(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌中に縦埋設された対象鋼材について、該対象鋼材の埋設地点から水平方向に任意の間隔で地表面に照合電極を当てることにより、該対象鋼材の自然電位Ｅｃｏｒを測定し、測定した自然電位Ｅｃｏｒと対象鋼材からの距離との関係から自然電位分布Ｅｄｉｓを求め、自然電位Ｅｃｏｒおよび自然電位分布Ｅｄｉｓを、予め実績値に基づいて作成しておいた鋼材の自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓと表面状態Ｐｃｏｒからなる電位分布評価基準にあてはめ、対象鋼材の健全度を精度よく評価することを特徴とする埋設物健全度評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の埋設物健全度評価方法において、測定対象の土壌中に複数の異種鋼材を埋設して該異種鋼材の自然電位を測定し、この測定値を、予め実績値に基づいて作成しておいた土壌通気性評価基準にあてはめて土壌通気性の評価を行い、さらに、前記電位分布評価基準による評価と土壌通気性評価基準による評価との組み合わせによって、対象鋼材の健全度をより精度よく評価することを特徴とする請求項１に記載の埋設物健全度評価方法。
【請求項３】
請求項２に記載の埋設物健全度評価方法において、鋼材が縦埋設されている土壌の深さ方向の比抵抗分布ρｄｉｓを測定し、この測定値ρｄｉｓと自然電位分布Ｅｄｉｓを、予め実績値に基づいて作成しておいた腐食性評価基準にあてはめて対象鋼材の腐食性の評価を行い、さらに、前記電位分布評価基準による評価と前記土壌通気性評価基準による評価と腐食性評価基準による評価との組み合わせによって、対象鋼材の腐食性を推定するとともに、健全度をより精度よく総合的に評価することを特徴とする請求項２に記載の埋設物健全度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌中に縦埋設された鋼材の健全度を非破壊に評価する方法であり、地際から土中部までの表面状態を非破壊に調べることができる埋設物健全度評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、土壌中に埋設された鋼材の腐食に関する評価技術としては、幾つかの提案がなされている。
例えば、特許文献１では、対地電位測定器のターミナルを土壌中に埋設された鋳鉄管に接触させ、銅硫酸銅電極を管路に沿って移動させて地上から鋳鉄管の対地電位Ｐ／Ｓを測定すると共に自然電位測定器により地上から鋳鉄の自然電位Ｅｃｏｒを測定し、鋳鉄管の管対地電位Ｐ／Ｓの値と管対地電位と鋳鉄の自然電位Ｅｃｏｒの差の値の両者から腐食を判定し、これらの値の大きさから腐食度と将来の腐食進行度を予測する技術が提案され、これによって、地上から簡単に埋設鋳鉄管の腐食を検知し、かつ将来の腐食の進行度を予測できるとされている。
【０００３】
また、特許文献２には、土中に埋設された鋳鉄管の腐食深さを、
η＝ｋｔα ［η：腐食深さ、ｔ：埋設期間、ｋ，α：定数］で表し、定数ｋを、
ｋ＝ｅｘｐ（β０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ５＋Ｃ６） ［β０： 定数、Ｃ１〜Ｃ６：土質、地盤の種類、土壌の比抵抗、土壌のｐＨ、土壌の酸化還元電位、土壌における硫化物の検出の有無にもとづく係数］で表し、多数の地域において埋設されているそれぞれの鋳鉄管の腐食深さの測定値と、その管の周囲の土壌の分析結果とから、多数の調査サンプルを作成して、定数β０と係数Ｃ１〜Ｃ６とをあらかじめ決定しておいて、特定の地域に埋設されている管の腐食深さを、その管が埋設されている土壌についての情報と、その管の埋設期間にもとづいて予測することが提案され、これによって、地中に埋設された管体の腐食量を予測するに際し、その予測を行うごとに管体の腐食深さについての情報を得る必要はなくなるとされている。
【０００４】
また、特許文献３には、土壌等の媒質中に配設され、腐食検討対象物である埋設管のアノード部とコンクリート建物内の鉄筋であるカソード部との間に形成されるマクロセルにより発生する腐食を推定するに際し、腐食を腐食検討対象物の深さ方向断面で半回転楕円状に減肉が進む楕円状腐食と見なし、現在の減肉深さｒと媒質の比抵抗ρとを求め、求められた現在の減肉深さｒと前記媒質の比抵抗ρとに基づいて、腐食検討対象物の余寿命Ｔ−ｔを求めることによって、現在の減肉深さ、腐食検討対象物周りに存する媒質の比抵抗から、余寿命を推定することが提案されている。
【０００５】
さらに、特許文献４には、一部がコンクリートで覆われ且つ他部が土壌に接触する状態で土壌中に埋設される鋼材の診断方法として、少なくとも前記鋼材の対地電位と土壌の比抵抗とを測定し、前記鋼材の対地電位及び前記土壌の比抵抗に基づいて鋼材の全面腐食に関する評価を行い、前記一部及び他部における前記鋼材の対地電位の電位差に基づいて、鋼材に発生し得るＣ／Ｓマクロセル腐食に関する評価を行い、前記鋼材に発生し得る通気差マクロセル腐食に関する評価を行い、全面腐食に関する評価結果とＣ／Ｓマクロセル腐食に関する評価結果と通気差マクロセル腐食に関する評価結果とを用いて、鋼材の腐食状態を診断することが提案され、これによって、実際に試掘を行うことなく、土壌中に埋設される鋼材の劣化状況を診断し得るとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２８８９５８号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１８２１号公報
【特許文献３】特開２００６−２８４２８０号公報
【特許文献４】特開２００９−１６２７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記特許文献１〜４で提案された技術には、次に述べるような種々の問題点があった。
まず、前記特許文献１で提案された技術では、配管表面近くの自然電位Ｅｃｏｒを測定するための削孔作業が必要であり、また、普遍的な判定基準を得るためには、膨大なデータ収集ならびに解析が必要になるという問題点があった。
また、前記特許文献２で提案された技術では、特定の地域の測定データが数多く必要とされ、関係式を求めるための作業量や費用が多くなるばかりか、汎用性のある式を求めるために膨大なデータならびに解析が必要であるという欠点があった。
前記特許文献３で提案された技術は、被覆した土壌中配管には適用できるが、被覆のない裸鋼管には適用できず、また、腐食形態が、局部的な場合には適用できるが、腐食部が広い場合には適用できないという問題点があった。
さらに、前記特許文献４で提案された技術では、作業量や費用が多くなるとともに、評価基準の数が多すぎるため、汎用性のある式を求めるために膨大なデータならびに解析が必要であるという欠点があった。
【０００８】
また、前記特許文献１〜４で提案された技術に加え、土壌中に縦埋設された鋼材の健全度を評価するためには、例えば、以下の方法もあったが、非破壊検査ではできないか、評価の精度が悪かった。
深さ方向の自然電位測定：
縦埋設された鋼材の深さ方向の自然電位の値Ｅｃｏｒおよびその分布Ｅｄｉｓによって鋼材の腐食形態をおおよそ評価することができたが、自然電位を測定するための照合電極を鋼材に沿って深さ方向に当てるための縦孔を設ける必要があり、現地では多大な労力を要するという作業上の問題があった。
鋼材の分極抵抗測定：
鋼材の分極抵抗Ｒｐを現地で測定し、下式に示すような換算式によって鋼材の腐食速度を推定する方法があったが、下式の定数ｋが土壌環境や鋼材の表面状態（さびの有無、さびの分布、亜鉛めっき層の有無など）によって変わるために正確な腐食速度を求めることができなかった。
ｉ＝ｋ／Ｒｐ
ここで、ｉは腐食速度ｍＡ／ｍ２、ｋは定数ｍＶおよびＲｐは分極抵抗Ωｍ２である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明者らは、前記従来技術における種々の問題点を解消すべく、土壌中に縦埋設された鋼材の健全度を非破壊に評価する方法について鋭意検討したところ、次のような知見を得たのである。
【００１０】
まず、土壌中に縦埋設された対象鋼材から水平方向に任意の間隔で地表面に照合電極を当てて自然電位Ｅｃｏｒ、自然電位分布Ｅｄｉｓおよびその分布の形状Ｅｐａｔを測定し、自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓを、予め実績値に基づいて作成しておいた鋼材の自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓと表面状態Ｐｃｏｒからなる電位分布評価基準にあてはめ、対象鋼材の健全度を評価することによって、土壌中に縦埋設された鋼材の健全度を、少ないデータから汎用性のある評価をし得る評価方法を見出したのである。
【００１１】
また、前記評価方法に加え、測定対象の土壌中に複数の鋼材（例えば、亜鉛めっき鋼、裸鋼、ステンレス鋼）を埋設してそれらの自然電位を測定し、この測定値を、予め実績値に基づいて作成しておいた土壌通気性評価基準にあてはめ、土壌通気性の良否を評価し、さらに、この評価を、前記電位分布評価基準に基づく評価と組み合わせることによって、対象鋼材の健全度をより精度よく評価し得る評価方法を見出したのである。
【００１２】
さらに、埋設土壌の比抵抗分布ρｄｉｓを測定し、ρｄｉｓの値と前記自然電位分布Ｅｄｉｓの値を、予め実績値に基づいて作成しておいた腐食性評価基準にあてはめ、土壌中に流れる腐食電流を算出し、埋設鋼材の腐食されやすさ（腐食速度）を推定し、これを前記二つの評価と組み合わせることにより、対象鋼材の腐食性を推定するとともに、その健全度をより精度よくかつ総合的に評価し得る評価方法を見出したのである。
【００１３】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
（１）土壌中に縦埋設された対象鋼材について、該対象鋼材の埋設地点から水平方向に任意の間隔で地表面に照合電極を当てることにより、該対象鋼材の自然電位Ｅｃｏｒを測定し、測定した自然電位Ｅｃｏｒと対象鋼材からの距離との関係から自然電位分布Ｅｄｉｓを求め、自然電位Ｅｃｏｒおよび自然電位分布Ｅｄｉｓを、予め実績値に基づいて作成しておいた鋼材の自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓと表面状態Ｐｃｏｒからなる電位分布評価基準にあてはめ、対象鋼材の健全度を精度よく評価する埋設物健全度評価方法（以下、「本発明１」ともいう）、
を特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、
（２）前記（１）に記載の埋設物健全度評価方法において、測定対象の土壌中に複数の異種鋼材を埋設して該異種鋼材の自然電位を測定し、この測定値を、予め実績値に基づいて作成しておいた土壌通気性評価基準にあてはめて土壌通気性の評価を行い、さらに、前記電位分布評価基準による評価と土壌通気性評価基準による評価との組み合わせによって、対象鋼材の健全度をより精度よく評価する前記（１）に記載の埋設物健全度評価方法（以下、「本発明２」ともいう）、
を特徴とするものである。  
【００１５】
さらに、本発明は、前記（２）に記載の埋設物健全度評価方法において、鋼材が縦埋設されている土壌の深さ方向の比抵抗分布ρｄｉｓを測定し、この測定値ρｄｉｓと自然電位分布Ｅｄｉｓを、予め実績値に基づいて作成しておいた腐食性評価基準にあてはめて対象鋼材の腐食性の評価を行い、さらに、前記電位分布評価基準による評価と前記土壌通気性評価基準による評価と腐食性評価基準による評価との組み合わせによって、対象鋼材の腐食性を推定するとともに、健全度をより精度よく総合的に評価する前記（２）に記載の埋設物健全度評価方法（以下、「本発明３」ともいう）、
を特徴とするものである。
【００１６】
そして、前記本発明１〜３によれば、腐食電位を測定するための削孔作業が不要となり、また、電位分布、土壌の通気性、比抵抗による判定基準は、ＦＥＭ（有限要素法）のような数値解析が可能であり、普遍性が高いので、膨大なデータ収集や解析が不要となる。
つまり、オームの法則やファラデーの法則など基本的な原理にしたがって解析することができ、また、電気化学的な因子と腐食との因果関係に基づいて埋設物健全度を評価し得る。
さらに、評価基準の数が最大三要素であって、評価が簡単であり、被覆のない裸鋼の腐食判定にも適用でき、腐食形態が広い場合にも適用できることから、前記従来技術の問題点を解消することができるのである。
【００１７】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１８】
自然電位分布Ｅｄｉｓから縦埋設した鋼材の健全度を評価する方法（本発明１）：
図１に、本発明１の概略説明図を示す。
図１において、土壌中に対象鋼材が縦埋設され、電圧計（デジタルマルチメータ）のプラス端子が対象鋼材に接続され、マイナス端子は照合電極に接続されている。
縦埋設した対象鋼材から等間隔（例えば０．２ｍの間隔。図１中では、等間隔位置を破線で示す。）に、距離の合計が対象鋼材の埋設深さ程度になるまで、照合電極移動方向（水平方向）に沿って、照合電極を直線上に移動しながら、対象鋼材の自然電位Ｅｃｏｒを測定し、記録することによって、自然電位分布Ｅｄｉｓを得ることができる。
そして、測定値について、例えば、横軸を対象鋼材からの距離、また、縦軸を自然電位Ｅｃｏｒの値として両者の関係をプロットすると、自然電位分布Ｅｄｉｓの形が、分布の形状Ｅｐａｔとしてグラフ化されて描かれる。
図２は、自然電位分布Ｅｄｉｓをグラフ化した分布の形状Ｅｐａｔの一例である。
【００１９】
自然電位分布Ｅｄｉｓあるいは分布の形状Ｅｐａｔにおいて、対象鋼材の腐食箇所が地表面に近い場合は鋼材に近い位置の自然電位の差が５ｍＶ以上卑（マイナス方向）な値に、深い個所にある場合は鋼材から遠い位置の自然電位差が５ｍＶ以上卑な値になるので、自然電位分布Ｅｄｉｓあるいは分布の形状Ｅｐａｔから、対象鋼材の腐食の発生を推定できる。  
また、自然電位の値Ｅｃｏｒと表面状態Ｐｃｏｒによって、鋼材が腐食しているかまたは防食状態にあるかが判定できるので、上記の自然電位分布Ｅｄｉｓと組み合わせることによって、埋設部の腐食形態が判定できる。また、自然電位分布Ｅｄｉｓの差が５ｍＶ未満であれば均一に腐食しているかまたは腐食していないことが分かる。
なお、自然電位分布Ｅｄｉｓは、対象鋼材から複数の方向に測定することによって、方向によって異なる腐食形態を調べることもできる。
これらの評価基準は、実績値に基づいて予め作成し、対象鋼材に関する測定値を評価基準として一覧化した評価基準表と照合することによって、対象鋼材の健全度評価を容易にかつ非破壊に行うことができる。
なお、本発明１〜３でいう「実績値」とは、実地測定値、表面観察結果、数値解析結果に基づいた過去からの蓄積データをいう。
【００２０】
土壌通気性評価を組み合わせた、自然電位分布Ｅｄｉｓから縦埋設した鋼材の健全度を評価する方法（本発明２）：
測定対象の土壌中に複数の異種鋼材、例えば、亜鉛めっき鋼、裸鋼、ステンレス鋼、を埋設して、前記異種鋼材のそれぞれの自然電位を測定し、この測定値を、予め実績値に基づいて作成しておいた土壌通気性評価基準にあてはめて土壌通気性の評価を行い、さらに、前記本発明１における上記の電位分布評価基準に基づく評価と組み合わせて評価することにより、自然電位分布Ｅｄｉｓによる評価をより精度よく行うことができる。
一般に、通気性の良い土壌中では、埋設されてから１時間以内では、貴（プラス方向）の自然電位を示し、通気性の悪い土壌中では、卑な自然電位を示す。土壌の通気性とこれらの自然電位との関係をまとめた評価基準を上記の自然電位分布Ｅｄｉｓと組み合わせることによって、測定対象の自然電位が通気性によるものなのか、鋼材表面性状（鋼材の腐食生成物による自然電位の貴化、亜鉛めっきの腐食生成物による自然電位の貴化、乾燥による自然電位の貴化など）によるものなのかを判別できるので、上記の自然電位分布Ｅｄｉｓによる評価をより正確に行うことができる。
【００２１】
埋設土壌の比抵抗分布ρｄｉｓを組み合わせた自然電位分布Ｅｄｉｓから鋼材の腐食性を推定し、対象鋼材の健全度をより精度よく総合的に評価する方法（本発明３）：
土壌中の鋼材がマクロセル腐食を生じると、土壌中にマクロセル電流Ｉが流れる。土壌は電気抵抗Ｒを有するので電位勾配ＩＲを生じる。電位勾配は自然電位分布Ｅｄｉｓと相関するので、埋設土壌の抵抗の分布を測定することによって、そこに流れる電流Ｉを求めることができる。土壌の比抵抗分布ρｄｉｓと自然電位分布Ｅｄｉｓとの関係を、実績値として予め蓄積しておき、両者の組合せから鋼材表面で生じるマクロセル電流Ｉを推定することができ、またこれと同時に、対象鋼材の腐食性の評価とともに、健全度を評価することができる。
なお、比抵抗分布ρｄｉｓは、例えば、比抵抗の測定法として当業者に既によく知られているＷｅｎｎｅｒ法（例えば、Ｗｅｎｎｅｒの四電極法）によって求めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の埋設物健全度評価方法によれば、対象鋼材の自然電位Ｅｃｏｒ、自然電位分布Ｅｄｉｓおよびその分布の形状Ｅｐａｔを測定し、自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓと表面状態Ｐｃｏｒを電位分布評価基準にしたがって評価し（本発明１）、または、さらに土壌通気性評価基準を加味して評価し（本発明２）、あるいは、さらに腐食性評価基準を加味して評価する（本発明３）ことにより、非破壊で精度よく縦埋設された鋼材の健全度評価ができる。
そして、本発明によれば、評価を行うに必要とされる作業量が少なく、低コストで精度の高い健全度評価が可能になり、また、腐食性（腐食速度の大小）の推定によって、対象鋼材の維持管理対策における優先順位を容易につけることができ、さらに、対象鋼材の劣化要因が明らかになるので適正な補修対策を選定できる、という効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】自然電位Ｅｃｏｒ、自然電位分布Ｅｄｉｓから縦埋設した鋼材の健全度を評価する方法（本発明１）の概略説明図を示す。
【図２】自然電位Ｅｃｏｒ、自然電位分布Ｅｄｉｓから縦埋設した鋼材の健全度を評価する方法（本発明１）において測定された自然電位Ｅｃｏｒの値と対象鋼材からの距離との関係から求められる自然電位分布Ｅｄｉｓをグラフ化した自然電位分布の形状Ｅｐａｔの一例を示す。
【図３】鋼材表面にエポキシ樹脂塗装した亜鉛めっき鋼試験片を土壌中に埋設した際の、自然電位の経時変化を示す。
【図４】普通鋼および亜鉛試験片（亜鉛めっき鋼試験片）を土壌中に埋設した際の、自然電位の経時変化を示す。
【図５】実施例で使用した対象鋼材を、土壌中から掘り上げた際の対象鋼材の外観を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施例を、以下に図面とともに説明する。
【実施例】
【００２５】
土壌中に４０年間縦埋設されている対象鋼材に対して、本発明１〜３の埋設物健全度評価方法を適用して、健全度の評価を行った。
なお、評価は評点の合計によって行われるが、評点の合計点が高いほど、より厳しい腐食環境にあり、埋設物健全度評価は低くなるといえる。
【００２６】
自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓ：
まず、対象鋼材が縦埋設（縦埋設長さ：２．６ｍ）されている土壌の地表面に照合電極を設置し、自然電位Ｅｃｏｒを測定した。また、０．２ｍ（任意）の間隔で対象鋼材から遠ざかるように照合電極を設置し、自然電位Ｅｃｏｒ、自然電位分布Ｅｄｉｓおよびその分布の形状Ｅｐａｔを測定した。
表1に、測定した自然電位Ｅｃｏｒ、自然電位分布Ｅｄｉｓを示す。
また、図２に、表1に示した自然電位分布Ｅｄｉｓをグラフ化した自然電位分布の形状Ｅｐａｔを示す。
なお、電位値は全て飽和硫酸銅電極基準（ＣＳＥ）で示した。
この測定結果を、表２に示す電位分布評価基準表と照合し、対象鋼材の表面状態を評価した。
【００２７】
【表１】
0006621137.tif 000002
【００２８】
【表２】
0006621137.tif 000003
【００２９】
自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓと表面状態Ｐｃｏｒに関する評価結果：
自然電位Ｅｃｏｒは対象鋼材の地表近辺（深さ：０ｍ）では、−５４５ｍＶの自然電位Ｅｃｏｒを示したが、対象鋼材から遠ざかるほど卑な電位を示し、２．６ｍ地点で最も卑な−６６０ｍＶの自然電位Ｅｃｏｒを示した。
測定した自然電位Ｅｃｏｒの範囲は、−５４５ｍＶ〜−６６０ｍＶであって、「Ｅｃｏｒ≧―８００ｍＶ」（評点２の欄）を満たすが、自然電位分布Ｅｄｉｓに関して、自然電位Ｅｃｏｒの差ΔＥは最大で１１５ｍＶ（＝６６０ｍＶ−５４５ｍＶ）であったため、表２の電位分布評価基準表におけるＥｄｉｓの評価基準によれば、評点は４（即ち、対象鋼材の表面状態Ｐｃｏｒは、「マクロセル：大」）となる。
【００３０】
なお、前記表２に示す評価基準は、以下に示す方法で策定したものである。
評点０（塗膜健全）：  
鋼材表面にエポキシ樹脂塗装した亜鉛めっき鋼試験片を土壌中に埋設し、自然電位を測定した。試験片の自然電位の経時変化を図３に示す。埋設初期から埋設２０日経過時には、自然電位は−１１８から−２７６ｍＶで貴な値を示し、機器の表示値が不安定だった。しかし、埋設２６日経過時から、自然電位が急激に卑化し、−６００ｍＶ以下を示し、機器の表示値は安定した。これは、埋設初期では、塗膜が健全であったことが原因と考えられる。したがって、自然電位が貴な値を示し、機器の表示値が安定しない場合、塗膜が健全であるとした。
評点１および２（亜鉛めっき健全、下地鋼材露出）：
普通鋼および亜鉛試験片を土壌中に埋設し、自然電位を測定した。試験片の自然電位の経時変化を図４に示す。亜鉛めっき鋼の自然電位は試験期間中、最も貴な値で−８６３ｍＶであったが、普通鋼は−８００ｍＶ付近を示した。したがって、−８００ｍＶより卑な値を示す場合では、亜鉛めっきが健全であり、−８００ｍＶより貴な値を示す場合では、下地鋼材が露出しているとした。
評点３および４（マクロセル小および大）：
土壌中に縦埋設された鋼材の水平方向電位分布を調べたところ、その最貴値と最卑値の電位差が１００ｍＶ以下の場合、掘り上げ調査で軽微な腐食が確認された。また、電位差が１００ｍＶより大きい場合、掘り上げ調査で腐食貫通孔が発生するほどの激しい腐食が確認された。したがって、１００ｍＶを基準にマクロセルの大小を定めた。
【００３１】
土壌通気性：
対象鋼材の付近に、複数の異種鋼材、即ち、土壌通気性評価用電極としての普通鋼および亜鉛めっき鋼、を０．５ｍの深さにまで差し込み、普通鋼および亜鉛の自然電位Ｅａｉｒを測定した。
この測定結果によれば、土壌通気性評価用電極としての自然電位Ｅａｉｒは、普通鋼では−６７３ｍＶ、また、亜鉛めっき鋼では−１０２３ｍＶであった。
この測定値を、表３に示す土壌通気性評価基準表と照合し、対象鋼材が埋設されている土壌の通気性を評価した。
【００３２】
【表３】
0006621137.tif 000004
【００３３】
土壌通気性に関する評価結果：
測定した普通鋼の自然電位Ｅａｉｒ（−６７３ｍＶ）は、表３の土壌通気性評価基準表のＦｅに関する評価基準の「−６００ｍＶ≧Ｅａｉｒ≧−７５０ｍＶ」の範囲内にあるから評点３であり、また、亜鉛めっき鋼の自然電位Ｅａｉｒ（−１０２３ｍＶ）は、同じく表３のＺｎに関する評価基準の「−１０００ｍＶ≧Ｅａｉｒ≧−１１００ｍＶ」の範囲内にあるから評点３となる。
したがって、対象鋼材が埋設されている土壌は評点３であって、通気性は中程度であり、腐食反応に必要な酸素の供給が良く、水分も含まれているという評価となった。
【００３４】
なお、前記表３として示す土壌通気性評価基準表は、次の方法で作成したものである。
まず、土壌通気性が鋼材電位に及ぼす影響を調べるため、普通鋼および亜鉛めっき鋼を種々の性状に調製した土壌に埋設して自然電位を測定した。
試験土壌は、市販の川砂および屋外で採取した黒ボク土を水道水で含水率が４０％程度とした自然含水状態および地表面に水面が現れるまで含水した冠水状態の２種類の含水条件に調製した。
表４に各土壌での鋼材の自然電位を示す。
自然含水状態では、普通鋼の自然電位は−６６５から−７１５ｍＶ、亜鉛めっき鋼は−１０２０から−１０６１ｍＶの貴な値を示した。
一方で、土壌の空隙に水分が充填し、通気性が低い冠水状態では、普通鋼は−８１２から−８４０ｍＶ、亜鉛めっき鋼は−１１７６から−１１８７ｍＶの卑な値を示した。
したがって、土壌通気性評価用電極の自然電位が普通鋼で−７５０ｍＶおよび亜鉛めっき鋼で−１１００ｍＶを基準値とし、基準値より卑な場合は「通気性：低」、基準値より貴な場合は、「通気性：中程度」とした。また、土壌が乾燥している場合では土壌中に空隙が多く存在し、水分が少ないため通気性が高く、通気性が中程度の土壌より電位値が貴な値を示すことが考えられる。そこで、普通鋼の自然電位が−６００ｍＶ、亜鉛めっき鋼は−１０００ｍＶより貴な値を示す場合は「通気性：高」とした。
鋼材の腐食が進行するためには酸素と水が必要であるが、「通気性：低」の土壌では、酸素の供給性が悪く、腐食は発生しにくいため、安全側の評点１とした。一方で、「通気性：高」の土壌では酸素の供給性が良いが、水分が少ないため評点２とした。「通気性：中程度」の土壌では酸素の供給性が良く、水分が含まれているため腐食しやすいと考え、危険側の評点３とした。
【００３５】
【表４】
0006621137.tif 000005
【００３６】
土壌腐食性の推定： 
対象鋼材近辺の深さ方向の土壌比抵抗ρの分布を測定した。
測定した土壌比抵抗ρの値と、表２に示す電位分布評価基準表における自然電位分布Ｅｄｉｓの値に対応する評点と組み合わせ、腐食性評価基準表と照合することで対象鋼材の腐食性を評価した。
表５に、測定した土壌比抵抗ρと測定位置（深さ）との関係を示す。
また、表６には、腐食性評価基準表を示す。
【００３７】
【表５】
0006621137.tif 000006
【００３８】
【表６】
0006621137.tif 000007
【００３９】
土壌腐食性の評価結果：
対象鋼材近くの土壌比抵抗ρは、地表面から深さ０．９ｍまで２００Ω・ｍ程度を示したが、それより深い位置では、７５Ω・ｍ程度の低い値を示し、Δρは１２５Ω・ｍであった。
また、自然電位分布Ｅｄｉｓに関する評点は、前述したように、表２の電位分布評価基準表における評点４であったため、Δρの値（＝１２５Ω・ｍ）と自然電位分布Ｅｄｉｓに関する評点４を表６の腐食性評価基準表にあてはめると、土壌腐食性は評点５（即ち、腐食性が非常に大である）となる。
したがって、対象鋼材は深さ０．９ｍ付近での土壌通気差でマクロセルを形成し、激しく腐食する可能性があるという評価となった。
【００４０】
埋設物健全度の総合評価：
前述した自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓに関する評価、土壌通気性に関する評価および土壌腐食性の評価をもとに、対象鋼材の健全度の総合評価を行うことができる。
表７に、健全度の総合評価を行うための総合評価表の一例を示す。
【００４１】
【表７】
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【００４２】
表７に示す総合評価表にしたがって、実施例で対象とした鋼材の総合評価を行った場合、前述したように、自然電位Ｅｃｏｒと自然電位分布Ｅｄｉｓに関する評価は評点４、土壌通気性に関する評価は評点３および土壌腐食性の評価は評点５であるから、これらを合計した評点合計は１２である。
これを、表７の総合評価表にあてはめると、対象鋼材の健全度の総合評価は、健全度ランクＩＶの「腐食が著しいので更新する。」となり、また、講じるべき対策は、「更新時にランクIIと同様な防食対策を実施する。」となる。
なお、表８に、総合評価結果を示す。
【００４３】
【表８】
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【００４４】
実施例で用いた対象鋼材について、前記の各評価および総合評価となったので、対象鋼材を土壌から堀り上げて、土壌中に埋め込まれていた箇所について目視による観察・調査を行った。
図５に、土壌中に埋め込まれていた対象鋼材の写真を示す。
対象鋼材を観察・調査した結果、図５からもわかるように、深さ０．７〜１．３ｍ付近で腐食が発生していること、深さ１．２ｍでは腐食による貫通孔発生箇所の存在が確認され、土壌中の対象鋼材は、著しい腐食状態に曝されていたことがわかる。
上記観察・調査結果は、本発明による対象鋼材健全度の各評価、総合評価と一致していることから、本発明の埋設物健全度評価方法によって、土壌中に縦埋設された鋼材の健全度を非破壊で精度よく評価し得ることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、土壌に縦埋設された鋼材の健全度評価を行うに必要とされる作業量が少なく、非破壊、低コストで精度の高い健全度評価が可能になり、また、腐食性（腐食速度の大小）の推定によって、対象鋼材の維持管理対策における優先順位を容易につけることができ、さらに、対象鋼材の劣化要因（例えば、「地際の腐食が卓越」、「土中のマクロセル腐食が卓越」、「いずれの腐食も軽微」等）が明らかになるので適正な補修対策を選定できることから、産業上の有益性は高いといえる。
【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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