JPS62259052A - 可搬式鉄筋腐食検出端 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、既存のコンクリート構造物中の鋼材の腐食状
況を測定する可搬式の検出端に関し、特に非破壊で連続
測定可能な検出端に関するものである。

（従夾の材調） コンクリート構造体に用いられる鉄筋は種々の条件によ
って腐食し、その機能を喪失する。従って鉄筋の腐食状
況を測定検査し、その状況に応じてコンクリート構造体
の寿命を決定するにあたり、通常該コンクリート構造体
の一部を破壊し、鉄筋を露出させ目視で検査する方法が
採用されていたが、構造体にとっては好ましい手段では
ない。

そこで特開昭５９−２１７１４７号公報に見られるよう
に、非破壊測定手段が提案されるようになった。この手
段は、コンクリート中の鋼材（鉄筋）を試験極として、
この露出部に試験極端子をとる一方、照合電極および対
極を備えた可搬式電極部を、上記鋼材に沿ってコンクリ
ート面上に順次密着させてゆき、コンクリート面上の各
位置において、上記照合電極、試験極、対極ヲ用いて自
然電位、分極抵抗および液抵抗を測定し、この３つの′
電気化学的特性値から、鋼材の腐食状況を推定するコン
クリート中の鋼材の腐食探査手段である。

これに利用する装置として給液、空気抜き部を倫え友無
底容器の底部を多孔質材料からなる下蓋によシ閉じ、か
つ容器内に電解質水溶液ヲ、１ヌたすとともに、この電
解質水溶液に照合電極および対極を浸漬させて、コンク
リート面に密行可能に形成した可搬式電極部と、コンク
リート中のａ″１′１材を試験極とし、この露出部に試
験極端子をとる一方、上記照合電極および対極を用いて
自然電位、分極抵抗、液抵抗の各測定値を出力する３電
極式モニターからなる装置が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記特開昭５９−２１７１４７号公報は、コンクリート
中の鉄筋の腐食状況を非破壊で測定できる点で優れた手
段であるが、その具体的装置について次のよりな技術的
課題がある。

即ち、通常コンクリート構造体における鉄筋腐食状況の
測定は、上面に限定されず、側面や下面（底面）から実
施しなければならないことが多いが、前記発明の可搬式
電極部即ち検出端は、側面や下面から測定する場合、電
解質水溶液（Ｂ下半に電解液と略称する）のコンクリー
ト面への絽出状況が不安定になり易いため、測定が不確
定になる恐れが多い。これは通常足場が悪く測定が困難
な箇所が多い現場作業では、特に技術的問題を大きくす
る要因になる。

つまり、前記発明の検出端は、使用姿勢によって内部に
不必要な空気の混入を招き、その結果、検出端と鉄筋と
を電気的に良好な導通状態に維持することができなくな
るという問題点を有している。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、如何なる測定姿勢でも確実な測定が可能で、
かつ精度が高い検出端の開発を意図したもので、すなわ
ち、鉄筋露出部に試験極端子をとり、内部に電解液充填
部と、この充填部に突出し電解液に浸漬した照合電極お
よび対極を有する可搬式検出端を、被測定コンクリート
面上に電解液を漏出石せつつ接触させて得られる電気化
学的特性値（例えば自然電位、分極抵抗、液抵抗、等）
から、鉄筋の腐食を測定する装置に用いられる可搬式鉄
筋腐食検出端であって、給液もしくは給気可能な装置に
接続された給液・給気兼用管と開閉弁を備えた排気管さ
らに照合電極および対極が装置された支持盤と、軸中央
に内筒挿入孔と外縁にフランジを備えると共に、内筒と
の連通孔？有する底板と頂部に前記支持盤との装着部を
備え、胴部内が電解液充填部となっている外筒と、前記
連通孔との通液弁口を有し、前記外筒胴部内に延びて電
解液を導出する内筒が、軸中央に固着されており、この
内筒が前記内筒挿入孔を通して差し込まれた状態で、前
記外筒のフランジに回転自在に装着する回転キャップと
、前記回転キャップが装着された状態で、前記内筒の上
縁と前記支持盤の下面に配置される通液性パツキン材と
、前記回転キャップの測定対象側の面を密閉する透液性
接触材からなることを特徴とし、さらには対極が照合電
極を中心として取シ巻くように配置されている。

以下本発明の構成を作用と共に詳細に説明する。

第１因は本発明にかかる検出端１の概略縦断断面図であ
って、円板型支持盤２は保護キャップ５と外筒４との差
込み突起部２ａ、２ｂ含有し、電気的絶縁材で構成され
ており、照合電極５、対極６および給液・給気兼用管７
、排気管８が装着されている。

前記照合電極５のリード線５ａは、上方に延びて取出部
、この例ではコネクタ９に接続され、同様に対極６のリ
ード線６ａは、該コネクタ９に接続されており、該リー
ド線５ａ、６ａはコネクタ９、コード１０を経て、３電
極式腐食モニター１１に接続される。

また給液・給気兼用管７（Ｊ：Ｊ、下単に兼用管と言う
）の頂部と、保護キャップ３の取付部、この例では接続
管１２との間は、フレキシブルチューブ１３によって接
続されており、さらに接続管１２と給液・給気装置１４
間はホース１５で接続されている。また給液・給気装置
には気・液切路弁、気・液ポンプ、開閉弁、圧力調整弁
等が設けられているが、説明は省略している。

排気管８の頂部と保護キャップ３の取付部、この例では
接続管１６との間はフレキシブルチューブ１７で接続さ
れておシ、さらに接続管１６と排気開閉弁１８間は、ホ
ース１９で接続されている。

次に保護キャップ３のフランジ３ａは、前記円板形支持
盤２のフランジ２Ｃの上面と密着するように＋１４成さ
れ、同様に外筒４のフランジ４ａも、前記フランジ２Ｃ
の下面と密召するように構成されている。

さらに該フランジ３ａ、２ｃ、４ａｉ貫通する孔２０が
、複数個設けられているので、該貫通孔２０に締付用ボ
ルト２１全通し、次にナツト２２により締付けると、保
護キャップ３、円板型支持盤２．外筒４を緊密に結合す
ることができ、また必要に応じて適宜パツキン材を介在
させて、気密性を向上させるように結合することも可能
である。

次に前記外筒４の底板４ｂｖｃは、フランジ４Ｃが周設
され、また内筒２３を挿入する内筒挿入孔２４が、軸中
央に設けられている。さらに前記底板４ｂＫは、外筒４
の胴部に設けられた電解液充填内腔４ｄと、前記内筒挿
入孔２４間に連通ずる孔２５が設けられている。

そして環状溝２６に、前記フランジ４Ｃがはめ込まれた
状態で、回転自在に装着される回転キャップ２７には、
さらに両端が開口している直管からなる内ｇ２３が固着
されている。そして前記回転キャップ２７は、分割組立
型の環状金物２７ａと。

この環状金物２７ａの取付ポルト２８と内筒支持部２７
ｂから構成され、前記外筒４の底板４ｂに、内筒支持部
２７ｂ　ｉパツキン材２９を介在させて押しあてた後、
＠２環状金物２７ａと取付ボルト２８によって、この底
板４ｂに回転自在に組み立てられる。

また前記回転キャップ２７の外直に、透液性接触板３０
で密閉されておシ、それ故前記内筒２３内の電解液は所
定時間内に所定量通過するようになる。そのため透液性
接触板３０には、有機、無機の繊維や透液性多孔質体が
採用される。

前記内筒２５の下部は、前記回転キャップ２７に固着さ
れているが、その上部は前記外筒４の内腔４ｄの上方に
延び、その上縁２５ａと円板形支持盤２の下面、この例
では差込み突起部２ｂの下面２ｂ１との間には、通液性
パツキン材３１が保持されでいる。

さらに内筒２６の下方には、筒壁を貫通する通液弁口３
２が設けられ、回転キャップ２７の回転にともなう内筒
２３の回転により、前記連通孔２５と通液弁口３２は、
通液可能あるいは不可能の状態となる。

さらに前記内筒２３の内腔２３ｂの下方に延びる照合電
極５の先端５ｂには、設定離間距離をおいて、対極６の
先端６ｂが螺旋形に形成されて対向している。このよう
な対極６の構成は、電流分布全均一化し、また対極６の
形状をコンパクト化しうるので、検出端の容積をよシ小
さくし、運搬および測定を便利にする機能を与える。

次にコンクリート５３に埋設された鉄Ｕ１３４の露出部
３４ａ　Ｉｃは、試験極端子３５が取付けられており、
リード線３６は前記３電極式モニターに接続されている
。

次に第２図は本発明にかかる検出端１の部分切欠概略斜
視図でろって、第１図と同符号のものは同一部材である
。

第２因において回転キャップ２７の詳細を説明する。

前述のように回転キャップ２７は、環状金物２７ａと内
筒支持部２７ｂと、それらを連結する取付ボルト２８に
よって構成されているが、前記環状金物２７ａは、例え
ば分割された扇状の部品からなって２９、内筒支持部２
７ｂｉ、前述のように底盤４ｂに押しあてた後組立られ
、その結果環状溝２６が形成され、回転キャップ２７は
フランジ４Ｃに回転自在に装置される。

さて本発明の検出端は前述のような構成となっており、
その作用および機能を第３図、第４図、第５図の操作要
領説明図で説明する。

第３図は、コンクリート床面上に検出端１を押しあて、
鉄筋３４の腐食状況を測定している状態を示す図である
。

まず、測定に先立ち、あらかじめ回転キャップ２７を前
記内筒２３とともに回転させ、通液弁口３２と連通孔２
５とを連通させて通液可能としておく。その後排気開閉
弁１８を開状態としたのち、給液・給気装置１４からホ
ース１５を経由して、兼用管７より電解液を外筒４内に
送給する。

電解液５０は兼用管７から連通孔２５１通液弁口３２を
通り、内筒２６に充填され、同時に外筒４内にも充填さ
れる。そこで適当量充填された時点で、排気開閉弁１８
を閉じると、透液性接触板６０からコンクリート３３の
表面３３ａに、主として透液接触板３０の透液能によっ
て定められる量だけ漏出する。

そこで前述のように照合電極５、対極６．試験極６５と
電気的に結線された３電極式モニター１１によって、電
気化学的特性値（例えば、自然電位分極抵抗および液抵
抗等）の測定が適切に行われる。

このような電解液供給の便のため、外筒４、内筒２３な
どを透明な耐食性材料で構成すると、測定作業をよシ迅
速に行うことができる。

本発明の実施例における対極６は、前述のように先端が
螺旋形だ形成されておシ、形状分極めて小さくすること
ができるので、照合電極５に十分接近して設けることが
可能で、このような構成は、検出端１の全体構成をコン
パクト化するのに効果的であり、しかも測定精度をあげ
ることができる。

次に第４図は、鉛直コンクリート壁面５３ｂにおける測
定状況説明囚で、この場合は電解液の供給に先立って、
前記内筒２３を回転し、通液弁口５２と連通口２５の連
通ｆｔ遮断状態としておく。このように内筒２３の回転
によって、通液系が開閉されることとなるので、形態と
しては貫通孔であるがそれを本発明では通液弁口と言う
。

さて、前記排気開閉弁１８を開いて、電解液を内腔４ｄ
内に供給しつつ、適当な時点で閉じると、電解液５０は
内筒２３と外筒４の内壁４ｅとの空間に充満した後、通
液性パツキン材６１ｔ−通過して、前記内筒２３の内腔
２５ｂを満たし、ついで前記透液性接触板３０から壁面
５ｓｂＶｃｔｉｔ出する。

そこで給液・給気装置１４から電解液を連続供給すると
、電解液は円滑に所要の量が壁面３３ｂに漏出するので
、測定は正確に継続されることになる。前記通液性パツ
キン材６１は有機、無機の布もしくはファイバーなどが
適している。

このように構成しておくと、前記内筒２３内の電解液は
適度な内圧を保持しているので、壁面３３ｂに対する電
解液の漏出がとぎれる恐れがなく、測定を適確に実施す
ることが可能になる。

すなわち前記通液性パツキン材３１は、適度な圧損のも
とに電解液を通過させる機能を有し、外筒４を横向き、
つまシ水平姿勢としても、該外筒４内の内筒２３から電
解液が、逆方向に急激に流失することを阻止することが
できる。

次に第５図は建物の天井あるいは橋梁などのコンクリー
ト下面３５ｃに対して、下方から検出端１を押しあて、
測定を行っている状況を占めず概略肉である。

この例においても、まず電解液の供給に先立って、前記
内筒２３を回転し、通液弁口３２と連通口２５の連通ｆ
ｔ遮断状態としておき、その後排気開閉弁１８を開状態
とし、給液・給気装置１４から電解液を内腔４ｄに送給
し、前記内腔４ｄに電解液を充ｉ１：ｉさせた状態で押
しあて、該排気開閉弁１８を閉じる。この場合電解液は
、重力のため液が降下するので、何等かの圧力を加えな
い限シ、電解液が透液性板３０から外部に漏出しない。

そこで、給液・給気装置１４全用いて、電解液５０を兼
用管７から前記内腔４ｄに送給する。すると電解液は前
記通液性パツキン材３１を通り、前記内筒２３に充満し
、透液性接触板３０から下面３３ｃに漏出し、漏出は継
続的に行われることになる。

このように本発明の検出端１は、どのような測定姿勢で
も使用が可能で、十分な測定機能を宵し、かつ電解液の
とぎれることのない供給により、常に最良の電気的導通
状態を保持しうるので、信頼性の高い測定結果を得るこ
とができる。

以上の例では給液・給気装置１４を用いて、電解液を送
給する方法について説明してきたが、他の方法として、
外筒４内に十分電解液が充填されている場合に、給液・
給気装置１４を用いて、圧縮空気を送気することも有効
である。

この場合には、外筒４内に電解液５０が存在する限り、
電解液は前記通液性パツキン材３１を通り、前記内ｖＪ
２３に充満し、透液性接触板３０から下面５３ａ　Ｋ漏
出し、漏出は継続的に行われることになる。この場合に
おいても同様、常に最良の電気的導通状態を保持しうる
ので、信頼性の高い測定結果を得ることができる。

（実施例） 照合電極５に銀・塩化銀電極を、対極６として白金線を
用い、電解液にＮａ　２　ＳＯ４飽和溶液を採用した検
出端を用い、構築後２０年を経過したコンクリート床（
スラブ）を測定した結果について説明する。

なお透液性接触板３０には、プラスチック製スポンジを
、通液性パツキン材３１には合繊ガーゼを採用し、３電
極式モニターによりデータを求めた。

被測定コンクリートスラブ中の鉄筋は、公称４．１箇　
径の溶接金網で、鉄筋間隔は１５０？７！７７１　　ピ
ッチ、平均カブリは２０．１　ｍｍであり、さらにコン
クリートスラブの水・セメント比は、５１．２％、含有
塩分量は平均０．０８１％（ＮａＣｔ換算）であり、測
定時の中性化深さは１９．７　ｍｍ　　であって、初期
の腐食段階のものと推定されていた。

次にチンブリングした鉄筋径測定に基ずく腐食速度（ｍ
ｍ　／　ｙｅａｒ　）と、自然電位（ｍＶ）　、分極抵
抗（Ｋｏｈｍ）の逆数、液抵抗（Ｋｏｈｍ）とのそれぞ
れの相関を、第６図、第７図、第８図のグラフにしたが
って説明する。

第６図に占めずように、自然電位は一２００ｍＶ　　よ
シ低くなれば高い腐食傾向にあることが判かり、また分
極抵抗の逆数値は、腐食速度と極めて明白な相関があυ
、さらには液抵抗が小さくなれば、コンクリートの防食
性能が低下していることが判る。

すなわち、従来は自然電位、分極抵抗、液抵抗のオーダ
ー比較によって、定性的な腐食状況把握が行われていた
が、本発明の検出端を用いれば、定量的な腐食状況の把
握が可能になる。

（発明の効果） 本発明の検出端は前述のように、どのような姿勢でも連
続して使用できるので、実構造物に対する測定を迅速確
実に実施することが可能で、しかも実用効果が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検出端の概略縦断断面図、第２図は同
じく部分切欠概略斜視図、第６図、第４図、第５図は本
発明検出端の操作要領説明図、第６因は腐食速度と自然
電位、第７図は腐食速度と分極抵抗の逆数、第８図は腐
食速度と液抵抗の相関をそれぞれ示すグラフである。 １：検出端　　　　　２：円板型支持盤２ａ：差込み突
起部　２ｂ：差込み突起部２ｂ１：下面　　　　　２ｃ
：フランジ３：保護キャップ　　３ａ：フランジ ４：外筒　　　　　　４ａ：フランジ ４ｂ：底板　　　　　４ｃ：フランジ ４ｄ：内腔　　　　　４ｅ：内壁 ５：照合電極　　　　５ａ：リード線 ５ｂ：先端　　　　　６：対極 ６ａ：リード線　　　６ｂ＝先端 ７：給液・給気兼用管　８：排気管 ９：コネクター　　　１０：コード １１　：　３電極腐食モニター　　１２　＝接続管１３
　：フレキシブルチューブ　１４：給液・給気装置１５
：ホース　　　　　１６：接続管 １７　：フレキシブルチューブ　１８：排気開閉弁１９
：ホース　　　　　２０：貫通孔 ２１　：締め付はボルト　　２２：ナット２６：内筒　
　　　　　２３ａ：上縁 ２３ｂ：内腔　　　　　　　２４：内筒挿入孔挿通孔２
５：連通孔　　　　　２６：環状溝 ２７：回転キャップ　　２７ａ：環状金物２７ｂ：内筒
支持部　　　２８：取付はボルト２９：パツキン材　　
　３０：透液性接触板３１　：通液性パツキン材　３２
：通液弁口３３：コンクリート　　３３ａ：表面 ３３ｂ＝壁面　　　　　　５３Ｃ：下面３４：鉄筋　　
　　　　５４ａ：露出部３５＝試験極端子　　　３６：
リード線３７：取付はネジ　　　５０：電解液 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コンクリート中の鉄筋に鉄筋露出部より導通をおこ
   ない、内部に電解液充填部と、この充填部に突出し電解
   液に浸漬した照合電極、および対極を有する可搬式検出
   端を、被測定コンクリート面上に接触させて、電気化学
   的な測定を行い、コンクリート中の鉄筋の腐食状態を測
   定する装置の可搬式鉄筋腐食検出端であつて、給液もし
   くは給気可能な装置に接続された給液・給気兼用管と、
   開閉弁を備えた排気管、さらに照合電極および対極が装
   着された支持盤と； 軸中央に内筒挿入孔と、外縁にフランジを備えると共に
   、内筒との連通孔を有する底板と頂部に前記支持盤との
   装着部を備え、胴部内が電解液充填部となつている外筒
   と； 前記連通孔との通液弁口を有し、前記外筒胴部内に延び
   て電解液を導出する内筒が、軸中央に固着されており、
   この内筒が前記内筒挿入孔を通して差し込まれた状態で
   、前記外筒のフランジに回転自在に装着する回転キャッ
   プと；前記回転キャップが装着された状態で、前記内筒
   の上縁と前記支持盤の下面に配置される通液性パッキン
   材と； 前記回転キャップの測定対象側の面を密閉する透液性接
   触材からなることを特徴とする可搬式鉄筋腐食検出端。 ２　対極が照合電極を中心として取り巻くように配置さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の可搬式鉄筋腐食検
   出端。