(57)【要約】【課題】コンクリート中に埋設されている鋼材の腐食状態を、より容易な状態で連続的に監視できるようにする。【解決手段】まず、ステップＳ１０１で、コンクリート中に鋼材とともに埋設された電極と鋼材との間に交流電圧を印加する。ここで、電極は、鋼材と同じ材料もしくは鋼材より貴な金属から構成すればよい。次に、ステップＳ１０２で、鋼材と電極との間に交流電圧が印加されている状態で、鋼材および電極の間のインピーダンスを測定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート中に鋼材とともに埋設された電極と前記鋼材との間に交流電圧を印加する電圧印加ステップと、
交流電圧が印加されている状態で、前記鋼材および前記電極の間のインピーダンスを測定する測定ステップと
を備えることを特徴とする腐食計測方法。
【請求項２】
請求項１記載の腐食計測方法において、
前記電極は、前記鋼材と同じ材料もしくは前記鋼材より貴な金属から構成することを特徴とする腐食計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋などのコンクリート中に埋設された鋼材の腐食状態を計測する腐食計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダム・道路・港湾・鉄道・通信施設などのインフラ設備は、主に鉄筋や鉄骨などの鋼材を埋設したコンクリート構造体により構成されている。このような設備は、長期間使用による経年劣化は避けられない。例えば、コンクリート構造体の中で鋼材が腐食することが知られている（特許文献１参照）。このように、コンクリート内の鉄筋の腐食が進行するなどのことにより、折損などの恐れがある。このため、ある一定期間毎に、構造体の再構築を行うことで、劣化による破損を防ぐ措置をとっている。また、コンクリート構造物を長く健全に保つための技術もあり、このような技術の１つに、コンクリートに埋設されている鋼材の腐食解析などがある（特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、コンクリート中の鋼材の腐食について簡単に説明する。よく知られているように、形成直後は、コンクリートがアルカリ性であるため、埋設されている鋼材の腐食は発生しにくい状態である。これに対し、経年劣化などにより、コンクリートのアルカリ性が失われ、あるいはコンクリートに塩分が含まれるようになり、この塩分濃度が大きくなると、コンクリート中の鋼材が腐食するようになる。ここで「腐食するようになる」とは、それ以前に比較して腐食速度が桁違いに大きくなることを示している。
【０００４】
腐食速度が大きくなると鋼材の断面が減少するので強度が減少し、ひいては支えられる荷重が減少する。従って、コンクリート中の鋼材の腐食速度を継続的に監視し、腐食速度が桁違いに大きくなることを検知することが重要である。例えば、特許文献１では、コンクリート構造体の表面に電極を設け、電極とコンクリート柱に埋設された鋼材の間に流れる電流を測定し、鋼材の腐食電位を求めることで鋼材の腐食状況を判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２０２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般に、コンクリート構造体は、上述したような計測がなされることを前提としていない。このため、埋設されている鋼材の腐食状態を把握する場合、前述したように外部に電極などを設けて腐食電位を測定することになる。このように、外部に電極を設ける構成では、環境からの様々な影響により、電極を設けている表面の状態が変化し、また電極自身も影響を受けるため、常時設置しておくことが容易ではなく、連続的な監視が困難であった。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、コンクリート中に埋設されている鋼材の腐食状態を、より容易な状態で連続的に監視できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る腐食計測方法は、コンクリート中に鋼材とともに埋設された電極と鋼材との間に交流電圧を印加する電圧印加ステップと、交流電圧が印加されている状態で、鋼材および電極の間のインピーダンスを測定する測定ステップとを備える。なお、電極は、鋼材と同じ材料もしくは鋼材より貴な金属から構成すればよい。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、コンクリート中に鋼材とともに埋設された電極を用いるようにしたので、コンクリート中に埋設されている鋼材の腐食状態を、より容易な状態で連続的に監視できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における腐食計測方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における腐食計測方法を実施するための装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における腐食計測方法を説明するためのフローチャートである。
【００１２】
まず、ステップＳ１０１で、コンクリート中に鋼材とともに埋設された電極と鋼材との間に交流電圧を印加する。ここで、電極は、鋼材と同じ材料もしくは鋼材より貴な金属から構成すればよい。次に、ステップＳ１０２で、鋼材と電極との間に交流電圧が印加されている状態で、鋼材および電極の間のインピーダンスを測定する。
【００１３】
上記測定により、例えば測定されたインピーダンスが、設定されている基準値より低い場合（ステップＳ１０３のＹ）、ステップＳ１０４で、鋼材における腐食速度が、桁違いに大きくなっているものと判定する。
【００１４】
ここで、図２に示すように、コンクリート２０１に、鋼材２０２とともに電極２０３を埋設し、これらに電圧印加部２０４および測定部２０５を接続すればよい。電圧印加部２０４により交流電圧を印加し、測定部２０５によりインピーダンスを測定する。電極２０３は、鋼材２０２とおおむね平行な関係に配置すればよい。鋼材２０２は、例えば、鉄筋である場合、電極２０３は、棒状とすればよい。電極２０３は導電性があればよく、例えば鋼材２０２と同種の鋼材から構成すればよい。このようにすることで、電極２０３表面での反応と、鋼材２０２との界面反応を比較するなどのことにより、測定結果に補正を行う必要がないので好適である。
【００１５】
ここで、鋼材２０２は、接続線２０６により電圧印加部２０４に接続し、電極２０３は、接続線２０７により電圧印加部２０４に接続している。また、鋼材２０２は、接続線２０８により測定部２０５に接続し、電極２０３は、接続線２０９により測定部２０５に接続している。これらの接続線２０６，２０７，２０８，２０９は、例えば絶縁被覆されたリード線であり、銅線などから構成すればよい。また、接続線２０６，２０７，２０８，２０９は、他端がコンクリート２０１の外部に引き出されていればよい。この引き出されている先端部を、電圧印加部２０４および測定部２０５の対応する端子に接続すればよい。例えば、接続線２０６，接続線２０７には、２０ｍＶ以内の交流電圧を常時印加し、これに対する回路応答信号を接続線２０８，接続線２０９を介して測定部２０５で常に測定する。
【００１６】
電圧印加部２０４は、例えば、ポテンショスタットおよび関数発生器から構成し、正弦波交流を出力するものとすればよい。鋼材２０２，電極２０３，コンクリート２０１からなる系を回路とみなした時の回路応答（インピーダンス）を信号として測定するためには、測定部２０５を周波数アナライザから構成すればよい。
【００１７】
ここで、コンクリート構造の作製初期では、測定対象となる鋼材は、コンクリート中で不動態化しており、高い電気抵抗（電荷移動抵抗）を示す。これに対し、経年劣化などによりコンクリートが中性化し、また、含まれている塩分の濃度が大きくなると、不動態の状態をはずれ、鋼材の示す電気抵抗（電荷移動抵抗）は小さくなる。不動態被膜が形成されているときと形成されていないときでは、抵抗値は１桁以上変わる（小さくなる）。従って、交流電圧が印加されている鋼材と電極との間のインピーダンスを観測していれば、測定されるインピーダンスが１桁落ちた状態になることが検出可能である。
【００１８】
実際に測定した結果について説明する。直径１５０ｍｍの丸棒鉄筋およびこの鉄筋と３０ｍｍ離れ、同じ鉄筋を電極として配置し、これらをコンクリート中に埋設させたコンクリート構造体を作製した。このコンクリート構造体において、鉄筋と電極との間において測定されるインピーダンスは、作製当初は、１ＭΩと測定された。これに対し、上記コンクリート構造体を二酸化炭素雰囲気に配置してコンクリートを中性化させ、この後、屋外に配置して放置すると、１年後に、測定されるインピーダンスが０．５ｋΩにまで低下した。
【００１９】
以上に説明したように、本発明では、コンクリート中に鋼材とともに埋設された電極を用い、鋼材と電極間のインピーダンスを測定するようにしたので、コンクリート中に埋設されている鋼材の腐食状態を、より容易な状態で連続的に監視できるようになる。
【００２０】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述では、いわゆる４端子法によりインピーダンスを測定するようにしたが、これに限るものではなく、２端子法によりインピーダンスを測定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
２０１…コンクリート、２０２…鋼材、２０３…電極、２０４…電圧印加部、２０５…測定部、２０６，２０７，２０８，２０９…接続線。
【図１】
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【図２】
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