JPH1090235A - コンクリート構造物の劣化判定方法 - Google Patents
コンクリート構造物の劣化判定方法Info
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- JPH1090235A JPH1090235A JP8265521A JP26552196A JPH1090235A JP H1090235 A JPH1090235 A JP H1090235A JP 8265521 A JP8265521 A JP 8265521A JP 26552196 A JP26552196 A JP 26552196A JP H1090235 A JPH1090235 A JP H1090235A
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Landscapes
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンクリート構造物、特にビル或いは橋のよ
うな中・小規模のコンクリート構造物の劣化を、任意の
時期に容易にしかも正確に判定できるコンクリート構造
物の劣化判定方法を提供すること。 【解決手段】 コンクリート構造物にＡＥセンサーを配
設し、該ＡＥセンサーにより、前記コンクリート構造物
に漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥの発生状況を計
測し、このＡＥの発生状況から、コンクリート構造物の
劣化を判定するコンクリート構造物の劣化判定方法とし
た。
うな中・小規模のコンクリート構造物の劣化を、任意の
時期に容易にしかも正確に判定できるコンクリート構造
物の劣化判定方法を提供すること。 【解決手段】 コンクリート構造物にＡＥセンサーを配
設し、該ＡＥセンサーにより、前記コンクリート構造物
に漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥの発生状況を計
測し、このＡＥの発生状況から、コンクリート構造物の
劣化を判定するコンクリート構造物の劣化判定方法とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物の劣化判定方法に関し、特にアコースティック・エミ
ッション（以下「ＡＥ」と称す）を測定することによっ
てコンクリート構造物の劣化を判定する方法に関するも
のである。
物の劣化判定方法に関し、特にアコースティック・エミ
ッション（以下「ＡＥ」と称す）を測定することによっ
てコンクリート構造物の劣化を判定する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】コンクリート構造物、例え
ばコンクリート橋梁、コンクリート橋脚等は車両の通過
による繰り返し荷重を受けること等によりひび割れが発
生、或いはひび割れが進展し、劣化が進む。コンクリー
ト構造物に発生するひび割れには、せん断型ひび割れと
引っ張り型ひび割れとがあり、せん断型ひび割れが多く
発生している場合はコンクリート構造物の劣化が進んだ
状態であり、早急に補修を行う必要があるとされてい
る。
ばコンクリート橋梁、コンクリート橋脚等は車両の通過
による繰り返し荷重を受けること等によりひび割れが発
生、或いはひび割れが進展し、劣化が進む。コンクリー
ト構造物に発生するひび割れには、せん断型ひび割れと
引っ張り型ひび割れとがあり、せん断型ひび割れが多く
発生している場合はコンクリート構造物の劣化が進んだ
状態であり、早急に補修を行う必要があるとされてい
る。
【０００３】ここで、従来においては上記コンクリート
構造物の劣化は、長年の経験を有する技術者がコンクリ
ート構造物の表面状態を調査し、その結果から経験に基
づいて判定することが一般的に成されていた。そのた
め、必ずしも正確な判定が成されているとは限らず、補
修を必要としない構造物に対して補修を行っている場合
も存在し、不経済であった。また、調査は長年の経験を
有する者でなければ困難であると共に、その技術経験者
の人的作業に依存するものであるため、調査に時間がか
かるという課題も存在した。
構造物の劣化は、長年の経験を有する技術者がコンクリ
ート構造物の表面状態を調査し、その結果から経験に基
づいて判定することが一般的に成されていた。そのた
め、必ずしも正確な判定が成されているとは限らず、補
修を必要としない構造物に対して補修を行っている場合
も存在し、不経済であった。また、調査は長年の経験を
有する者でなければ困難であると共に、その技術経験者
の人的作業に依存するものであるため、調査に時間がか
かるという課題も存在した。
【０００４】一方、近年においては、ＡＥを利用したコ
ンクリート構造物の維持管理システム（特開平５−２０
３６３１）が開発されている。かかるコンクリート構造
物の維持管理システムは、ダム等の大型コンクリート構
造物にＡＥセンサーを配設し、ＡＥを検知してそのカウ
ント数により所定条件下におけるＡＥの基準発生パター
ンを求め、所定期間の経過後、或いは定期的に前記所定
条件と同様の条件下における前記コンクリート構造物の
ＡＥを検知してそのカウント数から新たなＡＥの発生パ
ターンを求め、該発生パターンを前記基準発生パターン
と比較したその異同からコンクリート構造物の異常を判
定するコンクリート構造物の維持管理システムである。
ここで、上記ＡＥとは、固体の変形及び破壊に伴って開
放されるエネルギーが、音響パルスとなって伝播する現
象をいい、コンクリート等の多くの材料は、この音響エ
ネルギーを固体中を伝わる微弱な超音波として放出す
る。
ンクリート構造物の維持管理システム（特開平５−２０
３６３１）が開発されている。かかるコンクリート構造
物の維持管理システムは、ダム等の大型コンクリート構
造物にＡＥセンサーを配設し、ＡＥを検知してそのカウ
ント数により所定条件下におけるＡＥの基準発生パター
ンを求め、所定期間の経過後、或いは定期的に前記所定
条件と同様の条件下における前記コンクリート構造物の
ＡＥを検知してそのカウント数から新たなＡＥの発生パ
ターンを求め、該発生パターンを前記基準発生パターン
と比較したその異同からコンクリート構造物の異常を判
定するコンクリート構造物の維持管理システムである。
ここで、上記ＡＥとは、固体の変形及び破壊に伴って開
放されるエネルギーが、音響パルスとなって伝播する現
象をいい、コンクリート等の多くの材料は、この音響エ
ネルギーを固体中を伝わる微弱な超音波として放出す
る。
【０００５】しかしながら、上記特開平５−２０３６３
１号公報に記載された技術は、ダム等の大型コンクリー
ト構造物の如く、日常の温度履歴、日照時間、日射量等
の周辺の環境変化により変形挙動してＡＥを発生し、そ
のＡＥの発生パターンを計測できるコンクリート構造物
に対しては有効であるが、ビル或いは橋のように中・小
規模のコンクリート構造物では、日常の温度履歴、日照
時間、日射量等の周辺の環境変化による変形挙動は小さ
く、ＡＥも殆ど発生しないため、このような中・小規模
のコンクリート構造物の劣化の判定には利用できないと
いう課題があった。
１号公報に記載された技術は、ダム等の大型コンクリー
ト構造物の如く、日常の温度履歴、日照時間、日射量等
の周辺の環境変化により変形挙動してＡＥを発生し、そ
のＡＥの発生パターンを計測できるコンクリート構造物
に対しては有効であるが、ビル或いは橋のように中・小
規模のコンクリート構造物では、日常の温度履歴、日照
時間、日射量等の周辺の環境変化による変形挙動は小さ
く、ＡＥも殆ど発生しないため、このような中・小規模
のコンクリート構造物の劣化の判定には利用できないと
いう課題があった。
【０００６】また、特開平５−２０３６３１号公報に記
載された技術は、コンクリート構造物の基準となるＡＥ
の発生パターンの計測と、その後の調査時におけるＡＥ
の発生パターンの計測との少なくとも２回のＡＥの計測
が必要となり、しかもその２回の計測時におけるコンク
リート構造物の周辺環境（温度履歴、日照時間、日射量
等）を同一のものとしなければならないため、調査時期
が非常に限定されてしまうという課題も存在した。
載された技術は、コンクリート構造物の基準となるＡＥ
の発生パターンの計測と、その後の調査時におけるＡＥ
の発生パターンの計測との少なくとも２回のＡＥの計測
が必要となり、しかもその２回の計測時におけるコンク
リート構造物の周辺環境（温度履歴、日照時間、日射量
等）を同一のものとしなければならないため、調査時期
が非常に限定されてしまうという課題も存在した。
【０００７】本発明は、上述した従来のコンクリート構
造物の劣化判定方法が有する課題に鑑み成されたもので
あって、その目的は、コンクリート構造物、特にビル或
いは橋のような中・小規模のコンクリート構造物の劣化
を、任意の時期に容易にしかも正確に判定できるコンク
リート構造物の劣化判定方法を提供することにある。
造物の劣化判定方法が有する課題に鑑み成されたもので
あって、その目的は、コンクリート構造物、特にビル或
いは橋のような中・小規模のコンクリート構造物の劣化
を、任意の時期に容易にしかも正確に判定できるコンク
リート構造物の劣化判定方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記した
目的を達成すべく試験・研究を重ねた結果、荷重、特に
漸増履歴荷重をコンクリート構造物に故意に加えた際に
生じるＡＥの発生状況が、そのコンクリート構造物の劣
化の進行具合により異なることを見いだし、本発明を完
成させた。
目的を達成すべく試験・研究を重ねた結果、荷重、特に
漸増履歴荷重をコンクリート構造物に故意に加えた際に
生じるＡＥの発生状況が、そのコンクリート構造物の劣
化の進行具合により異なることを見いだし、本発明を完
成させた。
【０００９】即ち、本発明は、コンクリート構造物にＡ
Ｅセンサーを配設し、該ＡＥセンサーにより、前記コン
クリート構造物に漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥ
の発生状況を計測し、このＡＥの発生状況から、コンク
リート構造物の劣化を判定するコンクリート構造物の劣
化判定方法とした。
Ｅセンサーを配設し、該ＡＥセンサーにより、前記コン
クリート構造物に漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥ
の発生状況を計測し、このＡＥの発生状況から、コンク
リート構造物の劣化を判定するコンクリート構造物の劣
化判定方法とした。
【００１０】上記した本発明にかかるコンクリート構造
物の劣化判定方法によれば、任意の時期にコンクリート
構造物の劣化を判定することができると共に、その判定
が漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥの発生状況とい
う客観的なデータに基づくものであるため、熟練を要さ
ずしかも正確な判定が可能となる。
物の劣化判定方法によれば、任意の時期にコンクリート
構造物の劣化を判定することができると共に、その判定
が漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥの発生状況とい
う客観的なデータに基づくものであるため、熟練を要さ
ずしかも正確な判定が可能となる。
【００１１】ここで、上記コンクリート構造物に加える
漸増履歴荷重の１サイクル目の荷重量としては、該コン
クリート構造物の設計荷重の１〜５％の荷重量とするこ
とが好ましい。これは、漸増履歴荷重の１サイクル目の
荷重量がコンクリート構造物の設計荷重の１％に満たな
い荷重量である場合には、該コンクリート構造物に変形
挙動を起こさせることはできず、ＡＥの発生状況を計測
することができないためであり、また設計荷重の５％を
越える荷重を漸増履歴荷重の１サイクル目から加える
と、劣化の調査のために加える上記漸増履歴荷重によっ
てコンクリート構造物自体が劣化する憂いがあるためで
ある。
漸増履歴荷重の１サイクル目の荷重量としては、該コン
クリート構造物の設計荷重の１〜５％の荷重量とするこ
とが好ましい。これは、漸増履歴荷重の１サイクル目の
荷重量がコンクリート構造物の設計荷重の１％に満たな
い荷重量である場合には、該コンクリート構造物に変形
挙動を起こさせることはできず、ＡＥの発生状況を計測
することができないためであり、また設計荷重の５％を
越える荷重を漸増履歴荷重の１サイクル目から加える
と、劣化の調査のために加える上記漸増履歴荷重によっ
てコンクリート構造物自体が劣化する憂いがあるためで
ある。
【００１２】なお、上記漸増履歴荷重のコンクリート構
造物への載荷の方法としては、例えばコンクリート構造
物が橋である場合には、該橋上を最大積載量１０ｔのト
ラックを低速（１０km/hr 程度）で走らせる方法が挙げ
られる。この場合、１サイクル目としては荷物を積んで
いない状態でトラックを走らせ、２サイクル目としては
２ｔの荷物を積んだ状態でトラックを走らせるというよ
うに、トラックへの積載量を増やすことで漸増履歴荷重
を橋に加えることができる。また、コンクリート構造物
へ加える上記漸増履歴荷重のサイクルは、２〜３サイク
ル程度で良い。
造物への載荷の方法としては、例えばコンクリート構造
物が橋である場合には、該橋上を最大積載量１０ｔのト
ラックを低速（１０km/hr 程度）で走らせる方法が挙げ
られる。この場合、１サイクル目としては荷物を積んで
いない状態でトラックを走らせ、２サイクル目としては
２ｔの荷物を積んだ状態でトラックを走らせるというよ
うに、トラックへの積載量を増やすことで漸増履歴荷重
を橋に加えることができる。また、コンクリート構造物
へ加える上記漸増履歴荷重のサイクルは、２〜３サイク
ル程度で良い。
【００１３】また、上記コンクリート構造物に漸増履歴
荷重を加えた際に生じるＡＥの発生状況が、漸増履歴荷
重の１サイクル目の載荷からＡＥが発生し、且つ除荷時
にもＡＥが発生すると共に、漸増履歴荷重の２サイクル
目以降においてカイザー効果が成立しないコンクリート
構造物は、劣化が進行していると判定する。これは、本
件発明者が試験・研究を重ねた結果、上記のようなＡＥ
の発生状況にあるコンクリート構造物は、構造的に塑性
範囲にあり、その構造物にはせん断型ひび割れが多く発
生していることが判明したためである。なお、上記カイ
ザー効果とは、材料に一度荷重を負荷すると除荷した後
に同じレベルまでの荷重を再負荷しても殆どＡＥの発生
が見られない現象をいう。
荷重を加えた際に生じるＡＥの発生状況が、漸増履歴荷
重の１サイクル目の載荷からＡＥが発生し、且つ除荷時
にもＡＥが発生すると共に、漸増履歴荷重の２サイクル
目以降においてカイザー効果が成立しないコンクリート
構造物は、劣化が進行していると判定する。これは、本
件発明者が試験・研究を重ねた結果、上記のようなＡＥ
の発生状況にあるコンクリート構造物は、構造的に塑性
範囲にあり、その構造物にはせん断型ひび割れが多く発
生していることが判明したためである。なお、上記カイ
ザー効果とは、材料に一度荷重を負荷すると除荷した後
に同じレベルまでの荷重を再負荷しても殆どＡＥの発生
が見られない現象をいう。
【００１４】さらに、上記コンクリート構造物に設置す
るＡＥセンサーとしては、１５０ｋＨｚ以下の低周波数
共振型のものを用い、その設置間隔は、１５ｋＨｚ以下
の共振型のものでは５ｍ以内、１５〜６０ｋＨｚの範囲
の共振型のものでは２ｍ以内、そして６０〜１５０ｋＨ
ｚの範囲の共振型のものでは１ｍ以内とすることが好ま
しい。また、ＡＥセンサーは、プリアンプ、ＡＥ計測装
置及びＡＥ波形解析装置等と接続し、コンクリート構造
物に漸増履歴荷重を加えた際に発生するＡＥの振幅値及
び累積ヒット数を計測するものとする。
るＡＥセンサーとしては、１５０ｋＨｚ以下の低周波数
共振型のものを用い、その設置間隔は、１５ｋＨｚ以下
の共振型のものでは５ｍ以内、１５〜６０ｋＨｚの範囲
の共振型のものでは２ｍ以内、そして６０〜１５０ｋＨ
ｚの範囲の共振型のものでは１ｍ以内とすることが好ま
しい。また、ＡＥセンサーは、プリアンプ、ＡＥ計測装
置及びＡＥ波形解析装置等と接続し、コンクリート構造
物に漸増履歴荷重を加えた際に発生するＡＥの振幅値及
び累積ヒット数を計測するものとする。
【００１５】
【試験例】以下、上記した本発明にかかるコンクリート
構造物の劣化判定方法を見いだすに至った試験例に付き
説明する。
構造物の劣化判定方法を見いだすに至った試験例に付き
説明する。
【００１６】〔試験例１〕劣化していない鉄筋コンクリ
ート試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的挙動と
ＡＥの発生状況との関係
ート試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的挙動と
ＡＥの発生状況との関係
【００１７】−試験方法− （１） 鉄筋コンクリート試験体の作製 以下に示す材料を使用し、水／セメント比５０％、細骨
材率４５％、減水剤／セメント比０．８％の条件で、ス
ランプ８ｃｍのコンクリートを調整した。 セメント ； 日本セメント株式会社製 早強ポルトランドセメント 細骨材 ； 青梅産砕砂 粗骨材 ； 青梅産砕石 減水剤 ； 花王株式会社製 マイティ１５０ 水 ； 水道水 １０×１０×４０ｃｍの型枠内に、直径１０ｍｍの鉄筋
を鉄筋比が１．０％となるように配筋し、上記調整した
コンクリートを流し込み、２８日間２０℃で湿潤養生
し、１０×１０×４０ｃｍの鉄筋コンクリート試験体を
作製した。この鉄筋コンクリート試験体の圧縮強度は、
４４Ｎ／ｍｍ2 であった。 （２） 鉄筋コンクリート試験体へのＡＥセンサー等の
設置 上記作製した鉄筋コンクリート試験体の図１（ａ）〜
（ｄ）に示す位置に、ＡＥセンサー（米国 フィジカル
アコースティクスコーポレーション製：Ｒ１５１５０Ｈ
ｚ共振型）、コンクリート用ストレインゲージ（株式会
社東京測器研究所製：ＰＬ−３０−１１）、パイゲージ
（株式会社東京測器研究所製：ＰＩ−２）及び変位計
（株式会社東京測器研究所製：ＣＤＰ−５０）を各々設
置した。なお、ＡＥの振幅値及び累積ヒット数は、ＡＥ
計測装置（米国 フィジカルアコースティクスコーポレ
ーション製：ＳＰＡＲＴＡＮ２０００）を用いて測定し
た。 （３） 鉄筋コンクリート試験体への漸増履歴荷重の載
荷 鉄筋コンクリート試験体への漸増履歴荷重の載荷方法
は、３等分点２線載荷（縁応力の増加速度；毎分０．５
Ｎ／ｍｍ2 ）とし、繰り返し曲げ載荷・除荷を行った。
なお、載荷は疲労試験機（株式会社島津製作所製：サー
ボパルサ４８８０）を用いて行った。
材率４５％、減水剤／セメント比０．８％の条件で、ス
ランプ８ｃｍのコンクリートを調整した。 セメント ； 日本セメント株式会社製 早強ポルトランドセメント 細骨材 ； 青梅産砕砂 粗骨材 ； 青梅産砕石 減水剤 ； 花王株式会社製 マイティ１５０ 水 ； 水道水 １０×１０×４０ｃｍの型枠内に、直径１０ｍｍの鉄筋
を鉄筋比が１．０％となるように配筋し、上記調整した
コンクリートを流し込み、２８日間２０℃で湿潤養生
し、１０×１０×４０ｃｍの鉄筋コンクリート試験体を
作製した。この鉄筋コンクリート試験体の圧縮強度は、
４４Ｎ／ｍｍ2 であった。 （２） 鉄筋コンクリート試験体へのＡＥセンサー等の
設置 上記作製した鉄筋コンクリート試験体の図１（ａ）〜
（ｄ）に示す位置に、ＡＥセンサー（米国 フィジカル
アコースティクスコーポレーション製：Ｒ１５１５０Ｈ
ｚ共振型）、コンクリート用ストレインゲージ（株式会
社東京測器研究所製：ＰＬ−３０−１１）、パイゲージ
（株式会社東京測器研究所製：ＰＩ−２）及び変位計
（株式会社東京測器研究所製：ＣＤＰ−５０）を各々設
置した。なお、ＡＥの振幅値及び累積ヒット数は、ＡＥ
計測装置（米国 フィジカルアコースティクスコーポレ
ーション製：ＳＰＡＲＴＡＮ２０００）を用いて測定し
た。 （３） 鉄筋コンクリート試験体への漸増履歴荷重の載
荷 鉄筋コンクリート試験体への漸増履歴荷重の載荷方法
は、３等分点２線載荷（縁応力の増加速度；毎分０．５
Ｎ／ｍｍ2 ）とし、繰り返し曲げ載荷・除荷を行った。
なお、載荷は疲労試験機（株式会社島津製作所製：サー
ボパルサ４８８０）を用いて行った。
【００１８】−試験結果− 漸増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係を図２
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図２（ｂ）に、漸増履歴荷重とたわみの関係を
図２（ｃ）に各々示す。上記試験結果から、 １サイクル目において、載荷直後からＡＥが発生す
る。そして除荷時にはＡＥは発生しない。 ２サイクル目及び３サイクル目において、載荷時は
それぞれ前のサイクルの荷重に達するまではＡＥは発生
せず、カイザー効果が成立する。また除荷時にはＡＥは
発生しない。 ４サイクル目においてもカイザー効果が成立する。
しかし、除荷時にＡＥが発生する。 ５サイクル目にはカイザー効果が成立せず、載荷直
後からＡＥが発生する。また、除荷時にもＡＥが発生す
る。 ６サイクル目にもカイザー効果が成立せず、載荷直
後からＡＥが発生する。 除荷時にＡＥが発生し、カイザー効果が成立しなく
なる荷重（４サイクル目の４０ＫＮ）と、鉄筋コンクリ
ート試験体が構造的に弾性範囲から塑性範囲に変わる荷
重〔図２（ｃ）においてたわみ曲線の傾斜が変化する４
０ＫＮ）とが一致する。ことが分かった。また、上記試
験により得られたＡＥのモーメントテンソル解析を行
い、鉄筋コンクリート試験体に発生したひび割れの種類
を解析した結果、弾性範囲の鉄筋コンクリート試験体
（４サイクル目の４０ＫＮの荷重を加える前の鉄筋コン
クリート試験体）には引っ張り型ひび割れが多く発生
し、塑性範囲の鉄筋コンクリート試験体（４サイクル目
の４０ＫＮの荷重を加えた後の鉄筋コンクリート試験
体）にはせん断型ひび割れが多く発生していることが分
かった。
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図２（ｂ）に、漸増履歴荷重とたわみの関係を
図２（ｃ）に各々示す。上記試験結果から、 １サイクル目において、載荷直後からＡＥが発生す
る。そして除荷時にはＡＥは発生しない。 ２サイクル目及び３サイクル目において、載荷時は
それぞれ前のサイクルの荷重に達するまではＡＥは発生
せず、カイザー効果が成立する。また除荷時にはＡＥは
発生しない。 ４サイクル目においてもカイザー効果が成立する。
しかし、除荷時にＡＥが発生する。 ５サイクル目にはカイザー効果が成立せず、載荷直
後からＡＥが発生する。また、除荷時にもＡＥが発生す
る。 ６サイクル目にもカイザー効果が成立せず、載荷直
後からＡＥが発生する。 除荷時にＡＥが発生し、カイザー効果が成立しなく
なる荷重（４サイクル目の４０ＫＮ）と、鉄筋コンクリ
ート試験体が構造的に弾性範囲から塑性範囲に変わる荷
重〔図２（ｃ）においてたわみ曲線の傾斜が変化する４
０ＫＮ）とが一致する。ことが分かった。また、上記試
験により得られたＡＥのモーメントテンソル解析を行
い、鉄筋コンクリート試験体に発生したひび割れの種類
を解析した結果、弾性範囲の鉄筋コンクリート試験体
（４サイクル目の４０ＫＮの荷重を加える前の鉄筋コン
クリート試験体）には引っ張り型ひび割れが多く発生
し、塑性範囲の鉄筋コンクリート試験体（４サイクル目
の４０ＫＮの荷重を加えた後の鉄筋コンクリート試験
体）にはせん断型ひび割れが多く発生していることが分
かった。
【００１９】〔試験例２〕僅かに劣化している鉄筋コン
クリート試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的挙
動とＡＥの発生状況との関係
クリート試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的挙
動とＡＥの発生状況との関係
【００２０】−試験方法− 試験例１に記載したと同様の鉄筋コンクリート試験体を
作製し、この鉄筋コンクリート試験体に予め１０ＫＮの
荷重を３回加えた後、上記試験例１と同様の漸増履歴荷
重を加えた。
作製し、この鉄筋コンクリート試験体に予め１０ＫＮの
荷重を３回加えた後、上記試験例１と同様の漸増履歴荷
重を加えた。
【００２１】−試験結果− 漸増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係を図３
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図３（ｂ）に、漸増履歴荷重とたわみの関係を
図３（ｃ）に各々示す。上記の試験結果から、 １サイクル目において、１０ＫＮの荷重に達するま
でＡＥは発生せず、カイザー効果が成立する。 以降は、上記試験例１とほぼ同様の傾向がある。
ことが分かった。また、試験例１と同様に上記試験によ
り得られたＡＥのモーメントテンソル解析を行い、鉄筋
コンクリート試験体に発生したひび割れの種類を解析し
た結果、弾性範囲の鉄筋コンクリート試験体（４サイク
ル目の４０ＫＮの荷重を加える前の鉄筋コンクリート試
験体）には引っ張り型ひび割れが多く発生し、塑性範囲
の鉄筋コンクリート試験体（４サイクル目の４０ＫＮの
荷重を加えた後の鉄筋コンクリート試験体）にはせん断
型ひび割れが多く発生していることが分かった。
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図３（ｂ）に、漸増履歴荷重とたわみの関係を
図３（ｃ）に各々示す。上記の試験結果から、 １サイクル目において、１０ＫＮの荷重に達するま
でＡＥは発生せず、カイザー効果が成立する。 以降は、上記試験例１とほぼ同様の傾向がある。
ことが分かった。また、試験例１と同様に上記試験によ
り得られたＡＥのモーメントテンソル解析を行い、鉄筋
コンクリート試験体に発生したひび割れの種類を解析し
た結果、弾性範囲の鉄筋コンクリート試験体（４サイク
ル目の４０ＫＮの荷重を加える前の鉄筋コンクリート試
験体）には引っ張り型ひび割れが多く発生し、塑性範囲
の鉄筋コンクリート試験体（４サイクル目の４０ＫＮの
荷重を加えた後の鉄筋コンクリート試験体）にはせん断
型ひび割れが多く発生していることが分かった。
【００２２】〔試験例３〕ある程度劣化している鉄筋コ
ンクリート試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的
挙動とＡＥの発生状況との関係
ンクリート試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的
挙動とＡＥの発生状況との関係
【００２３】−試験方法− 試験例１に記載したと同様の鉄筋コンクリート試験体を
作製し、この鉄筋コンクリート試験体に予め２０ＫＮの
荷重を３回加えた後、試験例１と同様の漸増履歴荷重を
加えた。
作製し、この鉄筋コンクリート試験体に予め２０ＫＮの
荷重を３回加えた後、試験例１と同様の漸増履歴荷重を
加えた。
【００２４】−試験結果− 漸増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係を図４
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図４（ｂ）に、漸増履歴荷重とたわみの関係を
図４（ｃ）に各々示す。上記の試験結果から、 １サイクル目、２サイクル目及び３サイクル目にお
いて、２０ＫＮの荷重に達するまでＡＥは発生せず、カ
イザー効果が成立する。 以降においては、上記試験例１とほぼ同様の傾向
がある。ことが分かった。また、上記試験により得られ
たＡＥのモーメントテンソル解析を行い、鉄筋コンクリ
ート試験体に発生したひび割れの種類を解析した結果、
弾性範囲の鉄筋コンクリート試験体（４サイクル目の４
０ＫＮの荷重を加える前の鉄筋コンクリート試験体）に
は引っ張り型ひび割れが多く発生し、塑性範囲の鉄筋コ
ンクリート試験体（４サイクル目の４０ＫＮの荷重を加
えた後の鉄筋コンクリート試験体）にはせん断型ひび割
れが多く発生していることが分かった。
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図４（ｂ）に、漸増履歴荷重とたわみの関係を
図４（ｃ）に各々示す。上記の試験結果から、 １サイクル目、２サイクル目及び３サイクル目にお
いて、２０ＫＮの荷重に達するまでＡＥは発生せず、カ
イザー効果が成立する。 以降においては、上記試験例１とほぼ同様の傾向
がある。ことが分かった。また、上記試験により得られ
たＡＥのモーメントテンソル解析を行い、鉄筋コンクリ
ート試験体に発生したひび割れの種類を解析した結果、
弾性範囲の鉄筋コンクリート試験体（４サイクル目の４
０ＫＮの荷重を加える前の鉄筋コンクリート試験体）に
は引っ張り型ひび割れが多く発生し、塑性範囲の鉄筋コ
ンクリート試験体（４サイクル目の４０ＫＮの荷重を加
えた後の鉄筋コンクリート試験体）にはせん断型ひび割
れが多く発生していることが分かった。
【００２５】〔試験例４〕劣化している鉄筋コンクリー
ト試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的挙動とＡ
Ｅの発生状況との関係
ト試験体に漸増履歴荷重を加えた場合の力学的挙動とＡ
Ｅの発生状況との関係
【００２６】−試験方法− 試験例１に記載したと同様の鉄筋コンクリート試験体を
作製し、この鉄筋コンクリート試験体に予め４０ＫＮの
荷重を３回加えた後、試験例１と同様の漸増履歴荷重を
加えた。
作製し、この鉄筋コンクリート試験体に予め４０ＫＮの
荷重を３回加えた後、試験例１と同様の漸増履歴荷重を
加えた。
【００２７】−試験結果− 漸増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係を図５
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図５（ｂ）に各々示す。上記の試験結果から、 １サイクル目において、載荷直後からＡＥが発生す
る。そして除荷時にもＡＥは発生する。 ２サイクル目以降、カイザー効果は成立しない。そ
して除荷時においてもＡＥは発生する。 鉄筋コンクリート試験体は構造的に塑性範囲にあ
る。ことが分かった。また、ＡＥのモーメントテンソル
解析を行い、鉄筋コンクリート試験体に発生したひび割
れの種類を解析した結果、鉄筋コンクリート試験体には
せん断型ひび割れが多く発生していることが分かった。
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図５（ｂ）に各々示す。上記の試験結果から、 １サイクル目において、載荷直後からＡＥが発生す
る。そして除荷時にもＡＥは発生する。 ２サイクル目以降、カイザー効果は成立しない。そ
して除荷時においてもＡＥは発生する。 鉄筋コンクリート試験体は構造的に塑性範囲にあ
る。ことが分かった。また、ＡＥのモーメントテンソル
解析を行い、鉄筋コンクリート試験体に発生したひび割
れの種類を解析した結果、鉄筋コンクリート試験体には
せん断型ひび割れが多く発生していることが分かった。
【００２８】〔試験例１〜４のまとめ〕以上の試験結果
から、 鉄筋コンクリート試験体が構造的に弾性範囲にある
か塑性範囲にあるかという識別、及び せん断型ひび割れが多く発生しているかという識別
を、漸増履歴荷重を加えた際のＡＥの発生状況から判断
できることが分かった。
から、 鉄筋コンクリート試験体が構造的に弾性範囲にある
か塑性範囲にあるかという識別、及び せん断型ひび割れが多く発生しているかという識別
を、漸増履歴荷重を加えた際のＡＥの発生状況から判断
できることが分かった。
【００２９】そして、そのＡＥの発生状況が、 （１）１サイクル目の載荷直後からＡＥが発生し、除荷
時にもＡＥが発生し、且つ２サイクル目においてカイザ
ー効果が成立しない場合（試験例４の場合）は、せん断
型ひび割れが多く発生しており、補修が必要な状態と判
定することができる。一方、 （２）上記（１）以外、すなわち、ＡＥの発生状況が、 １サイクル目の載荷からＡＥが発生し、除荷時にＡ
Ｅが発生せず、そして続く２〜３サイクル目においてカ
イザー効果が成立する場合（試験例１）や、 １〜数サイクル目の載荷途中からＡＥが発生し、除
荷時にＡＥが発生せず、そして続くサイクルにおいてカ
イザー効果が成立する場合（試験例２及び３）は、せん
断型ひび割れが殆ど発生しておらず、補修の必要がない
状態と判定することができる。ことが判明した。
時にもＡＥが発生し、且つ２サイクル目においてカイザ
ー効果が成立しない場合（試験例４の場合）は、せん断
型ひび割れが多く発生しており、補修が必要な状態と判
定することができる。一方、 （２）上記（１）以外、すなわち、ＡＥの発生状況が、 １サイクル目の載荷からＡＥが発生し、除荷時にＡ
Ｅが発生せず、そして続く２〜３サイクル目においてカ
イザー効果が成立する場合（試験例１）や、 １〜数サイクル目の載荷途中からＡＥが発生し、除
荷時にＡＥが発生せず、そして続くサイクルにおいてカ
イザー効果が成立する場合（試験例２及び３）は、せん
断型ひび割れが殆ど発生しておらず、補修の必要がない
状態と判定することができる。ことが判明した。
【００３０】
【実施例】以下、本発明にかかるコンクリート構造物の
劣化判定方法を、実際のコンクリート構造物に適用した
実施例に付き説明する。
劣化判定方法を、実際のコンクリート構造物に適用した
実施例に付き説明する。
【００３１】〔実施例１〕僅かに劣化したコンクリート
橋梁への適用
橋梁への適用
【００３２】−実施方法− 築６年のコンクリート橋梁（幅６ｍ、長さ７ｍ）の下面
中央に沿ってＡＥセンサー（米国 フィジカルアコース
ティクスコーポレーション製：Ｒ１５ １５０Ｈｚ共振
型）を１ｍ間隔で貼り付け、ＡＥ計測装置（米国 フィ
ジカルアコースティクスコーポレーション製：ＳＰＡＲ
ＴＡＮ２０００）にてＡＥの振幅値及び累積ヒット数を
測定した。漸増履歴荷重は、１サイクル目として最大積
載量１０ｔのトラックを荷物を積んでいない状態（重
量；５ｔ）で１０km/hr の速度で走らせ、２サイクル目
として前期トラックに２ｔの砂利を積んだ状態（重量；
７ｔ）で同じく１０km/hr の速度で走らせることにより
コンクリート橋梁に加えた。
中央に沿ってＡＥセンサー（米国 フィジカルアコース
ティクスコーポレーション製：Ｒ１５ １５０Ｈｚ共振
型）を１ｍ間隔で貼り付け、ＡＥ計測装置（米国 フィ
ジカルアコースティクスコーポレーション製：ＳＰＡＲ
ＴＡＮ２０００）にてＡＥの振幅値及び累積ヒット数を
測定した。漸増履歴荷重は、１サイクル目として最大積
載量１０ｔのトラックを荷物を積んでいない状態（重
量；５ｔ）で１０km/hr の速度で走らせ、２サイクル目
として前期トラックに２ｔの砂利を積んだ状態（重量；
７ｔ）で同じく１０km/hr の速度で走らせることにより
コンクリート橋梁に加えた。
【００３３】−実施結果− 漸増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係を図６
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図６（ｂ）に各々示す。上記の実施結果は、前
記試験例２と同じ傾向のＡＥの発生状況である。即ち、
１サイクル目の４ｔ以降の荷重からＡＥが発生し、除荷
時にはＡＥは発生せず、そして２サイクル目においてカ
イザー効果が成立していることから、該コンクリート橋
梁はせん断型ひび割れが殆ど発生しておらず、まだ補修
の必要はない状態であると判定できる。なお、実施によ
り得られたＡＥのモーメントテンソル解析からも、該コ
ンクリート橋梁に発生しているひび割れは、引っ張り型
ひび割れが殆どで、せん断型ひび割れは殆ど発生してい
ないことが確認できた。
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図６（ｂ）に各々示す。上記の実施結果は、前
記試験例２と同じ傾向のＡＥの発生状況である。即ち、
１サイクル目の４ｔ以降の荷重からＡＥが発生し、除荷
時にはＡＥは発生せず、そして２サイクル目においてカ
イザー効果が成立していることから、該コンクリート橋
梁はせん断型ひび割れが殆ど発生しておらず、まだ補修
の必要はない状態であると判定できる。なお、実施によ
り得られたＡＥのモーメントテンソル解析からも、該コ
ンクリート橋梁に発生しているひび割れは、引っ張り型
ひび割れが殆どで、せん断型ひび割れは殆ど発生してい
ないことが確認できた。
【００３４】〔実施例２〕劣化したコンクリート橋梁へ
の適用
の適用
【００３５】−実施方法− 築３０年のコンクリート橋梁（幅６ｍ、長さ７．５ｍ）
の下面中央に沿ってＡＥセンサー（米国 フィジカルア
コースティクスコーポレーション製：Ｒ１５１５０Ｈｚ
共振型）を１ｍ間隔で貼り付け、ＡＥ計測装置（米国
フィジカルアコースティクスコーポレーション製：ＳＰ
ＡＲＴＡＮ２０００）にてＡＥの振幅値及び累積ヒット
数を測定した。漸増履歴荷重は、上記実施例１と同様に
１サイクル目として最大積載量１０ｔのトラックを荷物
を積んでいない状態（重量；５ｔ）で１０km/hr の速度
で走らせ、２サイクル目として前期トラックに２ｔの砂
利を積んだ状態（重量；７ｔ）で同じく１０km/hr の速
度で走らせることによりコンクリート橋梁に加えた。
の下面中央に沿ってＡＥセンサー（米国 フィジカルア
コースティクスコーポレーション製：Ｒ１５１５０Ｈｚ
共振型）を１ｍ間隔で貼り付け、ＡＥ計測装置（米国
フィジカルアコースティクスコーポレーション製：ＳＰ
ＡＲＴＡＮ２０００）にてＡＥの振幅値及び累積ヒット
数を測定した。漸増履歴荷重は、上記実施例１と同様に
１サイクル目として最大積載量１０ｔのトラックを荷物
を積んでいない状態（重量；５ｔ）で１０km/hr の速度
で走らせ、２サイクル目として前期トラックに２ｔの砂
利を積んだ状態（重量；７ｔ）で同じく１０km/hr の速
度で走らせることによりコンクリート橋梁に加えた。
【００３６】−実施結果− 漸増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係を図７
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図７（ｂ）に各々示す。上記の実施結果は、前
記試験例４と同じ傾向のＡＥの発生状況である。即ち、
１サイクル目の載荷からＡＥが発生し、除荷時にもＡＥ
が発生していると共に、２サイクル目においてカイザー
効果が成立していないことから、該コンクリート橋梁は
せん断型ひび割れが多く発生しており、補修の必要な状
態であると判定できる。なお、実施により得られたＡＥ
のモーメントテンソル解析からも、該コンクリート橋梁
に発生しているひび割れは、せん断型ひび割れが殆どで
あることが確認できた。
（ａ）に、漸増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数
の関係を図７（ｂ）に各々示す。上記の実施結果は、前
記試験例４と同じ傾向のＡＥの発生状況である。即ち、
１サイクル目の載荷からＡＥが発生し、除荷時にもＡＥ
が発生していると共に、２サイクル目においてカイザー
効果が成立していないことから、該コンクリート橋梁は
せん断型ひび割れが多く発生しており、補修の必要な状
態であると判定できる。なお、実施により得られたＡＥ
のモーメントテンソル解析からも、該コンクリート橋梁
に発生しているひび割れは、せん断型ひび割れが殆どで
あることが確認できた。
【００３７】
【発明の効果】以上、説明した本発明にかかるコンクリ
ート構造物の劣化判定方法によれば、任意の時期にコン
クリート構造物の劣化を判定することができると共に、
その判定が漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥの発生
状況という客観的なデータに基づくものであるため、熟
練を要さずしかも正確な判定が可能となり、コンクリー
ト構造物の補修を経済的に行うことができる効果があ
る。
ート構造物の劣化判定方法によれば、任意の時期にコン
クリート構造物の劣化を判定することができると共に、
その判定が漸増履歴荷重を加えた際に生じるＡＥの発生
状況という客観的なデータに基づくものであるため、熟
練を要さずしかも正確な判定が可能となり、コンクリー
ト構造物の補修を経済的に行うことができる効果があ
る。
【図１】試験例１〜４において使用した鉄筋コンクリー
ト試験体へのＡＥセンサー等の設置位置を示した図であ
り、（ａ）は鉄筋コンクリート試験体の斜視図、（ｂ）
は鉄筋コンクリート試験体の側面図、（ｃ）は鉄筋コン
クリート試験体の平面図、（ｄ）は鉄筋コンクリート試
験体の底面図を各々示した図である。
ト試験体へのＡＥセンサー等の設置位置を示した図であ
り、（ａ）は鉄筋コンクリート試験体の斜視図、（ｂ）
は鉄筋コンクリート試験体の側面図、（ｃ）は鉄筋コン
クリート試験体の平面図、（ｄ）は鉄筋コンクリート試
験体の底面図を各々示した図である。
【図２】試験例１の結果を示した図であり、（ａ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係、
（ｃ）は漸増履歴荷重とたわみの関係を各々示した図で
ある。
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係、
（ｃ）は漸増履歴荷重とたわみの関係を各々示した図で
ある。
【図３】試験例２の結果を示した図であり、（ａ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係、
（ｃ）は漸増履歴荷重とたわみの関係を各々示した図で
ある。
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係、
（ｃ）は漸増履歴荷重とたわみの関係を各々示した図で
ある。
【図４】試験例３の結果を示した図であり、（ａ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係、
（ｃ）は漸増履歴荷重とたわみの関係を各々示した図で
ある。
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係、
（ｃ）は漸増履歴荷重とたわみの関係を各々示した図で
ある。
【図５】試験例４の結果を示した図であり、（ａ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係を各々
示した図である。
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係を各々
示した図である。
【図６】実施例１の結果を示した図であり、（ａ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係を各々
示した図である。
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係を各々
示した図である。
【図７】実施例２の結果を示した図であり、（ａ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係を各々
示した図である。
増履歴荷重と発生したＡＥの振幅値の関係、（ｂ）は漸
増履歴荷重と発生したＡＥの累積ヒット数の関係を各々
示した図である。
フロントページの続き (72)発明者 内田 昌勝 東京都江東区清澄１−２−23 日本セメン ト株式会社中央研究所内 (72)発明者 岡本 享久 東京都江東区清澄１−２−23 日本セメン ト株式会社中央研究所内 (72)発明者 湯山 茂徳 東京都渋谷区東２−17−10 日本フィジカ ルアコースティクス株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 コンクリート構造物にアコースティック
・エミッションセンサーを配設し、該アコースティック
・エミッションセンサーにより、前記コンクリート構造
物に漸増履歴荷重を加えた際に生じるアコースティック
・エミッションの発生状況を計測し、このアコースティ
ック・エミッションの発生状況から、コンクリート構造
物の劣化を判定することを特徴とするコンクリート構造
物の劣化判定方法。 - 【請求項２】 上記アコースティック・エミッションの
発生状況が、漸増履歴荷重の１サイクル目の載荷からア
コースティック・エミッションが発生し、且つ除荷時に
もアコースティック・エミッションが発生すると共に、
漸増履歴荷重の２サイクル目以降においてカイザー効果
が成立しないコンクリート構造物は、劣化が進行してい
ると判定することを特徴とする、請求項１記載のコンク
リート構造物の劣化判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265521A JPH1090235A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | コンクリート構造物の劣化判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265521A JPH1090235A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | コンクリート構造物の劣化判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090235A true JPH1090235A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17418306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8265521A Pending JPH1090235A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | コンクリート構造物の劣化判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090235A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-09-13 JP JP8265521A patent/JPH1090235A/ja active Pending
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