(57)【要約】【課題】セメント系硬化体の中を伝播可能な手段の種類を問わずに、セメント系硬化体の中の空洞部分の有無及び位置を推定することのできるセメント系硬化体の非破壊検査方法を提供する。【解決手段】（Ａ）空洞を有しない比較用セメント系供試体、及び／又は、１種または空洞部分の深さが異なる２種以上の、空洞を有する比較用セメント系供試体を用意し、該比較用セメント系供試体の各々について、当該供試体の中を伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、（Ｂ）非破壊検査の対象であるセメント系硬化体からなる検査対象物について、工程（Ａ）と同様に、伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、（Ｃ）工程（Ａ）の測定結果から得た、空洞部分の深さと伝播特性の関係に基づいて、工程（Ｂ）の測定結果を評価し、検査対象物における空隙部分の有無及び深さを推定する工程、を含むセメント系硬化体の非破壊検査方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）空洞を有しない比較用セメント系供試体、及び／又は、１種または空洞部分の深さが異なる２種以上の、空洞を有する比較用セメント系供試体を用意し、該比較用セメント系供試体の各々について、当該供試体の中を伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、
（Ｂ）非破壊検査の対象であるセメント系硬化体からなる検査対象物について、上記伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、
（Ｃ）工程（Ａ）の測定結果から得た、空洞部分の深さと伝播特性の関係に基づいて、工程（Ｂ）の測定結果を評価し、上記検査対象物における空隙部分の有無及び深さを推定する工程、
を含むことを特徴とするセメント系硬化体の非破壊検査方法。
【請求項２】
工程（Ａ）が、空洞部分の深さが同じでかつ空洞部分の大きさが異なる２種以上の比較用セメント系供試体を用意し、該２種以上の比較用セメント系供試体の各々について、当該供試体の中を伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定することを含み、かつ、工程（Ｃ）が，空洞部分の大きさと伝播特性の関係に基づいて、工程（Ｂ）の測定結果を評価し、上記検査対象物における空隙部分の大きさを推定することを含む請求項１に記載のセメント系硬化体の非破壊検査方法。
【請求項３】
上記伝播可能な手段が、熱または弾性波であり、上記非破壊検査が、埋設型枠内へのコンクリートの行渡り不良の検出である請求項１又は２に記載のセメント系硬化体の非破壊検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント系硬化体の非破壊検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンクリートを破壊せずに、コンクリートの中の空洞部分の有無及び位置を調べる方法が種々、提案されている。
例えば、被検査物であるコンクリートにマイクロ波を照射して該コンクリートを昇温させ、その後に該コンクリートの表面温度の分布を測定し、得られた表面温度分布および／またはその時間的変化より該コンクリートの内部状況を検出することを特徴とする、コンクリートの非破壊検査方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている方法は、マイクロ波を用いる方法である。
マイクロ波以外の伝播可能な手段を用いて、コンクリートの中の空洞部分の有無等を調べることができれば、非破壊検査方法の多様化や低コスト化などの点で好都合である。
本発明は、セメント系硬化体（例えば、コンクリート）の中を伝播可能な手段の種類を問わずに、セメント系硬化体の中の空洞部分の有無及び位置を推定することのできるセメント系硬化体の非破壊検査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】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、空洞を有しない比較用セメント系供試体、及び／又は、１種または空洞部分の深さが異なる２種以上の空洞を有する比較用セメント系供試体について、熱または弾性波等の伝播可能な手段を伝播させて、空洞部分の深さと伝播特性の関係を調べた後、非破壊検査の対象であるセメント系硬化体からなる検査対象物について、比較用セメント系供試体と同様に、熱または弾性波等の伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定し、この測定結果と、前記の空洞部分の深さと伝播特性の関係を照らし合わせることによって、検査対象物における空隙部分の有無及び深さを推定することができることに想到し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［３］を提供するものである。
［１］  （Ａ）空洞を有しない比較用セメント系供試体、及び／又は、１種または空洞部分の深さが異なる２種以上の、空洞を有する比較用セメント系供試体を用意し、該比較用セメント系供試体の各々について、当該供試体の中を伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、（Ｂ）非破壊検査の対象であるセメント系硬化体からなる検査対象物について、上記伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、（Ｃ）工程（Ａ）の測定結果から得た、空洞部分の深さと伝播特性の関係に基づいて、工程（Ｂ）の測定結果を評価し、上記検査対象物における空隙部分の有無及び深さを推定する工程、を含むことを特徴とするセメント系硬化体の非破壊検査方法。
［２］  工程（Ａ）が、空洞部分の深さが同じでかつ空洞部分の大きさが異なる２種以上の比較用セメント系供試体を用意し、該複数の比較用セメント系供試体の各々について、当該供試体の中を伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定することを含み、かつ、工程（Ｃ）が，空洞部分の大きさと伝播特性の関係に基づいて、工程（Ｂ）の測定結果を評価し、上記検査対象物における空隙部分の大きさを推定することを含む上記［１］に記載のセメント系硬化体の非破壊検査方法。
［３］  上記伝播可能な手段が、熱または弾性波であり、上記非破壊検査が、埋設型枠内へのコンクリートの行渡り不良の検出である上記［１］又は［２］に記載のセメント系硬化体の非破壊検査方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、セメント系硬化体の中を伝播可能な手段の種類を問わずに、セメント系硬化体の中の空洞部分の有無及び位置を推定することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のセメント系硬化体の非破壊検査方法は、（Ａ）空洞を有しない比較用セメント系供試体、及び／又は、１種または空洞部分の深さが異なる２種以上の、空洞を有する比較用セメント系供試体（例えば、１ｃｍ、２ｃｍ、４ｃｍ、６ｃｍ、８ｃｍ、１０ｃｍの各深さの空洞部分を有する６種の比較用供試体）を用意し、該比較用セメント系供試体の各々について、供試体の中を伝播可能な手段（例えば、セメント系供試体の表面への日射による給熱または日没後の放熱による熱伝導、比較用セメント系供試体の表面に鋼球を衝突させることによって発生する衝撃弾性波）を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、（Ｂ）非破壊検査の対象であるセメント系硬化体からなる検査対象物について、伝播可能な手段（例えば、熱、衝撃弾性波）を伝播させて、伝播特性を測定する工程と、（Ｃ）工程（Ａ）の測定結果から得た、空洞部分の深さと伝播特性の関係に基づいて、工程（Ｂ）の測定結果を評価し、検査対象物における空隙部分の有無及び深さを推定する工程、を含むものである。
以下、工程毎に詳しく説明する。
【０００９】
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）は、空洞を有しない比較用セメント系供試体、及び／又は、１種または空洞部分の深さが異なる２種以上の、空洞を有する比較用セメント系供試体（以下、比較用供試体と略すことがある。）を用意し、該比較用供試体の各々について、当該供試体の中を伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定する工程である。
比較用供試体としては、空洞を有しない比較用セメント系供試体、及び／又は、１種または空洞部分の深さが異なる２種以上の、空洞を有する供試体を用意する。空洞部分の大きさは、供試体の中に伝播可能な手段を伝播させた際に空洞部分の深さの相違による伝播特性の変化を検知可能な程度の大きさであればよく、特に限定されないが、例えば、長さが３０〜１００ｍｍ、幅が２０〜８０ｍｍ、厚さ（深さ方向の寸法）が１〜２５ｍｍのものが挙げられる。
比較用供試体は、セメント系組成物の硬化体である。なお、本明細書中、セメント系組成物とは、コンクリート、モルタルまたはペーストをいう。また、セメント系硬化体とは、コンクリート、モルタルまたはペーストの硬化体をいう。
【００１０】
本発明において、比較用供試体の好ましい例としては、（ａ）空洞を有しない比較用セメント系供試体と、空洞を有する１種以上の比較用セメント系供試体の組み合わせ、（ｂ）空洞部分の深さが異なる２種以上の、空洞を有する比較用供試体、等が挙げられる。
空洞部分の深さが異なる比較用供試体の種類（深さ）の数は、空洞部分の深さと伝播特性の関係を把握することができればよく、特に限定されないが、空洞部分の深さと伝播特性の関係を調べる際の精度を高める観点から、好ましくは２種以上、より好ましくは３種以上、特に好ましくは４種以上である。
該種類の数の上限は、特に限定されないが、検査の労力の軽減の観点から、好ましくは８種、より好ましくは５種である。
ただし、本発明において、比較用供試体の種類（深さ）の数は、１つでもよい。この場合、この比較用供試体で得た伝播特性の測定値を基準として、工程（Ｃ）における検査対象物の空洞部分の評価を行ない、例えば、「合格」または「不合格」の判定を行なうことができる。この場合、空洞を有しない比較用セメント系供試体は、用いてもよいし、用いなくてもよい。
なお、空洞部分の深さが同じである比較用供試体（空洞部分を同様に形成させた同一の形態を有する比較用供試体）を２個以上（好ましくは３個以上）用意して、これら２個以上の比較用供試体の各々について、伝播可能な手段を伝播させて、伝播特性を測定してもよい。この場合、空洞部分を同様に形成させた比較用供試体の数の上限は、特に限定されないが、検査の労力の軽減の観点から、好ましくは５個、より好ましくは４個、特に好ましくは３個である。この場合、熱の伝播を利用する方法にあっては、比較用セメント系供試体の設置箇所の条件と検査対象物の検査位置の条件を近づけることにより、また、弾性波を利用する方法にあっては、比較用セメント系供試体と検査対象物のセメント系硬化体の条件を近づけることにより、空洞部分の深さと伝播特性の関係を調べる際の精度を、より高めることができる。
【００１１】
比較用供試体の空洞部分の深さは、特に限定されないが、空洞部分の深さと伝播特性の関係を調べる際の精度の観点から、好ましくは１〜２００ｍｍ、より好ましくは２〜１５０ｍｍ、特に好ましくは３〜１００ｍｍである。
空洞部分の深さが異なる複数の比較用供試体における当該深さの間隔は、特に限定されないが、空洞部分の深さと伝播特性の関係を調べる際の精度、及び、検査の労力の観点から、好ましくは５〜１５０ｍｍである。例えば、５〜１５０ｍｍの深さの範囲内で複数の比較用供試体を作製する場合の例として、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍの合計６種の比較用供試体が挙げられる。
なお、本明細書中、「空洞部分の深さ」とは、比較用供試体または検査対象物の表面から空洞部分までのセメント系硬化体の厚み（距離）をいう。
【００１２】
比較用セメント系供試体の空洞部分の長さおよび幅は、空洞部分の深さの１倍以上、好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上、特に好ましくは５倍以上である。
また、比較用供試体は、非破壊検査の対象である検査対象物と同じセメント系硬化体によって形成させることが好ましい。比較用供試体と検査対象物とでセメント系硬化体の組成が大きく異なると、空洞部分の深さと伝播特性の関係を調べる際の精度が低下することがある。例えば、検査対象物が超高強度繊維補強セメント系硬化体からなる場合には、比較用供試体も、超高強度繊維補強セメント系硬化体によって形成することが好ましい。
【００１３】
本発明において、比較用供試体として、空洞部分の深さが同じでかつ空洞部分の大きさ（面積）が異なる２種以上の比較用供試体（特に、深さ方向の厚さが同じで、長さ及び幅が異なるもの）を用いることもできる。この場合、検査対象物について、空洞部分の深さのみならず、空洞部分の大きさ（面積）も高精度で推定することができる。
【００１４】
比較用供試体の中を伝播可能な手段の例としては、熱、弾性波（特に、衝撃弾性波）等が挙げられる。
弾性波を用いた伝播特性の測定方法は、次のとおりである。
まず、セメント系硬化体である比較用供試体の表面に、鋼球、ハンマー等の弾性波発生手段を衝突させて、衝撃弾性波を発生させる。
発生した衝撃弾性波は、比較用供試体の中を伝播して、比較用供試体の中のセメント系硬化体からなる部分と空洞部分の境界面で反射し、反射波として、比較用供試体の表面に到達する。
到達した反射波を１つまたは２つ以上のセンサーで経時的に測定することによって、特定の深さの空洞部分を有する比較用供試体における伝播特性を得ることができる。
弾性波を用いた伝播特性の測定は、例えば、日本非破壊検査協会の「ＮＤＩＳ  ２４２６  コンクリート構造物の弾性波による試験方法（２００９年制定）」に準拠して、行なうことができる。なお、本発明によらずに空洞部分の深さを求めるには、セメント系硬化体中の衝撃弾性波の伝播速度を測定する必要がある。この点、本発明では、衝撃弾性波の伝播速度を測定しなくても、空洞部分の深さを推定することができる。
【００１５】
熱を用いた伝播特性の測定方法の例としては、赤外線サーモグラフィ法による方法が挙げられる。赤外線サーモグラフィ法は、セメント系硬化体の中の空洞部分の有無によって、熱伝導率や比熱等の熱特性が異なることを利用して、セメント系硬化体の中の空洞部分の有無等を調べる非破壊検査方法である。
赤外線サーモグラフィ法による方法としては、パッシブ法とアクティブ法がある。
パッシブ法は、日射や、気温の変化を利用するものである。
アクティブ法は、熱源を用いるものである。熱源は、例えば、検査対象物が、埋設型枠を含むセメント系硬化体の構造物である場合、埋設型枠の中に打設されたセメント系組成物の発熱であってもよい。なお、ここでの埋設型枠とは、セメント系組成物の打設後も取り外すことなく、セメント系硬化体の構造物の一部として使用されるセメント系硬化体からなる型枠をいう。
【００１６】
赤外線サーモグラフィ法を用いた測定は、例えば、日本非破壊検査協会の「ＮＤＩＳ  ３４２８  赤外線サーモグラフィ法による建築・土木構造物表層部の変状評価のための試験方法（２００９年制定）」に準拠して、行なうことができる。なお、本発明によらずに空洞部分の深さを求める場合、空洞部分の深さを数値としてではなく、技術者の感覚に頼って概念的（例えば、「比較的深いところ」等）にしか求めることができない。この点、本発明では、技術者の感覚に頼らずに、空洞部分の深さを数値として推定することができる。
【００１７】
赤外線サーモグラフィ法による伝播特性の測定方法の一例は、次のとおりである。
まず、検査対象物とほぼ同様の条件（照射場所、照射時間）下で、検査対象物および比較用供試体に日光を照射する。
検査対象物および比較用セメント系供試体の表面の温度分布の経時変化を赤外線サーモグラフィー法で測定する。また、日没後等の温度降下時の検査対象物および比較用セメント系供試体の表面の温度分布の経時変化を測定する。
得られた測定値を解析することによって、特定の深さの空洞部分を有する比較用供試体における伝播特性と検査対象物の伝播特性の解析結果を比較することによって、空洞位置及び／又は寸法を求める。
なお、以上に説明した赤外線サーモグラフィ法による伝播特性の測定方法の一例は、工程（Ａ）と工程（Ｂ）を同時に行なうものである。ただし、本発明において、工程（Ａ）と工程（Ｂ）は、同時に行なってもよいし、別々に時間をずらして行なってもよい。
【００１８】
［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）は、非破壊検査の対象であるセメント系硬化体からなる検査対象物について、上記伝播可能な手段（例えば、熱または弾性波）を伝播させて、伝播特性を測定する工程である。
検査対象物は、セメント系硬化体であって、空洞部分が存在する可能性のあるものであればよい。空洞部分としては、例えば、ジャンカが挙げられる。なお、ジャンカとは、セメント系組成物の打設時の締め固めの不足や、セメント系組成物の材料分離や、型枠の下端からのペーストの漏出等によって生じた空隙をいう。
【００１９】
検査対象物を構成するセメント系組成物の種類は、特に限定されず、コンクリート、モルタル、ペーストのいずれでもよい。
検査対象物を構成するセメント系組成物の一例として、土木学会の「コンクリートライブラリー１１３号」に規定する超高強度繊維補強コンクリートが挙げられる。この超高強度繊維補強コンクリートは、「超高強度繊維補強コンクリートの設計・施工指針（案）」（編集：コンクリート委員会の超高強度繊維補強コンクリート小委員会）に従って調製することができる。この場合、比較用供試体も、検査対象物と同様の超高強度繊維補強コンクリートで形成することが好ましい。なお、補強用の繊維は、例えば、鋼繊維である。
検査対象物の一例として、セメント系硬化体からなる埋設型枠と、該埋設型枠の中に打設されたセメント系組成物の硬化体とからなるコンクリート構造物が挙げられる。この場合、埋設型枠の中に打設されたセメント系組成物の行き渡り不良によって生じた、埋設型枠と該セメント系組成物からなる硬化体との間の空洞部分（ジャンカ）が、本発明の検査の対象となる。また、この場合、比較用供試体も、検査対象物と同様に、セメント系硬化体からなる埋設型枠の中に、セメント系組成物を打設してなるものを用いることが好ましい。この場合、比較用供試体の空洞部分は、埋設型枠と後打ちの硬化体の間に形成させる。
【００２０】
［工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）は、工程（Ａ）の測定結果から得た、空洞部分の深さと伝播特性の関係に基づいて、工程（Ｂ）の測定結果を評価し、上記検査対象物における空隙部分の有無及び深さを推定する工程である。
工程（Ｃ）では、まず、工程（Ａ）の測定結果に基づいて、空洞部分の深さと伝播特性の関係を定める。この関係は、例えば、横軸が空洞部分の深さであり、縦軸が伝播特性であるグラフを作成するなどの方法によって定めることができる。また、このようにして作成したグラフに基づいて、空洞部分の深さと伝播特性の関係を規定した数式を作成してもよい。なお、比較用供試体が１種である場合は、グラフ等を作成する必要はない。
次に、工程（Ｂ）で得た測定値（伝播特性）を、前記の空洞部分の深さと伝播特性の関係に適用して、検査対象物における空洞部分の有無及び深さを推定する。
【００２１】
比較用供試体として、空洞部分の深さが同じでかつ空洞部分の大きさ（面積）が異なる２種以上の比較用供試体を用いた場合には、各深さ毎に、横軸が空洞部分の大きさ（面積）であり、縦軸が伝播特性であるグラフを作成するなどの方法によって、空洞部分の深さのみならず、空洞部分の大きさ（面積）も推定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、例えば、コンクリート製の埋設型枠及びその中に打設したコンクリートからなるコンクリート構造物における空洞部分の有無、深さ及び大きさ（面積）を推定し、該コンクリート構造物の施工が良好に行なわれているかを判定する作業等に適用することができる。