JP7489047B2 - Equipment for detecting corrosion in rebars in concrete - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 公益社団法人日本コンクリート工学会 コンクリート工学年次論文集,Vol.43,No.1,2021 2021年6月15日発行 Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies Japan Concrete Institute Annual Proceedings of the Japan Concrete Institute, Vol. 43, No. 1, 2021 Published June 15, 2021

特許法第30条第1項適用 公益社団法人日本コンクリート工学会 コンクリート工学年次大会2021(名古屋)オンライン開催(zoom開催) 第4会場[非破壊検査・診断3](講演番号1199)(https://zoom.us/j/96900796974?pwd=bCt4MmtJbktZT01tejV1S1drUG9ZQT09#success) 2021年7月8日開催Article 30, paragraph 1 of the Patent Act applies Japan Concrete Institute Annual Meeting 2021 (Nagoya) held online (held via Zoom) Venue 4 [Non-destructive Inspection and Diagnosis 3] (lecture number 1199) (https://zoom.us/j/96900796974?pwd=bCt4MmtJbktZT01tejV1S1drUG9ZQT09#success) Held on July 8, 2021

本発明は、例えば、コンクリート構造物におけるコンクリート中鉄筋の腐食箇所を非破壊検査手法により検出するコンクリート中鉄筋の腐食箇所検出装置に関するものである。
The present invention relates to a device for detecting corroded portions of reinforcing bars in concrete, for example, in a concrete structure, using a non-destructive testing method.

従来のコンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食状態を推定する自然電位法は、コンクリートの状態によって測定値が変化し、腐食の判定を誤る可能性があった。また、コンクリート中鉄筋の腐食速度を把握する従来技術は、前記埋設された鉄筋と電気的導通を得るために、コンクリート構造物に例えばドリルなどで孔をあけるなど局所的に破壊する必要があり、前記コンクリート中鉄筋の腐食診断測定に手間と時間を要するなど利便性の面で課題となっていた。 Conventional natural potential methods for estimating the state of corrosion of rebars buried in concrete structures have the potential for erroneous judgment of corrosion, as the measured values change depending on the state of the concrete. Furthermore, conventional techniques for determining the corrosion rate of rebars in concrete require localized destruction, for example by drilling holes in the concrete structure, in order to establish electrical continuity with the buried rebars, which poses issues in terms of convenience, as it takes time and effort to perform corrosion diagnostic measurements of rebars in concrete.

そこで、本発明者らは、上記課題を解決する手法としてコンクリート中鉄筋の腐食程度を評価する完全非破壊手法、いわゆるDHz法を創案した(特願2020-83852号)。このDHz法は、コンクリート構造物のある測定面の中で、腐食の有無を相対値で評価する手法である。そのため、コンクリート構造物に埋設された鉄筋が該コンクリート構造物内部でつながっている面積内でのみ腐食の有無を評価することができ、一方で埋設された鉄筋がつながっていない異なる測定範囲での評価ができないことが課題として挙げられている。 The inventors have therefore invented a completely non-destructive method for evaluating the degree of corrosion of rebars in concrete, known as the DHz method, to solve the above problems (Patent Application No. 2020-83852). The DHz method evaluates the presence or absence of corrosion in a relative value within a certain measurement surface of a concrete structure. Therefore, the presence or absence of corrosion can only be evaluated within the area where the rebars embedded in the concrete structure are connected inside the concrete structure, and an issue is that it is not possible to evaluate in a different measurement range where the embedded rebars are not connected.

そこで、本発明は、コンクリート構造物の測定面に設置される電極と対極の電極配置を工夫することで腐食速度の推定に用いられるインピーダンススペクトルを算出することができ、コンクリート中鉄筋のインピーダンススペクトルが得られることにより腐食の有無を絶対値で評価することが可能となる。その結果、前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋がコンクリート構造物内部でつながっていない状況においても、鉄筋の腐食の有無を評価することができ、さらには、例えば2つの異なるコンクリート構造物に埋設された鉄筋同士の腐食状態を比較検討することも可能となる。
In the present invention, the impedance spectrum used to estimate the corrosion rate can be calculated by devising the arrangement of the electrode and the counter electrode on the measurement surface of the concrete structure, and the impedance spectrum of the reinforcing bar in the concrete can be obtained, making it possible to evaluate the presence or absence of corrosion in absolute values. As a result, even in a situation where the reinforcing bars embedded in the concrete structure are not connected inside the concrete structure, the presence or absence of corrosion of the reinforcing bars can be evaluated, and further, it becomes possible to compare and examine the corrosion states of the reinforcing bars embedded in, for example, two different concrete structures.

特願2020-83852号Patent Application No. 2020-83852 特開2019-105513号公報JP 2019-105513 A

かくして、本発明は前記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、非破壊検査であっても、コンクリート構造物内に埋設された鉄筋の腐食箇所推定が容易となり、また、コンクリートの状態によって鉄筋腐食有無あるいは腐食箇所の判定を誤りにくく、また埋設鉄筋との電気的導通を得るためにドリルなどでコンクリート構造物を局所的に破壊する必要がなく、コンクリート中鉄筋のインピーダンススペクトルに基づき鉄筋の腐食有無を絶対値で評価でき、その結果、例えば埋設鉄筋がつながっていない状況下においても鉄筋の腐食有無を評価できるコンクリート中鉄筋の腐食箇所検出装置を提供することを目的とする。
Thus, the present invention has been devised to address the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a corrosion detection device for reinforcing bars in concrete that makes it easy to estimate the locations of corrosion of reinforcing bars buried in a concrete structure even by non-destructive testing, is less likely to misjudge the presence or absence of reinforcing bar corrosion or the locations of corrosion depending on the state of the concrete, does not require locally destroying the concrete structure with a drill or the like to establish electrical continuity with the buried reinforcing bars, and can evaluate the presence or absence of reinforcing bar corrosion in absolute values based on the impedance spectrum of the reinforcing bars in concrete, and as a result, can evaluate the presence or absence of reinforcing bar corrosion even in situations where, for example, the buried reinforcing bars are not connected.

本発明は、
コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とし、
または、
コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向一方側に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向他方側に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とするものである。
The present invention relates to
a measurement section including a measurement electrode disposed on a measurement surface of a concrete structure and a first counter electrode disposed on the measurement surface in contact with an outer peripheral surface of the measurement electrode, and capable of measuring the electric potential of the concrete structure;
a reference electrode that is installed at a predetermined distance in the horizontal direction from the measurement unit and that can measure a reference potential of the concrete structure;
A second counter electrode installed at a predetermined distance from the measurement unit in the horizontal direction;
an AC power source that is installed between the measurement unit and the second counter electrode and that has a high-frequency AC current and a low-frequency AC current that are applied between the first counter electrode and the second counter electrode;
a current measuring device for measuring a value of a current passed between the first counter electrode and the second counter electrode;
a potential difference meter that is installed between the measurement unit and the reference electrode and measures a potential difference between a measured potential substantially below the measurement unit and a reference potential of the concrete structure by the measurement electrode and the reference electrode;
The impedance approximately below the measurement portion is obtained from the current value and potential difference value measured by the current measuring device and potential difference measuring device when the AC current is passed through the measurement portion, and the corrosion location of the reinforcing steel embedded in the concrete structure can be detected from the obtained impedance.
It is characterized by:
or
a measurement section including a measurement electrode disposed on a measurement surface of a concrete structure and a first counter electrode disposed on the measurement surface in contact with an outer peripheral surface of the measurement electrode, and capable of measuring the electric potential of the concrete structure;
a reference electrode that is installed at a predetermined distance from the measurement unit on one side in the horizontal direction and that can measure a reference potential of the concrete structure;
A second counter electrode is installed at a predetermined interval from the measurement unit on the other side in the horizontal direction;
an AC power source that is installed between the measurement unit and the second counter electrode and that has a high-frequency AC current and a low-frequency AC current that are applied between the first counter electrode and the second counter electrode;
a current measuring device for measuring a value of a current passed between the first counter electrode and the second counter electrode;
a potential difference meter that is installed between the measurement unit and the reference electrode and measures a potential difference between a measured potential substantially below the measurement unit and a reference potential of the concrete structure by the measurement electrode and the reference electrode;
The impedance approximately below the measurement portion is obtained from the current value and potential difference value measured by the current measuring device and potential difference measuring device when the AC current is passed through the measurement portion, and the corrosion location of the reinforcing steel embedded in the concrete structure can be detected from the obtained impedance.
It is characterized by the above.

本発明によれば、非破壊検査であっても、コンクリート構造物内に埋設された鉄筋の腐食箇所推定が容易となり、また、コンクリートの状態によって鉄筋腐食有無あるいは腐食箇所の判定を誤りにくく、また埋設鉄筋との電気的導通を得るためにドリルなどでコンクリート構造物を局所的に破壊する必要がなく、コンクリート中鉄筋のインピーダンススペクトルに基づき鉄筋の腐食有無を絶対値で評価でき、その結果、例えば埋設鉄筋がつながっていない状況下においても鉄筋の腐食有無を評価できるとの効果を奏する。
According to the present invention, even with non-destructive testing, it is easy to estimate the location of corrosion of reinforcing bars buried in a concrete structure, and it is less likely to misjudge the presence or absence of reinforcing bar corrosion or the location of corrosion depending on the state of the concrete. It is also not necessary to locally destroy the concrete structure with a drill or the like to establish electrical continuity with the buried reinforcing bars, and the presence or absence of corrosion of the reinforcing bars can be evaluated in absolute values based on the impedance spectrum of the reinforcing bars in the concrete. As a result, it is possible to evaluate the presence or absence of corrosion of the reinforcing bars even in situations where the buried reinforcing bars are not connected, for example.

本発明の測定基本原理を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the basic principle of measurement according to the present invention. 従来の測定方法に関する測定概要を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an outline of measurement according to a conventional measurement method. 実験例に使用する試験体の寸法と配筋を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the dimensions and reinforcement of the test specimen used in the experimental example. 従来の測定方法を用いて行ったコンクリート試験体の測定結果を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating measurement results of a concrete test specimen performed using a conventional measurement method. 本発明の測定方法に関する測定概要を説明する説明図(1)である。FIG. 1 is an explanatory diagram (1) for explaining an outline of the measurement according to the measurement method of the present invention. 本発明の測定方法を用いて行ったコンクリート試験体の測定結果を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the measurement results of a concrete test specimen performed using the measurement method of the present invention. 本発明の測定方法に関する測定概要を説明する説明図(2)である。FIG. 2 is an explanatory diagram (2) for explaining the measurement outline according to the measurement method of the present invention.

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、本発明の測定基本原理を図1に基づき説明する。
図1(a)は、アルカリ性の水溶液に鉄を浸せきし、この状態で、鉄に低周波から高周波の異なる周波数の交流電流を通電し、通電した1時間、10日間、12日間、15日間、20日間、30日間経過後の鉄の電気抵抗を測定した結果を示したインピーダンススペクトルである。そして、前記水溶液には随時塩化ナトリウムを添加し、前記の経過時間ごとに図1(b)に示す塩分濃度にし、鉄の腐食を生じさせるものとした。
The present invention will now be described with reference to examples.
First, the basic principle of measurement according to the present invention will be described with reference to FIG.
Fig. 1(a) shows impedance spectra of iron immersed in an alkaline aqueous solution, and in this state, alternating currents of different frequencies from low to high were passed through the iron, and the electrical resistance of the iron was measured after 1 hour, 10 days, 12 days, 15 days, 20 days, and 30 days. Sodium chloride was added to the aqueous solution as needed to adjust the salt concentration to the values shown in Fig. 1(b) for each of the above-mentioned time periods, causing corrosion of the iron.

図1(a)に基づき鉄の腐食状態に伴う周波数[Hz]と電気抵抗[Ω]の関係について説明する。図1(a)は、横軸が周波数[Hz]、縦軸が電気抵抗[Ω](インピーダンス[kΩ・cm])の両対数グラフで示した図である。 The relationship between frequency [Hz] and electrical resistance [Ω] associated with the corrosion state of iron will be explained with reference to Fig. 1(a), which is a double logarithmic graph with frequency [Hz] on the horizontal axis and electrical resistance [Ω] (impedance [kΩ· cm2 ]) on the vertical axis.

図1(a)に示すように、鉄の電気抵抗[Ω]は、通電する交流電流[A]の周波数[Hz]により異なることが理解できる。そして、周波数による電気抵抗の変化は鉄の腐食が進行するにしたがって小さくなることも理解できる。すなわち、鉄の腐食が生じていない1時間経過後及び10日間経過後の曲線は、該曲線の傾きが大きく、低周波から高周波に周波数を変えるにつれて電気抵抗も大きく変化していることが認められる。一方で、鉄の腐食が最も生じている30日間経過後で塩分濃度1.0Mの場合は、曲線の傾きが最も小さく、低周波から高周波に周波数を変えたとしても電気抵抗の変化は小さな変化であることが認められる。 As shown in Figure 1(a), it can be seen that the electrical resistance of iron [Ω] varies depending on the frequency [Hz] of the alternating current [A] that is passed through it. It can also be seen that the change in electrical resistance with frequency becomes smaller as the corrosion of the iron progresses. That is, the curves after 1 hour and 10 days, when no iron corrosion has occurred, have a steep slope, and it can be seen that the electrical resistance also changes significantly as the frequency is changed from low to high. On the other hand, in the case of a salinity of 1.0 M after 30 days, when the greatest amount of iron corrosion has occurred, the slope of the curve is the smallest, and it can be seen that the change in electrical resistance is small even when the frequency is changed from low to high.

この結果から、鉄の腐食が生じていない健全な場合は、周波数による電気抵抗の変化が大きくなるのに対し、鉄が腐食している場合は、周波数による電気抵抗の変化は小さくなることが認められる。 From these results, it can be seen that when the iron is healthy and not corroded, the change in electrical resistance due to frequency is large, whereas when the iron is corroded, the change in electrical resistance due to frequency is small.

したがって、図1に示すように、様々な周波数の交流電流に対応する電気抵抗をプロットした図を作成し、低周波から高周波に周波数を変化させた際の電気抵抗の変化を測定すれば鉄の腐食箇所が認識できるものとなる。 Therefore, as shown in Figure 1, by creating a graph plotting electrical resistance corresponding to alternating current of various frequencies and measuring the change in electrical resistance when the frequency is changed from low frequency to high frequency, it is possible to identify areas of iron corrosion.

ところで、電気抵抗の取得方法は、コンクリート表面から鉄筋5中に所定の周波数の交流電流を印加し、その印加したときの鉄筋5中からコンクリート表面間の電位差変化を得て、オームの法則により、電気抵抗とする。 The method for obtaining electrical resistance is to apply an alternating current of a specified frequency from the surface of the concrete into the reinforcing bar 5, obtain the change in potential difference between the reinforcing bar 5 and the surface of the concrete when the current is applied, and use Ohm's law to obtain the electrical resistance.

ここで、前記電気抵抗を測定する上で、コンクリート表面からのかぶり部分のコンクリートと埋設鉄筋5とが接している部分(界面部分)の電気抵抗が重要な要因となる。この界面部分の電気抵抗が大きいか、あるいは小さいかによって、埋設鉄筋5の腐食有無を判断することができるためである。 Here, when measuring the electrical resistance, the electrical resistance of the interface between the concrete covering the concrete surface and the buried rebar 5 is an important factor. Whether the electrical resistance of the interface is high or low can be used to determine whether the buried rebar 5 is corroded or not.

前記界面部分の電気抵抗を得る方法について簡単に説明する。
まず、界面部分の電気抵抗は、高周波の交流電流を印加した場合には該電気抵抗がゼロの状態となる特性がある。そのため、高周波の交流電流を印加した場合は、前記かぶり部分のコンクリートだけの電気抵抗を得ることができるのである。そして、印加する周波数を高周波から低周波に変化していくにつれて、前記界面部分の電気抵抗が徐々に発現し、最終的には、前記かぶり部分のコンクリートの電気抵抗と前記界面部分の電気抵抗との和が低周波の交流電流を印加したときに得られる電気抵抗となる。そのため、低周波の交流電流を印加したときの電気抵抗と、高周波の交流電流を印加したときの電気抵抗との差をとれば、前記界面部分だけ電気抵抗を得ることができるのである。
A method for obtaining the electrical resistance of the interface will be briefly described below.
First, the electrical resistance of the interface has a characteristic that the electrical resistance becomes zero when a high-frequency alternating current is applied. Therefore, when a high-frequency alternating current is applied, the electrical resistance of only the concrete of the cover portion can be obtained. Then, as the applied frequency is changed from high to low, the electrical resistance of the interface portion gradually appears, and finally, the sum of the electrical resistance of the concrete of the cover portion and the electrical resistance of the interface portion becomes the electrical resistance obtained when a low-frequency alternating current is applied. Therefore, by taking the difference between the electrical resistance when a low-frequency alternating current is applied and the electrical resistance when a high-frequency alternating current is applied, the electrical resistance of only the interface portion can be obtained.

これにより、埋設鉄筋5の腐食有無、場合によっては埋設鉄筋5の腐食状態まで判断することが可能となる。従来法では、これら測定においては埋設鉄筋5との導通を要するが、本手法では不要であることが特徴である。 This makes it possible to determine whether or not the buried rebar 5 is corroded, and in some cases even the state of corrosion of the buried rebar 5. Conventional methods require electrical continuity with the buried rebar 5 for these measurements, but this method is unique in that it does not require this.

次に、従来の電気抵抗の測定方法について図2に基づいて説明する。
従来の測定方法において使用される使用機器は、測定照合電極である測定電極7、該測定電極7の外周面に当接して設けられた第一対極3を使用する。また、高周波及び低周波の交流電流など周波数の異なる交流電流を通電できる交流電源9、例えば電流計などが用いられる電流測定器10、例えば電位差計などが用いられる電位差測定器11が必要となる。
Next, a conventional method for measuring electrical resistance will be described with reference to FIG.
The equipment used in the conventional measurement method includes a measurement electrode 7, which is a measurement reference electrode, and a first counter electrode 3 provided in contact with the outer peripheral surface of the measurement electrode 7. In addition, an AC power source 9 capable of supplying AC currents of different frequencies, such as high-frequency and low-frequency AC currents, a current measuring device 10 such as an ammeter, and a potential difference measuring device 11 such as a potentiometer are required.

コンクリート構造物1表面、すなわち測定面2に前記測定電極7を設置し、該測定電極7の外周面に当接して前記第一対極3を測定面2に設置する。前記測定電極7と第一対極3から構成された測定部6の測定箇所を変えて測定を行う。 The measurement electrode 7 is placed on the surface of the concrete structure 1, i.e., on the measurement surface 2, and the first counter electrode 3 is placed on the measurement surface 2 in contact with the outer peripheral surface of the measurement electrode 7. Measurements are performed by changing the measurement location of the measurement unit 6 composed of the measurement electrode 7 and the first counter electrode 3.

そして、従来の測定方法では、コンクリート構造物1に埋設された鉄筋5との電気的導通を得るために、コンクリート構造物1表面からコンクリート内部に向かって局所的に例えばドリルなどで孔をあける必要がある。穿孔後、その孔からコンクリート内部の鉄筋5と電気的に導通した例えば銅線などの金属線12を配線する。 In the conventional measurement method, in order to obtain electrical continuity with the reinforcing bars 5 embedded in the concrete structure 1, it is necessary to locally drill holes from the surface of the concrete structure 1 toward the inside of the concrete. After drilling, a metal wire 12, such as a copper wire, is wired through the hole so as to be electrically connected to the reinforcing bars 5 inside the concrete.

図2に示すように、前記測定電極7とRE端子(Reference Electrode端子)、第一対極3とCE端子(Counter Electrode端子)、鉄筋5と導通した金属線12とWE(Working Electrode)_V端子およびWE_I端子とを接続しておく。
そして、RE端子とWE_V端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち、前記測定電極7と埋設鉄筋5と導通した金属線12とを接続する。また、前記RE端子とWE_V端子間には、電位差測定器11を接続して設置する。
そして、CE端子とWE_I端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち第一対極3と埋設鉄筋5と導通した金属線12とを接続する。前記CE端子とWE_I端子間には、交流電源9と電流測定器10とを接続して設置する。
次いで、CE端子とWE_I端子間に、例えば、周波数0.01Hz~100Hz範囲の低周波電流及び高周波交流電流を連続的に印加する。
As shown in FIG. 2, the measurement electrode 7 is connected to an RE (Reference Electrode) terminal, the first counter electrode 3 is connected to a CE (Counter Electrode) terminal, and the metal wire 12 electrically connected to the reinforcing bar 5 is connected to a WE (Working Electrode)_V terminal and a WE_I terminal.
Then, the RE terminal and the WE_V terminal are connected by a measurement cable or the like, that is, the measurement electrode 7 is connected to the metal wire 12 that is conductive with the buried rebar 5. In addition, a potential difference meter 11 is connected and installed between the RE terminal and the WE_V terminal.
Then, the CE terminal and the WE_I terminal are connected by a measurement cable or the like, that is, the first counter electrode 3 is connected to the metal wire 12 that is conductive with the buried rebar 5. An AC power source 9 and a current measuring device 10 are connected and installed between the CE terminal and the WE_I terminal.
Next, a low frequency current and a high frequency AC current, for example, in the frequency range of 0.01 Hz to 100 Hz, are continuously applied between the CE terminal and the WE_I terminal.

前述の測定であるが、電流測定器10によってCE端子・WE_I端子間に流れる電流データをそれぞれの周波数の交流電流(Iobs)毎に取得する。なお、交流電流の振幅の目安は、後述する電位差(Vobs)の振幅が50mVとなる程度であることが好ましい。 In the above-mentioned measurement, the current measuring device 10 obtains the current data flowing between the CE terminal and the WE_I terminal for each AC current (Iobs) of each frequency. It is preferable that the amplitude of the AC current is approximately 50 mV, which is the amplitude of the potential difference (Vobs) described below.

次いで、前記CE端子とWE_I端子間に低周波電流あるいは高周波交流電流を通電している状態において、前記RE端子とWE_V端子間の電位差を測定する。前記RE端子とWE_V端子間の電位差は、前記電位差測定器11によって測定され、前記測定された電位差は測定部6付近の電位データとなる。 Next, while a low-frequency current or a high-frequency AC current is flowing between the CE terminal and the WE_I terminal, the potential difference between the RE terminal and the WE_V terminal is measured. The potential difference between the RE terminal and the WE_V terminal is measured by the potential difference meter 11, and the measured potential difference becomes the potential data near the measurement unit 6.

ここで、電位データの測定であるが、埋設鉄筋5の電位は測定中には変化しない。そのため、埋設鉄筋5の電位を基準として、測定面2に設置した測定部6、すなわち測定電極7が測定面2と接しているコンクリート構造物1表面の電位との電位差を測定するのである。 Here, the potential data is measured, but the potential of the buried rebar 5 does not change during the measurement. Therefore, the potential of the buried rebar 5 is used as a reference, and the measurement unit 6 installed on the measurement surface 2, i.e., the measurement electrode 7, measures the potential difference between the potential of the buried rebar 5 and the potential of the surface of the concrete structure 1 that is in contact with the measurement surface 2.

下記に示した数式(1)により、前記測定により取得した電位差(Vobs)を印加交流電流(Iobs)で除すことで、インピーダンスが得られる測定結果(Zobs)となる。
Zobs = Vobs / Iobs ・・・(1)
各周波数の交流電流(Iobs)毎に、測定結果(Zobs)を算出し、インピーダンススペクトルを取得する。
The potential difference (Vobs) obtained by the measurement is divided by the applied AC current (Iobs) according to the following formula (1), to obtain the measurement result (Zobs) which is the impedance.
Zobs = Vobs / Iobs ... (1)
For each frequency of AC current (Iobs), the measurement result (Zobs) is calculated to obtain the impedance spectrum.

ここで、従来の測定方法手順に基づいた実験の一例を示す。コンクリート中鉄筋の腐食を測定するコンクリート構造物1として、一例を挙げれば、図6に示すものが実験例として挙げられる。図3(a)はコンクリート試験体の平面図、図3(b)はコンクリート試験体の右側面図、図3(c)はコンクリート試験体の正面図を表している。また、コンクリート試験体の水平方向の長さをX、該Xに対して垂直な水平方向の長さをY、該XとYに垂直な鉛直方向の長さをZとしている。本実験例においては、コンクリート試験体の寸法をX:1600mm×Y:1600mm×Z:100mmのものが使用されている(図3参照)。 Here, an example of an experiment based on the conventional measurement method procedure is shown. As an example of a concrete structure 1 for measuring corrosion of reinforcing bars in concrete, the one shown in Figure 6 is used as an experimental example. Figure 3(a) shows a plan view of the concrete specimen, Figure 3(b) shows a right side view of the concrete specimen, and Figure 3(c) shows a front view of the concrete specimen. The horizontal length of the concrete specimen is X, the horizontal length perpendicular to X is Y, and the vertical length perpendicular to X and Y is Z. In this experimental example, a concrete specimen with dimensions of X: 1600 mm x Y: 1600 mm x Z: 100 mm is used (see Figure 3).

そして、 第一鉄筋のかぶりが50mmで、第二鉄筋のかぶりが69mmとなるように、鉄筋5を縦方向と横方向に15本ずつ、例えば格子状に配筋してある。なお、本実験例においては、φ19mm×1600mmの鉄筋5を用いている。 The reinforcing bars 5 are arranged, for example, in a grid pattern, with 15 bars each in the vertical and horizontal directions, so that the cover of the first reinforcing bar is 50 mm and the cover of the second reinforcing bar is 69 mm. In this experimental example, reinforcing bars 5 measuring φ19 mm x 1600 mm are used.

本実験例では、埋設鉄筋5の全面を腐食させた腐食試験体と、埋設鉄筋5の全面が腐食していない非腐食試験体の2種類のコンクリート試験体を用意した。なお、腐食試験体で用いた鉄筋5は、コンクリートに埋設する前に大気中で3%の塩水を噴霧し腐食させたものである。また、鉄筋5同士は溶接で電気的に短絡し、鉄筋5の端部箇所に測定用のリード線(金属線12)を接続して測定を行った。 In this experimental example, two types of concrete specimens were prepared: a corrosion test specimen in which the entire surface of the buried rebar 5 was corroded, and a non-corroded test specimen in which the entire surface of the buried rebar 5 was not corroded. The rebars 5 used in the corrosion test specimens were corroded by spraying them with 3% salt water in the atmosphere before being embedded in concrete. The rebars 5 were electrically shorted together by welding, and measurements were performed by connecting measurement lead wires (metal wires 12) to the ends of the rebars 5.

本実験例における測定位置、すなわち測定部6の設置位置は、X:150mm×Y:150mm×Z:100mmとした場合の、各コンクリート試験体の測定結果を図4に示す。
図4は、各周波数の交流電流(Iobs)を印加毎に、電位差(Vobs)を取得し、数式(1)を用いて、測定結果(Zobs)、すなわちインピーダンスを算出し、算出したインピーダンスを基にインピーダンススペクトルを得たプロット図である。なお、縦軸は虚部[Ω]を、横軸は実部[Ω]を示している。
The measurement position in this experimental example, that is, the installation position of the measuring unit 6, was X: 150 mm x Y: 150 mm x Z: 100 mm. The measurement results of each concrete specimen are shown in FIG.
Fig. 4 is a plot diagram showing the impedance spectrum obtained by obtaining the potential difference (Vobs) for each frequency of AC current (Iobs) and calculating the measurement result (Zobs), i.e., impedance, using formula (1). The vertical axis shows the imaginary part [Ω] and the horizontal axis shows the real part [Ω].

図4から、各コンクリート試験体(非腐食試験体及び腐食試験体)において得られたスペクトルと横軸実部[Ω]との交点はコンクリート抵抗を表している。非腐食試験体のコンクリート抵抗は300[Ω]程度であるのに対し、腐食試験体のコンクリート抵抗は550[Ω]程度であることがプロット図から読み取れる。また、鉄筋5の腐食状態は、スペクトルの立ち上がりから考察することができるが、腐食試験体のスペクトルの方が非腐食試験体のスペクトルよりもスペクトルの立ち上がりが小さくなっている(図4参照)。したがって、図4の結果からスペクトルの立ち上がりが小さければ、埋設鉄筋5が腐食していると判別することができるのである。 From Figure 4, the intersection of the spectrum obtained for each concrete test specimen (non-corroded and corroded test specimens) with the real part of the horizontal axis [Ω] represents the concrete resistance. It can be seen from the plot that the concrete resistance of the non-corroded test specimen is approximately 300 [Ω], while the concrete resistance of the corroded test specimen is approximately 550 [Ω]. Furthermore, the state of corrosion of the reinforcing bar 5 can be considered from the rise of the spectrum, and the rise of the spectrum of the corroded test specimen is smaller than that of the non-corroded test specimen (see Figure 4). Therefore, from the results in Figure 4, if the rise of the spectrum is small, it can be determined that the buried reinforcing bar 5 is corroded.

次に、本発明の測定概要につき図5などを参照して説明する。
本発明の測定方法において使用される使用機器は、測定照合電極である測定電極7、該測定電極7の外周面に当接して設けられた第一対極3、基準照合電極である基準電極8、第二対極4を使用する。また、高周波及び低周波の交流電流など周波数の異なる交流電流を通電できる交流電源9、例えば電流計などが用いられる電流測定器10、例えば電位差計などが用いられる電位差測定器11が必要となる。
Next, an outline of the measurement according to the present invention will be described with reference to FIG.
The devices used in the measurement method of the present invention include a measurement electrode 7 which is a measurement reference electrode, a first counter electrode 3 provided in contact with the outer peripheral surface of the measurement electrode 7, a reference electrode 8 which is a reference electrode, and a second counter electrode 4. In addition, an AC power source 9 capable of supplying AC currents of different frequencies such as high and low frequency AC currents, a current measuring device 10 such as an ammeter, and a potential difference measuring device 11 such as a potentiometer are required.

コンクリート構造物1表面、すなわち測定面2に前記測定電極7を設置し、該測定電極7の外周面に第一対極3を当接した状態で測定面2上に設置する。前記測定電極7と第一対極3から構成されている測定部6の設置箇所を変えて測定を行う。 The measurement electrode 7 is placed on the surface of the concrete structure 1, i.e., on the measurement surface 2, and the first counter electrode 3 is placed on the measurement surface 2 with the outer circumferential surface of the measurement electrode 7 in contact with it. Measurements are performed by changing the installation location of the measurement unit 6, which is composed of the measurement electrode 7 and the first counter electrode 3.

次いで、本発明の電極配置について説明する。
まず、コンクリート構造物1の基準電位を測定できる基準電極8が前記測定部6から所定の間隔をあけて設置される。そして、前記測定部6及び前記基準電極8からそれぞれ所定の間隔以上あけて、第二対極4が設置される。前記基準電極8は、前記測定部6を構成する第一対極3と第二対極4間に通電する電流の影響を受けない位置に設置する必要がある。
Next, the electrode arrangement of the present invention will be described.
First, a reference electrode 8 capable of measuring the reference potential of the concrete structure 1 is installed at a predetermined distance from the measuring unit 6. Then, a second counter electrode 4 is installed at a predetermined distance or more from the measuring unit 6 and the reference electrode 8. The reference electrode 8 needs to be installed at a position where it is not affected by the current flowing between the first counter electrode 3 and the second counter electrode 4 that constitute the measuring unit 6.

前記測定部6を構成する測定電極7は、前記第一対極3と第二対極4間に交流電流を通電したときの、コンクリート構造物1表面、すなわち測定面2から埋設鉄筋5中の電位を測定している。そして、基準電極8はコンクリート構造物1表面の電位を測定している。ここで、前記第一対極3と第二対極4間に通電する電流の影響を全く受けない位置に電極が設置されているときは、埋設鉄筋5中の電位と同等の電位とみなすことができる。そのため、前記基準電極8は、前記通電する電流の影響を受けない位置に設置されていることから埋設鉄筋5と同様に扱うことができるのである。これにより、従来法では、これら測定においては埋設鉄筋5との電気的導通を要するが、本発明は埋設鉄筋5と電気的導通を得る必要がないのである。 The measuring electrode 7 constituting the measuring section 6 measures the potential in the buried rebar 5 from the surface of the concrete structure 1, i.e., the measuring surface 2, when an alternating current is passed between the first counter electrode 3 and the second counter electrode 4. The reference electrode 8 measures the potential on the surface of the concrete structure 1. Here, when the electrode is installed in a position that is not affected at all by the current passing between the first counter electrode 3 and the second counter electrode 4, it can be considered to be the same potential as the potential in the buried rebar 5. Therefore, since the reference electrode 8 is installed in a position that is not affected by the current passing therethrough, it can be treated the same as the buried rebar 5. As a result, while conventional methods require electrical continuity with the buried rebar 5 for these measurements, the present invention does not require electrical continuity with the buried rebar 5.

図5は、本発明の電極配置の一例を示している。図5から理解されるとおり、コンクリート構造物1の基準電位を測定できる基準電極8を前記測定部6から水平方向の一方側に所定の間隔をあけて測定面2上に設置されている。そして、前記測定部6から水平方向他方側、つまり前記測定部6を挟んで前記基準電極8と反対側に、前記測定部6から所定の間隔をあけて第二対極4が設置される。なお、図5では図面に向かって測定部6の右側に基準電極8を、測定部6の左側に第二対極4を設置しているが、基準電極8が左側、第二対極4が右側となるように配置しても問題ない。 Figure 5 shows an example of the electrode arrangement of the present invention. As can be seen from Figure 5, a reference electrode 8 capable of measuring the reference potential of the concrete structure 1 is installed on the measurement surface 2 at a predetermined distance on one side of the horizontal direction from the measurement unit 6. A second counter electrode 4 is installed at a predetermined distance from the measurement unit 6 on the other side of the horizontal direction from the measurement unit 6, that is, on the opposite side of the measurement unit 6 to the reference electrode 8. Note that in Figure 5, the reference electrode 8 is installed to the right of the measurement unit 6 and the second counter electrode 4 is installed to the left of the measurement unit 6, but there is no problem if the reference electrode 8 is installed on the left side and the second counter electrode 4 is installed on the right side.

また、図5に示すように直線状に電極配置する他に、例えば図7に示すように上から見て略L字状となるように電極を設置することも考えられる。測定面2上に、測定部6から垂直な水平方向に所定の間隔を空けて基準電極8(あるいは第二対極4)を設置し、前記測定部6から水平方向に所定の間隔をあけて第二対極4(あるいは基準電極8)を設置する電極配置である。前記略L字状に電極を配置する場合においても、基準電極8は、第一対極3と第二対極4間に通電する電流の影響を受けない位置に設置する必要があるため、前記基準電極8と前記第二対極4間は離れた位置に互いを設置する必要がある。 In addition to arranging the electrodes in a straight line as shown in FIG. 5, it is also possible to arrange the electrodes so that they are approximately L-shaped when viewed from above as shown in FIG. 7. This is an electrode arrangement in which a reference electrode 8 (or a second counter electrode 4) is arranged on the measurement surface 2 at a predetermined distance in the horizontal direction perpendicular to the measurement unit 6, and a second counter electrode 4 (or a reference electrode 8) is arranged at a predetermined distance in the horizontal direction from the measurement unit 6. Even when arranging the electrodes in the approximately L shape, the reference electrode 8 needs to be arranged at a position that is not affected by the current flowing between the first counter electrode 3 and the second counter electrode 4, so the reference electrode 8 and the second counter electrode 4 need to be arranged at a distance from each other.

ところで、測定部6と基準電極8間の所定の間隔、いわゆる離間距離は、測定面2から埋設鉄筋5の埋設深さ、コンクリート強度、コンクリートの含水率などがコンクリートを通る電流に影響を及ぼすため、測定するコンクリート構造物1ごとに応じて前記測定部6と基準電極8間の離間距離を長くしたり、短くしたりすることにより正確な測定結果を取得することができ、埋設鉄筋5の腐食を判断できるのである。これは、測定部6と第二対極4間の離間距離についても同様である。 The specified distance between the measuring unit 6 and the reference electrode 8, the so-called separation distance, is affected by the depth of the buried rebar 5 from the measuring surface 2, the concrete strength, the water content of the concrete, etc., which affect the current passing through the concrete. Therefore, accurate measurement results can be obtained by lengthening or shortening the separation distance between the measuring unit 6 and the reference electrode 8 depending on each concrete structure 1 being measured, and the corrosion of the buried rebar 5 can be determined. The same applies to the separation distance between the measuring unit 6 and the second counter electrode 4.

これにより、前記測定部6から所定の間隔をあけて基準電極8及び第二対極4を配置することで、従来の測定方法のようにコンクリート構造物1に局所的に例えば孔をあけるような破壊が不要となる。つまり、前記基準電極8と前記第二対極4が、従来の埋設鉄筋5との電気的導通のかわりとなるのである。これは、本発明の特徴の一つである。 As a result, by placing the reference electrode 8 and the second counter electrode 4 at a predetermined distance from the measuring unit 6, it is no longer necessary to locally destroy the concrete structure 1, for example by drilling a hole, as in conventional measuring methods. In other words, the reference electrode 8 and the second counter electrode 4 serve as a substitute for electrical continuity with the buried rebar 5 in the conventional method. This is one of the features of the present invention.

次に、本発明の測定手順につき説明する。
まず、図5に示すように、測定部6を構成する測定電極7にRE端子を、第一対極3にCE端子をそれぞれ接続しておく。さらに、基準電極8にWE_V端子を、第二対極4にWE_I端子をそれぞれ接続しておく。
その後、RE端子とWE_V端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち、前記測定電極7と基準電極8とを接続する。また、前記RE端子とWE_V端子間には、電位差測定器11を接続して設置する。
そして、CE端子とWE_I端子とを測定用ケーブルなどで接続、すなわち第一対極3と第二対極4とを接続する。前記CE端子とWE_I端子間には、交流電源9と電流測定器10がそれぞれ接続されて設置されている。
次いで、CE端子とWE_I端子間に、例えば周波数0.01Hz~100Hz範囲の低周波電流及び高周波交流電流を連続的に印加する。
Next, the measurement procedure of the present invention will be described.
5, the RE terminal is connected to the measurement electrode 7 constituting the measurement unit 6, and the CE terminal is connected to the first counter electrode 3. Furthermore, the WE_V terminal is connected to the reference electrode 8, and the WE_I terminal is connected to the second counter electrode 4.
Thereafter, the RE terminal and the WE_V terminal are connected by a measurement cable or the like, that is, the measurement electrode 7 is connected to the reference electrode 8. In addition, a potential difference meter 11 is connected and installed between the RE terminal and the WE_V terminal.
Then, the CE terminal and the WE_I terminal are connected by a measurement cable or the like, that is, the first counter electrode 3 and the second counter electrode 4 are connected. An AC power source 9 and a current measuring device 10 are connected and installed between the CE terminal and the WE_I terminal, respectively.
Next, a low frequency current and a high frequency AC current, for example, in the frequency range of 0.01 Hz to 100 Hz, are continuously applied between the CE terminal and the WE_I terminal.

前述の測定であるが、電流測定器10によってCE端子・WE_I端子間に流れる電流データをそれぞれの周波数の交流電流(Iobs)毎に取得する。なお、交流電流の振幅の目安は、後述する電位差(Vobs)の振幅が50mVとなる程度であることが好ましい。 In the above-mentioned measurement, the current measuring device 10 obtains the current data flowing between the CE terminal and the WE_I terminal for each AC current (Iobs) of each frequency. It is preferable that the amplitude of the AC current is approximately 50 mV, which is the amplitude of the potential difference (Vobs) described below.

次いで、前記CE端子とWE_I端子間に低周波電流あるいは高周波交流電流を通電している状態において、前記RE端子とWE_V端子間の電位差を測定する。前記RE端子とWE_V端子間の電位差は、前記電位差測定器11によって測定され、前記測定された電位差は測定部6付近の電位データとなる。 Next, while a low-frequency current or a high-frequency AC current is flowing between the CE terminal and the WE_I terminal, the potential difference between the RE terminal and the WE_V terminal is measured. The potential difference between the RE terminal and the WE_V terminal is measured by the potential difference meter 11, and the measured potential difference becomes the potential data near the measurement unit 6.

ここで、電位データの測定であるが、基準電極8が接しているコンクリート表面の電位は測定中には変化しないため、前記基準電極8の電位を基準として、測定面2に設置した測定部6、すなわち測定電極7が前記測定面2に接しているコンクリート構造物1表面の電位から電位差を測定するのである。 Here, in measuring the potential data, the potential of the concrete surface to which the reference electrode 8 is in contact does not change during measurement, so the potential difference is measured from the potential of the concrete structure 1 surface to which the measurement electrode 7 is in contact with the measurement surface 2, using the potential of the reference electrode 8 as a reference.

下記に示した数式(1)から、前記測定により取得した電位差(Vobs)を印加交流電流(Iobs)で除すことで、インピーダンスが得られる測定結果(Zobs)、となる。なお、数式(1)で算出されるインピーダンスは、絶対値で算出される数値である。
Zobs = Vobs / Iobs ・・・(1)
各周波数の交流電流(Iobs)毎に、測定結果(Zobs)を算出し、インピーダンススペクトルを取得する。
The potential difference (Vobs) obtained by the measurement is divided by the applied AC current (Iobs) to obtain the measurement result (Zobs) of impedance according to the following formula (1). Note that the impedance calculated by formula (1) is an absolute value.
Zobs = Vobs / Iobs ... (1)
For each frequency of AC current (Iobs), the measurement result (Zobs) is calculated to obtain the impedance spectrum.

ここで、本発明の測定方法に基づいた実験の一例を示す。なお、本実験例に用いられる2種試験体の寸法及び配筋条件は、先述した従来の測定方法に基づく実験の一例と同様である。 Here, we present an example of an experiment based on the measurement method of the present invention. Note that the dimensions and reinforcement conditions of the two types of test specimens used in this example are the same as those in the example of an experiment based on the conventional measurement method described above.

すなわち、コンクリート中鉄筋の腐食を測定するコンクリート構造物1として、一例を挙げれば、図3に示すものが実験例として挙げられる。図3から理解されるとおり、コンクリート試験体の水平方向の長さをX、該Xに対して垂直な水平方向の長さをY、該XとYに垂直な鉛直方向の長さをZとしている。本実験例においては、コンクリート試験体の寸法をX:1600mm×Y:1600mm×Z:100mmのものが使用されている(図3参照)。 In other words, as an example of a concrete structure 1 for measuring corrosion of reinforcing bars in concrete, the one shown in Figure 3 can be used as an experimental example. As can be seen from Figure 3, the horizontal length of the concrete specimen is X, the horizontal length perpendicular to X is Y, and the vertical length perpendicular to X and Y is Z. In this experimental example, a concrete specimen with dimensions of X: 1600 mm x Y: 1600 mm x Z: 100 mm is used (see Figure 3).

そして、 第一鉄筋のかぶりが50mmで、第二鉄筋のかぶりが69mmとなるように、鉄筋5を縦方向と横方向に15本ずつ、例えば格子状に配筋してある。なお、本実験例においては、φ19mm×1600mmの鉄筋5を用いている。 The reinforcing bars 5 are arranged, for example, in a grid pattern, with 15 bars each in the vertical and horizontal directions, so that the cover of the first reinforcing bar is 50 mm and the cover of the second reinforcing bar is 69 mm. In this experimental example, reinforcing bars 5 measuring φ19 mm x 1600 mm are used.

本実験例では、埋設鉄筋5の全面を腐食させた腐食試験体と、埋設鉄筋5の全面が腐食していない非腐食試験体の2種類のコンクリート試験体を用意した。なお、腐食試験体で用いた鉄筋5は、コンクリートに埋設する前に大気中で3%の塩水を噴霧し腐食させたものである。また、鉄筋5同士は溶接で電気的に短絡している。 In this experimental example, two types of concrete specimens were prepared: a corrosion test specimen in which the entire surface of the buried rebar 5 was corroded, and a non-corroded test specimen in which the entire surface of the buried rebar 5 was not corroded. Note that the rebar 5 used in the corrosion test specimen was corroded by spraying it with 3% salt water in the atmosphere before being embedded in concrete. Furthermore, the rebars 5 were electrically short-circuited by welding.

本実験例における測定位置、すなわち測定部6の設置位置は、X:150mm×Y:150mm×Z:100mmとし、第二対極4はX:150mm×Y:1450mm×Z:100mm位置に設置した。また、基準電極8はX:1450mm×Y:150mm×Z:100mm位置に設置した。これらの電極の配置は、図7に示すとおりである。 The measurement position in this experimental example, i.e., the installation position of the measurement unit 6, was X: 150 mm x Y: 150 mm x Z: 100 mm, and the second counter electrode 4 was installed at a position of X: 150 mm x Y: 1450 mm x Z: 100 mm. The reference electrode 8 was installed at a position of X: 1450 mm x Y: 150 mm x Z: 100 mm. The arrangement of these electrodes is as shown in Figure 7.

本実験例の条件では、前記測定部6と前記第二対極4との所定の間隔、つまり離間距離を1300mmとし、同じく前記測定部6と前記基準電極8との所定の間隔、つまり離間距離を1300mmとした。この離間距離は、コンクリート構造物1の大きさや厚み、鉄筋の数、鉄筋5のかぶり位置、コンクリート強度、コンクリートの弾性係数などが考慮された上で、適宜決定される距離である。 In the conditions of this experimental example, the predetermined distance between the measuring unit 6 and the second counter electrode 4, i.e., the separation distance, was set to 1300 mm, and the predetermined distance between the measuring unit 6 and the reference electrode 8, i.e., the separation distance, was set to 1300 mm. This separation distance is appropriately determined taking into consideration the size and thickness of the concrete structure 1, the number of reinforcing bars, the covering position of the reinforcing bars 5, the concrete strength, the elastic modulus of the concrete, etc.

そして、測定部6を構成する測定電極7にRE端子を、第一対極3にCE端子をそれぞれ接続し、また、基準電極8にWE_V端子を、第二対極4にWE_I端子を接続する。その後、RE端子とWE_V端子とを接続、すなわち、前記測定電極7と基準電極8とを接続する。また、CE端子とWE_I端子とを接続、すなわち第一対極3と第二対極4とを接続する。そして交流電源9と電流測定器10は、前記CE端子とWE_I端子間に設置され、電位差測定器11は、前記RE端子とWE_V端子間に接続されている。 Then, the RE terminal is connected to the measurement electrode 7 constituting the measurement unit 6, the CE terminal is connected to the first counter electrode 3, the WE_V terminal is connected to the reference electrode 8, and the WE_I terminal is connected to the second counter electrode 4. After that, the RE terminal and the WE_V terminal are connected, i.e., the measurement electrode 7 and the reference electrode 8 are connected. The CE terminal and the WE_I terminal are also connected, i.e., the first counter electrode 3 and the second counter electrode 4 are connected. The AC power source 9 and the current meter 10 are then installed between the CE terminal and the WE_I terminal, and the potential difference meter 11 is connected between the RE terminal and the WE_V terminal.

前述した実験例の電極配置に従って得られた各コンクリート試験体の測定結果を図6に示す。なお、図6は本発明による測定結果と共に従来法による測定結果をあわせて表記している。 Figure 6 shows the measurement results of each concrete specimen obtained according to the electrode arrangement of the experimental example described above. Note that Figure 6 shows both the measurement results according to the present invention and the measurement results according to the conventional method.

図6は、第一対極3と第二対極4間に各周波数の交流電流(Iobs)を印加毎に、前記測定電極7と基準電極8間の電位差(Vobs)を取得し、数式(1)を用いて、測定結果(Zobs)、すなわちインピーダンスを算出している。該算出したインピーダンスを基にインピーダンススペクトルをプロットしたプロット図である。なお、縦軸は虚部[Ω]を、横軸は実部[Ω]を示している。 In Fig. 6, the potential difference (Vobs) between the measurement electrode 7 and the reference electrode 8 is obtained each time an AC current (Iobs) of each frequency is applied between the first counter electrode 3 and the second counter electrode 4, and the measurement result (Zobs), i.e., the impedance, is calculated using formula (1). This is a plot diagram in which an impedance spectrum is plotted based on the calculated impedance. The vertical axis indicates the imaginary part [Ω], and the horizontal axis indicates the real part [Ω].

各コンクリート試験体(非腐食試験体及び腐食試験体)において得られたスペクトルと横軸実部[Ω]との交点はコンクリート抵抗を表しているが、両結果とも非腐食試験体のコンクリート抵抗は300[Ω]程度であり、腐食試験体のコンクリート抵抗は550[Ω]程度であるとの結果が得られた。また、スペクトルの立ち上がりから考察できる鉄筋5の腐食状態は、両結果とも非腐食試験体のスペクトルよりも腐食試験体のスペクトルの方がスペクトルの立ち上がりが小さくなっている(図6参照)。 The intersection of the spectrum obtained for each concrete test specimen (non-corroded and corroded test specimens) with the real part of the horizontal axis [Ω] represents the concrete resistance, and in both results, the concrete resistance of the non-corroded test specimen was approximately 300 [Ω], while the concrete resistance of the corroded test specimen was approximately 550 [Ω]. In addition, the state of corrosion of the reinforcing bar 5, which can be inferred from the rise of the spectrum, is such that in both results the rise of the spectrum of the corroded test specimen is smaller than that of the non-corroded test specimen (see Figure 6).

以上から、本発明の測定方法に基づき得られたスペクトルは、従来の方法、つまり埋設鉄筋5に導通させて得られたスペクトルと概ね一致し、コンクリート中鉄筋5との導通することなく、非導通でコンクリート構造物に埋設されたコンクリート中鉄筋5の腐食の有無を評価することができる。また、本発明による測定方法で得られるインピーダンスは、絶対値で算出されるため、仮にコンクリート構造物1に埋設されたコンクリート中鉄筋5がつながっていない状況下においても、測定位置ごとに鉄筋腐食の有無を評価することを可能とするものである。
From the above, the spectrum obtained based on the measurement method of the present invention is roughly consistent with the spectrum obtained by the conventional method, i.e., by connecting the buried rebar 5, and it is possible to evaluate the presence or absence of corrosion of the rebar 5 in concrete buried in a concrete structure in a non-conductive manner without connecting the rebar 5 in concrete. Furthermore, since the impedance obtained by the measurement method of the present invention is calculated as an absolute value, it is possible to evaluate the presence or absence of rebar corrosion for each measurement position even in a situation where the rebar 5 buried in the concrete structure 1 is not connected.

1 コンクリート構造物
2 測定面
3 第一対極
4 第二対極
5 鉄筋
6 測定部
7 測定電極
8 基準電極
9 交流電源
10 電流測定器
11 電位差測定器
12 金属線
Reference Signs List 1 Concrete structure 2 Measurement surface 3 First counter electrode 4 Second counter electrode 5 Reinforcing bar 6 Measurement unit 7 Measurement electrode 8 Reference electrode 9 AC power source 10 Current meter 11 Potential difference meter 12 Metal wire

Claims (2)

コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とするコンクリート中鉄筋の腐食箇所検出装置。
a measurement section including a measurement electrode disposed on a measurement surface of a concrete structure and a first counter electrode disposed on the measurement surface in contact with an outer peripheral surface of the measurement electrode, and capable of measuring the electric potential of the concrete structure;
a reference electrode that is installed at a predetermined distance in the horizontal direction from the measurement unit and that can measure a reference potential of the concrete structure;
A second counter electrode installed at a predetermined distance from the measurement unit in the horizontal direction;
an AC power source that is installed between the measurement unit and the second counter electrode and that has a high-frequency AC current and a low-frequency AC current that are applied between the first counter electrode and the second counter electrode;
a current measuring device for measuring a value of a current passed between the first counter electrode and the second counter electrode;
a potential difference meter that is installed between the measurement unit and the reference electrode and measures a potential difference between a measured potential substantially below the measurement unit and a reference potential of the concrete structure by the measurement electrode and the reference electrode;
The impedance approximately below the measurement portion is obtained from the current value and potential difference value measured by the current measuring device and potential difference measuring device when the AC current is passed through the measurement portion, and the corrosion location of the reinforcing steel embedded in the concrete structure can be detected from the obtained impedance.
A corrosion detection device for reinforcing bars in concrete.
コンクリート構造物の測定面に設置される測定電極と該測定電極の外周面に当接して前記測定面に設置された第一対極とからなり前記コンクリート構造物の電位測定が行える測定部と、
該測定部から水平方向一方側に所定の間隔をあけて設置され、前記コンクリート構造物の基準電位が測定できる基準電極と、
前記測定部から前記水平方向他方側に所定の間隔をあけて設置される第二対極と、
前記測定部と前記第二対極間に設置され、前記第一対極と第二対極間に通電される高周波交流電流と低周波交流電流とを有する交流電源と、
前記第一対極と前記第二対極間に通電された電流値を測定する電流測定器と、
前記測定部と前記基準電極間に設置され、前記測定電極と前記基準電極とにより前記測定部略下側の測定電位と前記コンクリート構造物の基準電位との電位差を計測する電位差測定器と、を有し、
前記電流測定器と電位差測定器での計測で、前記それぞれの交流電流通電時にそれぞれ測定された電流値及び電位差値により前記測定部略下側のインピーダンスが求められ、求められたインピーダンスにより前記コンクリート構造物に埋設された鉄筋の腐食箇所が検出できる、
ことを特徴とするコンクリート中鉄筋の腐食箇所検出装置。

a measurement section including a measurement electrode disposed on a measurement surface of a concrete structure and a first counter electrode disposed on the measurement surface in contact with an outer peripheral surface of the measurement electrode, and capable of measuring the electric potential of the concrete structure;
a reference electrode that is installed at a predetermined distance from the measurement unit on one side in the horizontal direction and that can measure a reference potential of the concrete structure;
A second counter electrode is installed at a predetermined interval from the measurement unit on the other side in the horizontal direction;
an AC power source that is installed between the measurement unit and the second counter electrode and that has a high-frequency AC current and a low-frequency AC current that are applied between the first counter electrode and the second counter electrode;
a current measuring device for measuring a value of a current passed between the first counter electrode and the second counter electrode;
a potential difference meter that is installed between the measurement unit and the reference electrode and measures a potential difference between a measured potential substantially below the measurement unit and a reference potential of the concrete structure by the measurement electrode and the reference electrode;
The impedance approximately below the measurement portion is obtained from the current value and potential difference value measured by the current measuring device and potential difference measuring device when the AC current is passed through the measurement portion, and the corrosion location of the reinforcing steel embedded in the concrete structure can be detected from the obtained impedance.
A corrosion detection device for reinforcing bars in concrete.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013181778A (en) 2012-02-29 2013-09-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Polarization resistance measurement method
JP2019020226A (en) 2017-07-14 2019-02-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Reinforcing steel corrosion evaluation method of reinforcing steel concrete
JP2021032642A (en) 2019-08-21 2021-03-01 一般財団法人電力中央研究所 Buried steel material detection device, buried steel material detection method and buried steel material detection program
JP2021179336A (en) 2020-05-12 2021-11-18 学校法人東京理科大学 Device and method for detecting corrosive part in steel bar of concrete

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013181778A (en) 2012-02-29 2013-09-12 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Polarization resistance measurement method
JP2019020226A (en) 2017-07-14 2019-02-07 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Reinforcing steel corrosion evaluation method of reinforcing steel concrete
JP2021032642A (en) 2019-08-21 2021-03-01 一般財団法人電力中央研究所 Buried steel material detection device, buried steel material detection method and buried steel material detection program
JP2021179336A (en) 2020-05-12 2021-11-18 学校法人東京理科大学 Device and method for detecting corrosive part in steel bar of concrete

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