(57)【要約】【課題】  現場で簡単にコンクリートの表層の品質を確認することが可能なコンクリート表層品質評価方法を提供する。【解決手段】  コンクリート表層品質評価方法は、Ｓ波を送受信する少なくとも２つの超音波送受信部２を有する超音波送受信装置１の超音波送受信部２をコンクリートＣの表面に接触させて、超音波送受信部２からＳ波を発信し、超音波送受信部２は、超音波送受信部２から発信されたＳ波を受信し、超音波送受信部２で送受信されるＳ波の速度を求めて、表層超音波伝播速度を求め、あらかじめ求めている表層超音波伝播速度とコンクリートＣの表面状態との関係と比較してコンクリートＣの表層の品質を評価することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓ波を送受信する少なくとも２つの超音波送受信部を有する超音波送受信装置の前記超音波送受信部をコンクリートの表面に接触させて、前記超音波送受信部からＳ波を発信し、
前記超音波送受信部は、前記超音波送受信部から発信されたＳ波を受信し、
前記超音波送受信部で送受信されるＳ波の速度を求めて、表層超音波伝播速度を求め、
あらかじめ求めている表層超音波伝播速度とコンクリートの表面状態との関係と比較してコンクリートの表層の品質を評価する
ことを特徴とするコンクリート表層品質評価方法。
【請求項２】
前記表層超音波伝播速度は、前記超音波送受信部で送受信されるＳ波の速度の平均値から求める
ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート表層品質評価方法。
【請求項３】
前記コンクリートの表面状態を示す指標は、表面透気指数であって、
前記表層超音波伝播速度と前記表面透気指数との関係から前記コンクリートの表層の状態を判断する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート表層品質評価方法。
【請求項４】
前記コンクリートの表面状態を示す指標は、表面吸水量であって、
前記表層超音波伝播速度と前記表面吸水量との関係から前記コンクリートの表層の状態を判断する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート表層品質評価方法。
【請求項５】
前記表層超音波伝播速度が２１００ｍ／ｓ以上の場合にコンクリートの表層の状態が良好であると判断する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のコンクリート表層品質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いてコンクリートの表層の品質を評価するコンクリート表層品質評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を用いてコンクリートの品質を評価する方法が開示されている（特許文献１及び特許文献２参照）。しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された方法は、コンクリートの対向する面を伝わる超音波によって、内部の品質を評価するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０５７１８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７７１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンクリートの表面から深さ２０ｍｍ程度の表層部の品質は、コンクリートの内部よりも養生方法等の施工条件、温度、湿度、又は風等の環境条件に大きく影響を受ける。そのため、コンクリートの耐久性を評価するためには、現場でコンクリートの表層部の品質を非破壊で評価することが極めて重要である。
【０００５】
本発明は、現場で簡単にコンクリートの表層の品質を確認することが可能なコンクリート表層品質評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法は、Ｓ波を送受信する少なくとも２つの超音波送受信部を有する超音波送受信装置の前記超音波送受信部をコンクリートの表面に接触させて、前記超音波送受信部からＳ波を発信し、前記超音波送受信部は、前記超音波送受信部から発信されたＳ波を受信し、前記超音波送受信部で送受信されるＳ波の速度を求めて、表層超音波伝播速度を求め、あらかじめ求めている表層超音波伝播速度とコンクリートの表面状態との関係と比較してコンクリートの表層の品質を評価することを特徴とする。
【０００７】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法では、前記表層超音波伝播速度は、前記超音波送受信部で送受信されるＳ波の速度の平均値から求めることを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法では、前記コンクリートの表面状態を示す指標は、表面透気指数であって、前記表層超音波伝播速度と前記表面透気指数との関係から前記コンクリートの表層の状態を判断する
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法では、前記コンクリートの表面状態を示す指標は、表面吸水量であって、前記表層超音波伝播速度と前記表面吸水量との関係から前記コンクリートの表層の状態を判断することを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法は、前記表層超音波伝播速度が２１００ｍ／ｓ以上の場合にコンクリートの表層の状態が良好であると判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法は、Ｓ波を送受信する少なくとも２つの超音波送受信部を有する超音波送受信装置の前記超音波送受信部をコンクリートの表面に接触させて、前記超音波送受信部からＳ波を発信し、前記超音波送受信部は、前記超音波送受信部から発信されたＳ波を受信し、前記超音波送受信部で送受信されるＳ波の速度を求めて、表層超音波伝播速度を求め、あらかじめ求めている表層超音波伝播速度とコンクリートの表面状態との関係と比較してコンクリートの表層の品質を評価するので、コンクリートの含水状態の影響を受けず、非破壊で評価でき、現場で簡単にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【００１２】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法では、前記表層超音波伝播速度は、前記超音波送受信部で送受信されるＳ波の速度の平均値から求めるので、的確にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【００１３】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法では、前記コンクリートの表面状態を示す指標は、表面透気指数であって、前記表層超音波伝播速度と前記表面透気指数との関係から前記コンクリートの表層の状態を判断するので、表層超音波伝播速度との相関性が高く、的確にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【００１４】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法では、前記コンクリートの表面状態を示す指標は、表面吸水量であって、前記表層超音波伝播速度と前記表面吸水量との関係から前記コンクリートの表層の状態を判断するので、表層超音波伝播速度との相関性が高く、的確にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【００１５】
本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法は、前記表層超音波伝播速度が２１００ｍ／ｓ以上の場合にコンクリートの表層の状態が良好であると判断するので、現場で簡単、且つ、的確にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態のコンクリート表層品質評価方法に使用する超音波送受信装置を示す図である。
【図２】本実施形態のコンクリート表層品質評価方法を示す図である。
【図３】本実施形態のコンクリート表層品質評価方法によって計測した表層超音波伝播速度に対する表面透気指数を示すグラフである。
【図４】本実施形態のコンクリート表層品質評価方法によって計測した表層超音波伝播速度に対する表面吸水量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明にかかるコンクリート表層品質評価方法の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法に使用する超音波送受信装置１を示す図である。
【００１９】
本実施形態のコンクリート表層品質評価方法では、図１に示すような超音波送受信装置１を使用する。超音波送受信装置１は、少なくとも２つの超音波送受信部２を有する。本実施形態で使用する超音波送受信装置１は、検査面３に縦横複数の超音波送受信部２を配置する。なお、超音波送受信部２の数は多くてもよい。
【００２０】
超音波送受信部２は、超音波を送受信する部分である。超音波にはＰ波とＳ波があるが、本実施形態の超音波送受信部２は、Ｓ波を送受信する。従来のコンクリートの品質評価に適用されているのはＰ波のみである。Ｐ波は、固体、液体、及び気体を伝わるため、コンクリートの含水状態に影響を受けやすい。Ｓ波は、固体のみを伝わるので、含水状態に影響を受けずにコンクリートの緻密性によって伝播速度が変化するため、コンクリートの表層部の品質を評価することが可能となる。
【００２１】
図２は、本実施形態の超音波送受信装置１を使用したコンクリート表層品質評価方法を示す図である。なお、図２は、超音波送受信装置１の一部とその近傍のコンクリートＣを示している。
【００２２】
本実施形態のコンクリート表層品質評価方法では、超音波送受信装置１の各超音波送受信部２をコンクリートＣの表面に接触させて、各超音波送受信部２からＳ波を発信する。各超音波送受信部２は、各超音波送受信部２から発信されたＳ波を受信する。そして、各超音波送受信部２で送受信されるＳ波の速度を求めて、表層超音波伝播速度を求める。なお、表層超音波伝播速度は、各超音波送受信部２で送受信されるＳ波の速度の平均値から求めることが好ましい。
【００２３】
例えば、図２に示すように、第１超音波送受信部２１から発信されたＳ波は、第２超音波送受信部２２、第３超音波送受信部２３、及び第４超音波送受信部２４で受信される。また、第２超音波送受信部２２から発信されたＳ波は、第１超音波送受信部２１、第３超音波送受信部２３、及び第４超音波送受信部２４で受信され、第３超音波送受信部２３から発信されたＳ波は、第１超音波送受信部２１、第２超音波送受信部２２、及び第４超音波送受信部２４で受信され、第４超音波送受信部２４から発信されたＳ波は、第１超音波送受信部２１、第２超音波送受信部２２、及び第３超音波送受信部２３で受信される。そして、各超音波送受信部２で送受信された全てのＳ波の平均値から表層超音波伝播速度を求める。なお、発信されたＳ波を発信元の超音波送受信部２で受信してもよい。
【００２４】
本実施形態のコンクリート表層品質評価方法では、あらかじめ養生期間を様々に変えたコンクリートに対して、Ｓ波を使用して表層超音波伝播速度とコンクリートの表面状態との関係を求めておく。実験は、室内で実施し、コンクリートの含水状態の影響を受けにくい環境とすることが好ましい。
【００２５】
図３は、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法によって計測した表層超音波伝播速度に対する表面透気指数を示すグラフである。
【００２６】
図３に示す例では、あらかじめ表層超音波伝播速度と表面透気指数との関係を求めている。表面透気指数は、コンクリートの表面から負圧を一方向にかけ、負圧が回復するまでの圧力の経時的変化を基に求めればよい。標準的な養生期間で養生した一般的なコンクリートの表面透気指数は、１〜１．２×１０-16ｍ2であり、その時の表面超音波伝播速度は、２１００〜２２００ｍ／ｓ程度である。一方、表面超音波伝播速度が２３００ｍ／ｓ以上の場合、表面透気指数は、０．２５×１０-16ｍ2以下となり、一般的なコンクリートと比較して１／４以下となる。
【００２７】
すなわち、表面透気指数が１×１０-16ｍ2以下であれば、コンクリートの表面状態は良好であり、表面透気指数が０．２５×１０-16ｍ2以下であればコンクリートの表面状態はさらに良好である。したがって、図３から見て、表層超音波伝播速度が２１００ｍ／ｓ以上であれば、コンクリートの表面状態が良好であり、２３００ｍ／ｓ以上であれば、コンクリートの表面状態がさらに良好であることがわかる。
【００２８】
したがって、超音波送受信装置１の各超音波送受信部２をコンクリートＣの表面に接触させて、各超音波送受信部２においてＳ波を送受信し、Ｓ波の表層超音波伝播速度を求めるのみで、現場で簡単にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【００２９】
図４は、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法によって計測した表層超音波伝播速度に対する表面吸水量を示すグラフである。
【００３０】
図４に示す例では、あらかじめ表層超音波伝播速度と表面吸水量との関係を求めている。表面吸水量は、コンクリートの表層の吸水量である。標準的な養生期間で養生した一般的なコンクリートの表面吸水量は、３．１ｍｌ程度であり、その時の表面超音波伝播速度は、２１００ｍ／ｓ程度である。一方、表面超音波伝播速度が２３００ｍ／ｓ以上の場合、表面吸水量は、少なくとも約２．２ｍｌ以下となり、一般的なコンクリートの表面吸水量と比較して７０％以下となる。さらに、表面超音波伝播速度が２８００ｍ／ｓ以上の場合、表面吸水量は、約０．５ｍｌ以下となり、一般的なコンクリートの表面吸水量と比較して１／６以下となる。
【００３１】
すなわち、表面吸水量が３．１ｍｌ以下であれば、コンクリートの表面状態は良好であり、表面吸水量が２．２ｍｌ以下であればコンクリートの表面状態はさらに良好である。また、表面吸水量が０．５ｍｌ以下であればコンクリートの表面状態はより良好である。
【００３２】
したがって、図４から見て、表層超音波伝播速度が２１００ｍ／ｓ以上であれば、コンクリートの表面状態が良好であり、２３００ｍ／ｓ以上であれば、コンクリートの表面状態がさらに良好であることがわかる。また、表層超音波伝播速度が２８００ｍ／ｓ以上であれば、コンクリートの表面状態がより良好であることがわかる。
【００３３】
すなわち、超音波送受信装置１の各超音波送受信部２をコンクリートＣの表面に接触させて、各超音波送受信部２においてＳ波を送受信し、Ｓ波の表層超音波伝播速度を求めるのみで、現場で簡単にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【００３４】
このように、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法は、Ｓ波を送受信する少なくとも２つの超音波送受信部２を有する超音波送受信装置１の超音波送受信部２をコンクリートＣの表面に接触させて、超音波送受信部２からＳ波を発信し、超音波送受信部２は、超音波送受信部２から発信されたＳ波を受信し、超音波送受信部２で送受信されるＳ波の速度を求めて、表層超音波伝播速度を求め、あらかじめ求めている表層超音波伝播速度とコンクリートＣの表面状態との関係と比較してコンクリートＣの表層の品質を評価するので、コンクリートの含水状態の影響を受けず、非破壊で評価でき、現場で簡単にコンクリートＣの表層の品質を確認することが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法では、表層超音波伝播速度は、超音波送受信部２で送受信されるＳ波の速度の平均値から求めるので、的確にコンクリートの表層の品質を確認することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法では、コンクリートＣの表面状態を示す指標は、表面透気指数であって、表層超音波伝播速度と表面透気指数との関係からコンクリートＣの表層の状態を判断するので、表層超音波伝播速度との相関性が高く、的確にコンクリートＣの表層の品質を確認することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法では、コンクリートＣの表面状態を示す指標は、表面吸水量であって、表層超音波伝播速度と表面吸水量との関係からコンクリートＣの表層の状態を判断するので、表層超音波伝播速度との相関性が高く、的確にコンクリートＣの表層の品質を確認することが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態のコンクリート表層品質評価方法は、表層超音波伝播速度が２１００ｍ／ｓ以上の場合にコンクリートＣの表層の状態が良好であると判断するので、表層超音波伝播速度を測定するのみであって、現場で簡単、且つ、的確にコンクリートＣの表層の品質を確認することが可能となる。
【００３９】
なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…超音波送受信装置
２…超音波送受信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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