JP6061393B2 - 劣化状態評価装置、劣化状態評価方法及び劣化状態評価プログラム - Google Patents
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Description
この発明は、被塗装物の表面に塗膜を有する評価対象物の劣化状態を評価する劣化状態評価装置、劣化状態評価方法及び劣化状態評価プログラムに関する。
鋼構造物の防食を目的として塗装する場合、防食性、耐侯性、景観性など異なる性能を有する塗料を塗り重ねた複合塗膜（以下、塗装系と呼ぶ）が一般に適用される。近年、塗替え塗装周期の延伸による維持管理費用低減のニーズから、長期防食性の期待できる塗装系が主流となっており、その防食性は室内促進劣化試験による経時の外観変化から評価されることが多い。しかしながら、防食性の高い塗装系は塗膜変状を生じにくく、目視で定量的かつ短期間に防食性を評価するのは困難である。一方、目視以外の防食性評価手法には付着性評価やピンホール試験などの破壊試験もある。
従来の付着性試験方法は、金属素地の表面に非導電性のコーティング物を有する検査対象物の被検面に電解溶液の溜りを作る非導電性の囲い部材と、この囲い部材内の電解液中に位置する電極と、検査対象物の金属素地側がカソード側になり電極側がアノード側になるように電流を流す給電手段と、カソード電流を検出する電流検出手段と、カソード電流の密度及びピーク変動比の演算結果に基づいてコーティング物の付着性を判定する付着性判定手段とを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の付着性試験方法では、コーティング物の表面から金属素地に達する人工傷を付け、電解溶液中の金属素地と電極との間を電気的に短絡状態にして、コーティング物の付着性を判定している。
従来の付着性試験方法は、コーティング物の表面から金属素地に達する人工傷を付ける必要があるため、破壊個所近傍の塗膜は評価対象外となり、試験に供する試験片枚数が増加してしまう問題点がある。また、従来の付着性試験方法は、試験片のような小型の検査対象物の場合には防食性を容易に評価することができるが、現場の実構造物のような大型の検査対象物の場合には防食性を容易に評価することができない問題点がある。
鉄道の鋼橋などの鋼構造物では、現場において主に鉄桁の塗装劣化状態が目視により検査されており、「塗装劣化状態およびケレン程度見本帳」（鉄道総合技術研究所発行）の見本写真と鉄桁とを対照して、さび、ふくれ、はがれなどの劣化状態を判定し、塗膜劣化状態について検査され塗り替え時期が判定されている。その結果、被塗装部の塗膜の耐用年数を経過し、塗膜が劣化し、亀裂、はく離及びさびなどが発生したり、塗面が著しく変色したりして、塗膜劣化現象が生じて被塗装部自体の劣化が懸念される場合には、適正な下地調整をして塗り替え塗装が実施される。このような塗り替え塗装では、被塗装部の表面の塗膜をはく離するとともに、被塗装部の表面のさび、油脂、汚れその他塗料の付着性や防錆に有害な物質を、サンドブラストなどの機械的処理や酸洗いなどの化学的処理によって再塗装前に除去している。しかし、被塗装部の表面のさびを完全に除去することは実際には困難であるため、さびが残存している被塗装部の表面を再塗装している。このような被塗装部の表面にさびが残存している箇所は、腐食が激しい箇所でもあるため、被塗装部の表面にさびが残存している箇所における再塗装後の塗膜の変状や耐久性をモニタリングする必要がある。
この発明の課題は、被塗装部の腐食や塗膜の減耗による劣化状態を非破壊で簡単に評価することができる劣化状態評価装置、劣化状態評価方法及び劣化状態評価プログラムを提供することである。
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図４に示すように、被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ，３Ｂ）の劣化状態を評価する劣化状態評価装置であって、前記評価対象物の質量（Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2N）の時間変化を表す質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3N）を演算する質量変化量演算部（６ｃ）と、前記質量変化量演算部の演算結果に基づいて、前記評価対象物の劣化状態（Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3N）を評価する劣化状態評価部（６ｆ）とを備え、前記評価対象物は、実構造物（１）の被塗装部（２ａ）と同一材質の被塗装部（３ａ）の表面に、この実構造物の被塗装部の表面の塗膜（２ｂ）と同一材質及び同一膜厚の塗膜（３ｂ）を有し、前記実構造物の塗り替え時にこの評価対象物の被塗装部の表面に塗膜を形成し、この実構造物と同一環境下に所定時間配置され、前記質量変化量演算部は、前記所定時間経過後の前記評価対象物を所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物の質量変化量を演算し、前記劣化状態評価部は、前記評価対象物の質量変化量に基づいてこの評価対象物の劣化状態を評価することによって、前記実構造物の劣化状態を評価することを特徴とする劣化状態評価装置（６）である。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図４に示すように、被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ，３Ｂ）の劣化状態を評価する劣化状態評価装置であって、前記評価対象物の質量（Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2N）の時間変化を表す質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3N）を演算する質量変化量演算部（６ｃ）と、前記質量変化量演算部の演算結果に基づいて、前記評価対象物の劣化状態（Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3N）を評価する劣化状態評価部（６ｆ）とを備え、前記評価対象物は、実構造物（１）の被塗装部（２ａ）と同一材質の被塗装部（３ａ）の表面に、この実構造物の被塗装部の表面の塗膜（２ｂ）と同一材質及び同一膜厚の塗膜（３ｂ）を有し、前記実構造物の塗り替え時にこの評価対象物の被塗装部の表面に塗膜を形成し、この実構造物と同一環境下に所定時間配置され、前記質量変化量演算部は、前記所定時間経過後の前記評価対象物を所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物の質量変化量を演算し、前記劣化状態評価部は、前記評価対象物の質量変化量に基づいてこの評価対象物の劣化状態を評価することによって、前記実構造物の劣化状態を評価することを特徴とする劣化状態評価装置（６）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の劣化状態評価装置において、図２、図３（Ａ）及び図４に示すように、前記質量変化量演算部は、さび（Ｒ）のない被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ）の質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）に基づいて、この評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）を演算し、前記劣化状態評価部は、前記評価対象物（１）の塗膜（２ｂ）の減耗による質量変化量に基づいて、前記実構造物の塗膜の減耗による劣化状態（Ｄ11，…，Ｄ1N）を評価することを特徴とする劣化状態評価装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の劣化状態評価装置において、図２〜図４に示すように、前記質量変化量演算部は、さび（Ｒ）のある被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ｂ）の質量変化量（ΔＭ21，…，ΔＭ2N）と、さび（Ｒ）のない被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ）の質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）との差に基づいて、この評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量（ΔＭ31，…，ΔＭ3N）を演算し、前記劣化状態評価部は、前記評価対象物（１）の被塗装部（２ａ）の腐食による質量変化量に基づいて、前記実構造物の被塗装部の腐食による劣化状態（Ｄ31，…，Ｄ3N）を評価することを特徴とする劣化状態評価装置である。
請求項４の発明は、図１〜図４及び図９に示すように、被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ，３Ｂ）の劣化状態を評価する劣化状態評価方法であって、前記評価対象物の質量（Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2N）の時間変化を示す質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3N）を演算する質量変化量演算工程（＃１６０）と、前記質量変化量演算工程における演算結果に基づいて、前記評価対象物の劣化状態（Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3N）を評価する劣化状態評価工程（＃１７０）とを含み、前記評価対象物は、実構造物（１）の被塗装部（２ａ）と同一材質の被塗装部（３ａ）の表面に、この実構造物の被塗装部の表面の塗膜（２ｂ）と同一材質及び同一膜厚の塗膜（３ｂ）を有し、前記実構造物の塗り替え時にこの評価対象物の被塗装部の表面に塗膜を形成し、この実構造物と同一環境下に所定時間配置され、前記質量変化量演算工程は、前記所定時間経過後の前記評価対象物を所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物の質量変化量を演算する工程を含み、前記劣化状態評価工程は、前記評価対象物の質量変化量に基づいてこの評価対象物の劣化状態を評価することによって、前記実構造物の劣化状態を評価する工程を含むことを特徴とする劣化状態評価方法（＃１００）である。
請求項５の発明は、請求項４に記載の劣化状態評価方法において、図２、図３（Ａ）、図４及び図９に示すように、前記質量変化量演算工程は、さび（Ｒ）のない被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ）の質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）に基づいて、この評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）を演算する工程を含み、前記劣化状態評価工程は、前記評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量に基づいて、前記実構造物（１）の塗膜（２ｂ）の減耗による劣化状態（Ｄ11，…，Ｄ1N）を評価する工程を含むことを特徴とする劣化状態評価方法である。
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の劣化状態評価方法において、図２〜図４及び図９に示すように、前記質量変化量演算工程は、さび（Ｒ）のある被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ｂ）の質量変化量（ΔＭ21，…，ΔＭ2N）と、さび（Ｒ）のない被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ）の質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）との差に基づいて、この評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量（ΔＭ31，…，ΔＭ3N）を演算する工程を含み、前記劣化状態評価工程は、前記評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量に基づいて、前記実構造物（１）の被塗装部（２ａ）の腐食による劣化状態（Ｄ31，…，Ｄ3N）を評価する工程を含むことを特徴とする劣化状態評価方法である。
請求項７の発明は、図１〜図４及び図１０に示すように、被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ，３Ｂ）の劣化状態を評価する劣化状態評価プログラムであって、前記評価対象物の質量（Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2N）の時間変化を表す質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3N）を演算する質量変化量演算手順（Ｓ１２０）と、前記質量変化量演算手順における演算結果に基づいて、前記評価対象物の劣化状態（Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3N）を評価する劣化状態評価手順（Ｓ１４０）とをコンピュータに実行させ、前記評価対象物は、実構造物（１）の被塗装部（２ａ）と同一材質の被塗装部（３ａ）の表面に、この実構造物の被塗装部の表面の塗膜（２ｂ）と同一材質及び同一膜厚の塗膜（３ｂ）を有し、前記実構造物の塗り替え時にこの評価対象物の被塗装部の表面に塗膜を形成し、この実構造物と同一環境下に所定時間配置され、前記質量変化量演算手順は、前記所定時間経過後の前記評価対象物を所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物の質量変化量を演算する手順を含み、前記劣化状態評価手順は、前記評価対象物の質量変化量に基づいてこの評価対象物の劣化状態を評価することによって、前記実構造物の劣化状態を評価する手順を含むことを特徴とする劣化状態評価プログラムである。
請求項８の発明は、請求項７に記載の劣化状態評価プログラムにおいて、図２、図３（Ａ）、図４及び図１０に示すように、前記質量変化量演算手順は、さび（Ｒ）のない被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ）の質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）に基づいて、この評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）を演算する手順を含み、前記劣化状態評価手順は、前記評価対象物（１）の塗膜（２ｂ）の減耗による質量変化量に基づいて、前記実構造物の塗膜の減耗による劣化状態（Ｄ11，…，Ｄ1N）を評価する手順を含むことを特徴とする劣化状態評価プログラムである。
請求項９の発明は、請求項７又は請求項８に記載の劣化状態評価プログラムにおいて、図２〜図４及び図１０に示すように、前記質量変化量演算手順は、さび（Ｒ）のある被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ａ）の質量変化量（ΔＭ21，…，ΔＭ2N）と、さび（Ｒ）のない被塗装部（３ａ）の表面に塗膜（３ｂ）を有する評価対象物（３Ｂ）の質量変化量（ΔＭ11，…，ΔＭ1N）との差に基づいて、この評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量（ΔＭ31，…，ΔＭ3N）を演算する手順を含み、前記劣化状態評価手順は、前記評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量に基づいて、前記実構造物（１）の被塗装部（２ａ）の腐食による劣化状態（Ｄ31，…，Ｄ3N）を評価する手順を含むことを特徴とする劣化状態評価プログラムである。
この発明によると、被塗装部の腐食や塗膜の減耗による劣化状態を非破壊で簡単に評価することができる。
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１及び図２に示す実構造物１は、実際の現場に設置される構造物であり、鋼材によって構成された固定構造物である。実構造物１は、例えば、鉄道車両が走行する線路の下部に空間を確保し列車の荷重を支持する橋梁などの鋼構造物である。実構造物１は、図１に示すように、鋼板と山形鋼とを溶接などによって接合してＩ形の桁に組み立てた主桁１ａを備えており、この主桁１ａは主桁１ａの下部板を形成する下フランジ１ｂと、主桁１ａの上部板を構成する上フランジ１ｃと、下フランジ１ｂと上フランジ１ｃとを結合する腹板１ｄなどから構成されている。実構造物１は、例えば、鉄道の鋼橋の場合には通常20年前後毎（特に腐食の激しい鉄道の鋼橋の場合には５〜６年毎）に塗り替え塗装工事が実施される。実構造物１は、図２に示すように、被塗装部２ａと塗膜２ｂなどを備えており、被塗装部２ａの表面に塗膜２ｂを有する。
図１及び図２に示す実構造物１は、実際の現場に設置される構造物であり、鋼材によって構成された固定構造物である。実構造物１は、例えば、鉄道車両が走行する線路の下部に空間を確保し列車の荷重を支持する橋梁などの鋼構造物である。実構造物１は、図１に示すように、鋼板と山形鋼とを溶接などによって接合してＩ形の桁に組み立てた主桁１ａを備えており、この主桁１ａは主桁１ａの下部板を形成する下フランジ１ｂと、主桁１ａの上部板を構成する上フランジ１ｃと、下フランジ１ｂと上フランジ１ｃとを結合する腹板１ｄなどから構成されている。実構造物１は、例えば、鉄道の鋼橋の場合には通常20年前後毎（特に腐食の激しい鉄道の鋼橋の場合には５〜６年毎）に塗り替え塗装工事が実施される。実構造物１は、図２に示すように、被塗装部２ａと塗膜２ｂなどを備えており、被塗装部２ａの表面に塗膜２ｂを有する。
被塗装部２ａは、実構造物１の素材を構成する部分である。被塗装部２ａは、例えば、一般構造用圧延鋼材、溶接構造用圧延鋼材又は溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材などの鋼材である。塗膜２ｂは、実構造物１の腐食を防止する塗料によって形成される部分である。塗膜２ｂは、例えば、防食性、耐候性及び景観性などの異なる性能を有する塗料を塗り重ねて形成された複合塗膜である。塗膜２ｂは、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト、ケレンハンマなどの機械的な処理、又は塩酸、硫酸、リン酸などで酸洗いする化学的処理によって、実構造物１の被塗装部２ａの表面（被塗装面）上のさび、油脂、汚れ、その他塗料の付着性や防錆に有害な物質を除去する素地調整（ケレン）が実施された後に、この実構造物１の被塗装部２ａの表面に塗布されて形成される。塗膜２ｂは、図２に示すように、実構造物１の被塗装部２ａの表面のさびＲを素地調整によって完全に除去されたときにはこの被塗装部２ａの表面に形成されるが、被塗装部２ａの表面のさびＲを素地調整によって完全に除去できなかったときにはこのさびＲの表面にも形成される。
さびＲは、実構造物１の被塗装部２ａの表面に発生する酸化物又は水酸化物による腐食生成物である。さびＲは、主として大気中に触れている鉄表面に生成する水酸化物又は酸化物を主体とする化合物であり、鉄(Fe)が腐食により水酸化鉄(Fe(OH)2)や含水水酸化鉄(FeOOH)などの化合物になることで生成される。さびＲは、塗膜２ｂ内に浸入した水分及び酸素と被塗装部２ａの表面との電気化学的な反応により生成される。
図３及び図４に示す評価対象物３Ａ，３Ｂは、劣化状態評価装置６によって劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nが評価される対象物である。評価対象物３Ａ，３Ｂは、図１に示す実構造物１の塗り替え塗装工事完了時に、図２に示すような実構造物１の表面のさびＲを素地調整によって完全に除去できなかった箇所の近くに、図１に示すように接着剤などによって取り付けられ配置される。評価対象物３Ａ，３Ｂは、図３に示すように、被塗装部３ａと塗膜３ｂなどを備えており、被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する。図３（Ａ）に示す評価対象物３Ａは、図２に示すさびＲが完全に除去された被塗装部２ａの表面に塗膜２ｂを有する実構造物１を模擬した試験片である。評価対象物３Ａは、図３（Ａ）に示すように、さびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有しており、被塗装部３ａの表面からさびＲを素地調整によって完全に除去した状態で、この被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂが形成されている。一方、図３（Ｂ）に示す評価対象物３Ｂは、図２に示すさびＲが完全に除去されていない被塗装部２ａの表面に塗膜２ｂを有する実構造物１を模擬した試験片である。評価対象物３Ｂは、図２に示すように、実構造物１の被塗装部２ａからさびＲを不完全に除去した状態で、この被塗装部２ａに塗膜２ｂが形成された実構造物１と同じ状態である。評価対象物３Ｂは、図３（Ｂ）に示すように、さびＲのある被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有しており、被塗装部３ａの表面のさびＲを素地調整によって完全に除去していない状態で、この被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂが形成されている。評価対象物３Ａ，３Ｂは、図１に示すように、実構造物１の塗り替え時に被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを形成して、この実構造物１と同一環境下に所定時間（例えば、１年以上２年以下）配置される。
図３に示す被塗装部３ａは、実構造物１と同一材質の部材である。被塗装部３ａは、例えば、図１及び図３に示すように、所定の厚さに形成されており、図１に示すように外観が四角形の板状部材である。図３に示す塗膜３ｂは、実構造物１の被塗装部２ａの表面の塗膜２ｂと同一材質及び同一膜厚の部材である。塗膜３ｂは、図１及び図２に示す実構造物１の塗り替え時に被塗装部３ａの表面に塗装され形成される。
図４に示す乾燥装置４は、評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥する装置である。乾燥装置４は、評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥室内に収容した状態でこの乾燥室内を真空状態にしてこの評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥させる。乾燥装置４は、例えば、気圧の低い状態では100℃以下で水が気化する原理を利用して、評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥させる真空乾燥機などであり、加熱方式のように温度を上げずに水分を除去可能であり、評価対象物３Ａ，３Ｂを熱により傷めずに、水分を含む評価対象物３Ａ，３Ｂを減量可能である。
質量測定装置５は、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを測定する装置である。質量測定装置５は、塵や気流が測定結果に影響を与えないように収容室内に評価対象物３Ａ，３Ｂを収容した状態でこの評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを測定する。質量測定装置５は、例えば、荷重を歪み量に変換して評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを測定するロードセル式の電子天秤、又は磁石の外周のコイルに流れる電流を調整して荷重と釣り合うときの電流値から評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを測定する電磁式の電子天秤のような精密天秤である。
図４に示す劣化状態評価装置６は、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する装置である。劣化状態評価装置６は、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに基づいて、被塗装部３ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、実構造物１の被塗装部２ａの塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価装置６は、例えば、新品の実構造物１の劣化状態を評価するのではなく、塗り替え塗装工事によって素地調整されて再塗装された後の実構造物１の劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価装置６は、図４に示すように、質量情報入力部６ａと、質量情報記憶部６ｂと、質量変化量演算部６ｃと、質量変化量情報記憶部６ｄと、相関関係情報記憶部６ｅと、劣化状態評価部６ｆと、劣化状態情報記憶部６ｇと、劣化状態評価プログラム記憶部６ｈと、表示部６ｉと、制御部６ｊなどを備えている。劣化状態評価装置６は、パーソナルコンピュータなどを中心として構成されており、劣化状態評価プログラムに従って所定の処理を実行する。
質量情報入力部６ａは、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量情報を入力させる手段である。質量情報入力部６ａは、質量測定装置５による測定結果を使用者の手動操作によって入力する入力装置又は補助入力装置などである。質量情報入力部６ａは、質量測定装置５による測定結果を質量情報（質量信号）として制御部６ｊに出力する。
図４及び図５に示す質量情報記憶部６ｂは、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを記憶する手段である。質量情報記憶部６ｂは、例えば、質量測定装置５が測定した評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを質量情報として記憶するメモリなどである。質量情報記憶部６ｂは、図５に示すように、各実構造物１を区別するために各実構造物１に付与されている固有情報（実構造物識別情報）Ｉ1，…，ＩN毎に、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを時間Ｔ0，…，ＴNと対応させて質量情報としてそれぞれ記憶する。ここで、図５に示す時間Ｔ0は、実構造物１の塗り替え時であり、時間Ｔ1，…，ＴNは時間Ｔ0からの経過時間である。質量Ｍ10，…，Ｍ1Nは、時間Ｔ0，…，ＴNにおける評価対象物３Ａの質量である。質量Ｍ20，…，Ｍ2Nは、時間Ｔ0，…，ＴNにおける評価対象物３Ｂの質量である。
図４に示す質量変化量演算部６ｃは、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nの時間変化を表す質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算する手段である。ここで、質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nは、時間Ｔ0を基準とする時間Ｔ1，…，ＴNにおける評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量Ｍ10，…，Ｍ1Nの時間変化である。質量変化量ΔＭ21，…，ΔＭ2Nは、時間Ｔ0を基準とする時間Ｔ1，…，ＴNにおける評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食及び塗膜３ｂの減耗による質量Ｍ20，…，Ｍ2Nの時間変化である。質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nは、時間Ｔ0を基準とする時間Ｔ1，…，ＴNにおける評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による質量Ｍ20，…，Ｍ2Nの時間変化である。質量変化量演算部６ｃは、時間Ｔ1，…，ＴN経過後の評価対象物３Ａ，３Ｂを所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算する。ここで、乾燥時間は、200時間未満に設定すると、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを高精度に評価することが困難であるため、200時間以上に設定することが好ましい。質量変化量演算部６ｃは、時間Ｔ0における評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，Ｍ20を基準として、時間Ｔ1，…，ＴNにおける評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ11，…，Ｍ1N，Ｍ21，…，Ｍ2Nの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算する。
質量変化量演算部６ｃは、図３（Ａ）に示すさびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに基づいて、この評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nを演算する。質量変化量演算部６ｃは、図５に示す時間ＴNにおける評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ1Nを演算する場合には、時間ＴNにおける評価対象物３Ａの質量Ｍ1Nから、時間Ｔ0における評価対象物３Ａの質量Ｍ10を減算して、質量変化量ΔＭ1Nを演算する。質量変化量演算部６ｃは、例えば、時間Ｔ1における評価対象物３Ａの質量Ｍ11から時間Ｔ0における評価対象物３Ａの質量Ｍ0を減算して、時間Ｔ1における評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量変化量ΔＭ11(＝質量Ｍ11−質量Ｍ10)を演算する。
質量変化量演算部６ｃは、図３（Ａ）に示すさびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nと、図３（Ｂ）に示すさびＲのある被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ21，…，ΔＭ2Nとの差に基づいて、この評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算する。質量変化量演算部６ｃは、図６に示す時間ＴNにおける評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による質量変化量ΔＭ3Nを演算する場合には、時間ＴNにおける評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ2Nから、時間ＴNにおける評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ1Nを減算して、質量変化量ΔＭ3Nを演算する。質量変化量演算部６ｃは、例えば、時間Ｔ1における評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ21から、時間Ｔ1における評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11を減算して、時間Ｔ1における評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食に起因する質量変化量ΔＭ31(＝質量変化量ΔＭ21−質量変化量ΔＭ11)を演算する。質量変化量演算部６ｃは、演算後の評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，Ｍ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを質量変化量情報（質量変化量信号）として制御部６ｊに出力する。
図４及び図６に示す質量変化量情報記憶部６ｄは、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，Ｍ1N，ΔＭ21，…，Ｍ2N，ΔＭ31，…，Ｍ3Nを記憶する手段である。質量情報記憶部６ｂは、例えば、質量変化量演算部６ｃが演算した評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを質量変化量情報として記憶するメモリなどである。質量変化量情報記憶部６ｄは、図６に示すように、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを時間Ｔ1，…，ＴNと対応させて固有情報Ｉ1，…，ＩN毎に質量変化量情報としてそれぞれ記憶する。
図４及び図７に示す相関関係情報記憶部６ｅは、質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nと劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nとの間の相関関係に関する相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nを記憶する手段である。相関関係情報記憶部６ｅは、例えば、図７に示すように、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nと劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nとの対応関係を相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nとして記憶するメモリなどである。相関関係情報記憶部６ｅは、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nと劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nとの相関関係Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nを表す関数を固有情報Ｉ1，…，ＩN毎に記憶している。ここで、図７に示す縦軸は、質量変化量ΔＭ(mg)であり、横軸は劣化状態Ｄ(%)である。図７（Ａ）に示す劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nは、評価対象物３Ａの塗膜３ｂ及び実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化程度を0〜100%の数値で表している。図７（Ｂ）に示す劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nは、評価対象物３Ｂの被塗装部３ａ及び実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化程度を0〜100%の数値で表している。相関関係情報記憶部６ｅは、図７（Ａ）に示すように、塗膜３ｂの減耗による評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nと劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nとの相関関係を相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1Nとして記憶している。相関関係情報記憶部６ｅは、例えば、評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nの減少に応じて塗膜３ｂの減耗が進行するような一次関数的な直線を相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1Nとして記憶している。相関関係情報記憶部６ｅは、図７（Ｂ）に示すように、被塗装部３ａの腐食による評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nと劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nとの相関関係を相関関係情報Ｃ31，…，Ｃ3Nとして記憶している。相関関係情報記憶部６ｅは、例えば、評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nの増加に応じて被塗装部３ａの腐食が進行するような指数関数的な曲線を相関関係情報Ｃ31，…，Ｃ3Nとして記憶している。相関関係情報記憶部６ｅは、例えば、評価対象物３Ａ，３Ｂと同一の試験片を用意し、実構造物１と同一環境下を模擬した室内促進劣化試験などの腐食試験をこの試験片に実施したときに、この試験片の質量変化量と劣化状態との相関関係を測定して相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nとして予め記憶する。
図４及び図８に示す劣化状態評価部６ｆは、質量変化量演算部６ｃの演算結果に基づいて、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する手段である。劣化状態評価部６ｆは、評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3N及び評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価する。劣化状態評価部６ｆは、図１、図３及び図４に示す評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに基づいてこの評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、図１、図２及び図４に示す実構造物１の劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価部６ｆは、図３（Ａ）に示す評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに基づいて、図１及び図２に示す実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価する。劣化状態評価部６ｆは、図７（Ａ）に示す相関関係情報記憶部６ｅが記憶する相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1Nを参照して、質量変化量演算部６ｃが演算した質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに対応する評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価し、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価する。また、劣化状態評価部６ｆは、図３（Ｂ）に示す評価対象物３Ａの被塗装部３ａの腐食による質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに基づいて、図１及び図２に示す実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価部６ｆは、図７（Ｂ）に示す相関関係情報記憶部６ｅが記憶する相関関係情報Ｃ31，…，Ｃ3Nを参照して、質量変化量演算部６ｃが演算した質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに対応する評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価し、実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価部６ｆは、例えば、固有情報Ｉ1の実構造物１の塗り替え時（時間Ｔ0）から所定時間（時間ＴN）経過した時のこの実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ1Nを評価するときには、図７（Ａ）に示すように相関関係情報Ｃ11から質量変化量ΔＭ1N(mg)に対応する劣化状態Ｄ1N(%)であると評価する。劣化状態評価部６ｆは、例えば、固有情報Ｉ1の実構造物１の塗り替え時（時間Ｔ0）から所定時間（時間ＴN）経過した時のこの実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ3Nを評価するときには、図７（Ｂ）に示すように相関関係情報Ｃ31から質量変化量ΔＭ3N(mg)に対応する劣化状態Ｄ3N(%)であると評価する。劣化状態評価部６ｆは、評価後の実構造物１の劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態情報（劣化状態信号）として制御部６ｊに出力する。
図４及び図８に示す劣化状態情報記憶部６ｇは、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを記憶する手段である。劣化状態情報記憶部６ｇは、例えば、図４に示す劣化状態評価部６ｆが評価した評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態情報として記憶するメモリなどである。劣化状態情報記憶部６ｇは、図８に示すように、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3N及び実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを時間Ｔ1，…，ＴNと対応させて固有情報Ｉ1，…，ＩN毎に質量変化量情報としてそれぞれ記憶する。
図４に示す劣化状態評価プログラム記憶部６ｈは、被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する劣化状態評価プログラムを記憶する手段である。劣化状態評価プログラム記憶部６ｈは、情報記録媒体から読み取った劣化状態評価プログラム、又は電気通信回線を通じて取り込まれた劣化状態評価プログラムなどを記憶するメモリである。
表示部６ｉは、種々の情報を表示する手段である。表示部６ｉは、例えば、図８に示すような実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを固有情報Ｉ1，…，ＩN毎に表示する。
図４に示す制御部６ｊは、劣化状態評価装置６に関する種々の動作を制御する中央処理部（CPU）である。制御部６ｊは、劣化状態評価プログラム記憶部６ｈから劣化状態評価プログラムを読み出して、この劣化状態評価プログラムに従って所定の評価処理を実行する。制御部６ｊは、質量情報入力部６ａが出力する質量情報を質量情報記憶部６ｂに出力したり、質量情報記憶部６ｂに質量情報の記憶を指令したり、質量情報記憶部６ｂから質量情報を読み出して質量変化量演算部６ｃにこの質量情報を出力したり、質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nの演算を質量変化量演算部６ｃに指令したり、質量変化量情報を質量変化量情報記憶部６ｄに出力したり、質量変化量情報記憶部６ｄに質量変化量情報の記憶を指令したり、相関関係情報記憶部６ｅから相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nを読み出してこの相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nを劣化状態評価部６ｆに出力したり、劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nの評価を劣化状態評価部６ｆに指令したり、劣化状態情報記憶部６ｇに劣化状態情報を出力したり、劣化状態情報記憶部６ｇに劣化状態情報の記憶を指令したり、劣化状態情報記憶部６ｇから劣化状態情報を読み出してこの劣化状態情報を表示部６ｉに出力したり、劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nの表示を表示部６ｉに指令したりする。制御部６ｊには、質量情報入力部６ａ、質量情報記憶部６ｂ、質量変化量演算部６ｃ、質量変化量情報記憶部６ｄ、相関関係情報記憶部６ｅ、劣化状態評価部６ｆ、劣化状態情報記憶部６ｇ、劣化状態評価プログラム記憶部６ｈ及び表示部６ｉなどが相互に通信可能なようにバスなどの通信手段によって接続されている。
次に、この発明の実施形態に係る劣化状態評価方法を説明する。
図９に示す劣化状態評価方法＃１００は、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する方法である。劣化状態評価方法＃１００は、図３に示す評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算し、塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、図１及び図２に示す実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価方法＃１００は、図９に示すように、評価対象物製造工程＃１１０と、評価対象物設置工程＃１２０と、評価対象物回収工程＃１３０と、乾燥工程＃１４０と、質量測定工程＃１５０と、質量変化量測定工程＃１６０と、劣化状態評価工程＃１７０などを含む。
図９に示す劣化状態評価方法＃１００は、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する方法である。劣化状態評価方法＃１００は、図３に示す評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算し、塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、図１及び図２に示す実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価方法＃１００は、図９に示すように、評価対象物製造工程＃１１０と、評価対象物設置工程＃１２０と、評価対象物回収工程＃１３０と、乾燥工程＃１４０と、質量測定工程＃１５０と、質量変化量測定工程＃１６０と、劣化状態評価工程＃１７０などを含む。
評価対象物製造工程＃１１０は、評価対象物３Ａ，３Ｂを製造する工程である。評価対象物製造工程＃１１０では、図３（Ａ）に示すように、さびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを形成して評価対象物３Ａを製造する。評価対象物製造工程＃１１０では、実構造物１の被塗装部２ａの表面の素地調整によって、完全にさびＲを除去できさびＲが残存していない状態と同程度の被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを形成して、評価対象物３Ａを製造する。また、評価対象物製造工程＃１１０では、図３（Ｂ）に示すように、さびＲのある被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを形成して評価対象物３Ｂを製造する。評価対象物製造工程＃１１０では、実構造物１の被塗装部２ａの表面の素地調整によって、完全にさびＲを除去できずさびＲが残存している状態と同程度の被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを形成して、評価対象物３Ｂを製造する。評価対象物製造工程＃１１０では、図１及び図２に示す実構造物１の塗り替え塗装完了と同時に、実構造物１の被塗装部２ａと同一材質の被塗装部３ａの表面に、この実構造物１の塗膜２ｂと同一材質及び同一膜厚の塗膜３ｂを形成して評価対象物３Ａ，３Ｂを製造する。
評価対象物設置工程＃１２０は、評価対象物３Ａ，３Ｂを実構造物１に設置する工程である。評価対象物設置工程＃１２０では、図１に示すように、評価対象物製造工程＃１１０において製造した評価対象物３Ａ，３Ｂを、実構造物１の塗り替え塗装完了と同時に、この評価対象物３Ａ，３Ｂの塗膜３ｂ側が表側になるように実構造物１の塗膜２ｂの表面に並べて設置する。評価対象物設置工程＃１２０では、図２に示すように、実構造物１の被塗装部２ａの表面の素地調整によって完全にさびＲを除去できずさびＲが残存している箇所の近くに、評価対象物３Ａ，３Ｂを実構造物１とともに同一環境下に所定時間経過するまで設置する。
評価対象物回収工程＃１３０は、評価対象物３Ａ，３Ｂを実構造物１から回収する工程である。評価対象物回収工程＃１３０では、評価対象物設置工程＃１２０において設置した評価対象物３Ａ，３Ｂを塗り替え塗装完了から所定時間経過後に、図４に示すように実構造物１から取り外して回収する。評価対象物回収工程＃１３０では、例えば、実構造物１の塗り替え塗装工事が10〜15年毎に実施されるときには、この塗り替え塗装工事の実施予定期間よりも短い期間内で評価対象物３Ａ，３Ｂを回収する。
乾燥工程＃１４０は、評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥する工程である。乾燥工程＃１４０では、図４に示すように、評価対象物回収工程＃１３０において評価対象物３Ａ，３Ｂを実構造物１から取り外した後に、この評価対象物３Ａ，３Ｂを回収して乾燥装置４の乾燥室内で真空状態にして乾燥させる。乾燥工程＃１４０では、例えば、評価対象物３Ａ，３Ｂを200時間以上の乾燥時間で乾燥させて、評価対象物３Ａ，３Ｂから水分を除去する。
質量測定工程＃１５０は、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを測定する工程である。質量測定工程＃１５０では、図４に示すように、乾燥工程＃１４０において乾燥した評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥装置４の乾燥室内から取り出した後に、この評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを質量測定装置５によって測定する。
質量変化量測定工程＃１６０は、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nの時間変化を表す質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算する工程である。質量変化量測定工程＃１６０では、質量測定工程＃１５０において測定した評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを、図４に示す劣化状態評価装置６の質量情報入力部６ａを使用して使用者が入力すると、図６に示す評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nが演算される。質量変化量測定工程＃１６０では、実構造物１に評価対象物３Ａ，３Ｂを設置してから所定時間経過後の評価対象物３Ａ，３Ｂを所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算する。質量変化量演算工程＃１６０では、図３（Ａ）に示すさびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに基づいて、この評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1を演算する。また、質量変化量演算工程＃１６０では、図３（Ｂ）に示すさびＲのある被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ21，…，ΔＭ2Nと、図３（Ａ）に示すさびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nとの差に基づいて、この評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを演算する。
劣化状態評価工程＃１７０は、質量変化量測定工程＃１６０における演算結果に基づいて、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する工程である。劣化状態評価工程＃１７０では、評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3N及び評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nが評価される。劣化状態評価工程＃１７０では、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに基づいてこの評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、図１に示す実構造物１の劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価工程＃１７０では、評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに基づいて、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価する。劣化状態評価工程＃１７０では、例えば、図７（Ａ）に示す相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1Nを参照して、質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに対応する評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nが評価されて、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nが評価される。また、劣化状態評価工程＃１７０では、評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに基づいて、実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する。劣化状態評価工程＃１７０では、例えば、図７（Ｂ）に示す相関関係情報Ｃ31，…，Ｃ3Nを参照して、質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに対応する評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nが評価されて、実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nが評価される。劣化状態評価工程＃１７０において評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nの評価が完了した後に、評価対象物設置工程＃１２０においてこの評価対象物３Ａ，３Ｂが実構造物１に戻されて再設置されて、評価対象物設置工程＃１２０以降の工程が繰り返される。
次に、この発明の実施形態に係る劣化状態評価装置の動作を説明する。
以下では、図２に示す制御部６ｊの動作を中心として説明する。
ステップ（以下、Ｓという）１００において、劣化状態評価プログラム記憶部６ｈから劣化状態評価プログラムを制御部６ｊが読み込む。図示しない電源が使用者にON操作されると図４に示す劣化状態評価装置６に電力が供給されて、劣化状態評価プログラム記憶部６ｈから劣化状態評価プログラムを制御部６ｊが読み込み、一連の劣化状態評価処理を制御部６ｊが実行する。
以下では、図２に示す制御部６ｊの動作を中心として説明する。
ステップ（以下、Ｓという）１００において、劣化状態評価プログラム記憶部６ｈから劣化状態評価プログラムを制御部６ｊが読み込む。図示しない電源が使用者にON操作されると図４に示す劣化状態評価装置６に電力が供給されて、劣化状態評価プログラム記憶部６ｈから劣化状態評価プログラムを制御部６ｊが読み込み、一連の劣化状態評価処理を制御部６ｊが実行する。
Ｓ１１０において、質量情報が入力されているか否かを制御部６ｊが判断する。図４に示すように、実構造物１の塗り替え塗装完了から所定時間経過後に、評価対象物３Ａ，３Ｂが実構造物１から回収されて、乾燥装置４によって乾燥され、質量測定装置５によって質量測定がされる。その後に、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを質量情報入力部６ａによって使用者が入力すると、図５に示すように各固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nが質量情報記憶部６ｂに記憶される。評価したい実構造物１に対応する固有情報Ｉ1，…，ＩNを使用者が選択すると、この固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する評価対象物３Ａ，３Ｂの質量情報を質量情報記憶部６ｂから制御部６ｊが検索する。評価したい実構造物１の固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する質量情報が質量情報記憶部６ｂに記憶されていると制御部６ｊが判断したときにはＳ１２０に進み、評価したい実構造物１の固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する質量情報が質量情報記憶部６ｂに記憶されていないと制御部６ｊが判断したときには一連の劣化状態評価処理を終了する。
Ｓ１２０において、質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nの演算を質量変化量演算部６ｃに制御部６ｊが指令する。評価したい実構造物１の固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する質量情報を質量情報記憶部６ｂから制御部６ｊが読み出して、この質量情報を制御部６ｊが質量変化量演算部６ｃに出力すると、図６に示す質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを質量変化量演算部６ｃが演算する。
Ｓ１３０において、質量変化量情報の記憶を質量変化量情報記憶部６ｄに制御部６ｊが指令する。質量変化量演算部６ｃが質量変化量情報を制御部６ｊに出力すると、この質量変化量情報の記憶を質量変化量情報記憶部６ｄに制御部６ｊが指令し、この質量変化量情報を質量変化量情報記憶部６ｄが記憶する。
Ｓ１４０において、劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nの評価を劣化状態評価部６ｆに制御部６ｊに指令する。評価したい実構造物１の固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nを相関関係情報記憶部６ｅから制御部６ｊが読み出して、この固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3Nを劣化状態評価部６ｆに制御部６ｊが出力する。また、評価したい実構造物１の固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する質量変化量情報を制御部６ｊが読み出して、この固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する質量変化量情報を劣化状態評価部６ｆに制御部６ｊが出力する。その結果、図７（Ａ）に示す相関関係情報Ｃ11，…，Ｃ1Nを劣化状態評価部６ｆが参照して、質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに対応する評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを劣化状態評価部６ｆが評価し、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。また、図７（Ｂ）に示す相関関係情報Ｃ31，…，Ｃ3Nを劣化状態評価部６ｆが参照して、質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに対応する評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態評価部６ｆが評価し、実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。
Ｓ１５０において、劣化状態情報の記憶を劣化状態情報記憶部６ｇに制御部６ｊが指令する。劣化状態評価部６ｆが劣化状態情報を制御部６ｊに出力すると、この劣化状態情報の記憶を劣化状態情報記憶部６ｇに制御部６ｊが指令し、図８に示すようにこの劣化状態情報を劣化状態情報記憶部６ｇが記憶する。
Ｓ１６０において、種々の情報の表示を表示部６ｉに制御部６ｊが指令する。その結果、例えば、図８に示すように、各固有情報Ｉ1，…，ＩNに対応する実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nが表示部６ｉの画面上に表示される。
この発明の実施形態に係る劣化状態評価装置、劣化状態評価方法及び劣化状態評価プログラムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nの時間変化を表す質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを質量変化量演算部６ｃが演算し、この質量変化量演算部６ｃの演算結果に基づいて、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。このため、評価対象物３Ａ，３Ｂの被塗装部３ａの腐食や塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを非破壊で簡単に評価することができる。その結果、外観ではなく質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nの変化から非破壊で塗膜３ｂの耐久性などを高精度に評価することができる。
(1) この実施形態では、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nの時間変化を表す質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを質量変化量演算部６ｃが演算し、この質量変化量演算部６ｃの演算結果に基づいて、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。このため、評価対象物３Ａ，３Ｂの被塗装部３ａの腐食や塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを非破壊で簡単に評価することができる。その結果、外観ではなく質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nの変化から非破壊で塗膜３ｂの耐久性などを高精度に評価することができる。
(2) この実施形態では、被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3N及び／又は塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。このため、目視以外の非破壊手法によって塗装系の防食性などを簡単に評価することができる。
(3) この実施形態では、評価対象物３Ａ，３Ｂは実構造物１の被塗装部２ａと同一材質の被塗装部３ａの表面に、この実構造物１の被塗装部２ａの表面の塗膜と同一材質及び同一膜厚の塗膜３ｂを有する。また、この実施形態では、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに基づいてこの評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態評価部６ｆが評価することによって、実構造物１の劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。このため、実構造物１の被塗装部２ａと同一材質であって塗膜２ｂと同一材質及び同一膜厚の評価対象物３Ａ，３Ｂを試験片として用意し、この評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、実構造物１の劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを簡単に評価することができる。
(4) この実施形態では、実構造物１の塗り替え時に評価対象物３Ａ，３Ｂの被塗装部３ａの表面に塗膜を形成し、この実構造物１と同一環境下にこの評価対象物３Ａ，３Ｂが所定時間配置される。また、この実施形態では、所定時間経過後の評価対象物３Ａ，３Ｂを所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを質量変化量演算部６ｃが演算する。このため、実構造物１と同一環境下に評価対象物３Ａ，３Ｂを配置することによって、評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを高精度に評価することができる。また、評価対象物３Ａ，３Ｂを適正な時間乾燥させることによって、評価対象物３Ａ，３Ｂに水分が残存して評価対象物３Ａ，３Ｂの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに測定誤差が生ずるのを防ぐことができる。
(5) この実施形態では、さびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに基づいて、この評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nを質量変化量演算部６ｃが演算する。また、この実施形態では、評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに基づいて、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。このため、評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価することによって、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを簡単に評価することができる。
(6) この実施形態では、さびＲのある被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nと、さびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ21，…，ΔＭ2Nとの差に基づいて、この評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nを質量変化量演算部６ｃが演算する。また、この実施形態では、評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nに基づいて、実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを劣化状態評価部６ｆが評価する。このため、評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを簡単に評価することができる。
次に、この発明の実施例について説明する。
（乾燥時間決定のための事前試験）
（試験片）
（乾燥時間決定のための事前試験）
（試験片）
塗膜下の腐食状態が異なる場合、塗膜及びさび中への吸水量が異なることが予想される。そこで、塗膜下での腐食状態が異なる試料として、表１に示す試験片Ａ〜Ｅを用いて、乾燥時間決定のための事前試験を実施した。試験片Ａ〜Ｅは、いずれもサンドブラスト処理したSS400冷間圧延鋼板（150mm×70mm×3.2mm）を使用した。鋼板の片面をエポキシ樹脂塗料で塗装した後に、試験片Ａ〜Ｄについては、表１に示す腐食条件でもう一方の片面を腐食させて塗装さび鋼板とした。ワイヤブラシで浮きさびを除去した後、全ての試験片Ａ〜Ｅを塗装した。適用する塗装系は、鉄道橋で用いられる長期耐久性の期待できる塗替え塗装系T-7とした。これは、厚膜型変性エポキシ樹脂系塗料３回塗（標準塗布量200g/m2）の上に厚膜型ポリウレタン樹脂塗料１回塗（標準塗布量150g/m2）の塗装仕様である。さらに、実際の質量測定は室内促進劣化試験を実施後に真空乾燥するため、本試験においても、後述する鉄道総研式複合サイクル試験を実施した。このとき、試験片Ｂ〜Ｄについては複合サイクル試験を10サイクル実施し、塗膜下で腐食を進行させて変状面積率約50%の塗膜膨れを発生させた。
（試験手順）
室内促進劣化試験では、乾湿の繰返しにより塗膜の劣化反応や腐食反応を促進させるため、湿潤の工程で塗膜又はさび中への吸水が生じると、試験終了時に水分が残存し、試験片Ａ〜Ｅの質量変化量を明確に測定できない可能性がある。 このため、真空乾燥機を用いて、各試験片Ａ〜Ｅを60℃、約0.1kPaの雰囲気下に静置した。試験片Ａ〜Ｅの質量を測定する場合には、各試験片Ａ〜Ｅを真空乾燥機からデシケータに移し、30分後に精密天秤を用いて10mgの単位まで測定した。測定を終えた試験片Ａ〜Ｅは再び真空乾燥機に戻し、次に測定するまで同じ温度及び気圧条件下で静置した。
室内促進劣化試験では、乾湿の繰返しにより塗膜の劣化反応や腐食反応を促進させるため、湿潤の工程で塗膜又はさび中への吸水が生じると、試験終了時に水分が残存し、試験片Ａ〜Ｅの質量変化量を明確に測定できない可能性がある。 このため、真空乾燥機を用いて、各試験片Ａ〜Ｅを60℃、約0.1kPaの雰囲気下に静置した。試験片Ａ〜Ｅの質量を測定する場合には、各試験片Ａ〜Ｅを真空乾燥機からデシケータに移し、30分後に精密天秤を用いて10mgの単位まで測定した。測定を終えた試験片Ａ〜Ｅは再び真空乾燥機に戻し、次に測定するまで同じ温度及び気圧条件下で静置した。
（試験結果）
図１１に示す縦軸は、質量変化量(mg)であり、横軸は乾燥時間(h)である。図１１に示すように、いずれの試験片Ａ〜Ｅについても、塗膜やさび中に含まれる水分の放出によると考えられる質量の減少が確認された。鋼材表面が腐食していない試験片Ｅよりも試験片Ａ〜Ｄの方がより質量減少しており、さらには塩水噴霧時間が長い試験片ほど質量減少量が大きくなる傾向にある。質量減少量はいずれの試験片でも乾燥開始から約100時間までが大きく、それ以降はわずかな減少傾向にあった。このため、乾燥時間は少なくとも200時間以上とすることが望ましいと考えられ、本試験における乾燥時間を12日間（288時間）に定めた。以上より、図４に示す劣化状態評価装置６によって評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する場合には、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを測定する前に、適切な真空乾燥時間で評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥させる必要があることが確認された。
図１１に示す縦軸は、質量変化量(mg)であり、横軸は乾燥時間(h)である。図１１に示すように、いずれの試験片Ａ〜Ｅについても、塗膜やさび中に含まれる水分の放出によると考えられる質量の減少が確認された。鋼材表面が腐食していない試験片Ｅよりも試験片Ａ〜Ｄの方がより質量減少しており、さらには塩水噴霧時間が長い試験片ほど質量減少量が大きくなる傾向にある。質量減少量はいずれの試験片でも乾燥開始から約100時間までが大きく、それ以降はわずかな減少傾向にあった。このため、乾燥時間は少なくとも200時間以上とすることが望ましいと考えられ、本試験における乾燥時間を12日間（288時間）に定めた。以上より、図４に示す劣化状態評価装置６によって評価対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する場合には、評価対象物３Ａ，３Ｂの質量Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2Nを測定する前に、適切な真空乾燥時間で評価対象物３Ａ，３Ｂを乾燥させる必要があることが確認された。
（室内促進劣化試験後の試験片の質量測定）
（試験片）
（試験片）
次に、塗装さび鋼板の質量変化量と塗膜変状面積の関係を評価するために、表２に示す試験片Ｆ〜Ｈを用いて室内促進劣化試験を実施し、試験片Ｆ〜Ｈの質量を測定した。試験片Ｆ〜Ｈは、いずれもサンドブラスト処理したSS400冷間圧延鋼板（150mm×70mm×3.2mm）の片面をエポキシ樹脂塗料で塗装した後に、0.05w/w%塩水噴霧及び蒸留水噴霧を行い、もう一方の片面を腐食させた。各試験片Ｆ〜Ｈを表２に示す方法で素地調整した後、塗装系T-7を塗装した。試験片Ｆは、図３（Ｂ）に示すさびＲのある被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ｂに相当する。試験片Ｇ，Ｈは、図３（Ａ）に示すさびＲのない被塗装部３ａの表面に塗膜３ｂを有する評価対象物３Ａに相当する。
（試験手順）
室内促進劣化試験には、複合塗膜の耐久性を評価する場合に用いられる鉄道総研式複合サイクル試験を採用した。鉄道総研式複合サイクル試験の試験条件を表３に示す。表３に示すように、１サイクル終了ごとに、真空乾燥機を用いて各試験片Ｆ〜Ｈを60℃、約0.1kPaの雰囲気下に288時間静置した。試験片Ｆ〜Ｈの質量を測定する場合には、各試験片Ｆ〜Ｈを真空乾燥機からデシケータに移し、30分後に精密天秤を用いて10mgの単位まで測定した。このとき、外観評価として、試験片Ｆ〜Ｈに発生する塗膜膨れの変状面積率を算出した。
図１２に示す左側の縦軸は、質量変化量(mg)であり、右側の縦軸は変状面積率(%)であり、横軸は経過サイクル数(cycle)である。ここで、図１２に示す変状面積率は、試験片Ｇ，Ｈについては塗膜変状が確認されなかったため、試験片Ｆの変状面積率のみを示している。図１２に示すように、試験片Ｇ，Ｈでは、質量変化量が単調に減少することが確認された。その結果、試験片Ｇ，Ｈでは、さびのない鋼板の表面に塗膜を形成しているため、劣化促進試験によって鋼板の表面のさびが塗膜によって保護されて進行せず、塗膜の減耗のみによって全体の質量が減少することが確認された。この要因として、塗膜下の含水水酸化鉄 (FeOOH)と鉄(Fe)との反応でマグネタイト(Fe3O4)及び水が生成するため、この生成した水の質量分だけ試験片Ｇ，Ｈ全体の質量が減少したことや、塗装系T-7の上塗り塗膜及びその裏面の塗膜がオゾン暴露などにより減耗したことが考えられる。一方、試験片Ｆでは、さびのある鋼板の表面に塗膜を形成しているため、劣化促進試験によって鋼板の表面のさびが進行するとともに塗膜の減耗が進み、塗膜の減耗による質量の減少量よりもさびによる質量の増加量の方が大きく、全体としては質量が有意に増加することが確認された。また、試験片Ｆでは、鋼板の腐食が進行して塗膜／鋼材界面でのさび生成により、塗膜膨れ、割れなどの変状を生じ塗膜変状面積率が増加することが確認された。その結果、試験片Ｆでは、サイクル数の増加に対して質量変化量と塗膜変状面積率との間に相関関係が見出されており、その関係は指数関数的であることが確認された。
以上より、目視以外の非破壊手法によって塗装系の防食性を評価することを目的として、室内促進劣化試験に供した塗装さび鋼板の質量変化と防食性の関係について評価したところ、塗膜の変状面積率と試験片質量とが相関することが確認された。図１２に示すように、ブラスト処理によって完全にさびが除去されている試験片Ｇ，Ｈの質量変化量に基づいて、試験片Ｇ，Ｈの塗膜の減耗による劣化を評価可能であることが確認された。その結果、図３（Ａ）に示す評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nに基づいて評価対象物３Ａの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価することによって、実構造物１の塗膜２ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1Nを評価可能であることが確認された。
また、図１２に示す試験片Ｆの質量変化量は、試験片Ｆの塗膜の減耗による質量変化量と試験片Ｆの鋼板の腐食による質量変化量とを示していると考えられる。このため、ワイヤブラシによって不完全にさびが除去されている試験片Ｆの質量変化量（鋼板の腐食及び塗膜の減耗による質量変化量）から、ブラスト処理によって完全にさびが除去されている試験片Ｇ，Ｈの質量変化量（塗膜の減耗による質量変化量）を減算することによって、試験片Ｆの鋼板の腐食による劣化を評価可能であることが確認された。その結果、図３（Ｂ）に示す評価対象物３Ｂの質量変化量ΔＭ31，…，ΔＭ3Nから評価対象物３Ａの質量変化量ΔＭ11，…，ΔＭ1Nを減算し、評価対象物３Ｂの被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価することによって、実構造物１の被塗装部２ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価可能であることが確認された。
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、実構造物１として鋼構造物を例に挙げて説明したが、コンクリート構造物などの他の構造物や鉄道車両などの車両についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、実構造物１の被塗装部２ａ及び評価対象物３Ａ，３Ｂの被塗装部３ａが鋼材である場合を例に挙げて説明したが、亜鉛、アルミニウム、アルミニウムめっき鋼、溶融亜鉛めっき鋼、亜鉛めっき鋼又は溶射被膜などについてもこの発明を適用することができる。
(1) この実施形態では、実構造物１として鋼構造物を例に挙げて説明したが、コンクリート構造物などの他の構造物や鉄道車両などの車両についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、実構造物１の被塗装部２ａ及び評価対象物３Ａ，３Ｂの被塗装部３ａが鋼材である場合を例に挙げて説明したが、亜鉛、アルミニウム、アルミニウムめっき鋼、溶融亜鉛めっき鋼、亜鉛めっき鋼又は溶射被膜などについてもこの発明を適用することができる。
(2) この実施形態では、実構造物１の被塗装部２ａ及び評価対象物３Ｂの被塗装部３ａに生成される腐食生成物として鋼材の赤さびを例に挙げて説明したが、亜鉛めっき鋼やアルミニウムめっき鋼などに生成される白さびなどの腐食生成物についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、評価対象物３Ａ，３Ｂの塗膜３ｂの減耗による劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N及び被塗装部３ａの腐食による劣化状態Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価する場合を例に挙げて説明したが、いずれか一方のみを評価することもできる。さらに、この実施形態では、劣化状態評価工程＃１７０において測定対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3Nを評価した後に質量を測定した後に、この評価対象物３Ａ，３Ｂを実構造物１に戻し再設置しているが、この発明をこのような工程に限定するものではない。例えば、乾燥工程＃１４０において測定対象物３Ａ，３Ｂを乾燥させた後に実構造物１に戻し再設置することもできる。また、測定対象物３Ａ，３Ｂの劣化状態Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3NをＮ回評価する場合には、測定対象物３Ａ，３ＢをＮ個ずつ用意しておき、１回の評価後に測定対象物３Ａ，３Ｂを実構造物１に戻さず評価の度に測定対象物３Ａ，３Ｂを廃棄し、次の評価のときに他の測定対象物３Ａ，３Ｂを使用することもできる。
１ 実構造物
２ａ 被塗装部
２ｂ 塗膜
３Ａ，３Ｂ 評価対象物
３ａ 被塗装部
３ｂ 塗膜
４ 乾燥装置
５ 質量測定装置
６ 劣化状態評価装置
６ａ 質量情報入力部
６ｂ 質量情報記憶部
６ｃ 質量変化量演算部
６ｄ 質量変化量情報記憶部
６ｅ 相関関係情報記憶部
６ｆ 劣化状態評価部
６ｇ 劣化状態情報記憶部
６ｈ 劣化状態評価プログラム記憶部
６ｉ 表示部
６ｊ 制御部
Ｒ さび
Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2N 質量
Ｔ0，…，ＴN 時間
ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3N 質量変化量
Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3N 相関関係情報
Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3N 劣化状態
Ｉ1，…，ＩN 固有情報
２ａ 被塗装部
２ｂ 塗膜
３Ａ，３Ｂ 評価対象物
３ａ 被塗装部
３ｂ 塗膜
４ 乾燥装置
５ 質量測定装置
６ 劣化状態評価装置
６ａ 質量情報入力部
６ｂ 質量情報記憶部
６ｃ 質量変化量演算部
６ｄ 質量変化量情報記憶部
６ｅ 相関関係情報記憶部
６ｆ 劣化状態評価部
６ｇ 劣化状態情報記憶部
６ｈ 劣化状態評価プログラム記憶部
６ｉ 表示部
６ｊ 制御部
Ｒ さび
Ｍ10，…，Ｍ1N，Ｍ20，…，Ｍ2N 質量
Ｔ0，…，ＴN 時間
ΔＭ11，…，ΔＭ1N，ΔＭ21，…，ΔＭ2N，ΔＭ31，…，ΔＭ3N 質量変化量
Ｃ11，…，Ｃ1N，Ｃ31，…，Ｃ3N 相関関係情報
Ｄ11，…，Ｄ1N，Ｄ31，…，Ｄ3N 劣化状態
Ｉ1，…，ＩN 固有情報
Claims (9)
- 被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の劣化状態を評価する劣化状態評価装置であって、
前記評価対象物の質量の時間変化を表す質量変化量を演算する質量変化量演算部と、
前記質量変化量演算部の演算結果に基づいて、前記評価対象物の劣化状態を評価する劣化状態評価部とを備え、
前記評価対象物は、
実構造物の被塗装部と同一材質の被塗装部の表面に、この実構造物の被塗装部の表面の塗膜と同一材質及び同一膜厚の塗膜を有し、
前記実構造物の塗り替え時にこの評価対象物の被塗装部の表面に塗膜を形成し、この実構造物と同一環境下に所定時間配置され、
前記質量変化量演算部は、前記所定時間経過後の前記評価対象物を所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物の質量変化量を演算し、
前記劣化状態評価部は、前記評価対象物の質量変化量に基づいてこの評価対象物の劣化状態を評価することによって、前記実構造物の劣化状態を評価すること、
を特徴とする劣化状態評価装置。 - 請求項１に記載の劣化状態評価装置において、
前記質量変化量演算部は、さびのない被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量に基づいて、この評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量を演算し、
前記劣化状態評価部は、前記評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量に基づいて、前記実構造物の塗膜の減耗による劣化状態を評価すること、
を特徴とする劣化状態評価装置。 - 請求項１又は請求項２に記載の劣化状態評価装置において、
前記質量変化量演算部は、さびのある被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量と、さびのない被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量との差に基づいて、この評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量を演算し、
前記劣化状態評価部は、前記評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量に基づいて、前記実構造物の被塗装部の腐食による劣化状態を評価すること、
を特徴とする劣化状態評価装置。 - 被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の劣化状態を評価する劣化状態評価方法であって、
前記評価対象物の質量の時間変化を示す質量変化量を演算する質量変化量演算工程と、
前記質量変化量演算工程における演算結果に基づいて、前記評価対象物の劣化状態を評価する劣化状態評価工程とを含み、
前記評価対象物は、
実構造物の被塗装部と同一材質の被塗装部の表面に、この実構造物の被塗装部の表面の塗膜と同一材質及び同一膜厚の塗膜を有し、
前記実構造物の塗り替え時にこの評価対象物の被塗装部の表面に塗膜を形成し、この実構造物と同一環境下に所定時間配置され、
前記質量変化量演算工程は、前記所定時間経過後の前記評価対象物を所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物の質量変化量を演算する工程を含み、
前記劣化状態評価工程は、前記評価対象物の質量変化量に基づいてこの評価対象物の劣化状態を評価することによって、前記実構造物の劣化状態を評価する工程を含むこと、
を特徴とする劣化状態評価方法。 - 請求項４に記載の劣化状態評価方法において、
前記質量変化量演算工程は、さびのない被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量に基づいて、この評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量を演算する工程を含み、
前記劣化状態評価工程は、前記評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量に基づいて、前記実構造物の塗膜の減耗による劣化状態を評価する工程を含むこと、
を特徴とする劣化状態評価方法。 - 請求項４又は請求項５に記載の劣化状態評価方法において、
前記質量変化量演算工程は、さびのある被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量と、さびのない被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量との差に基づいて、この評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量を演算する工程を含み、
前記劣化状態評価工程は、前記評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量に基づいて、前記実構造物の被塗装部の腐食による劣化状態を評価する工程を含むこと、
を特徴とする劣化状態評価方法。 - 被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の劣化状態を評価する劣化状態評価プログラムであって、
前記評価対象物の質量の時間変化を表す質量変化量を演算する質量変化量演算手順と、
前記質量変化量演算手順における演算結果に基づいて、前記評価対象物の劣化状態を評価する劣化状態評価手順とをコンピュータに実行させ、
前記評価対象物は、
実構造物の被塗装部と同一材質の被塗装部の表面に、この実構造物の被塗装部の表面の塗膜と同一材質及び同一膜厚の塗膜を有し、
前記実構造物の塗り替え時にこの評価対象物の被塗装部の表面に塗膜を形成し、この実構造物と同一環境下に所定時間配置され、
前記質量変化量演算手順は、前記所定時間経過後の前記評価対象物を所定の乾燥時間で乾燥させた後に、この評価対象物の質量変化量を演算する手順を含み、
前記劣化状態評価手順は、前記評価対象物の質量変化量に基づいてこの評価対象物の劣化状態を評価することによって、前記実構造物の劣化状態を評価する手順を含むこと、
を特徴とする劣化状態評価プログラム。 - 請求項７に記載の劣化状態評価プログラムにおいて、
前記質量変化量演算手順は、さびのない被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量に基づいて、この評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量を演算する手順を含み、
前記劣化状態評価手順は、前記評価対象物の塗膜の減耗による質量変化量に基づいて、前記実構造物の塗膜の減耗による劣化状態を評価する手順を含むこと、
を特徴とする劣化状態評価プログラム。 - 請求項７又は請求項８に記載の劣化状態評価プログラムにおいて、
前記質量変化量演算手順は、さびのある被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量と、さびのない被塗装部の表面に塗膜を有する評価対象物の質量変化量との差に基づいて、この評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量を演算する手順を含み、
前記劣化状態評価手順は、前記評価対象物の被塗装部の腐食による質量変化量に基づいて、前記実構造物の被塗装部の腐食による劣化状態を評価する手順を含むこと、
を特徴とする劣化状態評価プログラム。
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