WO1998007521A1 - Electric discharge shock breakdown apparatus for reinforced concrete member and method therefor - Google Patents

Electric discharge shock breakdown apparatus for reinforced concrete member and method therefor Download PDF

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WO1998007521A1
WO1998007521A1 PCT/JP1997/002867 JP9702867W WO9807521A1 WO 1998007521 A1 WO1998007521 A1 WO 1998007521A1 JP 9702867 W JP9702867 W JP 9702867W WO 9807521 A1 WO9807521 A1 WO 9807521A1
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discharge
liquid
voltage pulse
discharge electrode
concrete member
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Koichiro Itow
Ryuichi Shimada
Hikosaburo Hiraki
Taku Murakami
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Komatsu Ltd.
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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B02C2019/183—Crushing by discharge of high electrical energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2201/00—Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials
    • B02C2201/02—Codes relating to disintegrating devices adapted for specific materials for reinforced concrete

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for breaking a reinforced concrete member by electric discharge impact. Background technology
  • an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for electrical shock destruction of a reinforced concrete member capable of automatically and safely crushing a reinforced concrete member such as a pile without cutting the outside of the pile.
  • the first configuration of the discharge impact destruction device for a reinforced concrete member according to the present invention is as follows. Impact breaker that crushes the area to be crushed by the shock wave A liquid sealing box into which the liquid is injected so as to immerse the ruptured area and the discharge electrode with the liquid; And a high-voltage pulse generator for applying a high-voltage pulse between them.
  • the periphery of the area to be crushed is covered with the liquid sealing box, and the liquid is injected into the area to crush the discharge electrode.
  • the reinforcing bar of the reinforcing bar concrete member is set as the grounding side.
  • a high-voltage pulse from the high-voltage pulse generator is applied between the discharge electrode and the reinforcing bar, whereby the reinforcing bar concrete member is subjected to discharge impact rupture.
  • the use of reinforcing bars for grounding increases the degree of freedom in determining the grounding position.
  • the grounding position can be distant, so that the grounding wire does not hinder the work, and therefore, the continuous breakdown by the discharge electrode becomes easy. In other words, destruction work can be performed automatically and safely without human intervention.
  • This configuration is suitable when the outer periphery of the reinforced concrete member is exposed to the outside air.
  • a second configuration of the discharge impact breaking device for a reinforced concrete member according to the present invention is that a surrounding area of a rock or a concrete to be destroyed is a submerged environment, and a high voltage pulse is applied in the liquid to discharge.
  • a discharge shock destruction device that crushes a part to be destroyed by the shock wave due to this discharge,
  • a ground wire connected to the streak of the hollow reinforced concrete member having the portion to be destroyed, and a discharge electrode disposed in the hollow of the reinforced concrete member and immersed in the liquid together with the portion to be destroyed;
  • a high-voltage pulse generator for applying a high-voltage pulse between the rebar and the discharge electrode is provided.
  • the ground wire is connected to the reinforcing bar of the hollow reinforcing bar concrete member. Accordingly, since the degree of freedom for determining the grounding position is increased, the same operation and effect as in the first configuration can be obtained.
  • liquid is injected into the hollow, And the discharge electrode are immersed in the liquid. As a result, destruction work can be performed without digging the outside of the reinforced concrete member, so that safer and more efficient destruction work is performed.
  • the discharge electrode has an outer diameter substantially equal to the hollow inner diameter of the reinforced concrete member. According to this configuration, since the inner diameter of the discharge electrode is substantially the same as the diameter of the hollow portion of the reinforced concrete member, the discharge electrode can be destroyed without rotating. That is, automatic destruction can be performed with higher efficiency.
  • the discharge impact fracture method of a reinforced concrete member according to the present invention is a method in which a surrounding area of a rock or a concrete to be destroyed is a submerged environment, and a high voltage pulse is applied in the liquid to discharge the liquid.
  • a discharge shock destruction method for crushing a crushed area by a shock wave In a discharge shock destruction method for crushing a crushed area by a shock wave,
  • Discharge electrodes are arranged so as to be close to or in contact with the part to be destroyed, and a ground wire is connected to the reinforcing bar of the reinforced concrete member.
  • This configuration is a method corresponding to the first configuration of the above-described device, and the same operation and effect as the first configuration of the device can be obtained.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first example according to the present invention.
  • FIG. 2 is an overall configuration diagram of a second example according to the present invention.
  • FIG. 3 is an overall configuration diagram of a third example according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • Fig. 1 shows the first case, in which the pile 11 (reinforced concrete member) 10 contains a liquid 30 (for example, a liquid with a higher breakdown voltage with respect to a high-voltage pulse than the concrete). Water, oil) is injected.
  • the discharge electrode 21 penetrates into the liquid 30 so as to approach or contact the inner wall of the pile 10.
  • the discharge electrode 21 is connected to a high-voltage pulse generator 20.
  • a ground wire 22 derived from the high-voltage pulse generator 20 is connected to the reinforcing bar 12 in the pile 10.
  • a high-voltage pulse is output from the high-voltage pulse generator 20
  • a discharge occurs between the discharge electrode 21 and the reinforcing bar 12, and this discharge generates an impulsive wave. Is crushed.
  • the remaining reinforcing bar 1 2 is cut with a reinforcing bar cutter or the like.
  • the ground wire 22 is connected to the exposed reinforcing bar 12 if the reinforcing bar 12 is exposed from the pile 10. On the other hand, if the reinforcing bar 12 is not exposed from the pile 10, only the buried portion of the reinforcing bar 12 is crushed in a small area by a breaking force or the like to expose the reinforcing bar 12, and the reinforcing bar 12 is exposed. What is necessary is just to connect the ground wire 22.
  • the discharge electrode 21 and the liquid 30 are simply introduced into the hollow space 11 of the pile 10 and the ground wire 22 is simply connected to the reinforcing bar 12. Therefore, the pile 10 can be broken without cutting the outer periphery of the pile 10 as in the related art. Moreover, by sequentially crushing the pile 10 from the upper part to the lower part, the crushing can be performed without losing the liquid 30. Since the high-voltage pulse generator 20 automatically and periodically outputs the high-voltage pulse, high-efficiency continuous crushing can be performed by oscillating the high-voltage pulse while moving the discharge electrode 21. Also, since there is almost no manual work, safe work can be performed.
  • the discharge electrode 21 has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the pile 10. By doing so, the pile I 0 can be crushed without rotating the discharge electrode 21.
  • FIG. 2 shows a second case, in which a liquid sealing box 40 is arranged on the outer periphery of the pile 10.
  • the liquid sealing box 40 is divided into two boxes 41 and 42.
  • a sealing material 43 (for example, a rubber seal) is provided at a joint between the two boxes 41 and 42 and an outer peripheral contact portion of the pile 10.
  • the liquid sealing box 40 sandwiches the pile 10 from the outer periphery on both sides. That is, it is fastened with a fastening member such as a bolt.
  • the same liquid 30 as in the first example is injected into the liquid sealing box 40.
  • the discharge electrode 21 is arranged in the liquid 30 so as to approach or contact the outer wall of the pile 10.
  • connection relationship between the discharge electrode 21, the ground wire 22, and the high-voltage pulse generating device 20 is the same as in the first case.
  • the following effects are obtained in addition to the effects of the first case. That is, regardless of whether the pile 10 is hollow or not, the pile 10 can be crushed. Therefore, it is suitable for crushing pillars in a basement room, for example.
  • FIG. 3 shows the third case, which is based on the second case.
  • a liquid sealing box 40 formed so that an end thereof abuts on one side of an outer wall or an inner wall (reinforced concrete member) 50 of a building via a sealing material 43.
  • the liquid sealing box 40 is placed so that the sealing material 43 is in contact with one side of the wall 50, and is fixed with, for example, a support rod (not shown).
  • the liquid 30 is injected into the liquid sealing box 40.
  • a discharge electrode 21 is arranged in the liquid 30 so as to approach or contact the wall 50.
  • the connection relationship between the discharge electrode 21, the ground wire 22 and the high-voltage pulse generator 20 is the same as in the first case.
  • the discharge electrode 21 and the ground wire 22 are led out from the respective high-voltage pulse generators 20 on both sides of the wall 50.
  • the high-voltage pulse generator 20 The discharge electrode 21 and the ground wire 22 may be derived from this one unit.
  • the wall 50 is thin, even if the liquid sealing box 40 is provided only on one side and crushed from only one side, the whole can be destroyed.
  • Discharge impact destruction in which the surrounding area of the reinforced concrete member 10 (or 50) is a submerged environment, a high-voltage pulse is applied in this liquid to discharge, and the damaged area is crushed by the shock wave generated by this discharge.
  • a high-voltage pulse is applied in this liquid to discharge, and the damaged area is crushed by the shock wave generated by this discharge.
  • a high-voltage pulse is applied between the discharge electrode 21 and the ground wire 22 while fixing or moving the discharge electrode 21,
  • Reinforced concrete member 10 (or 50) is destroyed by discharge impact. Industrial applicability
  • the present invention is useful as a discharge impact crushing apparatus and method for a reinforced concrete member capable of automatically and safely crushing without digging the outside of the reinforced concrete member.

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Description

明 細 書 鉄筋コンク リー ト部材の放電衝撃破壌装置及び方法 技 術 分 野
本発明は、 鉄筋コンク リー ト部材を放電衝撃により破壊する装置及び方法に関 する。 背 景 技 術
従来より、 地下増築等で鉄筋コンク リ一卜パイル （以下、 パイルという） を地 中で切断破砕するときは、 パイルの外側を開削し、 コンク リー トカツタゃブレー 力等で切断破砕している。 ところが良く知られるように、 コンク リー トカツ夕や ブレーカは手軽であるが、 手操作であるために作業効率が悪い問題がある。 発 明 の 開 示
本発明は、 かかる従来技術の問題点を解消するためになされたもので、 パイル が鉄筋入りで、 かつ筒部材であることに着目すると共に、 例えば英国特許公開 2 1 2 0 5 7 9号に見られるように、 岩石やコンク リ一卜の被破壊部位の周囲を液 中環境とし、 この液中で高電圧パルスを加えて放電させ、 この放電による衝撃波 により被破壊部位を破碎する放電衝撃破壊方法に着目してなされた発明である。 即ち、 パイルの外側を開削することなく、 自動的かつ安全にパイル等の鉄筋コン ク リ一ト部材を破砕できる鉄筋コンク リー ト部材の放電衝撃破壊装置及び方法を 提供することを目的とする。
本発明に係る鉄筋コンク リー ト部材の放電衝撃破壊装置の第 1構成は、 岩石や コンクリートの被破壊部位の周囲を液中環境とし、 この液中で高電圧パルスを加 えて放電させ、 この放電による衝撃波により被破壌部位を破砕する放電衝撃破壊 装置において、 被破壌部位と放電電極とを液体で浸潰すべく、 この液体が注入される液体封止箱 被破壊部位を有する鉄筋コンクリ一ト部材の鉄筋に接続される接地線と、 放電電極と鉄筋との間に高電圧パルスを印加する高電圧パルス発生装置とを備え ることを特徴としている。
かかる構成によれば、 液体封止箱によって被破壌部位の周囲を覆い、 その中に 液体を注入して、 放電電極を浸潰させる。 また鉄筋コンクリ一 ト部材の鉄筋を接 地側と している。 そして高電圧パルス発生装置からの高電圧パルスを放電電極と 鉄筋との間に印加することにより、 鉄筋コ ンク リ一 卜部材を放電衝撃破壌する。 即ち、 鉄筋を接地に利用することにより、 接地位置を決める自由度が広くなる。 例えば接地位置を遠方にでき、 その分、 接地線が作業の支障となることがなく、 従って放電電極による連続破壊も容易となる。 即ち、 人手を借りず、 自動的かつ 安全に破壊作業を行える。 本構成は、 鉄筋コンクリート部材の外周が外気に剝き 出し状態である場合に適している。
本発明に係る鉄筋コンクリ一ト部材の放電衝撃破壊装置の第 2構成は、 岩石や コンク リー トの被破壊部位の周囲を液中環境とし、 この液中で高電圧パルスを加 えて放電させ、 この放電による衝撃波により被破壊部位を破砕する放電衝撃破壊 装置において、
被破壊部位を有する中空の鉄筋コンクリー ト部材の、 跌筋に接続される接地線と 鉄筋コンク リー ト部材の中空内に配設されて、 被破壊部位と共に液体で浸潰され る放電電極と、
鉄筋と放電電極との間に高電圧パルスを印加する高電圧パルス発生装置とを備え ることを特徴としている。
かかる構成によれば、 中空の鉄筋コンクリ一ト部材の鉄筋に接地線を接続して いる。 従って、 接地位置を決める自由度が広くなるので、 上記第 1構成と同様な 作用効果が得られる。 また本構成では、 中空内に液体を注入して、 被破壌部位及 び放電電極を液中に浸潰している。 これにより、 鉄筋コンク リー ト部材の外側を 開削することなく破壊作業を行えるので、 より安全かつ高効率な破壊作業が行な われる。
また、 放電電極は、 鉄筋コンク リー ト部材の中空の内径とほぼ同じ外径を有す ることが望ましい。 かかる構成によれば、 放電電極の内径が鉄筋コンクリー ト部 材の中空部の径とほぼ同じであるため、 放電電極を回転させなくても破壊できる 。 即ち、 自動破壊をより高効率で行える。
本発明に係る鉄筋コンクリー ト部材の放電衝撃破壊方法は、 岩石やコンク リー 卜の被破壊部位の周囲を液中環境と し、 この液中で高電圧パルスを加えて放電さ せ、 この放電による衝撃波により被破壌部位を破砕する放電衝撃破壊方法におい て、
予め、 鉄筋コンクリー ト部材の被破壌部位を液体封止箱で覆い、
被破壊部位に近接又は接触するように放電電極を配置すると共に、 鉄筋コンク リ 一ト部材の鉄筋に接地線を接続し、
液体封止箱内に液体を注入して、 液体中に被破壊部位と放電電極とを浸潰し、 放電時、 放電電極を固定又は移動させつつ、 放電電極と接地線との間に高電圧パ ルスを印加することを特徴としている。
かかる構成は上記装置の第 1構成に対応する方法であり、 装置の第 1構成と同 様な作用効果が得られる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明に係る第 1事例の全体構成図である。
図 2は本発明に係る第 2事例の全体構成図である。
図 3は本発明に係る第 3事例の全体構成図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の好ましい事例を添付図面に従って以下に詳述する。 O 98/ 5 1 67
図 1 は第 1事例であつて、 パイル （鉄筋コンク リ 一 ト部材） 1 0の中空内 1 1 には、 コンク リートよりも高電圧パルスに対して絶縁破壊電圧の高い液体 3 0 ( 例えば、 水、 オイル） が注入される。 液体 3 0中に、 パイル 1 0の内壁に近接又 は接触するように、 放電電極 2 1が貫入される。 放電電極 2 1 は、 高電圧パルス 発生装置 2 0に接続される。 一方、 パイル 1 0内の鉄筋 1 2には、 高電圧パルス 発生装置 2 0から導き出された接地線 2 2が接続される。 ここで、 高電圧パルス 発生装置 2 0から高電圧パルスを出力すると、 放電電極 2 1 と鉄筋 1 2 との間で 放電が生じ、 この放電により衝整波が発生し、 この衝撃波によってコンク リー ト が破砕される。 残った鉄筋 1 2は、 鉄筋カツタ等で切断する。
尚、 接地線 2 2は、 鉄筋 1 2がパイル 1 0から露出しておれば、 この露出鉄筋 1 2に接続する。 一方、 鉄筋 1 2がパイル 1 0から露出していなければ、 予めブ レー力等で鉄筋 1 2の埋設部位だけを小範囲で破砕して鉄筋 1 2を露出させ、 そ の露出鉄筋 1 2に接地線 2 2を接続すればよい。
上記第 1事例によれば、 放電電極 2 1 と液体 3 0とをパイル 1 0の中空内 1 1 に投入し、 接地線 2 2を鉄筋 1 2に接続するだけである。 従って、 従来技術のよ うに、 パイル 1 0の外周を開削することなく、 パイル 1 0を破枠できる。 しかも 、 パイル 1 0の上部から下部に向けて順次破砕することで、 液体 3 0が無くなる ことなく破砕できる。 また高電圧パルス発生装置 2 0は自動的に高電圧パルスを 周期的に出力するので、 放電電極 2 1を移動させつつ高電圧パルスを発振すれば 、 高効率の連続破砕が行える。 また人手による作業が殆どないため、 安全作業を 行える。 尚、 放電電極 2 1 は、 パイル 1 0の内径とほぼ同径の外径を有するもの が望ましい。 このようにすると、 放電電極 2 1を回転させなくてもパイル I 0を 破壌できる。
図 2は第 2事例であつて、 パイル 1 0の外周に液体封止箱 4 0が配置されてい る。 液体封止箱 4 0は、 2つに分割された箱 4 1 、 4 2である。 2つの箱 4 1 、 4 2の接合部とパイル 1 0の外周接触部位とに、 封止材 4 3 (例えば、 ゴムシー ル） が備えられている。 液体封止箱 4 0は、 パイル 1 0を両側外周から挟んだの ち、 ボルト等の締結部材で締結したものである。 液体封止箱 4 0内には、 第 1事 例と同じ液体 3 0が注入されている。 液体 3 0中に、 パイル 1 0の外壁に近接又 は接触するように、 放電電極 2 1を配置している。 放電電極 2 1、 接地線 2 2、 及び高電圧パルス発生装匱 2 0の接铳関係は、 上記第 1事例と同じである。 かかる第 2事例によれば、 第 1事例の効果の外、 次の効果を奏する。 即ち、 パ ィル 1 0が中空であるか否かに係わらず、 パイル 1 0を破砕することができる。 従って、 例えば地下室内の柱などの破砕に好適である。
図 3は第 3事例であって、 第 2事例をベースに構成されている。 図 3に示すよ うに、 例えばビルの外壁や内壁 （鉄筋コンクリー ト部材） 5 0の片面に、 端部が 封止材 4 3を介して当接するように成形された液体封止箱 4 0を準備する。 液体 封止箱 4 0を、 封止材 4 3が壁 5 0の片面に当接するように設置し、 例えば支え 棒 （図示せず） 等でこれを固定する。 そして、 液体封止箱 4 0内に前記液体 3 0 を注入したものである。 液体 3 0中には、 壁 5 0に近接又は接触するように、 放 電電極 2 1を配置してある。 放電電極 2 1 と接地線 2 2と高電圧パルス発生装置 2 0との接続関係は、 第 1事例と同じである。
尚、 図 3では、 壁 5 0の両側面に対し、 夫々の高電圧パルス発生装置 2 0から 放電電極 2 1 と接地線 2 2とを導き出しているが、 高電圧パルス発生装置 2 0は 一台でもよく、 この 1台から 2つ （即ち、 複数） の放電電極 2 1 と接地線 2 2と を導き出してもよい。 また壁 5 0が薄ければ、 片面だけに液体封止箱 4 0を設け 、 この片面だけから破砕しても、 全体を破壊できる。
即ち、 第 2、 第 3事例は、 いずれも次の手順（1 ) 〜（4) を装置として具現化し 、 上記効果を得ている。
鉄筋コンクリー ト部材 1 0 (又は 5 0 ) の被破壊部位の周囲を液中環境とし、 この液中で高電圧パルスを加えて放電させ、 この放電による衝撃波により被破壊 部位を破砕する放電衝擊破壊方法において、
( 1 ) 予め、 鉄筋コンク リー ト部材 1 0 (又は 5 0 ) の被破壊部位を液体封止箱 4 0で覆い、 (2) 被破壊部位に近接又は接触するように放電電極 2 1を配置すると共に、 鉄 筋コ ンク リー ト部材 1 0 (又は 5 0 ) の鉄筋 1 2 に接地線 2 2を接続し、
(3) 液体封止箱 4 0内に液体 3 0を注入して、 液体 3 0中に被破壊部位と放電 電極 2 1 とを浸浪し、
(4) 放電時、 放電電極 2 1を固定又は移動させつつ、 放電電極 2 1 と接地線 2 2 との間に高電圧パルスを印加して、
鉄筋コ ンク リー ト部材 1 0 (又は 5 0 ) を放電衝擊破壊している。 産業上の利用可能性
本発明は、 鉄筋コ ンクリー ト部材の外側を開削することなく、 自動的かつ安全 に破砕できる鉄筋コンク リー ト部材の放電衝撃破壤装置及び方法として有用であ る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 岩石やコ ンクリ一卜の被破壌部位の周囲を液中環境と し、 前記液中で高電圧 パルスを加えて放電させ、 前記放電による衝撃波により前記被破壌部位を破砕す る放電衝撃破壊装置において、
前記被破壊部位と放電電極（21 )とを液体（30)で浸漬すべく、 前記液体（30)が注 入される液体封止箱（40)と、
前記彼破壊部位を有する鉄筋コ ンク リ ート部材（10)の鉄筋（12)に接続される接 地線（22)と、
前記放電電極（21 )と前記鉄筋（12)との間に高電圧パルスを印加する高電圧パル ス発生装置（20)とを備えることを特徴とする鉄筋コ ンク リー ト部材の放電衝撃破 壊装置。
2 . 岩石やコ ンク リートの被破壊部位の周囲を液中環境とし、 前記液中で高電圧 パルスを加えて放電させ、 前記放電による銜撃波により前記被破壊部位を破碎す る放電衝撃破壊装置において、
前記被破壊部位を有する中空の鉄筋コンクリ一ト部材（10)の鉄筋（12)に接続さ れる接地線（22)と、
前記鉄筋コンク リ一ト部材（10)の中空内（11)に配設されて、 前記被破壌部位と 共に液体（30)で浸潰される放電電極（21)と、
前記鉄筋（12)と前記放電電極（21 )との間に高電圧パルスを印加する高電圧パル ス発生装置（20)とを備えることを特徽とする鉄筋コンク リー ト部材の放電衝撃破 壊装置。
3 . 請求の範囲 2記載の鉄筋コンクリート部材の放電衝撃破壊装置において、 前記放電電極（21 )は、 前記鉄筋コンクリ一 ト部材（10)の中空の内径とほぼ同じ 外径を有することを特徴とする鉄筋コ ンクリー ト部材の放電衝撃破壌装置。
4 . 岩石ゃコンク リートの被破壊部位の周囲を液中環境とし、 前記液中で高電圧 パルスを加えて放電させ、 前記放電による衝撃波により前記被破壊部位を破砕す る放電衝擎破壊方法において、
予め、 鉄筋コンクリー ト部材（10)の被破壊部位を液体封止箱（40)で覆い、 前記被破壤部位に近接又は接触するように放電電極（21)を配置すると共に、 前 記鉄筋コンクリー ト部材（10)の鉄筋（12)に接地線（22)を接続し、
前記液体封止箱（40)内に液体（30)を注人して、 前記液体（30)中に前記被破壊部 位と前記放電電極（21 )とを浸漬し、
放電時、 前記放電電極（21)を固定又は移動させつつ、 前記放電電極（21 )と前記 接地線（22)との間に高電圧パルスを印加することを特徴とする鉄筋コンク リ一ト 部材の放電衝撃破壊方法。
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JP8/237350 1996-08-21
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