(57)【要約】【課題】検査費用を節減し検査の確実性を向上させ現場施工が容易で検知機能を長時間維持することができる亀裂監視材及び亀裂監視システムを提供する。【解決手段】鋼構造物１に亀裂Ｃ1が発生すると、この鋼構造物１の表面に塗布され形成された亀裂監視材３が部分的に破断して亀裂Ｃ1が発生する。各監視領域Ａ1〜Ａ49内の導電層４ａの電気抵抗を通電状態測定部７が測定して、この電気抵抗の変化を評価部９が評価すると亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1が特定される。監視領域Ａ1内に亀裂Ｃ1が発生すると、亀裂Ｃ1の進展方向と同一方向の電極間の抵抗値の変化に比べて、亀裂Ｃ1の進展方向と交差する方向の電極間の抵抗値の変化が大きくなる。このため、縦方向、横方向及び斜め方向で対向する監視領域Ａ1内の電極間の電気抵抗を通電状態測定部７が測定して、この電気抵抗の変化を評価部９が評価すると亀裂Ｃ1の進展方向が特定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象物に発生した亀裂の位置を検出する亀裂検出部を、この亀裂の発生が予測される監視対象物の表面に形成し、この監視対象物に発生する亀裂を監視する亀裂監視材であって、
前記亀裂検出部は、
前記亀裂の進展に応じて電気抵抗が変化する導電層と、
前記導電層に電流を流す電極層とを備え、
前記導電層は、導電性塗料を面状に塗布して形成されており、
前記電極層は、導電性塗料を点状に塗布して形成されており、
前記電極層は、前記導電層の表面に複数行及び複数列形成されており、かつ、各行及び／又は各列に複数個形成されていること、
を特徴とする亀裂監視材。
【請求項２】
請求項１に記載の亀裂監視材において、
前記導電層は、前記電極層によって複数の監視領域に区画されており、隣接する前記電極層によって囲まれる領域が一つの監視領域を形成すること、
を特徴とする亀裂監視材。
【請求項３】
亀裂を監視する亀裂監視システムであって、
請求項１又は請求項２に記載の亀裂監視材と、
前記導電層の通電状態を測定する通電状態測定部と、
前記通電状態測定部の測定結果に基づいて前記監視対象物に発生する亀裂を評価する評価部と、
を備える亀裂監視システム。
【請求項４】
請求項３に記載の亀裂監視システムにおいて、
前記通電状態測定部は、前記電極層によって前記導電層が複数の監視領域に区画されているときに、前記監視領域毎に通電状態を測定し、
前記評価部は、前記監視領域毎の通電状態の測定結果に基づいて亀裂の発生した監視領域を特定すること、
を特徴とする亀裂監視システム。
【請求項５】
請求項４に記載の亀裂監視システムにおいて、
前記評価部は、前記亀裂の発生した監視領域内の通電状態の測定結果に基づいてこの亀裂の進展方向を特定すること、
を特徴とする亀裂監視システム。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の亀裂監視システムにおいて、
前記導電層は、被固定部材とこの被固定部材を固定する固定部材とが接合する接合部を被覆し、
前記評価部は、前記導電層に亀裂が発生したときに、この導電層の通電状態の測定結果に基づいて前記固定部材の緩みを検出すること、
を特徴とする亀裂監視システム。
【請求項７】
請求項６に記載の亀裂監視システムにおいて、
前記評価部は、複数の前記固定部材によって前記被固定部材が固定されているときに、前記導電層の通電状態の測定結果に基づいてこれらの固定部材の緩んだ数を検出すること、
を特徴とする亀裂監視システム。
【請求項８】
請求項３から請求項７までのいずれか１項に記載の亀裂監視システムにおいて、
前記通電状態測定部の測定結果を補正する補正部を備え、
前記評価部は、補正後の測定結果に基づいて前記亀裂を評価すること、
を特徴とする亀裂監視システム。
【請求項９】
請求項８に記載の亀裂監視システムにおいて、
前記通電状態測定部は、前記電極層によって前記導電層が複数の監視領域に区画されているときに、前記監視領域毎に通電状態を測定し、
前記補正部は、前記導電部に亀裂が発生したときに、亀裂の発生していない監視領域の通電状態の測定結果に基づいて、亀裂の発生した監視領域の通電状態の測定結果を補正すること、
を特徴とする亀裂監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、亀裂の発生が予測される監視対象物の表面に形成され、この監視対象物に発生する亀裂を監視する亀裂監視材、並びに亀裂を監視する亀裂監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造物には、繰り返し荷重を受けることで引張荷重のかかる部位に疲労亀裂が発生したり、接合部のリベットやボルトの緩みや脱落などの重大変状が発生したりする。このような重大変状が構造物の耐力に影響するほどの大きさに成長すると構造物の破壊に至るため、変状部位別に許容される変状程度を超えるおそれがある場合には補修や補強のための工事が行われている。鋼構造物の重大変状は、通常の状態では複数年かけて進展するため変状発生時に直ちに補修や補強を行う必要はない。また、変状の中には進展が途中で止まる場合もあるため、補修や補強の必要性を判定するためには変状発生後の進展を監視する必要がある。
【０００３】
【表１】
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【０００４】
表１は、鋼構造物に発生する重大変状として直ちに補修や補強が必要になる場合の例である。例えば、表１に示すように、主桁フランジ、縦桁、横桁引張り側フランジの亀裂は20mmに達した場合には、直ちに補修や補強が必要な状態であると判定される。ここで、表１に示す一群とは、継手を構成する一枚の母材に用いられるリベット又はボルトの全体を意味する。重大変状は、リベットやボルトの緩みや破断による接合力の低下、部材の疲労亀裂による破断強度の低下、地盤沈下による構造物全体の変位による走行安定性の低下に大きく分けられる。疲労亀裂は、繰り返し荷重の載荷時に引っ張り力が作用する部位に発生するため、発生箇所は構造形式によってある程度想定できる。また、発生した亀裂の構造物に与える影響が部位で異なることが知られている。
【０００５】
鋼構造物の検査には、２年を超えない範囲で行われる定期検査と、地震などの異常時に大きな荷重を受けた場合に行われる不定期検査と、定期検査などで異常が想定された場合に実施される詳細検査とがある。定期検査と不定期検査は、巡回による検査通路からの目視検査が主体であり、この目視検査では亀裂の発生が想定される箇所に近接して防食塗膜の破断箇所を目視で観察する。鋼材の亀裂発生に伴う塗膜破断は、応力集中箇所と想定される部位から直線的に成長しているので、他の塗膜破断原因と容易に区別することができる。また、過去の経験から鋼材の疲労亀裂時に防食塗膜が破断に至ることが知られている。リベットやボルトの破断は、接合部が観察できれば双眼鏡などを用いて容易に発見することができる。リベットやボルトの緩みは、これらの周りの塗膜の破断状況を近接して観察し、ハンマーなどで叩き音の変化を確認する打音検査によって発見することができる。一方、詳細検査は、検査目的によって異なるが検査のために足場の架設を伴うことがある。巡回による目視によって変状が発見されるのは検査通路に近い部位のみであり、多くの場合には足場を架設して接近観察が必要になるが、足場の架設には多くの費用が必要になる。このため、緊急性の高い詳細検査以外では、10〜15年毎に実施されている塗替え塗装工事の塗装足場を活用して検査されている。
【０００６】
従来の亀裂検知方法には、超音波式や磁粉探傷式による亀裂検知と長さの計測方法がある。この方法では、極めて小さい亀裂の発見と長さの高精度な評価は可能であるが、従来の目視による検査で亀裂が発見された後に近接して測定することになるため、亀裂の発見の目的に適さないとともに、目視による観察以上の高精度な計測の必要性も少ない。また、従来の亀裂検知方法には、鋼構造物に加わる繰返し応力を素子によってモニタして疲労寿命を予測する方法がある。この方法では、構造物の適当な箇所に設置した素子に加わる繰返し応力をモニタし、使用鋼材の経験的に知られる破壊までの繰返し数によってマイナー則を用いて期間を予測することができる。しかし、この方法では、亀裂の発生時期の確定や亀裂の成長に関する情報が得られず、構造物に補修や補強が必要であるか否かを判定することができず、補修や補強の時期も知ることができない。さらに、従来の亀裂検知方法には、鋼構造物の電気抵抗などの特性変化から亀裂の発生と進展を検知する方法がある。この方法では、鋼構造物自体の電気特性の変化をモニタして、鋼材の抵抗値の変化から亀裂の発生を求めることができる。しかし、この方法では、鋼材自体の抵抗が極めて低いため、印加した電流の流れる経路が短い小型試験片や小型構造物では検知が可能であるが、大型構造物では電流の経路が大きいため、亀裂による抵抗の減少量が極僅かになり、抵抗の変化を効果的に検知することが困難になる。
【０００７】
近年、導電性薄膜を構造物に配置しこの構造物に亀裂が発生したときにこの導電性薄膜が破断することで亀裂を検知する方法が提案されている。例えば、従来の亀裂検知材（従来技術１）は、防水性を有する絶縁塗料をトンネルの壁面に塗布して形成された下地層と、線状模様の電気回路を形成するように下地層の表面に導電性塗料を塗布して形成された導電層と、下地層と同様の絶縁塗料を導電層及び下地層に塗布して形成されこれらを被覆する保護層とを備えている（特許文献１参照）。このような従来の亀裂検知材では、壁面にひび割れが発生して異常が発生するとこの異常箇所の周辺が剥離して導電層が断線し導電層が非通電状態になるため、センサが導電層の非通電状態を検出して壁面の異常を検出することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開2001-201477号公報（段落番号0010〜0015及び図２）
【０００９】
また、従来の亀裂検知材（従来技術２）は、加工対象物や試験片に取り付けられる誘電体層と、この誘電体層に亀裂が発生し進展したときに破壊される抵抗層と、この抵抗層の表面に形成されこの抵抗層に電流を流す２つの湾曲状の電極とを備える（特許文献２参照）。このような従来の亀裂検知材では、亀裂の進展方向に対して略均一な感度を有するように電極層が湾曲状に形成されているため、２つの電極間の抵抗値の変化から亀裂の成長を評価することができる。
【００１０】
【特許文献２】特開平11-094787号公報（段落番号0021〜0048及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年、塗装周期（塗替え塗装周期）の延伸と無塗装構造物の登場という２つの環境の変化が鋼構造物におきている。高耐久型塗装系の導入により塗替え塗装周期が30年ほどに延伸しているため、塗装足場を活用した近接による検査では検査期間が長期化している。また、耐候性鋼の採用による無塗装化により塗装足場の活用が期待できなくなっている。このため、このような環境の変化により検査のためだけの足場の架設が将来必要になり、足場の架設によって検査費用が増大してしまう問題がある。
【００１２】
また、従来技術１では、マスキングテープなどを使用して下地層、導電層及び保護層を塗装する必要があるため、作業が困難で手間がかかるとともに、亀裂の発生を検知することはできるが亀裂の成長を評価することができないという問題がある。さらに、従来技術２では、２つの湾曲状の電極の中心に亀裂が発生するようにこれらの電極を配置する必要があり、亀裂の発生箇所を正確に予測できない場合には、亀裂の発生前に電極を配置することができないという問題がある。
【００１３】
この発明の課題は、検査費用を節減し検査の確実性を向上させ現場施工が容易であり検知機能を長時間維持することができる亀裂監視材及び亀裂監視システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、監視対象物（１；１５）に発生した亀裂（Ｃ1）の位置を検出する亀裂検出部（４；１７）を、この亀裂の発生が予測される監視対象物の表面に形成し、この監視対象物に発生する亀裂を監視する亀裂監視材であって、前記亀裂検出部は、前記亀裂の進展に応じて電気抵抗が変化する導電層（４ａ；１７ａ）と、前記導電層に電流を流す電極層（４ｃ；１７ｂ）とを備え、前記導電層は、導電性塗料を面状に塗布して形成されており、前記電極層は、導電性塗料を点状に塗布して形成されており、前記電極層は、前記導電層の表面に複数行及び複数列形成されており、かつ、各行及び／又は各列に複数個形成されていることを特徴とする亀裂監視材（３；１６）である。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の亀裂監視材において、前記導電層は、前記電極層によって複数の監視領域（Ａ1〜Ａ49；Ａ1，Ａ2）に区画されており、隣接する前記電極層によって囲まれる領域が一つの監視領域を形成することを特徴としている亀裂監視材である。
【００１６】
請求項３の発明は、亀裂（Ｃ1）を監視する亀裂監視システムであって、請求項１又は請求項２に記載の亀裂監視材（３；１６）と、前記導電層の通電状態を測定（Ｓ１１０，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１８０，Ｓ１９０；Ｓ２１０，Ｓ２４０，Ｓ２５０）する通電状態測定部（７）と、前記通電状態測定部の測定結果に基づいて前記監視対象物に発生する亀裂を評価（Ｓ１３０，Ｓ１７０，Ｓ２００；Ｓ２３０）する評価部（９）とを備える亀裂監視システム（２）である。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３に記載の亀裂監視システムにおいて、前記通電状態測定部は、前記電極層（４ｃ；１７ｂ）によって前記導電層（４ａ；１７ａ）が複数の監視領域（Ａ1〜Ａ49；Ａ1，Ａ2）に区画されているときに、前記監視領域毎に通電状態を測定（Ｓ１１０；Ｓ２１０）し、前記評価部は、前記監視領域毎の通電状態の測定結果に基づいて亀裂の発生した監視領域（Ａ1）を特定（Ｓ１３０；Ｓ２３０）することを特徴とする亀裂監視システムである。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４に記載の亀裂監視システムにおいて、前記評価部は、前記亀裂の発生した監視領域内の通電状態の測定結果に基づいてこの亀裂の進展方向を特定（Ｓ２００）することを特徴とする亀裂監視システムである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の亀裂監視システムにおいて、前記導電層は、被固定部材（１３）とこの被固定部材を固定する固定部材（１４）とが接合する接合部（１４ａ）を被覆し、前記評価部は、前記導電層に亀裂が発生したときに、この導電層の通電状態の測定結果に基づいて前記固定部材の緩みを検出（Ｓ２３０）することを特徴とする亀裂監視システムである。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６に記載の亀裂監視システムにおいて、前記評価部は、複数の前記固定部材によって前記被固定部材が固定されているときに、前記導電層の通電状態の測定結果に基づいてこれらの固定部材の緩んだ数を検出（Ｓ２７０）することを特徴とする亀裂監視システムである。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項３から請求項７までのいずれか１項に記載の亀裂監視システムにおいて、前記通電状態測定部の測定結果を補正（Ｓ１６０，Ｓ１９０；Ｓ２６０）する補正部（１０）を備え、前記評価部は、補正後の測定結果に基づいて前記亀裂を評価（Ｓ１７０，Ｓ２００；Ｓ２７０）することを特徴とする亀裂監視システムである。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項８に記載の亀裂監視システムにおいて、前記通電状態測定部は、前記電極層によって前記導電層が複数の監視領域に区画されているときに、前記監視領域毎に通電状態を測定（Ｓ１１０；Ｓ２１０）し、前記補正部は、前記導電部に亀裂が発生したときに、亀裂の発生していない監視領域（Ａ2〜Ａ49：Ａ2）の通電状態の測定結果に基づいて、亀裂の発生した監視領域（Ａ1）の通電状態の測定結果を補正（Ｓ１６０；Ｓ２６０）することを特徴とする亀裂監視システムである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によると、検査費用を節減し検査の確実性を向上させ現場施工が容易であり検知機能を長時間維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの構成図である。
鋼構造物１は、鋼材によって構成された固定構造物である。鋼構造物１は、例えば、鉄道車両が走行する線路の下部に空間を確保し列車の荷重を支持する橋梁である。亀裂監視システム２は、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ1を監視するシステムである。亀裂監視システム２は、図１に示すように、亀裂監視材３と、リード線５と、電源部６と、通電状態測定部７と、制御部８と、評価部９と、補正部１０と、通信部１１と、収容部１２とを備えている。亀裂監視システム２は、亀裂Ｃの発生が予測される鋼構造物１の部位に設置されている。
【００２５】
図２は、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の一部を破断して示す斜視図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の導電層及び電極層の平面図である。図４は、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の縦断面図である。
亀裂監視材３は、亀裂Ｃ1の発生が予測される鋼構造物１の表面に形成され、この鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ1を監視する部材である。亀裂監視材３は、図２〜図４に示すように、亀裂検出部４を備えている。亀裂監視材３は、図１に示すように、亀裂Ｃ1の発生が予測される鋼構造物１の表面に刷毛、ローラ又はスプレーなどによって塗布され形成されている。
【００２６】
亀裂検出部４は、鋼構造物１に発生した亀裂Ｃ1の位置を検出する部分であり、図２及び図４示すように導電層４ａと、防錆絶縁層４ｂと、電極層４ｃと、環境遮断層４ｄと、耐候層４ｅとを備えている。亀裂検出部４は、長期間にわたり耐久性が期待できる塗装系材料によって構成されており鋼構造物１の表面に形成されている。
【００２７】
導電層４ａは、亀裂Ｃ1の進展に応じて電気抵抗が変化する塗膜である。導電層４ａは、亀裂Ｃ1の発生が予測される鋼構造物１の防錆絶縁層４ｂの表面に面状に形成されている。導電層４ａは、図３に示すように、電極層４ｃによって複数の監視領域Ａ1，…，Ａ49に区画されており、隣接する電極層４ｃによって囲まれる領域が一つの監視領域Ａ1，Ａ2，…を形成している。導電層４ａは、例えば、導電顔料と有機樹脂とを含む導電性塗料を塗布して形成されており、導電顔料としてはカーボンブラック、グラファイト、ニッケル、銅、銀などが好ましく、有機樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アルキルシリケート樹脂などが好ましい。
【００２８】
導電層４ａの塗膜厚さは、10μm以下では現場施工によって連続した塗膜が得られないおそれがあり、100μm以上では塗装したときに垂れなどの塗膜欠陥が多く発生し、この塗膜欠陥を防止するために粘度を高くすると施工性が犠牲になるおそれがある。このため、導電層４ａの塗膜厚さは、10〜100μmが好ましく、特に30〜60μmが望ましい。導電層４ａの塗膜の物性は、引張試験による破断時の伸びが10％以下では鋼構造物１の温度差による伸縮などの他の要因によって割れるおそれがあり、30％以上では鋼構造物１の亀裂発生時やボルトの緩み時に導電層４ａが同時に破壊しないおそれがある。このため、導電層４ａの塗膜の物性は、引張試験による破断時の伸びが10〜30％であることが好ましい。導電層４ａは、体積抵抗率が1〜10Ω・cmとなり、塗布後の電極間の抵抗が200〜10000Ω、好ましく200〜2000Ωとなるように、導電顔料と有機樹脂との配合量を調整して形成されている。導電層４ａの塗料粘度は、現場で刷毛、ローラ又はスプレーなどによって塗布できる程度に調整することが好ましい。
【００２９】
防錆絶縁層４ｂは、鋼構造物１と導電層４ａとを電気的に絶縁するとともに鋼構造物１の腐食を防止する塗膜である。防錆絶縁層４ｂは、図２及び図４に示すように、鋼構造物１の表面（鋼素地）に亀裂Ｃの検知範囲を含むように広く塗布され形成されている。防錆絶縁層４ｂは、例えば、防錆顔料入りエポキシ樹脂や有機ジンクリッチペイントなどのような鋼構造物用防食塗装系に適用されている下塗り塗料である。防錆絶縁層４ｂの塗膜厚さは、30〜100μmが好ましい。
【００３０】
電極層４ｃは、導電層４ａに電流を流す塗膜である。電極層４ｃは、導電層４ａの表面に複数行及び複数列形成されており、各行及び／又は各列に複数形成されている。電極層４ｃは、導電層４ａの表面に多数点状に形成されている。電極層４ｃは、例えば、図３に示すように、１行目の電極位置Ｐ11，…，Ｐ18に等間隔で８個形成され、１列目の電極位置Ｐ11，…，Ｐ81に電極位置Ｐ11，…，Ｐ18と等間隔で８個形成されており、８行８列の電極位置Ｐ11，…，Ｐ88に合計64個形成されている。電極層４ｃは、例えば、電極位置Ｐ11，Ｐ12，Ｐ21，Ｐ22に配置された隣接する４つの電極層４ｃによって導電層４ａを一つの監視領域Ａ1に区画しており、導電層４ａを合計49個の監視領域Ａ1〜Ａ49に区画している。電極層４ｃは、導電層４ａと同一の導電性塗料を塗布して形成されており、塗膜厚さ、塗膜の物性及び塗料粘度も導電層４ａと同一である。電極層４ｃは、体積抵抗率が0.01〜1Ω・cmとなるように、導電顔料と有機樹脂との配合量を調整して形成することが好ましい。
【００３１】
環境遮断層４ｄは、導電層４ａ及び電極層４ｃを保護するとともに鋼構造物１の防食性を向上させる塗膜である。環境遮断層４ｄは、図２及び図４に示すように、導電層４ａ及び電極層４ｃを被覆するようにこれらの表面に塗布され形成されている。環境遮断層４ｄは、例えば、環境遮断性に優れたエポキシ樹脂系塗料などのような鋼構造物用防食塗装系に適用される中塗り塗料である。環境遮断層４ｄの塗膜厚さは、60〜120μmが好ましい。
【００３２】
耐候層４ｅは、環境遮断層４ｄを自然因子の作用から保護する塗膜である。耐候層４ｅは、環境遮断層４ｄを被覆するようにこの表面に耐候性塗料を塗布して形成されている。耐候層４ｅは、例えば、耐紫外線性及び耐薬品性に優れたポリウレタン樹脂やふっ素樹脂などのような鋼構造物用防食塗装系に適用される上塗り塗料である。
【００３３】
リード線５は、導電層４ａに電流を流す電線である。リード線５は、図１に示すように、一方の端部が各電極位置Ｐ11，…，Ｐ81に配置された電極層４ｃにそれぞれ取り付けられ接続されており、他方の端部が通電状態測定部７に接続されている。
【００３４】
図１に示す電源部６は、電極層４ｃに電力を供給する直流電源又は交流電源である。電源部６は、制御部８からの指令に基づいて、図３に示す各電極位置Ｐ11，…，Ｐ88に配置された電極層４ｃに電力を供給する。電源部６は、例えば、監視領域Ａ1内において行方向（横方向）で互いに対向する電極位置Ｐ11，Ｐ12間及び電極位置Ｐ21，Ｐ22に配置された電極層４ｃに電力を供給するとともに、この監視領域Ａ1内において列方向（縦方向）で互いに対向する電極位置Ｐ11，Ｐ21及び電極位置Ｐ12，Ｐ22に配置された電極層４ｃに電力を供給する。また、電源部６は、例えば、監視領域Ａ1内において斜め方向で互いに対向する電極位置Ｐ11，Ｐ22及び電極位置Ｐ12，Ｐ21に配置された電極層４ｃに電力を供給する。
【００３５】
図５は、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの通電状態測定部の測定動作を説明するための平面図である。
通電状態測定部７は、導電層４ａの通電状態を測定する抵抗測定器などである。通電状態測定部７は、制御部８からの指令に基づいて、監視領域Ａ1〜Ａ49毎に通電状態を測定する。通電状態測定部７は、電源部６に接続されており、電源部６からの電力を各電極位置Ｐ11，…，Ｐ81に配置された電極層４ｃに供給する。通電状態測定部７は、例えば、図５に示すように、監視領域Ａ1に亀裂Ｃ1が発生したときには、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の導電層４ａの電気抵抗を測定するとともに、亀裂Ｃ1の発生していない監視領域Ａ2，…，Ａ49のうち少なくとも一つの電気抵抗を測定する。
【００３６】
図１に示す制御部８は、亀裂監視システム２の種々の動作を制御する中央処理部(CPU)である。制御部８は、電源部６に電力の供給を指令したり、通電状態測定部７に通電状態の測定を指令したり、通電状態測定部７の測定結果を補正部１０に送信してこの補正部１０にこの測定結果を補正させたり、補正部１０の補正結果を評価部９に送信してこの評価部９に亀裂Ｃ1を評価させたり、評価部９の評価結果を通信部１１から送信させたりする。制御部８には、電源部６と、通電状態測定部７と、評価部９と、補正部１０と、通信部１１とが接続されている。
【００３７】
評価部９は、通電状態測定部７の測定結果に基づいて鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ1を評価する部分である。評価部９は、図３に示すように、監視領域Ａ1〜Ａ49毎の通電状態の測定結果に基づいて、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1を特定したり亀裂Ｃ1の規模を評価したりする。また、評価部９は、例えば、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1内の通電状態の測定結果に基づいてこの亀裂Ｃ1の進展方向を特定する。評価部９は、通電状態測定部７の測定結果を補正部１０が補正したときには、補正後の測定結果に基づいて亀裂Ｃ1を評価する。
【００３８】
補正部１０は、通電状態測定部７の測定結果を補正する部分である。補正部１０は、外気温による変化や経年による特性変化などの影響を受けたときに、通電状態測定部７の測定結果を補償する。補正部１０は、図５に示すように、監視領域Ａ1内の導電層４ａに亀裂Ｃ1が発生したときに、亀裂Ｃ1の発生していない監視領域Ａ2，…，Ａ49の通電状態の測定結果に基づいて、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の通電状態の測定結果を補正する。
【００３９】
図１に示す通信部１１は、評価部９の評価結果を送信する部分である。通信部１１は、制御部８が出力する評価情報を図示しない中央監視室内の送受信機に有線又は無線により送信したり、この中央監視室内の送受信機からの評価情報の送信指令を受信したりする送受信機などである。
【００４０】
収容部１２は、電源部６、通電状態測定部７、制御部８、評価部９及び補正部１０を収容する部分である。収容部１２には、リード線５が引き込まれており図示しない接続端子にこれらが接続されている。収容部１２は、図１に示すように、電源部６及び通電状態測定部７などをユニット化した状態で収容しており、鋼構造物１の表面に取り付けられ固定されている。
【００４１】
次に、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムにおける亀裂監視材の製造方法を説明する。
鋼構造物１では限定された範囲内で亀裂Ｃ1の発生が予測されるがこの亀裂Ｃ1の起点を特定できない場合がある。例えば、図１〜図５に示すように、鋼構造物１の限定された範囲内で亀裂Ｃ1の発生が予測される場合には、鋼構造物１の塗替え塗装時にこの範囲を含む鋼構造物１の表面に防錆絶縁塗料を塗布し、防錆絶縁層４ｂを形成する。次に、防錆絶縁層４ｂの表面に導電性塗料を面状に塗布して導電層４ａを形成する。その後に、例えば、電極位置Ｐ11〜Ｐ88に対応する部分に貫通孔が形成されたフィルムを導電層４ａの表面に貼り付けて、このフィルムの表面から導電性塗料を塗布する。そして、このフィルムを導電層４ａから剥離して、電極位置Ｐ11〜Ｐ49に電極層４ｃを多数点状に形成する。次に、各電極位置Ｐ11〜Ｐ49に配置された電極層４ｃにそれぞれリード線５を接続して、導電層４ａ及び電極層４ｃの表面に環境遮断性を有する塗料を帯状に塗布し環境遮断層４ｄを形成する。その後に、環境遮断層４ｄの表面に耐候性塗料を面状に塗布して耐候層４ｅを形成し、鋼構造物１の表面に亀裂監視材３を形成する。最後に、鋼構造物１の表面に収容部１２を固定して、リード線５が収容部１２の接続端子に接続される。
【００４２】
次に、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの動作を説明する。
図６は、この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの動作を説明するためのフローチャートである。
ステップ（以下Ｓという）１００において、電源がONする。図１に示す制御部８が電源部６に電力の供給を指令すると、図３に示す各電極位置Ｐ11〜Ｐ88に配置された電極層４ｃに電源部６が電力を供給し、導電層４ａに電流が流れる。
【００４３】
Ｓ１１０において、監視領域Ａ1〜Ａ49毎に通電状態が測定される。図１に示す制御部８が通電状態測定部７に通電状態の測定開始を指令すると、図２に示す監視領域Ａ1〜Ａ49毎に導電層４ａの通電状態の変化を通電状態測定部７が測定して測定結果を制御部８に送信する。
【００４４】
Ｓ１２０において、通電状態が変化したか否かが評価される。通電状態測定部７の測定結果を制御部８が評価部９に送信すると、監視領域Ａ1〜Ａ49毎に電気抵抗の変化を評価部９が評価する。図５に示すように、監視領域Ａ1に亀裂Ｃ1が発生すると、亀裂監視材３が部分的に破断して亀裂監視材３に亀裂Ｃ1が発生し、監視領域Ａ1の電気抵抗の変化量が大きくなる。通電状態が変化したときにはＳ１３０に進み、通電状態が変化していないときには通電状態が変化するまで判断を繰り返す。
【００４５】
Ｓ１３０において、亀裂発生領域が評価される。図５に示すように、導電層４ａの監視領域Ａ1内に亀裂Ｃ1が発生してこの亀裂Ｃ1がさらに成長し進展すると、監視領域Ａ1内の電気抵抗の変化量が監視領域Ａ2，…，Ａ49内の電気抵抗の変化量に比べて大きくなる。このため、各監視領域Ａ1〜Ａ3内の導電層４ａの電気抵抗を通電状態測定部７がそれぞれ測定して、各監視領域Ａ1〜Ａ49内の電気抵抗の変化を評価部９が評価する。その結果、電気抵抗の変化が最も大きい監視領域Ａ1内に亀裂Ｃ1が発生したことが評価部９によって評価されて亀裂Ｃ1の発生位置が特定される。
【００４６】
Ｓ１４０において、亀裂Ｃ1の発生していない監視領域Ａ2，…の抵抗値が測定される。導電層４ａや電極層４ｃが外気温の変化や経年による特性の変化などの影響を受ける場合には、通電状態測定部７の測定結果を補償する必要がある。このため、図５に示すように、監視領域Ａ1内の導電層４ａに亀裂Ｃ1が発生したときには、この監視領域Ａ1以外の監視領域Ａ2，…，Ａ49のうち少なくとも一つの電気抵抗の測定値を通電状態測定部７が測定してこの測定結果を制御部８に送信し、制御部８がこの測定結果を補正部１０に送信する。
【００４７】
Ｓ１５０において、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の抵抗値が測定される。通電状態測定部７が監視領域Ａ1内の抵抗値を測定してこの測定結果を制御部８に送信し、制御部８がこの測定結果を補正部１０に送信する。
【００４８】
Ｓ１６０において、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の抵抗値が補正される。監視領域Ａ2，…，Ａ49のうち少なくとも一つの電気抵抗の測定値の初期値からの変化量（外気温の変化や経年による影響値）を補正部１０が演算する。その結果、監視領域Ａ1内の電気抵抗の測定値からこの変化量を補正部１０が減算することで温度や材質の変化が補償される。補正後の測定結果を補正部１０が制御部８に送信すると、この補正後の測定結果を制御部８が評価部９に送信する。
【００４９】
Ｓ１７０において、亀裂長さが評価される。補正部１０が補正した補正後の抵抗値の変化量に基づいて、外気温の変化や経年による変化に影響されない実際の亀裂Ｃ1の長さが評価部９によって評価される。
【００５０】
Ｓ１８０において、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の縦横斜め方向の電極間抵抗が測定される。監視領域Ａ1内の横方向（行方向）において互いに対向する電極位置Ｐ11，Ｐ12間及び電極位置Ｐ21，Ｐ22間の電気抵抗を通電状態測定部７が測定する。また、監視領域Ａ1内の縦方向（列方向）において互いに対向する電極位置Ｐ11，Ｐ21間及び電極位置Ｐ12，Ｐ22間の電気抵抗を通電状態測定部７が測定する。さらに、監視領域Ａ1内の斜め方向において互いに対向する電極位置Ｐ11，Ｐ22間及び電極位置Ｐ12，Ｐ21間の電気抵抗を通電状態測定部７が測定する。通電状態測定部７がこれらの電気抵抗を測定してこの測定結果を制御部８に送信すると、制御部８がこの測定結果を補正部１０に送信する。
【００５１】
Ｓ１９０において、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の縦横斜め方向の電極間抵抗が補正される。監視領域Ａ2，…，Ａ49のうち少なくとも一つの電気抵抗の測定値の初期値からの変化量を、監視領域Ａ1内の縦横斜め方向の電極間抵抗の測定値から補正部１０が減算して補正する。補正後の測定結果を補正部１０が制御部８に送信すると、この補正後の測定結果を制御部８が評価部９に送信する。
【００５２】
Ｓ２００において、亀裂進展方向が評価される。一般に、電極間に亀裂Ｃ1が発生したときに、亀裂Ｃ1の進展方向と同一方向では電気特性の変化が小さく、亀裂Ｃ1の進展方向と直交する方向では電気特性の変化が大きくなる。例えば、図５に示すような方向に亀裂Ｃ1が発生した場合には、亀裂Ｃ1の進展方向と同一方向の電極位置Ｐ11，Ｐ21間及び電極位置Ｐ12，Ｐ22間の電気抵抗の変化は小さく、亀裂Ｃ1の進展方向と交差する方向の電極位置Ｐ11，Ｐ12間及び電極位置Ｐ21，Ｐ22間の電気抵抗の変化は大きくなる。このため、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の縦横斜め方向の電極間抵抗の測定結果に基づいて、亀裂Ｃ1の進展方向を評価部９が評価する。
【００５３】
Ｓ２１０において、評価結果が送信される。亀裂Ｃ1の発生位置、亀裂長さ及び亀裂進展方向を評価部９が評価情報として制御部８に送信すると、この評価情報を制御部８が通信部１１に送信し、図示しない中央監視室にこの評価情報を通信部１１が送信する。
【００５４】
Ｓ２２０において、許容亀裂長さに亀裂Ｃ1が到達したか否かが評価される。例えば、表１に示すように、下フランジに亀裂Ｃ1が発生した場合には、許容亀裂長さ20mmにこの亀裂Ｃ1が達したときに鋼構造物１が直ちに補強が必要な状態になる。このため、通電状態測定部７の測定結果に基づいて許容亀裂長さに亀裂Ｃ1が到達したか否かを評価部９が評価する。許容亀裂長さに亀裂Ｃ1が到達したときにはＳ２３０に進み、許容亀裂長さに亀裂Ｃ1が到達していないときにはＳ１１０に戻り監視領域Ａ1〜Ａ49毎に通電状態の測定を繰り返す。
【００５５】
Ｓ２３０において、評価結果が送信される。鋼構造物１に直ちに補強が必要であるという評価結果を評価部９が評価情報として制御部８に送信するとこの評価情報を制御部８が通信部１１に送信して、図示しない中央監視室にこの評価情報を通信部１１が送信する。
【００５６】
この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システム及び亀裂監視材には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ1の位置を亀裂検出部４が検出する。その結果、鋼構造物１の疲労亀裂のような鋼構造物１の健全性に影響する重大な変状が発生したときに、この変状の発生領域を検出することができるため、目視検査による不確実性を解消することができる。
【００５７】
(2) この第１実施形態では、亀裂検出部４が塗料を塗布して形成されている。このため、例えば、鋼構造物１の塗替え塗装工事に合わせて導電性塗料を塗布して導電層４ａ及び電極層４ｃを簡単に形成することができる。その結果、屋外や現場で容易に施工することができるとともに、検査のためだけに足場を架設する必要がなくなり経費を節減することができる。
【００５８】
(3) この第１実施形態では、亀裂の進展に応じて電気抵抗が変化する導電層４ａの表面に、この導電層４ａに電流を流す電極層４ｃが複数行及び複数列形成されている。その結果、亀裂Ｃ1の長さや進展方向などの鋼構造物１の変状を検査通路などの遠隔地から電気抵抗の変化として検出することができる。
【００５９】
(4) この第１実施形態では、電極層４ｃが各行及び／又は各列に複数形成されている、その結果、亀裂Ｃ1の発生が予測される導電層４ａが多数の細かな監視領域Ａ1〜Ａ49に区画されるため、亀裂Ｃ1の発生領域を高精度に検出することができるとともに、この亀裂Ｃ1の長さや進展方向を高精度に検出することができる。
【００６０】
(5) この第１実施形態では、電極層４ｃによって導電層４ａが複数の監視領域Ａ1〜Ａ49に区画されており、隣接する電極層４ｃによって囲まれる領域が一つの監視領域Ａ1を形成する。その結果、いずれの監視領域Ａ1〜Ａ49内に亀裂Ｃ1が発生したかを容易に検出することができる。
【００６１】
(6) この第１実施形態では、通電状態測定部７の測定結果に基づいて鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ1を評価部９が評価するため、通電状態の変化に基づいて鋼構造物１に発生する亀裂Ｃ1の長さや進展方向を簡単に検出することができる。
【００６２】
(7) この第１実施形態では、監視領域Ａ1〜Ａ49毎の通電状態測定部７の測定結果に基づいて亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1を評価部９が特定するため、亀裂Ｃ1の発生位置を検出することができる。
【００６３】
(8) この第１実施形態では、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1内の通電状態の測定結果に基づいてこの亀裂Ｃ1の進展方向を評価部９が特定するため、亀裂Ｃ1の成長を監視することができる。
【００６４】
(9) この第１実施形態では、通電状態測定部７の測定結果を補正部１０が補正し、補正後の測定結果に基づいて亀裂Ｃ1を評価部９が評価するため、外気温の変化や経年による特性の変化などの影響を補償することができる。
【００６５】
(10) この第１実施形態では、導電層４ａに亀裂Ｃ1が発生したときに、亀裂Ｃ1の発生していない監視領域Ａ2，…，Ａ49の通電状態の測定結果に基づいて、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の通電状態の測定結果を補正部１０が補正する。その結果、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1内の電気特性に含まれる外気温や材料特性の変化分を考慮して、監視領域Ａ1内の測定値を補正することができる。
【００６６】
（第２実施形態）
図７は、この発明の第２実施形態に係る亀裂監視システムの構成図である。図８は、この発明の第２実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の縦断面図である。以下では、図１に示す部分と同一の部分については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図７及び図８に示す添接板１３は、鋼構造物１を構成する鋼部材同士を突き合わせて接合するときに、この突き合わせ部の側面に接合する継手用の鋼板である。ボルト１４は、鋼構造物１に添接板１３を固定する固定部材である。ボルト１４は、例えば、図７に示すように、等間隔に１列当たり７本で３列（７行３列）にわたり合計２１本配置されている。図８に示す周縁部１４ａは、ボルト１４と添接板１３とが接合する接合部であり、ボルト１４の座面の縁部と添接板１３とが接触する部分である。
【００６７】
防錆絶縁層１５は、鋼構造物１及び添接板１３と亀裂監視材１６とを電気的に絶縁するとともに、鋼構造物１及び添接板１３の腐食を防止する層である。防錆絶縁層１５は、図２及び図４に示す防錆絶縁層４ｂと同一の下塗り塗料であり、防錆絶縁層４ｂの塗膜厚さと同一である。防錆絶縁層１５は、添接板１３及びボルト１４の表面に塗布され形成されており周縁部１４ａを被覆している。
【００６８】
亀裂監視材１６は、亀裂Ｃ1の発生が予測される防錆絶縁層１５の表面に形成され、この防錆絶縁層１５に発生する亀裂Ｃ1を監視する部材である。亀裂監視材１６は、図８に示すように、亀裂検出部１７を備えており、この亀裂検出部１７は図２〜図５に示す導電層４ａなどとそれぞれ同一の塗料であり塗膜厚さも同一である導電層１７ａと、電極層１７ｂと、環境遮断層１７ｃと、耐候層１７ｄとを備えている。導電層１７ａは、防錆絶縁層１５の表面に塗布され形成されており周縁部１４ａを被覆している。電極層１７ｂは、図７に示すように、隣接する６つの電極層１７ｂによって導電層１７ａを一つの監視領域Ａ1に区画している。電極層１７ｂは、１行目の電極位置ＰH1及び２行目の電極位置ＰH1にそれぞれ１個形成され、１列目の電極位置ＰV11，ＰV21及び２列目の電極位置ＰV12，ＰV22に等間隔でそれぞれ２個形成されており、２行２列にわたり合計６個形成されている。
【００６９】
次に、この発明の第２実施形態に係る亀裂監視システムの動作を説明する。
図９は、この発明の第２実施形態に係る亀裂監視システムの動作を説明するためのフローチャートである。以下では、図６に示す処理と同一の処理を実行するステップについては詳細な説明を省略する。
Ｓ２００において、電源部６がONする。図７に示すように、行方向（横方向）で互いに対向する電極位置ＰV11，ＰV12間及び電極位置ＰV21，ＰV22間に配置された電極層４ｃに電源部６が電力を供給するとともに、列方向（縦方向）で互いに対向する電極位置ＰH1，ＰH2に配置された電極層４ｃに電源部６が電力を供給する。また、斜め方向で互いに対向する電極位置ＰH1，ＰV11、電極位置ＰH1，ＰV21、電極位置ＰH1，ＰV12及び電極位置ＰH1，ＰV22などに配置された電極層４ｃに電源部６が電力を供給する。
【００７０】
Ｓ２２０において、監視領域Ａ1，Ａ2毎に通電状態が測定される。例えば、監視領域Ａ1内の行方向の電極位置ＰV11，ＰV12間及び電極位置ＰV21，ＰV22間の電気抵抗を通電状態測定部７が測定するとともに、監視領域Ａ1内の列方向の電極位置ＰH1，ＰH2間の電気抵抗を通電状態測定部７が測定する。また、例えば、監視領域Ａ1内の斜め方向の電極位置ＰH1，ＰV11間、電極位置ＰH1，ＰV21間、電極位置ＰH1，ＰV12間及び電極位置ＰH1，ＰV22間などの電気抵抗を通電状態測定部７が測定する。
【００７１】
Ｓ２３０においてボルト１４の緩み箇所が評価される。図７及び図８に示すように、ボルト１４が緩むとこれらのボルト１４の周縁部１４ａの塗膜が破壊される。その結果、監視領域Ａ2の電気抵抗の変化量に比べて監視領域Ａ1の電気抵抗の変化量が大きくなるため、監視領域Ａ1，Ａ2毎の通電状態の測定結果に基づいて、ボルト１４が緩み亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1を評価部９が特定する。
【００７２】
Ｓ２４０において、亀裂Ｃ1の発生していない監視領域Ａ1の電気抵抗が測定され、Ｓ２５０において亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ2の電気抵抗を通電状態測定部７が測定する。そして、Ｓ２６０において、亀裂Ｃ1の発生していない監視領域Ａ2の通電状態の測定結果に基づいて、亀裂Ｃ1の発生した監視領域Ａ1の通電状態の測定結果を補正部１０が補正して、外気温による変化や経年による特性変化などの影響が補償される。
【００７３】
Ｓ２７０において、緩んだボルト１４の本数が評価される。監視領域Ａ1内で１本のボルト１４が緩んだときの通電状態の測定結果から、監視領域Ａ1内で全てのボルト１４が緩んだときの通電状態の測定結果までを、基準データとして評価部９が記憶している。このため、監視領域Ａ1内に亀裂Ｃ1が発生したときの通電状態の測定結果とこの基準データとに基づいて、監視領域Ａ1内で緩んだボルト１４の本数を評価部９が特定する。
【００７４】
Ｓ２９０において、許容本数に到達したか否かが評価される。表１に示すように、主桁添接ボルトの緩みが一群の30％に達したときには、鋼構造物１が直ちに補強が必要な状態になる。例えば、20〜100本を超える数で構成された添接部の一群のボルトの場合には、30％に相当する６〜30本が許容されるボルトの緩みとなる。このため、図７に示す全部で21本のボルト１４の30％に相当する許容本数６本に、緩んだボルト１４の本数が到達したか否かを、通電状態測定部７の測定結果に基づいて評価部９が評価する。
【００７５】
この発明の第２実施形態には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、添接板１３とボルト１４とが接合する周縁部１４ａを導電層４ａが被覆し、この導電層４ａに亀裂Ｃ1が発生したときにこの導電層４ａの通電状態の測定結果に基づいて評価部９がボルト１４の緩みを検出する。このため、ボルト１４の緩みのような鋼構造物１の健全性に影響する重大な変状を検出することができる。
【００７６】
(2) この第２実施形態では、複数のボルト１４によって添接板１３が固定されているときに、導電層１７ａの通電状態の測定結果に基づいてこれらのボルト１４の緩んだ数を評価部９が検出する。その結果、鋼構造物１の変状を常時監視して鋼構造物１に重大な変状が発生するのを未然に防止することができる。
【実施例】
【００７７】
次に、この発明の実施例を説明する。
（抵抗測定実験）
図１０は、この発明の実施例に係る亀裂検出用塗膜の抵抗測定実験の構成図であり、図１０（Ａ）は平面図であり、図１０（Ｂ）は正面図である。
図１０に示す亀裂検出用塗膜１８は、亀裂の発生が予測される検出対象物に塗布されこの検出対象物の亀裂を検出する塗膜である。亀裂検出用塗膜１８は、厚さ3mmの基板の表面に長さＬ＝1800mm、幅Ｗ＝900mmにわたり亀裂検出用塗料を面状に厚さｔ＝0.06mmで塗布して形成されており、亀裂の発生に応じて電気抵抗が変化する。亀裂検出用塗膜１８は、導電顔料としてカーボンブラックを含み、有機材料として液状エポキシを含む樹脂／顔料割合が500%の亀裂検出用塗料を塗布して形成されている。電極１９は、亀裂検出用塗膜１８に電流を流す部分であり、亀裂検出用塗膜１８の短辺から距離Ｌ1＝400mm、長辺から距離Ｌ2＝225mmの位置に、縦方向の間隔Ｄ1＝225mm及び横方向の間隔Ｄ2＝500mmで形成されている。図１０に示す亀裂検出用塗膜１８の中央に亀裂Ｃを導入して各電極１９間の電気抵抗を測定した。
【００７８】
図１１は、この発明の実施例に係る亀裂検出用塗膜の亀裂長さと抵抗値の増加量との関係を示すグラフである。
図１１に示す横軸は、亀裂検出用塗膜１８の短辺の長さ(mm)に対する亀裂長さ(mm)の比であり、縦軸は電極間の抵抗増加量(Ω)である。ここで、図１１に示すαは、図１０に示す電極位置ＰI，Ｐi間及び電極位置ＰIII，Ｐiii間の抵抗増加量の平均値である。βは、電極位置ＰII，Ｐi間、電極位置ＰII，Ｐiii間、電極位置ＰI，Ｐii間及び電極位置ＰIII，Ｐii間の抵抗増加量の平均値である。γは、電極位置ＰI，Ｐiii間及び電極位置ＰIII，Ｐi間の抵抗増加量の平均値である。図１１に示すように、亀裂Ｃの進展方向と同一方向で互いに対向する電極位置ＰA，ＰB間では亀裂Ｃの大きさに関わらず抵抗値増加量に変化がない。一方、亀裂Ｃの進展方向と交差する方向で互いに対向する電極位置ＰII，Ｐii間などでは亀裂Ｃが大きくなるほど抵抗変化量も大きくなる。その結果、亀裂Ｃの進展方向と交差する方向に配置された電極位置ＰII，Ｐii間などの抵抗値の変化を検出することで亀裂Ｃの発生とこの亀裂Ｃの長さを検出することができるとともに、亀裂Ｃの進展方向を検出することができる。
【００７９】
（実施例１）
図１２は、この発明の実施例１に係る亀裂検出用塗料の樹脂／顔料割合と体積抵抗率との関係を示すグラフである。
図１２に示す横軸は、樹脂／顔料割合(wt%)であり、縦軸は体積抵抗率（固有抵抗率)(Ω・cm)である。ここで、樹脂／顔料割合は、顔料の質量に対する樹脂の質量の割合を示し、数値が小さいほど樹脂量の少ない塗膜であることを示す。実施例１は、導電顔料としてカーボンブラック（電気化学工業（株）製、商品名：デンカブラック）を含み、有機材料として液状エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、商品名：エピクロン）を含む亀裂検出用塗料である。
【００８０】
【表２】
2008191169.tif 000004
【００８１】
表２は、カーボンブラック／液状エポキシ樹脂の体積抵抗率の測定結果を示す。実施例１は、図１２及び表２に示すように、樹脂含有量が低下すると体積抵抗率が小さくなり導電性が向上している。図１〜図５に示す導電層４ａや図７及び図８に示す導電層１７ａとして実施例１の亀裂検出用塗料を使用する場合には、体積抵抗率が1〜10Ω・cm程度になるように、導電顔料の質量に対する有機樹脂の質量を300〜700wt％程度に調整することが望ましい。
【００８２】
（実施例２）
図１３は、この発明の実施例２に係る亀裂検出用塗料の樹脂／顔料割合と体積抵抗率との関係を示すグラフである。
図１３に示す横軸は、樹脂／顔料割合(wt%)であり、縦軸は体積抵抗率(mΩ・cm)である。実施例２は、導電顔料としてニッケル粉（関東化学（株）製の試薬）を含み、有機材料として液状エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、商品名：エピクロン）を含む亀裂検出用塗料である。
【００８３】
【表３】
2008191169.tif 000005
【００８４】
表３は、ニッケル粉／液状エポキシ樹脂の体積抵抗率の測定結果を示す。実施例２は、図１３及び表３に示すように、実施例１と同様に樹脂含有量が低下すると体積抵抗率が小さくなり導電性が向上している。図１〜図５に示す電極層４ｃや図７及び図８に示す電極層１７ｂとして実施例２の亀裂検出用塗料を使用する場合には、体積抵抗率が0.01〜0.04Ω・cm程度になるように、導電顔料の質量に対する有機樹脂の質量を20〜80wt％程度に調整することが望ましい。
【００８５】
(他の実施形態)
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、監視対象物として鋼構造物１を例に挙げて説明したが、コンクリート構造物などの他の構造物についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、８行８列の電極層４ｃによって49個の監視領域Ａ1〜Ａ49に導電層４ａを区画した場合を例に挙げて説明したがこれに限定するものではなく、任意の数の電極層によって任意の数の監視領域に導電層を区画することもできる。さらに、この実施形態では、固定部材としてボルト１４を例に挙げて説明したがこれに限定するものではなく、リベットなどの他の固定部材の破断によって防錆絶縁層１５に亀裂Ｃ1が発生する場合についてもこの発明を適用することができる。
【００８６】
(2) この実施形態では、各電極層４ｃ，１７ｂにリード線５を接続しているが、リード線や電極層が予めパターン化されて形成されたフィルムを導電層４ａ，１７ａの表面に貼り付けて電極層を形成することもできる。また、この実施形態では、樹脂自体が液状である液状エポキシ樹脂によって亀裂検出用塗料を製造する場合を例に挙げて説明したが、液状エポキシ樹脂に比べて分子量が高く常温で固体である固形エポキシ樹脂によって亀裂検出用塗料を製造することもできる。さらに、この実施形態では、ニッケル粉によって亀裂検出用塗料を製造する場合を例に挙げて説明したがこれに限定するものではない。例えば、酸化物によって表面が覆われたニッケル粉以外の他の金属顔料であっても、樹脂中で粉砕することで導電性塗膜を形成できる場合には、このような他の金属顔料によって亀裂検出用塗料を製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの構成図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の一部を破断して示す斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の導電層及び電極層の平面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の縦断面図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの通電状態測定部の測定動作を説明するための平面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る亀裂監視システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の第２実施形態に係る亀裂監視システムの構成図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係る亀裂監視システムの亀裂監視材の縦断面図である。
【図９】この発明の第２実施形態に係る亀裂監視システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】この発明の実施例に係る亀裂検出用塗膜の抵抗測定実験の構成図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図である。
【図１１】この発明の実施例に係る亀裂検出用塗膜の亀裂長さと抵抗値の増加量との関係を示すグラフである。
【図１２】この発明の実施例１に係る亀裂検出用塗料の樹脂／顔料割合と体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【図１３】この発明の実施例２に係る亀裂検出用塗料の樹脂／顔料割合と体積抵抗率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
１  鋼構造物（監視対象物）
２  亀裂監視システム
３  亀裂監視材
４  亀裂検出部
４ａ  導電層
４ｂ  防錆絶縁層
４ｃ  電極層
４ｄ  環境遮断層
４ｅ  耐候層
５  リード線
６  電源部
７  通電状態測定部
８  制御部
９  評価部
１０  補正部
１１  通信部
１２  収容部
１３  添接板（被固定部材）
１４  ボルト（固定部材）
１４ａ  周縁部（接合部）
１５  防錆絶縁層（監視対象物）
１６  亀裂監視材
１７  亀裂検出部
１７ａ  導電層
１７ｂ  電極層
１７ｃ  環境遮断層
１７ｄ  耐候層
１８  亀裂検出塗膜
１９  電極
Ａ1〜Ａ49  監視領域
Ｃ1  亀裂
Ｐ11〜Ｐ88  電極位置
ＰH1，ＰH2  電極位置
ＰV11，ＰV12，ＰV21，ＰH22  電極位置
【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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