JP3010467B2 - Non-destructive inspection method and apparatus for reinforced concrete - Google Patents

Non-destructive inspection method and apparatus for reinforced concrete

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JP3010467B2
JP3010467B2 JP7009031A JP903195A JP3010467B2 JP 3010467 B2 JP3010467 B2 JP 3010467B2 JP 7009031 A JP7009031 A JP 7009031A JP 903195 A JP903195 A JP 903195A JP 3010467 B2 JP3010467 B2 JP 3010467B2
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concrete
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impedance
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は鉄筋コンクリートの非破
壊検査方法と装置、特にRC構造物の経年変化状況のモ
ニタリング方法とその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for nondestructively inspecting reinforced concrete, and more particularly to a method and apparatus for monitoring the aging of RC structures.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンクリートの非破壊検査方法として常
用されているものは以下の通りである。
2. Description of the Related Art The following methods are commonly used as nondestructive inspection methods for concrete.

【0003】(1)打撃法 コンクリートの表面を打撃し、その反発硬度によって圧
縮強度などのコンクリートの力学的特性を測定する方
法。 (2)X線透過法 X線がコンクリートに吸収される割合が物質によって異
なることを利用し、コンクリート中の鉄筋位置や空洞を
調査する方法。 (3)超音波法 超音波パルスの伝搬速度および波形の測定を行い、伝搬
速度に応じたコンクリートの厚さや波形の形による内部
欠陥などを検査する方法。
(1) Impact method A method of hitting the surface of concrete and measuring the mechanical properties of the concrete, such as compressive strength, based on the rebound hardness. (2) X-ray transmission method A method of investigating the position and cavities of reinforcing bars in concrete, utilizing the fact that the rate at which X-rays are absorbed by concrete differs depending on the substance. (3) Ultrasonic method A method of measuring the propagation speed and waveform of an ultrasonic pulse and inspecting internal defects due to the thickness and waveform of concrete according to the propagation speed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の検査方法には以下のような問題点がある。
However, the above-mentioned conventional inspection method has the following problems.

【0005】(1)打撃法 強度等の力学的特性を検査するためのものであって、表
面からしか検査できず、内部検査は不可能である。ま
た、再検査(同一箇所に再度適用)は最初の検査による
表面硬度変化によってできない。 (2)X線透過法 有資格者(X線作業主任者)の管理が必要な放射線を用
いるため、複雑な装置・方法など簡便な方法ではない。 (3)超音波法 ひび割れ状況の調査に用いられているが、調査箇所は任
意に決められたところであって、対象構造物全体のひび
割れの分布を探し出すような方法としては難しい。
(1) Impact method This is for inspecting mechanical characteristics such as strength, and can be inspected only from the surface, and cannot be inspected inside. Further, re-inspection (re-applying to the same place) cannot be performed due to a change in surface hardness in the first inspection. (2) X-ray transmission method Since radiation that requires the management of a qualified person (chief of X-ray work) is used, it is not a simple method such as a complicated device or method. (3) Ultrasonic method Although it is used for the investigation of the state of cracks, the investigation location is determined arbitrarily, and it is difficult as a method to find the distribution of cracks in the entire target structure.

【0006】総じて、上記従来方法は強度などの特定さ
れた検査(測定対象が限られる)だけか、継続的検査が
できないか、測定対象や測定範囲が任意かつ部分的(測
定範囲が狭い)なものに限られるか、測定する技術や取
り扱いが専門家を要するといった問題点があった。
[0006] In general, the above-mentioned conventional method requires only a specified inspection such as strength (a measurement target is limited), a continuous inspection cannot be performed, or a measurement target or a measurement range is arbitrary and partial (a measurement range is narrow). However, there is a problem that the measurement is limited to the ones or the technique for the measurement and the handling require an expert.

【0007】そこで、本発明では測定対象を強度やひび
割れ等に広く応用でき、測定範囲を構造物全域に及ぼ
し、しかも専門家によらずしても、容易に鉄筋コンクリ
ートの経年変化を検査できるようにした鉄筋コンクリー
トの非破壊検査方法を提供せんとする。
Therefore, the present invention can be applied to a wide range of objects to be measured, such as strength and cracks, extends the measurement range to the entire structure, and allows the aging of reinforced concrete to be easily inspected without requiring an expert. To provide a non-destructive inspection method for reinforced concrete.

【0008】本発明の他の目的は、コンクリートの経年
変化はコンクリートの含水量、云い換えれば日々の気温
・湿度変化による環境の変化に加えてコンクリート構造
物自体の経年変化が「コンクリートの含水量」によって
変化することに着目し、この物理的特性を計測して鉄筋
コンクリートのひび割れやコンクリート打設後の強度発
現等の経年変化を測定する方法と装置を提供する。
[0008] Another object of the present invention is that the aging of concrete refers to the water content of concrete, in other words, the aging of the concrete structure itself in addition to the environmental change due to daily changes in temperature and humidity. The present invention provides a method and an apparatus for measuring aging, such as cracking of reinforced concrete and strength development after concrete casting, by measuring these physical characteristics.

【0009】本発明の更に別の目的は、コンクリート構
造物のほぼ全域に配筋した、電気絶縁鉄筋を用いること
で簡単な装置と測定方法によるコンクリートの経年変化
を測定・監視するようにした非破壊検査装置を提供せん
とする。
Still another object of the present invention is to measure and monitor the aging of concrete by using a simple device and measuring method by using an electrically insulating reinforcing bar which is arranged on almost the entire area of the concrete structure. No destructive inspection equipment will be provided.

【0010】なお、絶縁しない鉄筋の場合には電導度が
大きいために相互に接触する鉄筋を通して直接的に計測
電流が流れる等の理由によって計測することができず、
また鉄筋自体の錆の発生などで、鉄筋が電極としての機
能を損ってこれが鉄筋(電極)間の電気的特性に重大な
影響を招くために正確な特性値が得られないという致命
的な欠点があった。
In the case of a non-insulated reinforcing bar, the measurement cannot be performed because the measured current flows directly through the reinforcing bars that are in contact with each other due to the high electrical conductivity.
In addition, the rust of the rebar itself causes the rebar to lose its function as an electrode, which seriously affects the electrical characteristics between the rebars (electrodes). There were drawbacks.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みてなされたものであり、その要旨は、鉄筋コンクリ
ート中の少なくとも2本の電気絶縁鉄筋を所定長離隔し
て配筋したものを電極とし、各電極に通電して得られる
電極間のインピーダンス、またはその抵抗成分や静電容
量成分、位相角などの電気的特性値を定期的に測定し、
分析することによって、鉄筋コンクリート構造物を構成
するコンクリートの経年変化を把握する鉄筋コンクリー
トの非破壊検査方法にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its gist that at least two electrically insulated reinforcing bars in reinforced concrete are separated by a predetermined distance.
The electrodes arranged with the electrodes arranged as electrodes, and the impedance between the electrodes obtained by energizing each electrode, or the electrical characteristics such as the resistance component, the capacitance component, and the phase angle of the electrodes are periodically measured.
There is a non-destructive inspection method for reinforced concrete, in which the aging of the concrete constituting the reinforced concrete structure is grasped by analysis.

【0012】ここで、上記2本の電気絶縁鉄筋として
は、コンクリート構造物内に配筋した1段鉄筋が2本で
クロスした交差部、平行になった平行部の2本以上の電
気絶縁鉄筋(電極)間や、2段(上下2段とも電気絶縁
されている)または3段鉄筋(上中下段の全てまたは上
下段のみ電気絶縁されている)のうち、配筋の交差部、
上下に重なったラップ部、上部どうしと下部どうしの平
行部、または上部、下部間あるいは上部、中部、下部間
のラップ部や平行部を電極として用いる各形態を含む意
味である。
Here, the two electrically insulated rebars are two or more electrically insulated rebars, each of which is a crossed portion where a single-stage rebar arranged in a concrete structure crosses two, and a parallel portion which is parallel. Between (electrodes), two-level (upper and lower two levels are electrically insulated) or three-level rebar (all upper, middle and lower levels or only upper and lower levels are electrically insulated),
It is meant to include various forms in which a lap portion vertically overlapped, a parallel portion between upper portions and lower portions, or a lap portion or a parallel portion between upper and lower portions or between upper, middle, and lower portions is used as an electrode.

【0013】また、上記絶縁鉄筋の配置に代わるものと
して電気絶縁塗装された金属板どうしでも可能であり、
また電気絶縁鉄筋との組合せでも可能である。
[0013] Further, as an alternative to the arrangement of the above-mentioned insulated reinforcing bars, it is possible to use electrically insulated painted metal plates.
It is also possible to use a combination with an electrically insulating reinforcing bar.

【0014】同様に、少なくとも2箇所のコンクリート
表面に塗布された導電性ペイントどうしでも可能であ
り、また、電気絶縁鉄筋や電気絶縁塗装された金属板と
の組合せでも可能である。
Similarly, the conductive paint applied to at least two concrete surfaces can be used, or can be used in combination with an electrically insulated reinforcing bar or an electrically insulated painted metal plate.

【0015】また、上記電極間は既に知られているイン
ピーダンス測定器等の汎用測定機器を用いることで容易
に計測できる。
The distance between the electrodes can be easily measured by using a general-purpose measuring instrument such as a known impedance measuring instrument.

【0016】また、上記定期的に測定するということ
は、必ずしも毎日、隔日、一週間おきという一定間隔と
いうことだけではなく、例えば2日おきのつぎは1週間
おき、そのつぎに1ヶ月毎、また3日おきといったよう
に水分変化やひび割れなどに伴うインピーダンスの変化
が顕著に現われるときは細かく区切り、現われないとき
には長期間隔をもって計測することをいう。
[0016] The above-mentioned regular measurement does not always mean a regular interval every day, every other day, every other week. For example, every two days, every other week, then every month, In addition, when the change in impedance due to a change in moisture or cracks appears remarkably, such as every three days, the measurement is finely divided, and when not, the measurement is performed at long intervals.

【0017】さらにまた、コンクリートの経年変化とは
コンクリート打設後の硬化の進展、周辺環境としての湿
度変化に伴う乾燥・吸湿、ひび割れの発生等によるコン
クリート構造物の変化状況をいう。
Furthermore, the aging of concrete refers to the state of change of concrete structures due to the progress of hardening after concrete casting, the drying / moisture absorption and the occurrence of cracks due to changes in humidity as the surrounding environment.

【0018】つぎに、本発明の別の要旨として、鉄筋コ
ンクリート構造物において、所定間隔を置いて配筋され
少なくとも2本の電気絶縁被覆を施した電気絶縁鉄筋
を電極としてリード線を接続し、該リード線を前記電極
間のインピーダンス、またはその抵抗成分や静電容量成
分、位相角などの電気的特性値を計測する前記構造物外
に設置した電気的特性測定装置を取り付けるようにした
鉄筋コンクリートの非破壊検査装置がある。
Next, as another aspect of the present invention, the reinforced concrete structures are Haisuji at predetermined intervals
Electrically insulating reinforcement subjected to at least two electrically insulating coating was
Connect the lead as electrodes, electrical properties placed the lead impedance between the electrodes or the resistance component and capacitance component, the structure outside of measuring the electrical characteristic value, such as phase angle, There is a non-destructive inspection device for reinforced concrete to which a measuring device is attached.

【0019】電極となる少なくとも2本の電気絶縁鉄筋
の一部絶縁部を剥がして直接電気的特性測定装置に接続
することもできるが、この場合コンクリート構造物を鉄
筋が見えるまで切除しなければならず、リード線を用い
てこれを電気的特性測定装置に取り付けた方が操作が容
易である。また、少なくとも2箇所のコンクリート表面
に塗布した導電性ペイントを電極として用いた方が容易
である。
At least two electrically insulated reinforcing bars serving as electrodes can be peeled off and partially connected to an electrical characteristic measuring device directly. In this case, however, the concrete structure must be cut off until the reinforcing bars are visible. Instead, the operation is easier if the device is attached to an electrical characteristic measuring device using a lead wire. In addition, it is easier to use conductive paint applied to at least two concrete surfaces as electrodes.

【0020】また、本発明は電気絶縁鉄筋を使用した鉄
筋コンクリート造の構造物を対象とし、構造物の施工又
は施工後に装置を備設する。この他に、従来の絶縁被覆
のない鉄筋を使用している構造物であっても、新たに電
気絶縁鉄筋や電気絶縁塗装された金属板を埋設するかコ
ンクリート表面に塗布した導電性ペイントを電極として
使用することも考えられる。
The present invention is also directed to a reinforced concrete structure using an electrically insulated reinforcing bar, and is provided with an apparatus for constructing the structure or after the construction. In addition to this, even for structures using conventional reinforcing bars without insulation coating, newly laying electrically insulating reinforcing bars or electrically-insulated painted metal plates or applying conductive paint applied to the concrete surface as electrodes It can also be used as

【0021】さらに、コンクリート構造物の配筋は格子
状にクロスした一段のものでも、上下部二段のもの、あ
るいは上中下部三段やそれ以上のものであってもよい。
また、リード線の鉄筋への接続は上記一段の配筋構造に
おける交差部や平行部、または二段以上では上下に重な
るラップ部や平行部の他に上部どうしや下部どうし、あ
るいは中段における平行部の鉄筋を電極とすることもで
き、これら任意の位置関係がコンクリート構造物中のほ
とんどの部分での電気測定を可能にできる。
Further, the reinforcing bars of the concrete structure may be a single-tiered one crossed in a lattice shape, a two-tiered one in the upper and lower parts, or a three-tiered one in the upper, middle and lower parts or more.
In addition, the connection of the lead wire to the rebar is performed at the intersection or parallel portion in the above-described one-stage reinforcing structure, or at the two or more stages, in addition to the lap portion or the parallel portion vertically overlapping, the upper portion or the lower portion, or the parallel portion at the middle portion Can be used as electrodes, and these arbitrary positional relationships can enable electrical measurements in most parts of the concrete structure.

【0022】[0022]

【作用】本発明方法によれば、電気絶縁鉄筋あるいは電
気絶縁塗装された金属板、またはコンクリート表面に塗
布した導電性ペイント等を電極とし、インピーダンス、
またはその抵抗成分や静電容量成分、位相角などの電気
的特性値を定期的に測定し、その経年変化の傾向を分析
して判断するものである。
According to the method of the present invention, an electrically insulating rebar or a metal plate coated with an electrically insulating material, or a conductive paint or the like applied to a concrete surface is used as an electrode, and the impedance,
Alternatively, an electrical characteristic value such as a resistance component, a capacitance component, a phase angle, or the like is periodically measured, and the aging tendency is analyzed and determined.

【0023】コンクリート構造物の電気的特性(インピ
ーダンズなど)の絶対値は、当然、構造物の形状や配筋
方法、測定位置などで異なるが、本発明方法によれば、
同一場所で継続的に計測することにより絶対値は問題と
せず、相対的な変化傾向を指標としている。
The absolute value of the electrical characteristics (impedances, etc.) of a concrete structure naturally depends on the shape of the structure, the arrangement of the reinforcing bars, the measurement position, and the like.
By measuring continuously at the same place, the absolute value does not matter, and the relative change tendency is used as an index.

【0024】[0024]

【実施例】以下に本発明である鉄筋コンクリートの非破
壊検査方法を添付図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-destructive inspection method for reinforced concrete according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0025】コンクリートの電気的特性は、コンクリー
トの含水量、気温・湿度の環境によって変化し、またコ
ンクリートのひび割れなどの経年変化でも変化すると考
えられる。
It is considered that the electrical characteristics of concrete vary depending on the water content of the concrete, the environment of temperature and humidity, and also with the aging such as cracking of the concrete.

【0026】そこで、本発明ではコンクリートの経年変
化を電気絶縁鉄筋あるいは電気絶縁塗装された金属板、
またはコンクリート表面に塗布した導電性ペイトン等を
電極とし、各電極に通電して得られる電気的特性をモニ
タリングしてコンクリート構造体のひび割れなどの劣化
状況を把握する方法を検討した。
Therefore, according to the present invention, the aging of concrete is measured by using an electrically insulated reinforcing bar or an electrically insulated painted metal plate,
Alternatively, a method of monitoring the electrical characteristics obtained by energizing each electrode with conductive Peyton or the like applied to the concrete surface and monitoring deterioration conditions such as cracks in the concrete structure was studied.

【0027】<コンクリートのモニタリング試験方法>
若材令、中材令、長材令と材令の異なる3種類のコンク
リート試験体を室内に放置し、周波数100Hzにおい
て、電気的特性、重量、気温、湿度を2日毎に40日間
測定した。試験体と測定回路の概念を図1に示す。若材
令コンクリートは測定開始日の前日に製作したもの、中
材令コンクリートは約2年半前、長材令コンクリートは
約80年前のものである。
<Concrete monitoring test method>
Three types of concrete specimens having different young age, middle age, long age and age were left in the room, and at a frequency of 100 Hz, electrical characteristics, weight, temperature, and humidity were measured every two days for 40 days. FIG. 1 shows the concept of the test body and the measurement circuit. The young-age concrete was produced the day before the measurement start date, the medium-age concrete was approximately two and a half years ago, and the long-age concrete was approximately 80 years ago.

【0028】<試験結果>図2に気温、湿度および代表
的事例として若材令試験体について2体、中材令試験体
について1体、長材令試験体について1体の試験体重量
の変化を示す。図3は、図2に示した気温・湿度をもと
に図1の試験体を放置した環境について40日間の絶対
湿度の変化を示すものであり、図4はその時の2つの弱
材令試験体のインピーダンスを計測したものである。
<Test Results> FIG. 2 shows changes in temperature, humidity, and weight of two specimens of a young-age specimen, one specimen of a medium-age specimen, and one specimen of a long-age specimen as representative examples. Is shown. FIG. 3 shows a change in absolute humidity for 40 days in an environment in which the test specimen of FIG. 1 was left based on the temperature and humidity shown in FIG. 2, and FIG. 4 shows two weak material age tests at that time. It is a measure of body impedance.

【0029】このことにより、上記したコンクリート試
験体における重量の変化は、コンクリート打設直後は水
分が多いために重く、硬化にしたがって次第に軽くな
り、その後は空気中の湿度によって変化し、それに逆比
例してインピーダンスが変化することが判った。つま
り、図3と図4からコンクリート打設直後しばらくは硬
化に伴う水分減少の影響でほぼ単調にインピーダンスが
増加するが、その後は湿度変化に対応し、湿度が上昇す
るとコンクリートが吸湿してインピーダンスが低下し、
湿度が低下するとコンクリートが乾燥してインピーダン
スが上昇することがわかった。
As a result, the change in weight of the above-mentioned concrete test piece is heavy immediately after the concrete is cast because of the large amount of water, gradually becomes lighter as it hardens, and thereafter changes with the humidity in the air. It was found that the impedance changed. That is, from FIGS. 3 and 4, the impedance increases almost monotonously for a while immediately after the concrete is cast due to the effect of the decrease in moisture accompanying hardening, but thereafter, in response to a change in humidity, when the humidity increases, the concrete absorbs moisture and the impedance increases. Drop,
It was found that when the humidity decreased, the concrete dried and the impedance increased.

【0030】ついで、上記コンクリート試験体による試
験を前提とし、コンクリート中に電気絶縁鉄筋(エポキ
シ樹脂塗装鉄筋)を配筋した絶縁鉄筋コンクリート試験
体による長期モニタリング試験について説明する。
Next, on the premise of the test using the concrete specimen described above, a long-term monitoring test using an insulated reinforced concrete specimen in which an electrically insulated reinforcing bar (epoxy resin painted reinforcing bar) is arranged in concrete will be described.

【0031】<電気絶縁鉄筋コンクリートのモニタリン
グ試験方法>図5にエポキシ樹脂塗装鉄筋試験体の概要
を示す。試験体は2体(A−1、A−2)製作し、電気
絶縁鉄筋および上下面に円形100mmφの導電性ペイ
ントを塗布して電極としている。一度、絶乾状態にした
試験体を直接雨水がかからないようにビニールシートで
養生して屋外軒下に放置し、電気的特性値、試験体重
量、気温・湿度を月1度の頻度で測定した。測定箇所
は、上下の導電性ペイントを塗布した電極間、電気絶縁
鉄筋間、および導電性ペイントを塗布した電極と電気絶
縁鉄筋間で行った。
<Monitoring Test Method for Electrically Insulated Reinforced Concrete> FIG. 5 shows an outline of an epoxy resin-coated reinforced specimen. Two test pieces (A-1 and A-2) were manufactured, and a circular 100 mmφ conductive paint was applied to the electrically insulated reinforcing bar and the upper and lower surfaces to form electrodes. Once dried, the test specimen was cured with a vinyl sheet so as not to be directly exposed to rainwater, left under an outdoor eave, and the electrical characteristics, the specimen weight, and the temperature and humidity were measured once a month. The measurement was performed between the upper and lower electrodes coated with the conductive paint, between the electrically insulated reinforcing bars, and between the electrode coated with the conductive paint and the electrically insulated reinforcing bars.

【0032】<試験結果>図6は、図5の試験体を放置
した環境についての絶対湿度の変化を示すものであり、
図7は、その時のインピーダンスを計測したものであ
る。過月数経過に伴い、一度絶乾した試験体の吸湿現象
によってインピーダンスは低下している。また、図6と
図7から、絶対湿度の変化とインピーダンスの変化の関
係に前記コンクリートのモニタリング試験と同様の傾向
が見られることが判った。
<Test Results> FIG. 6 shows a change in absolute humidity in an environment in which the test specimen of FIG. 5 was left.
FIG. 7 shows the measured impedance at that time. As the number of months has elapsed, the impedance has decreased due to the moisture absorption phenomenon of the test specimen once dried. 6 and 7 show that the relationship between the change in the absolute humidity and the change in the impedance has the same tendency as in the concrete monitoring test.

【0033】また、将来、鉄筋コンクリート中にひび割
れが発生した場合には、空気中の湿度が上がるとコンク
リート中実部よりひび割れ部の方が顕著に水分を吸収
し、湿度が下がると乾燥も顕著となる関係が生じ、した
がってひび割れ発生後の同箇所での湿度の上下はインピ
ーダンスの顕著な上下現象を招くことが予測できる。
Further, in the case where cracks occur in reinforced concrete in the future, when the humidity in the air increases, the cracks absorb moisture more remarkably than the solid concrete portion, and when the humidity decreases, the drying becomes remarkable. Therefore, it can be predicted that the rise and fall of the humidity at the same location after the occurrence of the crack causes a significant rise and fall of the impedance.

【0034】したがって、鉄筋コンクリート中のひび割
れの発生はインピーダンスの変化傾向によって判る。
Therefore, the occurrence of cracks in reinforced concrete can be determined from the tendency of impedance change.

【0035】また、これら鉄筋コンクリートの検査はイ
ンピーダンスの計測に限られず、インピーダンスの抵抗
成分や静電容量成分、位相角などの電気的特性値を計測
することによっても予測できる。
The inspection of the reinforced concrete is not limited to the measurement of the impedance, but can be predicted by measuring the electrical characteristics such as the resistance component, the capacitance component, and the phase angle of the impedance.

【0036】以上述べたことによって、鉄筋コンクリー
ト構造物中の電気絶縁鉄筋あるいは電気絶縁塗装された
金属板、またはコンクリート表面に塗布した導電性ペイ
ント等を電極として、これら同じもの、あるいは異なる
ものからなる同電極間の電気的特性値を定期的に測定す
ることによって鉄筋コンクリートの経年変化を把握する
ことが可能である。
As described above, the electrically insulated reinforcing bars in the reinforced concrete structure, the electrically insulated painted metal plate, or the conductive paint or the like applied to the concrete surface are used as electrodes, and the same or different electrodes are used. It is possible to grasp the secular change of reinforced concrete by periodically measuring the electric characteristic value between the electrodes.

【0037】つぎに、本発明である鉄筋コンクリートの
非破壊検査方法を実構造物でモニタリングしたものと、
検査装置を実構造物に備設したものについて説明する。
Next, the nondestructive inspection method for reinforced concrete according to the present invention was monitored on an actual structure.
An inspection apparatus provided on an actual structure will be described.

【0038】<電気絶縁鉄筋コンクリートを実構造物に
応用した試験方法>日本原子力研究所内に建設された、
電気絶縁性能を要求される超電導実験棟において、電気
絶縁鉄筋を使用し、土間の鉄筋に測定用リード線を取り
付け、コンクリート打設前、打設直後、打設1ヵ月〜6
ヵ月後にそれぞれ、直流絶縁抵抗(印加電圧:500〜
1000V)と交流インピーダンス(印加電圧:自然電
位差±100mV〜5V、周波数:1Hz〜1KHz)
を測定した。鉄筋の位置関係は、それぞれラップ部、交
差部、平行部について行った。測定箇所概念を図8に示
す。
<Test Method Applying Electrically Insulated Reinforced Concrete to Actual Structure>
In a superconducting experiment building where electrical insulation performance is required, use an electrically insulated reinforcing bar and attach a measuring lead wire to the reinforcing bar between the soil, before, immediately after, and 1 month to 6 months after placing concrete.
After a month, the DC insulation resistance (applied voltage: 500 ~
1000V) and AC impedance (applied voltage: natural potential difference ± 100mV-5V, frequency: 1Hz-1KHz)
Was measured. The positional relationship of the reinforcing bars was determined for the lap portion, the intersection portion, and the parallel portion. FIG. 8 shows the concept of the measurement points.

【0039】この図8は、上記研究所の実験棟に土間1
における絶縁鉄筋のうち上筋2と下筋3にそれぞれリー
ド線4を接続し、リード線を柱5の中程に設けた柱内の
測定端子ボックス6まで引出し、さらに同ボックス6に
はコネクター(図示せず)によって柱外の電気特性測定
装置であるインピーダンスアナライザ7を接続可能にし
ている。
FIG. 8 shows that the experimental room of
The lead wire 4 is connected to the upper and lower bars 2 and 3, respectively, of the insulated reinforcing bar, and the lead wire is drawn out to a measuring terminal box 6 in a column provided in the middle of the column 5, and a connector ( (Not shown) makes it possible to connect an impedance analyzer 7 which is an electric characteristic measuring device outside the pole.

【0040】なお、図には示していないが、実験では柱
脚基礎8と真空容器基礎9における下部基礎鉄筋に上記
同様リード線に接続することもできる。
Although not shown in the drawing, in the experiment, it is also possible to connect a lead wire to the lower base reinforcing bar in the column base 8 and the vacuum vessel base 9 as described above.

【0041】測定用リード線のより具体的な取り付けに
は、図10に示すように、全面的に電気絶縁した上筋と
下筋、上筋と中央筋、及び中央筋どうしに絶縁被膜を剥
がしてリード線を結線し、これらのコンクリート区域間
において測定を行った。
As shown in FIG. 10, for more specific attachment of the measurement lead wire, the insulating coating was peeled off from the upper and lower muscles, the upper and central muscles, and the central muscle, which were completely electrically insulated. Lead wires were connected and measurements were taken between these concrete sections.

【0042】<試験結果>周波数100Hzにおけるイ
ンピーダンスを測定した一例を図9で示す土間の上下筋
の平行部の例でみると、コンクリートの打設前はインピ
ーダンスが高く、打設直後は急激に低下している。これ
は打設時の水の影響によるものと考えられる。その後
は、月日の経過につれ水和反応が進み、徐々にインピー
ダンスは上昇している。また、上記ラップ部などいずれ
の部位においても同様の傾向を示した。
<Test Results> An example of the measurement of the impedance at a frequency of 100 Hz is shown in FIG. 9, where the parallel portions of the vertical streaks between the soils show that the impedance is high before the concrete is cast and rapidly drops immediately after the concrete is cast. are doing. This is thought to be due to the effect of water during casting. Thereafter, the hydration reaction proceeds as the date and time elapse, and the impedance gradually increases. In addition, the same tendency was shown in any part such as the wrap part.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上述べたように、本発明方法では従来
電導性が大きいために鉄筋間にあるコンクリート部分の
電気的特性が測定できなかったり、錆の発生によって電
気的特性が大きく変化するために計測不能であったもの
を、コンクリート構造物の電気絶縁鉄筋をそのまま電極
として利用することによりコンクリートの経年変化を把
握できるようにした。
As described above, according to the method of the present invention, the electrical properties of the concrete portion between the reinforcing bars cannot be measured due to the conventional high conductivity, or the electrical properties greatly change due to the generation of rust. For those that could not be measured, the secular change of concrete was made possible by using the electrically insulated reinforcing bars of the concrete structure as electrodes.

【0044】また、本発明方法は構造物自体の構成要素
である電気絶縁鉄筋自体を測定用の電極として利用する
(あるいは、構造物に実害を与えない電気絶縁鉄筋ある
いは電気絶縁塗装された金属板を埋設する、または、コ
ンクリート表面に導電性ペイント等を塗布する)ため、
構造物自体に大きな損傷を与えたり新たに大掛かりな装
置を設置する必要がない。
Further, the method of the present invention utilizes an electrically insulated reinforcing bar itself, which is a component of the structure itself, as an electrode for measurement (or an electrically insulated reinforcing bar which does not cause harm to the structure or a metal plate coated with an electrically insulated material). Buried or applying conductive paint on the concrete surface)
There is no need to seriously damage the structure itself or install new large-scale equipment.

【0045】さらに、インピーダンス、または、その抵
抗成分や静電容量成分、位相角などの電気的特性値の計
測を行うための測定器の簡便化・自動化等は、既存技術
の応用によって何ら問題なく実施可能と考えられ、将
来、さらなる省人化が可能である。
Further, the simplification and automation of the measuring instrument for measuring the impedance or the electrical characteristic values such as the resistance component, the capacitance component, the phase angle, etc. of the impedance or the like can be achieved without any problem by applying the existing technology. It is considered feasible, and further labor saving is possible in the future.

【0046】さらに、本発明方法によれば専門家によら
ず、しかも大掛かりな特殊装置を新たに設置する等が必
要なく、既住の汎用測定機器(インピーダンス測定器
等)を使うため誰でも簡単に測定可能である。
In addition, according to the method of the present invention, it is not necessary to newly install a large-scale special device without using an expert, and anyone can easily use existing general-purpose measuring instruments (impedance measuring instruments, etc.). Can be measured.

【0047】また、従来の打撃やX線または超音波を利
用した、表面から見える情報をもとに、目星をつけて試
験するといった従来方法に比べ、目に見えない欠陥発生
箇所を新たに明らかにする等の特定部位に限らない(測
定範囲が狭いといった欠点を解消)構造物全体を対象と
した調査が可能となる。
In comparison with the conventional method of performing a test with a star on the basis of information visible from the surface using conventional impact, X-ray, or ultrasonic waves, the location of a defect that is not visible is newly added. Investigation can be performed on the entire structure, not limited to specific sites such as clarification (eliminating the disadvantage that the measurement range is narrow).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】コンクリート試験体とその試験体を用いた測定
回路図である。
FIG. 1 is a diagram showing a concrete test body and a measurement circuit using the test body.

【図2】図1と同じ2つの若材令、中材令、長材令試験
体の40日間の周辺環境の気温と湿度および試験体重量
の経時変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing changes over time in ambient temperature and humidity and weight of a test specimen of the same two young, medium and long test specimens as in FIG.

【図3】コンクリートを打設して図1の試験体を作った
時から40日間の絶対湿度の変化を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a change in absolute humidity for 40 days from the time when concrete was cast and the test body of FIG. 1 was prepared.

【図4】図3に示した40日間の期間中に測定したイン
ピーダンスの変化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the change in impedance measured during the 40-day period shown in FIG.

【図5】電気絶縁鉄筋コンクリートの試験体の透視平面
図と透視側面図である。
FIG. 5 is a perspective plan view and a perspective side view of a test piece of electrically insulated reinforced concrete.

【図6】一度絶乾状態にした図5の試験体を屋外に放置
した期間の絶対湿度の変化を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a change in absolute humidity during a period when the test specimen of FIG. 5 once made absolutely dry is left outdoors.

【図7】図6に示した期間中に測定した電気絶縁鉄筋コ
ンクリート試験体の各電極間のインピーダンスの変化を
示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a change in impedance between each electrode of the electrically insulated reinforced concrete specimen measured during the period shown in FIG. 6;

【図8】本発明装置を実験棟に設置した状態の概念図で
ある。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a state where the apparatus of the present invention is installed in an experimental building.

【図9】図8における経年別に周波数を変えて測定した
インピーダンスの測定グラフである。
FIG. 9 is a graph showing the impedance measured by changing the frequency over time in FIG. 8;

【図10】図8の上下2段鉄筋の上下ラップ部、上下部
の平行部および結束部にリード線を接続した状態を示す
写真をトレースした説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram obtained by tracing a photograph showing a state in which lead wires are connected to upper and lower lap portions, upper and lower parallel portions, and a binding portion of the upper and lower two-step reinforcing bars of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 土間(コンクリート) 2 上筋(電気絶縁鉄筋) 3 下筋部(電気絶縁鉄筋) 4 リード線 5 柱 6 測定端子ボックス 7 電気的特性測定装置 DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 1 Soil (concrete) 2 Upper bar (electrically insulating bar) 3 Lower bar (electrically insulating bar) 4 Lead wire 5 Pillar 6 Measurement terminal box 7 Electrical characteristics measuring device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 圷 陽一 茨城県那珂郡東海村村松1221−2 (72)発明者 大川 慶直 埼玉県蕨市中央5丁目11番15号 (72)発明者 鈴木 偉之 水戸市吉沢町45−60 吉沢団地122号 (72)発明者 中越 章雄 東京都港区北青山2丁目5番8号 株式 会社間組内 (72)発明者 山本 孝一 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株 式会社神戸製鋼所内 (56)参考文献 特開 昭62−87841(JP,A) 特開 平1−141346(JP,A) 特開 昭56−124041(JP,A) 実開 平1−89360(JP,U) 土木学会第45回年次学術講演会講演概 要集(平成2年9月)、第5部、第774 −775頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/00 - 27/24 G01N 33/38 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoichi Akutsu 1221-2, Muramatsu, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Yoshinao Okawa 5--11-15 Chuo, Warabi City, Saitama Prefecture (72) Inventor Takeshi Suzuki No. 45-60 Yoshizawa-cho, Mito-shi No. 122, Yoshizawa housing complex 122 (72) Inventor Akio Nakagoe 2-5-8 Kita-Aoyama, Minato-ku, Tokyo Intra-company group (72) Inventor Koichi Yamamoto 1-3-3 Wakihama-cho, Chuo-ku, Kobe-shi No. 18 Kobe Steel, Ltd. (56) References JP-A-62-87841 (JP, A) JP-A-1-141346 (JP, A) JP-A-56-124041 (JP, A) 1-89360 (JP, U) Abstracts of the 45th Annual Scientific Meeting of the Japan Society of Civil Engineers (September 1990), Part 5, pages 774-775 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7, DB name) G01N 27/00 - 27/24 G01N 33/38 JICST file (J IS)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 鉄筋コンクリート中における補強筋とし
て、少なくとも2本の電気絶縁鉄筋を所定長離隔して配
筋し、これらを電極と為し、各電極に通電して得られる
電極間のインピーダンス、またはその抵抗成分や静電容
量成分、位相角などの電気的特性値を定期的に測定し、
分析することによって、鉄筋コンクリート構造物を構成
するコンクリートの経年変化を把握する鉄筋コンクリー
トの非破壊検査方法。
1. A reinforcing bar in reinforced concrete
At least two electrically insulated reinforcing bars separated by a predetermined distance.
The electrodes are used as electrodes, and the impedance between the electrodes obtained by energizing each electrode, or the resistance component, the capacitance component, and the electrical characteristic values such as the phase angle are periodically measured.
A non-destructive inspection method for reinforced concrete that analyzes the aging of the concrete that composes the reinforced concrete structure by analyzing.
【請求項2】 鉄筋コンクリート構造物において、所定
間隔を置いて鉄筋コンクリート中に補強筋として配筋さ
れた少なくとも2本の電気絶縁被覆を施した電気絶縁
筋を電極としてリード線を接続し、該リード線を前記電
極間のインピーダンス、またはその抵抗成分や静電容量
成分、位相角などの電気的特性値を計測する前記構造物
外に設置した電気的特性測定装置を取り付けるようにし
た鉄筋コンクリートの非破壊検査装置。
2. In a reinforced concrete structure , reinforcing bars are provided as reinforcement in reinforced concrete at predetermined intervals.
Electrically insulating the iron subjected to at least two electrically insulating coating that
A lead wire is connected with a streak as an electrode , and the lead wire is installed outside the structure for measuring an impedance between the electrodes, or a resistance component, a capacitance component, and an electrical characteristic value such as a phase angle. Non-destructive inspection device for reinforced concrete with a characteristic measuring device.
【請求項3】 前記リード線を接続した電気絶縁鉄筋
が、上下に2段以上配筋した上下部間の鉄筋か、上部ま
たは下部どうしの鉄筋間のものである請求項2に記載の
鉄筋コンクリートの非破壊検査装置。
3. The reinforced concrete according to claim 2, wherein the electrically insulated reinforcing bar to which the lead wires are connected is a reinforcing bar between upper and lower portions arranged in two or more stages vertically or between upper and lower reinforcing bars. Non-destructive inspection equipment.
【請求項4】 前記リード線を接続した電気絶縁鉄筋
が、配筋の結束部がある交差部、上下ラップ部、または
上部および/または下部の平行部である請求項3に記載
の鉄筋コンクリートの非破壊検査装置。
4. The non-reinforced concrete non-reinforced concrete according to claim 3, wherein the electrically insulated reinforcing bar to which the lead wire is connected is a crossing portion where a reinforcing portion is bound, an upper and lower wrap portion, or an upper and / or lower parallel portion. Destructive inspection equipment.
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