記ひずみの履歴特性に表わされる凍結過程で生じた膨張ひずみ変化量の経時的変化を用いてコンクリートの凍結融解抵抗性を評価することを特徴とする。 (8) Further, the evaluation method of the present invention is characterized in that the freeze-thaw resistance of the concrete is evaluated using the temporal change of the expansion strain change amount generated in the freezing process represented by the hysteresis characteristic of the strain. .
このように、ひずみの履歴特性に表わされる凍結過程で生じた膨張ひずみ変化量の経時的変化を用いてコンクリートの凍結融解抵抗性を評価するので、コンクリート内の劣化の程度を正確にかつ容易に推定することが可能となる。 As described above, since the freeze-thaw resistance of concrete is evaluated using temporal change of expansion strain change amount generated in the freezing process represented by the hysteresis characteristic of strain, the degree of deterioration in the concrete can be accurately and easily It is possible to estimate.
（９）また、本発明のコンクリート試験体は、（３）から（８）のいずれかに記載の凍結融解抵抗性の評価方法に適用されるコンクリート試験体であって、光ファイバセンサのひずみ検知部が中心に設置された第１のコンクリート試験体と、温度計が内部に設置された第２のコンクリート試験体と、から構成されることを特徴とする。 (9) Moreover, the concrete test body of this invention is a concrete test body applied to the evaluation method of the freeze-thaw resistance in any one of (3) to (8), Comprising: The strain detection of the optical fiber sensor It is characterized by being comprised from the 1st concrete test object by which the section was installed in the center, and the 2nd concrete test object by which the thermometer was installed in an inside.
このように、光ファイバセンサのひずみ検知部が中心に設置された第１のコンクリート試験体と、温度計が内部に設置された第２のコンクリート試験体と、から構成されるので、コンクリート内の劣化を早期かつ正確に把握することが可能となる。また、相対動弾性係数の測定では、試験室においても試験体の取り出し、測定などに多大な労力と時間を必要とするのに対して、光ファイバセンサによる残存ひずみの測定は試験体を試験機に入れたまま、簡易に、また常時測定することができる。 As described above, since the first concrete test body in which the strain detection unit of the optical fiber sensor is installed in the center and the second concrete test body in which the thermometer is installed in the inside, It becomes possible to grasp deterioration early and correctly. In addition, in the measurement of relative dynamic modulus, much effort and time are required for taking out and measuring the test body in the test room, but the measurement of residual strain by the optical fiber sensor is a test machine for the test body It can be measured easily and constantly while it is in place.
本発明によれば、実構造物に対しても光ファイバセンサを埋設し、ひずみを測定することで、凍害によるコンクリートの劣化を早期かつ正確に検知することが可能となる。その結果、今まで行なわれていたような、超音波伝播速度の分布を調べるために、コンクリート構造物のコアを採取する必要がなくなる。 According to the present invention, it is possible to detect the deterioration of concrete due to frost damage early and accurately by embedding the optical fiber sensor in the actual structure and measuring the strain. As a result, it is not necessary to extract the core of the concrete structure in order to investigate the distribution of the ultrasonic wave propagation velocity as has been done so far.
本発明者らは、寒冷地においてコンクリート構造物が受ける凍害による劣化は、コンクリートの表面のひび割れやスケーリングなど状況証拠的に劣化で判断している状況に着目し、光ファイバセンサをコンクリートに埋設し、ひずみを測定することにより、コンクリート中の劣化状況を検知することを可能とした。以下、本発明の実施形態について説明する。 The present inventors have embedded the optical fiber sensor in concrete, paying attention to the situation where deterioration due to frost damage to the concrete structure in a cold area is judged by situational deterioration such as cracking and scaling of the surface of the concrete. By measuring the strain, it was possible to detect the deterioration situation in concrete. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
まず、凍害のメカニズムについて説明する。凍害とは、コンクリート中の水分が凍結するときの膨張によって発生する劣化現象である。水は、凍結するときに９％の体積膨張を生じる。また、コンクリートは、一般的に温度変化に応じて収縮または膨張する。通常の温度範囲であれば、線膨張係数は、１０×１０−６／℃程度である。温度降下が起きると、コンクリート内の水分が凍結し、膨張圧が生じる。コンクリート中の水分が凍結と融解を繰り返し、凍結時に水の膨張圧によって膨張したコンクリートが融解時に収縮せず、残存ひずみとして残る。 First, the mechanism of frost damage is explained. The frost damage is a deterioration phenomenon caused by expansion when the water in the concrete freezes. Water produces a volume expansion of 9% when frozen. Also, concrete generally shrinks or expands in response to temperature changes. If it is a normal temperature range, a linear expansion coefficient is about 10 * 10 < -6 > / degreeC . When a temperature drop occurs, the water in the concrete freezes and an expansion pressure is generated. The water in the concrete repeats freezing and thawing, and when it freezes, the expansive pressure of water does not shrink due to the expansion pressure of the water and remains as residual strain.
本実施形態では、コンクリートに光ファイバセンサを埋設することにより、凍害によって生じる残存ひずみを測定し、凍害による劣化を検知する。残存ひずみは、コンクリート内で融解作用を受けた時に光ファイバセンサのひずみとしてあらわれる。この光ファイバセンサのひずみには、温度影響により生じるひずみも含まれるため、光ファイバセンサのひずみから、温度影響により生じたひずみを除去したひずみが、融解時の残存ひずみとなる。このように、融解期間の光ファイバセンサのひずみを測定することにより、凍害によるコンクリートの劣化の程度を判断することができる。また、光ファイバセンサは、１本の細いケーブルに複数のセンサを設置することができるため、実構造物で使用する場合、１本の光ファイバセンサで複数の部位の測定を行なうことが可能となる。 In this embodiment, by embedding an optical fiber sensor in concrete, residual strain caused by frost damage is measured, and deterioration due to frost damage is detected. The residual strain appears as strain of the optical fiber sensor when it is melted in concrete. The strain of the optical fiber sensor includes the strain caused by the temperature effect, so the strain obtained by removing the strain caused by the temperature effect from the strain of the optical fiber sensor becomes the residual strain at the time of melting. Thus, by measuring the strain of the optical fiber sensor during the melting period, it is possible to determine the degree of deterioration of concrete due to frost damage. In addition, since a plurality of sensors can be installed on a single thin cable, an optical fiber sensor can measure a plurality of regions with one optical fiber sensor when used in a real structure. Become.
また、凍害の評価方法として、光ファイバセンサをコンクリートに埋設する場合は、埋設する光ファイバセンサは１本（１つのＦＢＧ部）でも、複数でも良い。このとき光ファイバセンサの埋設箇所は、少なくともコンクリート中心付近に位置するようにすることが好ましい。さらに、コンクリートの端部や表面部から１〜４ｃｍの深さ、またはコンクリートの中間の深さなどにも光ファイバセンサを埋設すると劣化の進行状況をより詳細に把握できる。 Moreover, as an evaluation method of frost damage, when embedding an optical fiber sensor in concrete, one optical fiber sensor (one FBG part) or multiple may be embedded. At this time, it is preferable that the embedded portion of the optical fiber sensor be located at least near the center of the concrete. Furthermore, if the optical fiber sensor is embedded also in a depth of 1 to 4 cm from an end portion or a surface portion of concrete, or an intermediate depth of concrete, the progress of deterioration can be grasped in more detail.
［検知方法］
コンクリートに光ファイバセンサを埋設し、光ファイバ計測器と接続する。光ファイバセンサは、温度変化によりひずみを生じる。そのため、コンクリートに温度計を埋設し、コンクリート内部の温度変化を測定する。本実施形態では、温度計として熱電対を用いるが、コンクリート内部の温度が測定できれば良く、熱電対に限らない。温度変化による影響（ひずみ）を除いた光ファイバセンサのひずみにおいて、コンクリートが融解作用を受けた時のひずみの値を測定する。特定の温度においてひずみを測定する場合は、その温度において光ファイバセンサが受けるひずみは一定であるため、予めその温度でのひずみを計測していれば良く、温度変化によりひずみを補正する必要はない。
[Detection method]
Embed the fiber optic sensor in concrete and connect it with the fiber optic measuring instrument. Fiber optic sensors cause distortion due to temperature changes. Therefore, a thermometer is embedded in the concrete, and the temperature change inside the concrete is measured. In this embodiment, although a thermocouple is used as a thermometer, it is sufficient if the temperature inside the concrete can be measured, and it is not limited to a thermocouple. In the strain of the optical fiber sensor excluding the influence (strain) due to temperature change, the value of strain when concrete is subjected to melting action is measured. When measuring strain at a specific temperature, the strain that the optical fiber sensor receives at that temperature is constant, so it is sufficient if the strain at that temperature is measured in advance, and it is not necessary to correct the strain due to temperature change .
［検証例１］
図１は、凍害によるコンクリートの劣化により光ファイバセンサがひずみを検知するかを検証するために用いた試験体を示す図である。検証例１で使用する材料は、表１に示す通りである。配合は、表２に示す通りである。表１に示す材料を、表２に示す配合で練混ぜたコンクリート１７を２つの鋼製型枠１５に流し入れ、一方には光ファイバセンサ１１を、他方には温度計２１を鋼製型枠１５の中心に垂らした状態で埋設する。光ファイバセンサ１１を埋設する際には、コンクリート１７と光ファイバセンサ１１のＦＢＧ部１３が一体となって収縮または膨張するように、コンクリート１７が光ファイバセンサ１１のＦＢＧ部１３に付着するよう埋設する。また、光ファイバセンサ１１は、緊張をかけた状態（張力を発生させた状態）でコンクリート１７に埋設しても良い。検証例１では、光ファイバセンサとして、ＦＢＧセンサを用いるが、これに限らない。
Verification Example 1
FIG. 1 is a view showing a test body used to verify whether an optical fiber sensor detects strain due to deterioration of concrete due to frost damage. The materials used in Verification Example 1 are as shown in Table 1. The formulation is as shown in Table 2. The concrete 17 mixed with the materials shown in Table 1 in the composition shown in Table 2 is poured into the two steel forms 15, one with the optical fiber sensor 11 and the other with the thermometer 21 and the steel form 15. Buried in the center of the When the optical fiber sensor 11 is embedded, the concrete 17 is embedded so that the concrete 17 adheres to the FBG portion 13 of the optical fiber sensor 11 so that the concrete 17 and the FBG portion 13 of the optical fiber sensor 11 integrally contract or expand. Do. The optical fiber sensor 11 may be embedded in the concrete 17 in a tensioned state (a tensioned state is generated). In the verification example 1, although an FBG sensor is used as an optical fiber sensor, it is not limited to this.
図１に示すように、鋼製型枠１５にＦＢＧ部１３が試験体（円柱状）の中心に位置するように予め光ファイバセンサ１１を設置し、コンクリート１７を流し込み成型する。また、熱電対などの温度計２１を埋設した試験体も同様に生成し、コンクリート内の温度を測定する。光ファイバセンサ１１のＦＢＧ部１３および温度計２１の測定部２３は、上下方向のかぶりが１００ｍｍである。 As shown in FIG. 1, the optical fiber sensor 11 is installed in advance so that the FBG portion 13 is positioned at the center of the test body (cylindrical shape) in the steel formwork 15, and concrete 17 is poured and formed. Also, a test body in which a thermometer 21 such as a thermocouple is embedded is similarly generated, and the temperature in the concrete is measured. The FBG unit 13 of the optical fiber sensor 11 and the measurement unit 23 of the thermometer 21 have a fog of 100 mm in the vertical direction.
その後、水中養生を２８日行ない、恒温恒湿槽にて凍結融解試験を行なった。凍結融解の条件は、１サイクル（１１時間）として、コンクリートの中心温度（環境温度）を５℃→−２０℃→５℃に変化させた。 Thereafter, curing in water was performed for 28 days, and a freeze-thaw test was conducted in a constant temperature and humidity chamber. The conditions for freezing and thawing were such that the center temperature (environmental temperature) of concrete was changed from 5 ° C. → -20 ° C. → 5 ° C. as one cycle (11 hours).
図２は、各サイクルにおける光ファイバセンサのひずみ測定結果、および各サイクルにおける相対動弾性係数の値を示す図である。図２に示す光ファイバセンサのひずみは、環境温度の変化によって生じたひずみを差し引いた値であり、環境温度の変化による影響を除去した融解時の最大値を示す。光ファイバセンサのひずみは、サイクルが進むことで増加している。 FIG. 2 is a diagram showing strain measurement results of the optical fiber sensor in each cycle, and values of relative dynamic elastic modulus in each cycle. The strain of the optical fiber sensor shown in FIG. 2 is a value obtained by subtracting the strain caused by the change of the environmental temperature, and shows the maximum value at the melting time in which the influence of the change of the environmental temperature is removed. The strain of the fiber optic sensor increases as the cycle progresses.
これは、コンクリートが凍結融解によって劣化した残存ひずみを示している。図２に示す相対動弾性係数の値と比較すると、３８サイクル付近でどちらも大きく値が変化していることからも、光ファイバセンサによってコンクリートの残存ひずみを測定し、凍害による劣化の判断が可能である。また、ＪＩＳ Ａ １１４８で耐凍害性が有効であると示される相対動弾性係数が８０％を下回る範囲でもひずみの測定が可能であることも確認できた。 This indicates the residual strain that the concrete has deteriorated due to freezing and thawing. The residual strain of the concrete can be measured with an optical fiber sensor, and the deterioration due to frost damage can be determined, as compared with the relative dynamic elastic modulus shown in FIG. It is. In addition, it was also confirmed that strain can be measured even in a range where the relative dynamic modulus is less than 80%, which is indicated by JIS A 1148 that freeze resistance is effective.
したがって、本試験体を用いれば、コンクリートの凍結融解作用に対する抵抗性を評価することができる。また、構造物にコンクリートを使用する前に、凍結融解抵抗性を評価したり、凍結融解抵抗性の高いコンクリートを開発、または選定することが可能となる。本発明において、凍結融解抵抗性とは、耐凍害性ともいい、セメント組成物の内部に存在する水分が凍結及び融解を繰り返すことにより組成物が劣化し崩壊をも招く現象（凍害）に対する抵抗性、耐性をいう。 Therefore, if this test body is used, the resistance to freeze-thaw action of concrete can be evaluated. Moreover, before using concrete for a structure, it becomes possible to evaluate freezing and thawing resistance and to develop or select concrete having high freezing and thawing resistance. In the present invention, freeze-thaw resistance is also called freeze-thaw resistance, and resistance to a phenomenon (freeze damage) in which the composition is deteriorated and the composition is also degraded due to repeated freezing and thawing of water present inside the cement composition. , Say resistance.
［検証例２］
さらに、凍結融解槽を用いて、光ファイバセンサによって測定したコンクリートの残存ひずみによる凍害による劣化の判断の有効性について、検証を行なった。検証例２では、検証例１と同様の使用材料、配合、試験体形状である試験体Ａと、検証例１とは空気量のみ異なる（空気量：４．８％）試験体Ｂを用いた。凍結融解試験は、ＪＩＳ Ａ １１４８に準拠し（１サイクル４時間）、凍結融解試験装置を用いて行なった。なお、凍結融解試験装置を用いた場合、温度計２１を設置せずとも温度を知ることができる。
[Verification example 2]
Furthermore, it verified using the freeze thaw tank about the effectiveness of the judgment of the deterioration by the frost damage by the residual strain of the concrete measured by the optical fiber sensor. In Verification Example 2, the same materials, combinations, and test sample shapes as in Verification Example 1 were used, and Test Example A was different from the verification example 1 only in the amount of air (amount of air: 4.8%). . The freeze thaw test was conducted using a freeze thaw test apparatus according to JIS A 1148 (1 cycle 4 hours). When the freeze-thaw test device is used, the temperature can be known without installing the thermometer 21.
図３は、検証例２において、劣化が生じた試験体Ａの光ファイバセンサおよび相対動弾性係数の測定結果を示す図である。図４は、検証例２において、劣化が生じた試験体Ａの質量変化率を示す図である。図５は、検証例２において、劣化が生じていない健全な試験体Ｂの光ファイバセンサおよび相対動弾性係数の測定結果を示す図である。 FIG. 3 is a view showing the measurement results of the optical fiber sensor of the test body A in which deterioration has occurred and the relative dynamic elastic modulus in Verification Example 2. FIG. 4 is a view showing the mass change rate of the test sample A in which deterioration has occurred in Verification Example 2. FIG. 5 is a view showing the measurement results of the optical fiber sensor of a non-deteriorated healthy test object B and the relative dynamic elastic modulus in Verification Example 2.
図３に示す通り、試験体Ａは、光ファイバセンサのひずみの増加に伴い、相対動弾性係数の値が増加していることから、凍結融解による残存ひずみを測定できていると考えられる。また、試験体Ａの光ファイバセンサのひずみは、２０サイクルあたりから増加しているのに対して、相対動弾性係数は低下していない。つまり、光ファイバセンサによって、相対動弾性係数にあらわれない程度の微細な劣化についても、検知することが可能である。 As shown in FIG. 3, since the value of the relative dynamic elastic modulus is increasing with the increase of the strain of the optical fiber sensor, it is considered that the test specimen A can measure the residual strain due to the freezing and thawing. Moreover, while the distortion of the optical fiber sensor of the test body A is increasing from every 20 cycles, the relative dynamic elastic modulus is not lowered. That is, the optical fiber sensor can detect even a minute deterioration which does not appear in the relative dynamic elastic modulus.
また、図４に示す通り、試験体Ａのコンクリートは質量が増加しており、吸水により湿潤膨張している。つまり、図３に示す残存ひずみには湿潤膨張によるひずみも含まれた値となる。 Moreover, as shown in FIG. 4, the concrete of the test body A is increasing in mass, and is wet-expanded by water absorption. That is, the residual strain shown in FIG. 3 is a value including the strain due to wet expansion.
一方、図５に示す通り、凍結融解による残存ひずみが生じにくい健全な試験体Ｂは、相対動弾性係数が低下していないが、光ファイバによるひずみは若干増加している。図５に示すひずみは、湿潤膨張によるひずみであるので、図３に示す試験体Ａのひずみの値から、図５に示す試験体Ｂのひずみの値を差し引くことで、コンクリートの湿潤膨張によるひずみをキャンセルすることが可能となる。その結果、試験体Ａの正確な残存ひずみを算出できる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, in the sound specimen B, in which residual strain due to freezing and thawing does not easily occur, the relative dynamic elastic modulus is not lowered, but the strain by the optical fiber is slightly increased. Since the strain shown in FIG. 5 is a strain due to wet expansion, the strain due to wet expansion of concrete is obtained by subtracting the strain value of test body B shown in FIG. 5 from the strain value of test body A shown in FIG. It is possible to cancel As a result, the correct residual strain of the test body A can be calculated.
コンクリートの湿潤膨張を測定するための劣化が生じていない健全な試験体Ｂは、試験対象とする試験体Ａよりも空気量を０．５〜４％を増加させることにより作製できる。空気量の増加量が、０．５％未満であると、劣化が生じていない健全な試験体Ｂを、試験対象とする試験体Ａより劣化を遅らせることができなかったり、凍害による凍結融解による残存ひずみを含んでしまう場合がある。また、空気量の増加量が４％を超えると、湿潤膨張の傾向が試験体Ａと乖離してしまう場合がある。その他、測定対象と全く同じ試験体を用意し、水中養生させることで湿潤膨張によるひずみを測定しキャンセルすることでより正確な残存ひずみを算出しても良い。 A sound test body B without deterioration for measuring the wet expansion of concrete can be produced by increasing the amount of air by 0.5 to 4% more than the test body A to be tested. If the amount of increase in air amount is less than 0.5%, it is not possible to delay the deterioration of a healthy test specimen B without deterioration, compared to the test specimen A to be tested, or by freezing and thawing due to frost damage It may include residual strain. In addition, when the amount of increase of the air amount exceeds 4%, the tendency of wet expansion may deviate from the test sample A. In addition, a specimen exactly the same as the object to be measured may be prepared, and curing in water may be used to measure and cancel strain due to wet expansion to calculate more accurate residual strain.
［検証例３］
検証例１および２では、残存ひずみと凍害劣化の進行状況との関係について検証した。次に、凍結融解サイクル内におけるヒステリシスループ（ひずみの履歴特性）の挙動と凍害劣化の進行状況との関係について検証する。以下に、凍結融解によりコンクリートに生じるひずみのヒステリシスループの変化程度を評価することによって、コンクリートの凍結融解抵抗性の評価を行なう方法について、説明する。
[Verification example 3]
In the verification examples 1 and 2, the relationship between the residual strain and the progress of the frost damage was examined. Next, the relationship between the behavior of the hysteresis loop (hysteresis characteristic of strain) and the progress of frost damage deterioration in the freeze-thaw cycle is verified. Hereinafter, a method for evaluating the freeze-thaw resistance of concrete by evaluating the degree of change of the hysteresis loop of strain generated in the concrete due to freeze-thaw will be described.
検証例３では、検証例１とは空気量のみ異なる（空気量：３．０％）試験体Ｃを用いた。凍結融解試験は、ＪＩＳ Ａ １１４８法に準拠し、凍結融解試験槽を用いて促進試験を行なった。 In Verification Example 3, a test body C was used which differs from Verification Example 1 only in the amount of air (amount of air: 3.0%). The freeze-thaw test was conducted in accordance with JIS A 1148, and an accelerated test was conducted using a freeze-thaw test tank.
まず、試験体Ｃを用いて、相対動弾性係数の値と、ひずみの膨張収縮との関係について、検証を行なった。図６〜図９は、各相対動弾性係数の値とひずみの膨張収縮の関係を示す図である。図６は、相対動弾性係数が９０％以上の範囲（５サイクル）のヒステリシスループを示す図である。図６に示す通り、相対動弾性係数が９０％以上の範囲（５サイクル）のヒステリシスループでは、凍結作用中に収縮ひずみが生じ、融解作用中に膨張ひずみが生じている。これは、温度変化によるコンクリートの膨張収縮が支配的であることがわかる。 First, using the test body C, the relationship between the value of the relative dynamic elastic modulus and the expansion and contraction of strain was verified. 6-9 is a figure which shows the relationship between the value of each relative dynamic elastic modulus, and the expansion-contraction of distortion. FIG. 6 is a diagram showing a hysteresis loop in which the relative dynamic elastic modulus is in the range of 90% or more (5 cycles). As shown in FIG. 6, in the hysteresis loop in which the relative dynamic elastic modulus is in the range of 90% or more (five cycles), contraction strain occurs during freezing and expansion strain occurs during thawing. It can be understood that expansion and contraction of concrete due to temperature change is dominant.
図７は、相対動弾性係数が８０〜６０％程度の範囲（５２９サイクル）のヒステリシスループを示す図である。図７に示す通り、相対動弾性係数が８０〜６０％程度の範囲（５２９サイクル）のヒステリシスループでは、凍結作用中に膨張ひずみが生じている。これは、劣化の進行に伴い、内部損傷に加えて凍結可能水が増加し、コンクリートの温度変化による収縮を上回る膨張圧が生じていることがわかる。 FIG. 7 is a diagram showing a hysteresis loop in which the relative dynamic elastic modulus is in the range of about 80 to 60% (529 cycles). As shown in FIG. 7, in the hysteresis loop in which the relative dynamic elastic modulus is in the range of about 80 to 60% (529 cycles), an expansion strain occurs during the freezing action. It can be understood that as the deterioration progresses, the freezeable water increases in addition to the internal damage, and an expansion pressure exceeding the contraction due to the temperature change of the concrete is generated.
図８は、相対動弾性係数が６０％程度の範囲（５５０サイクル）のヒステリシスループを示す図である。図８に示す通り、相対動弾性係数が６０％程度の範囲（５５０サイクル）のヒステリシスループでは、膨張圧がさらに増え、凍結作用によるコンクリートの収縮と同程度になる。 FIG. 8 is a diagram showing a hysteresis loop in which the relative dynamic elastic modulus is in the range of about 60% (550 cycles). As shown in FIG. 8, in the hysteresis loop in which the relative dynamic elastic coefficient is in the range of about 60% (550 cycles), the expansion pressure further increases, and becomes approximately the same as the contraction of the concrete due to the freezing action.
図９は、相対動弾性係数が６０％以下の範囲（８３９サイクル）のヒステリシスループを示す図である。図９に示す通り、相対動弾性係数が６０％以下の範囲（８３９サイクル）のヒステリシスループでは、凍結作用中に膨張ひずみが生じ、融解作用中に収縮ひずみが生じている。これは、コンクリート中の凍結可能水による膨張収縮が支配的となっているためで、図６に示すような初期のヒステリシスループと逆転していることがわかる。 FIG. 9 is a diagram showing a hysteresis loop in which the relative dynamic elastic modulus is in the range of 60% or less (839 cycles). As shown in FIG. 9, in the hysteresis loop in which the relative dynamic elastic modulus is in the range of 60% or less (839 cycles), expansion strain occurs during freezing and contraction strain occurs during thawing. This is because expansion and contraction due to freezeable water in concrete is dominant, and it can be seen that it is reversed to the initial hysteresis loop as shown in FIG.
このように、健全な状態（図６）では、コンクリートの温度変化によるひずみが支配的であることに対し、コンクリートの劣化が進行していくと、コンクリート内の水の温度変化によるひずみが支配的に変化していくことが、測定したひずみから判断できる。つまり、図７に示すように、凍結作用中に膨張ひずみが生じた場合、劣化が始まったと判断できる。 As described above, while the strain caused by the temperature change of the concrete is dominant in the sound state (FIG. 6), the strain caused by the temperature change of the water in the concrete is dominant as the deterioration of the concrete progresses. Can be determined from the measured strain. That is, as shown in FIG. 7, when expansion strain occurs during the freezing operation, it can be determined that the deterioration has started.
次に、上述した各サイクルのヒステリシスループの値の経時的変化から、劣化の評価を行なう方法について説明する。 Next, a method of evaluating deterioration from the temporal change of the value of the hysteresis loop in each cycle described above will be described.
（ｉ）最大ひずみ（δｍａｘ）を用いた評価方法
図１０Ａ〜図１０Ｄは、図６〜図９の各凍結融解サイクルにおけるヒステリシスループの最大ひずみ（δｍａｘ）を示す図である。図１０Ａ〜図１０Ｄに示すように、各ヒステリシスループの最大ひずみ（δｍａｘ）の経時的変化から劣化を評価する。
(I) Evaluation Method Using Maximum Strain (δ max ) FIGS. 10A to 10D are diagrams showing the maximum strain (δ max ) of the hysteresis loop in each freeze-thaw cycle of FIGS. 6 to 9. As shown in FIGS. 10A to 10D, the deterioration is evaluated from the temporal change of the maximum strain (δ max ) of each hysteresis loop.
（ｉｉ）ひずみ変化量（δ）を用いた評価方法
図１１Ａ〜図１１Ｄは、図６〜図９の各凍結融解サイクルにおけるヒステリシスループの凍結過程で生じるひずみ変化量（δ）を示す図である。図１１Ａ〜図１１Ｄに示すように、各ヒステリシスループの凍結過程で生じるひずみ変化量（δ）の経時的変化から劣化を評価する。ひずみ変化量（δ）は、式（１）で算出される。
凍結過程のひずみ変化量（δ）
＝（凍結過程の開始時点のひずみ−凍結過程の終了時点のひずみ）・・・（１）
(Ii) Evaluation Method Using Strain Change Amount (δ) FIGS. 11A to 11D are diagrams showing the strain change amount (δ) generated in the freezing process of the hysteresis loop in each freeze-thaw cycle of FIGS. . As shown in FIGS. 11A to 11D, the deterioration is evaluated from the temporal change of the strain change amount (δ) generated in the freezing process of each hysteresis loop. The amount of strain change (δ) is calculated by equation (1).
Strain change (δ) during freezing process
= (Strain at the start of the freezing process-strain at the end of the freezing process) (1)
（ｉｉｉ）膨張ひずみ変化量（δ´）を用いた評価方法
図１２Ａ〜図１２Ｄは、図６〜図９の各凍結融解サイクルにおけるヒステリシスループの凍結過程で生じる膨張ひずみ変化量（δ´）を示す図である。図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、各ヒステリシスループの凍結過程で生じる膨張ひずみ変化量（δ´）の経時的変化から劣化を評価する。膨張ひずみ変化量は、式（２）で算出される。
凍結過程で生じる膨張ひずみ変化量（δ）
＝（凍結過程の最大ひずみ−凍結過程の開始時点のひずみ）・・・（２）
(Iii) Evaluation method using expansion strain change amount (δ ′) FIGS. 12A to 12D show the expansion strain change amount (δ ′) generated in the freezing process of the hysteresis loop in each freeze-thaw cycle of FIGS. FIG. As shown to FIG. 12A-FIG. 12D, deterioration is evaluated from a time-dependent change of the expansion distortion change amount ((delta) ') produced in the freezing process of each hysteresis loop. The expansion strain change amount is calculated by equation (2).
Expansion strain change (δ) generated in freezing process
= (Maximum strain in the freezing process-strain at the start of the freezing process) (2)
図１３は、（ｉ）の最大ひずみ（δｍａｘ）の経時的変化を示す図である。残留ひずみと同様に、相対動弾性係数の低下に伴って、最大ひずみ（δｍａｘ）が増加していることから、凍結融解による劣化を評価できることがわかった。（ｉｉ）ひずみ変化量（δ）および（ｉｉｉ）膨張ひずみ変化量（δ´）についても、同様に評価が可能である。 FIG. 13 is a diagram showing the change over time of the maximum strain (δ max ) of (i). Similar to the residual strain, the maximum strain (δ max ) increased as the relative dynamic elastic modulus decreased, and it was found that deterioration due to freezing and thawing can be evaluated. (Ii) Strain variation (δ) and (iii) expansion strain variation (δ ′) can be similarly evaluated.
以上説明したように、本実施形態によれば、実構造物に対しても光ファイバセンサを埋設し、ひずみを測定することが可能となる。その結果、今まで行なわれていたような、超音波伝播速度の分布を調べるために、コンクリート構造物のコアを採取する必要がなくなる。また、光ファイバセンサをコンクリートに埋設することにより、コンクリート内の凍結融解過程におけるひずみが測定でき、残存ひずみと相対動弾性係数との相関関係および凍結融解サイクルにおけるヒステリシスループの形状の変化と相対動弾性係数との相関関係がみられたことから、凍害劣化の評価が可能となり、コンクリート内の劣化の状況を早期かつ正確に検知することが可能となる。さらに、凍結融解サイクルにおけるヒステリシスループの挙動により、劣化の程度を推定することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to embed the optical fiber sensor in the actual structure and measure the strain. As a result, it is not necessary to extract the core of the concrete structure in order to investigate the distribution of the ultrasonic wave propagation velocity as has been done so far. In addition, by embedding the optical fiber sensor in concrete, it is possible to measure the strain in the freezing and thawing process in the concrete, the correlation between the residual strain and the relative dynamic elastic modulus and the change in the shape of the hysteresis loop and the relative motion in the freezing and thawing cycle The correlation with the elastic modulus makes it possible to evaluate the frost damage deterioration, and to detect the state of deterioration in the concrete early and accurately. Furthermore, the behavior of the hysteresis loop in the freeze-thaw cycle makes it possible to estimate the degree of degradation.
１１ 光ファイバセンサ
１３ ＦＢＧ部
１５ 鋼製型枠
１７ コンクリート
２１ 温度計
２３ 測定部
11 optical fiber sensor 13 FBG section 15 steel formwork
17 concrete 21 thermometer 23 measurement unit
Claims (9)
前記コンクリートに光ファイバセンサを埋設する工程と、
前記光ファイバセンサ内を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記コンクリートのひずみを測定する工程と、
前記測定したひずみの経時的変化の特性を検出する工程と、を少なくとも含み、
前記検出したひずみの経時的変化の特性に基づいて、凍害によるコンクリートの劣化を検知することを特徴とする劣化検知方法。 A degradation detection method for detecting degradation of concrete due to frost damage,
Embedding an optical fiber sensor in the concrete;
Measuring the strain of the concrete based on the characteristic change of the light wave propagating in the optical fiber sensor;
Detecting at least one of the characteristics of the measured strain with time.
A deterioration detection method characterized by detecting deterioration of concrete due to frost damage based on the characteristic of temporal change of the detected strain.
前記検出したコンクリートのひずみから温度変化によるひずみを除去する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の劣化検知方法。 Embedding a thermometer in the concrete;
The degradation detection method according to claim 1, further comprising the step of removing a strain due to a temperature change from the strain of the concrete detected.
第１のコンクリートに埋設された光ファイバセンサ内を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記第１のコンクリートのひずみを測定する工程と、
環境温度を変化させることによって、前記第１のコンクリートに所定の凍結融解サイクルを与える工程と、
前記測定したひずみの前記凍結融解サイクルによる経時的変化の特性を検出する工程と、
前記検出したひずみの経時的変化の特性から、残存ひずみを算出する工程と、を少なくとも含み、
前記算出した残存ひずみを用いて、コンクリートの凍結融解抵抗性を評価することを特徴とする凍結融解抵抗性の評価方法。 It is an evaluation method of freeze thaw resistance of concrete, and
Measuring the strain of the first concrete based on the characteristic change of the light wave propagating in the optical fiber sensor embedded in the first concrete;
Applying a predetermined freeze-thaw cycle to the first concrete by changing the environmental temperature;
Detecting a characteristic of temporal change of the measured strain due to the freeze-thaw cycle;
Calculating at least one residual strain from the characteristic of the detected change with time of the strain;
The freeze-thaw resistance evaluation method characterized by evaluating freeze-thaw resistance of concrete using the calculated residual strain.
前記第１のコンクリートで測定したひずみから前記第２のコンクリートで測定したひずみを除去し、前記第１のコンクリートの残存ひずみを算出する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項３記載の凍結融解抵抗性の評価方法。 Measuring strain from a thermometer embedded in a second concrete having a larger amount of air than the first concrete under the ambient temperature;
4. The method according to claim 3, further comprising the steps of: removing strain measured in the second concrete from strain measured in the first concrete; and calculating residual strain of the first concrete. Evaluation method of freeze thaw resistance.
第１のコンクリートに埋設された光ファイバセンサ内を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記第１のコンクリートのひずみを測定する工程と、
環境温度を変化させることによって、前記第１のコンクリートに所定の凍結融解サイクルを与える工程と、
前記測定したひずみの前記凍結融解サイクルのうち、ある任意の凍結融解サイクルにおける、温度とひずみの大きさとで表わされるひずみの履歴特性を検出する工程と、を少なくとも含み、
前記検出したひずみの履歴特性から、コンクリートの凍結融解抵抗性を評価することを特徴とする凍結融解抵抗性の評価方法。 It is an evaluation method of freeze thaw resistance of concrete, and
Measuring the strain of the first concrete based on the characteristic change of the light wave propagating in the optical fiber sensor embedded in the first concrete;
Applying a predetermined freeze-thaw cycle to the first concrete by changing the environmental temperature;
Detecting at least one of the freeze-thaw cycles of the measured strain at any given freeze-thaw cycle, the hysteresis characteristics of the strain represented by the temperature and the magnitude of the strain;
The freeze-thaw resistance evaluation method characterized by evaluating freeze-thaw resistance of concrete from the detected hysteresis characteristics of strain.
光ファイバセンサのひずみ検知部が中心に設置された第１のコンクリート試験体と、
温度計が内部に設置された第２のコンクリート試験体と、から構成されることを特徴とするコンクリート試験体。 It is a concrete test body applied to the evaluation method of freeze-thaw resistance according to any one of claims 3 to 8,
A first concrete test body in which a strain detection unit of an optical fiber sensor is centrally installed;
A concrete test body characterized by comprising a second concrete test body in which a thermometer is installed.
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