JP5418858B2 - 短絡異物の検知方法および短絡異物の検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物における短絡異物の検知方法および短絡異物の検知装置に関する。

コンクリート中に鉄筋などの鋼材が埋め込まれたコンクリート構造物は、前記鋼材が腐食などで劣化すると構造物全体の耐久性が低下するため、鋼材の劣化を予防する必要がある。
このような鋼材の劣化を防止するための手段として、コンクリート構造物に電気防食電極を設置し、この電気防食電極と鋼材とに接続された外部電源などから前記鋼材と電気防食電極間に電気防食電流を流して、鋼材の電位を腐食反応が停止する電位に維持する電気防食が行なわれている。

前記電気防食電極としては、チタン等の面状メッシュを用いた面状陽極や、チタン等のリボンメッシュを用いた線状陽極（又は帯状陽極）、あるいは、点状陽極などが挙げられる。

前記のような電気防食電極をコンクリート構造物に設置する方法として、例えば、線状陽極を設置する場合には、鋼材が埋め込まれたコンクリート構造物の表面に溝を形成し、前記溝内部に電気防食電極を設置して、モルタルなどで埋設することが行なわれている。

一方、前記コンクリート構造物中には、金属片などの導電性のある異物が混入している場合がある。
このような導電性のある異物が、前記鋼材と前記電気防食電極が設置される溝の内面付近に介在している場合に、前記電気防食電極を溝内に設置すると、前記異物を介して前記鋼材と前記電気防食電極との間に短絡が生じることになる。
このような異物（以下、短絡異物という）によって短絡が生じると、本来、前記鋼材と電気防食電極との間に形成されるべき防食電流経路を正常に形成することができず、電気防食を効果的に行なえない。

前記のような短絡を防止するためには、電気防食電極をコンクリート構造物に設置する前に、前記短絡異物の有無を検知して、短絡異物が存在する場合にはこれを除去したり、あるいは絶縁化することが行なわれている。

前記短絡異物の検知方法としては、例えば、特許文献１に記載されているような方法がある。
前記特許文献１に記載の方法は、鋼材と直流電圧計を介して接続された可撓性を有する箒状の導電性部材を、コンクリート構造物の表面に接触させながら移動させて、前記導電性部材と鋼材との間の電気的導通を確認することでコンクリート構造物の短絡異物を検知する方法である。

しかしながら、特許文献１に記載されている箒状の導電性部材では、コンクリート構造物の表面と導電性部材との接触部分が、箒状の導電性部材の先端部のみであるため、接触部分の面積が小さい。そのため、例えば、前記線状陽極を設置する溝内面を検知する場合であって、短絡異物が溝の側面と底面とで形成される隅部など前記導電性部材が接触しにくい箇所にある場合には検知もれを起こすおそれがある。

特開２００５−２６４５７１号公報

そこで、本発明は、上記のような従来の問題を鑑みて、精度良く短絡異物を検知することができる短絡異物の検知方法および短絡異物の検知装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明の短絡異物の検知方法は、内部に鋼材が設置されたコンクリート構造物の電気防食電極の設置面と前記鋼材との間に介在している導電性の短絡異物を検知する短絡異物の検知方法において、前記鋼材と電気的に接続された導電性シート部材を、前記設置面に接触させ、前記導電性シート部材と前記鋼材との間に通電させることで前記短絡異物の有無を検知することを特徴としている。

本発明によれば、コンクリート構造物の電気防食電極を設置面に、導電性シート部材を接触させるため、導電性シート部材と前記設置面とを連続した接触部分で接触させることができる。従って、前記鋼材と設置面との間に介在している短絡異物を連続した広い接触部分で検知することができ、短絡異物を精度良く検知することができる。

尚、本発明でいう「短絡異物」とは、コンクリート構造物内の鋼材と電気防食電極の間に介在することで、電気防食を実施する電圧において前記鋼材と電気防食電極との間に短絡を生じさせるような導電性を有する異物をいう。
また、本発明でいう「導電性シート部材」とは、前記鋼材と電気的に接続させた状態で溝内に接触させた場合に前記短絡異物を電気的に検知可能な程度の導電性を有するシート部材をいう。

本発明は、前記電気防食電極の設置面が、前記コンクリート構造物表面に形成された溝の内面である。

前記電気防食電極が、コンクリート構造物表面に形成された溝の内面に設置されるため、特に、検知しにくい溝の内部と前記鋼材との間に介在している短絡異物を、精度良く
検知することができる。

本発明においては、前記導電性シート部材を、前記溝の開口部周囲に圧接し、前記導電性シート部材を前記溝の内部に押し入れて前記溝の内面に沿って変形させ、前記導電性シート部材と前記溝の内面とを接触させることが好ましい。

前記のように導電性シート部材を開口部周囲に圧接させて、前記溝の内部に前記導電しシート部材を押し入れて、溝の内面に沿って変形させるため、前記接触部を溝の内面の形状に合わせて接触させることができる。
従って、前記溝の隅などに存在している短絡異物であっても、容易に前記導電性シート部材と接触させることができ、より精度よく短絡異物を検知することができる。

また、本発明の短絡異物の検出装置は、 内部に鋼材が設置されたコンクリート構造物の電気防食電極の設置面と前記鋼材との間に介在している導電性の短絡異物を検知する短絡異物の検知装置において、
前記鋼材と電気的に接続されうる導電性シート部材と、
前記導電性シート部材と前記設置面の前記短絡異物とが接触して前記鋼材と前記接触部との間に短絡電流が流れた場合に作動して、前記短絡電流が流れたことを通報する通報部とを備えており、
前記電気防食電極の設置面が、前記コンクリート構造物表面に形成された溝の内面であって、
前記導電性シート部材が、前記溝の開口部周囲に圧接された場合に、前記溝の内部に押し入れられて溝の内面に沿って変形可能な材質であって、電解質溶液を含浸されていることを特徴とする。

本発明の短絡異物の検知装置は、前記導電性シート部材を連続した接触部分で設置面に接触させることができ、短絡異物の検知を精度良く行なえる。
また、前記鋼材と前記導電性シート部材との間に短絡電流が流れた場合には通報部が作動して短絡電流が流れたことが通報されるので、短絡異物の存在を容易に検知することができる。

本発明は、前記電気防食電極の設置面が、前記コンクリート構造物表面に形成された溝の内面であって、前記導電性シート部材が、前記溝の開口部周囲に圧接された場合に、前記溝の内部に押し入れられて溝の内面に沿って変形可能な材質であって、電解質溶液を含浸されていることを特徴とする短変形可能な材質からなる。

また、本発明において、前記導電性シート部材が、前記溝の開口部の幅よりも幅広に形成された接触部を備え、前記幅広部を前記溝の開口部の幅方向に亘ってコンクリート構造物の表面に圧接した状態で、前記溝の長さ方向に前記導電性シート部材を移動させることが好ましい。

前記導電性シート部材の幅広部が前記溝の開口部の幅よりも幅広に形成されている場合に、前記幅広部を、前記開口部の幅方向に亘ってコンクリート構造物の表面に圧接させることで、前記溝の幅方向に亘って前記導電性シート部材が溝の内面と接触している状態になる。
そして、この状態で前記導電性シート部材を溝の長さ方向に移動させることで、溝の幅方向および長さ方向において精度良く短絡異物の検知を行なうことができる。

本発明において、前記導電性シート部材が、回転軸の周囲に筒状に備えられて回転可能に形成されており、前記導電性シート部材を回転させながら移動させることが好ましい。

前記導電性シート部材を回転させながらコンクリート構造物表面を移動させることによって、広い面積の箇所や、橋桁など作業しにくい箇所において短絡異物を検知することも容易に行える。

本発明の短絡異物の検知装置においては、前記導電性シート部材が着脱可能に備えられていることが好ましい。

前記導電性シート部材が着脱可能である場合には、検知する溝の形状や大きさに合わせて導電性シート部材を適宜交換することが容易にできる。

本発明によれば、コンクリート構造物における、短絡異物を精度良く検知することができ、これにより、電気防食電極における短絡を防止することができる。

（ａ）は本発明の一実施形態の短絡異物の検知装置を示す斜視図、（ｂ）は通報部の外略図を示す。 本発明の一実施形態の短絡異物の検知装置の使用状態を示す斜視図。 （ａ）は本発明の一実施形態の短絡異物の検知方法の一工程を示す一部断面図、（ｂ）は一実施形態の短絡異物の検知方法の一工程を示す一部断面図。 本発明の一実施形態の短絡異物の検知方法の一工程を示す一部断面図、 他の実施形態の短絡異物の検知装置の使用状態を示す斜視図。 他の実施形態の短絡異物の検知装置の使用状態を示す一部断面図。 他の実施形態の短絡異物の検知装置の使用状態を示す一部断面図。

以下、本発明に係る実施形態について説明する。
まず、本実施形態の短絡異物の検知装置について図１に基づいて説明する。
本実施形態の短絡異物の検知装置１は、コンクリート構造物の表面に接触させる導電性シート部材２と、把持部４を介して前記導電性シート部材２と連結されている通報部３とを備えている。
尚、本実施形態においては、帯状の電気防食電極を設置するための溝が形成されているコンクリート構造物を検知する検知装置を示す。

本実施形態の前記導電性シート部材２は、回転軸１１の周面に金属製の円筒部材１２を介して巻き付けられることによって、前記回転軸１１を中心に回転するローラーの外周部として形成されている。

前記導電性シート部材２の、被検知物であるコンクリート構造物と接触する部分（ローラーの外周面）は接触部２ａとして形成されており、前記接触部２ａの幅方向の長さＸは、検知するコンクリート構造物の溝の開口部の幅よりもわずかに大きく幅広に形成されている。

前記導電性シート部材２は、筒状に形成されたスポンジなどの柔軟性を有する多孔質材シートから形成されており、前記多孔質材シートには電解質溶液が含浸されている。

前記導電性シート部材２の材質は、コンクリート構造物の表面に圧接された場合に、溝内部に押し入れられて溝の内面の形状に沿うように変形可能な材質であって、導電性を有する材質であれば特に限定されることはないが、スポンジのような多孔質材シートあるいは高分子吸収材を含んだ不織布などの保水性材料であれば、電解質溶液を含浸させることで導電性を付与でき、且つ柔軟に変形可能な材質であるため、特に好ましい。

前記電解質溶液としては、後述する短絡異物を検知できる程度の導電性をシートに付与できるものであればどのようなものでもよいが、例えば、水酸化カルシウム水溶液を用いることが好ましい。水酸化カルシウムは、セメントが硬化する時の水和反応によっても生成されるためコンクリート中に含まれている成分であり、悪影響を生じにくい。

前記導電性シート部材２の厚みは、検知するコンクリート構造物の溝の深さに応じて設定可能である。すなわち、前記コンクリート構造物に導電性シート部材２の接触部２ａを圧接させた時に、接触部２aが変形し溝内の底部まで入りこめるような厚みであることが好ましい。

前記導電性シート部材２は、前記円筒部材１２の外面に嵌め込まれることで着脱可能に円筒部材１２に取り付けられている。

前記円筒部材１２は導電性を有する金属板などから形成されており、リード線が接続されている。
前記リード線は前記把持部４内を通り前記通報部３にまで接続されている。

前記通報部３は、図１（ｂ）に示すように、ケース内に電源としての乾電池３１と、前記乾電池３１と接続されたランプ３２とが備えられ、ランプ３２にはさらにリード線が接続されコンクリート構造物内の鋼材と接続されている。

前記導電性シート部材２は、前記円筒部材１２の周囲と接触しているため、前記導電性シート部材２が、前記鋼材と電気的に接続されている異物と接触した場合には、鋼材から導電性シート部材２、円筒部材１２、乾電池３１およびランプ３２とが短絡電流の回路を形成し、前記ランプ３２が点灯して、通電されたことが示される。

次に、前記短絡異物の検知装置１を用いて、コンクリート構造物の短絡異物を検出する方法について説明する。

本実施形態で短絡異物の検知を行なうコンクリート構造物２０は、図２および図３（ａ）に示すように、内部に鋼材２１が配置され、表面に帯状の電気防食電極を設置するための溝２３が形成されている。

まず、前記コンクリート構造物２０の短絡異物の検知を行なう表面を水洗いして、異物検出の障害となるゴミなどを除去しておく。
さらに、前記導電性シート部材２に含浸させた電解質溶液と同じ電解質溶液を、前記コンクリート構造物２０表面に噴霧しておくことが好ましい。
前記コンクリート構造物２０の表面に電解質溶液を噴霧しておくことで、前記導電性シート部材２に含浸された電解質溶液が乾燥しているコンクリートに吸収されて導電性が低下することを防止できるため、より精度良く短絡異物を検知できる。

次に、検知を行うコンクリート構造物の溝２３の開口部に、前記短絡異物の検知装置１の前記導電性シート部材２の前記接触部２ａを圧接する。
この時、前記接触部２ａの幅Ｘが、前記溝２３の幅と一致するような方向でコンクリート構造物に圧接する。
すなわち、コンクリート構造物の溝２３の開口部は、幅方向に亘って前記接触部２ａによってふさがれるように、前記接触部２ａがコンクリート構造物に圧接される。

前記導電性シート部材２は、前記のように柔軟性を有するスポンジなどのシート部材から形成されており、且つ図４に示すように、その接触部２ａの幅Ｘが溝２３の開口部の幅Ｙよりもわずかに大きく形成されているため、圧をかけて溝２３の開口部に接触させられることで、前記溝２３の内面の形状に沿って変形して、溝２３内に導電性シート部材２が押入れられる。

従って、図４に示すように溝２３内面の隅々にまで、導電性シート部材２が溝２３の内壁と隙間なく接触している状態になる。
このように導電性シート部材２を溝２３に押し入れて接触させた状態で、前記検知装置１の把持部４を持ち、図３（ａ）に示すように、溝２３の長さ方向に動かすと、前記導電性シート部材２は回転軸１２の回転に伴いコンクリート構造物２０表面上を回転させながら移動させる。

そして、図３（ａ）および図４に示すように、鋼材２１と接触している短絡異物２５が溝２３の内面に露出している箇所に前記導電性シート部材２が到達すると、導電性シート部材２は溝２３内面に密着している状態であるため、確実に前記短絡異物２５と接触することができる。

前記導電性シート部材２には電解質溶液が含浸されているため、前記短絡異物２５と接触すると、鋼材２１、短絡異物２５、導電性シート部材２、円筒部材１２、乾電池３１およびランプ３２とが回路を形成して通電し、前記通報部３のランプ３２が点灯し、短絡異物２５の存在が検知できる。

前記のように通報部３と導電性シート部材２とを一体的に設けたため、別途表示装置などに接続する必要がなく、検知装置１を簡易な構造にできる。
従って、検知したいコンクリート構造物が、狭い場所や高所などの危険な場所のように、大掛かりな装置が持ち込めない場所であっても、容易に検知作業を行なえる。

さらに、前記のような短絡異物の検知方法によって、短絡異物を検知した後に、電気防食電極を設置する場合について説明する。
前記のような検知方法で、溝２３を検知した結果、短絡異物２５が発見された場合には、電気防食電極を溝に設置する前に、前記短絡異物２５を除去する、あるいは、短絡異物２５の露出面に絶縁材料などでコーディングするなどの処理を施して溝３２の絶縁処理を行う。

前記のように、絶縁処理を行った溝内に、電気防食電極を設置する。
前記電気防食電極としては金属からなる陽極電極が用いられ、材質としては、陽極として用いられ且つ耐食性を有する金属であれば特に限定されるものではなく、例えば、白金メッキチタン製電極、高珪素鋳鉄製電極、黒鉛製電極、フェライト製電極または金属酸化物製電極等を使用することができる。

また、前記電気防食電極は、棒状、帯状のもの、あるいは金属性メッシュからなる帯状のものなどを用いることが好ましい。

前記のように電気防食電極を前記溝内に設置後には、グラウト材などの充填材が充填され、前記電気防食電極を固定する。

前記のように溝に絶縁処理を行ってから電気防食電極を設置するため、短絡箇所を確実に絶縁することができ、電気防食を効果的に行なうことができる。

尚、本実施形態において、溝の内面を絶縁処理する、とは、短絡異物を絶縁性の材料で被覆する処理、および溝から短絡異物を除去する処理など、前記電気防食電極を設置する溝の内面とコンクリート構造物内の鋼材とを絶縁状態にする処理であれば、どのような処理であってもよい。

尚、上記実施形態では、導電性シート部材としての接触部を溝の幅よりもわずかに大きく幅広に形成して、溝内に導電性シート部材を押し入れた状態で検知を行なったが、例えば、複数本の溝がコンクリート表面に設けられている場合には、複数の溝を一度に検知してもよい。
この場合には、図５に示すように、複数の溝の幅を一度に覆うことが可能な幅広な接触部２ａを備えた導電性シート部材を用いることができる。

また、最初に広い面積のコンクリート構造物の表面を検知する場合に、最初に図５に示すような幅広の接触部を備えた検知装置を用いて検知を行い、さらに、詳細に検知を行なうために幅の狭い接触部を備えた導電性シート部材を用いて細部を検知してもよい。
この場合、導電性シート部材を検知装置から着脱可能に取り付けておくことで、導電性シート部材の接触部をサイズの異なるものに交換することで、検知する面積の広狭に対応することができる。

さらに、前記接触部として溝の幅よりも幅狭なものを用いてもよい。
接触部が溝の幅よりも幅狭な場合でも、図６に示すように、接触部２ａの一部を溝２３の側壁側に沿うように押し入れることで、溝の側部を検知することができる。
この場合には、溝の中央部においては接触部２ａを完全に溝内に挿入した状態（図６の破線）で検知を行なうことで、溝全面の検知を行なうことができる。

また、上記実施形態では、導電性シート部材としてシート状のスポンジを筒状に形成して、回転軸に取り付けたローラーを用いたが、例えば、図７に示すような平面状の導電性シート部材１０２を用いて、コンクリート構造物表面に平面的に圧接してもよい。

さらに、上記実施形態では、通報部３としてランプを設け、短絡電流が流れると点灯することで、短絡電流が流れたことを通報することとしたが、通報部としてはランプに限らず、例えば電流が流れると音によって通報するブザーや、電圧計など、短絡電流が通報できる手段であれば使用できる。

また、上記実施形態では、帯状の電気防食電極を設置するために、コンクリート構造物の表面に溝を形成し、かかる溝の内面に導電性シート部材を接触させて短絡異物を検知したが、導電性シート部材を接触させる電気防食電極の設置面は溝の内面であることには限定されない。
例えば、面状の電気防食電極をコンクリート構造物の表面に設置する場合には、コンクリート構造物の表面全面にチタンメッシュなどからなる面状の電気防食電極を固定し、モルタルなどで表面を覆う処理（オーバーレイ）を行なう。かかる場合に、コンクリート構造物表面全面に導電性シート部材を接触させて短絡異物の検知を行なってもよい。

１：検知装置、
２：導電性シート部材、
２ａ：接触部、
３：通報部、
２１：鋼材、
２３：溝、
２５：短絡異物。

Claims (5)

1. 内部に鋼材が設置されたコンクリート構造物の電気防食電極の設置面と前記鋼材との間に介在している導電性の短絡異物を検知する短絡異物の検知方法において、
   前記鋼材と電気的に接続された導電性シート部材を、前記設置面に接触させ、前記導電性シート部材と前記鋼材との間に通電させることで前記短絡異物の有無を検知する短絡異物の検知方法であって、
   前記電気防食電極の設置面が、前記コンクリート構造物表面に形成された溝の内面であることを特徴とする短絡異物の検知方法。
2. 前記導電性シート部材を、前記溝の開口部周囲に圧接し、前記導電性シート部材を前記溝の内部に押し入れて前記溝の内面に沿って変形させ、前記導電性シート部材と前記溝の内面とを接触させる請求項１に記載の短絡異物の検知方法。
3. 内部に鋼材が設置されたコンクリート構造物の電気防食電極の設置面と前記鋼材との間に介在している導電性の短絡異物を検知する短絡異物の検知装置において、
   前記鋼材と電気的に接続されうる導電性シート部材と、
   前記導電性シート部材と前記設置面の前記短絡異物とが接触して前記鋼材と前記接触部との間に短絡電流が流れた場合に作動して、前記短絡電流が流れたことを通報する通報部とを備えており、
   前記電気防食電極の設置面が、前記コンクリート構造物表面に形成された溝の内面であって、
   前記導電性シート部材が、前記溝の開口部周囲に圧接された場合に、前記溝の内部に押し入れられて溝の内面に沿って変形可能な材質であって、電解質溶液を含浸されていることを特徴とする短絡異物の検知装置。
4. 前記導電性シート部材が、回転軸の周囲に筒状に備えられて回転可能に形成されている請求項３に記載の短絡異物の検知装置。
5. 前記導電性シート部材が、着脱可能に備えられている請求項３又は４に記載の短絡異物の検知装置。

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