(57)【要約】【課題】  コンクリート構造物に対して検査による損傷を最小限に止め、高精度にコンクリートの劣化を検査することを可能とし、検査後の補修も容易なコンクリート構造物の検査方法及び測定治具を提供する。【解決手段】  コンクリート構造物に穿孔部を形成する工程と、該穿孔部に内視鏡を挿入する工程と、前記内視鏡を通して穿孔部内部の劣化を観測する工程とを含むコンクリート構造物の深さ方向劣化の検査方法である。【選択図】図８
2008203275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に穿孔部を形成する工程と、
該穿孔部に内視鏡を挿入する工程と、
前記穿孔部に先端が屈曲自在の内視鏡を挿入する工程と、
前記内視鏡を屈曲させ、前記内視鏡を通してコンクリートの深さ方向の豆板欠陥、空洞、充填不良、タイルやモルタルの浮き、または発錆を観測する工程と、
前記内視鏡を介して測定治具を挿入し、３次元的に前記豆板欠陥、空洞、充填不良、タイルやモルタルの浮き、または発錆の画像をコンピュータに取り込んで画像処理し、３次元画像を生成する工程と
を含む、コンクリート構造物の検査方法。
【請求項２】
前記挿入工程の後に内視鏡から穿孔部内部に薬剤を付着させる工程を有することを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリートの検査方法に関し、より詳細にはコンクリートの内部の劣化状態を検査するための方法及び該方法に用いられる治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、トンネルや高架橋といったコンクリート構造物において、コンクリートが部分的に崩落するという事故が多く見られ、社会問題となりつつある。コンクリートが落下する原因としては、（１）繰り返し荷重によって施工不良個所からひび割れが発生し、このひび割れが進展してコンクリートが一体性を失う結果落下する場合、（２）鉄筋の発錆やアルカリ骨材反応等の劣化が進行するにつれてひび割れが発生し、このひび割れが進展することによりコンクリートが一体性を失う結果、落下する場合が多く見られる。
【０００３】
上述した事故を未然に防止するため、構造物の管理者等により定期的な検査が行われているものの、一般に目視や打音法による検査が中心であり、ひび割れの存在は確認できてもひび割れの深さや、劣化状況の的確な把握が困難である。また、コンクリート内部における中性化や、鉄筋の発錆についての的確な把握が困難であるといった問題がある。
【０００４】
上述したひび割れ深さや内部欠陥を診断するために種々の方法が提案されており、その中でも注目されているのが、非破壊検査方法である。従来提案されている非破壊検査方法としては、例えば超音波や、電磁波により対象物を間接的に測定するという方法を挙げることができる。しかしながら、上述した超音波や電磁波による非破壊検査方法には、測定精度が低いこと、深さ方向における劣化の程度の把握が困難であること、という問題がある。
【０００５】
また、コンクリート構造物の検査方法には、コア抜きやハツリによって検査部分を露出させた後、直接劣化の程度を観察及び診断する方法も提案されている。この検査方法は、最も確実に劣化箇所の検査を行うことができる方法ではある。しかしながら、直接劣化の程度を観察する上述の方法は、大がかりな装置を必要とすることや、構造物に損傷を与える可能性を有していること、検査後に大規模な補修が必要となることといった不都合がある。
【０００６】
また、近年内視鏡は、医療分野において多く利用されているものの、土木分野における内視鏡の利用は、きわめて限られたものであり、例えば擁壁の裏込め材の注入状況を観察する、ボアホールカメラ、小径の管内のクラック検査等の事例に適用されるに止まり、土木分野、特に外部から観測することが困難な構造物の種々の検査において有効利用が期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、中性化、アルカリ骨材反応などの劣化の検査において重要な劣化深さを容易に検査でき、劣化深さに応じたひび割れ幅、ひび割れ位置、ひび割れ方向の測定を容易、かつ高精度に行うことを可能とし、中性化やアルカリ骨材反応の観察に必要とされる薬剤の散布が１つの装置で効果的に行え、コンクリートの欠陥を３次元的に得ることにより、詳細にコンクリートの劣化を判断することを可能とする欠陥の３次元マッピングを行うことができ、さらには空隙の形状やグラウトの注入状態といった空間の形状・容量の測定が容易かつ高精度に行うことができるコンクリート構造物の検査方法、及び測定治具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】
【０００８】
本発明の上記目的は、本発明のコンクリート構造物の検査方法及び測定治具を提供することにより達成される。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、コンクリート構造物に穿孔部を形成する工程と、
該穿孔部に内視鏡を挿入する工程と、
前記穿孔部に先端が屈曲自在の内視鏡を挿入する工程と、
前記内視鏡を屈曲させ、前記内視鏡を通してコンクリートの深さ方向の豆板欠陥、空洞、充填不良、タイルやモルタルの浮き、または発錆を観測する工程と、
前記内視鏡を介して測定治具を挿入し、３次元的に前記豆板欠陥、空洞、充填不良、タイルやモルタルの浮き、または発錆の画像をコンピュータに取り込んで画像処理し、３次元画像を生成する工程と
を含む、コンクリート構造物の検査方法が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、前記挿入工程の後に内視鏡から穿孔部内部に薬剤を付着させる工程を有することを特徴とする検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコンクリート検査方法によれば、小径の穿孔部を用いて複数の項目について深さ方向の検査を同時に行うことができ、複数の穿孔部を設けて２次元的データを収集することによりコンクリート構造物内のひび割れ、豆板、充填不良、アルカリ骨材反応、中性化といった劣化を３次元マッピングすることができる。また、穿孔部は、小径であるためコンクリート構造物に大きな損傷を与えることなく検査後の補修も容易である。加えて、薬品による着色によって診断が可能な中性化やアルカリ骨材反応について、表面ばかりではなくコンクリートの深さ方向への情報を得ることにより、３次元的に連続した情報を得ることができる。さらには、本発明の方法により形成された穿孔部は、検査後に注入剤の注入口として用いることも可能であり、精度及び簡便性に優れた検査方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明について図面をもってより詳細に説明する。本発明のコンクリート構造物の検査方法は、コンクリートに設けた穿孔部から内視鏡を該穿孔部へと挿入することにより、コンクリートの表面ばかりではなく、内部にまで至る劣化を観測することを可能とするものである。このような内視鏡は近年、動物や人体の消化器官内に挿入して内部から患部を診察・治療する医療用器具、具体的には医療用内視鏡（以下、内視鏡という）として開発され、多用されている。このような内視鏡としては、ＣＣＤと、像伝達手段として電気信号とにより画像伝送するビデオイメージスコープ、像伝達手段としての光ファイバーにより画像伝送するファイバースコープ、リレーレンズを像伝達手段として用いて光学的に画像伝送する硬性鏡／ミニボアスコープを挙げることができいずれのタイプ、いずれの画像伝達手段であっても適宜選択して用いることができる。以下本発明では、ファイバースコープ型の内視鏡を用いて測定を行う実施例を用いて説明を行う。
【００１３】
この内視鏡の特徴としては、（１）挿入部分の直径が１０ｍｍ程度と細く、可トウ性があり、先端部を手元部分における操作を通じて任意の方向に向けて観察することができること、（２）内視鏡を通した画像が高倍率で、鮮明なカラー画像であり、肉眼による観察に加え、写真、ビデオ等による記録が可能となること、（３）手元から先端部まで、光ファイバーに沿って細い管が挿通されているので、先端部から薬剤を散布したり、劣化部から直接サンプリングを行うことができることを挙げることができる。
【００１４】
図１には、本発明において用いる内視鏡１を示す。図１に示した内視鏡１は、コンクリート構造物に設けられる穿孔部に挿入され、先端部光学系２と穿孔部内部において必要な検査作業を行うための検査手段３とが設けられた屈曲部４と、首振り操作部５とワーキングチャンネル６と光ファイバーバンドル７とを結束するための結束部材８と、屈曲部４と結束部材８との間に形成される挿入部９とから構成されている。検査手段３としては、例えば、クラックスケール等の各種スケール、測長治具、マニピュレータ、噴霧ノズル等の噴霧手段を挙げることをできる。これらの検査手段３は、１つの内視鏡１に複数設けることもできるし、それぞれ異なった検査手段３を別個に取付た内視鏡１を用いることもできる。
【００１５】
この光ファイバーバンドル７は、測定を行うための光ファイバーバンドル７ａと、照明のための光ファイバーバンドル７ｂとから構成されている。光ファイバーバンドル７ａと、光ファイバーバンドル７ｂとは、適宜図示しない装置へと連結されて、画像測定及び照明を行うようにされている。挿入部９は、テフロン（登録商標）、ポリイミド、ポリエチレン、可トウ性のある金属材料といった耐久性のある材料により形成されたシースが、首振り操作部５と、光ファイバーバンドル７と、ワーキングチャンネル６とを収容することにより形成されている。シースは、充分に柔軟性を有していて、作業場所の配置等に応じて屈曲することができるようにされていて、作業性を向上させるように構成されている。
【００１６】
図２は、内視鏡１の屈曲部４の断面を拡大して示した図である。図１において説明したように、屈曲部４は、ワーキングチャンネル６と、照明用の光ファイバーバンドル７ｂと、内視鏡１の長手軸に対して屈曲部４を運動させるために用いる首振り先端金物１０とを、ファイバシース１１が包囲して構成されている。光ファイバーバンドル７ｂは、より細い複数の光ファイバー１２が束ねられて構成されており、穿孔内部を照明するために用いられる。首振り先端金物１０は、対物レンズ１３と、首振り動作を行わせるための首振り牽引ワイヤ１４とを内部に収容している。
【００１７】
対物レンズ１３の図２の紙面奥側には、図示しない画像を得るための光ファイバーバンドル７ａが連結されていて、測定手段へと画像を伝達させるように構成されている。首振り牽引ワイヤ１４は、首振り操作部５からの操作により首振り先端金物１０を運動させて、この動作に連動して屈曲部４が任意の方向へと運動するようにされている。
【００１８】
ワーキングチャンネル６は、中空の可トウ性のチューブとされていて、必要に応じて薬剤溶液を噴出させたり、穿孔内部のサンプリングを行うための図示しないマニピュレータ等といった各種検査手段３を挿通することができるようにされている。上述の内視鏡１の挿入部の径、光ファイバーバンドル７ａ，７ｂの径、ワーキングチャンネル６の径は、必要に応じて適宜選択して用いることができる。このような内視鏡１としては、挿入部９が１．３ｍｍ〜１５ｍｍ、視野角５〜９０°、観察方向が直視・ピント調節方式とされ、照明がライトガイド式、許容曲げ半径５０〜３００ｍｍ程度の工業用内視鏡を用いることもできるし、挿入部９の径が０．３５ｍｍ〜２ｍｍ程度、視野角５５°〜５６°、観察深度１〜２０ｍｍ、首振り部長さ２０ｍｍ程度の極細径医用スコープを用いることもできる。
【００１９】
本発明に用いることができる薬剤溶液としては、各種組成を有する浸透探傷剤、酢酸コバルト含有液状組成物、フェノールフタレインといったひび割れや、コンクリートのｐＨを測定するための薬剤溶液を挙げることができ、均一溶液とされていても良く、また乳化、懸濁された溶液とされていても良い。この他、コンクリート構造物の劣化を検出することが可能なこれまでに知られているいかなる薬剤を溶液としたものも用いることができる。
【００２０】
図３は、本発明において用いることができるマイクロイメージング装置１５を示した正面図である。図３に示したマイクロイメージング装置１５は、内視鏡１から伝搬された画像を記録するための光学系１６と、図示しない工業用カメラと、画像モニタ１７と、画像を観測し、必要に応じて画像処理を行うためのコンピュータ１８と、制御入力のためのキーボード１９と、観測された画像を記録するためのビデオカメラ２０と、コンクリートの穿孔部内を照明するための照明装置２１とを備えている。
【００２１】
図３に示したマイクロイメージング装置１５の動作を説明すると、まず、内視鏡１へと照明装置２１により照明用の光を送り、穿孔部内部を照明する。照明された穿孔部内部の映像は、内視鏡１の先端部に取り付けられた対物レンズ１３により結像され、画像観察用の光ファイバーバンドル７ａを通してマイクロイメージング装置１５の光学系１６へと送られる。光学系１６により拡大された像は、図示しないＣＣＤといったイメージカップリングデバイス上に結像された後、ビデオテープ、ハードディスク等の記録媒体へと記録される。
【００２２】
同時にＣＣＤ上に結像された穿孔内部の画像は、画像モニタ１７上に出力されて、穿孔部内部の目視観察を可能とする。また、マイクロイメージング装置１５には、中央処理装置（ＣＰＵ）を備えたコンピュータ１８が設けられていて、記録された画像サンプルを画像処理して、コンクリートの深度に応じた深さ情報と、２次元情報とに基づいて３次元イメージング処理を行うことができるようにされている。しかしながらこのような画像処理をマイクロイメージング装置１５とは別体として構成された処理用コンピュータにより行わせることも可能である。
【００２３】
コンクリート構造物内部の劣化の観察は、上述のマイクロイメージング装置１５を用い、コンクリート構造物を構成するコンクリートに設けた小径の穿孔部へと内視鏡１を挿入させて、種々の施工不良や劣化状態を目視又は画像処理により観察・診断することにより行われる。この際、上述したコンクリートへの穿孔は、適切な径を有するドリルにより設けることができるので、コンクリート構造物に対して検査による損傷を最低限とすることを可能とする検査方法を提供することができる。
【００２４】
上述した施工不良や劣化項目としては、（１）ひび割れ位置、ひび割れ幅、ひび割れ長さ、（２）豆板、空洞、グラウトの充填不良、（３）タイルやモルタルの浮き、（４）鉄筋の発錆、（５）アルカリ骨材反応、中性化を挙げることができる。本発明によれば、これらの欠陥を位置精度良く、かつ肉眼で状況を観察しながら検査が可能となる。
【００２５】
以下に本発明のコンクリート構造物の検査方法の実施例について説明する。
（１）ひび割れ位置、ひび割れ幅、ひび割れ長さ
図４に、ひび割れ位置及び、ひび割れ幅の観察のため、本発明の方法を適用するコンクリート構造物の一部を示す。図４に示したコンクリート構造物には、ひび割れ２２がアルカリ骨材反応、中性化といった劣化により生じていて、コンクリート構造物の外部からは、僅かに幅Ｗを有していることしか認められない。しかしながら、図４に示すようにひび割れ２２は、コンクリート構造物の深さ方向にまで伸長しており、その精密な測定は、コンクリート崩落の危険性を判断するためにきわめて重要となる。本発明において、ひび割れ位置は、コンクリートのひび割れ２２が観測された位置においてにまず、小径のドリルにより穿孔を行い、穿孔部２３をひび割れ２２に沿って複数形成する。
【００２６】
穿孔部の径は、穿孔部２３ａで示されているように内視鏡１の屈曲部４がその屈曲半径において充分に曲がることができるような径とされていることが好ましい。しかしながら、内視鏡１の屈曲部４において先端部光学系２を内視鏡１の長さ方向にではなく穿孔部の内壁に向くように配置させることにより、上述したような屈曲半径を考慮することなく、より小径の穿孔部２３を用いても充分な測定を行うことが可能となる。
【００２７】
図５は、穿孔部２３へと内視鏡１が挿入されたところを示している。図５に示されているように、本発明においてはドリルにより穿孔された穿孔部２３へと内視鏡１を挿入して行き、ワーキングチャンネル６を通して挿入される図示しない噴霧手段により、金属の表面欠陥の検出等に用いられる浸透探傷剤を噴霧させることにより穿孔部２３の内面に付着させて穿孔部２３の内部を着色する。次いで、内視鏡１の挿入深さを記録しつつ、穿孔部２３の着色された内面の画像を記録する。このようにすることにより深さに対応するひび割れ位置が観測できることになる。この際、ひび割れ位置として、上述したようにして得られたひび割れ幅の深さ方向の平均値を用いることもできるし、目的に応じて浅い側のひび割れ位置又は深い側のひび割れ位置を代表値として用いることができる。
【００２８】
上述した浸透探傷剤としては、ＪＩＳ
Ｚ ２３４３に従って用いることが可能とされている浸透探傷剤を用いることができ、具体的には、染色浸透液、蛍光浸透液、二元性染色浸透液、二元性蛍光浸透液を挙げることができる。また、浸透探傷剤は、過不足なく噴霧することが好ましいが、余剰浸透液を除去する工程を本発明においては用いることができる。また、浸透探傷剤の性状としては、均一溶液、乳化物、懸濁物といった種々の形態を採用することができる。例えば、上述した浸透探傷剤に用いることができる染料としては、オイルレッド５Ｂ、スーダンレッド４６２、カヤライトＢ、蛍光染料であるカヤセットＦＧといった染料を含有するものを挙げることができる。また、浸透探傷剤の種類によっては、乾燥、現像、といった別の工程を用いることもできる。蛍光浸透液を用いる場合には、ライトガイドとして用いられる照明用光ファイバーバンドル７ｂから紫外光線を照射することも可能である。
【００２９】
図５を用いてさらにひび割れ幅の測定について説明する。本発明では、ひび割れ幅は、内視鏡１のワーキングチャンネル６に挿通された図示しない把持部材の先端部にクラックスケールを装着し、ひび割れ部にクラックスケールをあて、内視鏡１を通して目視により観測するか、又は後に画像解析により求めることができる。
【００３０】
また、ひび割れ長さについては、画像によりひび割れ２２の位置を測定し、ひび割れの位置に対応する位置において、内視鏡１の先端部からスケールをひび割れ２２へと挿入して行き、スケールがひび割れ２２の先端部に達した時点で、ひび割れ深さの値とすることもできる。
【００３１】
また、ひび割れ長さは、図５に示されるように複数の穿孔部２３を形成させ、ひび割れ２２の２次元的分布及びひび割れ幅を観測しておき、ひび割れ幅の２次元的分布を測定することにより、外挿して求めることもできる。このための検査方法を図６に示す。図６（ａ）は、穿孔部２３内のひび割れ２２が存在しない部分における着色又は蛍光強度を用いて表した画像濃度を縦軸とし、内視鏡１の挿入深さを横軸として示した図である。図６（ｂ）は、穿孔部２３内のひび割れ２２の存在する部分における画像濃度を、縦軸を画像濃度とし、横軸を内視鏡の挿入深さとして示した図である。
【００３２】
図６（ａ）に示されているようにひび割れ２２の存在しない穿孔部２３の内面は、光ファイバーバンドル７ｂにより与えられる照明により照射されて一定の画像濃度を与える。しかしながらひび割れ２２が存在すると、ひび割れ２２の部分には浸透探傷剤、又は現像を別途行う場合には、現像剤が充填されることになり、ひび割れ２２に残存している浸透探傷剤が吸い上げられ図６（ｂ）に示すようにひび割れ２２に対応した部分の画像濃度が増加する。
【００３３】
また、用いる浸透探傷剤の種類及び現像方法等によっては、画像濃度が低下する場合もある。図６（ｂ）に示した実施例においては、ひび割れ部分の着色を用いており、画像濃度が増加しているのが示されている。図６（ｃ）は、複数の穿孔部２３についてひび割れ位置及びひび割れ幅について上述した測定を繰り返し、それぞれの穿孔部２３の相対距離を横軸とし、ひび割れ位置及び、ひび割れ幅を示した図である。ひび割れ位置を○で示し、ひび割れ幅を△で示している。穿孔部２３の相対位置の基準（０）としては、例えばコンクリート表面において観測されるひび割れの中心点を用いることができる。
【００３４】
図６（ｃ）に示されるように、ひび割れは、穿孔部２３の相対距離にしたがって、ひび割れ位置が大きく、すなわち深くなって行くのが示されている。また、ひび割れ幅は、ひび割れが深くなって行くにつれて小さくなって行く。ひび割れ長さは、ひび割れ幅が０となった穿孔部の相対距離Ｙまで、ひび割れ位置のプロットを外挿した点までの長さとして得られる。さらに、ひび割れ幅を穿孔部２３の相対位置に対して積分した値は、ひび割れ２２を充填するために用いる充填材の必要体積を与える。
【００３５】
このようなプロットを用いることにより穿孔部２３をひび割れの終端部に合わせて形成できなかった場合にでも、ひび割れの深さ及び長さについて推定することが可能となる。このようにして得られた結果を画像解析することにより、穿孔部２３の形成位置によらずひび割れ深さをより高精度に推定することが可能となり、さらには補修のための充填材量を算出することが可能となる。
【００３６】
劣化状態の３次元マッピングは、上述した小径ドリルによる穿孔を複数の２次元的位置に沿って行い、各穿孔についてひび割れ幅及び、ひび割れ深さについての情報を得、ひび割れの３次元マッピングを行うことにより得ることが可能となる。
【００３７】
（２）豆板、空洞、グラウトの充填不良
図７には、コンクリート構造物に発生しうる欠陥の例として、豆板と空洞とが示されている。豆板とは、コンクリート打ち込み工法、突固め及び型枠工事の不良等によって、モルタルと粗骨材とが分離して、豆板状となるコンクリートの欠陥をいう。また、空洞とは、コンクリート内部に形成される充填不良をいう。図７に示す豆板欠陥２４や空洞２５がコンクリートに形成されていると、局所的にコンクリートの一体性が失われ、この結果周囲に比較して強度の低い領域が形成されてしまうことになる。
【００３８】
図８は、図７に示した欠陥に対して本発明の検査方法を適用するところを示した図である。この際の測定方法としては、コンクリートの豆板欠陥２４又は空洞２５の存在が打音法等により確認された部位に対して、ドリルといった穿孔手段を用いて充分な深さの穿孔２６，２７を形成する。図８中、豆板欠陥２４においては、豆板欠陥部を貫通して穿孔２６が形成されているのが示されているが、空洞２５については、空洞２５を貫通するように穿孔２７が形成されていないのが示されている。しかしながら穿孔深さは、検査の目的、作業性、精度といった点を考慮して適宜変更することが可能である。
【００３９】
本発明の検査方法において豆板欠陥２４を検査する場合には、上述した穿孔２６へと内視鏡１を挿入させて行き、その際の挿入深さをモニタする。この測定された挿入深さにおいて内視鏡１の屈曲部４を外部から操作して角度を変え、それぞれ方向の異なった画像をコンピュータに取り込んで、画像処理により内視鏡１の挿入深さと角度といった情報から３次元的に豆板欠陥２４の状況を再構成することができる。
【００４０】
また、空洞２５の径の測定においては、内視鏡１のワーキングチャンネル６の内部に測長治具２８を挿入しておき、屈曲部４の角度を変えて測長治具２８の先端部を空洞２５の内壁に当接させ、当接したことを内視鏡１により観測した後、測長治具２８の挿入長を記録することにより測定することができる。また、測定治具２８を目盛りの付けられた針金状部材から形成することにより、内視鏡１を通して、測定治具２８に設けられた目盛りを直接読み取って、空洞２５の径を測定するようにすることもできる。この場合にも、内視鏡１の挿入深さと測定治具２８による横方向への測定結果から、空洞２５の３次元画像を得ることができる。
【００４１】
図９には、グラウトの充填不良を観察する場合に本発明の検査方法を適用する実施例を示した図である。グラウト２９は、コンクリート３０と、このコンクリート３０にプレストレスを加えるために用いられるプレストレスコンクリート用鋼材、すなわちＰＣ鋼材３１との間の隙間３２を充填するために用いられており、グラウト２９の充填不良があるとＰＣ鋼材３１の錆や固定不良といったコンクリート構造物の強度へと悪影響を与えることになる。
【００４２】
このようなグラウト２９の充填不良に対して本発明の検査方法を適用する場合にはまず、打音法によりグラウトの充填不良部３３の存在が確認された部位を、シース３４を貫通してドリルにより穿孔する。この穿孔部３５の内部に内視鏡１を挿入して行き、上述した空洞２５の場合と同様にして充填不良部３３の深さや、２次元的な広がりを、図３に示した画像モニタ１７を通して肉眼により確認を行うと共に、記録された情報に基づいてコンピュータを用いて画像解析を行い、充填不良部３２の３次元マッピングを行うことが可能となる。
【００４３】
（３）タイルやモルタルの浮き
図１０には、本発明の検査方法をタイル、モルタルの浮きといった欠陥について適用する場合を示した図である。タイル３６は、コンクリート表面３７にモルタルにより接着されているが、長期の使用や施工不良によりタイル３６とコンクリート表面３７との一体性が失われ、この結果タイル３６とコンクリート表面３７の間に浮き部部分３８が生じることになる。この浮き部分３８が打音法等により確認された場合には、図８に示すように浮き部分３８へとドリル等の穿孔手段により穿孔部３９を形成し、上述したと同様の方法により浮き部分３８の広がりを検査する。このようにして得られた結果は、コンピュータ１８へと記録され、３次元マッピングを行うことが可能とされる。
【００４４】
（４）鉄筋の発錆
コンクリートには、引っ張り強度を向上させるために鉄筋が埋設されているが、長期にわたる使用により、鉄筋が錆びる場合がある。このように鉄筋が錆びると鉄筋とコンクリートとの一体性が失われ、このためコンクリートの強度が低下することになる。したがって鉄筋の発錆は、コンクリート構造物における重大な強度欠陥を生じさせることになるため、その高精度の検査が必要とされる。
【００４５】
図１１は、鉄筋の発錆について本発明の検査方法を適用する実施例を示した図である。本発明の検査方法を鉄筋の発錆に適用する場合には、まず、電磁探査により鉄筋４０の位置を確認した後、鉄筋４０付近にまで到達するようにドリルといった穿孔手段により穿孔部４１を形成する。コンクリート４２に埋設された鉄筋４０が錆びることにより酸化鉄層４３が形成され、コンクリート４２と鉄筋４０の間の一体性が失われる。図１１では、穿孔手段により穿孔部４１が酸化鉄層４３にまで達するようにして形成されているのが示されているが、特に鉄筋４０に重大な損傷を与えない限り、鉄筋４０に隣接するまで穿孔部４１を形成することも可能であるし、また、電気探査により確認された鉄筋４０の位置に近接して鉄筋４０を損傷させない位置において穿孔部４１を鉄筋４０を超えた深さとなるようにして設けることも可能である。
【００４６】
この場合には、発錆により空間が形成されていれば内視鏡１による光学的検査が可能であり、発錆により空間が形成されていない場合であっても深さ方向の酸化鉄層４３の厚さ及び酸化鉄のサンプリング等を行うことが可能となる。また、発錆部位に複数の穿孔部４１を形成することにより、発錆部位の２次元情報と深さ情報とに基づいて３次元マッピングを行うことが可能となり、より精密な情報を得ることができる。
【００４７】
（５）アルカリ骨材反応、コンクリートの中性化
本発明の検査方法は、また、コンクリートにおけるアルカリ骨材反応及び中性化の検査においても適用することができる。コンクリートのアルカリ骨材反応は、コンクリートの硬化中に遊離するアルカリにより骨材が異常膨張し、コンクリートの一体性を低下させる現象である。このアルカリ骨材反応は、浸透探傷剤、酢酸ウラニル水溶液等をコンクリートに付着させ、内視鏡１により目視観察することにより行うことができる。また、コンクリートの中性化については、フェノールフタレイン溶液をコンクリートに付着させ、ｐＨに応じたフェノールフタレイン溶液の変色により目視観察可能となる。
【００４８】
図１２は、アルカリ骨材反応及び中性化を検査する際の実施例を示した図である。アルカリ骨材反応及び中性化を測定するための装置としては、図５において示したと同様の噴霧装置を用いた装置構成を用いることができる。アルカリ骨材反応及びコンクリートの中性化を検査するためには、コンクリートに穿孔手段により穿孔部４４を設け、この穿孔部４４に内視鏡１を挿入し、内視鏡１のワーキングチャンネル６を通して上述した薬剤４５を噴霧させる。この後、上述したように内視鏡１の挿入深さと、着色具合とを対応させてコンピュータへと記録することにより、アルカリ骨材反応や、コンクリートの中性化についての深さ方向の情報を得ることができる。これをコンクリートの２次元位置を変えて複数回測定することによりアルカリ骨材反応やコンクリート中性化の３次元マッピングを行うことが可能となる。
【００４９】
上述した各種測定を行うに当たって、さらに容易、かつ高精度に行うための検査治具を図１３に示す。図１３に示す検査治具は、スチール製の円筒形のパイプ４６の先端部を水平に切断し、パイプ４６の内側に内視鏡１と、クラックスケール４７と、薬剤注入管４８とが挿通されている。このパイプ４６は、スチール製でも良く、適切な強度のプラスチックから形成することもでき、その直径、長さは必要に応じて適宜選択することができるが、本発明において説明する実施例では、約９ｍｍとされている。クラックスケール４７には、クラックスケール操作棒４９が連結されていて、このクラックスケール操作棒４９は、パイプ４６の径方向内側に固定された図示しない保持具により、運動可能に保持されていると共に、パイプ４６の対向する側の端部から引き出されて手元操作可能とされている。また、薬剤注入管４８は、コンクリート内部に挿入される側の端部が径方向外側に向けられていて、薬剤を穿孔部内面へと効率よく付着させることができるようにされ、薬剤注入管４８の反対側の端部は、パイプ４６の対向する側の端部から導出されて、図示しない薬剤供給手段へと連結されている。
【００５０】
パイプ４６のコンクリートに挿入される側の端部には、パイプ４６の円筒部に可動に取付けられたミラー５０が配設されていて、横方向へと内視鏡のライトガイドを通して照射される光をコンクリート面へと照射させると共に、コンクリート面からの反射を、図示しないマイクロイメージング装置へと画像を送ることができるようにされている。このミラー５０は、手元の操作により、適切にコンクリート像を観測できるように移動可能とされている。内視鏡１により直視する際の配置を仮想線で示す。また、パイプ４６の外面には、スケール５１が形成されていて、挿入深さを直接観測できるようにされている。
【００５１】
図１４には、図１３に示した検査治具に用いるクラックスケール４７を詳細に示した図である。図１４に示されたクラックスケール４７は、いずれも透明なプラスチック上にスケールがプリントされている。図１４（ａ）に示すクラックスケール４７は、穿孔部の直角方向のひび割れを測定するためのものであり、
図１４（ｂ）に示すクラックスケール４７は、縦横兼用であり、図１４（ｃ）に示すクラックスケール４７は、ひび割れ方向の角度を示す分度器がプリンとされている。クラックスケール４７には、クラックスケール操作棒４９が取り付けられていて、パイプ４６を通して手元操作部において操作可能とされている。
【００５２】
上述した検査治具を用いることにより、内視鏡１をパイプ４６により保護することができるので、内視鏡１の操作をすることがよりいっそう容易となる。さらに、パイプ４６の径をドリルといった穿孔手段よりもわずかに小さくして形成することができるので、穿孔部壁面からの距離を一定に保つことができる。さらには、画像中心からの距離が金属管の側面に取付けられたスケールを直接読み取ることにより、劣化部分の深さ（位置）が観察を行いながらほぼ同時に測定できる。さらには、内視鏡先端からミラーまでの距離を手元の操作で変化させることができるので、観察範囲（倍率）を任意に変化させることが可能となる。また、内視鏡の測定により、ひび割れ及びスケールが拡大されて見えるため、ルーペ等により拡大して観察すると同程度の制度で検査を行うことが可能となる。また、クラックスケールをパイプに保持させることにより、１０ｍｍ〜１５ｍｍといった狭い観察範囲内のひび割れに簡単に、かつ的確にクラックスケールを合わせることが可能となる。
【００５３】
図１５には、コンクリート構造物内に形成される空洞、グラウトの充填状況等の劣化を測定するために用いることができる測定治具を示した図である。図１５に示した測定治具５２は、内視鏡１の先端部にレーザ光源５３が取り付けられており、内視鏡先端部からレーザ光５４を照射する構成とされている。コンクリート面５５により反射されたレーザ光５４は、内視鏡１の光ファイバーへと入射して、図示しないマイクロイメージング装置へと伝搬されて行きコンクリート面５５に形成されたスポット径がモニタ、ＣＣＤ等により観察される。レーザ光５４は、コンクリート内に形成された空洞や、グラウト充填不良部にまで内視鏡１の先端部から照射される。この際、レーザ光５４は、平行性が良好で内視鏡１の先端からコンクリート面５５までの距離では実質的に広がることはない。
【００５４】
図１５（ａ）に示した測定治具５２は、レーザ光５４の上述した特性を用いて、レーザ光のスポット径をスケールとして用いるものである。内視鏡１は、検体までの距離と観察倍率との間に比例関係があり、距離が大きくなるほど倍率が小さくなり（小さく見える）、距離が小さくなるほど倍率が大きくなる。したがって、コンクリート面５５に照射されたスポット径がモニタ等により小さく観測されるほど、距離が大きく、スポット径が大きく観測されるほど距離が小さくなる関係となる。
【００５５】
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）で示した位置Ａ，Ｂ，Ｃにコンクリート面５４があるものとした場合にモニタ等により観測されるスポット径の変化を概略的に示した図である。上述したように内視鏡１の先端部から離れるにつれて、スポット径は小さくなっており、あらかじめこの関係を実測しておくことにより、定量的な測定を行うことが可能となる。図１５に示した測定治具を用いることにより、現場において小型、かつ安価な測定治具を用いて作業者１人でコンクリート劣化の観察、検査、判断が可能となる。また、このような測定を３６０°にわたって行うことにより空洞やグラウトの充填不良を３次元マッピングすることが可能となる。上述したレーザ光を用いた測定治具は、コンクリート面に対して非接触で測定を行うことができること、レーザ光源及びシステムをコンパクトにできるため、穿孔部の径を小さく抑えることができることを挙げることができる。
【００５６】
また、用いるレーザ光源５３は必ずしも１つを用いるだけではなく、コンクリート面５５に対して一定の距離だけ離間した複数のスポットを与え、これらの複数のスポットの間の距離を用いて上述したように観察倍率を考慮してコンクリート面５５までの距離を測定することもできる。
【００５７】
上述した本発明の検査方法をコンクリート構造物に対して適用した後、穿孔部をコンクリート、グラウト等により充填してコンクリート構造物を修復する。
【００５８】
これまで本発明を、図面を用いて説明してきたが、本発明は図面に示された実施例に限定されるものではなく、欠陥の種類、内視鏡の種類、像伝達手段の種類、薬剤、画像処理手段については、これまで知られているいかなるものでも用いることができることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に用いる内視鏡を示す概略図。
【図２】本発明に用いる内視鏡の屈曲部の断面を示した概略図。
【図３】本発明に用いるマイクロイメージング装置の正面図。
【図４】本発明を提供するコンクリート構造物を示した図。
【図５】本発明のひび割れ位置測定を示した図。
【図６】本発明のひび割れ位置の測定方法の実施例を示した図。
【図７】本発明を適用する豆板欠陥及び空洞を示した図。
【図８】豆板欠陥及び空洞に適用する本発明の実施例を示した図。
【図９】グラウトの充填不良に適用する本発明の実施例を示した図。
【図１０】タイル、モルタルの浮きに適用する本発明の実施例を示した図。
【図１１】鉄筋の発錆に適用する本発明の実施例を示した図。
【図１２】アルカリ骨材反応及び中性化に対する本発明の実施例を示した図。
【図１３】本発明の測定治具を示した概略図。
【図１４】本発明で用いるクラックスケールを示した図。
【図１５】本発明の用いる測定治具の変更例を示した図。
【符号の説明】
【００６０】
１…内視鏡
２…光学系
３…検査手段
４…屈曲部
５…首振り操作部
６…ワーキングチャンネル
７…光ファイバーバンドル
７ａ…測定用光ファイバーバンドル
７ｂ…照明用光ファイバーバンドル
８…結束部材
９…挿入部
１０…首振り先端金物
１１…ファイバシース
１２…光ファイバ
１３…対物レンズ
１４…首振り牽引ワイヤ
１５…マイクロイメージング装置
１６…先端部光学系
１７…画像モニタ
１８…コンピュータ
１９…キーボード
２０…ビデオカメラ
２１…照明装置
２２…ひび割れ
２３…穿孔部
２３ａ…穿孔部
２４…豆板欠陥
２５…空洞
２６…穿孔部
２７…穿孔部
２８…測長治具
２９…グラウト
３０…コンクリート
３１…ＰＣ鋼材
３２…隙間
３３…充填不良部
３４…シース
３５…穿孔部
３６…タイル
３７…コンクリート表面
３８…浮き部分
３９…穿孔部
４０…鉄筋
４１…穿孔部
４２…コンクリート
４３…酸化鉄層
４４…穿孔部
４５…薬剤溶液
４６…パイプ
４７…クラックスケール
４８…薬剤注入管
４９…クラックスケール操作棒
５０…ミラー
５１…スケール
５２…測定治具
５３…レーザ光源
５４…レーザ光
５５…コンクリート面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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