(57)【要約】【課題】従来のリバウンド法や機械インピーダンス法に代わる新たなコンクリート圧縮強度の推定方法を提供する。【解決手段】打撃ハンマ３の打撃部３ａは半径Ｒの球冠を成しており、質量Ｍの打撃ハンマ３でコンクリート系構造物Ｈの表面２を叩打し、測定された時刻歴加速度ａ(t)を前記解析処理装置６に取込み、前記解析処理装置６において、前記時刻歴加速度ａ(t)を加速度が０から最大になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの衝突速度Ｖ０を算出するとともに、構造物表面に発生した時刻歴打撃力Ｆ(t)（＝Ｍ(ハンマ質量)×ａ(t)）の最大値Ｆmaxを求めたならば、式(15)によって動的ブリネル硬度値ＨＢを算出し、前記動的ブリネル硬度値ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定する。【選択図】図１
2015118075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート系構造物の表面に衝撃を与える打撃ハンマと、この打撃ハンマの打撃部に設けられた加速度センサと、この加速度センサと信号伝送可能に接続された解析処理装置とからなる測定機器を用いて、コンクリートの圧縮強度を推定する方法であって、
前記打撃ハンマの打撃部は半径Ｒの球冠を成しており、質量Ｍの打撃ハンマでコンクリート系構造物の表面を叩打し、測定された時刻歴加速度ａ(t)を前記解析処理装置に取込み、
前記解析処理装置において、前記時刻歴加速度ａ(t)を加速度が０から最大になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの衝突速度Ｖ０を算出するとともに、構造物表面に発生した時刻歴打撃力Ｆ(t)（＝Ｍ(ハンマ質量)×ａ(t)）の最大値Ｆmaxを求めたならば、式(15)によって動的ブリネル硬度値ＨＢを算出し、
【数１５】
2015118075.tif 000024
次いで、前記動的ブリネル硬度値ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とするハンマ打撃によるコンクリートの圧縮強度推定方法。
【請求項２】
コンクリート系構造物の表面に衝撃を与える打撃ハンマと、この打撃ハンマの打撃部に設けられた加速度センサと、この加速度センサと信号伝送可能に接続された解析処理装置とからなる測定機器を用いて、コンクリートの圧縮強度を推定する方法であって、
前記打撃ハンマの打撃部は半径Ｒの球冠を成しており、質量Ｍの打撃ハンマでコンクリート系構造物の表面を叩打し、測定された時刻歴加速度ａ(t)を前記解析処理装置に取込み、
前記解析処理装置において、前記時刻歴加速度波形ａ(t)のピーク値を境に前半部と後半部とに分け、前半部の時刻歴加速度波形ａ(t)において、加速度が０からピーク値になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの衝突速度Ｖ０を算出するとともに、構造物表面に発生した時刻歴打撃力Ｆ(t)（＝Ｍ(ハンマ質量)×ａ(t)）の最大値Ｆmaxを求めたならば、式(15)によって動的ブリネル硬度値ＨＢを算出し、
【数１５】
2015118075.tif 000025
後半部の時刻歴加速度波形ａ(t)において、加速度がピーク値から０になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの反発速度ＶＲを算出し、前記打撃力最大値Ｆmaxを前記打撃ハンマの反発速度ＶＲで除して機械インピーダンスＺＲを求め、
次いで、前記動的ブリネル硬度値ＨＢと前記機械インピーダンスＺＲとを組み合わせた指標値を求め、この指標値とコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とするハンマ打撃によるコンクリートの圧縮強度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンマ打撃によってコンクリートの圧縮強度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンクリート表面を打撃して、圧縮強度を推定する試験方法としては、主としてリバウンド法と機械インピーダンス法とが存在する。
【０００３】
前者のリバウンド法は、所謂シュミットハンマーと呼ばれる測定機器を用いた方法であり、測定機器及び測定方法についてもＪＩＳ基準で定められており、非破壊的な手段でコンクリートの強度推定方法として、最も普及している手法である。
【０００４】
前記リバウンド法は、動的なブリネル硬度測定方法として開発された経緯があるが、実際の測定機器はハンマによりコンクリートを打撃した時にリバウンドハンマの跳ね返り高さ（反発度）を測定するものであり、シュミットハンマによって測定する反発度がブリネル硬度及びコンクリート強度との間に相関があることを根拠とし、図５に示すように、反発度とコンクリート圧縮強度との相関に基づいて、反発度からコンクリートの圧縮強度を求めるものである。
【０００５】
次に、後者の機械インピーダンス法について説明する。
【０００６】
下記非特許文献１に機械インピーダンス法について詳しく説明されているので、この文献に基づいて機械インピーダンス法について詳述する。機械インピーダンス法では、コンクリートを完全弾性体と仮定し、質量Ｍのハンマが任意の速度Ｖでコンクリート表面に衝突する現象を考える。ハンマの衝突によってコンクリートに弾性変形が生じる。このときのエネルギーの釣り合いについて考えると、コンクリートの弾性変形は、ハンマの運動エネルギーによってもたらされ、エネルギー保存の法則から、下式(1)を導くことができる。
【数１】
2015118075.tif 000003
ここで、Ｋはコンクリートのバネ係数、ｘはハンマの衝突によって生じたコンクリートの変位である。
【０００７】
また、力Ｆはフックの法則より下式(2)が成立する。
【数２】
2015118075.tif 000004
【０００８】
式(2)をｘｍａｘについて解き、これを式(1)に代入して整理すると、下式(3)が得られる。
【数３】
2015118075.tif 000005
ここで、ＭＫ1/2が機械インピーダンスと呼ばれる数値であり、発生した力の最大値をハンマ速度の最大値（衝突時の初速度）で除すことによって得られることが分かる。
【０００９】
ハンマ打撃によって得られる測定数値は加速度であるが、力Ｆおよび速度Ｖの最大値は、ハンマの加速度波形から計算(時間積分)によって算出することができる。図５に実際にコンクリートを打撃して得られる打撃力波形の例を示す。
【００１０】
ハンマがコンクリート表面に衝突したときに生じる加速度は、実際はハンマの速度を減速させる方向に作用する減速加速度であり、速度が０となる時刻、つまり加速度が最大となるまでの時間積分によって衝突速度が得られる。また、慣性の法則から、ハンマ質量と最大加速度の積によって最大打撃力が得られる。すなわち、下式(4)である。
【数４】
2015118075.tif 000006
ここで、Ａ(t)は時刻歴加速度であり、Ｔは加速度が最大(ピーク値)となる時刻である。
【００１１】
図５に示されるように、波形の前半部分は、ハンマがコンクリート表面に変形を与える過程であり、この部分をアクティブ側と称する。これに対し、後半部分はコンクリート内に蓄積された弾性変形エネルギーがハンマの速度エネルギーに変換される過程であり、これによってハンマはコンクリート表面から押し戻されることになり、この部分をリアクティブ側と呼ぶ。コンクリート表面が塑性化しているような場合、アクティブ側ではハンマ打撃によってコンクリート表面が塑性変形し、次いで弾性変形する。リアクティブ側では、弾性変形エネルギーのみがハンマのリバウンドに使われる。すなわち、塑性変形が生じると、その分だけアクティブ側と比較してリアクティブ側の速度が減少することになる。コンクリートの弾性的性質から圧縮強度を推定しようとする立場では、リアクティブ側のみに着目し、機械インピーダンスＺＲに対しては、下式(6)を指標とする方法を用いる。
【数５】
2015118075.tif 000007
ここで、速度のべき乗値は打撃速度の補正項である。
【００１２】
機械インピーダンスＺＲが求まれば、図７に示すように、機械インピーダンスＺＲとコンクリートの圧縮強度との関係を示す相関式からコンクリートの圧縮強度を推定することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】久保元ら,「老朽化コンクリートの強度推定における新技術開発−コンクリートテスター(CTS-02)による圧縮強度推定−」,一般社団法人農業土木事業協会,情報誌ＪＡＧＲＥＥ76号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記リバウンド法の適用範囲は、およそ１０〜６０N/mm2であり、高強度コンクリートには適用できないという問題があった。また、リバウンド法は、動的ブリネル硬度測定を基本原理としているが、実際は反発度のみを計測するものであるため、何らかの仮定を設けない限り、コンクリートのブリネル硬度を測定することはできない。理論的には、コンクリートのバネ係数がすべてのコンクリートについて一定という仮定を導入し、理論を構築している。
【００１５】
更には、測定機器毎の器差が大きいことや反発度法の原理であるコンクリート表面を塑性変形させることによって強度を推定するため、同一箇所で繰り返して測定を行うことができないといった問題も指摘されている。
【００１６】
一方、前記機械インピーダンス法は、近年開発されたコンクリートの圧縮強度推定方法であり、現在では広く実用化されているものである。一般的なハンマを使用するため計測が簡便である、同一箇所で連続して測定が可能である、打撃波形が得られるため事後解析によって測定精度の向上が図れるなどの利点を有する。
【００１７】
しかしながら、コンクリートの圧縮強度は破壊強度であり、機械インピーダンスとの間に物理的な関係があるわけではない。このため、機械インピーダンスの測定値からコンクリートの圧縮強度を推定するためには、両者の関係を関連付ける必要があり、較正試験（相関関係式の取得）によって機械インピーダンス測定値からコンクリートの圧縮強度を推定するようにしている。
【００１８】
しかし、前記機械インピーダンス法によって高強度コンクリートの圧縮強度を推定した場合は、応力歪み曲線が普通コンクリートとは異なる結果、コンクリート強度が過小評価される傾向にあった。そのため、高強度コンクリートへの適用に当たっては、(1)測定した器械インピーダンスとコンクリートの圧縮強度データに基づいて、別途較正曲線を求めるか、(2)圧縮強度と強い相関関係を持つ弾性係数又はその指標値を測定によって求め、圧縮強度を推定する方法とがある。
【００１９】
しかし、上記(1)の方法の場合は、回帰式に切片があり、機械インピーダンス値の僅かな違いによって推定強度に大きな誤差を生む可能性があった。上記(2)の方法の場合、具体手順は、ステップ１：微小変形領域での弾性係数を推定する。ステップ２：破壊直前の弾性係数を推定する。ステップ３：破壊歪み量2500マイクロストレイン程度とおいて、σ＝εＥから強度を推定するという手順になるが、破壊時の歪み量は推定値であり、結果的に機械インピーダンス法のみによるコンクリートの強度推定ではコンクリートの特性によって誤差が生じてしまうといった問題点があった。
【００２０】
更に、機械インピーダンス法では、打撃力波形に前半部（アクティブ側）と後半部（リアクティブ側）とが存在するが、アクティブ側には、コンクリート表面の塑性化など弾性的に性質を測定する上では好ましくない影響があるため、リアクティブ側のみの機械インピーダンス（ＺＲ）を使用しており、前半部のデータは有効利用されていなかった。また、機械インピーダンス法の場合は、ピーク値の時間位置を正確に求めないと正しい機械インピーダンス値が求められないため、コンクリート強度推定精度が低下するといった問題点があった。
【００２１】
そこで本発明の主たる課題は、従来のリバウンド法や機械インピーダンス法に代わる新たなコンクリート圧縮強度の推定方法であって、直接的に動的ブリネル硬度を測定することにより、精度良く普通強度コンクリートから高強度コンクリートまでコンクリートの圧縮強度推定が可能である等の利点を有するコンクリート圧縮強度の推定方法を提供することにある。
【００２２】
また、従来の機械インピーダンス法と組み合わせることにより、コンクリート強度の推定精度の向上を図ったコンクリート圧縮強度の推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】
【００２３】
前記第１課題を解決するために請求項１に係る本発明として、コンクリート系構造物の表面に衝撃を与える打撃ハンマと、この打撃ハンマの打撃部に設けられた加速度センサと、この加速度センサと信号伝送可能に接続された解析処理装置とからなる測定機器を用いて、コンクリートの圧縮強度を推定する方法であって、
前記打撃ハンマの打撃部は半径Ｒの球冠を成しており、質量Ｍの打撃ハンマでコンクリート系構造物の表面を叩打し、測定された時刻歴加速度ａ(t)を前記解析処理装置に取込み、
前記解析処理装置において、前記時刻歴加速度ａ(t)を加速度が０から最大になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの衝突速度Ｖ０を算出するとともに、構造物表面に発生した時刻歴打撃力Ｆ(t)（＝Ｍ(ハンマ質量)×ａ(t)）の最大値Ｆmaxを求めたならば、式(15)によって動的ブリネル硬度値ＨＢを算出し、
【数１５】
2015118075.tif 000008
【００２４】
次いで、前記動的ブリネル硬度値ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とするハンマ打撃によるコンクリートの圧縮強度推定方法が提供される。
【００２５】
上記請求項１記載の発明は、コンクリート系構造物の表面に衝撃を与える打撃ハンマと、この打撃ハンマの打撃部に設けられた加速度センサと、この加速度センサと信号伝送可能に接続された解析処理装置とからなる測定機器を用いて、コンクリートの圧縮強度を推定する方法であり、解析処理装置内のプログラムは別として、従来の機械インピーダンス法に用いている装置と同様の装置を用いることが可能である。構造的違いは、前記打撃ハンマの打撃部が半径Ｒの球冠を成していることである。本方法は、打撃部が半径Ｒの球冠を成していることを前提として導いた運動方程式を基本原理としているからである。
【００２６】
本方法では、質量Ｍの打撃ハンマでコンクリート系構造物の表面を叩打し、測定された時刻歴加速度ａ(t)を前記解析処理装置に取込み、
前記解析処理装置において、前記時刻歴加速度ａ(t)を加速度が０から最大になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの衝突速度Ｖ０を算出するとともに、構造物表面に発生した時刻歴打撃力Ｆ(t)（＝Ｍ(ハンマ質量)×ａ(t)）の最大値Ｆmaxとを求めたならば、式(15)によって動的ブリネル硬度値ＨＢを算出したならば、予め既知とされている動的ブリネル硬度値ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定する。
【００２７】
本方法の原理では、従来のリバウンド法と違って、直接的に動的ブリネル硬度を測定するものであるため、適用範囲に制限がなく、普通強度コンクリートから高強度コンクリートまで適用が可能である。また、コンクリートのバネ係数を式中に含んでいないため、精度良くブリネル硬度を測定でき、精度向上が図れるようになる。
【００２８】
前記第２課題を解決するために請求項２に係る本発明として、コンクリート系構造物の表面に衝撃を与える打撃ハンマと、この打撃ハンマの打撃部に設けられた加速度センサと、この加速度センサと信号伝送可能に接続された解析処理装置とからなる測定機器を用いて、コンクリートの圧縮強度を推定する方法であって、
前記打撃ハンマの打撃部は半径Ｒの球冠を成しており、質量Ｍの打撃ハンマでコンクリート系構造物の表面を叩打し、測定された時刻歴加速度ａ(t)を前記解析処理装置に取込み、
前記解析処理装置において、前記時刻歴加速度波形ａ(t)のピーク値を境に前半部と後半部とに分け、前半部の時刻歴加速度波形ａ(t)において、加速度が０からピーク値になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの衝突速度Ｖ０を算出するとともに、構造物表面に発生した時刻歴打撃力Ｆ(t)（＝Ｍ(ハンマ質量)×ａ(t)）の最大値Ｆmaxを求めたならば、式(15)によって動的ブリネル硬度値ＨＢを算出し、
【数１５】
2015118075.tif 000009
【００２９】
後半部の時刻歴加速度波形ａ(t)において、加速度がピーク値から０になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの反発速度ＶＲを算出し、前記打撃力最大値Ｆmaxを前記打撃ハンマの反発速度ＶＲで除して機械インピーダンスＺＲを求め、
次いで、前記動的ブリネル硬度値ＨＢと前記機械インピーダンスＺＲとを組み合わせた指標値を求め、この指標値とコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とするハンマ打撃によるコンクリートの圧縮強度推定方法が提供される。
【００３０】
上記請求項２記載の発明は、前記時刻歴加速度波形ａ(t)のピーク値を境に前半部と後半部とに分けて、前半部の加速度波形では前記請求項１に記載した方法に従って動的ブリネル硬度値ＨＢを算出する。また、後半部の加速度波形では、従来の機械インピーダンス法に従って機械インピーダンスＺＲを求めたならば、前記動的ブリネル硬度値ＨＢと前記機械インピーダンスＺＲとを組み合わせた指標値を求め、この指標値とコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定するものである。
【００３１】
従来の機械インピーダンス法の場合は、打撃力波形（加速度波形）を前半部（アクティブ側）と後半部（リアクティブ側）と分けて、反発側（リアクティブ側）のみの波形のみを使用し、リアクティブ側の機械インピーダンス（ＺＲ）を算出して、機械インピーダンス（ＺＲ）とコンクリート圧縮強度との相関式から圧縮強度を推定しており、前半部の加速度波形は何ら有効利用されていなかったが、本方法の場合は、得られた１つの加速度波形から動的ブリネル硬度値ＨＢと前記機械インピーダンスＺＲとを算出し、これらの組み合わせて指標値を作るため、従来の機械インピーダンス法の問題点であった、ピーク値の時間位置を正確に求めないと正しい機械インピーダンス値が求められないため、コンクリートの強度推定精度が低下するといった問題点が一挙に解決できるようになる。
【発明の効果】
【００３２】
以上詳説のとおり本発明によれば、従来のリバウンド法や機械インピーダンス法に代わる新たなコンクリート圧縮強度の推定方法であって、直接的に動的ブリネル硬度を測定することにより、精度良く普通強度コンクリートから高強度コンクリートまでコンクリートの圧縮強度推定が可能である等の利点を有する。
【００３３】
また、従来の機械インピーダンス法と組み合わせることにより、コンクリート強度の推定精度向上が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明で用いる測定機器１の装置構成図である。
【図２】動的ブリネル硬度ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関図である。
【図３】従来の機械インピーダンス法とを組み合わせたコンクリート強度推定方法を説明するための加速度波形図である。
【図４】動的ブリネル硬度ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係をべき乗近似した場合の相関図である。
【図５】従来の機械インピーダンス法を説明するための加速度波形図である。
【図６】リバウンドハンマー反発度とコンクリート圧縮強度との関係を示す相関図である。
【図７】機械インピーダンスＺＲとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００３６】
図１に示されるように、測定機器１は、コンクリート構造物Ｈの表面２に衝撃を与える打撃ハンマ３と、この打撃ハンマ３の打撃部３ａの反対側の面に取り付けられるとともに、打撃ハンマ３の構造物表面２を叩いた際に加速度を測定する加速度センサ４と、この加速度センサ４と信号伝送可能なように導電線５により接続された解析処理装置６とから構成されている。前記打撃ハンマ３は、把持部３ｃと、連結部３ｂと、半径Ｒの球冠を成している打撃部３ａとから構成されている。
【００３７】
前記打撃ハンマ３でコンクリート構造物Ｈの表面２を叩打した場合、構造物表面２には打撃ハンマ３の打撃による弾性変形ないし僅かな塑性変形が生じる。この時、前記加速度センサ４によって時刻歴加速度ａ(t)が測定され、前記構造物表面２に発生した打撃力Ｆ(t)は、打撃ハンマ３の質量をＭ、加速度をａ(t)とすると、Ｆ(t)＝Ｍ・ａ(t)として計測されることになる。
【００３８】
本方法では、前記解析処理装置６において、前記時刻歴加速度ａ(t)を加速度が０から最大になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの衝突速度Ｖ０を算出するとともに、構造物表面に発生した時刻歴打撃力Ｆ(t)（＝Ｍ(ハンマ質量)×ａ(t)）の最大値Ｆmaxとを求めたならば、式(15)によって動的ブリネル硬度値ＨＢを算出し、
【数１５】
2015118075.tif 000010
【００３９】
次いで、前記動的ブリネル硬度値ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定する。
【００４０】
以下、具体的に詳述する。
〔ブリネル硬度の測定〕
先ずは、前記測定機器１を用いて、動的ブリネル硬度ＨＢを測定し得る理論について詳述する。
【００４１】
コンクリートの構造物Ｈの表面２を先端が球冠の打撃部３ａ（以下、球冠３ａともいう。）で打撃し、深さｄの圧痕を生成させる。この時、打撃ハンマ３に作用する反力Ｆ（コンクリート表面の塑性変形抵抗）が発生する。球冠３ａとコンクリートとの接触面積Ａは、球冠３ａの半径をＲとすると、下式(6)で表される。
【数６】
2015118075.tif 000011
【００４２】
従って、単位面積当たりのコンクリートの塑性変形抵抗（体積圧縮応力）は、下式(7)となる。これは、動的ブリネル硬度ＨＢに相当する。
【数７】
2015118075.tif 000012
【００４３】
本技術は、このブリネル硬度を打撃ハンマ３によって測定し、コンクリートの圧縮強度を推定する方法である。上式(7)に示されるように、動的ブリネル硬度Ｈｂを測定するためには、コンクリート表面の塑性変形時の反力Ｆと、圧痕の深さｄの二つの量を測定する必要があるが、コンクリート表面が塑性変形によって生成した反力の最大値と、打撃ハンマ３に作用する打撃力の最大値は等しいでの、力Ｆは下式(8)に示すように、質量Ｍに測定した加速度の最大値ａ(max)を乗じることによって求めることができる。
【数８】
2015118075.tif 000013
【００４４】
ブリネル硬度ＨＢは材料固有の値であり物理定数であり、打撃ハンマ３の貫入深さｄに拘わらず一定であるから、打撃ハンマ３がコンクリート表面に貫入するときの運動方程式は、打撃ハンマ３の貫入量をｘとして、下式(9)によって表されることになる。
【数９】
2015118075.tif 000014
【００４５】
上式(9)は単弦振動型の運動方程式であるから、ｘ＝Ａsinωtとおいて、下式(10)が得られる。なお、式(9)は球冠３ａを持ったハンマで打撃した場合に限り、成立する式である。
【数１０】
2015118075.tif 000015
【００４６】
これから、下式(11)が得られる。
【数１１】
2015118075.tif 000016
【００４７】
速度νは、変位の１階微分であるから、下式(12)となる。
【数１２】
2015118075.tif 000017
【００４８】
時刻ｔ＝０で、初速度Ｖ０であるから、下式(13)が得られる。
【数１３】
2015118075.tif 000018
【００４９】
さらに、力Ｆmaxについて、式(9)〜式(13)から下式(14)が得られる。
【数１４】
2015118075.tif 000019
【００５０】
これから、動的ブリネル硬度ＨＢは、下式(15)によって求められる。
【数１５】
2015118075.tif 000020
【００５１】
ここで、Ｍはハンマ質量であり、ハンマの衝突速度Ｖ０は時刻歴加速度ａ(t)を加速度が０から最大になるまでの時間に亘って時間積分することにより得られた数値である。
【００５２】
〔コンクリート圧縮強度の推定〕
＜強度推定方法（その１）＞
前述の要領によって、動的ブリネル硬度ＨＢが得られたならば、動的ブリネル硬度ＨＢとコンクリートの圧縮強度との間に相関関係があることが既往の文献より分かっているので（例えば、図２参照）、前記動的ブリネル硬度値ＨＢとコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定することができる。
【００５３】
＜強度推定方法（その２）＞
図３に示されるように、打撃ハンマ３でコンクリート表面を叩打して得られた時刻歴加速度波形ａ(t)のピーク値(Ｆmaxの時間位置)を境に前半部と後半部とに分け、前半部の加速度波形ａ(t)により前述した要領によって前記動的ブリネル硬度値ＨＢを算出する。
【００５４】
そして、後半部の時刻歴加速度波形ａ(t)において、加速度がピーク値から０になるまでの時間に亘って時間積分することにより打撃ハンマの反発速度ＶＲを算出し、下式(16)に示すように、前記打撃力最大値Ｆmaxを前記打撃ハンマの反発速度ＶＲで除して機械インピーダンスＺＲを求める。
【数１６】
2015118075.tif 000021
【００５５】
次いで、前記動的ブリネル硬度値ＨＢと機械インピーダンスＺＲとを組み合わせた指標値を求め、この指標値とコンクリート圧縮強度との関係を示す相関式に基づいて、コンクリートの圧縮強度を推定する。
【００５６】
前記指標値としては、例えば、下式(17)に示されるように、前記動的ブリネル硬度値ＨＢと機械インピーダンスＺＲとの二乗和平方根を取ったり、或いは動的ブリネル硬度ＨＢと、コンクリートの圧縮試験結果の関係をべき乗近似すると、図４に示すように、ブリネル硬度ＨＢの２乗と圧縮強度に比例関係があることが分かるため、下式(18)に示されるように、動的ブリネル硬度ＨＢの２乗と機械インピーダンスＺＲの２乗を乗じて指標値を求めたりすることによって、より精度の向上が期待できる。
【数１７】
2015118075.tif 000022
【数１８】
2015118075.tif 000023
ここで、ηは比例定数である。
【００５７】
本第２手法では、時刻歴加速度波形ａ(t)のピーク値を境に前半部と後半部とに分け、前記前半部の加速度波形ａ(t)により前記動的ブリネル硬度値ＨＢを算出し、後半部の加速度波形ａ(t)により機械インピーダンスＺＲを求める。そうすると、ピーク値の検出位置が仮に真値よりも後寄りになった場合を考えると、前半部から求める動的ブリネル硬度値ＨＢが小さくなり、それに反して後半部から求める機械インピーダンスＺＲの数値が大きくなる。逆にピーク値の検知位置が真値よりも前側寄りになった場合は、前半部から求める動的ブリネル硬度値ＨＢが大きくなり、それに反して後半部から求める機械インピーダンスＺＲの数値が小さくなる。
【００５８】
式(17)のように、動的ブリネル硬度値ＨＢと機械インピーダンスＺＲとを組み合わせた指標値σを求めるようにすれば、ピーク値の位置が少し違ったとしても、前半部から求める動的ブリネル硬度値ＨＢと後半部から求める機械インピーダンスＺＲとの間で相殺し合う関係になり、測定値のバラツキが小さくなり、結果的に測定精度の向上が図れるようになる。
【符号の説明】
【００５９】
１…測定機器、２…コンクリートの表面、３…打撃部（球冠部）、４…加速度センサ、５…導電線、６…解析処理装置、Ｈ…コンクリート構造物
【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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