(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の腐食環境を検出する腐食検出方法であって、
鋼材の外周に直接光ファイバセンサを固定し、
前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記鋼材の腐食による体積膨張に伴うひずみを検出することを特徴とする腐食検出方法。
【請求項２】
前記鋼材の外周であって、前記光ファイバセンサが固定される箇所を錆びやすくする処理を行なうことを特徴とする請求項１記載の腐食検出方法。
【請求項３】
鋼材の腐食環境を検出する腐食検出方法であって、
表面にリブおよび節を有する異形鉄筋の少なくとも一つの節またはリブに沿って光ファイバセンサを直接固定し、
前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記鋼材の腐食によるひずみを検出することを特徴とする腐食検出方法。
【請求項４】
前記鋼材は、表面にリブおよび節を有する異形鉄筋であり、
前記異形鉄筋のリブおよび節を切削または研磨して切削・研磨部を形成し、
前記切削・研磨部に光ファイバセンサを固定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の腐食検出方法。
【請求項５】
前記鋼材と前記光ファイバセンサとの間にセメント硬化体からなる被覆層を設けることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の腐食検出方法。
【請求項６】
前記光ファイバセンサをセメント硬化体で被覆することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の腐食検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の腐食状況を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、腐食環境を検出する技術として、鉄等の細線が腐食することで変化する電気特性を検出する電気的腐食センサが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２）。また、鉄筋の腐食を検知する方法としては、コンクリート構造物中の鉄筋にひずみゲージを貼り付け、鉄筋が損傷した場合のひずみを検知している（特許文献３）。一方、従来から、構造物に生ずるひずみを検出する光ファイバセンサが提案されている。例えば、特許文献４では、計測対象となる構造物に、螺旋状に整形した光ファイバセンサを取り付け、この光ファイバセンサの光伝搬特性の変化を電気光学的測定装置により測定する。これにより、構造物に変位が生じた場合、構造物を破壊せずに変位を計測することを可能としている。
【０００３】
また、特許文献５では、コンクリート構造物の内部において、スペーサ部材に掛け渡されて螺旋状に巻回されるテープ部材と、このテープ部材に沿って巻回される光ファイバとを用いる。これにより、コンクリート部材のせん断ひび割れを検出することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−０９４５５７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４５３３０号公報
【特許文献３】特許第４９７５４２０号明細書
【特許文献４】特開２０００−０９７６４７号公報
【特許文献５】特許第４００８６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鉄筋コンクリート構造物内の腐食を検知する方法として、従来から、自然電位法が知られているが、この方法は、コンクリート表面をはつってケーブルと内部の鉄筋と導通させて計測しなければならず、また、コンクリート表面を十分湿潤状態にしないと計測ができないといった課題が存在する。さらに、構造物の表面が樹脂系塗料やタイル仕上げなどの場合は、計測することができない。
【０００６】
また、従来から知られている電気的腐食センサでは、伝送損失、電磁干渉の影響などがあり、さらに常時モニタリングとした場合は、計測時に電流が流れるのでセンサ自体の腐食を促進してしまうなどの欠点がある。また、これら鉄線や鉄箔の腐食断線等による検出では、電気的特性を経時的に捕らえることはできず、腐食環境になったことを検知するのみで、その後の進行度を評価するのは困難である。
【０００７】
また、腐食に伴う鋼材のひずみを計測するために、直接鋼材にひずみゲージを貼付したり、ひずみゲージを鋼材の近傍に設置したりする場合、その計測器や接着剤などが鋼材を覆ってしまうため、腐食の発生に影響を及ぼし、正確な腐食の検出ができない恐れがある。さらに、その部分に腐食が発生すると、ひずみゲージが剥がれてしまって、計測ができなくなったり、あるいは計測はできても正しい結果が得られなくなったりする場合もある。
【０００８】
一方、直接、構造物内の鉄筋に光ファイバを巻きつける手法は、構造物全体に光ファイバを配置し、構造物の損傷や変形を検知するものであり、腐食環境を検知するものでない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバセンサを用いて鋼材の腐食環境を早期かつ正確に検出することができる腐食検出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】
【００１０】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の腐食検出方法は、鋼材の腐食環境を検出する腐食検出方法であって、鋼材の外周に直接光ファイバセンサを固定し、前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化に基づいて、前記鋼材の腐食によるひずみを検出することを特徴とする。
【００１１】
このように、鋼材の外周に直接光ファイバセンサを固定するので、鋼材を加工することなく、直接鋼材に光ファイバセンサを設けることが可能となる。光ファイバは細線であるので腐食因子を遮ることなく、腐食環境の早期発見が可能となる。また、腐食によるひずみを正確に検出することが可能となる。
【００１２】
（２）また、本発明の腐食検出方法において、前記鋼材は、表面にリブおよび節を有する異形鉄筋であり、前記異形鉄筋の少なくとも一つの節またはリブに沿って光ファイバセンサを固定することを特徴とする。
【００１３】
このように、鋼材は、表面にリブおよび節を有する異形鉄筋であり、異形鉄筋の少なくとも一つの節またはリブに沿って光ファイバセンサを固定するので、コンクリート表面側に位置させることができる。これにより、比較的早い段階でコンクリート表面より浸透してきた腐食因子を検知することが可能となる。また、異形鉄筋に光ファイバセンサをそのまま貼り付けることができるため、異形鉄筋の加工が不要となる。さらに、複数の節に対して連続的に光ファイバセンサを貼り付けることによって、腐食によるひずみと、そうでないひずみ、すなわち温度や外力によるひずみを識別することが可能となり、これにより、温度や外力によるひずみの影響を取り除くことが可能となる。その結果、高い精度で腐食によるひずみのみを検出することが可能となる。
【００１４】
（３）また、本発明の腐食検出方法において、前記鋼材の一部を切削または研磨して切削・研磨部を形成し、前記切削・研磨部に光ファイバセンサを固定することを特徴とする。
【００１５】
このように、鋼材の一部を切削または研磨して切削・研磨部を形成し、前記切削・研磨部に光ファイバセンサを固定するので、検知感度を高めることが可能となる。なお、前記鋼材の一部の黒皮およびさびを落とすことによって、鋼材のうち、切削・研磨部を最も錆びやすくすることが可能となる。
【００１６】
（４）また、本発明の腐食検出方法において、前記鋼材は、表面にリブおよび節を有する異形鉄筋であり、前記異形鉄筋のリブおよび節を切削または研磨して切削・研磨部を形成し、前記切削・研磨部に光ファイバセンサを固定することを特徴とする。
【００１７】
このように、異形鉄筋のリブおよび節を切削または研磨して平滑な切削・研磨部を形成し、前記切削・研磨部に光ファイバセンサを固定するので、隙間がなく密着し、検知感度を高めることが可能となる。なお、切削・研磨部の黒皮およびさびを落とすことによって、異形鉄筋のうち、切削・研磨部を最も錆びやすくすることが可能となる。
【００１８】
（５）また、本発明の腐食検出方法において、前記鋼材と前記光ファイバセンサとの間にセメント硬化体からなる被覆層を設けることを特徴とする。
【００１９】
このように、鋼材と前記光ファイバセンサとの間にセメント硬化体からなる被覆層を設けるので、セメント硬化体によって凹凸をなくすことにより光ファイバセンサを固定しやすくなる。また、鉄筋に直接巻いた場合は、光ファイバセンサが接触している箇所で腐食が発生しないと検知できないが、セメント硬化体を被覆層としてはさむことによって、腐食箇所の近傍が全体的に膨張するため、腐食の位置に関わらず、腐食を検知しやすくなる。ここで、セメント硬化体の水セメント比は８０％以下とするのが好ましい。これは、セメント硬化体が柔らかいと光ファイバセンサに膨張が伝達するのが遅くなるためである。
【００２０】
（６）また、本発明の腐食検出方法は、前記光ファイバセンサをセメント硬化体で被覆することを特徴とする。
【００２１】
このように、光ファイバセンサが固定された箇所をセメント硬化体で被覆する。セメント硬化体としては、アルカリ性であり固化後に多孔質となるセメントペーストまたはモルタルを使用することができる。セメント硬化体は、鉄筋コンクリート構造物のコンクリートと同等かコンクリートよりも高い水セメント比とし、例えば、６０％以上の水セメント比とすることが好ましい。これにより、セメント硬化体は、腐食因子が到達するまでは鉄筋の腐食を防止し、製造後の光ファイバセンサの位置を固定し、打設時に光ファイバセンサを保護する機能を果たす。さらに、セメント硬化体は、鉄筋コンクリート構造物のコンクリートよりも多孔質な構造となるので、コンクリート表面から鉄筋への腐食因子の通過を妨げることがない。使用するセメント材料としては、普通セメントを使用しても良いし、速硬セメントを使用しても良い。セメント硬化体の配合およびセメント材料を適宜設計することによって、セメント硬化体を、塩化物イオン等の腐食因子を浸透させて通過させやすい性状とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、腐食環境の早期発見が可能となる。また、腐食によるひずみを正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る実施例１を示す図である。
【図２】本発明に係る実施例２を示す図である。
【図３Ａ】本発明に係る実施例３を示す図である。
【図３Ｂ】本発明に係る実施例３を示す図である。
【図４】本発明に係る実施例４を示す図である。
【図５】本発明に係る実施例５を示す図である。
【図６Ａ】本発明に係る実施例６を示す図である。
【図６Ｂ】本発明に係る実施例６を示す図である。
【図７】本発明に係る実施例７を示す図である。
【図８】本発明に係る実施例８を示す図である。
【図９】本検証例に係る試験体の概略構成を示す図である。
【図１０Ａ】本検証例に係る腐食センサの検出例を示す図である。
【図１０Ｂ】本検証例に係る腐食センサの検出例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本実施形態に係る腐食検出方法として、コンクリート中において、鋼材の外周に光ファイバセンサを巻き付ける場合を例示する。この腐食センサにおいては、鋼材そのものの腐食環境を検出することが可能である。鋼材が腐食すると、腐食生成物の体積膨張によるひずみが生ずる。このひずみを、光ファイバセンサを介して、データロガー等の測定器で検出することによって、コンクリート内部が腐食環境にあるのか否か、腐食因子が侵入してきたのかどうか、鋼材の腐食状況はどうかを診断することが可能となる。鋼材は、構造物に用いられている鋼材を使用しても良いし、別に鋼材を準備して腐食センサを設置しても良い。別に鋼材を準備して腐食センサを設置する場合は、結束線などで実鉄筋に固定し、施工中にセンサが移動したり脱落したりしないように固定する。構造物に用いられている鋼材を使用する場合は、別に鋼材を準備したり、取り付けたりする必要がなくなる。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る実施例１を示す図である。実施例１では、丸鋼６０に光ファイバセンサ６２を直接巻き付ける態様を採る。これにより、鋼材を加工することなく、直接鋼材に光ファイバセンサ６２を設けることが可能となる。その結果、腐食環境の早期発見が可能となる。また、腐食によるひずみを正確に検出することが可能となる。
【００２６】
光ファイバセンサはＦＢＧセンサ等を用いることができる。丸鋼６０に光ファイバセンサ６２を巻き付ける際には、光ファイバセンサ６２を、直線状に配置したり、波状に曲折して配置したりしても良いが、好ましくは周回するようにらせん状、またはループ状に巻き付ける。周回数は多いほど腐食部分と光ファイバが重なるので早期に検知するが、周回数が多すぎると丸鋼６０への腐食因子の到達を妨げることになる。光ファイバセンサ６２を丸鋼６０に巻き付ける際には、密着するように、好ましくは引張力が加わるように巻き付け、接着剤で両端を固定する。これにより、膨張側・収縮側両方のひずみが計測できるようになる。その後、コンクリートを打設し、データロガーでひずみを測定することによって鉄筋の腐食による膨張を検知する。なお、ここでは丸鋼６０としたが、異形鉄筋６５に上記配置を行なうこともできる。
【実施例２】
【００２７】
図２は、本発明に係る実施例２を示す図である。実施例２では、異形鉄筋６５を用いる。異形鉄筋６５は、図２において、紙面に対して上と下の位置にリブ６６が設けられている。また、異形鉄筋６５は、表面から突出し所定の間隔をおいて設けられた複数の節６７が設けられている。実施例２では、この節６７の頂上部分に光ファイバセンサ６２を固定する。光ファイバセンサ６２を固定する際には、図２に示すように、２箇所の接着点６９で固定するものとする。また、光ファイバセンサ６２が固定された箇所をコンクリートの表面の方向に向けて設置する。このように、節６７の頂上部分に光ファイバセンサ６２を固定することから、劣化が懸念される箇所において、コンクリート表面に近付けることができる。これにより、比較的早い段階で腐食を検知することが可能となる。また、実施例２では、異形鉄筋６５に光ファイバセンサ６２をそのまま配置するため、異形鉄筋６５の加工が不要となる。なお、節６７の黒皮およびさびを落とすことによって、異形鉄筋６５のうち、光ファイバセンサ６２が固定される箇所を最も錆びやすくしても良い。
【実施例３】
【００２８】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明に係る実施例３を示す図である。図３Ａは、リブ６６が紙面に対して上下に位置する方向から異形鉄筋６５を表わした図であり、図３Ｂは、リブ６６のいずれか一方の方向から異形鉄筋６５を表わした図である。実施例３では、複数の節６７に対して連続的に光ファイバセンサ６２を配置する。図３Ａに示すように、各節６７では、それぞれ２箇所の接着点６９で光ファイバセンサ６２を接着する。このように、複数の節６７に光ファイバセンサ６２を配置することによって、腐食環境となった初期にはさびが発生する部分と発生しない部分が生じることになる。すると、腐食によるひずみと、そうでないひずみ、すなわち温度や外力によるひずみを識別することが可能となり、これにより、温度や外力によるひずみの影響を取り除くことが可能となる。その結果、高い精度で腐食によるひずみのみを検出することが可能となる。また、実施例３では、異形鉄筋６５に光ファイバセンサ６２をそのまま配置するため、加工が不要となる。なお、節６７の黒皮およびさびを落とすことによって、異形鉄筋６５のうち、光ファイバセンサ６２が固定される箇所を最も錆びやすくしても良い。
【実施例４】
【００２９】
図４は、本発明に係る実施例４を示す図である。実施例４では、リブ６６の一部を切削または研磨することによって、異形鉄筋６５に切削・研磨部７０を設けた。光ファイバセンサ６２を切削・研磨部７０に沿って配置して、切削・研磨部７０をコンクリートの表面の方向に向けて設置する。これにより、早期にコンクリート表面から侵入してきた腐食因子を検知することが可能となる。なお、切削・研磨部７０の黒皮およびさびを落とすことによって、異形鉄筋６５のうち、切削・研磨部７０を最も錆びやすくすることが可能となる。また、接着部６９について、防錆処理をすることによって、測定期間をより長期化させることが可能となる。
【実施例５】
【００３０】
図５は、本発明に係る実施例５を示す図である。実施例５では、異形鉄筋６５の一部を切削または研磨することによって異形鉄筋６５の一部を丸鋼のように成形し、切削・研磨部７１を設けた。光ファイバセンサ６２を切削・研磨部７１に設置する。これにより、光ファイバセンサ６２が巻きやすくなり、配置の方法は実施例１と同様の方法をとることができる。切削・研磨部７１の黒皮およびさびを落とすことによって、異形鉄筋６５のうち、切削・研磨部７１が最も錆びやすくなるため、検知感度を高めることが可能となる。また、接着部６９について、防錆処理をすることによって、測定期間をより長期化させることが可能となる。
【実施例６】
【００３１】
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明に係る実施例６を示す図である。実施例６では、図６Ｂに示すように、複数の節６７のうち、いずれか一部の節６７を連続的に切削または研磨することによって異形鉄筋６５の一部に切削・研磨部７３を設けた。図６Ｂでは、例えば、３つの節６７を連続的に切削した例を示している。切削・研磨部７３については、図６Ａに示すように、リブ６６に沿うように設けても良い。この切削・研磨部７３に沿って光ファイバセンサ６２を貼り付けて、切削・研磨部７３をコンクリートの表面の方向に向けて設置する。早期にコンクリート表面から侵入してきた腐食因子を検知することが可能となる。なお、切削・研磨部７３の黒皮およびさびを落とすことによって、異形鉄筋６５のうち、切削・研磨部７３を最も錆びやすくすることが可能となる。また、接着部６９について、防錆処理をすることによって、測定期間をより長期化させることが可能となる。
【実施例７】
【００３２】
図７は、本発明に係る実施例７を示す図である。実施例７では、異形鉄筋６５と光ファイバセンサ６２との間に被覆層７２を設けた。被覆層７２は、モルタル等のセメント硬化体から構成される。モルタルは、コンクリートと同程度の水セメント比の配合で作成しても良いし、より多孔質となる配合で作成しても良い。好ましくは、水セメント比が８０%以下である。これは、異形鉄筋６５と光ファイバセンサ６２との間に被覆層７２を設ける場合、セメント硬化体が柔らかいと光ファイバセンサ６２に腐食による異形鉄筋６５の膨張の伝達が遅くなるためである。
【００３３】
また、水セメント比は、コンクリート表面から鉄筋への腐食因子の通過を妨げることがないように鉄筋コンクリート構造物のコンクリートと同等かコンクリートよりも高い水セメント比とし、例えば、６０％以上の水セメント比とすることが好ましい。また、分離やブリーディングが生じないようにモルタル等に混和材や増粘剤、繊維を配合しても良い。被覆層７２は、異形鉄筋６５の表面の凹凸がなくなり、ひび割れることないよう、３〜１５ｍｍの厚さが好ましい。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００３４】
このように、被覆層７２を有し、異形鉄筋６５の場所を問わず凹凸をなくすことができるため、どのような場所でも光ファイバセンサ６２を配置することができる。また、異形鉄筋６５が腐食することによってモルタルを含めた部位全体が膨張するため、腐食した場所を含めて、腐食による変位を検出しやすくなる。
【実施例８】
【００３５】
図８は、本発明に係る実施例８を示す図である。図８において、紙面に対して左側は、異形鉄筋６５に被覆部７４を設けた構成を採るが、モルタルが硬化しない状態で光ファイバセンサ６２を巻くことに特徴を有する。この場合、光ファイバセンサ６２がモルタル中にめり込むことになる。これにより、モルタルを接着剤として機能させることも可能であり、接着点６９は設けなかったり、仮止めしたりする程度でも良い。
【００３６】
一方、図８において、紙面に対して右側は、光ファイバセンサ６２が固定された箇所をセメント硬化体で被覆部７４を形成した態様である。光ファイバセンサ６２の固定の仕方については、上記実施例１から７のどの態様でも構わない。モルタルを接着剤として機能させることも可能であり、接着点６９は設けなかったり、仮止めしたりする程度でも良い。
【００３７】
本実施例のセメント硬化体としては、アルカリ性であり固化後に多孔質となるセメントペーストまたはモルタルを使用することができる。セメント硬化体は、鉄筋コンクリート構造物のコンクリートと同等かコンクリートよりも高い水セメント比とし、例えば、６０％以上の水セメント比とすることが好ましい。使用するセメント材料としては、普通セメントを使用しても良いし、速硬セメントを使用しても良い。セメント硬化体の配合およびセメント材料を適宜設計することによって、セメント硬化体を、塩化物イオン等の腐食因子を浸透させて通過させやすい性状とすることができる。また、分離やブリーディングが生じないようにモルタル等に混和材や増粘剤、繊維を配合しても良い。被覆層７４は、ひび割れることないよう、３〜１５ｍｍの厚さが好ましい。
【００３８】
これにより、被覆部７４を構成するセメント硬化体は、腐食因子が到達するまでは鉄筋の腐食を防止し、製造後の光ファイバセンサ６２の位置を固定し、打設時に光ファイバセンサ６２を保護する機能を果たす。さらに、セメント硬化体は、鉄筋コンクリート構造物のコンクリート同等かそれ以上に多孔質となるので、コンクリート表面から鉄筋への腐食因子の通過を妨げることがない。
【００３９】
なお、上記実施例における切削または研磨では、異形鉄筋６５を例にしているが、本発明はこれに限定されず、丸鋼６０の一部を切削または研磨しても良い。また、セメント硬化体の被覆層７２および被覆部７４は、異形鉄筋６５を例にしているが、本発明はこれに限定されず、丸鋼６０と光ファイバセンサ６２との間に被覆層７２または被覆部７４を設けても良い。
【００４０】
また、上記の実施例全てにおいて、ダミーセンサを用いることもできる。すなわち、上記の実施例と同様に光ファイバセンサを製造するが、全表面に防錆処理を施したダミーセンサとする。そして、ダミーセンサを用いて腐食以外の要因で生じたひずみを検出し、光ファイバセンサで検出したひずみを補正するようにしても良い。これにより、例えば、温度ひずみなどの影響を除去することが可能となる。ダミーセンサは、光ファイバセンサを配置した鉄筋や被覆部にエポキシ樹脂などで被覆し、中性化や劣化因子の侵入を防いで内部の炭素鋼の腐食を防ぐなど方法がある。また、実施例３のように複数の検出部を設けた場合は、その一部に防錆処理を施しても良い。
【００４１】
［検証例］
図９は、本実施形態に係る腐食検出方法の概念を、試験体を用いて示す図である。図９に示すように、試験体４０は、棒鋼５０に光ファイバセンサ５１を巻き付けて、モルタル等のセメント硬化体５２で被覆することにより構成されている。試験体４０に対して、上下方向のかぶりが２０ｍｍであり、左右方向のかぶりが１０ｍｍである。図９では、棒鋼５０に対して光ファイバセンサ５１を１巻とした例を示したが、以下、３巻とする場合も併せて検証する。次に、試験体４０の具体的検証例を示す。
【００４２】
みがき棒鋼は、ＪＩＳ  Ｇ  ３１０８  ＳＧＤ３Ｍを使用した。みがき棒鋼に対する光ファイバの巻き方は、一定の張力下、例えば、巻き付け時に多少の引張ひずみが出ていることを確認した上で、巻き付け作業を行ない、端部をＣＮ（東京測器製）で固定した。光ファイバセンサ（ＦＢＧセンサ）は、表２に示す仕様のものを用いた。また、ダミーセンサによるひずみ挙動の差異で腐食検知を行なうのが好ましく、被覆モルタルの体積変化や含水率の影響がひずみに表れることが予想されるため、試験体の仕様に応じて、ダミーの試験体を作製した。
【００４３】
【表１】
0006621611.tif 000002
【００４４】
【表２】
0006621611.tif 000003
【００４５】
次に、被覆モルタルについて説明する。モルタルの使用材料は、次の表に示す通りである。
【００４６】
【表３】
0006621611.tif 000004
【００４７】
次に、モルタルの配合は、次の表に示す通りである。
【００４８】
【表４】
0006621611.tif 000005
なお、上記の表中、「Ｂ」とは、「Ｃ」と「Ｌ」とを混合したものである。
【００４９】
［モルタルの練混ぜ方法］
試験体に用いるモルタルは、“株式会社丸東製作所社製のモルタルミキサ（2L練）”を用いて練混ぜを行なった。練混ぜ手順は、以下の通りである。なお、モルタルの練混ぜは、２０±２℃、湿度５０％以上の恒温恒湿室にて行なった。
【００５０】
塩ビ製型枠（内径φ40 mm×高さ50mm、または内径φ40 mm×高さ65mm）にモルタルを打込み、その中に光ファイバを巻いた棒鋼を中央部に入れ、その後、同じ恒温恒湿室で３時間養生後、２０℃湿度９５％以上で７日間養生し、脱型した。
【００５１】
試験体４０を腐食環境下（温度４０℃下で、ＮａＣｌ：１０％水溶液に浸漬１日、湿度６０％乾燥３日、再度ＮａＣｌ：１０％水溶液に浸漬１日、以降は湿度６０％乾燥）におき、計測機器（株式会社渡辺製作所製）により波長の変化を計測した。ＮａＣｌ：１０％水溶液の浸漬は、光ファイバ引き出し部からＮａＣｌ水溶液の侵入がないように、試験体の下端から３０ｍｍ（３巻きの場合は、試験体の下端から４５ｍｍ）の部分までを浸漬させた。また、ダミー試験体は、ここでは実験上腐食しない棒鋼を用いずに腐食センサと同じ試験体を用いており、ＮａＣｌ水溶液を用いる代わりに腐食することのない純水に浸漬した。
【００５２】
以下の式により、波長からひずみに変換し、腐食によるひずみの変化を確認した。
【００５３】
【数１】
0006621611.tif 000006
ここで、ε：ひずみ（μ）、λ：測定時の波長（ｎｍ）、λ*：初期波長（ｎｍ）である。
【００５４】
図１０Ａは、腐食環境下における経過時間とひずみとの関係を示すグラフである。図１０Ａに示す１巻きとした検証例では、１日と４日に塩水や水に浸漬したため、温度変化やモルタルの吸水などで一時的にひずみが変化したが、ダミー試験体も同じ様に変化したため、腐食によるものではない。１６日に試験体とダミー試験体のひずみ量が乖離した。そこで、試験体の被覆モルタルを除去したところ、棒鋼が腐食していることが確認された。
【００５５】
図１０Ｂに示す３巻きとした検証例では、温度が一定になった後に計測を開始し、腐食後も計測を継続した例である。測定日数４５日に腐食ひび割れが発生し、膨張が停止した。ひび割れが発生するまで、継続的に腐食による膨張を捉えることが可能であることが証明された。
【００５６】
本検証例から、鉄製の部材に巻き付けたひずみを検出する光ファイバセンサは、鉄製の部材が腐食することで生じるひずみを検知することが証明された。したがって、本発明の腐食センサも同様に鋼材が腐食することで生じるひずみを検知できることがわかる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、腐食環境の早期発見が可能となる。また、腐食によるひずみを正確に検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
４０  試験体
５０  棒鋼
５１  光ファイバセンサ
５２  モルタル
６０  丸鋼
６２  光ファイバセンサ
６５  異形鉄筋
６６  リブ
６７  節
６９  接着点
７０、７１、７３  切削・研磨部
７２  被覆層
７４  被覆部
【図１】
0006621611.tif 000007
【図２】
0006621611.tif 000008
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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