(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリート構造物内の異なる高さに位置する複数の鋼材の自然電位を測定する場合のコストの低減を図る。【解決手段】コンクリート構造物１内の異なる高さに配設された複数の鋼材の電位を測定するにあたり、ワイヤ状のライン電極１１Ａ，１１Ｂとこのライン電極１１Ａ，１１Ｂを被覆する絶縁被覆１２Ａ，１２Ｂを各々有する複数の照合電極１０Ａ，１０Ｂを束ねた照合電極束１０を、各々の照合電極１０Ａ，１０Ｂの先端部分の絶縁被覆１２Ａ，１２Ｂを除去してライン電極１１Ａ，１１Ｂを露出させ、かつ各々の先端部分の高さを別々の鋼材の高さに合わせてコンクリート構造物１内に埋め込み、個々の照合電極１０Ａ，１０Ｂと基準電極との電位差を各々測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物内の異なる高さに配設された複数の鋼材の電位を測定するにあたり、
ワイヤ状のライン電極とこのライン電極を被覆する絶縁被覆を各々有する複数の照合電極を束ねた照合電極束を、各々の前記照合電極の先端部分の前記絶縁被覆を除去して前記ライン電極を露出させ、かつ各々の前記先端部分の高さを別々の前記鋼材の高さに合わせて前記コンクリート構造物内に埋め込み、個々の前記照合電極と基準電極との電位差を各々測定する
鋼材電位測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物内の鋼材の腐食状態を非破壊的に測定する鋼材電位測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば鉄筋コンクリートなどのコンクリート構造物における鋼材の腐食が社会的な問題となっている。鋼材の腐食原因には、例えば、海岸近くの飛来塩分、寒冷地での凍結防止剤の散布などがある。コンクリート構造物内の鋼材が腐食すると、腐食部における鋼材の膨張圧によってかぶりコンクリートにひび割れが発生したり、錆汁が漏出したりすることによって、はじめて鋼材腐食状態が露見する。しかし、鋼材の腐食状態が露見した段階でのコンクリート構造物の補修・改修工事には大きな費用を要する。そこで、鋼材腐食が露見されていない段階で鋼材腐食状態を非破壊的に測定する技術が注目を集めつつある。
【０００３】
コンクリート構造物の鋼材腐食状態を非破壊的に測定する方法のひとつとして自然電位測定法がある。自然電位測定法とは、コンクリート構造物中の鋼材が腐食することによって変化する鋼材表面の電位を測定する方法であり、一般的には鋼材の腐食がすすむほど鋼材の電位は卑な方向（−側）に変化する。自然電位測定法では、照合電極と呼ばれる電極体と電位差計とが用いられ、電位差計の＋端子を鋼材に結線し、−端子に照合電極のリード線を接続して、この照合電極をコンクリート面に当接させたり、コンクリート躯体内に埋め込んだりして測定が行われる。コンクリート面に当接されるタイプの照合電極は可搬式照合電極と呼ばれ、コンクリート躯体内に埋め込まれるタイプの照合電極は埋込式照合電極と呼ばれる（例えば特許文献１）。
【０００４】
なお、自然電位測定法は、既成のコンクリート構造物の鋼材の腐食状態を測定する目的の他、電気防食工法の効果を確認するためにも用いられる（例えば特許文献２）。
【０００５】
また、細線状の貴金属被覆チタンワイヤを照合電極としてコンクリート構造物中に埋設して測定を行う技術も知られている（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１２４８６３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２４４５６号公報
【特許文献３】特開２００１−０１３１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コンクリート構造物の鋼材の腐食には、特に、海岸付近での塩害、寒冷地での塩化ナトリウム、塩化カルシウムなどの凍結防止剤の路面散布による塩害が深くかかわっている。特に海岸付近での塩害は、コンクリート構造物の下側の鋼材からの腐食として現れ、凍結防止剤の路面散布による塩害は逆に上側の鋼材から次第にすすむ。
【０００８】
可搬式照合電極を用いた測定方法では、コンクリート表面に照合電極を接触させて測定が行われるので、コンクリート表面寄りの鋼材しか腐食測定の対象にできないという制約がある。このため、上面側のコンクリート表面が路面工などによる覆われたコンクリート構造物の場合、可搬式照合電極を用いてコンクリート構造物の上部側（路面側）の鋼材の腐食測定を行うためには、路面切削によりコンクリート表面を露出させ、測定後、路面復旧作業を行う必要があるなど、手間がかかり、現実的には困難である。
【０００９】
一方、埋込式照合電極を用いた測定方法では、コンクリート構造物における測定対象の鉄筋の位置に合わせて照合電極を埋め込むことが可能であるから、上面側のコンクリート表面が路面工などによる覆われたコンクリート構造物の上部側（路面側）の鋼材の腐食測定にも利用することが可能である。
【００１０】
しかしながら、コンクリート構造物の上部と下部など、異なる高さ位置にある複数の鋼材を測定対象とした場合には、各鋼材の高さ位置に合わせて各照合電極を埋め込む必要があり、各照合電極を埋め込むための穿孔の切削に手間がかかる。さらにはコンクリート構造物に設ける穿孔数の増加により強度低下の懸念もある。
【００１１】
本発明の目的は、コンクリート構造物内の異なる高さに位置する複数の鋼材の自然電位を測定する場合のコストの低減を図ることのできる鋼材電位測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る一形態の鋼材電位測定方法は、コンクリート構造物内の異なる高さに配設された複数の鋼材の電位を測定するにあたり、ワイヤ状のライン電極とこのライン電極を被覆する絶縁被覆を各々有する複数の照合電極を束ねた照合電極束を、各々の前記照合電極の先端部分の前記絶縁被覆を除去して前記ライン電極を露出させ、かつ各々の前記先端部分の高さを別々の前記鋼材の高さに合わせて前記コンクリート構造物内に埋め込み、個々の前記照合電極と基準電極との電位差を各々測定することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、複数の照合電極を束ねた照合電極束を、各々の照合電極の先端部分の絶縁被覆を除去してライン電極を露出させ、かつ各々の先端部分を別々の鋼材の高さに合わせてコンクリート構造物内に埋め込むことによって、複数の照合電極の埋め込み作業を効率的に行うことができる。
【００１４】
また、本発明に係る一形態の鋼材電位測定方法において、コンクリート構造物に照合電極束を埋め込むための穿孔を設ける場合には、この穿孔の数を最小限に抑えることができので、穿孔の切削コストを大幅に引き下げることができるとともに、コンクリート構造物の強度低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、コンクリート構造物内の異なる高さに位置する複数の鋼材の自然電位を測定する場合のコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る一実施形態である鉄筋腐食測定方法を説明するためにコンクリート構造物を側面方向から見た概略断面図である。
【図２】図１のコンクリート構造物のＡ−Ａ'断面図である。
【図３】本実施形態の鉄筋腐食測定方法において用いられる照合電極束の例を示す図である。
【図４】本実施形態の鉄筋腐食測定方法においてコンクリート構造物への照合電極束の埋め込み方法を示す概略断面図である。
【図５】同じく本実施形態の鉄筋腐食測定方法においてコンクリート構造物への照合電極束の埋め込み方法を示す概略断面図である。
【図６】上側の鉄筋３の腐食測定を行う場合の電位差計２０の接続方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の鋼材電位測定方法を採用した鉄筋腐食測定方法の一実施形態を説明するためにコンクリート構造物１を側面方向から見た概略断面図、図２は図１のコンクリート構造物１のＡ−Ａ'断面図である。
【００１８】
［本実施形態の鉄筋腐食測定方法の概要］
まず、本実施形態の鉄筋腐食測定方法の概要を説明すると、この鉄筋腐食測定方法は、コンクリート構造物１内の異なる高さに配設された複数の鉄筋２、３の腐食状態を自然電位測定方法により測定するにあたり、ワイヤ状のライン電極１１Ａ、１１Ｂとライン電極１１Ａ、１１Ｂを被覆する絶縁被覆１２Ａ、１２Ｂを有する複数の照合電極１０Ａ、１０Ｂを束ねた照合電極束１０を、各々の照合電極１０Ａ、１０Ｂの先端部分１３Ａ、１３Ｂの絶縁被覆１２Ａ、１２Ｂを除去してライン電極１１Ａ、１１Ｂを露出させ、各々の先端部分１３Ａ、１３Ｂの高さを別々の鉄筋２、３の高さに合わせてコンクリート構造物１内に埋め込み、個々の照合電極１０Ａ、１０Ｂと基準電極との電位差を各々測定することを特徴とする。
【００１９】
なお、基準電極の電位は、コンクリート構造物１内のいずれかの鉄筋の電位である。図１および図２では、例えば、下側の鉄筋２の電位を基準電極の電位として用いている。あるいは鉄筋３など、コンクリート構造物１内の他の鉄筋の電位を基準電極の電位として用いてもよい。
【００２０】
以下、上記の鉄筋腐食測定方法をより詳細に説明する。
［照合電極束１０の構成］
図３は、本実施形態の鉄筋腐食測定方法において用いられる照合電極束１０の構成を示す側面図である。
【００２１】
同図に示すように、本実施形態の鉄筋腐食測定方法において用いられる照合電極束１０は、細線状の２体の照合電極１０Ａ、１０Ｂが例えば１以上の結束帯２１などによって一つに束ねられて構成される。なお、２本の照合電極１０Ａ、１０Ｂは互いに接着剤により束ねられてもよく、あるいは互いに撚り合わせて束ねられてもよい。
【００２２】
照合電極束１０における各々の照合電極１０Ａ、１０Ｂの構成は基本的には同じである。一方の照合電極１０Ａは、ワイヤ状のライン電極１１Ａと、このライン電極１１Ａを被覆する絶縁被覆１２Ａと、リード線１４Ａと、接続部１５Ａを有する。他方の照合電極１０Ｂも同様に、ワイヤ状のライン電極１１Ｂと、このライン電極１１Ｂを被覆する絶縁被覆１２Ｂと、リード線１４Ｂと、接続部１５Ｂを有する。接続部１５Ａ、１５Ｂは、ライン電極１１Ａ、１１Ｂとリード線１４Ａ、１４Ｂの端部同士を電気的に接続する部分である。各々の照合電極１０Ａ、１０Ｂの主な差異は、その長さであり、言い換えれば、絶縁被覆１２Ａ、１２Ｂが除去されてライン電極１１Ａ、１１Ｂが露出状態にある先端部分１３Ａ、１３Ｂの位置のみにある。
【００２３】
ライン電極１１Ａ、１１Ｂはチタン（Ｔｉ）からなるワイヤと、このチタンのワイヤを被覆するイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）又はロジウム（Ｒｈ）のいずれかからなる貴金属被覆で構成される。チタンは鉄に対して電位の高い安定した強度の大きい金属で、耐久性に富み、伸線が容易で、細線状の照合電極材料として適切である。ただし、チタンは酸化しやすいので、これを防止するために酸にもアルカリにも耐性のある上記の貴金属で被覆されることが望ましい。ライン電極１１Ａ、１１Ｂの直径は１．０〜３．０ｍｍ程度である。
【００２４】
［照合電極束１０の埋め込み方法］
図４および図５は、コンクリート構造物１への照合電極束１０の埋め込み方法を示す概略断面図である。
コンクリート構造物１への照合電極束１０の埋め込みは、例えば、図４に示すように、コンクリート構造物１の下面１Ａより切削などにより穿孔６を設け、図５に示すように、この穿孔６内に照合電極束１０を挿入し、穿孔６内の隙間をモルタルなどの補修材７により埋めることによって行われる。穿孔６は、コンクリート構造物１の下面１Ａから、測定対象である鉄筋２、３の向きに対して直交する鉛直方向あるいは略鉛直方向に沿って形成される。図２に示したように、穿孔６は、測定対象である鉄筋２、３に所定のコンクリート厚を挟んで近接する位置を通過するように形成される。
【００２５】
あるいは、コンクリート構造物１のコンクリート打設時に照合電極束１０を埋め込んでもよい。あるいは、穿孔６を成形するための抜型をコンクリート打設の際に埋め込み、型枠解体時に型枠とともに抜型を除去して穿孔６を得るようにしてもよい。
【００２６】
図１、図２および図５に示すように、コンクリート構造物１内に埋め込まれた照合電極束１０において、一方の照合電極１０Ａは、コンクリート構造物１における下側の鉄筋２を腐食測定対象とするために、絶縁被覆１２Ａが除去されて露出したライン電極１１Ａの先端部分１３Ａを下側の鉄筋２の高さに合わせて配置される。同様に、他方のライン電極１１Ｂは、コンクリート構造物１における上側の鉄筋３を腐食測定対象とするために、絶縁被覆１２Ｂが除去されて露出したライン電極１１Ｂの先端部分１３Ｂを上側の鉄筋３の高さに合わせて配置される。より具体的には、例えば、ライン電極１１Ａの先端部分１３Ａの中心の高さが下側の鉄筋２の高さと一致し、ライン電極１１Ｂの先端部分１３Ｂの中心の高さが上側の鉄筋３の高さと一致していることが望ましい。
【００２７】
また、各々の照合電極１０Ａ、１０Ｂは、各々の先端部分１３Ａ、１３Ｂを除いて絶縁被覆１２Ａ、１２Ｂによってライン電極１１Ａ、１１Ｂが全体的に被覆されているので、各ライン電極１１Ａ、１１Ｂ間は電気的には絶縁された関係にある。
【００２８】
さらに、図１、図２および図５に示したように、照合電極束１０は、各々の照合電極１０Ａ、１０Ｂのリード線１４Ａ、１４Ｂがコンクリート構造物１の下面１Ａより引き出された状態でコンクリート構造物１に埋め込まれる。なお、各々のリード線１４Ａ、１４Ｂは、測定時の互いの導通を回避するために、ライン電極１１Ａ、１１Ｂと同様に絶縁被膜により表面が覆われたものであることが好ましい。
【００２９】
［電位差計２０を用いた測定］
次に、電位差計２０を用いて、コンクリート構造物１内の各鉄筋２、３の腐食測定を行う方法を説明する。
【００３０】
鉄筋２の腐食測定を行う場合、図１に示したように、電位差計２０の＋端子に、基準電極となる例えば鉄筋２を電気的に接続するとともに、コンクリート構造物１の下面から引き出されているリード線１４Ａを電位差計２０の−端子に接続する。これにより、照合電極１０Ａと基準電極との電位差が下側の鉄筋２の測定対象部位の自然電位として測定される。
【００３１】
鉄筋３の腐食測定を行う場合には、図６に示すように、電位差計２０の＋端子に、基準電極となる例えば鉄筋２を電気的に接続するとともに、コンクリート構造物１の下面から引き出されているリード線１４Ｂを電位差計２０の−端子に接続する。これにより、照合電極１０Ｂと基準電極との電位差が上側の鉄筋３の測定対象部位の自然電位として測定される。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の鉄筋腐食測定方法によれば、複数の照合電極１０Ａ、１０Ｂからなる照合電極束１０を、各々の照合電極１０Ａ、１０Ｂの先端部分１３Ａ、１３Ｂの絶縁被覆１２Ａ、１２Ｂを除去してライン電極１１Ａ、１１Ｂを露出させ、各々の先端部分１３Ａ、１３Ｂの高さを別々の鉄筋２、３の高さに合わせてコンクリート構造物１内に埋め込むことによって、コンクリート構造物１内の異なる高さの鉄筋２、３に対して、長さの異なる照合電極を別々に埋め込むような典型的な方法に比べ、照合電極の埋め込み作業を効率的に行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態の鉄筋腐食測定方法によれば、照合電極１０Ａ、１０Ｂを埋め込むための穿孔６の数を最小限に抑えることができる。特に、コンクリート構造物１の鉄筋２、３の複数部位の腐食状態を測定する場合に必要となる穿孔６の数を大幅に減らすことができるので、穿孔６の切削コストを大幅に引き下げることができるとともに、コンクリート構造物１の強度低下を抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態の鉄筋腐食測定方法は、新設のコンクリート構造物内の鉄筋は勿論、既設のコンクリート構造物内の鉄筋の腐食測定に採用することができる。
【００３５】
なお、照合電極束１０を構成する照合電極の数は、コンクリート構造物１内の測定対象である異なる高さの鉄筋の本数に応じて決められる。図１の例では、上側の鉄筋２と下側の鉄筋３の２本が測定対象とされているので、２本の照合電極１０Ａ、１０Ｂが用いられるが、上側の鉄筋２と下側の鉄筋３との間の高さの鉄筋（図示せず）も測定対象とする場合には照合電極の数は３本以上となる。このように、本実施形態の鉄筋腐食測定方法は、コンクリート構造物１内の測定対象である異なる高さの鉄筋の本数の増加に対して、設けるべき穿孔６の数の変更を伴うことなく対応することが可能である。
【００３６】
以上、新設または既設のコンクリート構造物の鉄筋腐食測定方法を述べたが、本発明の鋼材電位測定装置は、電気防食工法において、鋼材の電位を測定して効果を確認するための手段としても利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…コンクリート構造物
２、３…鉄筋
６…穿孔
７…補修材
１０…照合電極束
１０Ａ、１０Ｂ…照合電極
１１Ａ、１１Ｂ…ライン電極
１２Ａ、１２Ｂ…絶縁被覆
１３Ａ、１３Ｂ…先端部分
【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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