(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度をコンクリート・テスト・ハンマを用いて測定し、
表面部が中性化しているコンクリートにおける前記表面部の硬さと中性化していない内部の硬さとの関係に基づいて、前記推定対象のコンクリートの表面部の反発度を補正し、
補正後の反発度に基づいて前記推定対象のコンクリートの圧縮強度を推定するコンクリートの強度推定方法。
【請求項２】
前記表面部の硬さと内部の硬さとの関係として、前記表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部の硬さと内部の硬さの比率に相当する表面硬度補正係数βを用いる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】
前記表面硬度補正係数βは、前記表面部が中性化しているコンクリートにおける中性化深さと関係付けられており、
前記推定対象のコンクリートの中性化深さを測定し、
前記推定対象のコンクリートの中性化深さに対応する表面硬度補正係数βを用いて、前記推定対象のコンクリートの表面部の反発度を補正する
ことを特徴とする請求項２記載のコンクリートの強度推定方法。
【請求項４】
前記推定対象のコンクリートの中性化深さＣがＣ≦１[mm]の場合には前記表面硬度補正係数βとしてβ＝１を用い、中性化深さＣが１[mm]＜Ｃ≦５[mm]の場合には表面硬度補正係数βとしてβ＝0.5/Ｃ+0.5を用い、中性化深さＣがＣ＞５[mm]の場合には表面硬度補正係数βとしてβ＝0.6を用いることを特徴とする請求項３記載のコンクリートの強度推定方法。
【請求項５】
前記推定対象のコンクリートの内部の反発度に相当する修正反発度Ｒｉを、前記表面硬度補正係数βを用いて、
Ｒｉ＝β・Ｒｓ−(１−β)・ｂ／ａ
なる演算式（但しａ及びｂは定数）によって演算することで、前記推定対象のコンクリートの表面部の反発度Ｒｓを補正することを特徴とする請求項２記載のコンクリートの強度推定方法。
【請求項６】
前記演算式の定数ａ，ｂとして、ａ＝1.82、ｂ＝-36.2を用いることを特徴とする請求項５記載のコンクリートの強度推定方法。
【請求項７】
圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度をコンクリート・テスト・ハンマを用いて測定するに際し、反発度を測定する前記推定対象のコンクリートの表面部を湿潤状態にする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８】
前記推定対象のコンクリートの表面部に水を噴霧するか、又は所定時間以上給水することで、前記表面部を湿潤状態にすることを特徴とする請求項７記載のコンクリートの強度推定方法。
【請求項９】
コンクリート・テスト・ハンマを用いて測定された圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度を、表面部が中性化しているコンクリートにおける前記表面部の硬さと中性化していない内部の硬さとの関係に基づいて補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の反発度に基づいて前記推定対象のコンクリートの圧縮強度を推定する推定手段と、
を含むコンクリートの強度推定装置。
【請求項１０】
前記表面部の硬さと内部の硬さとの関係として、前記表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部の硬さと内部の硬さの比率に相当する表面硬度補正係数βを、前記表面部が中性化しているコンクリートにおける中性化深さと関係付けて記憶する記憶手段と、
前記推定対象のコンクリートの中性化深さを測定可能な測定手段を更に備え、
前記補正手段は、前記測定手段によって測定された前記推定対象のコンクリートの中性化深さに対応する表面硬度補正係数βを用いて、前記推定対象のコンクリートの表面部の反発度を補正する
ことを特徴とする請求項９記載のコンクリートの強度推定装置。
【請求項１１】
前記測定手段は、
コンクリートに孔を穿設可能な穿孔手段と、
前記穿孔手段による孔の穿設に伴って生ずるコンクリート粉に試薬を供給する供給手段と、
前記供給手段によって供給された試薬により前記コンクリート粉に色変化が生じたか否かを検出する検出手段と、
を含んで構成されていることを特徴とする請求項１０記載の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、圧縮強度Ｆｃの推定精度が低いという問題がある。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。
【０００７】
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。
【０００８】
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９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。
【０００９】
図９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９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９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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、非破壊的な試験方法により、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。
【００１４】
【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・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からコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定する方法において、上述したように高い推定精度が得られない原因は、主にコンクリートの表面部が中性化していることにあるのではないかと考え、中性化していないコンクリートの内部の反発度は、コンクリートの圧縮強度Ｆｃと高い相関があるのではないかと予想した。そして、コンクリートの内部の反発度の推定には、コンクリートの押込硬さ（indentation hardness）が利用可能な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と、コンクリートの反発度との関係を調べるために、以下で説明する実験を行った。
【００１５】
すなわち、水／セメント比＝40％，55％，70％のコンクリートを各々ブロック状に打設して屋外暴露の環境下におくと共に、これらのコンクリート・ブロックと別に、水／セメント比＝55％のコンクリートをブロック状に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、所定の材齢（打設からの経過日数）に達した時点で、コンクリートの圧縮強度Ｆｃ及びコンクリートの表面における反発度Ｒｓを測定すると共に、コンクリートの中性化深さＣ、コンクリートの表面から深さ1mmの位置におけるヴィッカース硬さＨｓ、コンクリートの表面から深さ20mmの位置におけるヴィッカース硬さＨｉを各々測定した。
【００１６】
なお、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、コンクリートの表面における反発度Ｒｓはコンクリート・テスト・ハンマを用いて測定した。一方、コンクリートの中性化深さＣ及びコンクリートのヴィッカース硬さＨｓは以下のように測定した。
【００１７】
すなわち、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、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、中性化がコンクリートの表面から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。また、切り出した厚み10mmの略平板状の試験片の測定面（切断面）を研磨して鏡面仕上げにし、コンクリートの表面に相当する試験片の一辺から深さ1mmのヴィッカース硬さＨｓと深さ20mmのヴィッカース硬さＨｉを測定した。
【００１８】
なお、ヴィッカース硬さＨｓ，Ｈｉ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、次式により算出（測定）した。
Ｈｓ（Ｈｉ）＝0.102Ｆ／Ｓ＝0.1891Ｆ／ｄ2
また、測定数は20点とし、ヴィッカース硬さＨｓ（Ｈｉ）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Ｈｓ（Ｈｉ）とした。
【００１９】
また、本実験では、測定時にコンクリートの表面から深さ1mmの部分が中性化しており、コンクリートの表面から深さ20mmの部分が中性化していない状態となるように測定時の材齢を選択し、中性化深さＣを測定することで、中性化深さＣが1mm＜Ｃ＜20mmであることを確認した。
【００２０】
本願発明者等は、上記の実験による測定結果のうち、まずコンクリートの表面における反発度Ｒｓと、コンクリートの表面から深さ1mmの位置、すなわちコンクリートのうち中性化している部分におけるヴィッカース硬さＨｓとの関係を回帰分析によって求めた（図１参照）。その結果、
Ｈｓ＝1.82Ｒｓ-36.2    …（１）
なる回帰式が得られ、相関係数ｒもｒ＝0.84と非常に高い値になった。従って、図１からも明らかなように、コンクリートの表面における反発度Ｒｓは、コンクリートの中性化している部分のヴィッカース硬さＨｓと強い相関があることが明らかとなった。
【００２１】
続いて本願発明者等は、コンクリートの中性化していない内部における反発度Ｒｉについても、上記と同様に、コンクリートの中性化していない内部のヴィッカース硬さＨｉと強い相関があり、前出の（１）式と同様に、次の（２）式のような関係があるものと仮定した。
Ｈｉ＝ａ・Ｒｉ＋ｂ    …（２）
但し、Ｒｉは中性化していないコンクリートの内部について反発度が測定できると仮定したときの仮想の反発度、ａ及びｂは定数であり、（１）式と同様にａ＝1.82、ｂ＝-36.2である。上記の（２）式が成り立つとすると、コンクリートの中性化部分のヴィッカース硬さＨｓと未中性化部分のヴィッカース硬さＨｉとの関係が既知であれば、コンクリートの表面における反発度Ｒｓから（１）式及び（２）式を用いてコンクリートの内部（未中性化部分）の反発度を導出できることになる。
【００２２】
このため、本願発明者等は、コンクリートの中性化部分のヴィッカース硬さＨｓと未中性化部分のヴィッカース硬さＨｉとの関係を表すパラメータとして両者の比β（＝Ｈｉ／Ｈｓ：以下、表面硬度補正係数と称する）を導入し、前述の実験結果から表面硬度補正係数βを各々求め、この表面硬度補正係数βと相関があると推定される中性化深さＣとの関係を求めた（図２参照）。その結果、図２からも明らかなように、表面硬度補正係数βは中性化深さＣと或る程度の相関があることが明らかとなった。
【００２３】
また、（２）式を（１）式で除すことで次の（３）式が得られ、
【００２４】
【数１】
0003672526.tif 000002
【００２５】
上記の（３）式を変形することで、コンクリートの未中性化部分における反発度Ｒｉに関する演算式（次の（４）式）が得られる。
Ｒｉ＝β・Ｒｓ−(１−β)・ｂ／ａ    …（４）
【００２６】
本願発明者等は、図２に示す中性化深さＣと表面硬度補正係数βの関係に基づき、図２に破線で示すように、中性化深さＣがＣ≦１[mm]の場合は表面硬度補正係数βとしてβ＝１を、中性化深さＣが１[mm]＜Ｃ≦５[mm]の場合には表面硬度補正係数βとしてβ＝0.5/Ｃ+0.5を、中性化深さＣがＣ＞５[mm]の場合には表面硬度補正係数βとしてβ＝0.6を各々用い、コンクリートの表面における反発度Ｒｓの測定結果から、上記の（４）式に従ってコンクリートの未中性化部分における反発度Ｒｉを求めた。そして、反発度Ｒｉとコンクリートの圧縮強度Ｆｃとの関係を回帰分析によって求めた（図３（Ｂ）参照）。その結果、
Ｆｃ[kgf/cm2]＝15.9Ｒｉ-246    …（５）
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。
【００２７】
図３（Ａ）にはコンクリートの表面（中性化部分）における反発度Ｒｓとコンクリートの圧縮強度Ｆｃとの関係（相関係数ｒ＝0.61）を示すが、図３（Ｂ）を図３（Ａ）と比較しても明らかなように、コンクリートの未中性化部分における反発度Ｒｉ（図３（Ｂ）における修正反発度Ｒｉ）は、コンクリートの圧縮強度Ｆｃの推定に従来用いられていたコンクリートの表面における反発度Ｒｓと比較して、コンクリートの圧縮強度Ｆｃとの相関が非常に高く、コンクリートの圧縮強度Ｆｃを高い推定精度で推定できることが明らかである。
【００２８】
続いて本願発明者等は、コンクリートの表面における反発度Ｒｓを、表面硬度補正係数βを用いてコンクリートの内部（未中性化部分）における反発度に相当する修正反発度Ｒｉに補正した後に、この修正反発度Ｒｉからコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定する方法の有効性を確認するために、過去に実施された実験の実験データを用いて修正反発度Ｒｉの演算、及び修正反発度Ｒｉと圧縮強度Ｆｃの相関を確認する作業を行った。
【００２９】
上記過去の実験は、コンクリートの表面における反発度Ｒｓを測定する際のコンクリート表面に対する含水処理条件として、無処理（乾燥状態）、水噴霧、２４時間給水の３種類の処理条件を用意し、水／セメント比＝40％，55％，70％のコンクリート・ブロックを各々複数製作して屋外暴露の環境下におき、所定の材齢に達した時点で、水／セメント比が同一の各コンクリート・ブロックに対し、コンクリート表面に対する含水処理条件を互いに相違させて反発度Ｒｓを各々測定すると共に、前述した実験と同様に、圧縮試験機を用いたコンクリートの圧縮強度Ｆｃの測定及び中性化深さＣの測定を各々行ったものである。
【００３０】
図４（Ａ）には過去の実験によって得られたコンクリートの表面における反発度Ｒｓとコンクリートの圧縮強度Ｆｃとの関係を示し、図４（Ｂ）には、中性化深さＣに対応する表面硬度補正係数βを用い、前出の（４）式に従って反発度Ｒｓから演算した修正反発度Ｒｉとコンクリートの圧縮強度Ｆｃとの関係を示す。図４（Ｂ）を図４（Ａ）と比較しても明らかなように、反発度Ｒｓに代えて修正反発度Ｒｉを用いることで、コンクリートの圧縮強度Ｆｃとの相関係数ｒは0.36→0.76と大幅に向上することが確認された。
【００３１】
本願発明者等は、前述した実験及び過去の実験データを用いた確認作業の結果に基づき、コンクリートの表面における反発度Ｒｓを、コンクリートの表面部（中性化している部分）の硬さ（押込硬さ）とコンクリートの内部（中性化していない部分）の硬さ（押込硬さ）との関係に基づいて補正した後に、補正後の反発度Ｒｉに基づいてコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定すれば、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。
【００３２】
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、圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度Ｒｓをコンクリート・テスト・ハンマを用いて測定し、表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部（中性化している部分）の硬さと中性化していない内部の硬さとの関係に基づいて、推定対象のコンクリートの表面部の反発度Ｒｓを補正し、補正後の反発度Ｒｉに基づいて推定対象のコンクリートの圧縮強度を推定するので、上述した実験結果からも明らかなように、推定対象のコンクリートの表面部が中性化していたとしても、その影響を受けることなく、推定対象の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。
【００３３】
また、請求項１記載の発明では、コンクリート・テスト・ハンマを用いて測定した推定対象のコンクリートの表面部の反発度Ｒｓから、推定対象のコンクリートの圧縮強度を推定することができるので、圧縮強度Ｆｃを圧縮試験機によって直接測定する場合のように建造物からコンクリートを採取する必要もなく、非破壊的な試験方法によりコンクリートの圧縮強度を推定することができる。
【００３４】
なお、請求項１記載の発明において、表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部の硬さと内部の硬さとの関係としては、例えば請求項２に記載したように、表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部の硬さと内部の硬さの比率に相当する表面硬度補正係数βを用いることができる。また、この表面硬度補正係数βに代えて、コンクリートの表面部の硬さ及び内部の硬さに応じて値が変化する任意のパラメータを用いることも可能である。
【００３５】
ところで、請求項２に記載した表面硬度補正係数βは、先に説明した図２からも明らかなようにコンクリートの中性化深さと相関があり、コンクリートの中性化深さに応じて値が変化する。このため、請求項２記載の発明のように、表面部の硬さと内部の硬さとの関係として表面硬度補正係数βを用いる場合には、請求項３に記載したように、表面硬度補正係数βを、表面部が中性化しているコンクリートにおける中性化深さと関係付けておき、推定対象のコンクリートの中性化深さを測定し、推定対象のコンクリートの中性化深さに対応する表面硬度補正係数βを用いて、推定対象のコンクリートの表面部の反発度Ｒｓを補正することが好ましい。
【００３６】
これにより、圧縮強度の推定対象のコンクリートの中性化深さがばらついている場合にも、表面硬度補正係数βとして、前記推定対象のコンクリートの中性化深さに対応する値、すなわち推定対象のコンクリートの表面部の硬さと内部の硬さの比率を精度良く表す値が用いられ、この表面硬度補正係数βを用いて表面部の反発度Ｒｓが補正され、コンクリートの圧縮強度が推定されることになるので、コンクリートの圧縮強度の推定精度を更に向上させることができる。
【００３７】
なお、推定対象のコンクリートの中性化深さを測定するためには、中性化していない部分に到達する深さまで推定対象のコンクリートを削り取る必要がある。しかしながら、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。
【００３８】
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中性化深さ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、中性化していない部分に到達するために建造物から削り取るべきコンクリートの量はごく僅かであり、中性化深さの測定（圧縮強度Ｆｃの推定）のためにコンクリートを削り取ることで建造物に影響を及ぼすことは殆どない。
【００３９】
また、請求項３に記載した表面硬度補正係数βとコンクリートの中性化深さの関係付けは、例えば請求項４に記載したように、推定対象のコンクリートの中性化深さＣがＣ≦１[mm]の場合には表面硬度補正係数βとしてβ＝１を用い、中性化深さＣが１[mm]＜Ｃ≦５[mm]の場合には表面硬度補正係数βとしてβ＝0.5/Ｃ+0.5を用い、中性化深さＣがＣ＞５[mm]の場合には表面硬度補正係数βとしてβ＝0.6を用いるように行うことができる。請求項４に記載した中性化深さＣと表面硬度補正係数βとの関係は本願発明者等が実験結果から導き出した関係であり、推定対象のコンクリートの圧縮強度の推定精度を更に向上させることができる。
【００４０】
また、請求項２記載の発明のように、表面部の硬さと内部の硬さとの関係として表面硬度補正係数βを用いる場合、例えば請求項５に記載したように、推定対象のコンクリートの内部の反発度に相当する修正反発度Ｒｉを、表面硬度補正係数βを用いて、
Ｒｉ＝β・Ｒｓ−(１−β)・ｂ／ａ
なる演算式（但しａ及びｂは定数）によって演算することで、推定対象のコンクリートの表面部の反発度Ｒｓを補正することができる。また、上記の演算式の定数ａ，ｂとしては、例えば請求項６に記載したようにａ＝1.82、ｂ＝-36.2を用いることができる。
【００４１】
請求項５に記載の演算式及び請求項６に記載の定数ａ，ｂの値は、何れも本願発明者等が実験結果から導き出したものであるので、上記の演算式及び定数ａ，ｂの値を用いることにより、先に説明した実験結果と同様に、高い推定精度で推定対象のコンクリートの圧縮強度を推定することができる。
【００４２】
ところで、図４（Ｂ）に示す結果を参照しても明らかなように、特に水／セメント比＝70％のコンクリートのデータについては、（５）式の回帰式を表す直線との偏差が大きいデータも多く、修正反発度Ｒｉからの圧縮強度Ｆｃの推定精度が比較的低いことが理解できる。本願発明者等は、上記現象はコンクリート表面に対する含水処理条件が影響しているのではないかと考え、図４（Ｂ）に示す結果を含水処理条件（無処理、水噴霧、２４時間給水）毎に分け、修正反発度Ｒｉと圧縮強度Ｆｃの関係を含水処理条件毎に回帰分析によって求めた。結果を図５に示す。
【００４３】
それぞれの含水処理条件毎のコンクリート表面の含水量は（無処理＜水噴霧＜２４時間給水）であり、図５の（Ａ）〜（Ｃ）を相互に比較しても明らかなように、コンクリート表面の反発度を測定する際のコンクリート表面の含水量が多くなるに従って、修正反発度Ｒｉと圧縮強度Ｆｃとの相関が高く（相関係数ｒの値が高く）なっており、特に水／セメント比＝70％のコンクリートのデータについては、コンクリート表面の含水量が多くなるに従って回帰式を表す直線との偏差が小さくなっていることが理解できる。
【００４４】
このため、請求項１記載の発明において、例えば請求項７に記載したように、圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度をコンクリート・テスト・ハンマを用いて測定するに際し、反発度を測定する推定対象のコンクリートの表面部を湿潤状態にすることが好ましい。これにより、上述した実験結果からも明らかなように、コンクリートの圧縮強度の推定精度を更に向上させることができる。
【００４５】
また、図５（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ示す実験データにおける測定条件の相違は、コンクリート・テスト・ハンマを用いてコンクリートの表面部の反発度Ｒｓを測定する際の含水処理条件のみであり、表面部の反発度Ｒｓから修正反発度Ｒｉへの補正が線形変換であることを考えると、コンクリート表面部の反発度Ｒｓを修正反発度Ｒｉへ補正することなく、反発度Ｒｓから圧縮強度Ｆｃを直接推定する場合にも、コンクリートの表面部の反発度Ｒｓを測定する際にコンクリートの表面部を湿潤状態にしておけば、圧縮強度Ｆｃの推定精度が向上することは容易に推察できる。
【００４７】
なお、請求項７記載の発明において、コンクリートの表面部を湿潤状態にするに際しては、例えば請求項８に記載したように、推定対象のコンクリートの表面部に水を噴霧するか、又は所定時間以上給水することで行うことができる。また、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す実験結果から、コンクリート表面の反発度を測定する際のコンクリート表面の含水量を多くした方がコンクリートの圧縮強度の推定精度が向上することが明らかであるので、コンクリートの表面部を湿潤状態にする際には、コンクリートの表面部の含水量がなるべく多くなるように、コンクリートの表面部に、望ましくは１０分以上、より望ましくは１時間以上給水することが好ましい。
【００４８】
請求項９記載の発明に係るコンクリートの強度推定装置は、コンクリート・テスト・ハンマを用いて測定された圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度を、表面部が中性化しているコンクリートにおける前記表面部の硬さと中性化していない内部の硬さとの関係に基づいて補正する補正手段と、前記補正手段による補正後の反発度に基づいて前記推定対象のコンクリートの圧縮強度を推定する推定手段と、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、非破壊的な試験方法により、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。
【００４９】
また、請求項９記載の発明において、例えば請求項１０に記載したように、表面部の硬さと内部の硬さとの関係として、表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部の硬さと内部の硬さの比率に相当する表面硬度補正係数βを、表面部が中性化しているコンクリートにおける中性化深さと関係付けて記憶する記憶手段と、推定対象のコンクリートの中性化深さを測定可能な測定手段を更に設け、補正手段は、前記測定手段によって測定された推定対象のコンクリートの中性化深さに対応する表面硬度補正係数βを用いて、推定対象のコンクリートの表面部の反発度を補正するように構成することが好ましい。これにより、請求項３記載の発明と同様に、推定対象のコンクリートの圧縮強度の推定精度を更に向上させることができる。
【００５０】
また、コンクリートの中性化深さの測定は、例えばコンクリートからコンクリート・コアを採取し、採取したコンクリート・コアの側面に試薬を塗布し、変色が発生した領域を確認する等によって行うことも可能ではあるが、作業が非常に煩雑であるという問題がある。このため、請求項１０記載の発明に係る測定手段は、例えば請求項１１に記載したように、コンクリートに孔を穿設可能な穿孔手段と、前記穿孔手段による孔の穿設に伴って生ずるコンクリート粉に試薬を供給する供給手段と、前記供給手段によって供給された試薬により前記コンクリート粉に色変化が生じたか否かを検出する検出手段と、を含んで構成することが好ましい。
【００５１】
請求項１１記載の発明では、コンクリートへの孔の穿設に伴って生ずるコンクリート粉に試薬（例えばフェノールフタレイン溶液等）を供給し、コンクリート粉に色変化が生じたか否かを検出するので、検出手段による検出結果が変化したときに、穿孔手段によって穿設された孔の深さが、コンクリートのうち中性化している部分と中性化していない部分の境界に達したと判断することができ、そのときの孔の深さを測定することで、中性化深さを測定することができる。
【００５２】
従って、コンクリートからコンクリート・コアを採取したり、採取したコンクリート・コアの側面に試薬を塗布する等の作業が不要となるので、中性化深さの測定を容易に行うことができる。また、検出手段による検出結果が変化したときの孔の深さを検知する検知手段を更に設ければ、中性化深さを測定するための作業を更に簡略化できる。
【００５３】
【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６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。
【００５４】
強度推定装置１０は装置本体１２を備えており、この装置本体１２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力ポートがバスを介して互いに接続されて成るマイクロコンピュータを内蔵し、任意の情報を表示可能なディスプレイ１２Ａを含んで構成されている。なお、装置本体１２は請求項９に記載の補正手段及び推定手段としての機能を備えており、ＲＯＭは請求項１０に記載の記憶手段に対応している。装置本体１２には、コンクリート表面の反発度Ｒｓを測定するためのコンクリート・テスト・ハンマ１４と、コンクリートの中性化深さＣを測定するための中性化深さ測定機１６が通信線を介して各々接続されている。なお、中性化深さ測定機１６は請求項１０に記載の測定手段に対応している。
【００５５】
コンクリート・テスト・ハンマ１４としては、公知の種々の構成の中から任意の構成を採用可能であり、例えば図示は省略するが、測定時に先端部がコンクリートの測定面に当接されるプランジャ１８が本体１４Ａから突出するように設けられていると共に、本体１４Ａには、プランジャ１８を打撃するためのハンマと、ハンマを所定位置に保持する保持機構が内蔵されており、プランジャ１８の先端部がコンクリートの測定面に当接された状態で本体１４Ａがコンクリート側へ向けて押圧され、プランジャ１８が本体１４Ａ内に所定量押込まれると、保持機構によるハンマの保持が解除されてハンマがプランジャ１８を介してコンクリートの表面を打撃し、コンクリート表面の反発度Ｒｓに応じて跳ね返るプランジャ１８の跳ね返り量を計測することで、コンクリート表面の反発度Ｒｓを測定する構成を採用することができる。
【００５６】
本実施形態に係るコンクリート・テスト・ハンマ１４は、プランジャ１８の跳ね返り量を計測するセンサと、該センサによって計測された跳ね返り量を所定の演算式に従ってコンクリート表面の反発度Ｒｓに換算し、通信線を介して装置本体１２へ反発度Ｒｓの測定値を送信する信号処理回路を内蔵している。
【００５７】
一方、図７に示すように、中性化深さ測定機１６は、本体１６Ａに内蔵されたフレーム２０に、所定値以上の厚みの底を有する有底円筒状の回転体２２が一対のベアリング２４を介して回転可能に支持されている。回転体２２の外周部のうち一対のベアリング２４の間に相当する箇所にはマグネット２６が取付けられており、フレーム２０には、マグネット２６に対応する位置に、マグネット２６と間隙を隔てて励磁コイル２８が取り付けられている。従って、回転体２２は励磁コイル２８が通電されることで回転される。
【００５８】
回転体２２の軸線に沿った一端側（開口２２Ａが形成されている側と反対側）には小径の円孔３０が穿設されており、円孔３０の内壁には、カートリッジ３２を螺入するための雌ねじ（逆ねじ）が形成されている。カートリッジ３２は中空で全体として略円柱状とされ、軸線に沿った一端部に孔が穿設されており、この孔の周囲に、カートリッジ３２本体と同軸に円筒状のリブ３２Ａが立設されている。リブ３２Ａの外周には雄ねじ（逆ねじ）が形成されている。これにより、カートリッジ３２（のリブ３２Ａ）が回転体２２（の円孔３０）に螺入された状態で、カートリッジ３２は回転体２２と一体に回転される。
【００５９】
カートリッジ３２の内部には、フェノールフタレイン溶液等の試薬を貯留するための貯留部が形成されていると共に、貯留部に空気を送り込むことで貯留部に貯留された試薬に圧力を加えることが可能な加圧機構が設けられている（何れも図示省略）。回転体２２の円孔３０の底部にはＯリング３４が取り付けられており、カートリッジ３２が螺入された状態で、カートリッジ３２のリブ３２ＡはＯリング３４を介して円孔３０の底部に密着される。
【００６０】
また回転体２２には、試薬が通過するための通路３６が軸線に沿って形成されており、通路３６の一端は円孔３０の底部中央に開口しており、他端は開口２２Ａの底部中央に開口している。そして通路３６の途中にはバルブ３８が設けられている。このバルブ３８は図示しないリンク機構と連結されており、回転体２２の回転と連動して開閉され、詳しくは、回転体２２の回転が停止しているときにはバルブ３８が閉止され、回転体２２が回転しているときにはバルブ３８が開放されるようになっている。
【００６１】
回転体２２の軸線に沿った他端側（開口２２Ａが形成されている側）には、ドリルビット４０を把持するための複数のチャック４２が開口２２Ａの内側に配置されており、この複数のチャック４２は、チャック４２相互の間隔を変更可能なギア機構（図示省略）を介して回転体２２に支持されている。複数のチャック４２は、開口２２Ａにドリルビット４０の基部が挿入された状態で、チャック４２相互の間隔が小さくなるようにギア機構のギアが図示しない工具によって回転されることで、ドリルビット４０を回転体２２と同軸となる位置に位置決めして把持する。これにより、ドリルビット４０は回転体２２と一体に回転される。
【００６２】
中性化深さ測定機１６に使用されるドリルビット４０は、コンクリートへの穿孔に十分な強度を有する金属材から成り、外周に螺旋状の溝４４が形成されている。ドリルビット４０は、測定対象のコンクリートの中性化深さＣを測定する際に、測定対象のコンクリートに孔を穿設するために用いられる。また、ドリルビット４０は、ドリルビット４０の軸線に沿ってドリルビット４０を貫く孔４６が形成されており、孔４６はドリルビット４０の先端部で複数に分岐され、各々ドリルビット４０の先端付近の互いに異なる位置に貫通している。
【００６３】
一方、開口２２Ａの底部にはＯリング４８が取り付けられており、ドリルビット４０の基部側が、ドリルビット４０の底面が開口２２Ａの底面に突き当たる位置まで開口２２Ａに挿入され、複数のチャック４２によってドリルビット４０が把持された状態で、ドリルビット４０の底面はＯリング４８を介して開口２２Ａの底部に密着される。
【００６４】
これにより、貯留部に試薬が貯留されたカートリッジ３２が円孔３０に螺入され、加圧機構によって貯留部が加圧されると、貯留部内の試薬は、カートリッジ３２から噴出して通路３６へ流入し、バルブ３８配設位置に到達し、回転体２２が回転されることでバルブ３８が開放されると、通路３６からドリルビット４０の孔４６内に流入して孔４６を通過し、ドリルビット４０の先端付近の複数箇所から噴出することになる。
【００６５】
また、中性化深さ測定機１６の本体１６Ａには、本体１６Ａ（回転体２２）に取り付けられたドリルビット４０と同一方向に突出するように、穿孔深さスケール５０及び色変化検出部５２が取り付けられている。
【００６６】
穿孔深さスケール５０は、図７矢印Ａ方向（本体１６Ａに収納される方向）及びその逆の方向（本体１６Ａから突出する方向）にスライド移動可能とされており、測定対象のコンクリートの中性化深さＣを測定する際には、本体１６Ａからの突出量がドリルビット４０と同一となる測定開始位置（図７に示す位置）までスライド移動される。また、ドリルビット４０が測定対象のコンクリートに孔を穿設している間、穿設された孔の深さの増大に伴って穿孔深さスケール５０の先端部が測定対象のコンクリートの表面により押圧され、穿孔深さスケール５０は図７矢印Ａ方向にスライド移動される。なお、本体１６Ａ内には、測定開始位置からの穿孔深さスケール５０のスライド量を検出するセンサが設けられている。
【００６７】
また、色変化検出部５２は外形が略Ｌ字状で、先端部がドリルビット４０を向くように取り付けられており、先端部には、ドリルビット４０へ向けて光を射出する発光素子と、発光素子から射出されてドリルビット４０で反射された光を受光する受光素子が内蔵され、受光素子は信号処理回路に接続されている（何れも図示省略）。
【００６８】
中性化深さＣを測定する際にはドリルビット４０によって測定対象のコンクリートに孔が穿設されるが、このとき同時にドリルビット４０の先端付近の複数箇所から試薬が噴出するので、孔の穿設に伴って生ずるコンクリート粉は、試薬と混合された状態でドリルビット４０の溝４４に付着して孔から排出されることになる。従って、溝４４に付着して排出されるコンクリート粉は、中性化していれば色が変化せず、中性化していなければ試薬と反応して紅色に変化する。このため、受光素子に接続された信号処理回路は、受光素子から入力された信号に基づいて、溝４４に付着して排出されるコンクリート粉が紅色に変化したか否かを判断し、紅色に変化したと判断した場合に信号を出力する。
【００６９】
色変化検出部５２の信号処理回路は制御回路（図示省略）に接続されており、図示しないスイッチがオンされる等により中性化深さＣの測定が指示されると、励磁コイル２８に通電することで回転体２２（及びドリルビット４０）を回転させ（この回転に伴いバルブ３８が開放され、ドリルビット４０の先端付近から試薬が噴出する）、溝４４に付着して排出されるコンクリート粉が紅色に変化したことを表す信号が信号処理回路から入力されると、励磁コイル２８への通電を停止して回転体２２（及びドリルビット４０）の回転を停止させる。
【００７０】
また、制御回路には穿孔深さスケール５０のスライド量を検出するセンサが接続されており、回転体２２（及びドリルビット４０）の回転を停止させた際のセンサ出力に基づき、穿孔深さスケール５０のスライド量（ドリルビット４０によって穿設された孔の深さ）、すなわち中性化深さＣの測定値を、通信線を介して装置本体１２へ送信する。
【００７１】
なお、上述した中性化深さ測定機１６のうち、ドリルビット４０は請求項１１に記載の穿孔手段に、カートリッジ３２（加圧機構）、通路３６、バルブ３８及びドリルビット４０の孔４６は請求項１１に記載の供給手段に、色変化検出部５２は請求項１１に記載の検出手段に各々対応しており、穿孔深さスケール５０及び該穿孔深さスケール５０のスライド量を検出するセンサは、検出手段による検出結果が変化したときの孔の深さを検知する検知手段として機能する。
【００７２】
一方、装置本体１２のＲＯＭには、表面硬度補正係数βが中性化深さＣと関係付けられて予め記憶されており、詳しくは以下の（６）式が記憶されている。
【００７３】
0003672526.tif 000003
また、装置本体１２のＲＯＭには、コンクリート表面の反発度Ｒｓから修正反発度Ｒｉを推定演算するための演算式（次の（７))式が予め記憶されている。
Ｒｉ＝β・Ｒｓ−(１−β)・-36.2／1.82    …（７）
【００７４】
更に、装置本体１２のＲＯＭには、修正反発度Ｒｉからコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定演算するための演算式（次の（８))式が予め記憶されている。
Ｆｃ＝ｄ・Ｒｉ−ｅ    …（８）
なお（８）式における定数ｄ，ｅの値は、修正反発度Ｒｉから圧縮強度Ｆｃを精度良く推定演算可能な値であればよい。後述するように、本実施形態では、圧縮強度Ｆｃの推定精度を向上させるため、反発度Ｒｓを測定するコンクリートの表面に事前に給水し、コンクリート表面の含水量を増大させた後に反発度Ｒｓの測定を行うが、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す回帰式からも明らかなように、相関係数ｒが最小となる回帰式の定数ｄ，ｅの値は、コンクリート表面への給水条件（含水処理条件）によって相違している。このため、（８）式の定数ｄ，ｅの値としては、反発度Ｒｓの測定に際して行う給水の条件（含水処理条件）に対応する値を用いればよい。
【００７５】
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８を参照して説明する。
【００７６】
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（表面の反発度Ｒｓ及び中性化深さＣを測定すべき箇所）を選定し（ステップ７０）、選定した測定箇所に給水することで測定個所のコンクリートの表面の含水量を増大させる（ステップ７０）。なお、この給水は、単に水を噴霧するのみでもよいが、圧縮強度Ｆｃの推定精度向上が目的であるので、望ましくは１０分以上、更に望ましくは１時間以上給水することで、コンクリート表面の含水量を大幅に増大させて所定値以上とすることが好ましい。
【００７７】
測定個所への給水が完了すると、作業者は、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７４）。これにより、強度推定装置１０の装置本体１２で強度推定処理が実行され、ステップ８０では、測定個所のコンクリート表面の反発度Ｒｓの測定を要請するメッセージをディスプレイ１２Ａに表示する等により、反発度Ｒｓの測定を作業者に要請する。また、次のステップ８２ではコンクリート・テスト・ハンマ１４から反発度Ｒｓの測定データが入力されたか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ８２を繰り返す。
【００７８】
ディスプレイ１２Ａに表示されたメッセージを確認すると、作業者は、コンクリート・テスト・ハンマ１４を用いて測定個所のコンクリート表面の反発度Ｒｓを測定する作業を行う（ステップ７６）。すなわち、コンクリート・テスト・ハンマ１４のハンマが保持機構によって所定位置に保持されている状態で、プランジャ１８の先端部が測定個所のコンクリート表面に当接するようにコンクリート・テスト・ハンマ１４を保持し、更にプランジャ１８が本体１４Ａ内に所定量押込まれるように、本体１４Ａをコンクリート側へ向けて押圧する。
【００７９】
これにより、保持機構によるハンマの保持が解除されることでハンマがプランジャ１８を介してコンクリートの表面を打撃し、コンクリート表面の反発度Ｒｓに応じて跳ね返るプランジャ１８の跳ね返り量がセンサによって計測される。センサによって計測された跳ね返り量は信号処理回路によってコンクリート表面の反発度Ｒｓに換算され、通信線を介し反発度Ｒｓの測定データとして装置本体１２へ送信される。
【００８０】
コンクリート・テスト・ハンマ１４からコンクリート表面の反発度Ｒｓの測定データを受信すると、装置本体１２では、ステップ８２の判定が肯定されてステップ８４へ移行し、測定個所のコンクリートの中性化深さＣの測定を要請するメッセージをディスプレイ１２Ａに表示する等により、中性化深さＣの測定を作業者に要請する。また、次のステップ８６では中性化深さ測定機１６から中性化深さＣの測定データが入力されたか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ８６を繰り返す。
【００８１】
ディスプレイ１２Ａに表示されたメッセージを確認すると、作業者は、中性化深さ測定機１６を用いて測定個所のコンクリートの中性化深さＣを測定する作業を行う（ステップ７８）。すなわち、まず準備作業として、中性化深さ測定機１６にドリルビット４０が取り付けられているか否かを確認し、ドリルビット４０が取り付けられていなければドリルビット４０の取り付けを行う。次に本体１６Ａにカートリッジ３２が装填されているか否か確認し、未装填であればカートリッジ３２の装填（円孔３０への螺入）を行い、続いてカートリッジ３２に設けられている加圧機構を操作してカートリッジ３２の貯留部への加圧を行う。更に、穿孔深さスケール５０を本体１６Ａから引き出して測定開始位置までスライド移動させる。そして、上述した準備作業が完了すると、ドリルビット４０の先端部が測定個所のコンクリート表面に当接し、ドリルビット４０がコンクリート表面に対して垂直となるように本体１６Ａを保持し、この状態を維持したまま図示しないスイッチをオンすることで中性化深さＣの測定開始を指示する。
【００８２】
これにより、ドリルビット４０が回転して測定個所のコンクリートへの穿孔が開始されると共に、ドリルビット４０の先端付近から試薬が噴出し、溝４４に付着して排出されるコンクリート粉が紅色に変化したことを色変化検出部５２によって検出されると（すなわちドリルビット４０によって穿設される孔が、測定個所のコンクリートの未中性化部分に達すると）、ドリルビット４０の回転が停止され、穿孔深さスケール５０のスライド量が、通信線を介し中性化深さＣの測定データとして装置本体１２へ送信される。
【００８３】
中性化深さ測定機１６から中性化深さＣの測定データを受信すると、装置本体１２では、ステップ８６の判定が肯定されてステップ８８へ移行し、中性化深さ測定機１６から受信した測定データが表す中性化深さＣをＲＯＭに記憶されている（６）式と比較し、１[mm]＜中性化深さＣ≦５[mm]の場合には表面硬度補正係数βを演算することで、表面硬度補正係数βとして、測定個所のコンクリートの中性化深さＣに対応する値を設定する。
【００８４】
次のステップ９０では、ステップ８８で求めた表面硬度補正係数β、コンクリート・テスト・ハンマ１４から受信した測定データが表す反発度Ｒｓを、ＲＯＭに記憶されている（７）式に各々代入することで、測定個所のコンクリート内部（中性化していない部分）の反発度に相当する修正反発度Ｒｉを演算する。またステップ９２では、ステップ９０で求めた修正反発度Ｒｉを、ＲＯＭに記憶されている（８）式に代入することで、測定個所のコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定演算する。そしてステップ９４では、ステップ９２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１２Ａに表示させる等によって出力する。
【００８５】
このように、本実施形態では、測定個所のコンクリート表面の反発度Ｒｓ及び中性化深さＣを測定した後に、表面硬度補正係数βとして、測定個所のコンクリートの中性化深さＣに対応する値を用いて、コンクリート表面の反発度Ｒｓをコンクリートの内部の反発度に相当する修正反発度Ｒｉに補正し、修正反発度Ｒｉからコンクリートの圧縮強度Ｆｃを推定演算しているので、コンクリート表面の中性化の影響を受けることなく、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。
【００８６】
また、コンクリート・テスト・ハンマ１４を用いた反発度Ｒｓの測定はコンクリートの表面を打撃するのみであり、中性化深さ測定機１６を用いた中性化深さＣの測定も中性化していない部分が出現するまで孔を穿設するのみであるので、圧縮強度Ｆｃの推定のために建造物等からコンクリート・コアを採取する必要はなく、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、建造物に与える影響を非常に小さくすることができる。
【００８７】
なお、上記では中性化深さＣと表面硬度補正係数βの関係付けの一例として、中性化深さＣの数値範囲を複数のクラスに分け、表面硬度補正係数βを規定する数式を各クラス毎に設定する例((６）式参照）を説明したが、これに限定されるものではなく、中性化深さＣと表面硬度補正係数βの関係を単一の数式で表したり、テーブル等の形態で表すことで中性化深さＣと表面硬度補正係数βを関係付け、上記の単一の数式又はテーブル等を用いることで中性化深さＣから表面硬度補正係数βを求めるようにしてもよい。
【００８８】
また、コンクリート表面の反発度Ｒｓと表面硬度補正係数βから修正反発度Ｒｉを求める場合や、修正反発度Ｒｉからコンクリートの圧縮強度Ｆｃを求める場合についても、（７）式や（８）式のような演算式を用いることに限定されるものではなく、テーブル等を用いて行う（例えば修正反発度Ｒｉを求める場合には２次元ルックアップテーブルが好適である）ことも可能である。
【００８９】
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、コンクリート・テスト・ハンマ１４及び中性化深さ測定機１６と装置本体１２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、コンクリート・テスト・ハンマ１４や中性化深さ測定機１６によって測定された測定値を、作業者が手入力で装置本体１２に入力する構成であってもよい。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、コンクリート・テスト・ハンマを用いて測定した圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度を、表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部の硬さと中性化していない内部の硬さとの関係に基づいて補正し、補正後の反発度に基づいてコンクリートの圧縮強度を推定するので、非破壊的な試験方法により、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。
【００９１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、表面部の硬さと内部の硬さとの関係としての表面硬度補正係数βを、表面部が中性化しているコンクリートにおける中性化深さと関係付けておき、推定対象のコンクリートの中性化深さに対応する表面硬度補正係数βを用いてコンクリートの表面部の反発度を補正するので、上記効果に加え、コンクリートの圧縮強度の推定精度を更に向上させることができる、という効果を有する。
【００９２】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、コンクリートの表面部の反発度をコンクリート・テスト・ハンマを用いて測定する際に、コンクリートの表面部を湿潤状態にするので、上記効果に加え、コンクリートの圧縮強度の推定精度を更に向上させることができる、という効果を有する。
【００９４】
請求項９記載の発明は、コンクリート・テスト・ハンマを用いて測定された圧縮強度の推定対象のコンクリートの表面部の反発度を、表面部が中性化しているコンクリートにおける表面部の硬さと中性化していない内部の硬さとの関係に基づいて補正する補正手段と、補正後の反発度に基づいてコンクリートの圧縮強度を推定する推定手段と、を含んで構成したので、非破壊的な試験方法により、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。
【００９５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、表面部が中性化しているコンクリートにおける中性化深さと関係付けて表面硬度補正係数βを記憶する記憶手段と、コンクリートの中性化深さを測定可能な測定手段を更に設け、補正手段は、測定された推定対象のコンクリートの中性化深さに対応する表面硬度補正係数βを用いて、推定対象のコンクリートの表面部の反発度を補正するので、上記効果に加え、推定対象のコンクリートの圧縮強度の推定精度を更に向上させることができる、という効果を有する。
【００９６】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、測定手段を、コンクリートに孔を穿設可能な穿孔手段と、孔の穿設に伴って生ずるコンクリート粉に試薬を供給する供給手段と、供給された試薬によりコンクリート粉に色変化が生じたか否かを検出する検出手段と、を含んで構成したので、上記効果に加え、中性化深さの測定を容易に行うことができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明者等が実施した実験によって得られた、コンクリートの表面における反発度Ｒｓとコンクリートの表面から深さ1mmの位置におけるヴィッカース硬さＨｓとの関係を示す線図である。
【図２】  本願発明者等が実施した実験によって得られた、中性化深さＣと表面硬度補正係数βとの関係を示す線図である。
【図３】  本願発明者等が実施した実験によって得られた、（Ａ）はコンクリート表面における反発度Ｒｓと圧縮強度Ｆｃの関係、（Ｂ）はコンクリート内部における反発度の推定値（修正反発度Ｒｉ）と圧縮強度Ｆｃの関係を各々示す線図である。
【図４】  （Ａ）は他の実験によって得られたコンクリート表面における反発度Ｒｓと圧縮強度Ｆｃの関係、（Ｂ）は（Ａ）の反発度Ｒｓから推定演算したコンクリート内部における反発度の推定値（修正反発度Ｒｉ）と圧縮強度Ｆｃの関係を各々示す線図である。
【図５】  （Ａ）〜（Ｃ）は、本願発明者等が実施した実験によって得られた修正反発度Ｒｉと圧縮強度Ｆｃの関係を、コンクリート表面に対する含水処理条件毎に示す線図である。
【図６】  本実施形態に係る強度推定装置の概略構成図である。
【図７】  中性化深さ測定機の概略構成を一部破断して示す概略図である。
【図８】  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９】  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    装置本体
１４    コンクリート・テスト・ハンマ
１６    中性化深さ測定機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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