(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートのサンプルを複数採取し、
採取した複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定し、
ヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃの測定結果に基づいて、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を予め求めておき、
圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのうち中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定し、
前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのヴィッカース硬さＨｖの測定結果から、前記予め求めた関係を用いて前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定するコンクリートの強度推定方法。
【請求項２】
コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係は、
Ｆｃ＝ｅｘｐ[(Ｈｖ＋ａ)／ｂ]
なる演算式（但しａ，ｂは定数）によって表され、
前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの圧縮強度Ｆｃの推定を、前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのヴィッカース硬さＨｖの測定結果を前記演算式に代入し、圧縮強度Ｆｃを演算することによって行うことを特徴とする請求項１記載のコンクリートの強度推定方法。
【請求項３】
圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのうち中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定する測定手段と、
コンクリートのサンプルを複数採取し、採取した複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定し、ヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃの測定結果に基づいて予め求めた、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を記憶する記憶手段と、
前記測定手段によるヴィッカース硬さＨｖの測定結果から、前記記憶手段に記憶されている前記関係を用いて前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定演算する推定手段と、
を含むコンクリートの強度推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリートの強度推定方法及び装置に係り、特に、コンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定するためのコンクリートの強度推定方法、及び該コンクリートの強度推定方法を適用可能なコンクリートの強度推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートの圧縮強度Ｆｃは、コンクリート建造物から円柱状のコンクリート・コアを採取して圧縮試験機で加圧し、コンクリート・コアが圧壊したときの加圧力を計測することで測定可能である。しかし、圧縮試験機での加圧に使用するコアのサイズは、直径が10cm程度、長さが20cm程度と非常に大きく、コアの採取自体に多大な手間がかかると共に、コンクリート建造物からコアを採取可能な箇所が限られるという問題もある。このため、コンクリートの圧縮強度Ｆｃについては、圧縮試験機を利用した直接的な測定に代えて、非破壊的な試験方法によって圧縮強度Ｆｃを間接的に測定（推定）することが一般的である。
【０００３】
コンクリートの圧縮強度Ｆｃの間接的な測定（推定）方法としては、コンクリート・テスト・ハンマによってコンクリート表面の反発度Ｒｓを測定し、この反発度Ｒｓから所定の演算式（例えば日本材料学会実施コンクリート強度判定委員会の「シュミットハンマーによる圧縮強度推定式(1958)」：Ｆｃ＝13Ｒｓ-184等）を用いて圧縮強度Ｆｃを推定演算する方法が広く用いられている。また、釘又はボルトの引き抜きによる強度推定方法も知られている。
【０００４】
また、上記に関連する技術として、特開平１１−５１９３３号公報には、コンクリートの性状に関する測定データ（例えばコンクリート構造物の表面からの深さに対する反発硬度又は圧縮強度、コンクリートの材齢（打設後の経過時間）に対する乾燥収縮ひずみ、中性化深さ）について、以下のモデル式
Ｙ＝(A1−A2)／[1＋exp[(X−X0)]／dx]]＋A2
を用いて回帰分析を行うことで、コンクリートの性状又は終局値を特定する技術が開示されている。
【０００５】
また、特開平１０−１９８８１号公報には、圧縮強度Ｆｃを推定する方法として、コンクリートの反発硬度から推定する第１の推定方法と、測定対象の硬化コンクリート供試体の乾燥前の吸水重量を測定し、前記供試体を所定温度で恒温乾燥させて乾燥後の乾燥重量を測定し、吸水重量から乾燥重量を減算することで得られる吸水量及び乾燥前の吸水重量の比から得られる吸水率Ｑを所定の演算式に代入することで、コンクリートの圧縮強度を推定演算する第２の推定方法が各々記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した各種技術は、各々以下で説明するような欠点を有している。すなわち、コンクリート・テスト・ハンマを用いて測定したコンクリート表面の反発度Ｒｓから圧縮強度Ｆｃを推定する方法は、コンクリート・テスト・ハンマの機構上の制約により、圧縮強度Ｆｃの測定可能範囲が150[kgf/cm2](14.709975[MPa])〜600[kgf/cm2](58.8399[MPa])程度、実用的な上限が500[kgf/cm2](49.03325[MPa])程度であり、より高強度のコンクリートの圧縮強度Ｆｃの推定に利用できないという問題がある。
【０００７】
また、上記方法は反発度Ｒｓから圧縮強度Ｆｃを推定する際の推定精度が低いという問題もある。すなわち、コンクリート表面の反発度Ｒｓは、コンクリート表面の中性化及び湿潤状態（含水状態）の影響を受け、時間が経過してコンクリートの表面が中性化するとコンクリート表面の硬度が高くなることで、圧縮強度Ｆｃの推定結果が実際の圧縮強度Ｆｃよりも高い値になり易い。また、コンクリートの含水率が高いとコンクリート表面の硬度が低下することで、圧縮強度Ｆｃの推定結果が実際の圧縮強度Ｆｃよりも低い値になり易い。
【０００８】
また、長期材齢のコンクリートの圧縮強度Ｆｃの推定に際しては、反発度Ｒｓから求めた圧縮強度Ｆｃの推定値を、材齢係数αと称する補正係数を用いて更に補正することが広く行われている。しかし、我が国で現在用いられている材齢係数αは、ＤＩＮ４２４０（１９６２年版）にスプリング・インパクト・ハンマ用（スプリング・インパクト・ハンマはコンクリート・テスト・ハンマとは構成が異なる）として規定されている値であり、この値を適用する根拠が希薄であると共に、材齢係数αによって補正した後の圧縮強度Ｆｃが実際の圧縮強度Ｆｃと大きく相違していることも多い。
【０００９】
本願発明者等は、水／セメント比を互いに異ならせた（水／セメント比＝40％,55％,70％）複数種のコンクリートを各々複数製作し、各コンクリートについて、コンクリート・テスト・ハンマを用いてコンクリート表面の反発度Ｒｓを各々測定すると共に、コア供試体を圧縮試験機で加圧して圧縮強度Ｆｃを各々測定する実験を行った。図５は、上記の実験結果をプロットすると共に、反発度Ｒｓから圧縮強度Ｆｃを推定演算するための代表的な２つの演算式（前出の日本材料学会の演算式：Ｆｃ＝13Ｒｓ-184、大場・秋田らの東京都建築材料検査所の演算式：Ｆｃ＝10Ｒｓ-110）と、この２つの演算式にそれぞれ材齢係数αを乗じた演算式による圧縮強度Ｆｃの推定結果を図示したものである。なお、材齢係数αとしては、参考までに約８年以上経過したコンクリートに適用される値（α＝0.63）を用いた。
【００１０】
図５に示す実験結果から明らかなように、反発度Ｒｓと圧縮強度Ｆｃとの関係はコンクリートの水／セメント比（図ではW/Cと表記）によって大きくばらついており、全データを対象として回帰分析を行ったときの回帰式とデータとの相関係数ｒはｒ＝0.36と非常に低い。そして、図５に各々推定結果を示した４つの演算式は、何れもコンクリートの水／セメント比を考慮していないこともあり、図５に散布している実験結果との相関が非常に低く、圧縮強度Ｆｃの推定精度が非常に低いことが理解できる。また、特に材齢係数αによって補正を行った場合の圧縮強度Ｆｃの推定結果は、実際の圧縮強度Ｆｃに対して相当に低い値を示す傾向があることも明らかである。
【００１１】
一方、釘又はボルトの引き抜きによりコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定する方法についても、コンクリートの一部をコーン状に引き抜いて破壊する際に、試験位置付近に存在している骨材が引き抜き破壊荷重に影響を与えるため、圧縮強度Ｆｃの推定精度が不十分である。例えば「鉄筋コンクリート学教程  ４版」（坂  静雄著、産業図書、1952 p.56)によれば、圧縮強度Ｆｃが50[kgf/cm2](4.903325[MPa])〜300[kgf/cm2](29.41995[MPa])の範囲で±15％以内程度と不十分な推定精度しか得られていないことが報告されている。
【００１２】
また、特開平１１−５１９３３号公報には、ボーリングによって採取したコンクリート・コアについて表面からの深さが異なる複数箇所で反発硬度を測定し、回帰分析によって表面弱化深さを推定することや、コンクリートの断熱温度上昇量の変化を或る期間に亘って時系列に測定し、終局断熱温度上昇量、及び終局断熱温度上昇量に達する材齢を推定することが記載されているものの、コンクリートの圧縮強度Ｆｃの推定に関しては、「シュミットハンマーで測定した反発硬度は、コンクリートの圧縮強度に換算できる」と記載されているのみであり、上記公報に記載の技術を用いたとしても圧縮強度Ｆｃを高精度に推定することは困難である。
【００１３】
更に、特開平１０−１９８８１号公報に記載されている圧縮強度Ｆｃの推定方法のうち、第１の推定方法については、コンクリートの反発度Ｒｓから圧縮強度Ｆｃを推定する公知の推定方法と演算式に殆ど変わりがなく、圧縮強度の推定精度が低いという問題がある。また、第２の推定方法はコンクリート供試体を恒温乾燥機によって所定の温度範囲（例えば100〜105℃）で乾燥させる必要があると共に、乾燥前及び乾燥後の重量を測定装置によって測定する必要もあり、測定に時間及び手間がかかるという問題がある。
【００１４】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、広い強度範囲に亘り、コンクリートの圧縮強度を高精度に推定できるコンクリートの強度推定方法及びコンクリートの強度推定装置を得ることが目的である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、コンクリートの押込硬さ（indentation hardness）は、コンクリートの水／セメント比に応じて異なる値になり、コンクリートの圧縮強度Ｆｃと高い相関が得られるのではないか、と予想し、押込硬さの一種であるコンクリートのヴィッカース硬さＨｖと、コンクリートの圧縮強度Ｆｃとの関係を調べるために、以下で説明する実験Ａ及び実験Ｂを行った。
【００１６】
実験Ａでは水／セメント比＝27％，33％，40％のコンクリートを各々打設して屋外暴露の環境下におき、材齢（打設からの経過日数）28日、50日、100日及び200日のタイミングで、各コンクリートのヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃを各々測定した。また実験Ｂでは、水／セメント比＝40％，55％，70％のコンクリートを各々打設して屋外暴露の環境下におくと共に、水／セメント比＝55％のコンクリートを打設して中性化促進環境（炭酸ガス濃度５％、温度20℃、湿度60％R.H.の環境）下におき、材齢（打設からの経過日数）28日、50日、100日及び200日のタイミングで、各コンクリートのヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃを各々測定した。
【００１７】
なお、実験Ａ，Ｂ共に、コンクリートの圧縮強度Ｆｃは、直径10cm、長さ20cmの円柱状のコンクリート・コアを採取し、採取したコアを圧縮試験機で加圧することで測定した。また、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖは以下のように測定した。
【００１８】
すなわち、図１に示すように、直径32mm、長さ30mmの円柱状の小型のコンクリート・コアを採取し、採取したコアをコンクリート・カッタによって円柱の軸線に平行に切断することで厚み10mmの略平板状の試験片を切り出し、測定面（切断面）を研磨して鏡面仕上げにした。また、コンクリート表面の中性化している部分がヴィッカース硬さＨｖの測定に及ぼす影響を排除するために、例えば前述の切断によって試験片から切り離されたコンクリート片にフェノールフタレイン溶液を塗布し、変色が発生した領域を確認する（中性化している部分は変色しない）等により、コンクリート表面から進行する中性化がどの程度進行しているかを表す中性化深さＣを測定した。
【００１９】
そして、コンクリート表面に相当する試験片の一辺から10mmの位置でヴィッカース硬さＨｖを測定した（中性化深さＣが10mm以上の試験片についてはヴィッカース硬さＨｖの測定対象から除外した）。なお、ヴィッカース硬さＨｖは、対面角136°のダイヤモンド正四角錐圧子を用い、試験荷重25ｇを20秒間保持し、試験面にくぼみをつけたときの試験荷重Ｆ[Ｎ]と、永久くぼみの対角線長さ（平均値ｄ[mm]とする）から求めた表面積Ｓ[mm2]に基づき、次の（１）式により算出（測定）した。
Ｈｖ＝0.102Ｆ／Ｓ＝0.1891Ｆ／ｄ2    …（１）
また、測定数は20点とし、ヴィッカース硬さＨｖの測定値の平均値を演算し、平均値の±20％の範囲を超える測定値を破棄し、常に測定値の数が所定数（標準は20点）となるように測定値を補充し、再平均した値をヴィッカース硬さＨｖとした。
【００２０】
次の表１に実験Ａの実験結果を、表２に実験Ｂの実験結果を各々示す。
【００２１】
【表１】
0003672527.tif 000002
【００２２】
【表２】
0003672527.tif 000003
【００２３】
また、実験Ａ及び実験Ｂの実験結果を、横軸にヴィッカース硬さＨｖ、縦軸に圧縮強度Ｆｃをとったチャートにプロットした結果を図２に示す。図２を図５と比較しても明らかなように、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖは、反発度Ｒｓと比較して、コンクリートの水／セメント比に拘らず、コンクリートの圧縮強度Ｆｃと強い相関があり（換言すれば、ヴィッカース硬さＨｖはコンクリートの水／セメント比を強く反映している）、このヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの強い相関が、圧縮強度Ｆｃが500[kgf/cm2](49.03325[MPa])〜600[kgf/cm2](58.8399[MPa])以上の範囲でも成り立つことが、上記の実験により初めて明確になった。
【００２４】
本願発明者等は実験Ａ及び実験Ｂの実験結果を用い、ヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃ[kgf/cm2]との関係を回帰分析によって求めた。その結果、
Ｆｃ＝ｅｘｐ[(Ｈｖ＋165.02)／33.352]    …（２）
なる回帰式が得られ、相関係数ｒもｒ＝0.96と極めて高い値になった。本願発明者等は、上述した実験結果より、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖを測定すれば、広い強度範囲に亘り、コンクリートの圧縮強度Ｆｃを高精度に推定できるとの知見を得た。
【００２５】
上記に基づき、請求項１記載の発明に係るコンクリートの強度推定方法は、コンクリートのサンプルを複数採取し、採取した複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定し、ヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃの測定結果に基づいて、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を予め求めておき、圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのうち中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定し、前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのヴィッカース硬さＨｖの測定結果から、前記予め求めた関係を用いて前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定するので、先に説明した実験結果からも明らかなように、広い強度範囲に亘り、コンクリートの圧縮強度を高精度に推定することができる。また、圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの水／コンクリート比が未知である場合に、推定精度が低下することも回避することができる。
【００２６】
なお、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃの関係は、演算式やテーブル等の形式で求めておくことができ、この演算式やテーブル等を用いることで、圧縮強度Ｆｃを推定すべきヴィッカース強度Ｈｖの測定結果から、圧縮強度Ｆｃの値を求めることができる。
【００２８】
また、コンクリートは中性化によって硬度が高くなることが知られており、中性化の影響を受けている部分（中性化している部分や、中性化部分に隣接している中性化途上の部分）でヴィッカース硬さＨｖを測定すると、ヴィッカース硬さＨｖの測定結果に誤差が加わることで、圧縮強度Ｆｃの推定精度が悪化する可能性が高い。これに対して請求項１記載の発明では、採取した複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定し、ヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃの測定結果に基づいて、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を予め求めておくと共に、圧縮強度Ｆｃの推定対象のコンクリートのうち、中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定するので、コンクリートの中性化部分の影響を受けることなく、圧縮強度Ｆｃを高精度に推定することができる。
【００２９】
なお、コンクリートの中性化は、コンクリートがおかれている暴露環境における空気中の炭酸ガスとコンクリートが反応することが原因であり、中性化部分はコンクリートの表面から徐々に内部へ進行していくが、既往の中性化速度式（岸谷式等）によると、水／セメント比が60％のコンクリートの屋外暴露環境下で経過年数が１００年でもコンクリートの中性化深さは30mm〜40mmである。水／セメント比が60％より小さい場合や経過年数が少ない場合は、コンクリートの中性化深さはこれより小さい。
【００３０】
このため、建造物のコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定するために、建造物のコンクリートのうち、中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定する場合にも、圧縮強度Ｆｃを圧縮試験機によって直接測定するためにコンクリート・コアを採取する場合と比較して、中性化の影響を受けていない部分を露出させるために建造物から採取すべきコンクリートの量はごく僅かであり、ヴィッカース硬さＨｖの測定（圧縮強度Ｆｃの推定）のためのコンクリートの採取によって建造物に影響を及ぼすことは殆どない。
【００３１】
また、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係は、
Ｆｃ＝ｅｘｐ[(Ｈｖ＋ａ)／ｂ]
なる演算式（但しａ，ｂは定数）によって表されるので、請求項１記載の発明において、圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの圧縮強度Ｆｃの推定は、具体的には、例えば請求項３に記載したように、圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのヴィッカース硬さＨｖの測定結果を前記演算式に代入し、圧縮強度Ｆｃを演算することによって行うことができる。
【００３２】
上記の演算式は、本願発明者等が前述の実験によって導出したコンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃの関係式であり、上記の演算式を用いることで、ヴィッカース硬さの測定結果からコンクリートの圧縮強度Ｆｃを高精度に測定することができる。なお、本願発明者等が実施した実験によれば、圧縮強度Ｆｃを[kgf/cm2]で表した場合の定数ａ，ｂの値としてはａ＝165.02，ｂ＝33.352が好適であるが、圧縮強度Ｆｃの推定に支障のない範囲で適宜変更可能であり、また圧縮強度Ｆｃを[MPa]で表した場合には定数ａ，ｂも別の値となることは言うまでもない。
【００３４】
請求項３記載の発明に係るコンクリートの強度推定装置は、圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのうち中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定する測定手段と、コンクリートのサンプルを複数採取し、採取した複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定し、ヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃの測定結果に基づいて予め求めた、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を記憶する記憶手段と、前記測定手段によるヴィッカース硬さＨｖの測定結果から、前記記憶手段に記憶されている前記関係を用いて前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定演算する推定手段と、を含んで構成されているので、請求項１記載の発明と同様に、広い強度範囲に亘り、コンクリートの圧縮強度を高精度に推定することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図３には本実施形態に係る強度推定装置１０が示されている。なお、強度推定装置１０は本発明に係るコンクリートの強度推定装置に対応している。
【００３６】
強度推定装置１０は微小硬度計１２とパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１４が通信線を介して接続されて構成されている。微小硬度計１２は、対面角136°のダイヤモンド正四角錐圧子を備え（図示省略）、測定ステージ１２Ａ上に載置された試験片に対して前記圧子により所定の荷重を所定時間加えることで、試験片の表面にくぼみを生じさせる機能を備えている。また微小硬度計１２は、くぼみが生じた試験片の表面を撮像素子によって撮像し、撮像によって得られた画像からくぼみの対角線長さ（平均値ｄ）を計測する機能を備えている。微小硬度計１２は請求項３に記載の測定手段に対応している。
【００３７】
ＰＣ１４は、例えばＨＤＤ等から成る不揮発性の記憶手段１６を内蔵しており、この記憶手段１６には、本願発明者等が実施した実験Ａ及び実験Ｂと同様に、コンクリートのサンプル（コンクリート・コア）を複数採取し、採取した複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定し、ヴィッカース硬さＨｖ及び圧縮強度Ｆｃの測定結果に基づいて予め求められた、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を表す演算式（例えば前出の（２）式）が予め記憶されている。記憶手段１６に記憶されている演算式は、請求項２に記載の演算式、請求項１に記載の「コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係」に各々対応しており、記憶手段１６は請求項３に記載の記憶手段に対応している。
【００３８】
また、記憶手段１６には後述する強度推定処理を実行するためのプログラムも記憶されており、ＰＣ１４は請求項３に記載の推定手段として機能する。またＰＣ１４には、任意の情報を表示可能なディスプレイ１８と、作業者が情報を入力するためのキーボード２０が各々接続されている。
【００３９】
次に本実施形態の作用として、強度推定装置１０を用いて建造物のコンクリートの圧縮強度Ｆｃを調査する際の作業者の作業及び強度推定装置１０で行われる処理について、図４を参照して説明する。
【００４０】
建造物のコンクリートの圧縮強度Ｆｃを調査する場合、作業者は、まず対象となる建造物のうち、圧縮強度Ｆｃを調査したい箇所（ヴィッカース硬さＨｖを測定すべき箇所）を選定し（ステップ３０）、選定した箇所から所定サイズ（例えば直径32mm、長さ30mm程度）の円柱状のコンクリート・コアを採取する（ステップ３２）。
【００４１】
続いて、採取したコンクリート・コアをコンクリート・カッタによって円柱の軸線に平行に切断する（図１も参照）ことで、所定の厚み（例えば10mm程度）の略平板状の試験片を切り出し（ステップ３４）、切り出した試験片のうちコンクリート・カッタによって切断した面（ヴィッカース硬さの測定に用いる面）を研磨して鏡面仕上げにし（ステップ３６）、ステップ３４の切断によって試験片から切り離されたコンクリート片にフェノールフタレイン溶液を塗布し、変色が発生した領域を確認することで中性化深さＣを測定する（ステップ３８）。
【００４２】
上述した作業が完了すると、強度推定装置１０の電源を投入する等により強度推定装置１０を起動する（ステップ４０）。これにより、強度推定装置１０のＰＣ１４で強度推定処理が実行され、ステップ６０では、微小硬度計１２の測定ステージ１２Ａ上への試験片の位置決めを要請するメッセージをディスプレイ１８に表示する等により、試験片の位置決めを作業者に要請する。また、次のステップ６２では測定の開始が指示されたか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ６２を繰り返す。
【００４３】
ディスプレイ１８に表示されたメッセージを確認すると、作業者は、ステップ３８で測定した中性化深さＣに基づき、試験片のうち中性化の影響を受けていない部分（中性化している部分、及び該中性化部分に隣接している中性化途上と推定される部分を除外した部分）のヴィカース硬度Ｈｖが微小硬度計１２によって測定されるように、前記中性化の影響を受けていない部分を測定ステージ１２Ａの中央（微小硬度計１２の圧子によって荷重が加えられる位置）に位置決めする（ステップ４２）。そして、キーボード２０を介して所定の情報を入力することで、強度推定装置１０（ＰＣ１４）に対してヴィッカース硬さＨｖの測定開始を指示する（ステップ４４）。
【００４４】
作業者から測定開始が指示されると、ステップ６２の判定が肯定されてステップ６４へ移行し、測定ステージ１２Ａ上に位置決めされた試験片に対して圧子により所定の試験荷重Ｆが所定時間加えられるように微小硬度計１２を制御した後に、圧子によって加えられた荷重によってくぼみが生じた試験片の表面が撮像素子によって撮像され、撮像によって得られた画像からくぼみの対角線長さ（平均値ｄ）が計測されるように微小硬度計１２を制御する。
【００４５】
そして、微小硬度計１２から計測結果（対角線長さの平均値ｄ[mm]及び試験荷重Ｆ[Ｎ]）が通知されると、通知された対角線長さの平均値ｄ[mm]及び試験荷重Ｆ[Ｎ]を前出の（１）式に代入することで試験片のヴィッカース硬さＨｖを演算する。なお、上記のように、試験片のうち中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを測定する処理も、請求項１記載の発明に対応している。
【００４６】
次のステップ６６では、測定点数（ヴィッカース硬さＨｖのデータの数）が２０点に達したか否か判定する。判定が否定された場合にはステップ６０に戻り、ステップ６０以降を繰り返す。これにより、作業者は、試験片のうち中性化の影響を受けておらずかつ圧子によって荷重が加えられていない部分を順次位置決めし、位置決めされた部分のヴィッカース硬さＨｖが順次測定されることになる。
【００４７】
測定点数が２０点に達すると、ステップ６６の判定が肯定されてステップ６８へ移行し、２０個のヴィッカース硬さＨｖのデータの平均値を演算する。また、ステップ７０では、ステップ６８で演算したヴィッカース硬さＨｖの平均値に対して±20％の範囲から外れているデータが有るか否かを探索し、次のステップ７２では該当するデータが有ったか否か判定する。判定が肯定された場合にはステップ７４で該当するデータを破棄した後にステップ６０に戻り、ステップ６０以降を繰り返す。これにより、ヴィッカース硬さＨｖの平均値として、試験片の実際のヴィッカース硬さＨｖを精度良く表す値が得られることになる。
【００４８】
ステップ７２の判定が否定されるとステップ７６へ移行し、記憶手段１６に記憶されている圧縮強度Ｆｃの演算式を読み出し、次のステップ７８では、ステップ６８で最終的に演算されたヴィッカース硬さＨｖの平均値を、ステップ７６で読み出した演算式に代入することで、試験片の圧縮強度Ｆｃを推定演算する。そしてステップ８０では、ステップ７６の推定演算によって得られた圧縮強度Ｆｃの推定値をディスプレイ１８に表示させる等によって出力する。
【００４９】
このように、本実施形態では、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖを測定した後に、ヴィッカース硬さＨｖの測定結果から、予め求めたコンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃの関係を表す推定演算式を用いて圧縮強度Ｆｃを推定演算しているので、広い強度範囲に亘り、コンクリートの実際の圧縮強度Ｆｃを精度良く表す圧縮強度Ｆｃの推定値を得ることができる。また、本実施形態では、試験片のうち中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定するので、コンクリートの中性化の影響を受けて圧縮強度Ｆｃの推定精度が低下することも回避することができる。更に、ヴィッカース硬さＨｖを測定するために建造物等から採取すべきコンクリート・コアの大きさも、圧縮試験機によって圧縮強度Ｆｃを直接測定する場合と比較して非常に小さくすることができる。
【００５０】
なお、上記ではヴィッカース硬さＨｖの測定結果から単一の演算式を用いて圧縮強度Ｆｃを推定演算する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば材齢、水／セメント比、中性化深さ、ヴィッカース硬さ等のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータの値に基づいて、コンクリートを分類する複数のクラスを生成し、各クラス毎に演算式を求めておき、圧縮強度Ｆｃの推定対象のコンクリートが何れのクラスに属するかに応じて、圧縮強度Ｆｃの推定演算に使用する演算式を選択するようにしてもよい。また、クラス分けに使用するパラメータも上記に限定されるものではなく、例えばおおよその圧縮強度Ｆｃ（通常のコンクリートか高強度のコンクリートか等）によってクラス分けするようにしてもよい。
【００５１】
また、上記ではヴィッカース硬さＨｖの測定結果から演算式によって圧縮強度Ｆｃを推定する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、ヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃの関係をテーブル等の形態で記憶しておき、ヴィッカース硬さＨｖの測定結果から圧縮強度Ｆｃを推定することを、前記テーブルを用いて行うようにしてもよい。
【００５２】
また、上記では本発明に係るコンクリートの強度推定装置の一例として、微小硬度計１２とＰＣ１４が通信線で接続された構成の強度推定装置１０を説明したが、これに限定されるものではなく、微小硬度計１２によって測定された測定値を、作業者が手入力でＰＣ１４に入力する構成であってもよいし、微小硬度計１２には圧子によってくぼみを生じさせる機能のみ搭載し、くぼみの対角線長さの計測は作業者が手作業で行うようにしてもよい。
【００５３】
更に、上記ではヴィッカース硬さＨｖを測定するために円柱状のコンクリート・コアをサンプルとして採取する例を説明したが、これに限定されるものではなく、サンプルの形状としては任意の形状を用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、採取したコンクリートの複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定し、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を予め求めておき、圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのうち中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖを測定し、前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのヴィッカース硬さＨｖの測定結果から、前記予め求めた関係を用いて前記圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定するので、コンクリートの中性化部分の影響を受けることなく、広い強度範囲に亘り、コンクリートの圧縮強度を高精度に推定できる、という優れた効果を有する。
【００５６】
請求項３記載の発明は、採取したコンクリートの複数のサンプルについて、中性化の影響を受けていない部分のヴィッカース硬さＨｖを各々測定すると共に圧縮強度Ｆｃを各々測定して予め求めた、コンクリートのヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係が記憶手段に記憶されており、圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのうち中性化の影響を受けていない部分を対象としてヴィッカース硬さＨｖが測定手段によって測定され、記憶されているヴィッカース硬さＨｖと圧縮強度Ｆｃとの関係を用いて、推定手段により圧縮強度Ｆｃを推定すべきコンクリートのヴィッカース硬さＨｖの測定結果からコンクリートの圧縮強度Ｆｃが推定演算されるので、コンクリートの中性化部分の影響を受けることなく、広い強度範囲に亘り、コンクリートの圧縮強度を高精度に推定することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明者等が実施した実験におけるヴィッカース硬さ測定用試験片の製作を説明するための斜視図である。
【図２】  本願発明者等が実施した実験の結果を示す線図である。
【図３】  本実施形態に係る強度推定装置の概略構成図である。
【図４】  コンクリートの圧縮強度の推定にあたり、作業者によって行われる作業及び強度推定装置によって行われる処理を示すフローチャートである。
【図５】  反発度Ｒｓから圧縮強度Ｆｃを推定する従来の方法における推定精度を説明するための線図である。
【符号の説明】
１０    強度推定装置
１２    微小硬度計
１４    パーソナル・コンピュータ
１６    記憶手段
【図１】
0003672527.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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