(57)【要約】【課題】 ひび割れ部にコンクリート補修材を注入し、その充填挙動を超音波の直角解析 法を採用して測定できるようにした補修材のひび割れ注入深さの測定方法を提供する。【解決手段】  測定対象コンクリート１１に形成されたひび割れ１３を基準位置ｃとし、当該基準位置ｃから超音波送信子３と超音波受信子５とをほぼ当距離に配置し、超音波処理装置９から超音波送信子３を励振し超音波受信子５からの電気的検出信号を超音波処理装置９に取り込み超音波処理装置９による波形回析を可能としてひび割れ深さ得ておく。 つぎに、超音波送信子３と超音波受信子５とを、基準位置ｃから前記測定工程で得たひ び割れ深さを基にした所定の距離に配置し、超音波処理装置９から超音波送信子３を励振し超音波受信子５からの電気的検出信号を超音波処理装置９に取り込み超音波処理装置９による回析を可能として補修材の注入深さを測定する。【選択図】        図１
2005098842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象コンクリートに超音波を送り込める超音波送信子と、
前記測定対象コンクリートから超音波信号を検出して電気的検出信号に変換するの超音波受信子と、
前記超音波送信子を励振して超音波を発生させるとともに前記超音波受信子からの電気検出信号を基に波形回析を可能とする超音波処理装置とからなる深さ測定装置を用い回析法を適用することにより、前記測定対象コンクリートのひび割れに補修材を注入する際の深さを測定できる方法であって、
測定対象に形成されたひび割れを基準位置とし、当該基準位置から前記超音波送信子と前記超音波受信子とをほぼ当距離に配置し、前記超音波処理装置から前記超音波送信子を励振し前記超音波受信子からの電気的検出信号を前記超音波処理装置に取り込み前記超音波処理装置による波形回析を可能としてひび割れ深さを得る第１の測定工程と、
前記超音波送信子と前記超音波受信子とを、前記当該基準位置から前記第１の測定工程で得たひび割れ深さを基にした所定の距離に隔離して配置し、前記超音波処理装置から前記超音波送信子を励振し前記超音波受信子からの電気的検出信号を前記超音波処理装置に取り込み前記超音波処理装置による波形回析を可能とすることにより、前記補修材の注入深さを測定する第２の測定工程と、
を備えたことを特徴とする補修材のひび割れ注入深さの測定方法。
【請求項２】
前記ひび割れ深さや補修材の注入深さの測定、前記第１の測定工程および前記第２の測定工程で使用する周波数は、１［ｋＨｚ］〜２８［ｋＨｚ］〜１０００［ｋＨｚ］であること を特徴とする請求項１記載の補修材のひび割れ注入深さの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート内に発生したひび割れに対して補修材を注入した際の補修材の注入深さを超音波回析法により測定可能にしたコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法に関する。
さらに詳細には、本発明は、被試験コンクリートに超音波を送り込み、その反射波を受信して解析可能とし、かつ、超音波送出位置および反射波受信位置の情報と、当該反射波が持つ情報とを基に被測定コンクリート内のひび割れに補修材を注入する際の補修材注入挙動を測定可能にしたコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル、ダム、橋梁、各種建築物などの長年経過したコンクリート構造物は、保守管理、補修、補強、余寿命の推定などが行われている。例えば、コンクリート構造物の表面や内部に発生したひび割れ深さや剥離寸法の測定には、現状では、主に、放射透過試験  （非特許文献１参照）、レーダ法試験（非特許文献２参照）、赤外線サーモグラフィ試験（非特許文献３参照）、あるいは、超音波探傷試験（非特許文献４、５参照）など各種非破壊試験が利用されている。
前述した各種非破壊試験で計測されたコンクリート内のひび割れ部や剥離部の補修・補強には、コンクリート補修材をひび割れ部などに注入して、構造物の延命を施すことになる。
【０００３】
【非特許文献１】大塚浩司、森賦夫、「Ｘ線造影撮影による鉄筋コンクリートの内部ひび割れ検出」、土木学会年次学術後援概要集第５部、４３巻、１４頁〜１５頁。
【非特許文献２】Ｈａｌａｂｅ  Ｕ．Ｂ、Ｃｈａｎｄａｋａｒ  Ｖ、Ｓａｍｉ  Ｚ、「ＡＣＩ  Ｍａｔｅｒ」、Ｖｏｌ．４７，・１０、３９６頁〜４０８頁。
【特許文献３】坂上隆英、込山貴仁、「赤外線サーモグラフィによるコンクリートの非破壊検査」、非破壊検査、４７−１０、７４２頁〜７４８頁。
【特許文献４】山口哲夫、「超音波法によるコンクリートひび割れ深さの測定」、非破壊検査、４７−９、６３９頁〜４０８頁。
【特許文献５】山口哲夫、丸茂文雄、山口達夫、岡村憲一、「超音波の直角回析 法によるコンクリートのひび割れ深さの測定」、非破壊検査、４５−１０、７４２頁〜７４８頁。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の非破壊試験では、ひび割れの深さを測定することは可能であるものの、コンクリート補修材がひび割れ部分や剥離部にどの程度注入されているか検出することができなかった。
そこで、本発明では、上述した従来技術の不都合を解消し、ひび割れ部にコンクリート補修材を注入し、その充填挙動を超音波の直角回析法を採用して測定できるようにしたコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係る回析法によるコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法は、測定対象コンクリートに超音波を送り込める超音波送信子と、前記測定対象コンクリートから超音波信号を検出して電気的検出信号に変換するの超音波受信子と、前記超音波送信子を励振して超音波を発生させるとともに前記超音波受信子からの電気検出信号を基に波形回析を可能とする超音波処理装置とからなる深さ測定装置を用い回析法を適用することにより、前記測定対象コンクリートのひび割れに補修材を注入する際の深さを測定できる方法であって、測定対象に形成されたひび割れを基準位置とし、当該基準位置から前記超音波送信子と前記超音波受信子とをほぼ等距離に配置し、前記超音波処理装置から前記超音波送信子を励振し前記超音波受信子からの電気的検出信号を前記超音波処理装置に取り込み前記超音波処理装置による波形回析を可能としてひび割れ深さを得る第１の測定工程と、前記超音波送信子と前記超音波受信子とを、前記当該基準位置から前記第１の測定工程で得たひび割れ深さを基にした所定の距離に隔離して配置し、前記超音波処理装置から前記超音波送信子を励振し前記超音波受信子からの電気的検出信号を前記超音波処理装置に取り込み前記超音波処理装置による波形回析を可能とすることにより、前記コンクリート補修材の注入深さを測定する第２の測定工程と、を備えたことを特徴とするものである。
本願請求項２の発明では、前記本願請求項１に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法において、前記ひび割れ深さや補修材の注入深さの測定、前記第１の測定工程および前記第２の測定工程で使用する周波数は、１［ｋＨｚ］〜２８［ｋＨｚ］〜１０００［ｋＨｚ］であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ひび割れの発生している被試験コンクリートに超音波を送り込み、その反射波を受信して解析可能とするとともに、超音波送出位置および反射波受信位置の情報と、当該反射波が持つ情報とを基に被測定コンクリート内のひび割れにコンクリート補修材を注入する際の補修材注入挙動を測定可能にしたので、次のような効果がある。
【０００７】
（１）被測定コンクリート内のひび割れに注入される補修材の注入深さを確実かつ高信頼性で測定できるという利点がある。
（２）測定操作が極めて簡単でかつ測定結果の信頼性が高い。
（３）複雑な装置や高価な測定装置を必要とせずに、安価でかつ確実に測定が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１ないし図７は、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法を説明するための図である。これらの図を用いて、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、まず、当該形態に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法に使用されるひび割れ深さ測定装置を説明することにする。
【０００９】
図１は、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法を実現するために使用される深さ測定装置を示すブロック図である。
この図１において、上記深さ測定装置１は、大別して、超音波送信子３と、超音波受信子５と、素子移動手段７と、超音波処理装置９とから構成されている。
これらの接続状態や機械的な構造関係をさらに説明すると、前記前記超音波送信子３は前記超音波処理装置９に接続されており、前記超音波処理装置９によって超音波励振されるようになっている。前記超音波受信子５は前記超音波処理装置９に接続されており、前記超音波受信子５で検出した電気的検出信号を超音波処理装置９に入力できるようになっている。
【００１０】
前記超音波送信子３および前記超音波受信子５は前記素子移動手段７に機械的に固定されており、前記素子移動手段７によって前記超音波送信子３および前記超音波受信子５が図示左右対象に移動可能になっている。前記素子移動手段７は、前記超音波処理装置９に電気的に接続されており、前記超音波処理装置９からの指令によって前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を移動させるとともに、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５の位置など計測に必要なデータを前記超音波処理装置９に送信できるようになっている。
【００１１】
つぎに、深さ測定装置１を構成する各部材の個々の構成等を説明することにする。
まず、前記超音波送信子３は、前記超音波処理装置９によって励振されることにより、測定対象コンクリート１１に超音波を送り込むことがてきる素子である。前記超音波受信子５は、前記測定対象コンクリート１１から反射されてくる超音波を検出して電気的な検出信号に変換する素子である。
【００１２】
前記素子移動手段７は、例えばステップモータと、正逆方向のネジを切ったネジ回転軸と、当該ネジ回転軸の正ネジ部分および逆ネジ部分にそれぞれに螺合して前記ネジ回転軸の回転方向に応じて中心位置から図示左右対象に移動する左右二つのネジ移動片とを少なくとも備えている。前記二つのネジ移動片には、前記超音波送信子３と前記超音波受信子５とがそれぞれ固定されている。
【００１３】
前記超音波処理装置９は、前記超音波送信子３を駆動して超音波を発生させることができるほか、前記超音波処理装置９からの反射波を取込み、前記素子移動手段７からの超音波送信子３および超音波受信子５の位置の情報と、反射波の持つ情報とを基に補修材のひび割れ注入深さの測定ができる測定装置としての作用を有する。
【００１４】
また、前記超音波処理装置９は、前記素子移動手段７を駆動制御でき、前記超音波受信子５および前記素子移動手段７を所望の位置に設定することができる駆動制御装置としての作用を有する。当該超音波処理装置９は、具体的には、例えば超音波測定器と、パーソナルコンピュータとを組み合わせることにより構成すればよい。また、前記超音波測定器は、測定に使用する周波数として、例えば２８［ｋＨｚ］を使用しているが、周波数は測定に適する周波数帯でよく、この値に限定されるものではない。また、前記パーソナルコンピュータは、前記素子移動手段７のパルスモータを駆動できるデジタルインターフェースを搭載したものを使用する。
【００１５】
図２は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法によってコンクリートのひび割れ深さを測定する際の具体例を示す図である。
この図２において、符号１１は測定対象コンクリートである。当該測定対象コンクリート１１には、図２に示すように、例えば所定の深さｙ［ｍ］のひび割れ１３が形成されているものとする。また、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５は、素子移動手段７によって移動でき、測定対象に形成されたひび割れ１３を基準位置ｃとし、当該基準位置ｃから距離ａ，ａを離れて配置されるようになっている。なお、前記超音波送信子３と前記基準位置ｃとの距離ａと、前記超音波受信子５と前記基準位置ｃとの距離ａは、素子移動手段７によって左右対象に前記超音波送信子３および前記超音波受信子５が移動することにより設定される。
【００１６】
図３は、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法によってコンクリートのひび割れに補修材を注入した際の測定部分の具体例を示す図である。
【００１７】
この図３においても、符号１１は測定対象コンクリートである。当該測定対象コンクリート１１には、図３に示すように、例えば所定の深さｙ［ｍ］のひび割れ１３が形成されており、グリスガン１５で補修材をひび割れ１３に注入しているものとする。また、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５は、素子移動手段７によって移動でき、測定対象に形成されたひび割れ１３を基準位置ｃとし、当該基準位置ｃから距離ａ，ａを離れて配置されるようになっている。なお、前記超音波送信子３と前記基準位置ｃとの距離ａと、前記超音波受信子５と前記基準位置ｃとの距離ａは、図２の説明と同様に、素子移動手段７によって左右対象に前記超音波送信子３および前記超音波受信子５が移動することにより設定される。なお、この図３では、距離ａは、ひび割れ１３のひび割れ深さｙを基にした所定の距離（ｙ−１０［ｍｍ］）に設定したものである。但し、ｙ−１０［ｍｍ］は、周波数、送信子寸法、測定対象物等によって異なる。
【００１８】
このような構成の深さ測定装置１を用い、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法について、上記図１ないし図３、および、図４ないし図７を参照して説明する。
ここに、図４は、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法を説明するためのフローチャートである。
図５は、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法によって健全部を測定した結果を示す波形図であって、横軸に時間［１０μｓ／ｄｉｖ］ を、縦軸に振幅［２ｖ／ｄｉｖ］をそれぞれとったものである。
【００１９】
図６は、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法によってひび割れ１３を測定したときの波形を示す波形図であって、横軸に時間［１０μｓ／ｄｉｖ］ を、縦軸に振幅［２ｖ／ｄｉｖ］をそれぞれとったものである。
図７は、本発明を実施するための最良の形態に係るコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法によってひび割れ１３に補修材を注入したときに得られる波形を示す波形図であり、横軸に時間［１０μｓ／ｄｉｖ］ を、縦軸に振幅［２ｖ／ｄｉｖ］をそれぞれとったものである。
【００２０】
この図４に示すコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法は、大別すると、測定対象コンクリート１１に形成されたひび割れ１３を基準位置ｃとし、当該基準位置ｃから前記超音波送信子３と前記超音波受信子５とをほぼ当距離ａ，ａに配置し、前記超音波処理装置９から前記超音波送信子３を励振し前記超音波受信子５からの電気的検出信号を前記超音波処理装置９に取り込み前記超音波処理装置９による波形回析を可能としてひび割れ深さを得る第１の測定工程１００と、前記超音波送信子３と前記超音波受信子５とを、前記当該基準位置ｃから前記第１の測定工程１００で得たひび割れ深さｙを基にした所定の距離Ｌに隔離して配置し、前記超音波処理装置９から前記超音波送信子３を励振し前記超音波受信子５からの電気的検出信号を前記超音波処理装置９に取り込み前記超音波処理装置９による波形回析を可能とすることにより、前記補修材の注入深さを測定する第２の測定工程２００とからなる。
【００２１】
また、前記第１の測定工程１００は、測定対象コンクリート１１の健全な部分を測定する健全部測定工程１０２と、前記超音波送信子３と超音波受信子５との基準位置ｃからの距離ａを変化させてひび割れ１３の深さを測定する深さ測定工程１０４とからなる。
それでは、上記図４のフローチャートを参照しながらコンクリート補修材のひび割れ注入深さの測定方法を説明する。
まず、前記健全部測定工程１０２について説明する。前記健全部測定工程１０２では、前記超音波処理装置９を操作することにより、前記素子移動手段７に所定の初期設定値を与えて前記超音波送信子３および前記超音波処理装置９を所定の距離だけ離した状態にする。前記超音波送信子３および素子移動手段７を上述した位置に配置した状態で、前記測定対象コンクリート１１に前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を当接する。
【００２２】
このように前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を前記測定対象コンクリート１１に当接した状態で、前記超音波処理装置９により前記超音波送信子３を励振し、前記超音波送信子３から超音波を発生させて前記測定対象コンクリート１１に送り込み、前記超音波受信子５で検出される検出信号を前記超音波処理装置９に取り込む。前記超音波処理装置９には、前記超音波受信子５からの検出信号として、図５に示すような経過時間に対して正負変化する波形が得られることになる。前記超音波処理装置９では、この波形値を基準波形として当該装置内の記憶媒体に記憶しておく。
【００２３】
次に、前記深さ測定工程１０４について説明する。前記深さ測定工程１０４では、前記測定対象コンクリート１１のひび割れ１３のある部分に、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を取り付けた素子移動手段７を配置し、前記超音波処理装置９からの駆動指令を素子移動手段７に与えて、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を前記基準位置ｃから所定の距離ａ，ａになるように配置した後、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を前記測定対象コンクリート１１に当接させる。この場合、例えばａ＝３０［ｍｍ］に設定するものとする。
【００２４】
前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を、このような状態に配置したところで、前記超音波処理装置９から前記超音波送信子３を励振する。これにより、超音波送信子３からは、測定対象コンクリート１１内に超音波が送出される。この状態で、前記超音波受信子５から反射波を受信し、その受信し検出した検出信号を前記超音波処理装置９に入力する。このとき、超音波処理装置９では、図６（ａ）に示すような波形を得ることができる。前記超音波処理装置９は、前記健全部測定工程１０２で取得した基準波形を基準にして、前記基準波と図６（ａ）の波形を比較し、前記図６（ａ）に示す波形が基準波形に対して一定の範囲内に入っているか否かを判定する。この場合、前記超音波処理装置９では、一定の範囲になっていないものと判定される。
【００２５】
すると、前記超音波処理装置９は、一定範囲内にないものとして、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５の各距離ａを他の距離に設定する指令を前記素子移動手段７に出す。この場合、例えばａ＝９５［ｍｍ］になるように素子移動手段７に指令を出すものとする。
これにより、前記超音波送信子３および前記超音波処理装置９が前述の距離（例えば、ａ＝９５［ｍｍ］）に配置されたところで、前記超音波処理装置９から前記超音波送信子３を励振する。これにより、超音波送信子３からは、測定対象コンクリート１１内に超音波が送出される。この状態で、前記超音波受信子５から反射波を受信し、その受信し検出した検出信号を前記超音波処理装置９に入力する。
【００２６】
このとき、超音波処理装置９では、図６（ｂ）に示すような波形を得ることができる。前記超音波処理装置９は、前記健全部測定工程１０２で取得した基準波形を基準にして、前記基準波と図６（ｂ）の波形を比較し、前記図６（ｂ）に示す波形が基準波形に対して一定の範囲内に入っているか否かを判定する。この場合、前記超音波処理装置９では、一定の範囲になっていないものと判定される。
すると、前記超音波処理装置９は、一定範囲内にないものとして、前記超音波送信子３および前記超音波受信子５の各距離ａを他の距離に設定する指令を前記素子移動手段７に出す。この場合、例えばａ＝１００［ｍｍ］になるように素子移動手段７に指令を出すものとする。
【００２７】
前記超音波送信子３および前記超音波受信子５を、例えばａ＝１００［ｍｍ］のような状態に配置したところで、前記超音波処理装置９から前記超音波送信子３を励振する。これにより、超音波送信子３からは、測定対象コンクリート１１内に超音波が送出される。この状態で、前記超音波受信子５から反射波を受信し、その受信し検出した検出信号を前記超音波処理装置９に入力する。このとき、超音波処理装置９では、図６（ｃ）に示すような波形を得ることができる。前記超音波処理装置９は、前記健全部測定工程１０２で取得した基準波形を基準にして、前記基準波と図６（ｃ）の波形を比較し、前記図６（ｃ）に示す波形が基準波形に対して一定の範囲内に入っているか否かを判定する。
【００２８】
この場合、前記超音波処理装置９では、一定の範囲に入っているものと判定される。そこで、超音波処理装置９は、距離ａ＝ｙ＝１００［ｍｍ］としてひび割れ１３の深さを測定できる。前記超音波処理装置９では、深さ測定工程１０４で求めた深さ（距離ａ＝ｙ＝１００［ｍｍ］）を所定の記憶手段に格納しておく。
次に、第２の測定工程２００の説明をする。第２の測定工程２００では、前記超音波処理装置９が前記第１の測定工程１００の深さ測定工程１０４で求めた深さ（距離ａ＝ｙ＝１００［ｍｍ］）を基準とし、当該基準を基にした所定の距離（例えばｙ−１０［ｍｍ］）になるように、前記超音波処理装置９から前記素子移動手段７に駆動指令を与え、前記超音波送信子３と前記超音波受信子５とを配置する。
【００２９】
前記超音波送信子３と、前記素子移動手段７とを所定の距離に隔離して配置した後に、前記超音波処理装置９は前記超音波送信子３を励振し、前記超音波受信子５からの電気的検出信号を前記超音波処理装置９に取り込み前記超音波処理装置９で波形回析をする。このときに、グリスガン１５を操作し、測定対象コンクリート１１のひび割れ１３に補修材を注入しては、前記超音波処理装置９により前記超音波送信子３を励振し、前記超音波受信子５から検出信号を超音波処理装置９に取込み、超音波処理装置９において波形解析をする。なお、超音波処理装置９には、予め補修の深さの状態に応じた波形を格納されている。
【００３０】
したがって、上述したように前記超音波処理装置９は前記超音波受信子５を励振した結果、前記超音波受信子５から前記超音波処理装置９に例えば図７（ａ）に示すような波形が得られたときには、前記超音波処理装置９は、その補修深さが例えば３０［ｍｍ］であると判定する。
同様に、上述したように前記超音波処理装置９は前記超音波受信子５を励振した結果、前記超音波受信子５から前記超音波処理装置９に例えば図７（ｂ）に示すような波形が得られたときには、前記超音波処理装置９は、その補修深さが例えば６０［ｍｍ］であると判定する。
同様に、上述したように前記超音波処理装置９は前記超音波受信子５を励振した結果、前記超音波受信子５から前記超音波処理装置９に例えば図７（ｃ）に示すような波形が得られたときには、前記超音波処理装置９は、その補修深さが例えば９０［ｍｍ］であると判定する。
【００３１】
このように本発明に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法によれば、前記超音波処理装置９で前記超音波送信子３を励振して前記超音波送信子３からひび割れの発生している測定対象コンクリート１１に超音波を送り込み、前記測定対象コンクリート１１からの反射波を前記超音波受信子５を介して超音波処理装置９に取込み前記超音波処理装置９で解析可能とするとともに、前記超音波送信子３の超音波送出位置および前記超音波受信子５の反射波受信位置の情報と、当該反射波が持つ情報とを基に測定対象コンクリート１１内のひび割れ１３に補修材を注入する際の補修材注入挙動を測定可能にしたので、次のような効果がある。
【００３２】
（１）測定対象コンクリート１１内のひび割れ１３に注入されるコンクリート補修材の注入深さを確実かつ高信頼で測定することができるという利点がある。
（２）前記深さ測定装置１の測定操作が極めて簡単でかつ測定結果の信頼性が高い。
（３）前記深さ測定装置１では複雑な装置や高価な測定装置から構成されていず、安価でかつ確実に測定が可能である。
【実施例】
【００３３】
次に、上述した本発明を実施するに最適な実施の形態に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法が有効であることを、図８ないし図１５を用いて検証する。
ここに、図８は、本発明の実施例に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法の有効性を実証するために用いる測定系の構成を説明するための図である。この図８を参照しながら本実証用測定系の構成を説明する。
【００３４】
本実証用測定系１ａは、超音波送信子３ａと、超音波受信子５ａと、超音波処理装置９ａとから構成されている。ここで、前記実証用測定系１ａは、上述した素子移動手段７を有していない点と、超音波処理装置９の構成の異なる点とが、上述した深さ測定装置１と大きく異なるところである。また、前記超音波処理装置９ａは、超音波測定器９１と、デジタルスコープ９２と、ＭＯ装置９３とから構成されており、上述した超音波処理装置９と比較すると簡単な構成となっている。なお、前記超音波送信子３ａは上述した超音波送信子３と同一のものであり、前記超音波受信子５ａも上述した超音波受信子５と同一のものである。
【００３５】
また、前記超音波測定器９１は、東横エルメス製「エルソニック」で構成したものであって、超音波送信子３を励振できるとともに、前記超音波受信子５からの検出信号を所定の波形に形成できる。この東横エルメス製「エルソニック」で使用した試験周波数は２８［ｋＨｚ］である。前記超音波測定器９１は、その受信した波形を所定の処理をした後に、デジタルスコープ９２に与えることができるようになっている。前記デジタルスコープ９２は、超音波測定器９１からの波形を当該装置内の表示装置上に表示することができる。また、前記デジタルスコープ９２は、その表示内容をＭＯ装置９３に記録させることができる。
【００３６】
このような構成を実証用測定系１ａを用いて、本発明の有効性を説明する。
［供試体としての測定対象コンクリート１１と測定原理］
測定対象コンクリート１１としては、水セメント比（ｃ／ｗ）を５５％とした供試体を用意した。この供試体の寸法は、４００［ｍｍ］、幅２００［ｍｍ］、高さ１００［ｍｍ］とした。また、供試体である測定対象コンクリート１１の中央部には、割れ幅１［ｍｍ］、割れ深さをそれぞれ５０［ｍｍ］、１００［ｍｍ］、及び１５０［ｍｍ］のひび割れ１３を形成した。また、ひび割れ１３の割れ角度を、０［度］、３０［度］、４５［度］、６０［度］に変えた供試体である測定対象コンクリート１１を作成した。
【００３７】
この実証用測定方法の測定原理は、回析波方式（ランプ法）を用いている。この測定方法は、割れの先端からの直角方向の回析波を求めるもので、図８に示す超音波送信子３と超音波受信子５とを、ひび割れ１３を基準位置ｃとして（中心として）挟んで等間隔ａ，ａの位置に接触させ、前記距離ａ，ａを基準位置ｃの近い位置から遠ざける。割れの深さをｙとするとき、ｙ＝ａの前後で受信波が反転するので、これを基に割れの深さｙを求めようとするものである。
つぎに、実証用測定系１ａ及び実証用試験方法について説明すると、前記超音波測定器９１で得た波形は、デジタルスコープ９２に供給する。前記デジタルスコープ９２では、その得られた波形を当該装置内の表示装置（ディスプレイ）上に表示している。
【００３８】
コンクリート補修材（上述した補修材と同じもの）は、現在のところエポキシ系とセメント系の２種の注入材が使用されている。超音波試験による受信波形は、コンクリート補修材の種類に関連性はなく、コンクリート補修材の充填の有無に依存するため、本実証用測定方法では、セメント系注入剤（超微粒子セメント注入剤）を使用した。すなわち、回析波方式により、ひび割れ深さを測定した後に、接触子を固定した状態で注入剤をグリスガン１５によりＤＤインジェクターを介してひび割れ１３に注入して、補修材の充填状況と信号波形との関係を以下のように調べた。
【００３９】
［実験結果および考察］
＜健全部の波形の測定＞
図９は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、健全な測定対象コンクリートを測定した結果を示す波形図であって、図９（ａ）が全体波形を、図９（ｂ）が拡大波形をそれぞれ示すものである。これら図９（ａ）および図９（ｂ）において、横軸は時間を、縦軸は波形振幅を、それぞれとったものである。
ひび割れ１３や空洞のない健全な供試材である測定対象コンクリート１１の受信波形は、デジタルスコープ９２のディスプレイ上に、図９（ａ），（ｂ）に示されるように表示される。
ここで、図９（ａ）は検出した波形の全体図であるが、波形の第１波に注目して、時間軸を拡大したのものが図９（ｂ）である。図９（ｂ）は時間軸を１０００倍に拡大した第１波付近の信号であり、前記測定対象コンクリート１１の健全部からの第１波は上向き波形になっている。
【００４０】
＜超音波送信子３ａと超音波受信子５ａとの間隔の変化による割れ深さの測定＞
図１０は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、ひび割れ深さを測定した結果を示す波形図であって、図１０（ａ）が基準位置ｃと超音波送信子３（または超音波受信子５ａ（以下同じ））との距離を３０［ｍｍ］のときの波形を、図１０（ｂ）が基準位置ｃと超音波送信子３との距離を９５［ｍｍ］のときの波形を、図１０（ｃ）が基準位置ｃと超音波送信子３との距離を９６［ｍｍ］のときの波形を、図１０（ｄ）が基準位置ｃと超音波送信子３との距離を１００［ｍｍ］のときの波形を、図１０（ｅ）が基準位置ｃと超音波送信子３との距離を１１０［ｍｍ］のときの波形を、それぞれ示すものである。これら図１０（ａ）ないし図１０（ｅ）において、横軸は時間を、縦軸は波形振幅を、それぞれとったものである。
【００４１】
図１０（ａ）ないし図１０（ｅ）に示すように、深さ１００［ｍｍ］、傾き角０［度］のひび割れ１３を挟んだ２つの超音波送信子３および超音波受信子５の間の距離ａを変えては、前記超音波処理装置９ａの超音波測定器９１によって前記超音波送信子３ａを励振し、前記超音波送信子３ａから前記測定対象コンクリート１１に超音波を送り込み、前記測定対象コンクリート１１からの反射波を前記超音波受信子５ａで検出して前記超音波処理装置９ａの超音波測定器９１に入力し、前記超音波測定器９１で所定の信号処理を施した後に、前記デジタルスコープ９２に前記検出信号をディスプレイ上に表示させるようにして測定した結果を図１０に示す。
【００４２】
前記２つの超音波送信子３ａと超音波受信子５ａの間隔（２ａ＝ａ＋ａ）を徐々に広げたときの受信第１波の波形形状は、その間隔２ａによって異なることになる。ひび割れ１３と超音波送信子３ａ（または超音波受信子５ａ）との距離ａを変化させ、例えばａ＝３０［ｍｍ］では、図１０（ａ）に示したように、下向きの波形になり、健全部の第１波の上向き波形とは異なる波形となる。
同様に測定をすることにし、前記ひび割れ１３と超音波送信子３ａ（または超音波受信子５ａ）との距離ａを変化させ、例えばａ＝９５［ｍｍ］とすると、図１０（ｂ）に示すように小波が現れる。この小波は、前記超音波送信子３ａからの超音波信号が、ひび割れ１３の先端で直角に回析した波を、前記超音波受信子５ａで受信したことによる。
【００４３】
同様に測定をすることにし、前記ひび割れ１３と超音波送信子３ａとの距離ａを変化させ、例えばａ＝９６［ｍｍ］とすると、図１０（ｃ）に示すように、いまだ、その小波が現れている。
同様に測定をすることにし、前記ひび割れ１３と超音波送信子３ａとの距離ａを変化させ、例えばａ＝１００［ｍｍ］にすると、図１０（ｄ）に示すように、小波は消えて上向きの波形となり、健全部の波形にほぼにた形状になる。このとき、前記超音波受信子５ａとひび割れ１３との距離ａは、ひび割れ１３の深さｙに等しく、ａ＝ｙ＝１００［ｍｍ］となる。
【００４４】
同様に測定をすることにし、前記ひび割れ１３と超音波送信子３ａとの距離ａを変化させて、さらに例えばａ＝１１０［ｍｍ］にしたとすると、測定波形は、図１０（ｆ）に示すように上向き波形の形状を示している。
なお、ひび割れ１３の角度を、例えば３０［度］、４５［度］、および６０［度］とし、上述した実証用測定方法により上述した測定を行った結果、得られた受信波形も、ひび割れ１３の角度がゼロ［度］の測定波形（図１０（ａ）ないし図１０（ｅ））にそれぞれ似た波形をしていた。
【００４５】
＜ひび割れ部への補修材の充填＞
図１１は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、ひび割れに補修材を充填したときの測定結果を示す波形図であって、図１１（ａ）が補修材の注入深さが３０［ｍｍ］のときの波形を、図１１（ｂ）が補修材の注入深さが５０［ｍｍ］のときの波形を、図１１  （ｃ）が補修材の注入深さが６０［ｍｍ］のときの波形を、図１１（ｄ）が補修材の注入深さが７０［ｍｍ］のときの波形を、図１１（ｅ）が補修材の注入深さが９０［ｍｍ］のときの波形を、図１１（ｆ）が補修材の注入深さが１００［ｍｍ］のときの波形を、それぞれ示すものである。これら図１１（ａ）ないし図１１（ｆ）において、横軸は時間を、縦軸は波形振幅を、それぞれとったものである。
【００４６】
上述した実証用測定方法でひび割れ検出を行った後に、補修材の充填状況を上述した実証用測定系１ａを用いて測定した。この測定では、前記超音波送信子３（＝超音波送信子３ａ）および前記超音波受信子５（＝超音波受信子５ａ）を図３に示すように配置した。これについて、さらに説明すると、図３において、前記超音波送信子３ａと前記超音波受信子５ａは、ａ＝（ｙ−１０［ｍｍ］）に設定している。
【００４７】
このような設定にした理由は、次のとおりである。すなわち、上述した実証測定方法でひび割れ１３を検出したときの超音波送信子３ａおよび超音波受信子５ａは、図３の点線で示された位置に配置されていたことになる。ここで、図３の点線に示すように、前記超音波送信子３ａおよび前記超音波受信子５ａを配置した状態で、補修材をひび割れ１３の先端部に注入してみたところ、受信波形は変わらなかった。そこで、ひび割れ１３の先端より、例えば１０［ｍｍ］浅い位置、すなわち、図３の実線で示す部分のひび割れ１３を検出できる位置に、前記超音波送信子３ａおよび前記超音波受信子５ａを移動させて（言い換えれば、当該基準位置ｃから前記第１の測定工程１００で得たひび割れ深さｙを基にした所定の距離（ａ＝ｙ−１０［ｍｍ］）に隔離して配置して）、補修材の充填状況を評価することにしたものである。
【００４８】
つまり、ここでは、ひび割れ１３の深さを、例えば１００［ｍｍ］、傾き角度０［度］の供試体（測定対象コンクリート１１）を使用したので、ひび割れ１３と超音波送信子３ａ  （または超音波受信子５ａ）との距離ａ＝９０［ｍｍ］にして補修材の注入状況とそのときの回析波を受信したものである。なお、補修材の充填は、図３の図面とは異なり、取付パイプを供試体（測定対象コンクリート１１）の底面に取り付け、下部から上方に向けて注入した。
【００４９】
図３の実線に示した状態に前記超音波送信子３ａおよび前記超音波受信子５ａを配置し、グリスガン１５により前記測定対象コンクリート１１のひび割れ１３内へ補修材を注入して所定の充填深さにしたところで、前記超音波処理装置９ａの超音波測定器９１で超音波送信子３ａを励振し超音波を超音波送信子３ａから測定対象コンクリート１１内に送り込み、前記超音波受信子５ａでその反射波を受信して前記超音波処理装置９ａの超音波測定器９１に与え、前記超音波測定器９１で当該反射波信号を信号処理し、その処理結果をデジタルスコープ９２に与え、当該デジタルスコープ９２内のディスプレイ上の前記信号処理した結果の反射波の波形を表示させる測定をした。その測定した結果において、補修材の深さの変化による波形は、図１１に示すようであった。
【００５０】
ここに、図１１（ａ）は、補修材を３０［ｍｍ］注入されたときの波形であって、第１波は下向き波形であり、補修材のないひび割れのみの波形と同じであるが、健全部の第１波の上向き波形とは異なる形状をしていた。
また、グリスガン１５によりひび割れ１３へ補修材を注入し、補修材の深さが５０［ｍｍ］に設定したとすると、図１１（ｂ）に示すように、穏やかな上向きの波形が現れる。
さらに、グリスガン１５によりひび割れ１３へ補修材を注入し、当該補修材の注入深さを、例えば６０［ｍｍ］、７０［ｍｍ］に設定したとすると、図１１（ｃ）、図１１（ｄ）に示すように、はっきりとした小波があらわれ、山の高さ（振幅）も高くなっている。
【００５１】
同様に、グリスガン１５によりひび割れ１３へ補修材を注入し、当該補修材の注入深さを、例えば９０［ｍｍ］にした場合には、図１１（ｅ）に示すような、中心線よりも高い波形になる。
さらに、グリスガン１５によりひび割れ１３へ補修材を注入し、当該補修材の注入深さを、例えば１００［ｍｍ］に設定したような場合には、図１１（ｆ）に示すように、小波は完全に消えて、上向きの波形となり、健全部の波形にほぼ似た信号になった。
【００５２】
なお、ひび割れ１３のの傾き角が、例えば３０［度］、４５［度］、６０［度］と大きくなるにつれて、受信された第１波の振幅は逆に小さくなった。
図１２は、ひび割れ１３への補修材の充填状況を示す図であって、図１２（ａ）が注入深さ３０［ｍｍ］のとき図を、図１２（ｂ）が注入深さ５０［ｍｍ］のとき図を、図１２（ｃ）が注入深さ８０［ｍｍ］のとき図を、図１２（ｄ）が注入深さ１００［ｍｍ］のとき図を、それぞれ示したものである。
【００５３】
＜その他、補充測定＞
図１３は、上記実証用測定系１ａを用い、超音波送信子３ａおよび超音波受信子５ａを所定配置にして補充測定する際の測定法を説明するための図である。
この図１３に示す測定系は、充填した補修材の深さｙが、超音波送信子３ａ（または超音波受信子５ａ）とひび割れ１３との距離ａよりも大きい場合において、補修材がさらに充填されたときの波形の変化を調べるものである。使用した試供体である測定対象コンクリート１１は、深さ１００［ｍｍ］、傾き０［度］のひび割れ１３が設けられている。また、前記超音波送信子３ａ（または超音波受信子５ａ）と、ひび割れ１３とをを挟む等間隔は、図１３に示すように、ａ＝ｙ＝５０［ｍｍ］に固定した。
【００５４】
上述したように前記超音波送信子３ａおよび前記超音波受信子５ａを基準位置ｃに対して配置し、前記超音波送信子３ａを前記超音波処理装置９ａの超音波測定器９１で励振して超音波を超音波送信子３ａから発生させて測定対象コンクリート１１に送り込み、その反射波を前記超音波受信子５ａで検出して当該超音波受信子５ａからの検出信号を前記超音波処理装置９ａの超音波測定器９１で処理し、その処理した信号を前記デジタルスコープ９２のディスプレイ上に表示する測定を行った。その測定結果を、図１４に示す。
【００５５】
図１４は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、ひび割れに補修材を充填したときのその他の測定結果を示す波形図であって、図１４（ａ）が測定位置より５［ｍｍ］経過したときの波形を、図１４（ｂ）が測定位置より１０［ｍｍ］経過したときの波形を、図１４（ｃ）が測定位置より２０［ｍｍ］経過したときの波形を、図１４（ｄ）が測定位置より５０［ｍｍ］経過したときの波形を、それぞれ示すものである。これら図１４（ａ）ないし図１４（ｄ）において、横軸は時間を、縦軸は波形振幅を、それぞれとったものである。
前記デジタルスコープ９２に示される補修材注入による受信波形は、補修材がｙ＝５０［ｍｍ］以下に充填された場合には、図１１に示すような同じ変化を示す。
【００５６】
一方、前記デジタルスコープ９２に示される補修材注入による受信波形は、補修材がｙ＝５０［ｍｍ］以上に充填された場合には、第１波は全て右上がりの波形を示していて、健全部からの第１波と同様な波形になる。
しかしながら、補修材がｙ＝５０［ｍｍ］より、５［ｍｍ］、１０［ｍｍ］、２０［ｍｍ］、５０［ｍｍ］と深くなるにしたがって、第１波の時間軸は、それぞれ４［μＳ］、１０［μＳ］、１６  ［μＳ］、および、２６［μＳ］に増大してゆくことになる。
【００５７】
以上説明した結果から、補修材をひび割れ１３に注入したときの当該コンクリート補修材の注入深さは、超音波受信子５から検出される反射波の第１波の時間軸に関係していることがわかる。
なお、補修材が完全にひび割れ部に注入された破断面写真は、図１５に示すようなものとなる。
【００５８】
［結論］
測定対象コンクリート１１のひび割れ１３にコンクリート補修材を注入し、その充填挙動を前記実証用測定系１ａを用いた直角回析法により測定した結果、下記の知見を得た。
（１）ひび割れ１３へのコンクリート補修材の充填状況は、前記超音波送信子３ａを励振して超音波を測定対象コンクリート１１のひび割れ１３に向けて発射し、その反射波を超音波受信子５ａで検出して得た検出信号の受信波の第１波の向きと振幅で評価することができることがわかる。
（２）補修材の充填が完了した部分から反射されてくる受信波の第１波は健全部の受信波と同様の形状になる。
（３）ひび割れ１３の先端の手前の所定の距離、例えば１０［ｍｍ］の位置に、前記超音波送信子３ａおよび前記超音波受信子５を固定したとき、補修材の充填状況がよく分かることになる。
（４）ひび割れと探触子の間隔がひび割れ深さより小さい場合に補修材を充填すると、受信波形は第１波の時間軸に影響を及ぼす。
以上の結果から、予めひび割れ深さを測定すれば、補修材の充填状況の良否は判定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注 入深さの測定方法を実現するために使用される深さ測定装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法によってコンクリートのひび割れ深さを測定する際の具体例を示す図である。
【図３】図３は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注 入深さの測定方法によってコンクリートのひび割れに補修材を注入した際の測定部分の具体例を示す図である。
【図４】図４は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注入 深さの測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注 入深さの測定方法によって健全部を測定した結果を示す波形図であって、横軸に時間［１０μｓ／ｄｉｖ］ を、縦軸に振幅［２ｖ／ｄｉｖ］をそれぞれとったものである。
【図６】図６は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法によってひび割れ１３を測定したときの波形を示す波形図であって、横軸に時間［１０μｓ／ｄｉｖ］ を、縦軸に振幅［２ｖ／ｄｉｖ］をそれぞれとったものである。
【図７】図７は、本発明を実施するための最良の形態に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法によってひび割れ１３に補修材を注入したときに得られる波形を示す波形図であ、横軸に時間［１０μｓ／ｄｉｖ］ を、縦軸に振幅［２ｖ／ｄｉｖ］をそれぞれとった ものである。
【図８】図８は、本発明の実施例に係る補修材のひび割れ注入深さの測定方法の有効性を実証するために用いる測定系の構成を説明するための図である。この図８を参照しながら本実証用測定系の構成を説明する。
【図９】図９は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、健全な測定 対象コンクリートを測定した結果を示す波形図である。
【図１０】図１０は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、ひび割 れ深さを測定した結果を示す波形図である。
【図１１】図１１は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、ひび割れに補修材を充填したときの測定結果を示す波形図である。
【図１２】図１２は、ひび割れ１３への補修材の充填状況を示す図である。
【図１３】図１３は、上記実証用測定系１ａを用い、超音波送信子３ａおよび 超音波受信子５ａを所定配置にして補充測定する際の測定法を説明するための図である。
【図１４】図１４は、前記実証用測定系を用いた実証用測定方法により、ひび割れに補修材を充填したときのその他の測定結果を示す波形図である。
【図１５】図１５は、補修材が完全にひび割れ部に注入された破断面写真を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１   深さ測定装置
１ａ  実証用測定系
３，３ａ  超音波送信子
５，５ａ  超音波受信子
７  素子移動手段
９，９ａ  超音波処理装置
９１  超音波測定器
９２  デジタルスコープ
９３  ＭＯ装置
【図１】
2005098842.tif 000003
【図２】
2005098842.tif 000004
【図３】
2005098842.tif 000005
【図４】
2005098842.tif 000006
【図５】
2005098842.tif 000007
【図６】
2005098842.tif 000008
【図７】
2005098842.tif 000009
【図８】
2005098842.tif 000010
【図９】
2005098842.tif 000011
【図１０】
2005098842.tif 000012
【図１１】
2005098842.tif 000013
【図１２】
2005098842.tif 000014
【図１３】
2005098842.tif 000015
【図１４】
2005098842.tif 000016
【図１５】
2005098842.tif 000017