JP3505638B2 - コンクリート面有機皮膜のピンホール検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート表面
を保護するために被覆された有機皮膜のピンホールの有
無を検出するコンクリート面有機皮膜のピンホール検出
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート製の建築物や構築物（以
下、単に構造物またはコンクリート構造物と称する）
は、強度的特性や施工性に優れていることから構造物と
して多方面で使用されている。しかし、コンクリートそ
のものは、周辺環境を原因とする経時的な化学変化や鉄
筋の腐食等による使用環境の変化等によって劣化するも
のである。

【０００３】このような経年劣化を防止するために、合
成樹脂を主成分とする有機皮膜によってコンクリート構
造物の表面を被覆する樹脂ライニングが採用されてい
る。樹脂ライニングは、コンクリートの表面を周辺環境
の各種の液体やガス等から遮断し、コンクリート構造物
を保護するものである。このため、樹脂ライニング（皮
膜）は構造物の全表面を被覆している必要がある。従っ
て、構造物の全表面には不完全な被覆面が生じないよう
に施工を管理する必要があり、施工後には不完全部分が
生じているか否かを検査する必要がある。

【０００４】構造物における比較的大きな皮膜の欠陥、
例えば、ライニングの剥離や大きな孔等は目視によって
確認することが可能である。しかし、樹脂ライニングの
施工時に生じた小さな気泡が破裂したり、外的要因によ
って皮膜に目視できないような微小な欠陥が形成される
ことがある。微小欠陥は、ピンで空けた孔のような状態
やキズ、皮膜の厚さが極端に薄くなった部分等を意味し
ているが、通常はこれらを総称してピンホールと言われ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記コンクリート構造
物に形成された樹脂ライニングのピンホールをそのまま
放置しておくと、ピンホールを通して液体やガス等がコ
ンクリート表面まで侵入し、コンクリートの劣化を引き
起こす原因となる。そこで、必要に応じ、あるいは定期
的に皮膜を調査し、ピンホールの有無を検査してピンホ
ールがある部分は樹脂によって補修しておく必要があ
る。しかし、このピンホールは非常に小さなものである
ので目視して確認することは極めて困難であり、単なる
小さな窪みや凹みをピンホールと誤認識することがあ
る。

【０００６】従来、埋設鋼管など金属素地の表面に施工
した有機皮膜のピンホールの有無を検出するためのピン
ホール検出器が提供されている。ピンホール検出のため
には、電気絶縁性の皮膜のピンホールを通して金属素地
へ電流がながれる現象を利用した電気的方法が採用され
ており、特に、高電圧を印加して皮膜のピンホールでス
パーク放電を生じさせる放電式が普及している。

【０００７】即ち、放電式ピンホール検出器の基本原理
は、図６に示すように、＋電極と−電極間に発生する放
電現象を利用し、これを電気的に取り出して検出器で図
示していないプザー音やランプを点灯させ、ピンホール
の存在を報知させるものである。尚、図６は、説明し易
いように＋極と−極の極性のある直流電源としている
が、極性が交番する交流電源でも同じである。

【０００８】図７は従来から普及しているピンホール検
出器の具体的な一例を示すものである。図７において、
符号Ａは素地となる金属板、Ｂは絶縁性を有する有機皮
膜、Ｃは多数本の真鍮線をブラシ状としたプローブ、Ｄ
はアース線であり、プローブＣおよびアース線Ｄはそれ
ぞれ検出器Ｅに接続してある。検査に際しては、−極で
あるアース線Ｄを金属板Ａの素地に連結し、＋極である
プローブＣを皮膜Ｂ面にそって水平移動させればよく、
皮膜Ｂにピンホールがあるとここに電気エネルギーが集
中してスパーク放電を生ずる。この放電電流を検出器Ｅ
が検知し、ブザー音やランプの点灯によってピンホール
の存在を報知する。

【０００９】図８は、上記した検出器Ｅの概略構成図
で、高電圧電源ＨＶとブザーＢＺから構成され、高電圧
電源ＨＶの一方をプローブＣに、他方のアース線Ｄを金
属板Ａの素地に連結する。そして、プローブＣを皮膜Ｂ
表面にそって移動させる。皮膜ＢにピンホールＦが存在
すると、そのピンホールＦにスパーク放電が発生する。
この放電電流を検出して出力し、ブザーの鳴動やランプ
を点灯させ、ピンホールＦが報知される。

【００１０】上記した普及の金属素地用ピンホール検出
器をコンクリート素地に利用しようとすると、有機皮膜
の施工方法が電導性のプライマーや金属箔を使用する特
殊工法となり、実用的ではない。しかも、施工方法の設
計段階から考えなければならない。

【００１１】本発明は、上記したこの放電現象の原理を
応用しているものの、事前にコンクリートの通電性を評
価することで、通常施工の有機皮膜でも確実にピンホー
ルを検出できるコンクリート面有機皮膜のピンホール検
出方法を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記する目的を達成する
ために本発明のピンホール検出方法は、コンクリートの
表面に形成された有機皮膜を剥離してコンクリート表面
を露出させずに有機皮膜の表層から間接的にコンクリー
トの比誘電率を測定し、あらかじめ調べておいた比誘電
率と水分量の相関関係からコンクリートの通電性を評価
する第１の工程と、この第１の工程でコンクリートの通
電性が有ると判定されたなら、プローブとアース電極お
よびこのアース電極とプローブとの間に高電圧を印加す
る電源と放電時の電流が微小であっても確実にピンホー
ルと認識できる敏感な検出器を用いて有機皮膜にピンホ
ールが存在するか否かを検査する第２の工程から成るも
のである。アース電極は、コンクリート躯体５中の鉄筋
９であり、あるいは、コンクリート躯体５に固定可能な
導電性パット９又はアンカーボルト等の金属である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に従って、本発明の実
施の形態を詳細に説明するに当たり、コンクリートにつ
いて説明する。一般的にコンクリートは絶縁物と考えら
れがちであるが、現実のコンクリート内部には、細骨材
とセメント粒子間、あるいはセメント粒子相互の間に、
毛管空隙ともいわれる無数の微細な隙間が生じている。

【００１４】コンクリート打設後の乾燥過程で、水分の
大部分は、セメント粒子の水和反応の過程でセメント粒
子内部を拡散するか、微細な隙間を通って蒸発するが、
セメント粒子や細骨材表面に付着した水分は、強制的に
加熱しない限り、残存しており、この残存水分はセメン
トから供給されたアルカリ分によって電解質となってい
る。

【００１５】このような微細な隙間が連続している部分
は、ある抵抗値を持つ電気抵抗体であり、また、不連続
部があったとしても体積が小さいため、コンデンサとし
て機能するものである。即ち、電気的には微細な「抵抗
＋コンデンサ」の集合体であり、直流または交流電流が
通電し得るものと考えられる。しかし、コンクリートは
金属と異なり高インピーダンスであり、また、それは残
存水分によっても変化するが、十分に余裕のある敏感な
検出器を備えることで、皮膜に形成されたピンホールを
検出できることになる。

【００１６】そこで本発明は、第１の工程としてコンク
リートの通電性を評価し、通電性が所定値以上であると
判定されたなら、第２の工程としてコンクリート面有機
皮膜のピンホールを検査するようにしたことにある。コ
ンクリートの通電性を評価する原理は、次に述べる通り
である。

【００１７】図１は第１の評価工程として、コンクリー
トの通電性を評価する測定手段の構成説明図であり、符
号１は、内部に図２に示す高周波発振器７が収納された
測定手段本体である。測定手段本体１の底部には、測定
電極２およびアース用電極３が絶縁板４を介して絶縁状
態で設けてある。測定電極２は、２本平行して設けられ
ており、コンクリート躯体５の表面に被覆された樹脂ラ
イニング皮膜６の表面に接触されるように置く。尚、ア
ース用電極３は、樹脂ライニング皮膜６には接触せず、
例えば、１．７ｍｍ前後の間隔で近接する構造となって
いる。

【００１８】上記のように、樹脂ライニング皮膜６の表
面に測定電極２を接触させ、高周波発振器７からの出力
を測定電極２とアース用電極３との間に供給すると、そ
の高周波は、両電極２、３に印加される。すると、コン
クリート表面に形成された有機皮膜を剥離してコンクリ
ート躯体５の表面を露出させずに、有機皮膜の表層から
間接的に素地であるコンクリート躯体５の比誘電率を測
定することにより、あらかじめ調べておいた比誘電率と
水分量の相関関係からコンクリートの通電性を評価する
ことができるようになる。

【００１９】上記の比誘電率は、通常、コンクリートの
含有水分＋樹脂ライニング皮膜＋コンクリート骨材から
なり、各々の比誘電率は一般に水道水は「８０」、樹脂
ライニング皮膜は「３から４」、コンクリート骨材は
「５から６」程度である。このように、水の比誘電率は
他のものに比較して極めて大きな値であるので、比誘電
率はコンクリートに含有される水分の割合に応じて敏感
に反応する。コンクリートの場合、比誘電率が大きいほ
ど含有水分が多く、通電性は良好となることが一般的に
知られている。従って、樹脂ライニング皮膜の上から測
定して得られた値により、ピンホール検出器による検査
の可否を判定することができる。

【００２０】このようにして、コンクリートの表面に、
例えば、エポキシ系樹脂皮膜を形成し、皮膜の厚さと通
電性表示値の関係について実験を繰り返し、ピンホール
検査が可能となる境界を求めたものが、図３である。図
３において、表示値が境界線ａより上方にある場合が通
電可能な領域となる。従って、境界線ａより下方の通電
性表示値が表示された場合には、そのコンクリートには
ピンホール検査に必要な通電性がないことになる。

【００２１】上記のようにしてコンクリートが通電可能
であるとの結果が得られた場合には、第２の工程として
ピンホールの検査作業を行う。図４は、本発明に係るピ
ンホール検出器の一例を示す概略構成図で、同図におい
て５はコンクリート躯体、６は有機皮膜、８はプローブ
（ブラシ電極）、９はアース用鉄筋の金属部分である。
尚、プローブ８とアース用鉄筋等の金属部分９間には図
示しない高電圧電源を内蔵する放電時の電流が微小であ
っても確実にピンホールと認識できる敏感な検出器１０
が接続されている。

【００２２】上記のように構成したピンホール検出器に
おいて、コンクリート躯体５には、強度を持たせるため
に、必ず鉄筋１１が埋設されている。その鉄筋１１は、
図示しない枠組み等で連結されているので、電気的には
同電位となる。従って、コンクリート躯体５の面より突
き出た鉄筋、または手摺り、足場となるハシゴ等埋設鉄
筋に溶接で連結されている場合が多いため、これらの金
属部分からアースを取る。

【００２３】また、アースは、コンクリート躯体５上に
機器設備を固定するために使用するアンカーボルトおよ
び水道、電力等の金属配管の立ち上がり部から取るよう
にしてもよい。更に、公知の市販されている導電性パッ
ト（この導電性パットは有効面積１５ｃｍ² 以上、接触
電気抵抗３０ＫΩ以下で粘着性を有するもの）をコンク
リート面に密着するように貼り付けて、その端子から取
ってもよい。

【００２４】次ぎに、図３に示すように、コンクリート
が通電可能な斜線領域において、図４に示すように、ア
ースを鉄筋等の金属部分９に接続して固定する。この状
態でプローブ８を有機皮膜６の表面上を移動させればよ
く、有機皮膜６にピンホール１２がある場合には、その
ピンホール１２に電気エネルギーが集中してスパーク放
電する。この時の電流は、図示矢印で示すように流れ
る。これを検出器１０が電気的に検知し、ブザー音を鳴
動させたり、ランプを点灯させたりしてピンホールの存
在を報知する。

【００２５】図５はアース接続の他の例を示すものであ
り、図４と同じ部分は同じ符号を使用している。この例
は、前記のように設備機器を固定するために使用するア
ンカーボルト又は水道、電力等の金属配管の立ち上がり
部および市販されている公知の導電性パット９をアース
極として使用した場合である。この状態でプローブ８を
有機皮膜６上に移動させ、有機皮膜６にピンホール１２
がある場合の電流の流れは、ピンホール１２→コンクリ
ート躯体５→埋設鉄筋１１→コンクリート躯体５→金属
部材又は導電性パット９→検出器１０となり、コンクリ
ート躯体５を流れる電流は、ピンホール１２部分と金属
部材又は導電性パット９部分の２か所となるが、小接触
抵抗のため、放電電流の検知には影響がない。

【００２６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、事前にコンクリートの通電性を評価することによ
り、コンクリート面に被覆された有機皮膜のピンホール
の有無を技術、経験を有しない素人でも簡単に検査する
ことができる利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用するコンクリートの通電性を評価
する測定手段を説明するためのもので、（ａ）は正面
図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は側面図である。

【図２】高周波発振器の原理を説明するもので、（ａ）
は原理回路図、（ｂ）は誘電率の大小による特性図であ
る。

【図３】ピンホール検査実施可能範囲を示す特性図であ
る。

【図４】本発明に係るピンホール検出の原理説明図であ
る。

【図５】本発明に係るピンホール検出のアース接続の他
の例を示す原理説明図である。

【図６】従来のピンホール検出器の基本原理説明図であ
る。

【図７】従来のピンホール検出器の具体的な説明図であ
る。

【図８】従来の検出器の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 測定手段本体 ２ 測定電極 ３ アース用電極 ４ 絶縁板 ５ コンクリート躯体 ６ 有機皮膜（樹脂ライニング） ７ 高周波発振器 ８ プローブ ９ アース用鉄筋等の金属部分および金属部材又は導電
性パット １０ 検出器 １１ 鉄筋 １２ ピンホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 法貴 雅章 大阪府大阪市西淀川区野里２丁目11番11 号 信光電気計装株式会社内 (72)発明者 山崎 昇 大阪府大阪市淀川区西中島６丁目２番３ 号地産第７新大阪803号室 樹脂ライニ ング工業会内 (56)参考文献 特開 平10−142170（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−287473（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−2218（ＪＰ，Ｕ) 山崎昇，コンクリート構造物の防食樹 脂ライニングに関する課題，防水ジャー ナル，1997年 ８月，第38−43頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 22/00 - 22/04 G01N 27/00 - 27/24 G01N 27/92 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリートの表面に形成された有機皮
   膜を剥離してコンクリート表面を露出させずに有機皮膜
   の表層から間接的にコンクリートの比誘電率を測定し、
   あらかじめ調べておいた比誘電率と水分量の相関関係か
   らコンクリートの通電性を評価する第１の工程と、この
   第１の工程でコンクリートの通電性が有ると判定された
   なら、プローブとアース電極およびこのアース電極とプ
   ローブとの間に高電圧を印加する電源と放電時の電流が
   微小であっても確実にピンホールと認識できる敏感な検
   出器を用いて有機皮膜にピンホールが存在するか否かを
   検査する第２の工程から成ることを特徴とするコンクリ
   ート面有機皮膜のピンホール検出方法。
2. 【請求項２】 アース電極は、コンクリート躯体５中の
   鉄筋９である請求項１に記載するコンクリート面有機皮
   膜のピンホール検出方法。
3. 【請求項３】 アース電極は、コンクリート躯体５に固
   定可能な導電性パット又はアンカーボルト等の金属９で
   ある請求項１に記載するコンクリート面有機皮膜のピン
   ホール検出方法。