JPH05340907A - コンクリート中の鉄筋等の腐食診断方法 - Google Patents
コンクリート中の鉄筋等の腐食診断方法Info
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- JPH05340907A JPH05340907A JP40248490A JP40248490A JPH05340907A JP H05340907 A JPH05340907 A JP H05340907A JP 40248490 A JP40248490 A JP 40248490A JP 40248490 A JP40248490 A JP 40248490A JP H05340907 A JPH05340907 A JP H05340907A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 交流インピーダンスの測定精度を落とさず、
余寿命推定の可能な分極抵抗を迅速に得ることにより、
コンクリート中の鉄筋等の腐食診断を迅速かつ高品質な
ものとすること。 【構成】 コンクリート中の鉄筋等についてコールコー
ルプロットで表示した交流インピーダンス軌跡におい
て、交流インピーダンスの虚数部がピーク値Ｂとなると
推測される周波数範囲内の１つの周波数と、この周波数
より高い周波数で交流インピーダンスが極小値Ａとなる
と推測される周波数範囲内の１つの周波数とで、それぞ
れ交流インピーダンスを測定して、仮想円の直径ＲC'を
算出し、その仮想円の直径ＲC'の算出値から対応データ
を参照することによって、交流インピーダンス軌跡にお
ける前記ピーク点Ｂの両側の極小点間隔ＲCを求めて分
極抵抗を推定する。
余寿命推定の可能な分極抵抗を迅速に得ることにより、
コンクリート中の鉄筋等の腐食診断を迅速かつ高品質な
ものとすること。 【構成】 コンクリート中の鉄筋等についてコールコー
ルプロットで表示した交流インピーダンス軌跡におい
て、交流インピーダンスの虚数部がピーク値Ｂとなると
推測される周波数範囲内の１つの周波数と、この周波数
より高い周波数で交流インピーダンスが極小値Ａとなる
と推測される周波数範囲内の１つの周波数とで、それぞ
れ交流インピーダンスを測定して、仮想円の直径ＲC'を
算出し、その仮想円の直径ＲC'の算出値から対応データ
を参照することによって、交流インピーダンス軌跡にお
ける前記ピーク点Ｂの両側の極小点間隔ＲCを求めて分
極抵抗を推定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鉄筋コンクリート構
造物における鉄筋や金属配管等のようにコンクリート中
に埋設された金属部材（以下、鉄筋等という）の腐食の
診断方法に関する。
造物における鉄筋や金属配管等のようにコンクリート中
に埋設された金属部材（以下、鉄筋等という）の腐食の
診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンクリート中に埋設された鉄筋等は、
その設置されている環境条件等によって腐食を生じるこ
とが知られている。
その設置されている環境条件等によって腐食を生じるこ
とが知られている。
【０００３】例えば鉄筋にこのような腐食が生じると、
鉄筋構造物の維持管理上できる限り早期にその腐食を発
見し、補修等を行なうことが望まれる。
鉄筋構造物の維持管理上できる限り早期にその腐食を発
見し、補修等を行なうことが望まれる。
【０００４】そして、コンクリート中に埋設された鉄筋
の腐食の検査においては、腐食の存在を検査するととも
に、同時に腐食量や腐食速度を得てこれから余寿命を推
定できることが好ましい。
の腐食の検査においては、腐食の存在を検査するととも
に、同時に腐食量や腐食速度を得てこれから余寿命を推
定できることが好ましい。
【０００５】ところで、このような鉄筋の腐食を非破壊
的に検査する技術として、従来から、鉄筋の自然電位を
測定することが広く行なわれているが、この方法によれ
ば定性的に腐食の存在を検出することはできるが、定量
的な腐食量や腐食速度を得ることはできない。
的に検査する技術として、従来から、鉄筋の自然電位を
測定することが広く行なわれているが、この方法によれ
ば定性的に腐食の存在を検出することはできるが、定量
的な腐食量や腐食速度を得ることはできない。
【０００６】また、この他に交流インピーダンス法によ
り分極抵抗を測定することも試みられており、この方法
によれば、得られた分極抵抗から腐食速度に対応する腐
食電流を得ることができ、鉄筋構造物の余寿命の推定が
可能と考えられる。
り分極抵抗を測定することも試みられており、この方法
によれば、得られた分極抵抗から腐食速度に対応する腐
食電流を得ることができ、鉄筋構造物の余寿命の推定が
可能と考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この交
流インピーダンス法による分極抵抗の測定においては、
きわめて低い周波数から高い周波数までの広い周波数範
囲で交流インピーダンスを得ることが必要であるので、
とくに低い周波数領域での交流インピーダンスの測定に
長時間を要し、広く実用に供されるには至っていないの
が現状である。
流インピーダンス法による分極抵抗の測定においては、
きわめて低い周波数から高い周波数までの広い周波数範
囲で交流インピーダンスを得ることが必要であるので、
とくに低い周波数領域での交流インピーダンスの測定に
長時間を要し、広く実用に供されるには至っていないの
が現状である。
【０００８】この発明は、このような背景に基づいてな
されたもので、交流インピーダンスの測定精度を落とさ
ず、余寿命推定の可能な分極抵抗を迅速に得ることによ
り、コンクリート中の鉄筋等の腐食診断を迅速かつ高品
質なものとすることを目的とする。
されたもので、交流インピーダンスの測定精度を落とさ
ず、余寿命推定の可能な分極抵抗を迅速に得ることによ
り、コンクリート中の鉄筋等の腐食診断を迅速かつ高品
質なものとすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、コンクリート中の鉄筋等に
ついてコールコールプロットで表示した交流インピーダ
ンス軌跡において、虚数部がピーク値となるピーク点
と，このピーク点より高周波側で虚数部が極小値となる
高周波側極小点との２点を通過する仮想円の直径と、前
記交流インピーダンス軌跡において前記ピーク点の高周
波側および低周波側の両側の極小点間の間隔との対応デ
ータを予め用意し、コンクリート中の鉄筋等についてコ
ールコールプロットで表示した交流インピーダンス軌跡
において、交流インピーダンスの虚数部がピーク値とな
ると推測される周波数範囲内の１つの周波数と、この周
波数より高い周波数で交流インピーダンスが極小値とな
ると推測される周波数範囲内の１つの周波数とで、それ
ぞれ交流インピーダンスを測定して、前記仮想円の直径
を算出し、その仮想円の直径の算出値から前記対応デー
タを参照することによって、交流インピーダンス軌跡に
おける前記ピーク点の両側の極小点間隔を求めて分極抵
抗を推定するものである。
に、請求項１記載の発明は、コンクリート中の鉄筋等に
ついてコールコールプロットで表示した交流インピーダ
ンス軌跡において、虚数部がピーク値となるピーク点
と，このピーク点より高周波側で虚数部が極小値となる
高周波側極小点との２点を通過する仮想円の直径と、前
記交流インピーダンス軌跡において前記ピーク点の高周
波側および低周波側の両側の極小点間の間隔との対応デ
ータを予め用意し、コンクリート中の鉄筋等についてコ
ールコールプロットで表示した交流インピーダンス軌跡
において、交流インピーダンスの虚数部がピーク値とな
ると推測される周波数範囲内の１つの周波数と、この周
波数より高い周波数で交流インピーダンスが極小値とな
ると推測される周波数範囲内の１つの周波数とで、それ
ぞれ交流インピーダンスを測定して、前記仮想円の直径
を算出し、その仮想円の直径の算出値から前記対応デー
タを参照することによって、交流インピーダンス軌跡に
おける前記ピーク点の両側の極小点間隔を求めて分極抵
抗を推定するものである。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明によれば、コンクリート中
の鉄筋等についてコールコールプロットで表示した交流
インピーダンス軌跡において、交流インピーダンスの虚
数部がピーク値をとるピーク点と推測される周波数の範
囲は概ね100mHZ〜5mHZであり、また、この周波数より高
い周波数で交流インピーダンスが極小値となる，高周波
側極小点と推測される周波数の範囲は概ね100〜1HZであ
る。
の鉄筋等についてコールコールプロットで表示した交流
インピーダンス軌跡において、交流インピーダンスの虚
数部がピーク値をとるピーク点と推測される周波数の範
囲は概ね100mHZ〜5mHZであり、また、この周波数より高
い周波数で交流インピーダンスが極小値となる，高周波
側極小点と推測される周波数の範囲は概ね100〜1HZであ
る。
【００１１】したがって、交流インピーダンスを測定す
べき２点は、比較的高周波の部分であるのでそれぞれ短
時間に測定することができ、また、測定点数が少ないの
で、測定が迅速に行なわれる。
べき２点は、比較的高周波の部分であるのでそれぞれ短
時間に測定することができ、また、測定点数が少ないの
で、測定が迅速に行なわれる。
【００１２】そして、このように迅速に得られた交流イ
ンピーダンスを用いて仮想円の直径を容易に算出するこ
とができる。
ンピーダンスを用いて仮想円の直径を容易に算出するこ
とができる。
【００１３】この仮想円の直径と、コンクリート中の鉄
筋等についての交流インピーダンスのコールコールプロ
ットにおいて，前記ピーク点の両側の極小点間隔とは良
好な対応関係にあるから、これらの極小点の間隔を正確
に得ることができ、これを用いることによって正確な分
極抵抗を算出することができる。
筋等についての交流インピーダンスのコールコールプロ
ットにおいて，前記ピーク点の両側の極小点間隔とは良
好な対応関係にあるから、これらの極小点の間隔を正確
に得ることができ、これを用いることによって正確な分
極抵抗を算出することができる。
【００１４】したがって、この方法によれば、測定すべ
き交流インピーダンスの測定作業を短時間に行えるう
え、測定点数も少ないので、測定を迅速にすることがで
きるとともに、良好な対応関係があるので、精度のよい
分極抵抗を得ることができる。よって、余寿命の推定等
の腐食診断が迅速かつ高品質となる。
き交流インピーダンスの測定作業を短時間に行えるう
え、測定点数も少ないので、測定を迅速にすることがで
きるとともに、良好な対応関係があるので、精度のよい
分極抵抗を得ることができる。よって、余寿命の推定等
の腐食診断が迅速かつ高品質となる。
【００１５】
【実施例】先ず、本願にかかる測定原理を説明する。
【００１６】一般に、腐食反応の生じている電気系は第
９図のような抵抗とコンデンサからなる電気的等価回路
で表現できる。
９図のような抵抗とコンデンサからなる電気的等価回路
で表現できる。
【００１７】すなわち、Ｒsolは対極と試料極との間の
溶液抵抗（コンクリート抵抗）であり、Ｃdlは金属／溶
液の界面に形成される電気二重層容量と呼ばれるコンデ
ンサ容量を示す。また、Ｒctは電荷移動抵抗と呼ばれ、
腐食反応に対する抵抗であり，分極抵抗に相当するもの
である。
溶液抵抗（コンクリート抵抗）であり、Ｃdlは金属／溶
液の界面に形成される電気二重層容量と呼ばれるコンデ
ンサ容量を示す。また、Ｒctは電荷移動抵抗と呼ばれ、
腐食反応に対する抵抗であり，分極抵抗に相当するもの
である。
【００１８】このような回路に種々の異なる周波数の微
小な交流電圧を印加した場合、Ｃdlのインピーダンスに
より、θだけ位相が進んだ同一周波数の電流が得られ
る。
小な交流電圧を印加した場合、Ｃdlのインピーダンスに
より、θだけ位相が進んだ同一周波数の電流が得られ
る。
【００１９】各周波数毎に測定された、かかる印加交流
電圧と応答交流電流との比，即ち、交流インピーダンス
は周波数をパラメータとし絶対値と位相差で表現され、
位相差を偏角とし複素平面上にコール−コール（cole-c
ole）プロットで一般に表示されている。
電圧と応答交流電流との比，即ち、交流インピーダンス
は周波数をパラメータとし絶対値と位相差で表現され、
位相差を偏角とし複素平面上にコール−コール（cole-c
ole）プロットで一般に表示されている。
【００２０】このようにして得られた，前記第９図の等
価回路に対応するコール−コールプロットによる交流イ
ンピーダンス軌跡は、第１０図に示すように高周波側の
実軸との交点が（Ｒsol）に、また低周波側の実軸との
交点が（Ｒct＋Ｒsol）になるので、分極抵抗Ｒctは半
円形の交流インピーダンス軌跡の直径，すなわち両交点
間の間隔となる。
価回路に対応するコール−コールプロットによる交流イ
ンピーダンス軌跡は、第１０図に示すように高周波側の
実軸との交点が（Ｒsol）に、また低周波側の実軸との
交点が（Ｒct＋Ｒsol）になるので、分極抵抗Ｒctは半
円形の交流インピーダンス軌跡の直径，すなわち両交点
間の間隔となる。
【００２１】したがって、この交流インピーダンス軌跡
から分極抵抗を求め、その分極抵抗の逆数が腐食速度に
比例するという関係から、腐食速度を推定することがで
きる。
から分極抵抗を求め、その分極抵抗の逆数が腐食速度に
比例するという関係から、腐食速度を推定することがで
きる。
【００２２】ところで、コンクリート中の鉄筋について
の実際の交流インピーダンス軌跡は、例えば第７図およ
び第８図に示すようである。
の実際の交流インピーダンス軌跡は、例えば第７図およ
び第８図に示すようである。
【００２３】すなわち、これらの交流インピーダンス軌
跡は本願発明者らの研究によるもので、従来から行なわ
れていると同様に高周波から低周波の広い範囲にわたっ
て、交流インピーダンスを測定し、プロットすることに
より得られたものであって、第７図は腐食を起こしてい
ない鉄筋についてのコール−コールプロットであり、第
８図は腐食の進行が認められる場合の例である。
跡は本願発明者らの研究によるもので、従来から行なわ
れていると同様に高周波から低周波の広い範囲にわたっ
て、交流インピーダンスを測定し、プロットすることに
より得られたものであって、第７図は腐食を起こしてい
ない鉄筋についてのコール−コールプロットであり、第
８図は腐食の進行が認められる場合の例である。
【００２４】第７図に示す，鉄筋に腐食のない場合、交
流インピーダンスの虚数部の値を見ると、10KHZ〜1HZの
範囲で単調に減少し、10〜1HZの範囲で極小値をとり、
それ以後、低周波側では急激に増大しており、その軌跡
は大きな円の一部を示しているようである。
流インピーダンスの虚数部の値を見ると、10KHZ〜1HZの
範囲で単調に減少し、10〜1HZの範囲で極小値をとり、
それ以後、低周波側では急激に増大しており、その軌跡
は大きな円の一部を示しているようである。
【００２５】すなわち、この第７図の交流インピーダン
ス軌跡においては、高周波側での実軸との交点（実際に
は交差せず極小点となっているので、この明細書では極
小点という）は10〜1HZの周波数で現れ、低周波側での
実軸との交点は認められない。 他方、第８図に示す，
鉄筋に腐食のある場合、10KHZ〜1HZにかけて単調に減少
し、100〜1HZの範囲で極小値を取り、それ以後、の低周
波側では単調に増加し5mHZを境に再び減少している。そ
して、この場合、交流インピーダンス値は全般的にかな
り小さく、その軌跡は虚数軸方向につぶれた半円状を呈
している。
ス軌跡においては、高周波側での実軸との交点（実際に
は交差せず極小点となっているので、この明細書では極
小点という）は10〜1HZの周波数で現れ、低周波側での
実軸との交点は認められない。 他方、第８図に示す，
鉄筋に腐食のある場合、10KHZ〜1HZにかけて単調に減少
し、100〜1HZの範囲で極小値を取り、それ以後、の低周
波側では単調に増加し5mHZを境に再び減少している。そ
して、この場合、交流インピーダンス値は全般的にかな
り小さく、その軌跡は虚数軸方向につぶれた半円状を呈
している。
【００２６】第８図から明らかなように、コンクリート
中の鉄筋の腐食に関して、このようなコール−コールプ
ロットにおける交流インピーダンス軌跡の形状を明確に
把握するには、1mHZ以下の低周波数までの広い周波数範
囲に渡って交流インピーダンスを測定することが必要で
あり、その測定に大幅に時間を要するものであることが
わかる。
中の鉄筋の腐食に関して、このようなコール−コールプ
ロットにおける交流インピーダンス軌跡の形状を明確に
把握するには、1mHZ以下の低周波数までの広い周波数範
囲に渡って交流インピーダンスを測定することが必要で
あり、その測定に大幅に時間を要するものであることが
わかる。
【００２７】また、腐食を起こしている鉄筋の場合、鉄
筋の腐食速度によっても影響されるが、一般に高周波側
の極小点（以下、極小点Ａといい，実軸との交点であ
る）は概ね100〜1HZの周波数で現れ、低周波側の極小点
（実軸との交点）は1mHZ以下の周波数で現われるものと
推定され、半円状の交流インピーダンス軌跡のピーク点
は100mHZ〜5mHZで現われると推定することができる。
筋の腐食速度によっても影響されるが、一般に高周波側
の極小点（以下、極小点Ａといい，実軸との交点であ
る）は概ね100〜1HZの周波数で現れ、低周波側の極小点
（実軸との交点）は1mHZ以下の周波数で現われるものと
推定され、半円状の交流インピーダンス軌跡のピーク点
は100mHZ〜5mHZで現われると推定することができる。
【００２８】そこで、コンクリート中の鉄筋の腐食につ
いてのかかる交流インピーダンス軌跡の特徴を踏まえた
上で、本案の第１の方法（以下、２点測定による方法と
いう）では、高周波側極小点Ａが現われると推測される
100〜1HZの周波数の範囲内の１つの周波数と、半円状の
交流インピーダンス軌跡のピーク値となる点（以下、ピ
ーク点Ｂという）が現われると推測される100mHZ〜5mHZ
の周波数の範囲の１つの周波数とについて、それぞれ測
定装置を用いて交流インピーダンス値を測定することと
する（測定の詳細については後述する）。
いてのかかる交流インピーダンス軌跡の特徴を踏まえた
上で、本案の第１の方法（以下、２点測定による方法と
いう）では、高周波側極小点Ａが現われると推測される
100〜1HZの周波数の範囲内の１つの周波数と、半円状の
交流インピーダンス軌跡のピーク値となる点（以下、ピ
ーク点Ｂという）が現われると推測される100mHZ〜5mHZ
の周波数の範囲の１つの周波数とについて、それぞれ測
定装置を用いて交流インピーダンス値を測定することと
する（測定の詳細については後述する）。
【００２９】このようにして得られた高周波側の極小点
Ａの交流インピーダンスの絶対値をＺH，位相角をθH
（θH≒０）とし、ピーク点Ｂの交流インピーダンスの
絶対値をＺL，位相角をθLとすれば、複素平面上でのこ
れらの点Ａ，Ｂの座標は、 Ａ（ＺH・cosθH，ＺH・sinθH） Ｂ（ＺL・cosθL，ＺL・sinθL） となる。
Ａの交流インピーダンスの絶対値をＺH，位相角をθH
（θH≒０）とし、ピーク点Ｂの交流インピーダンスの
絶対値をＺL，位相角をθLとすれば、複素平面上でのこ
れらの点Ａ，Ｂの座標は、 Ａ（ＺH・cosθH，ＺH・sinθH） Ｂ（ＺL・cosθL，ＺL・sinθL） となる。
【００３０】これをそれぞれＡ（ＲH，０），Ｂ（ＲL，
ＣL）とし、これらの２点を通る円（以下、仮想円とい
う）の直径をＲC´とすると、このＲC´はこれらのＡ，
Ｂの座標から、いわゆる三平方の定理により簡単に算出
することができる（第１図）。 一方、分極抵抗は先に
第１０図で説明したように、理論的には半円形の交流イ
ンピーダンス軌跡の直径に該当するから、実際の交流イ
ンピーダンス軌跡においては、ピーク点Ｂの両側に位置
する高周波側極小点Ａと低周波側極小点Ａ´との間の間
隔が分極抵抗ＲCを表わすものと考えることができる。
ＣL）とし、これらの２点を通る円（以下、仮想円とい
う）の直径をＲC´とすると、このＲC´はこれらのＡ，
Ｂの座標から、いわゆる三平方の定理により簡単に算出
することができる（第１図）。 一方、分極抵抗は先に
第１０図で説明したように、理論的には半円形の交流イ
ンピーダンス軌跡の直径に該当するから、実際の交流イ
ンピーダンス軌跡においては、ピーク点Ｂの両側に位置
する高周波側極小点Ａと低周波側極小点Ａ´との間の間
隔が分極抵抗ＲCを表わすものと考えることができる。
【００３１】そして、分極抵抗ＲCを表わす，高周波側
極小点Ａと低周波側極小点Ａ´との間の間隔と、前記Ｒ
C´との関係は、本願発明者らの研究によれば第２図の
ようであり、実験により多数のサンプルから求めると、
ＲC＝1.9ＲC´が良好に成立する。
極小点Ａと低周波側極小点Ａ´との間の間隔と、前記Ｒ
C´との関係は、本願発明者らの研究によれば第２図の
ようであり、実験により多数のサンプルから求めると、
ＲC＝1.9ＲC´が良好に成立する。
【００３２】したがって、前記Ａ，Ｂの座標から、分極
抵抗値ＲCが得られ、電気化学的な腐食速度の式 Ｉcorr＝RT/mFSＲC（Ａ／cm2） ＝104RT/mFSＲC（mm/y） により、腐食速度を求めることができる。
抵抗値ＲCが得られ、電気化学的な腐食速度の式 Ｉcorr＝RT/mFSＲC（Ａ／cm2） ＝104RT/mFSＲC（mm/y） により、腐食速度を求めることができる。
【００３３】なお、ここにＩcorr：腐食速度 R:ガス定数 T:絶対温度 F:ファラデー定数 S:対象面積 ＲC：分極抵抗 m:比例定数 である。
【００３４】この２点測定による方法よりさらに簡便
で，より迅速にコンクリート中の鉄筋の分極抵抗を求め
る方法（以下、１点測定による方法という）は、次のよ
うである。
で，より迅速にコンクリート中の鉄筋の分極抵抗を求め
る方法（以下、１点測定による方法という）は、次のよ
うである。
【００３５】すなわち、この場合には、前記交流インピ
ーダンス軌跡のピーク点となると推測される周波数の範
囲（100〜5mHZ）中の１つの周波数で交流電圧Ｅを印加
して、この時の鉄筋とセンサ間の電流応答から測定され
た印加交流電圧と応答交流電流Ｉとの比（Ｚ＝Ｅ／Ｉ）
を絶対値とし、両者間の位相のずれθを偏角として交流
インピーダンスを求める（第３図）。
ーダンス軌跡のピーク点となると推測される周波数の範
囲（100〜5mHZ）中の１つの周波数で交流電圧Ｅを印加
して、この時の鉄筋とセンサ間の電流応答から測定され
た印加交流電圧と応答交流電流Ｉとの比（Ｚ＝Ｅ／Ｉ）
を絶対値とし、両者間の位相のずれθを偏角として交流
インピーダンスを求める（第３図）。
【００３６】この場合、Ｚsinθ＝ＣLとなり、ＣLはそ
の交流インピーダンス軌跡のピーク値の近似値となる。
の交流インピーダンス軌跡のピーク値の近似値となる。
【００３７】また、かかる交流インピーダンス軌跡の分
極抵抗ＲCと、前記ＣLとの関係は、本願発明者らの研究
によれば第４図のようであり、実験により多数のサンプ
ルから求めると、ＲC＝4.0ＣLが良好に成立する。
極抵抗ＲCと、前記ＣLとの関係は、本願発明者らの研究
によれば第４図のようであり、実験により多数のサンプ
ルから求めると、ＲC＝4.0ＣLが良好に成立する。
【００３８】したがって、このようにして得たＣLをそ
の交流インピーダンス軌跡のピーク値とみなせば、ピー
ク値の周波数に対応する１の交流インピーダンスのみを
測定することによって、分極抵抗ＲCを算出することが
できる。
の交流インピーダンス軌跡のピーク値とみなせば、ピー
ク値の周波数に対応する１の交流インピーダンスのみを
測定することによって、分極抵抗ＲCを算出することが
できる。
【００３９】次に、本願方法の実施に用いるコンクリー
ト中の鉄筋の交流インピーダンスの測定装置を説明す
る。
ト中の鉄筋の交流インピーダンスの測定装置を説明す
る。
【００４０】第５図において、１はコンクリート、２は
鉄筋である。
鉄筋である。
【００４１】３は、鉄筋２に結合させた端子、４は内部
に固体電解質を有する対極、５は参照電極である。
に固体電解質を有する対極、５は参照電極である。
【００４２】６は、鉄筋２と対極４との間の電位を測定
すると共に、種々の異なる周波数の交流電圧をそれらの
間に印加するための交流電圧印加装置、７は印加交流電
圧と応答交流電流の位相のずれ振幅比を求めるための周
波数応答解析装置、８は一連の測定作業を自動的に行な
うための制御用のコンピュータである。
すると共に、種々の異なる周波数の交流電圧をそれらの
間に印加するための交流電圧印加装置、７は印加交流電
圧と応答交流電流の位相のずれ振幅比を求めるための周
波数応答解析装置、８は一連の測定作業を自動的に行な
うための制御用のコンピュータである。
【００４３】このような測定装置を用いた交流インピー
ダンスの測定は次のように行なわれる。
ダンスの測定は次のように行なわれる。
【００４４】すなわち、まず、コンクリート１の表面に
対極４を配置するとともに、コンクリート１から露出し
た鉄筋２に端子３を接続し、コンクリート１の表面と鉄
筋２との間での電位を測定する。
対極４を配置するとともに、コンクリート１から露出し
た鉄筋２に端子３を接続し、コンクリート１の表面と鉄
筋２との間での電位を測定する。
【００４５】次に、コンクリート１中の鉄筋２の電位
を、この電位に制御しつつ、交流電圧印加装置６から±
10mV程度の電圧で所要の周波数の交流電圧を印加する。
を、この電位に制御しつつ、交流電圧印加装置６から±
10mV程度の電圧で所要の周波数の交流電圧を印加する。
【００４６】これとともに、鉄筋２と対極４の間の電流
応答を周波数応答解析装置７で解析し、交流インピーダ
ンスの測定が行なわれ、これによって得られた交流イン
ピーダンスの測定値はコンピュータ８に伝達され、この
コンピュータ８で所要の演算が行なわれて分極抵抗や余
寿命の推定が行なわれる。
応答を周波数応答解析装置７で解析し、交流インピーダ
ンスの測定が行なわれ、これによって得られた交流イン
ピーダンスの測定値はコンピュータ８に伝達され、この
コンピュータ８で所要の演算が行なわれて分極抵抗や余
寿命の推定が行なわれる。
【００４７】本願発明者らは、前記のような測定原理に
基づく腐食速度の測定値が実測値とどの程度一致してい
るか、また、測定時間がどのようであるかを確認するた
め、前記測定装置を用いて次のような確認試験を行なっ
た。
基づく腐食速度の測定値が実測値とどの程度一致してい
るか、また、測定時間がどのようであるかを確認するた
め、前記測定装置を用いて次のような確認試験を行なっ
た。
【００４８】この確認試験においては、第６図に示すサ
ンプルＳを作成し、３５℃の３％Nacl溶液中で６時間毎
の乾湿繰り返し腐食試験を１年間行なった後、前記のよ
うにして交流インピーダンス測定を行なうとともに、コ
ンクリートを破壊して鉄筋の腐食速度を実測した。
ンプルＳを作成し、３５℃の３％Nacl溶液中で６時間毎
の乾湿繰り返し腐食試験を１年間行なった後、前記のよ
うにして交流インピーダンス測定を行なうとともに、コ
ンクリートを破壊して鉄筋の腐食速度を実測した。
【００４９】その結果は、表．１に示すとおりであり、
同表中試料１〜６は本願発明の２点測定の場合を示し、
試料７〜９は本願発明の１点測定の場合を示す。
同表中試料１〜６は本願発明の２点測定の場合を示し、
試料７〜９は本願発明の１点測定の場合を示す。
【００５０】また、同表中、試料１０〜１３は比較例の
場合である。
場合である。
【００５１】
【表１】
【００５２】試料１〜６に示した本願発明の２点測定の
場合、得られた推定値は実測値との比でみると、誤差は
ほぼ５０％以内となっており、十分な信頼性を有してお
り、その測定時間も３分以内である。
場合、得られた推定値は実測値との比でみると、誤差は
ほぼ５０％以内となっており、十分な信頼性を有してお
り、その測定時間も３分以内である。
【００５３】また、試料７〜９に示した本願発明の１点
測定の場合、得られた推定値と実測値の比は、前記２点
測定の場合とほぼ同様であり、十分な信頼性を有し、測
定時間はさらに短縮されていることがわかる。
測定の場合、得られた推定値と実測値の比は、前記２点
測定の場合とほぼ同様であり、十分な信頼性を有し、測
定時間はさらに短縮されていることがわかる。
【００５４】一方、比較例の試料１０〜１２の場合、本
願発明の周波数範囲から外れているので、測定時間は短
いが測定誤差がきわめて大きく信頼性に欠けるものとな
っている。
願発明の周波数範囲から外れているので、測定時間は短
いが測定誤差がきわめて大きく信頼性に欠けるものとな
っている。
【００５５】また、比較例としての試料１３は、従来と
同様に全周波数にわたって測定を行なったものであり、
測定値の信頼性は本願発明の場合と同様であるが、測定
に長時間を要するものであることがわかる。
同様に全周波数にわたって測定を行なったものであり、
測定値の信頼性は本願発明の場合と同様であるが、測定
に長時間を要するものであることがわかる。
【００５６】以上の比較から明らかなように、本願発明
にかかる方法により得られる腐食速度の推定値は、十分
な信頼性を有するものであるうえ、その測定時間が短
く、鉄筋コンクリート構造物等の余寿命予測等の実用的
用途に十分耐えるものである。
にかかる方法により得られる腐食速度の推定値は、十分
な信頼性を有するものであるうえ、その測定時間が短
く、鉄筋コンクリート構造物等の余寿命予測等の実用的
用途に十分耐えるものである。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、測定すべき交流インピーダンスの測定作業
を短時間に行えるうえ、測定点数も少ないので、測定を
迅速にすることができるともに、良好な対応関係がある
ので、精度のよい分極抵抗を得ることができる。
明によれば、測定すべき交流インピーダンスの測定作業
を短時間に行えるうえ、測定点数も少ないので、測定を
迅速にすることができるともに、良好な対応関係がある
ので、精度のよい分極抵抗を得ることができる。
【００５８】したがって、余寿命の推定等の腐食診断が
迅速かつ高品質となる。
迅速かつ高品質となる。
【図１】図１は本願発明による分極抵抗値の測定原理の
説明図である。
説明図である。
【図２】図２はＲCとＲC´との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図３】図３は本願発明による分極抵抗値の簡便な測定
法の原理説明図である。
法の原理説明図である。
【図４】図４はＲCとＣLとの関係を示すグラフである。
【図５】図５は本願方法の実施に用いる測定装置の全体
概略説明図である。
概略説明図である。
【図６】図６は本願方法の効果を確認するための実験に
用いたサンプル説明図である。
用いたサンプル説明図である。
【図７】図７はコールコールプロットによる交流インピ
ーダンス軌跡であってコンクリート中で腐食のない鉄筋
についての具体例である。
ーダンス軌跡であってコンクリート中で腐食のない鉄筋
についての具体例である。
【図８】図８はコールコールプロットによる交流インピ
ーダンス軌跡であってコンクリート中で腐食の生じた鉄
筋についての具体例である。
ーダンス軌跡であってコンクリート中で腐食の生じた鉄
筋についての具体例である。
【図９】図９は腐食反応を生じている電極系の電気等価
回路である。
回路である。
【図１０】図１０はコールコールプロットの説明図であ
る。
る。
Ａ 高周波側極小点 Ａ´ 低周波側極小点 Ｂ ピーク点 ＲC 分極抵抗 ＲC´ 仮想円の直径 １ コンクリート ２ 鉄筋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田東臣 香川県高松市出作町228−２ (72)発明者 横田優 香川県坂出市府中町5467 (72)発明者 幸英昭 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 コンクリート中の鉄筋等についてコール
コールプロットで表示した交流インピーダンス軌跡にお
いて、虚数部がピーク値となるピーク点と，このピーク
点より高周波側で虚数部が極小値となる高周波側極小点
との２点を通過する仮想円の直径と、前記交流インピー
ダンス軌跡において前記ピーク点の高周波側および低周
波側の両側の極小点間の間隔との対応データを予め用意
し、 コンクリート中の鉄筋等についてコールコールプロット
で表示した交流インピーダンス軌跡において、交流イン
ピーダンスの虚数部がピーク値となると推測される周波
数範囲内の１つの周波数と、この周波数より高い周波数
で交流インピーダンスが極小値となると推測される周波
数範囲内の１つの周波数とで、それぞれ交流インピーダ
ンスを測定して、前記仮想円の直径を算出し、 その仮想円の直径の算出値から前記対応データを参照す
ることによって、交流インピーダンス軌跡における前記
ピーク点の両側の極小点間隔を求めて分極抵抗を推定す
ることを特徴とするコンクリート中の鉄筋等の腐食診断
方法。 - 【請求項２】 コンクリート中の鉄筋等についてコール
コールプロットで表示した交流インピーダンス軌跡にお
ける虚数部のピーク値と、前記交流インピーダンス軌跡
において前記ピーク点の高周波側および低周波側の両側
の極小点間の間隔との対応データを予め用意し、 コンクリート中の鉄筋等についてコールコールプロット
で表示した交流インピーダンス軌跡において、交流イン
ピーダンスの虚数部がピーク値となると推測される周波
数範囲内の１つの周波数で、交流インピーダンスを測定
し、 その交流インピーダンスの虚数部の値をピーク値とみな
して、その値について前記対応データを参照して、前記
交流インピーダンス軌跡における前記ピーク点の両側の
極小点間隔を求めて分極抵抗を推定することを特徴とす
るコンクリート中の鉄筋等の腐食診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40248490A JP2685358B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | コンクリート中の鉄筋等の腐食診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40248490A JP2685358B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | コンクリート中の鉄筋等の腐食診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340907A true JPH05340907A (ja) | 1993-12-24 |
| JP2685358B2 JP2685358B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=18512303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40248490A Expired - Lifetime JP2685358B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | コンクリート中の鉄筋等の腐食診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685358B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214941A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Kri Inc | コンクリート含有成分測定装置および測定方法 |
| JP2007271540A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Tokiko Techno Kk | 腐食推定装置及び腐食推定方法 |
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| JP2008051521A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Bridgestone Corp | ゴム組成物−金属複合体の接着界面評価装置と接着界面評価法 |
| JP2008309524A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Kansai Electric Power Co Inc:The | コンクリート内部の鉄筋腐食度測定方法 |
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-
1990
- 1990-12-14 JP JP40248490A patent/JP2685358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
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| CN108801892B (zh) * | 2018-06-19 | 2020-09-29 | 国家电网公司 | 变电站接地网腐蚀诊断方法及系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2685358B2 (ja) | 1997-12-03 |
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