(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート打設時において、型枠間隔を保持するために設けられ、その状態でコンクリート内に埋め殺されるセパレータの一端部にすべりセンサの検出プロープを接触させ、前記セパレータの他端側に連結した引抜き装置を引抜き動作させ、前記すべりセンサからの信号に基づいて計算された付着応力度とコンクリートの圧縮強度との関係から、コンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とする構造体コンクリートの強度推定方法。
【請求項２】
前記セパレータは、予め構造体コンクリートの試験帯域においてのみコンクリートに付着されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体コンクリートの強度推定方法。
【請求項３】
前記セパレータが、異形棒鋼であることを特徴とする請求項１または２に記載の構造体コンクリートの強度推定方法。
【請求項４】
前記自動引抜き装置は、歪みセンサが設けられたカプラーを介して前記セパレータに連結され、前記すべりセンサおよび歪みセンサからの信号に基づいて計算された付着応力度−すべり曲線をディスプレイに表示することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の構造体コンクリートの強度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、構築から所定の年月を経た構造体コンクリートの強度を精度良く検出できるようにした構造体コンクリートの強度推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既設コンクリート構造物のコンクリート強度を知ることは、その構造物の経年劣化を診断したり、建替えの目安とする上で重要である。このコンクリート強度を測定、または推定する方法としては、通常、以下に示す方法が知られている。
【０００３】
▲１▼超音波の速度による方法
▲２▼シュミットハンマーの打撃に応じた表面反発硬度から推定する方法
▲３▼コアボーリングのサンプルによる方法
以上のうち、▲１▼，▲２▼は非破壊検査であるが、コアボーリングサンプルは破壊を伴う。
【０００４】
また、構造物の構築後、数１０年が経過した際、構造物の維持管理上、コンクリート強度を確認する場合、▲１▼の方法では、骨材の種類、配合比に影響されるため、値の信頼性に欠け、▲２▼の方法では測定そのものは簡単であるが、含水比などの構造物の表面状態に左右され、また表面近傍しか分らないため、▲１▼，▲２▼の方法とも概略の値しか推定できない。
【０００５】
これに対し、▲３▼の方法では、測定は正確に行えるが、破壊を伴うため、構造体強度に対する影響も大となり、一度に多くのサンプルを採取することは出来ず、全体の評価が難しい。加えて、コアボーリング、試験機などの試験機材が必要であり、定期的な診断毎に実施するのは容易ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者らは、以上の各種推定方法に替りうる強度推定方法として、図１に示すように、コンクリートに対する棒鋼の引抜き強度あるいは付着強度が、そのコンクリートの圧縮強度に高い相関を有することに着目した。
【０００７】
そして、本発明者らは、実験を繰り返すうちに、既設コンクリート構造体中に数多く埋め殺されているセパレータをこの棒鋼として用いることに着想した。つまり、セパレータは、コンクリート打設用型枠の間隔を保持するための部材として用いられ、型枠撤去後は、セパレータの先端位置における木コンの窪みを埋めた形で表面処理を行っているため、コンクリートの打設後はコンクリートとともに、コンクリートの履歴を表すためのサンプルとして存在していることになるのである。
【０００８】
本発明は、以上の着眼点に基づきなされたものであって、その目的は、コンクリート中に埋設されたセパレータを強度測定用サンプルとして用いることで、コンクリート強度を精度良く、かつ非破壊的であって、構造体の強度に影響を与えることなく推定できるようにした構造体コンクリートの強度推定方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明は、コンクリート打設時において、型枠間隔を保持するために設けられ、その状態でコンクリート内に埋め殺されるセパレータの一端部にすべりセンサの検出プロープを接触させ、前記セパレータの他端側に連結した引抜き装置を引抜き動作させ、前記すべりセンサからの信号に基づいて計算された付着応力度とコンクリートの圧縮強度との関係から、コンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とする。従って、本発明方法によれば、セパレータの引抜き強度を測定することで、その内部のコンクリートの圧縮強度を十分な確度をもって推定できる。
【００１０】
また、前記強度試験用サンプルとして用いるセパレータは、予め構造体コンクリートの試験帯域においてのみコンクリートに付着されていることにより、コンクリート内の調査したい部位に局限して検査測定を行うことが出来る。
【００１１】
さらに、前記セパレータが、異形棒鋼であることにより、棒鋼近傍の品質が悪くなる場合（ブリーディングの多い場合）などにおいても、棒鋼周辺のコンクリートを広く、強度を正確に評価することができる。
さらにまた、前記自動引抜き装置は、歪みセンサが設けられたカプラーを介して前記セパレータに連結され、前記すべりセンサおよび歪みセンサからの信号に基づいて計算された付着応力度−すべり曲線をディスプレイに表示することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
まず、図２は、本発明方法を実施する上での基本方法を示すもので、このものはＪＩＳに規定されている引抜き試験用測定装置を示している。同図において、コンクリート供試体１の中央には鉄筋２が一体化されており、この鉄筋２の供試体１からの一方の突出端は自由端であって、この自由端側にはダイヤルゲージ支持枠３を介してダイヤルゲージ４の測定プローブが接触し、他端側突出端には載荷板５及び球座６を介して図示しない引張り試験機が連結している。この引張り試験機はＪＩＳ  Ｂ  ７７２１に規定されているものを用い、均一に引張り荷重を掛けながら、ダイヤルゲージによるすべり量を計測し、そのすべり量に応じた荷重及び最大荷重を計測し、付着応力度を次の式で計算することにより、各供試体の付着応力度−すべり曲線を求めるようにしている。
【００１４】
τ＝（Ｐ／４πＤ２  ）×α
ここで、
τ：付着応力度（Ｎ／ｍｍ２  ）
Ｐ：引張り荷重（Ｎ）
Ｄ：鉄筋の直径（ｍｍ）
α：コンクリートの圧縮強度に対する補正係数
α＝３０／ｆ′ｃ
ｆｃ  ：同時に作製した円柱供試体の材齢２８日における圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２  ）
【００１５】
さらに、以上の付着応力度とコンクリートそのものの圧縮強度との相関を求めることで、図１に示す関係曲線が得られ、そのコンクリート強度を推定することが出来ることになる。
【００１６】
以上の測定原理に基づく具体的な測定方法は、例えば、定期的（例えば１０年毎）に実施することもできるし、不定期に実施することもできる。図３は、パソコンを用いた測定方法の例を示すものである。同図における測定方法は、まず、既存コンクリート構造物１０に埋設されているセパレータ１２の一つを選んで、その両端における木コン跡の溝１０ａを掘出し、セパレータ１２の一方を自由端側として構造物１０の壁面にアンカーボルトなどを介して固定したゲージホルダ１４に前記セパレータ１２の端部に接触するすべりセンサ１６を固定し、このすべりセンサ１６の検出プローブをセパレータ１２の端部に接触させる。
【００１７】
また、セパレータ１２の他端側を同じく構造物１０の反対側壁面にアンカーボルトなどを介して固定した自動引抜き装置２０にカプラー２２を介して連結する。カプラー２２には歪みセンサ２４が設けられ、各センサ１６及び２４をそれぞれ増幅器２６，２８及びＡ／Ｄ変換器３０，３２を介してパソコン１８に接続する。
【００１８】
パソコン１８は、前記式に従った付着応力度−すべり曲線の演算式、及び付着応力度−コンクリート強度の換算式などを備えた演算ソフトを内蔵しており、ソフトを立ち上げた後、予め測定年月日、既設コンクリート構造物の材齢、厚み、測定場所、セパレータの径及びセパレータを構成する棒鋼の種類などの必要な初期設定事項を付属キーボードを用いて入力し、次いで引抜き処理を実行することで、それぞれの状態に応じた補正値を演算し、適宜なＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｕｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により付属ディスプレイにその測定結果を表示する機能を備えている。
【００１９】
以上の関係式、あるいは換算式の補正係数は、各材齢の既設コンクリート構造物におけるセパレータ１２のコンクリートに対する付着力のデータ及びコンクリート強度との関係のデータを多数蓄積することによって得られるものであることは勿論である。
【００２０】
準備操作終了後は、パソコン１８のキーボード入力により、前記各種設定を行い、引抜き装置２０を引抜き動作させることで、各センサ１６，２４からの信号が順次パソコン１８に取込まれ、パソコン１８内では取込まれた信号に基づく処理が実行され、前記式に従った付着応力度−すべり曲線の計算がなされ、その結果を付属ディスプレイに表示することで、直ちに計測結果が得られ、また、コンクリート強度との相関が判明している場合には、現在のコンクリート強度、合否判定なども表示されることになる。
【００２１】
以上の測定作業は、既設コンクリート中に埋設されているセパレータ１２の数に応じて行うことが出来るので、構造物１０の各部位における多数の測定データを収集できることになる。
【００２２】
なお、パソコン１８にデータを取込こんでそれを保存し、その保存データを大型コンピュータなどに取込み、さらに構造物各部の詳細なデータ解析を行うようにも出来ることも勿論である。
【００２３】
図４は、以上の計測を実施する上で、既存コンクリートのどの部位がどの程度のコンクリート強度なのかを測定するために、予めその部位を特定してセパレータ１２を構造物１０内に埋込んでおく場合の実施形態を示すもので、（ａ）では中央部のみを長さ既知の付着帯とし、両側部を同じく長さ既知の非付着帯としてセパレータ１２を埋設する。従って、この場合には、構造物１０の厚み方向中央部の所定長さでのコンクリート強度を測定できる。
【００２４】
また、（ｂ）では両側部のみを長さ既知の付着帯とし、中央部を長さ既知の非付着帯としてセパレータ１２を埋設することにより、構造物表面の厚み方向両側部の所定長さでのコンクリート強度を測定できる。
【００２５】
なお、以上に限らず、各種付着分布のセパレータを予め用意しておき、その位置を記録しておくことにより、将来の検査測定時にその記録に応じて各位置を測定することで、コンクリート構造物１０の厚み方向全体だけでなく、各位置における部分劣化なども特定でき、よりきめの細かい検査測定をおこなうことが出来る。
【００２６】
また、上記実施形態では、自由端のすべり量を測るようになっているが、構造物によっては片面がつかえない場合があるため、そのような場合には、最大引き抜き耐力（引き抜き付着強度）を測定し、これによりコンクリートの品質を評価することができる。
【００２７】
セパレータの付着部分は一般に丸形であるが、異形棒鋼とすればセパレータ周辺のコンクリートを広く評価することができる。セパレータ近傍の品質が悪くなる場合（ブリーディングの多い場合）などは、セパレータを異形棒鋼としておけば、強度を正確に評価することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による構造体コンクリートの強度推定方法によれば、コンクリート中に埋設されたセパレータを測定用サンプルとして用いることで、コンクリート強度を精度良く、かつ非破壊的に行えるため、構造体強度に影響を与えることなく推定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンクリートに対する棒鋼の引抜き強度と、コンクリートの圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図２】本発明方法の基本原理となる引張り試験装置の説明図である。
【図３】本発明方法の具体的適用例を示す説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は測定部位を特定するためのセパレータの配置例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  既設コンクリート構造物
１２  セパレータ
１６  すべりセンサ、
１８  パソコン（推定手段）
２０  引抜き装置
２４  歪みセンサ
【図１】
0003606086.tif 000002
【図２】
0003606086.tif 000003
【図３】
0003606086.tif 000004
【図４】
0003606086.tif 000005