JPH05203596A - Management of concrete structure - Google Patents

Management of concrete structure

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JPH05203596A
JPH05203596A JP3130039A JP13003991A JPH05203596A JP H05203596 A JPH05203596 A JP H05203596A JP 3130039 A JP3130039 A JP 3130039A JP 13003991 A JP13003991 A JP 13003991A JP H05203596 A JPH05203596 A JP H05203596A
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JP
Japan
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concrete
temperature
mold
image
formwork
Prior art date
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Application number
JP3130039A
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Japanese (ja)
Inventor
Taketo Uomoto
健人 魚本
Tadashi Watabe
正 渡部
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Maeda Corp
Original Assignee
Maeda Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To grasp a placing state and the like of concrete in a mold-mounted condition from the outside by detecting infrared radiation emitted from a mold and the concrete and indicating an image of the change of a difference between both temperature. CONSTITUTION:Concrete 5 is placed into a metal form mold 1, at this time the outer face of a metal form is photographed by the use of an infrared radiation camera 2 and with an image processed within an image processing part 3 the temperature distribution of the concrete 5 is shown on CRT 4. In addition, in order to observe a placing condition by means of a visible image, a transparent acrylic plate 6 is fitted to the reverse side of the mold 1 to photograph it by the use of a videocamera 7. Thereby, for instance, the part of a void for simulating a defect is shown at a lower temperature than the part of the other concrete 5 and the position and size of the void can be detected from the outside.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート構造物の
建設時におけるコンクリート打ち込み管理および、建設
後における欠陥検出に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique effectively applied to concrete injection control during construction of a concrete structure and defect detection after construction.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビル等のコンクリート建造物において、
コンクリートの内部に空隙あるいはジャンカ等を生じて
いる場合には、強度的に劣るばかりか、水分の侵入によ
る腐食等が加速し、耐久性を著しく短くしてしまう。
2. Description of the Related Art In concrete structures such as buildings,
When voids or junkers are formed inside the concrete, not only the strength is deteriorated, but also corrosion and the like due to the intrusion of water are accelerated, and durability is remarkably shortened.

【0003】そのため、コンクリート打ち込み時におけ
るコンクリートの内部状態の検査、およびコンクリート
打設後のコンクリート内部の欠陥検出等が重要であっ
た。
Therefore, it has been important to inspect the internal condition of the concrete at the time of pouring the concrete and to detect defects inside the concrete after the concrete is poured.

【0004】また、コンクリート構造物の耐久性診断
は、コンクリート内部で実際の配筋がどのように行われ
ているかを知ることが重要である。
In order to diagnose the durability of a concrete structure, it is important to know how the actual reinforcement is done inside the concrete.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビル建設等
において、コンクリートの打ち込み管理、すなわちコン
クリートが型枠内に均等に充填されているか否か、また
空隙を生じていないか等の管理検査は、目視によって行
われており、締固め不良等に起因する空隙、ジャンカ等
の欠陥は型枠を脱型した後でなければ検出することがで
きなかった。
By the way, in building construction and the like, the control of concrete driving, that is, whether or not concrete is evenly filled in the formwork, and whether or not voids are generated, are inspected. Visual inspection was performed, and defects such as voids and junkers due to poor compaction could only be detected after the mold was demolded.

【0006】また、鋼殻ケーソン、埋設型わく等では、
それ自体を脱型しないため、コンクリート硬化後におい
ても空隙、ジャンカ等の欠陥の有無は確認できなかっ
た。
[0006] For steel shell caisson, buried frame, etc.,
Since the mold itself was not removed, it was not possible to confirm the presence or absence of defects such as voids and junkers even after the concrete was hardened.

【0007】さらに、内部の配筋状態は実際にコンクリ
ートの一部を切除する等の処理を行わなければ検知する
ことができず、このために、コンクリート内部の検査は
事実上困難であった。
Further, the internal rebar condition cannot be detected without actually performing a process such as cutting out a part of the concrete, which makes it practically difficult to inspect the inside of the concrete.

【0008】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、コンクリートの打ち込み状況およ
び配筋状況を、型枠を装着したままの状態で外部から把
握できる技術を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of externally ascertaining a concrete driving condition and a reinforcing bar condition with a mold mounted. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、型枠内にコン
クリートを充填したコンクリート構造物において、前記
型枠とコンクリートから放射された赤外線を検出して、
前記型枠とコンクリートとの温度差の変化を画像表示し
てコンクリート内部の充填状態を検査することを第1の
要旨とする。
According to the present invention, in a concrete structure in which concrete is filled in a formwork, infrared rays radiated from the formwork and concrete are detected,
The first gist of the present invention is to display the change in temperature difference between the formwork and concrete as an image and inspect the filling state inside the concrete.

【0010】また、内部に鉄筋が配置されたコンクリー
ト構造物において、前記鉄筋を加熱するとともに、コン
クリート表面から放射される赤外線から得られる熱分布
画像を計測することによって内部の配筋状態を検知する
ことを第2の要旨とする。
Further, in the concrete structure in which the reinforcing bars are arranged, the reinforcing bars are heated, and the heat distribution image obtained from the infrared rays radiated from the concrete surface is measured to detect the internal reinforcing condition. This is the second gist.

【0011】[0011]

【作用】本発明の原理について説明すると以下の通りで
ある。
The principle of the present invention will be described below.

【0012】すなわち、絶対零度以上の物体では、その
温度に対応した強度の赤外線を放射しており、温度TK
の物体から放射される単位波長当たりの赤外線(電磁
波)のエネルギー量は下記の式で表される。 Wλ(λT)=C1λ-5[exp(C2/λ・T)−1]-1 全体のエネルギー量は、上式を全波長で積分して W(T)=σ・T4 (σ:ボルツマン定数) で表される。
That is, an object having an absolute temperature of zero degrees or more emits infrared rays having an intensity corresponding to the temperature, and the temperature TK
The energy amount of infrared rays (electromagnetic waves) per unit wavelength emitted from the object is expressed by the following formula. Wλ (λT) = C 1 λ −5 [exp (C 2 / λ · T) −1] −1 The total energy amount is W (T) = σ · T 4 ( σ: Boltzmann constant)

【0013】一方、ある温度Tにおいて、放射が最大と
なる波長λmは、 λm(T)=2898/T(単位:μm) となり、トータルエネルギー量は絶対温度の4乗に比例
し、放射エネルギーが最大となる波長は、温度が低くな
るにつれて長くなる。
On the other hand, the wavelength λm at which radiation is maximum at a certain temperature T is λm (T) = 2898 / T (unit: μm), and the total energy amount is proportional to the fourth power of the absolute temperature, and the radiant energy is The maximum wavelength becomes longer as the temperature becomes lower.

【0014】したがって、この波長(赤外線)を電気信
号に変換することにより、温度差の測定が可能となるこ
とが知られている。
Therefore, it is known that the temperature difference can be measured by converting this wavelength (infrared ray) into an electric signal.

【0015】本発明は前記原理を応用しつつ、コンクリ
ート構造物の管理という特殊用途に対応して改良を加え
たものである。
The present invention is an application of the above-mentioned principle, and an improvement is made corresponding to a special purpose of managing concrete structures.

【0016】すなわち、一般にコンクリート用型枠の温
度は外気温度にほぼ一致しており、コンクリート自身の
温度は、この外気温度よりも15%程度高いことが知ら
れている。したがって、コンクリートを型枠内に打ち込
むと、コンクリートに接触した型枠は温度が上昇する。
このような温度差の経時的な変化を熱分布画像処理する
ことにより、コンクリートの打ち上がり状況や流動状況
を検出することができる。
That is, it is generally known that the temperature of the concrete formwork is substantially equal to the outside air temperature, and the temperature of the concrete itself is about 15% higher than the outside air temperature. Therefore, when concrete is driven into the formwork, the temperature of the formwork in contact with the concrete rises.
By subjecting such a temporal change in the temperature difference to heat distribution image processing, it is possible to detect the uplifting condition and the flowing condition of the concrete.

【0017】また、コンクリート内部の鉄筋を加熱する
ことにより、この鉄筋および鉄筋周辺のコンクリートの
温度は上昇する。この温度上昇によってコンクリートの
表面から放出される赤外線を検出して熱分布画像化する
ことによって、コンクリート内部の配筋状況を正確に認
識することができる。
By heating the reinforcing bar inside the concrete, the temperature of the reinforcing bar and the concrete around the reinforcing bar rises. By detecting the infrared rays emitted from the surface of the concrete due to this temperature rise and imaging the heat distribution, it is possible to accurately recognize the reinforcement arrangement inside the concrete.

【0018】[0018]

【実施例1】本実施例では、下記の実験例に示すように
型枠1内にコンクリート5の打ち込みを行い、型枠1と
コンクリート5との温度差の変化を赤外線による熱分布
画像として認識した。
Example 1 In this example, concrete 5 is driven into a mold 1 as shown in the following experimental example, and a change in temperature difference between the mold 1 and the concrete 5 is recognized as a heat distribution image by infrared rays. did.

【0019】(実験例)図1に示すように、メタルフォ
ーム型枠1(高さ60cm、幅45cm、奥行き10cm)に
コンクリート5を打ち込み、このときのメタルフォーム
外面を赤外線カメラ2によって撮影し、これを画像処理
部3で画像処理してCRT4に出力することにより、コ
ンクリート5の温度分布を表示した。
(Experimental Example) As shown in FIG. 1, concrete 5 is cast into a metal foam mold 1 (height 60 cm, width 45 cm, depth 10 cm), and the outer surface of the metal foam at this time is photographed by an infrared camera 2. The temperature distribution of the concrete 5 was displayed by image-processing this by the image-processing part 3 and outputting it to CRT4.

【0020】また、打ち込み状況を可視像でもみるため
に、前記メタルフォーム型枠1の反対側に透明アクリル
板6をはめ込みビデオカメラ7による撮影を行った。
Further, in order to see the driving condition as a visible image, a transparent acrylic plate 6 was fitted on the opposite side of the metal foam mold 1 and a video camera 7 was used for photographing.

【0021】ここで使用した前記赤外線カメラ2は、検
知波長帯が3〜5μm、瞬時視野が2mradの電子冷却
式のものである。
The infrared camera 2 used here is of an electronic cooling type having a detection wavelength band of 3 to 5 μm and an instantaneous visual field of 2 mrad.

【0022】図1において実験模型では、図2(a)に示
すようにコンクリート打ち込み時に生じる欠陥を想定し
て、直径20cmの塩化ビニール管8で空隙10を模擬し
たものを装着した。また図2(b)に示すように高さ20c
mの豆板11を模擬した模型も準備した。コンクリート
5は図1(a)の模型ではスランプフローが約60cmの水
中分離性コンクリート5を、図1(b)の模型ではスラン
プフローが約18cmの普通コンクリート5を用いた。豆
板11は、コンクリート5温度と同じ温度となるよう、
コンクリート5を5mmフルイでウェットスクリーニング
した粗骨材を型枠1内に込んで製作した。
As shown in FIG. 2 (a), the experimental model shown in FIG. 1 was equipped with a vinyl chloride pipe 8 having a diameter of 20 cm, simulating the voids 10, on the assumption of a defect caused when concrete is poured. Also, as shown in FIG. 2 (b), the height is 20c.
A model simulating the m bean board 11 was also prepared. As the concrete 5, the water-separable concrete 5 having a slump flow of about 60 cm was used in the model of FIG. 1 (a), and the ordinary concrete 5 having a slump flow of about 18 cm was used in the model of FIG. 1 (b). The bean board 11 has the same temperature as the temperature of the concrete 5,
Concrete 5 was wet-screened with a 5 mm screen to produce coarse aggregate, which was placed in the mold 1.

【0023】図3は、図1(a)で示した空隙10を有す
る模型でのコンクリート打ち込み途中における熱分布画
像である。このときのメタルフォーム型枠1の温度は
9.0℃、コンクリート5の温度は19.5℃であり、
熱分布画像の計測は、温度ステップ0.6℃、カラー1
6色として行った。
FIG. 3 is a heat distribution image of the model having the void 10 shown in FIG. At this time, the temperature of the metal foam mold 1 is 9.0 ° C., the temperature of the concrete 5 is 19.5 ° C.,
Measurement of heat distribution image, temperature step 0.6 ℃, color 1
Six colors were used.

【0024】その結果、欠陥を模擬した空隙10の部分
が他のコンクリート5の部分よりも低い温度で表示さ
れ、その空隙10の位置や大きさが外部から検出可能で
あることが明らかになった。
As a result, it was revealed that the portion of the void 10 simulating the defect is displayed at a lower temperature than the other portions of the concrete 5, and the position and size of the void 10 can be detected from the outside. ..

【0025】図4は、図1(b)で示した豆板11を配置
した模型での、コンクリート打ち込み終了直後の計測結
果の熱分布画像である。このときのメタルフォーム型枠
1の温度は16℃、コンクリート5の温度は21℃であ
り、熱分布画像の表示は温度ステップ0.3℃、カラー
16色として行った。この結果、コンクリート5の部分
に比べて豆板11の部分では温度が低く示されており、
その大きさも内設された豆板11とほぼ一致した。豆板
11部分の温度が低いのは、型枠面に粗骨材が点状で接
触しており、流動体として型枠1に接触しているコンク
リート5の部分に比べて全体としての平均温度が低くな
るためであると考えられる。
FIG. 4 is a heat distribution image of a measurement result immediately after the concrete driving in the model in which the miniature board 11 shown in FIG. 1 (b) is arranged. At this time, the temperature of the metal foam mold 1 was 16 ° C., the temperature of the concrete 5 was 21 ° C., and the heat distribution image was displayed with a temperature step of 0.3 ° C. and 16 colors. As a result, the temperature of the mini-board 11 is lower than that of the concrete 5,
Its size was also almost the same as that of the bean board 11 installed therein. The temperature of the mini-board 11 is low because the coarse aggregate is in point contact with the mold surface, and the average temperature as a whole is lower than that of the concrete 5 contacting the mold 1 as a fluid. It is thought that this is because it becomes lower.

【0026】図5は、図1(a)における空隙10を模擬
した模型において、コンクリート5の打上がり高さと熱
分布画像が検出したコンクリート5高さとの関係を示し
たものである。同図に示すように、熱分布画像の方が実
際の打上がり高さよりも0.5〜4cm程度小さく検出さ
れている。これは、コンクリート5の温度が型枠1の外
面に伝達するまでに要する時間に起因しているものと考
えられる。しかしながら、実用的にはほぼリアルタイム
でコンクリート5の打上がり状況を検出できるといえ
る。
FIG. 5 shows the relationship between the launch height of the concrete 5 and the height of the concrete 5 detected by the heat distribution image in the model simulating the void 10 in FIG. 1 (a). As shown in the figure, the heat distribution image is detected to be smaller than the actual launch height by about 0.5 to 4 cm. It is considered that this is due to the time required for the temperature of the concrete 5 to be transmitted to the outer surface of the mold 1. However, practically, it can be said that the launch status of the concrete 5 can be detected almost in real time.

【0027】図6は、型枠1打に打ち込んだコンクリー
ト5の温度が型枠1の外面にどのように伝達するかを非
定常熱伝導解析により求めた結果を示したものである。
FIG. 6 shows the results obtained by unsteady heat conduction analysis as to how the temperature of the concrete 5 cast into the formwork 1 is transferred to the outer surface of the formwork 1.

【0028】解析に使用した数値は下記の通りである。 メタルフォーム型枠1の厚さ:2mm 熱伝導率:1.92Kcal/mm・s・℃ 比熱×密度:8.243×10-7Kcal/mm3・℃ 熱伝達率:2.789×10-9Kcal/mm・s・℃ 同図に示すように、コンクリート打ち込み直後では、型
枠1との温度差が大きく、時間の経過とともに型枠1温
度がコンクリート5の温度に近づいてきている。コンク
リート5が接していない部分を空隙10とみなすと、コ
ンクリート打ち込み直後であれば、小さな空隙10まで
も検出しやすいことがわかる。しかしながら、ある程度
時間が経過しても、型枠1とコンクリート5との間の温
度差が生じていることを考慮すると、使用する赤外線カ
メラ2等の解像度、計測距離等を適切に選定することに
より、より小さな空隙10の検出も可能となる。
The numerical values used for the analysis are as follows. The thickness of the metal foam formwork 1: 2 mm Thermal conductivity: 1.92Kcal / mm · s · ℃ specific heat × density: 8.243 × 10 -7 Kcal / mm 3 · ℃ heat transfer coefficient: 2.789 × 10 - 9 Kcal / mm ・ s ・ ℃ As shown in the figure, the temperature difference between the mold 1 and the mold 1 is large immediately after the concrete is poured, and the temperature of the mold 1 approaches the temperature of the concrete 5 with the passage of time. If the portion where the concrete 5 is not in contact is regarded as the void 10, it can be seen that even a small void 10 can be easily detected immediately after the concrete is poured. However, considering that there is a temperature difference between the formwork 1 and the concrete 5 even after a certain amount of time, it is possible to appropriately select the resolution, the measurement distance, etc. of the infrared camera 2 to be used. It is also possible to detect a smaller void 10.

【0029】[0029]

【実施例2】図7は、本実施例における検査方法を示し
たものである。コンクリート構造物内に配筋された鉄筋
12の両端近傍を外部に露出させて、この両端に所定の
電圧を印加する。鉄筋12は電気抵抗により発熱し、こ
の鉄筋12の周辺の温度は上昇する。このとき、配筋は
コンクリート5の表面から3〜5cm程度の内部側になさ
れており、配筋部分に対応するコンクリート表面の温度
が他の周辺のコンクリートの表面より高い温度となる。
[Embodiment 2] FIG. 7 shows an inspection method in this embodiment. The vicinity of both ends of the reinforcing bar 12 arranged in the concrete structure is exposed to the outside, and a predetermined voltage is applied to both ends. The reinforcing bar 12 generates heat due to electric resistance, and the temperature around the reinforcing bar 12 rises. At this time, the reinforcing bars are provided on the inner side of about 3 to 5 cm from the surface of the concrete 5, and the temperature of the concrete surface corresponding to the reinforcing bar portion becomes higher than the temperature of the other surrounding concrete surfaces.

【0030】このコンクリート表面の温度上昇によって
放射される赤外線を赤外線カメラ2で撮影し、これを画
像処理部3で画像処理して前記実施例1と同様に熱分布
画像としてCRT4に表示する。
Infrared rays radiated by the temperature rise of the concrete surface are photographed by the infrared camera 2, which is image-processed by the image processing unit 3 and displayed on the CRT 4 as a heat distribution image as in the first embodiment.

【0031】このとき、鉄筋12に印加される電力量を
適宜調整することによって、熱分布画像によって配筋の
状況を明瞭に検出することが可能となる。この結果、外
部から配筋状態を把握することが容易となり、当該コン
クリート構造物における耐久性を予め予測することがで
き、補強等の早期の対応が可能となる。
At this time, by appropriately adjusting the amount of electric power applied to the reinforcing bar 12, it becomes possible to clearly detect the condition of the reinforcing bar by the heat distribution image. As a result, it is possible to easily grasp the reinforcing bar arrangement from the outside, it is possible to predict the durability of the concrete structure in advance, and it is possible to quickly take measures such as reinforcement.

【0032】なお、この実施例では鉄筋12を加熱する
方法として、通電を行う場合で説明したが、鉄筋12の
端部にヒータ等の加熱手段を設けて、直接鉄筋自体を加
熱してもよい。
In this embodiment, the method of heating the reinforcing bar 12 has been described in the case of conducting electricity. However, heating means such as a heater may be provided at the end of the reinforcing bar 12 to directly heat the reinforcing bar itself. ..

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、コンクリート構造物に
おいて、コンクリートの打ち込み状況および配筋状況等
を、型枠を装着したままの状態で外部から把握できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to grasp the concrete driving condition and the reinforcing bar condition of a concrete structure from the outside in a state where the formwork is mounted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1における実験例を示す説明図FIG. 1 is an explanatory diagram showing an experimental example in Example 1 of the present invention.

【図2】(a),(b)ともに実施例1における模型を示す正
面図
2 (a) and 2 (b) are front views showing a model in Example 1. FIG.

【図3】実施例1の実験例における熱分布画像を示す説
明図
FIG. 3 is an explanatory view showing a heat distribution image in an experimental example of Example 1.

【図4】実施例1の実験例における熱分布画像を示す説
明図
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a heat distribution image in an experimental example of Example 1.

【図5】実施例1において実際のコンクリートの打上が
り高さと検出されたコンクリート高さとの関係を示すグ
ラフ図
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the actual launch height of concrete and the detected concrete height in Example 1.

【図6】実施例1において型枠における熱伝導解析結果
を示すグラフ図
FIG. 6 is a graph showing the result of heat conduction analysis in the mold in Example 1.

【図7】実施例2において検査方法を示す説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing an inspection method in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・型枠 2・・赤外線カメラ 3・・画像処理部 4・・CRT 5・・コンクリート 6・・透明アクリル板 7・・ビデオカメラ 8・・塩化ビニール管 10・・空隙 11・豆板 1 ・ ・ Form 2 ・ ・ Infrared camera 3 ・ ・ Image processing unit 4 ・ ・ CRT 5 ・ ・ Concrete 6 ・ ・ Transparent acrylic plate 7 ・ ・ Video camera 8 ・ ・ Vinyl chloride pipe 10 ・ ・ Gap 11

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 型枠内にコンクリートを充填したコンク
リート構造物において、前記型枠とコンクリートから放
射された赤外線を検出して、前記型枠とコンクリートと
の温度差の変化を画像表示してコンクリート内部の充填
状態を検査することを特徴とするコンクリート構造物の
管理方法。
1. In a concrete structure in which a formwork is filled with concrete, infrared rays radiated from the formwork and the concrete are detected, and a change in temperature difference between the formwork and the concrete is displayed as an image to display the concrete. A method for managing a concrete structure, characterized by inspecting a filling state inside.
【請求項2】 内部に鉄筋が配置されたコンクリート構
造物において、前記鉄筋を加熱するとともに、コンクリ
ート表面から放射される赤外線から得られる熱分布画像
を計測することによって内部の配筋状態を検知すること
を特徴とするコンクリート構造物の管理方法。
2. In a concrete structure in which reinforcing bars are arranged inside, the reinforcing bars are heated and at the same time, a heat distribution image obtained from infrared rays radiated from the concrete surface is measured to detect an internal reinforcing state. A method for managing a concrete structure, which is characterized in that
【請求項3】 前記鉄筋の加熱は、鉄筋に通電し、この
鉄筋の電気抵抗により発生する熱により行われることを
特徴とする請求項2記載のコンクリート構造物の管理方
法。
3. The method for managing a concrete structure according to claim 2, wherein the heating of the reinforcing bar is performed by the heat generated by the electric resistance of the reinforcing bar when electricity is applied to the reinforcing bar.
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