(57)【要約】【課題】コンクリート構造体の応力を測定できるようにする。【解決手段】コンクリート構造体３の表面に内側チャンバー２ａと外側チャンバー２ｂとを密着させてそれぞれの内部の密閉空間Ａ１，Ａ２の空気を吸気手段４により吸引し、該密閉空間Ａ１の気圧の上昇の度合いから透気係数を測定する。そして、予め求めておいたデータ（つまり、透気係数とコンクリート構造体３の応力との関係を示すデータ）から該コンクリート構造体３の応力を求める。【選択図】図１
2018124253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造体に作用する応力を測定する、コンクリート構造体の応力測定装置において、
前記コンクリート構造体の表面の一部に密着させることによって該コンクリート構造体と共に略密閉された内側密閉空間を形成する略椀状の内側チャンバーと、
前記コンクリート構造体の表面の一部であって前記内側密閉空間を囲む部分に密着させることによって該コンクリート構造体と共に略密閉された外側密閉空間を形成する外側チャンバーと、
前記内側密閉空間及び前記外側密閉空間の空気を吸引する吸気手段と、
該吸気手段を駆動して前記内側密閉空間及び前記外側密閉空間を略真空状態にする吸気制御手段と、
該内側密閉空間の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで透気係数を算出する透気係数算出手段と、
透気係数と応力との関係をデータとして保存するデータ保存手段と、
前記透気係数算出手段により算出した透気係数と前記データ保存手段に保存されているデータとに基づいて前記コンクリート構造体の応力を算出する応力算出手段と、
を備えたことを特徴とする、コンクリート構造体の応力測定装置。
【請求項２】
コンクリート構造体に作用する応力を測定する、コンクリート構造体の応力測定方法において、
前記コンクリート構造体の表面の一部に略椀状の内側チャンバーを密着させることによって該コンクリート構造体との間に略密閉された内側密閉空間を形成する工程と、
前記コンクリート構造体の表面の一部であって前記内側密閉空間を囲む部分に外側チャンバーを密着させることによって該コンクリート構造体との間に略密閉された外側密閉空間を形成する工程と、
吸気手段により前記内側密閉空間及び前記外側密閉空間が略真空状態になるまで該空間の空気を吸引する工程と、
該内側密閉空間の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで透気係数算出手段が透気係数を算出する工程と、
透気係数と応力との関係に基づいて応力算出手段が前記透気係数算出手段により算出した透気係数から前記コンクリート構造体の応力を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする、コンクリート構造体の応力測定方法。
【請求項３】
前記コンクリート構造体の表面から穴部を穿設する工程、
を備え、
前記内側チャンバーは、該穴部の開口を閉塞するように前記コンクリート構造体に密着させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の、コンクリート構造体の応力測定方法。
【請求項４】
前記穴部は、前記コンクリート構造体の中央部分にまで形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の、コンクリート構造体の応力測定方法。
【請求項５】
前記穴部は、前記コンクリート構造体を貫通するように形成し、
前記内側チャンバーは、該穴部の両端開口を閉塞するようにそれぞれ配置し、
前記外側チャンバーは、各内側チャンバーを囲むようにそれぞれ配置し、
前記吸気手段は、それぞれの内側チャンバーの内側密閉空間及びそれぞれの外側チャンバーの外側密閉空間が略真空状態になるまで該空間の空気を吸引し、
各内側密閉空間の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで前記透気係数算出手段はそれぞれの側の透気係数を算出し、
前記応力算出手段は、該それぞれの側の透気計数から前記コンクリート構造体の応力を算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の、コンクリート構造体の応力測定方法。
【請求項６】
前記穴部の中間部分に栓を挿入する工程と、
該栓を貫通して前記コンクリート構造体の表面側と前記穴部の奥側とにそれぞれ開口を有するようにパイプ状部材を配置する工程と、
を備え、
前記内側チャンバーは、該パイプ状部材を介して前記穴部の奥側の空気を吸引するように配置する、
ことを特徴とする請求項４に記載の、コンクリート構造体の応力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造体に作用する応力を測定する、コンクリート構造体の応力測定装置及び応力測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートにおける内部応力の測定方法としては、予めマーカーやセンサーになるものを設置しておく方法（例えば、特許文献１参照）や、あるいはコア採取してリバウンド量やＡＥカイザー効果から推定する方法（例えば、特許文献２，３参照）などが利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０１３２２号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５１９８号公報
【特許文献３】特開平７−６３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そして、コンクリート構造体の応力をより正確に測定する方法が要求されている。
【０００５】
本発明は、上述の問題を解消することのできるコンクリート構造体の応力測定装置及び応力測定方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点は、図１に例示するものであって、コンクリート構造体（３）に作用する応力を測定する、コンクリート構造体の応力測定装置（１）において、
前記コンクリート構造体（３）の表面の一部に密着させることによって該コンクリート構造体（３）と共に略密閉された内側密閉空間（Ａ１）を形成する略椀状の内側チャンバー（２ａ）と、
前記コンクリート構造体（３）の表面の一部であって前記内側密閉空間（Ａ１）を囲む部分に密着させることによって該コンクリート構造体（３）と共に略密閉された外側密閉空間（Ａ２）を形成する外側チャンバー（２ｂ）と、
前記内側密閉空間（Ａ１）及び前記外側密閉空間（Ａ２）の空気を吸引する吸気手段（４）と、
該吸気手段（４）を駆動して前記内側密閉空間（Ａ１）及び前記外側密閉空間（Ａ２）を略真空状態にする吸気制御手段（５）と、
該内側密閉空間（Ａ１）の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで透気係数を算出する透気係数算出手段（６）と、
透気係数と応力との関係をデータとして保存するデータ保存手段（７）と、
前記透気係数算出手段（６）により算出した透気係数と前記データ保存手段（７）に保存されているデータとに基づいて前記コンクリート構造体（３）の応力を算出する応力算出手段（８）とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の観点は、コンクリート構造体（３）に作用する応力を測定する、コンクリート構造体の応力測定方法において、
前記コンクリート構造体（３）の表面の一部に略椀状の内側チャンバー（２ａ）を密着させることによって該コンクリート構造体（３）との間に略密閉された内側密閉空間（Ａ１）を形成する工程と、
前記コンクリート構造体（３）の表面の一部であって前記内側密閉空間（Ａ１）を囲む部分に外側チャンバー（２ｂ）を密着させることによって該コンクリート構造体（３）との間に略密閉された外側密閉空間（Ａ２）を形成する工程と、
吸気手段（４）により前記内側密閉空間（Ａ１）及び前記外側密閉空間（Ａ２）が略真空状態になるまで該空間（Ａ１，Ａ２）の空気を吸引する工程と、
該内側密閉空間（Ａ１）の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで透気係数算出手段（６）が透気係数を算出する工程と、
透気係数と応力との関係に基づいて応力算出手段（８）が前記透気係数算出手段（６）により算出した透気係数から前記コンクリート構造体（３）の応力を算出する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の観点は、前記コンクリート構造体（３）の表面から穴部（図２（ａ）の符号９参照）を穿設する工程、
を備え、
前記内側チャンバー（２ａ）は、該穴部（９）の開口（９ａ）を閉塞するように前記コンクリート構造体（３）に密着させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４の観点は、前記穴部（９）が、前記コンクリート構造体（３）の中央部分にまで形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５の観点は、前記穴部（図３の符号１９参照）が、前記コンクリート構造体（３）を貫通するように形成し、
前記内側チャンバー（２ａ）は、該穴部（１９）の両端開口（１９ａ，１９ｂ）を閉塞するようにそれぞれ配置し、
前記外側チャンバー（２ｂ）は、各内側チャンバー（２ａ）を囲むようにそれぞれ配置し、
前記吸気手段（４）は、それぞれの内側チャンバー（２ａ）の内側密閉空間（Ａ１）及びそれぞれの外側チャンバー（２ｂ）の外側密閉空間（Ａ２）が略真空状態になるまで該空間（Ａ１）の空気を吸引し、
各内側密閉空間（Ａ１）の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで前記透気係数算出手段（６）はそれぞれの側の透気係数を算出し、
前記応力算出手段（８）は、該それぞれの側の透気計数から前記コンクリート構造体（３）の応力を算出することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第６の観点は、図２（ｂ）に例示するものであって、前記穴部（９）の中間部分に栓（１０）を挿入する工程と、
該栓（１０）を貫通して前記コンクリート構造体（３）の表面側と前記穴部（９）の奥側とにそれぞれ開口（１１ａ，１１ｂ）を有するようにパイプ状部材（１１）を配置する工程と、
を備え、
前記内側チャンバー（２ａ）は、該パイプ状部材（１１）を介して前記穴部（９）の奥側の空気を吸引するように配置することを特徴とする。
【００１２】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明の効果】
【００１３】
上記した第１，２及び５の観点によれば、前記コンクリート構造体の応力を測定することができる。
【００１４】
上記した第３及び４の観点によれば、前記コンクリート構造体の内部の応力を測定することができる。
【００１５】
上記した第６の観点によれば、穴の奥の内面は劣化や乾燥がしにくくなり、より正確に応力を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に係る応力測定装置及び応力測定方法の一例を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、本発明に係る応力測定装置及び応力測定方法の他の例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明に係る応力測定装置及び応力測定方法のさらに他の例を示すブロック図である。
【図４】図４は、応力と透気係数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１乃至図４に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
従来、コンクリートに作用している応力とそのコンクリートの弾性波速度との間には一定の相関関係があることは知られており、そのような相関関係が存在する理由は、コンクリートに作用している応力やそのコンクリートの弾性波速度がコンクリート内部の空隙構造と密接な関係があって、コンクリートに作用する応力（圧縮応力）が大きくなるとその空隙が小さくなって弾性波速度が大きくなり、反対に、コンクリートに作用する応力が小さくなるとその空隙が大きくなって弾性波速度が小さくなるという関係性を有するからであると推察されている。そして、本発明者らは、角柱供試体を用いた実験により、応力と透気係数との間に一定の相関関係があることを確認した。その実験結果は、図４に例示するとおりであり、Ａ面及びＢ面は角柱供試体で表裏の関係にある面である。角柱供試体のサイズは１５ｃｍ×１５ｃｍ×５３ｃｍとし、約３０Ｎ／ｍｍ２の圧縮強度を加えて試験をした。
【００１９】
本発明に係る、コンクリート構造体の応力測定装置は、コンクリート構造体に作用する応力を測定する装置である。本発明に係る応力測定装置は、図１に符号１で例示するものであって、少なくとも２つのチャンバー２ａ，２ｂを備えている。一方のチャンバー（以下、“内側チャンバー”とする）２ａは、略椀状であって、前記コンクリート構造体３の表面の一部に密着させることによって該コンクリート構造体３と共に略密閉された空間（以下、“内側密閉空間”とする）Ａ１を形成するものであり、他方のチャンバー（以下、“外側チャンバー”とする）２ｂは、前記コンクリート構造体３の表面の一部であって前記内側密閉空間Ａ１を囲む部分に密着させることによって該コンクリート構造体３と共に略密閉された空間（以下、“外側密閉空間”とする）Ａ２を形成するものである。
【００２０】
また、本発明に係る応力測定装置１は、
・  前記内側密閉空間Ａ１及び前記外側密閉空間Ａ２の空気を吸引する吸気手段（真空ポンプ）４と、
・  該吸気手段４を駆動して前記内側密閉空間Ａ１及び前記外側密閉空間Ａ２を略真空状態にする吸気制御手段５と、
・  該内側密閉空間Ａ１が略真空状態になってから該内側密閉空間Ａ１の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで透気係数（ＫＴ値）を算出する透気係数算出手段６と、
・  透気係数と応力との関係（つまり、図４で示すような関係）をデータとして保存するデータ保存手段７と、
・  前記透気係数算出手段６により算出した透気係数と前記データ保存手段７に保存されているデータとに基づいて前記コンクリート構造体３の応力を算出する応力算出手段８と、
を備えている。
【００２１】
本発明によれば、前記コンクリート構造体３の応力を測定することができる。
【００２２】
本発明に係る、コンクリート構造体の応力測定方法は、コンクリート構造体３に作用する応力を測定する方法である。本発明に係る応力測定方法は以下の工程を備えている。すなわち、
・  前記コンクリート構造体３の表面の一部に略椀状の内側チャンバー２ａを密着させることによって該コンクリート構造体３との間に略密閉された内側密閉空間Ａ１を形成する工程
・  前記コンクリート構造体３の表面の一部であって前記内側密閉空間Ａ１を囲む部分に外側チャンバー２ｂを密着させることによって該コンクリート構造体３との間に略密閉された外側密閉空間Ａ２を形成する工程
・  吸気手段４により前記内側密閉空間Ａ１及び前記外側密閉空間Ａ２が略真空状態になるまで該空間Ａ１，Ａ２の空気を吸引する工程
・  該内側密閉空間Ａ１が略真空状態になってから該内側密閉空間Ａ１の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで透気係数算出手段６が透気係数を算出する工程
・  透気係数と応力との関係に基づいて応力算出手段８が前記透気係数算出手段６により算出した透気係数から前記コンクリート構造体３の応力を算出する工程
【００２３】
ところで、上述のような内側チャンバー２ａや外側チャンバー２ｂを前記コンクリート構造体３に密着させる前に、該コンクリート構造体３の表面から穴部（図２（ａ）の符号９参照）を穿設するようにし、前記内側チャンバー２ａは、該穴部９の開口９ａを閉塞するように前記コンクリート構造体３に密着させるようにしても良い。そのようにした場合には、前記コンクリート構造体３の内部の応力を測定することができる。なお、この穴部９はなるべく細くして、応力の測定値への影響を極力小さくするようにすると良い。
【００２４】
この場合、前記穴部９は、図２（ａ）に例示するように、前記コンクリート構造体３の中央部分にまで形成するようにすると良い。つまり、前記穴部９の深さは前記コンクリート構造体３の半分程度にすると良い。そのようにした場合には、劣化等の影響を受けにくい内部（つまり、前記コンクリート構造体３の内部）の応力を測定することができ、測定値のバラツキを抑えることができる。その場合、図９（ｂ）に例示するように、
・  前記穴部９の中間部分に栓１０を挿入する工程と、
・  該栓１０を貫通して前記コンクリート構造体３の表面側と前記穴部９の奥側とにそれぞれ開口１１ａ，１１ｂを有するようにパイプ状部材１１を配置する工程と、
を実施し、前記内側チャンバー２ａは、該パイプ状部材１１を介して前記穴部９の奥側の空気を吸引するように配置するようにすると良い。ここで、栓１０は、コルクやゴムにより形成すると良い。そのようにした場合には、穴１０の奥の内面は劣化や乾燥がしにくくなり、より正確に応力を測定することができる。なお、栓１０をする代わりに、前記穴部９の開口９ａから所定の深さまで（例えば、穴部９の半分くらいの深さまで）、その内面にワックスや樹脂などを塗布してコーティングを施すようにしても良い。
【００２５】
また、前記穴部は、図３に符号１９で例示するように、前記コンクリート構造体３を貫通するように形成して、前記内側チャンバー２ａは、該穴部１９の両端開口１９ａ，１９ｂを閉塞するようにそれぞれ配置し、前記外側チャンバー２ｂは、各内側チャンバー２ａを囲むようにそれぞれ配置し、前記吸気手段４は、それぞれの内側チャンバー２ａの内側密閉空間Ａ１及びそれぞれの外側チャンバー２ｂの外側密閉空間Ａ２が略真空状態になるまで該空間Ａ１の空気を吸引し、各内側密閉空間Ａ１の気圧が所定の時間で上昇する度合いを測定することで前記透気係数算出手段６はそれぞれの側の透気係数を算出し、前記応力算出手段８は、該それぞれの側の透気計数から前記コンクリート構造体３の応力を算出するようにすると良い。
【符号の説明】
【００２６】
１                        コンクリート構造体の応力測定装置
２ａ                      内側チャンバー
２ｂ                      外側チャンバー
３                        コンクリート構造体
４                        吸気手段
５                        吸気制御手段
６                        透気係数算出手段
７                        データ保存手段
８                        応力算出手段
９                        穴部
９ａ                      開口
１０                      栓
１１                      パイプ状部材
１１ａ，１１ｂ            開口
１９                      穴部
１９ａ，１９ｂ            両端開口
Ａ１                      内側密閉空間
Ａ２                      外側密閉空間
【図１】
2018124253.tif 000003
【図２】
2018124253.tif 000004
【図３】
2018124253.tif 000005
【図４】
2018124253.tif 000006