JP6219245B2 - マスキングテープを用いて塗布した導電塗料によるコンクリート構造物の変状検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、導電塗料によるコンクリート構造物の変状検知方法に係り、特に導電塗料を精確な幅寸法で塗布することにより、コンクリート構造物の微細なひび割れの変状を検知する方法に関するものである。

従来、構造物のコンクリート表面の変状を検知する方法としては、コンクリート表面に下塗り塗膜（以下、下塗り材）、導電性塗膜（以下、導電塗料）および保護塗膜（以下、上塗り材）を塗布して構成した電気回路が破断することによりひび割れ等の変状を検知する方法（下記特許文献１参照）が提案されているが、検知できるひび割れ幅については明確ではない。

図７は従来のコンクリート表面のひび割れ検知システムの概念図であり、図７（ａ）は導電塗料の詳細と検知回路を示す模式図、図７（ｂ）は検知システムの模式図である。

図７（ａ）において、１１１は下塗り材、１１２は中塗り材（導電塗料）、１１３は上塗り材、１１４は検知装置である。

図７（ｂ）において、１２１は鉄筋コンクリート構造物、１２２は鉄筋コンクリート構造物１２１の表面に設けられた導電塗料、１２４は検知装置、１２５は鉄筋、１２６は腐食生成物、１２７はひび割れである。

図８は従来の導電塗料を塗布したコンクリート表面の状態を示す図である。

この図では、１３１はコンクリート、１３２はコンクリート１３１への下塗り材、１３４は下塗り材１３２上に塗布される塗布幅１３３の導電塗料、１３５は導電塗料１３４上に塗布される上塗り材である。

特開２００６−３１７３５０号公報

「導電塗料によるＲＣ構造物の鉄筋腐食検知手法に関する基礎研究」、（公財）鉄道総合技術研究所 正会員 大石 健太郎 外４名、土木学会第６６回年次学術講演会（平成２３年度）、ｐｐ．１０５〜１０６ 「導電塗料を用いたＲＣ構造物のモニタリングシステムの開発」、大石 健太郎 外３名、コンクリート工学年次論文集、Ｖｏｌ．３４、Ｎｏ．１、（２０１２）、ｐｐ．１６４２〜１６４７

上記したように、導電塗料を用いた構造物の変状検知をトンネルの覆工コンクリートに試験的に用いた例があるが、検知できるひび割れ幅については精々０．５〜１．５ｍｍ程度であり、高架構造物のコンクリート表面に発生する鉄筋腐食によるひび割れ等の変状を的確に検知するものではなかった。

また、刷毛塗りによる導電塗料の塗布では厚さにむらが多く、薄く均一に塗布することが難しかった。

更に、構造物のスラブ等のコンクリート表面に一定の幅で導電塗料を塗布するために市販のマスキングテープを用いる場合は、作業性、作業時間、仕上がり幅の精度に問題があった。

図９は従来のマスキングテープを用いる場合の導電塗料中塗り材の吹付け塗布状況を示す図面代用写真である。

この場合，マスキングテープを塗布幅の間隔をあけて２本平行に貼り付けた後、吹付け塗布する。下塗り材、中塗り材、上塗り材の３工程でそれぞれにこの作業を要する。

試験施工の例では、導電塗料の塗布幅５ｍｍを目安に６ｍ程度のラインを６本施工した場合、実際の塗布幅の最大値が９ｍｍ、最小値が２ｍｍとなり、＋４ｍｍ，−３ｍｍの誤差が生じた。施工時間は、コンクリート表面の不陸の整正・洗浄およびマスキングに６時間、導電塗料下塗り材の塗布に１時間、導電塗料中塗り材の塗布に３時間であった。

図１０は非特許文献のひび割れ検知試験による検知ひび割れ幅の度数分布（刷毛塗り塗布幅１５ｍｍ）を示す図、図１１は試験による検知ひび割れ幅の度数分布（刷毛塗り塗布幅１０ｍｍ）を示す図、図１２は試験による検知ひび割れ幅の度数分布（刷毛塗り塗布幅５ｍｍ）を示す図である。

これらの図から明らかなように、塗布幅が５〜１５ｍｍの範囲では、塗布幅を小さくするほど検知ひび割れ幅が小さくなる傾向があることが分かる。しかし、前述の通り、塗布幅を実施工で一定に維持することは難しく、このことが微細なひび割れを的確に検知することができない原因となっている。

本発明は、上記状況に鑑みて、コンクリート構造物の微細なひび割れを的確に検知することができる、導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法において、コンクリート構造物の表面に、スリットの幅寸法が一定、幅寸法の誤差が０．２ｍｍ以下である精確な幅寸法のスリット、及びこのスリットの両側のエッジから一定間隔でそれぞれ１本ずつの切込みを形成したマスキングテープを貼り付け、前記スリットに前記コンクリート構造物の微細なひび割れの検知回路となる導電塗料を塗布し、この導電塗料の硬化後、前記スリットの両側のエッジと切込みで囲まれた範囲を剥がして、上塗り材を塗布することにより、前記導電塗料を保護することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法において、前記マスキングテープの切込みによるスリットの幅寸法が５ｍｍ以下であることを特徴とする。

〔３〕上記〔１〕記載の導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法において、前記導電塗料を刷毛に代わって小口径スプレーガンにより塗布することを特徴とする。

本発明によれば、マスキングテープを用いて、精確な寸法のスリットに導電塗料を形成し、微細なひび割れを的確に検知することができる。

本発明の実施例を示すコンクリート構造物であるラーメン高架橋スラブ下面に導電塗料を線状に吹付け塗布することにより電気回路（導電塗料測線）を構成した図である。 本発明の実施例を示す刷毛に代わる小口径スプレーガンによる吹付け塗布状態を示す図である。 本発明の実施例を示す導電塗料である中塗り材及び上塗り材を塗布するためのマスキングテープの断面形状を示す模式図である。 本発明の実施例を示す導電塗料である中塗り材及び上塗り材を塗布するためのマスキングテープの使用状況を示す図である。 本発明の実施例を示す導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知のための工程図である。 本発明の実施例を示す導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法による検知ひび割れ幅の度数分布（吹付け塗布幅２ｍｍ，５ｍｍ）を示す図である。 従来のコンクリート表面のひび割れ検知システムの概念図である。 従来の導電塗料を塗布したコンクリート表面の状態を示す図である。 従来のマスキングテープを用いる場合の導電塗料中塗り材の吹付け塗布状況を示す図面代用写真である。 従来の検知ひび割れ幅の度数分布（刷毛塗り塗布幅１５ｍｍ）を示す図である。 従来の検知ひび割れ幅の度数分布（刷毛塗り塗布幅１０ｍｍ）を示す図である。 従来の検知ひび割れ幅の度数分布（刷毛塗り塗布幅５ｍｍ）を示す図である。

本発明の導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法は、コンクリート構造物の表面に、スリットの幅寸法が一定、幅寸法の誤差が０．２ｍｍ以下である精確な幅寸法のスリット、及びこのスリットの両側のエッジから一定間隔でそれぞれ１本ずつの切込みを形成したマスキングテープを貼り付け、前記スリットに前記コンクリート構造物の微細なひび割れの検知回路となる導電塗料を塗布し、この導電塗料の硬化後、前記スリットの両側のエッジと切込みで囲まれた範囲を剥がして、上塗り材を塗布することにより、前記導電塗料を保護する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示すコンクリート構造物であるラーメン高架橋スラブ下面に導電塗料を線状に吹付け塗布することにより電気回路（導電塗料測線）を構成した図である。

ここでは、鉄筋コンクリートラーメン高架橋１のスラブ下面２に導電塗料を用いた検知回路（導電塗料測線）３を形成して、その検知回路３の両端に端子を設け、地上からアクセス可能な位置まで、有線または無線で配線することにより、足場や高所作業車を用いることなく、任意の時期に変状の有無を確認することができる。

ここでは、検知回路３の通電の有無によりひび割れ等の微細な変状を検知することができる。

図２は本発明の実施例を示す刷毛に代わる小口径スプレーガンによる吹付け塗布状態を示す図である。この実施例では刷毛に代わり、小口径スプレーガン１１により、コンクリート構造物１２の表面に導電塗料１３を塗布する。

図３は本発明の実施例を示す導電塗料である中塗り材及び上塗り材を塗布するためのマスキングテープの断面形状を示す模式図、図４はそのマスキングテープの使用状況を示す図である。

これらの図において、２１はコンクリート表面側（粘着面）、２２はコンクリート表面に形成されるマスキングテープ、２３はマスキングテープ２２の切込みによるスリットである。２５はスリット２３に形成される導電塗料（検出回路）２４を保護するための上塗り材を塗布する領域を形成するためのマスキングテープ２２のエッジ部を形成するために剥がされるテープである。

ここでは、コンクリート表面２１に精確な幅寸法（５ｍｍ以下であり、例えば、２ｍｍの幅）のスリット２３を形成したマスキングテープ２２を貼り付け、そのスリット２３に導電塗料２４を塗布する。

図５は本発明の実施例を示す導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知のための工程図である。

図５（ａ）はテープ使用前のテープの構造を示す断面図であり、下部より、４１は剥離紙（厚み：０．１５ｍｍ、材質：上質紙）、４２はマスキングテープ（フィルム厚：０．０８ｍｍ、総厚：０．１０５ｍｍ、粘着剤：アクリル系、フィルム材質：ポリオレフィン）であり、中塗り材（導電塗料）塗布用のスリット（２ｍｍあるいは５ｍｍ幅）４３と切込み（スリット４３のエッジ両端からの切込みの間隔は２ｍｍ）４４が設けられている。４５はアプリケーションテープ（フィルム厚：０．０２５ｍｍ、総厚：０．０５ｍｍ、粘着剤：アクリル系、フィルム材質：ポリエステル）である。

そこで、図５（ａ）に示される剥離紙４１を剥がして、図５（ｂ）に示すように、下塗り材４７を塗布した面にコンクリート構造物の表面４６にマスキングテープ４２およびアプリケーションテープ４５を貼り付ける。次に、図５（ｃ）に示すように、アプリケーションテープ４５を剥がし、中塗り材（導電塗料）４８の幅を精緻に形成するためにマスキングテープ４２のスリット４３に中塗り材（導電塗料）４８を吹付け塗布する。次に、図５（ｄ）に示すように、マスキングテープ４２のスリット４３の両側のエッジとで囲まれた切込み範囲を剥がし、上塗材４９を吹付け塗布する。次に、図５（ｅ）に示すように、残りのマスキングテープ４２を剥がし、中塗り材（導電塗料）４８と上塗り材４９が積層状に形成されたコンクリート構造物の変状検知のためのパターン５０を容易に形成することができる。また、中塗り材（導電塗料）４８は、上塗り材４９により確実に保護することができる。このように、本発明によれば、従来の方法に比べると、中塗り材と上塗り材の２工程を１本のマスキングテープで吹付け塗布することができる。製作したマスキングテープは、スリット幅２ｍｍまたは５ｍｍに対して誤差が＋０．２ｍｍ，−０ｍｍであり、スリット幅に合った精確な幅寸法で導電塗料を塗布できる。また、施工時間のうちマスキングに要していた時間を大幅に短縮することができる。

図６は本発明の実施例を示す導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法による検知ひび割れ幅の度数分布（吹付け塗布幅２ｍｍ，５ｍｍ）を示す図である。本発明の度数分布を示す図６を、従来の方法（図１０〜１２）と比較すると、微細なひび割れを的確に検知できていることが分かる。

このように、コンクリート構造物の表面に精確な幅寸法のスリット４３を形成したマスキングテープ４２を貼り付け、中塗り材（導電塗料）４８を塗布することにより、コンクリート構造物の微細なひび割れを的確に検知することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明のマスキングテープを用いて塗布した導電塗料によるコンクリート構造物の変状検知方法は、コンクリート構造物の表面に精確な幅寸法で導電塗料を塗布することにより、コンクリート構造物の微細なひび割れを検知する方法として利用することができる。

１ 鉄筋コンクリートラーメン高架橋
２ スラブ下面
３，２４ 導電塗料を用いた検知回路（導電塗料測線）
１１ 小口径スプレーガン
１２ コンクリート構造物
１３，３４ 導電塗料
２１ コンクリート表面側（粘着面）
２２，４２ マスキングテープ
２３ マスキングテープの切込みによるスリット
２５ マスキングテープのエッジの剥がされるテープ
４１ 剥離紙
４３ 中塗り材（導電塗料）塗布用のスリット
４４ 切込み（スリットのエッジから２ｍｍ）
４５ アプリケーションテープ
４６ コンクリート構造物の表面
４７ 下塗り材
４８ 中塗り材（導電塗料）
４９ 上塗り材
５０ コンクリート構造物の変状検知のためのパターン

Claims (3)

1. コンクリート構造物の表面に、スリットの幅寸法が一定、幅寸法の誤差が０．２ｍｍ以下である精確な幅寸法のスリット、及び該スリットの両側のエッジから一定間隔でそれぞれ１本ずつの切込みを形成したマスキングテープを貼り付け、前記スリットに前記コンクリート構造物の微細なひび割れの検知回路となる導電塗料を塗布し、該導電塗料の硬化後、前記スリットの両側のエッジと切込みで囲まれた範囲を剥がして、上塗り材を塗布することにより、前記導電塗料を保護することを特徴とする導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法。
2. 前記マスキングテープの切込みによるスリットの幅寸法が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法。
3. 前記導電塗料を刷毛に代わって小口径スプレーガンにより塗布することを特徴とする請求項１記載の導電塗料を用いたコンクリート構造物の変状検知方法。