JPH08240548A

JPH08240548A - コンクリート構造物の躯体内部の含水率測定方法

Info

Publication number: JPH08240548A
Application number: JP4435995A
Authority: JP
Inventors: Tsugumichi Watabe; 嗣道渡部; Seiichi Yokosuka; 誠一横須賀; Masaya Hara; 昌弥原; Hiroyuki Shioda; 博之塩田
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】コンクリート構造物のコンクリート躯体内部
の含水率を非破壊方法で精確且つ簡単に測定でき、既存
のコンクリート構造物の躯体にも適用可能なコンクリー
ト構造物の躯体内部の含水率測定方法を提供する。【構成】被測定コンクリート構造物の躯体コンクリー
ト１３と同一材料で、且つ同一調合のコンクリートの含
水率と熱電導率との関係を、予測される温度条件に応じ
て予め求めておき、双子型比較法で測定した前記コンク
リートの熱伝導率によって間接的に前記躯体コンクリー
トの含水率を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンクリート構造物にお
ける躯体内部の含水率測定方法に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート構造物における躯体内部の
含水率を直接測定するには、同構造物を乾式手段で切断
して得た破片の含水率を測定するしかない。従って従来
からコンクリート構造物内部の含水率を非破壊方式で測
定する場合には、含水率以外のコンクリートの特性値を
非破壊的に測定し、同測定値から含水率を予測するとい
う間接的測定手段がとられている。現在、その方法は、
主にコンクリートの電気抵抗を測定する方法と、内部湿
度を測定する方法とに大別される。

【０００３】電気的方法としては、電極をコンクリート
中に埋め込むことによって電気抵抗値を測定し、予め求
めておいた電気抵抗値と含水率との関係から躯体内部の
含水率を予測する方法がある。また構造体の表面に電極
を押し当て、表層部の含水率を測定する方法もある。更
にまた湿度を測定する方法としては、コンクリート内部
に穿孔した小孔内部の湿度を、湿度センサーまたは発色
紙などによって測定し、予め求めておいた校正曲線によ
って含水量を求める方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら電極をコ
ンクリート中に埋め込む方法については、（イ）センサ
ーを測定個所毎に埋め込まなければならないうえに、セ
ンサーを躯体内の所定の位置に埋め込むことが容易でな
い。（ロ）溶出イオンの妨害によって長期的な安定した
測定に不安がある。（ハ）センサーを埋め込んでいない
既存の建物の場合には適用できない。等の問題点があ
る。

【０００５】また内部湿度を測定する方法については、
（イ）高含水状態に追従できないこと。（ロ）センサー
が漏水に弱い等の問題がある。更に発色紙を使用する方
法においては、（イ）目視によるため精度の高い定量的
な評価ができない。（ロ）表面部のみの評価となる等の
問題が挙げられる。本発明は前記従来技術の有する問題
点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところ
は、コンクリート構造物の躯体内部の含水率を非破壊方
法で測定し、長期的な測定ができ、コンクリートの種
類、部材の形状、寸法、及び含水状態等の測定条件が変
化しても所定の精度で測定でき、既存の建物についても
測定が可能で、装置を簡易化し現場計測にも適したコン
クリート構造物の躯体内部の含水率測定方法を提供する
点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るコンクリート構造物の躯体内部の含水
率測定方法によれば、被測定コンクリート構造物の躯体
コンクリートと同一材料、且つ同一調合の基準試料コン
クリートの含水率と熱電導率との関係を、予測される温
度条件に応じて予め求めておき、双子型比較法で測定し
た躯体コンクリートの熱伝導率によって間接的に前記躯
体コンクリートの含水率を測定するものである。

【０００７】

【作用】本発明は図１に示す如くコンクリートの含水率
と熱伝導性の相関性が非常に高いという事実に基いて提
案されたもので、コンクリート躯体内部の測定個所の熱
伝導率Ｋ_sを求めると、予め所定の温度条件Ｔ₁、
Ｔ₂、Ｔ₃毎に実験的に求めておいた両者の関係から、
その個所における含水率Ｐ_sを間接的に求めることがで
きる。（図１参照）一方、熱伝導率測定において、試料の温度変化を求める
ために試料を加熱、または冷却する場合、下記の定常法
と非定常法とがあるが、原則的にはどちらでもよい。

【０００８】なお、非定常法による被測定物の温度変化
は次式による。Ｔ−Ｔ_O＝ｑ／４πｋ〔ｄ＋ log（ｔ−ｔ_o）〕 ………………（１）Ｔ：時間ｔにおける測定点の温度、Ｔ_O：測定点の初期
温度、ｑ：測定点における熱源の発熱量、ｋ：被測定物
の熱伝導率、ｄ及びｔ_oは常数。前記非定常法によると
短時間、且つ多くの測定点で熱伝導率を求めることから
高精度の測定結果が得られ、そのときの試料の熱源位置
における加熱時及び加熱停止後（ｔ_o）の冷却時におけ
る温度履歴を測定すると図２のようになる。このように
非定常状態となることによって、経時的な温度変化が生
じ、短時間で多くの温度情報が得られる。

【０００９】また双子型比較法を採用することによっ
て、非定常状態を表す前掲の式（１）に対して、熱伝導
率を求める際の常数項や対数表示がなくなり、下記の如
き簡単な算定式（２）となる。ｋ_s＝ｋ_R（Ｔ_R−Ｔ_RO）／（Ｔ_S−Ｔ_SO） ………………（２）ｋ_s：測定試料の熱伝導率、ｋ_R：基準試料の熱伝導
率、Ｔ_R：測定試料の測定温度、Ｔ_S：基準試料の測定
温度、Ｔ_RO：測定試料の初期温度、Ｔ_SO：基準試料の初
期温度。

【００１０】勿論、前掲（２）式は定常法の場合にも採
用される。図３は非定常法で得られた基準試料の温度と
測定試料の温度との関係を示す。両者の温度関係は線形
となり、図における直線３，４の勾配Ａを求めることに
よって、測定試料の熱伝導と基準試料の熱伝導率の比率
が求められ、その比率と基準試料の熱伝導率の積が測定
試料の熱伝導率となる。

【００１１】ｋ_s＝Ａ・ｋ_R ………………………………………（３）（ｋ_s、ｋ_R共に既出）このように本発明は、コンクリートの熱伝導率と含水率
との相関性が高く、含水率が低くなる程熱伝導率も小さ
くなるという相関関係を利用して、コンクリート構造物
躯体内部のコンクリートの含水率を測定するものであっ
て、更にコンクリートの熱伝導方法として、双子型比較
方式といった測定方式を採用することにより、測定個所
にジュール熱を伝えたときの加熱時、または冷却時の温
度変化を測定することによって、非破壊的方法により簡
単且つ迅速にコンクリート躯体内部の含水率を測定する
ものである。図２は双子型比較法による測定結果を示
し、１は測定試料、２は基準試料である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。図４は本発明に係るコンクリート構造物の躯体内部
の含水率測定装置を示し、試料に熱を与えてその温度を
測定する測定試料側プローブ７，８、基準試料側プロー
ブ９，１０、後述の本体から時間に関する指令を受け、
前記プローブに与える熱量を調節するコントローラーと
前記プローブの温度情報を受信して、その情報を前記本
体５に送るインターフェ−ス６及び熱を供給する指令を
発信し、更にプローブの温度変化に関する電圧等の情報
を受信して熱伝導率を求める本体５の３つに分けられ
る。

【００１３】プローブは基準試料側プローブ９，１０と
被測定躯体コンクリート側プローブ７，８の２組に分け
られ、夫々ヒーターと熱電対を具えたプローブ７，９、
及び熱電対のみ具えたプローブ８，１０と２本づつのプ
ローブを準備する。これは試料中の熱源及び加熱に影響
されない部分の試料温度を夫々別に測定し、両者の温度
差を求めるためである。同じ試料の２本のプローブの間
隔は、熱電対のみを具えたプローブ８，１０の位置が熱
源の影響を受けない距離とする。

【００１４】なお前記プローブの形状は図５（イ）
（ロ）及び（ハ）に示すように点状プローブ１５、線状
プローブ１６及び面状プローブ１７の３形態があるが、
本実施例では線状プローブを使用する。図６（イ）
（ロ）（ハ）は躯体コンクリートに対する前記プローブ
の設置状態を示し、図６（イ）に示す如く埋込型として
躯体コンクリート１３に面状ヒーターよりなる測定試料
側のプローブ１７を埋込むか、図６（ロ）（ハ）に示す
ように設定試料側のプローブ１６を差込むものであっ
て、図中２２はプローブ差込穴、２３はプローブ差込管
である。

【００１５】なお基準試料としては熱伝導率が既知のも
のを使用し、一般的には前述の如き、吸水ポリマーで固
めた水を用いる。現場計測では試料の温度は種々あるの
で、この場合においても熱伝導の温度特性について、予
め調べておく。なお本体５は自動計測が可能なものと
し、ヒーターによる加熱及び測定開始の信号の発信や、
時間及び温度情報の受信及び格納が可能なものとする。

【００１６】次に測定順序について説明する。（１）先ずプローブを基準試料側及び測定試料側（コ
ンクリート躯体）の中に夫々差し込む。（２）次いで試料に与える熱量を測定試料に応じて所
定のレインジ幅に納まるように調節する。

【００１７】（３）所定の精度が得られるように、本
体によって測定時間やプローブ数を調節する。（４）かくして測定準備が完了すると、ヒーターは一
定の電流を流して試料にジュール熱を加え、各プローブ
の温度測定を開始して自動計測とする。（５）図３に示すように基準試料側と測定試料側の値
を夫々Ｘ軸及びＹ軸にプロットして、両者の勾配から測
定試料の基準試料に対する熱伝導率の比率を求め、測定
試料の熱伝導率を求める。

【００１８】（６）図１に示すように、予め求めてお
いた被測定コンクリートの熱伝導率と含水率との関係曲
線から、測定した熱伝導率の値に対応する含水率を求め
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明の方法は、コンクリートの熱伝導
率は同コンクリートの含水率との相関性が高いことを利
用して、被測定コンクリート構造物の躯体コンクリート
と同一材料で同一調合のコンクリートを用意し、同コン
クリートの含水率と熱伝導率との関係を予測される温度
条件に応じて予め求めておき、双子型比較法によって測
定した前記躯体コンクリートの熱伝導率により、前記躯
体コンクリートの含水率を測定するようにしたことによ
って、非破壊でコンクリートの含水率を測定することが
でき、コンクリート側にプローブを埋込むかまたはプロ
ーブの差し込み穴を予め穿設しておくことによって長期
的な測定が可能となるものであって、予め測定条件に応
じた含水率と熱伝導率との関係を求めておけば、いかな
る条件の被測定コンクリート構造物の躯体コンクリート
でも測定が可能となる。

【００２０】また前記プローブを差し込む穴を穿設すれ
ば、既存のコンクリート構造物の含水率も測定すること
ができる。而して前記プローブは軽小なものであるから
携帯式の装置を作製することが可能である。更に非定常
法によって、無形状のものでも測定が可能であり、更に
迅速に測定することができる。

【００２１】更に予めプローブ差し込み穴を設けておく
とプローブの転用が可能であり、防水製のプローブを作
製することによって、測定性能に水による弊害が生じる
ことはない。更にまた双子型比較法を用いることによっ
て、コンクリート構造物の躯体コンクリートの熱伝導率
の計算が可能であり、しかもリード線の熱ソークや熱容
積の補正がないため、高精度測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリートの熱伝導率と含水率との関係を示
す図である。

【図２】双子型比較法による測定結果を示す図である。

【図３】非定常法による測定資料の温度履歴図である。

【図４】躯体コンクリートの熱伝導率測定装置を示す説
明図である。

【図５】（イ）（ロ）（ハ）は夫々点状プローブ及び線
状プローブ並に面状プローブの形態を示す説明図であ
る。

【図６】（イ）（ロ）（ハ）はプローブの測定試料に対
する差込方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１測定試料２基準試料３加熱時の状態４冷却時の状態５本体６インターフェ−ス７測定試料側プローブ８測定試料側プローブ９基準試料側プローブ１０基準試料側プローブ１１ヒーター用配線１２熱電対１３躯体コンクリート１４基準試料１５点状プローブ１６線状プローブ１７面状プローブ１８点状ヒーター１９熱伝対２０線状ヒーター２１面状ヒーター２２差込用穴２３差込用管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩田博之東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号株式会社フジタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定コンクリート構造物の躯体コンク
リートと同一材料、且つ同一調合の基準試料コンクリー
トの含水率と熱電導率との関係を、予測される温度条件
に応じて予め求めておき、双子型比較法で測定した躯体
コンクリートの熱伝導率によって間接的に前記躯体コン
クリートの含水率を測定することを特徴とするコンクリ
ート構造物の躯体内部の含水率測定方法。