JP2023149833A - コンクリート中鉄筋の腐食箇所検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とし、
または、
コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向一方側に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向他方側に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とするものである。
まず、本発明の測定基本原理を図1に基づき説明する。
図1(a)は、アルカリ性の水溶液に鉄を浸せきし、この状態で、鉄に低周波から高周波の異なる周波数の交流電流を通電し、通電した1時間、10日間、12日間、15日間、20日間、30日間経過後の鉄の電気抵抗を測定した結果を示したインピーダンススペクトルである。そして、前記水溶液には随時塩化ナトリウムを添加し、前記の経過時間ごとに図1(b)に示す塩分濃度にし、鉄の腐食を生じさせるものとした。
まず、界面部分の電気抵抗は、高周波の交流電流を印加した場合には該電気抵抗がゼロの状態となる特性がある。そのため、高周波の交流電流を印加した場合は、前記かぶり部分のコンクリートだけの電気抵抗を得ることができるのである。そして、印加する周波数を高周波から低周波に変化していくにつれて、前記界面部分の電気抵抗が徐々に発現し、最終的には、前記かぶり部分のコンクリートの電気抵抗と前記界面部分の電気抵抗との和が低周波の交流電流を印加したときに得られる電気抵抗となる。そのため、低周波の交流電流を印加したときの電気抵抗と、高周波の交流電流を印加したときの電気抵抗との差をとれば、前記界面部分だけ電気抵抗を得ることができるのである。
従来の測定方法において使用される使用機器は、測定照合電極である測定電極7、該測定電極7の外周面に当接して設けられた第一対極3を使用する。また、高周波及び低周波の交流電流など周波数の異なる交流電流を通電できる交流電源9、例えば電流計などが用いられる電流測定器10、例えば電位差計などが用いられる電位差測定器11が必要となる。
そして、RE端子とWE_V端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち、前記測定電極7と埋設鉄筋5と導通した金属線12とを接続する。また、前記RE端子とWE_V端子間には、電位差測定器11を接続して設置する。
そして、CE端子とWE_I端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち第一対極3と埋設鉄筋5と導通した金属線12とを接続する。前記CE端子とWE_I端子間には、交流電源9と電流測定器10とを接続して設置する。
次いで、CE端子とWE_I端子間に、例えば、周波数0.01Hz~100Hz範囲の低周波電流及び高周波交流電流を連続的に印加する。
Zobs = Vobs / Iobs ・・・(1)
各周波数の交流電流(Iobs)毎に、測定結果(Zobs)を算出し、インピーダンススペクトルを取得する。
図4は、各周波数の交流電流(Iobs)を印加毎に、電位差(Vobs)を取得し、数式(1)を用いて、測定結果(Zobs)、すなわちインピーダンスを算出し、算出したインピーダンスを基にインピーダンススペクトルを得たプロット図である。なお、縦軸は虚部[Ω]を、横軸は実部[Ω]を示している。
本発明の測定方法において使用される使用機器は、測定照合電極である測定電極7、該測定電極7の外周面に当接して設けられた第一対極3、基準照合電極である基準電極8、第二対極4を使用する。また、高周波及び低周波の交流電流など周波数の異なる交流電流を通電できる交流電源9、例えば電流計などが用いられる電流測定器10、例えば電位差計などが用いられる電位差測定器11が必要となる。
まず、コンクリート構造物1の基準電位を測定できる基準電極8が前記測定部6から所定の間隔をあけて設置される。そして、前記測定部6及び前記基準電極8からそれぞれ所定の間隔以上あけて、第二対極4が設置される。前記基準電極8は、前記測定部6を構成する第一対極3と第二対極4間に通電する電流の影響を受けない位置に設置する必要がある。
まず、図5に示すように、測定部6を構成する測定電極7にRE端子を、第一対極3にCE端子をそれぞれ接続しておく。さらに、基準電極8にWE_V端子を、第二対極4にWE_I端子をそれぞれ接続しておく。
その後、RE端子とWE_V端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち、前記測定電極7と基準電極8とを接続する。また、前記RE端子とWE_V端子間には、電位差測定器11を接続して設置する。
そして、CE端子とWE_I端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち第一対極3と第二対極4とを接続する。前記CE端子とWE_I端子間には、交流電源9と電流測定器10がそれぞれ接続されて設置されている。
次いで、CE端子とWE_I端子間に、例えば周波数0.01Hz~100Hz範囲の低周波電流及び高周波交流電流を連続的に印加する。
Zobs = Vobs / Iobs ・・・(1)
各周波数の交流電流(Iobs)毎に、測定結果(Zobs)を算出し、インピーダンススペクトルを取得する。
2 測定面
3 第一対極
4 第二対極
5 鉄筋
6 測定部
7 測定電極
8 基準電極
9 交流電源
10 電流測定器
11 電位差測定器
12 金属線
Claims (2)
- コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とするコンクリート中鉄筋の腐食箇所検出装置。
- コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向一方側に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向他方側に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とするコンクリート中鉄筋の腐食箇所検出装置。
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