(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
当接本体の中央部にコンクリート表面側に開口し、強制減圧手段にホースを介して連なる内側チャンバーを有し、この内側チャンバー外側にコンクリート表面側に開口する環状の外側チャンバーが形成され、この外側チャンバーに連なって密着減圧手段が接続され、この密着減圧手段の作動による前記外側チャンバー内の減圧に伴って、前記当接本体がコンクリート表面に密着するように構成した密着手段を有し、この密着手段により当接本体をコンクリート表面に密着させたとき、前記内側チャンバー内が閉鎖空間となる構造の当接体を、
構造物のコンクリート表面にあてがい、前記密着手段により前記当接本体を前記構造物のコンクリート表面に密着させた状態とするとともに、前記内側チャンバー内を前記減圧手段により減圧することによって前記構造物のコンクリートの浸透係数及び浸透深さの両方を次式（１）又は次式（２）に基づいて計測し、この計測値から前記構造物のコンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とする構造物のコンクリートの圧縮強度推定方法。
【数１】
0004009118.tif 000010
【数２】
0004009118.tif 000011
なお、同式中の「ｋＴ」は浸透係数〔１０-16・ｍ2〕、「Ｌ」は浸透深さ〔ｍｍ〕、「Ｖｃ」は前記内側チャンバー及び前記ホース内の空気総量〔ｍ3〕、「Ａ」は前記内側チャンバー（コンクリート表面との当接部分）の断面積〔ｍ2〕（理論値）、「μ」は空気の動粘度〔Ｎｓ／ｍ2〕、εはコンクリートの空隙率〔ｍ3／ｍ-3〕、Ｐａは大気圧〔Ｎ／ｍ2〕、ｔは試験時間〔ｓ〕、ｔ0は６０〔ｓ〕、ΔＰｔは圧力上昇値〔Ｎ／ｍ2〕、ｌｎは自然対数である。
【請求項２】
浸透係数、浸透深さが小さいほど構造物のコンクリートの圧縮強度が大きいと推定する請求項１記載の構造物のコンクリートの圧縮強度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非破壊試験によって構造物のコンクリートの圧縮強度を推定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造物のコンクリート耐久性の一つの指標は、コンクリートの圧縮強度である。そこで、従来から、コンクリートの圧縮強度を非破壊試験の結果によって推定する種々の方法が提案されている。なかでも反発度法（ハンマー法）、すなわち、コンクリート表面をテストハンマーで打撃し、このテストハンマーのはね返り量（反発度）を測定し、この測定値を基準として圧縮強度を推定する非破壊試験法が、有用なものとして広く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テストハンマーのはね返り量は、コンクリート表面の状態などのわずかな条件の違いによっても大きな影響を受ける。したがって、ハンマー法による圧縮強度の推定結果は、ばらつきが大きく、これを唯一の指標とするには難がある。
【０００４】
そこで、本発明の主たる課題は、コンクリート表面の状態に左右されることなく、比較的簡易に構造物のコンクリートの圧縮強度を推定することができる方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は、次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
当接本体の中央部にコンクリート表面側に開口し、強制減圧手段にホースを介して連なる内側チャンバーを有し、この内側チャンバー外側にコンクリート表面側に開口する環状の外側チャンバーが形成され、この外側チャンバーに連なって密着減圧手段が接続され、この密着減圧手段の作動による前記外側チャンバー内の減圧に伴って、前記当接本体がコンクリート表面に密着するように構成した密着手段を有し、この密着手段により当接本体をコンクリート表面に密着させたとき、前記内側チャンバー内が閉鎖空間となる構造の当接体を、
構造物のコンクリート表面にあてがい、前記密着手段により前記当接本体を前記構造物のコンクリート表面に密着させた状態とするとともに、前記内側チャンバー内を前記減圧手段により減圧することによって前記構造物のコンクリートの浸透係数及び浸透深さの両方を次式（１）又は次式（２）に基づいて計測し、この計測値から前記構造物のコンクリートの圧縮強度を推定することを特徴とする構造物のコンクリートの圧縮強度推定方法。
【数１】
0004009118.tif 000002
【数２】
0004009118.tif 000003
なお、同式中の「ｋＴ」は浸透係数〔１０-16・ｍ2〕、「Ｌ」は浸透深さ〔ｍｍ〕、「Ｖｃ」は前記内側チャンバー及び前記ホース内の空気総量〔ｍ3〕、「Ａ」は前記内側チャンバー（コンクリート表面との当接部分）の断面積〔ｍ2〕（理論値）、「μ」は空気の動粘度〔Ｎｓ／ｍ2〕、εはコンクリートの空隙率〔ｍ3／ｍ-3〕、Ｐａは大気圧〔Ｎ／ｍ2〕、ｔは試験時間〔ｓ〕、ｔ0は６０〔ｓ〕、ΔＰｔは圧力上昇値〔Ｎ／ｍ2〕、ｌｎは自然対数である。
【０００６】
【０００７】
＜請求項２項記載の発明＞
浸透係数、浸透深さが小さいほど構造物のコンクリートの圧縮強度が大きいと推定する請求項１記載の構造物のコンクリートの圧縮強度推定方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（供試体の作成・養生）
構造物のコンクリート（以下、単に対象コンクリートともいう。）の圧縮強度を推定するにあたっては、まず、それぞれの圧縮強度が異なる少なくとも３種類のコンクリート供試体を作成する。本実施の形態では、その例として、圧縮強度が１５、２０、３０、４５及び６０Ｎ／ｍｍ2となるように５種類の供試体を作成する。
【０００９】
この際、これらの供試体は、対象コンクリートと同一の材料で、しかも実質的に同一の形状となるように作成するのが好ましい。圧縮強度の推定精度を向上させるためである。供試体の形状は、例えば、コンクリート構造物を対象とする場合であれば、角形柱等の場合は、柱部材（例えば、高さ６０×２０×４０ｃｍ、高さ１２０×２０×５０ｃｍなど）とし、床スラブ等の場合は、床部材（例えば、高さ２０×６０×５０ｃｍ、高さ２０×６０×４５ｃｍ、高さ２０×２０×６０ｃｍ、高さ２０×６０×４０ｃｍなど）とすることができる。
【００１０】
このようにして作成した各供試体は、少なくとも対象コンクリートと養生環境を同一にして養生するのが好ましい。例えば、大気中で養生したコンクリートを対象とするのであれば空気中で、水中で養生したコンクリートを対象とするのであれば水中で、養生剤を塗布して養生したコンクリートを対象とするのであれば養生剤を塗布して養生する。養生環境を同一にするのは、養生環境によって、供試体の性状が大きく異なるためである。
【００１１】
各供試体の養生は、その期間を、例えば、１日、２日、３日とすることもできるが、７日以上とするのが好ましく、２８日以上とするのがより好ましい。供試体の性質・状態を安定化させるためである。
【００１２】
（供試体の浸透係数・浸透深さの計測）
次に、以上のようにして作成・養生した各供試体について、その浸透係数及び浸透深さの少なくとも一方を、本実施の形態では双方を計測する。この計測は、以下に示す当接体１を用いて行う。
当接体１は、図１及び図２に示すように、当接本体２の中央部にコンクリートＣ表面側に開口し、減圧ポンプなどからなる図示しない強制減圧手段にホース４を介して連なる内側チャンバー２Ａを有し、この内側チャンバー２Ａの外側に当接本体２をコンクリートＣ表面に密着させる密着手段を有し、この密着手段により当接本体２をコンクリートＣ表面に密着させたとき、内側チャンバー２Ａ内が閉鎖空間Ｉとなる構造とされている。特に、本実施の形態では、かかる密着手段は、内側チャンバー２Ａの外側に形成されたコンクリートＣ表面側に開口する環状の外側チャンバー３を有し、この外側チャンバー３に連なって減圧ポンプなどからなる図示しない密着減圧手段がホース５を介して接続され、密着減圧手段の作動による外側チャンバー３内Ｏの減圧に伴って、当接本体２がコンクリートＣ表面に密着する構造とされている。
【００１３】
浸透係数及び浸透深さを計測するにあたっては、まず、以上のようにしてなる当接体１を、コンクリートＣ表面にあてがい、外側チャンバー３内Ｏを、図示しない密着減圧手段により減圧ホース５を介して減圧する。これにより、コンクリートＣ等をなんら損壊することなく、当接本体２が対象コンクリートＣに対して密着した状態で取り付けられる。
【００１４】
当接本体２をコンクリートＣに取り付けたら、又はこの取り付けと同時に、前記あてがいにより閉鎖空間Ｉとなった内側チャンバー２Ａ内（例えば、１．０１５〜０．９ＭＰａ）を、図示しない強制減圧手段によってホース４を介して、例えば、０．１〜０．０１ＭＰａとなるまで減圧する。これにより、コンクリートＣの浸透係数及び浸透深さの計測が可能となる。
【００１５】
浸透係数及び浸透深さは、次式（１）又は次式（２）から求められる。なお、同式中の「ｋＴ」は浸透係数〔１０-16・ｍ2〕、「Ｌ」は浸透深さ〔ｍｍ〕、「Ｖｃ」は内側チャンバー２Ａ及びホース４内の空気総量〔ｍ3〕、「Ａ」は内側チャンバー２Ａ（コンクリートＣ表面との当接部分）の断面積〔ｍ2〕（理論値）、「μ」は空気の動粘度〔Ｎｓ／ｍ2〕（通常２．０×１０-5）、εはコンクリートの空隙率〔ｍ3／ｍ-3〕（通常０．１５）、Ｐａは大気圧〔Ｎ／ｍ2〕、ｔは試験時間〔ｓ〕、ｔ0は６０〔ｓ〕、ΔＰｔは圧力上昇値〔Ｎ／ｍ2〕、ｌｎは自然対数である。
【数１】
0004009118.tif 000004
【数２】
0004009118.tif 000005
【００１６】
この閉鎖空間Ｉの減圧は、外側チャンバー３内Ｏの圧力と同一となるまで、又は同一となるように行うのが好ましい。これは、外側チャンバー３内Ｏの減圧によって生じるコンクリート部位Ｃ２（コンクリートＣのうちの外側チャンバー３と対面する部位をいう。）における気流が、閉鎖空間Ｉの減圧によって生じるコンクリート部位Ｃ１（コンクリートＣのうちの内側チャンバー２Ａと対面する部位をいう。）における気流に影響を与え、結果、浸透係数及び浸透深さが不正確になるのを防止するためである。
【００１７】
閉鎖空間Ｉの圧力と外側チャンバー３内Ｏの圧力とを同一とするためには、例えば、強制減圧手段と密着減圧手段とを１つの減圧ポンプで構成すればよい。
【００１８】
本実施の形態では、内側チャンバー２Ａ及び外側チャンバー３を、断面略円形状とし、かつ当接本体２を介して一体化したが、これに限る趣旨ではない。断面を略方形状、楕円形状などと適宜変更することができる。また、両者を一体化させずに別体とすることもできる。
【００１９】
（圧縮強度の実測）
以上のようにして浸透係数及び浸透深さを計測した供試体について、次に、その圧縮強度を実測する。この実測は、例えば、円柱供試体の場合は、ＪＩＳ  Ａ  １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」によることができ、他の供試体の場合は、コアを切り取って試験を行うＪＩＳ  Ａ  １１０７「コンクリートからのコア及びはりの切り取り方法並びに強度試験方法」によることができる。
【００２０】
（推定式の確立）
以上のようにして各供試体の圧縮強度を実測したら、先に計測した浸透係数及び浸透深さとで回帰分析し、浸透係数及び浸透深さから圧縮強度を推定するための推定式を求める。
【００２１】
（対象コンクリートの浸透係数・浸透深さの計測）
以上と並行して、又は前後して、対象コンクリートについても、その浸透係数及び浸透深さの少なくとも一方を、本実施の形態では双方を計測する。この計測は、前述した当接体１を用い、前述したのと同様の方法によって行うことができる。
【００２２】
（圧縮強度の推定）
以上のようにして、推定式を確立し、対象コンクリートの浸透係数及び浸透深さを計測したら、この浸透係数及び浸透深さを推定式に代入する。これにより、コンクリートの圧縮強度が推定される。
【００２３】
（その他）
（１）  以上では、供試体の作成・養生、推定式の確立から対象コンクリートの圧縮強度推定までを連続して行う形態を説明したが、これに限る趣旨ではない。あらかじめ推定式を確立しておき、この推定式をもとに対象コンクリートの圧縮強度推定を行うこともできる。この場合は、形状や養生環境などを特定した推定式を複数容易しておくのが好ましい。
【００２４】
（２）  また、本発明で適用対象となるコンクリートは、その種類が特に限定されるものではない。一般に用いられている、例えば、普通コンクリート、軽量コンクリート、舗装コンクリートなどの他、粗骨材を欠くコンクリート、すなわちモルタルをも対象とすることができる。
【００２５】
（３）  さらに、本発明の適用対象となるコンクリートは、その形状・存在状態が特に限定されるものではない。土木構造物、建築構造物、その他のあらゆる構造物の一部として存在するコンクリートや、コンクリート製品の圧縮強度を推定することも可能である。
【００２６】
（４）  本形態による場合、浸透係数から圧縮強度を推定することも、浸透深さから圧縮強度を推定することも可能であるが、両測定値を総合評価して圧縮強度を推定すると、なお好適である。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、浸透係数及び浸透深さと圧縮強度との相関関係を明らかにする。
（供試体の作成・養生）
本実施例では、目標強度、材齢、形状及び養生環境を変化させて供試体を作成した。具体的には、供試体の目標強度を、１５（普通）、２０（普通）、３０（普通）、４５（普通）、６０（普通）、３０（モルタル）Ｎ／ｍｍ2、の６通りとした。また、供試体の材齢は、３、７、８、１４、２８、４０、４８、４９、５６、３６５日の１０通りとした。供試体の形状及び大きさは、円柱供試体（高さ２０×φ１０ｃｍ）、曲げ供試体（高さ１５×１５×５３ｃｍ、高さ１５×１５×６０ｃｍ）、柱部材（高さ６０×２０×４０ｃｍ、高さ１２０×２０×５０ｃｍ）、床部材（高さ２０×６０×５０ｃｍ、高さ２０×６０×４５ｃｍ、高さ２０×２０×６０ｃｍ、高さ２０×６０×４０ｃｍ）の４種類、計９通りとした。養生環境は、水中養生、空気中養生、養生剤塗布養生（塗布量６５ｇ／ｃｍ2又は１３０ｇ／ｃｍ2）、湿潤養生、屋外養生の５通りとした。
【００２８】
（浸透係数・浸透深さの計測）
各供試体について、実施の形態で示した当接体１を用いて、それぞれ浸透係数及び浸透深さを測定した。
なお、「Ｖｃ」は２２２×１０-6〔ｍ3〕、「Ａ」は１９．６×１０-4〔ｍ2〕、「μ」は２．０×１０-5〔Ｎｓ／ｍ2〕、「ε」は０．１５〔ｍ3／ｍ-3〕であった。
【００２９】
（圧縮強度の実測）
各供試体の圧縮強度の実測は、円柱供試体についてはそのままの状態で、その他の供試体については供試体から切り取ったコア（高さ２０×φ１０ｃｍ）について、それぞれＪＩＳ  Ａ  １１０８に基づいて行った。コア抜きには、コア抜きドリルを用いた。
【００３０】
（試験結果及び考察）
図３に浸透係数とコアの圧縮強度との関係を、図４に浸透深さとコアの圧縮強度との関係を、次式（３）に図３に関する単回帰式を、次式（４）に図４に関する単回帰式を、図５に次式（３）の精度を、図６に次式（４）の精度を示した。浸透係数、浸透深さが増加するに従って、圧縮強度は低下することがわかる。したがって、浸透係数、浸透深さが小さいほど対象コンクリートの圧縮強度が大きいと推定しうることがわかる。なお、Ｆｃはコアの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ2）、Ｋは浸透係数（１０-16ｍ2）、Ｌは浸透深さ（ｍｍ）である。
【数３】
0004009118.tif 000006
【数４】
0004009118.tif 000007
【００３１】
（重回帰分析）
以上の試験で得られたデータを重回帰分析（変数増減法、Ｆin＝Ｆout＝２．０）した。浸透係数に基づくデータからは次式（５）が、浸透深さに基づくデータからは次式（６）が得られた。この式の精度を、図７及び図８に示した。なお、コアの圧縮強度Ｆｃ（Ｎ／ｍｍ2）を目的変数とし、浸透係数Ｋ（１０-16ｍ2）、浸透深さＬ（ｍｍ）、養生環境ＹＯ（１：空気中、２：養生剤塗布（６５）、３：養生剤塗布（１３０）、４：湿潤、５：水中）、材齢ＺＡ（日）、形状ＤＡＳ（１：床部材、２：曲げ供試体、３：円柱供試体・柱部材）、測定場所ＳＯ（１：上面、２：側面上部、３：側面中部、４：側面下部、５：下面）を説明変数として採用した（式下段の（  ）内はＴ値、そのさらに下段のＮはデータ数、Ｒは重相関係数、ｅsは残差の標準偏差（Ｎ／ｍｍ2）である。）。
【数５】
0004009118.tif 000008
【数６】
0004009118.tif 000009
【００３２】
これらの式から、浸透係数及び浸透深さとコアの圧縮強度との間には、高度の相関関係を認めうることがわかる。したがって、浸透係数又は浸透深さに基づくと、コンクリート表面の状態に左右されることなく、比較的簡易に圧縮強度を推定しうることがわかる。また、浸透係数、浸透深さが小さいほど、測定場所が下部ほど、材齢が経過するほど、圧縮強度が大きくなっていることもわかる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る方法によれば、コンクリート表面の状態に左右されることなく、比較的簡易に構造物のコンクリートの圧縮強度を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  当接体の断面模式図である。
【図２】  当接体の斜視図である。
【図３】  浸透係数とコアの圧縮強度との関係を示した図である。
【図４】  浸透深さとコアの圧縮強度との関係を示した図である。
【図５】  （３）式の実績値と計算値である。
【図６】  （４）式の実績値と計算値である。
【図７】  （５）式の実績値と計算値である。
【図８】  （６）式の実績値と計算値である。
【符号の説明】
１…当接体、２…当接本体、２Ａ…内側チャンバー、３…外側チャンバー、４，５…ホース、Ｃ…コンクリート、Ｉ…閉鎖空間、Ｏ…外側チャンバー内空間。
【図１】
0004009118.tif 000012
【図２】
0004009118.tif 000013
【図３】
0004009118.tif 000014
【図４】
0004009118.tif 000015
【図５】
0004009118.tif 000016
【図６】
0004009118.tif 000017
【図７】
0004009118.tif 000018
【図８】
0004009118.tif 000019