(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象となるコンクリート表面の測定位置に光を照射し、前記コンクリート表面からの反射光を分光器に入射して、前記分光器にて反射光のスペクトルを測定し、測定した反射光のスペクトルと予め求めた検量線とを基に、前記測定位置での劣化因子の濃度を検出し、
前記測定位置を移動させながら劣化因子の濃度の検出を繰返して、前記コンクリート表面での劣化因子濃度分布を検出するコンクリート劣化因子検出方法において、
少なくとも１箇所以上の前記測定位置で前記コンクリート表面のサンプルを取得し当該サンプルに含まれる劣化因子に含まれる劣化因子の濃度を測定することで劣化因子の濃度の実測値を求め、その劣化因子の濃度の実測値に基づき前記検量線の補正を行い、その補正した検量線を用いて劣化因子濃度分布を演算し直すことで、前記コンクリート表面での劣化因子濃度分布を補正するようにした
ことを特徴とするコンクリート劣化因子検出方法。
【請求項２】
前記劣化因子の濃度の実測は、
前記劣化因子の濃度が最も高い前記測定位置の前記コンクリート表面を削った削り粉、または前記劣化因子の濃度が最も高い前記測定位置のコンクリートをコア抜きしたコンクリートコアの表面部分に含まれる劣化因子の濃度を測定することにより行う
請求項１記載のコンクリート劣化因子検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光分析によりコンクリート表面の劣化因子の濃度を検出するコンクリート劣化因子検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートにおける塩化物イオン濃度などの劣化因子の濃度を測定する際には、図３に示すような分光分析装置１１１が用いられている。
【０００３】
図３に示すように、従来の分光分析装置１１１は、近赤外光を出射する光源１１２と、測定対象となるコンクリート表面に配置され、光源１１２から出射用光ファイバ１１３を介して入射された光をコンクリート表面に照射し、その反射光を入射用光ファイバ１１４に入射させるプローブヘッド１１５と、入射用光ファイバ１１４に入射された反射光のスペクトルを測定する分光器１１６と、分光器１１６で測定した反射光のスペクトルを基に劣化因子の濃度を演算する演算手段（図示せず）とを備えている。近赤外光を出射する光源１１２としては、ハロゲンランプが一般に用いられている。
【０００４】
この分光分析装置１１１を用いて劣化因子の濃度を測定する際には、作業者がプローブヘッド１１５をコンクリート表面の測定位置に配置し、光源１１２から出射された近赤外光を出射用光ファイバ１１３の出射端からコンクリート表面に出射すると共に、入射用光ファイバ１１４の入射端より入射されたコンクリート表面からの反射光を、入射用光ファイバ１１４を介して分光器１１６に入射し、分光器１１６にて反射光のスペクトルを測定し、その測定した反射光のスペクトルを基に劣化因子の濃度を検出する。測定位置を移動させながら劣化因子の濃度の検出を繰返すことで、測定対象となるコンクリート表面の劣化因子濃度分布を検出することができる。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５６８０９号公報
【特許文献２】特開２００７−７８６５７号公報
【特許文献３】特許第４１０８０１３号公報
【特許文献４】特開２００９−１３９０９８号公報
【特許文献５】特開２００５−７７３５０号公報
【特許文献６】特開２００８−２２４６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、反射光のスペクトルから劣化因子の濃度を求める方法としては、ケモメトリックス手法（特許文献１）や差スペクトル法（特許文献２）など様々な方法が提案されているが、いずれの手法においても、予め求めておいた検量線を用いて劣化因子の濃度を求める点は共通している。
【０００８】
検量線の方式（検量線のパラメータ）は採用する手法により若干異なるが、例えば、最も一般的なものとして、検出する劣化因子に応じた特定波長の吸光度（例えば、塩化物イオン濃度を検出する場合には、波長２２６０ｎｍ付近の吸光度）と劣化因子の濃度の関係を示すものがある。検量線は、一般的なコンクリート（例えば、普通ポルトランドセメントを用いた水セメント比４０〜６０程度のコンクリート）を用いて実験を行い、予め求めておくのが通常である。
【０００９】
しかしながら、検量線を求める際に用いたコンクリートと、測定対象のコンクリートとは、セメントの種類や配合比等が異なるのが一般的であり、測定対象のコンクリートがどのようなセメントを用いているか、あるいはどのような配合比であるかは不明であることも多い。セメントの種類や配合比等が異なると、特定波長の吸光度と劣化因子の濃度の関係等が変化し検量線が異なってくるため、上述の予め求めた検量線を用いて劣化因子の濃度を検出すると、誤差が大きくなってしまうという問題が生じる。
【００１０】
つまり、従来技術では、測定対象となるコンクリートと種類の異なるコンクリートを用いて作成した検量線を用いて評価を行っていることとなり、このような方法では、相対的な評価は行うことができるものの、コンクリート表面の劣化因子の濃度の絶対的な値を精度よく検出することはできない。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み為されたものであり、コンクリート表面の劣化因子の濃度を精度よく検出可能なコンクリート劣化因子検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、測定対象となるコンクリート表面の測定位置に光を照射し、前記コンクリート表面からの反射光を分光器に入射して、前記分光器にて反射光のスペクトルを測定し、測定した反射光のスペクトルを基に、前記測定位置での劣化因子の濃度を検出し、前記測定位置を移動させながら劣化因子の濃度の検出を繰返して、前記コンクリート表面での劣化因子濃度分布を検出するコンクリート劣化因子検出方法において、少なくとも１箇所以上の前記測定位置で前記劣化因子の濃度を実測し、その前記劣化因子の濃度の実測値に基づき、前記コンクリート表面での劣化因子濃度分布を補正するようにしたコンクリート劣化因子検出方法である。
【００１３】
前記劣化因子の濃度の実測は、前記測定位置の前記コンクリート表面を削り、その削り粉に含まれる劣化因子の濃度を測定することにより行うとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コンクリート表面の劣化因子の濃度を精度よく検出可能なコンクリート劣化因子検出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコンクリート劣化因子検出方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明において、補正前と補正後の劣化因子濃度分布を示すグラフ図である。
【図３】従来の分光分析装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るコンクリート劣化因子検出方法の手順を示すフローチャートである。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態に係るコンクリート劣化因子検出方法では、まず、ステップＳ１にて、測定対象となるコンクリート表面において測定位置を移動させつつ分光分析を行い、コンクリート表面での劣化因子濃度分布を検出する。
【００１９】
より具体的には、測定対象となるコンクリート表面の測定位置に近赤外光を照射し、コンクリート表面からの反射光を分光器に入射して、分光器にて反射光のスペクトルを測定し、測定した反射光のスペクトルを基に、ケモメトリックス手法や差スペクトル法など公知の方法を用いて測定位置での劣化因子の濃度を検出し、測定位置を移動させながら劣化因子の濃度の検出を繰返して、コンクリート表面での劣化因子濃度分布を検出する。ここでは、一般的なコンクリート（例えば、普通ポルトランドセメントを用いた水セメント比４０〜６０程度のコンクリート）を用いて予め求めた検量線を基に、反射光のスペクトルから劣化因子の濃度を検出するようにした。
【００２０】
コンクリートの劣化要因としては、例えば、塩害、中性化、アルカリ骨材反応、化学的劣化などが挙げられる。検出する劣化因子の濃度は、塩害を診断する場合は塩化物イオン濃度、中性化を診断する場合は炭酸カルシウム濃度（中性化度）となる。また、アルカリ骨材反応を診断する場合は、例えばアルカリ度やシリカ成分などの濃度、化学的劣化を診断する場合は、例えば酸性成分の濃度や硫酸成分の濃度を、劣化因子の濃度として測定することになる。ここでは、一例としてコンクリート表面の塩化物イオン濃度を検出する場合を説明する。
【００２１】
ステップＳ１にて得た劣化因子濃度分布は、検量線を求める際に用いたコンクリートと測定対象のコンクリートの違い（例えば、セメントの種類や配合比等の違い）を考慮しておらず、誤差を含んだ相対的なものであるから、ここでは、仮の劣化因子濃度分布と呼称することにする。
【００２２】
その後、ステップＳ２にて、ステップＳ１で検出した仮の劣化因子濃度分布から劣化因子の濃度が高い測定位置をピックアップし、ステップＳ３にて、ステップＳ２でピックアップした測定位置にてコンクリート表面をグラインダー（サンダー）で削り、削り粉を回収する。本実施の形態では、劣化因子の濃度が最も高い１箇所の測定位置から、削り粉を回収することとした。
【００２３】
分光分析ではコンクリート表面の劣化因子の濃度を検出するので、ステップＳ３では、コンクリートの表面のみ（例えば深さ１〜２ｍｍ程度）を削り取って、その削り粉をサンプルとして回収する。削り取る量は、後述するステップＳ４で分析が可能な程度の量とすればよく、３０〜５０ｇ程度とすればよい。例えば、コンクリート表面を削る深さを１ｍｍとする場合、２０ｃｍ×２０ｃｍ程度の範囲のコンクリート表面を削り取れば、６０ｇ程度の削り粉をサンプルとして回収できる。
【００２４】
削り粉を回収する際には、グラインダーで削りながら、その削り粉をサイクロン式の吸引機（掃除機）で吸い込んで回収すると効率良く作業を行うことができる。なお、ここでは、コンクリート表面を削る道具としてグラインダーを用いたが、コンクリート表面を削る道具はこれに限定されるものではない。
【００２５】
その後、ステップＳ４にて、ステップＳ３で回収した削り粉の分析を行い、劣化因子の濃度を実測する。削り粉の分析方法は、特に限定するものではなく、対象となる劣化因子に応じて適宜選択すればよい。本実施の形態では、ＪＩＳＡ１１５４（硬化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験方法）に準拠し、塩化物イオン濃度を実測した。
【００２６】
これにより、ステップＳ２でピックアップした測定位置におけるコンクリート表面での劣化因子の濃度の実測値が得られることになる。なお、本実施の形態では、１箇所の測定位置で劣化因子の濃度の実測を行ったが、２箇所以上の測定位置で劣化因子の濃度の実測を行うようにしてもよい。
【００２７】
ステップＳ５では、ステップＳ４で得た劣化因子の濃度の実測値に基づき、ステップＳ１で検出した劣化因子濃度分布（仮の劣化因子濃度分布）を補正する。
【００２８】
より具体的には、ステップＳ４で得た劣化因子の濃度の実測値に基づき、反射光のスペクトルから劣化因子の濃度を求める際に用いる検量線の補正を行い、その補正した検量線を用いて劣化因子濃度分布を演算し直すことで、劣化因子濃度分布全体を補正する。
【００２９】
例えば、ステップＳ１で検出した劣化因子濃度分布（仮の劣化因子濃度分布）が図２に破線で示したものであったとすると、ステップＳ４で得た測定位置Ｘでの劣化因子の濃度の実測値がＡであった場合、図２に実線で示されるような補正後の劣化因子濃度分布（真の劣化因子濃度分布）が得られることになる。
【００３０】
ステップＳ５で検出した劣化因子濃度分布は、実測値を基にキャリブレーションが為されたものであるから、ステップＳ１で検出した劣化因子濃度分布を仮の劣化因子濃度分布とすれば、真の劣化因子濃度分布ということができ、劣化因子の濃度の絶対的な値を表すものである。
【００３１】
その後、ステップＳ５で検出した劣化因子濃度分布（真の劣化因子濃度分布）を用いて、補修が必要な箇所等を判断することになる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態に係るコンクリート劣化因子検出方法では、少なくとも１箇所以上の測定位置で劣化因子の濃度を実測し、その劣化因子の濃度の実測値に基づき、コンクリート表面での劣化因子濃度分布を補正するようにしている。
【００３３】
本発明により得られた劣化因子濃度分布は、実測値を基にキャリブレーションが為されたもので、劣化因子の濃度の絶対的な値を表すものであるから、補正を行わない従来技術と比較して、コンクリート表面の劣化因子の濃度を精度よく検出することが可能となる。つまり、本発明によれば、検量線を求める際に用いたコンクリートと測定対象のコンクリートとが異なっていたり、あるいは測定対象のコンクリートがどのようなものか不明である場合であっても、コンクリート表面の劣化因子の濃度を精度よく検出することが可能となる。
【００３４】
さらに、本発明によれば、最低１箇所で劣化因子の濃度を実測すれば、測定対象のコンクリート表面の全面にわたって定量的な評価を行うことが可能となり、測定作業に要する時間を短縮できる。
【００３５】
また、本実施の形態では、測定位置のコンクリート表面を削り、その削り粉に含まれる劣化因子の濃度を測定することにより、劣化因子の濃度の実測を行っているため、測定対象のコンクリートの損傷を最小限に留めることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では言及しなかったが、コンクリートをコア抜きして、測定位置におけるコンクリート表面の劣化因子の濃度を実測することも勿論可能である。ただし、この場合、取得したコンクリートコアの表面１〜２ｍｍの部分のみをスライスして分離し、その分離した部分を微粉砕した後、分析作業を行うことになり、作業工数が増加してしまう。また、分析に必要な量（例えば３０〜５０ｇ程度）のサンプルを得るためには、取得するコンクリートコアの径を大きくしなければならず、測定対象のコンクリートの損傷が大きくなるという問題もある。
【００３７】
すなわち、測定位置のコンクリート表面をグラインダー等で削り、その削り粉をサンプルとして用いて劣化因子の濃度の実測を行うようにすることで、コア抜きの場合と比較して作業工数を減少させ、測定対象のコンクリートの損傷を小さくすることができる。また、コア抜きでは修復材等を用いた復旧作業が必須であるが、コンクリート表面を削る方法では、コンクリート表面のみをサンプリングするので削る深さが１〜２ｍｍ程度と浅く、削り粉の採取後の面が平滑となるように作業を行っておけば、基本的に復旧作業は不要となり、必要に応じて塗料（例えばグレー系のペイント）を塗るなどの簡単な作業で十分となる。
【００３８】
また、本実施の形態では、劣化因子の濃度が高い測定位置にて劣化因子の濃度の実測を行うようにしている。図２を参照すれば分かるように、劣化因子の濃度が高い測定位置ほど、補正前と補正後の劣化因子の濃度の差が大きくなっており、逆に、劣化因子の濃度が低い測定位置ほど、補正前と補正後の劣化因子の濃度の差が小さくなり、劣化因子の濃度がゼロとなる測定位置では、補正前と補正後の劣化因子の濃度は共にゼロで同じ値になる。よって、補正前と補正後の劣化因子の濃度の差が大きくなる測定位置、すなわち劣化因子の濃度が高い測定位置にて劣化因子の濃度の実測を行い、その実測値に基づいて、コンクリート表面での劣化因子濃度分布を補正することで、より正確な補正が可能となり、コンクリート表面の劣化因子の濃度をより精度よく検出することが可能となる。
【００３９】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４０】
例えば、上記実施の形態では、劣化因子濃度分布を図２のような折れ線グラフで表示したが、劣化因子濃度分布の表示形式はこれに限らず、劣化因子の濃度の大きさに応じて色分けしてコンター図で表示することも勿論可能である。
【図１】
0005591155.tif 000002
【図２】
0005591155.tif 000003
【図３】
0005591155.tif 000004