(57)【要約】【課題】コンクリート内部のひび割れを検知するためにコンクリート構造物に埋設される新たなひび割れ検知センサを実現すること。【解決手段】ひび割れ検知センサ２を、コンクリート構造物で使用されるモルタルやコンクリートで形成される板状体３内に、そのひび割れとともに断線する十分に細い導電線５を埋設する。導電線５は、板状体３の一辺に第１端子線４１及び第２端子線４２に接続され、外部から断線チェック（導通チェック）が可能とされる。第１端子線４１及び第２端子線４２は、打設されるコンクリートが当たっても断線しない十分な強度の電線とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート内部のひび割れを検知するためにコンクリート構造物に埋設されるひび割れ検知センサであって、
コンクリート又はモルタルを硬化材として用いて形成された平面視多角形状の板状体と、
前記板状体の一辺から引き出されるように設けられた第１端子線及び第２端子線と、
前記第１端子線及び前記第２端子線を接続する前記板状体内に埋設された導電線と、
を備えたひび割れ検知センサ。
【請求項２】
前記導電線は、前記板状体内に蛇行して配線された
請求項１に記載のひび割れ検知センサ。
【請求項３】
前記一辺の一方側に間隔をおいて複数の前記第１端子線が、前記一辺の他方側に間隔をおいて前記第１端子線と同数の前記第２端子線が設けられ、
複数の前記導電線が、対応する前記第１端子線及び前記第２端子線同士を接続するように年輪状に埋設された、
請求項１又は２に記載のひび割れ検知センサ。
【請求項４】
前記導電線は、前記板状体内に蛇行して配線され、
前記導電線の蛇行配線の途中に接続されて前記一辺から引き出されるように設けられたＮ個（Ｎ≧１）の端子線を更に備えた
請求項１に記載のひび割れ検知センサ。
【請求項５】
請求項３に記載されたひび割れ検知センサに接続された測定装置による測定方法であって、
対応する前記第１端子線及び前記第２端子線同士の導通を確認するステップと、
前記確認結果に基づいてひび割れの進展を判定するステップと、
を含む測定方法。
【請求項６】
請求項４に記載されたひび割れ検知センサに接続された測定装置による測定方法であって、
前記第１端子線、前記第２端子線及び前記Ｎ個の端子線のうちの何れかの組み合わせでの導通を確認するステップと、
前記確認結果に基づいてひび割れの発生位置を判定するステップと、
を含む測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート内部のひび割れを検知するためにコンクリート構造物に埋設されるひび割れ検知センサ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物は、経年変化によりひび割れ、鉄筋の腐食等の様々な変状が発生する。中でも、コンクリート内部で発生するひび割れは目視で確認できず、変状がかなり進行し耐力が低下した状態で発見される場合が多く早期発見が望まれている。
【０００３】
コンクリート内部に発生するひび割れの検知技術としては、例えばコンクリート構造物の内部に導電線を埋設し、その導通を検査する方法が知られていた。すなわち、ひび割れの発生とともに導電線が切れることでこれを検知していた（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５９６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、配筋時に導電線を設置してコンクリートを打設する必要があり、そのコンクリート打設時に導電線が断線し易い問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みて考案されたものであり、その目的とするところは、コンクリート内部のひび割れを検知するためにコンクリート構造物に埋設される新たなひび割れ検知センサを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための第１の発明は、コンクリート内部のひび割れを検知するためにコンクリート構造物に埋設されるひび割れ検知センサであって、コンクリート又はモルタルを硬化材として用いて形成された平面視多角形状の板状体と、前記板状体の一辺から引き出されるように設けられた第１端子線及び第２端子線と、前記第１端子線及び前記第２端子線を接続する前記板状体内に埋設された導電線と、を備えたひび割れ検知センサである。
【０００８】
第１の発明によれば、ひび割れ検知の要となる導電線と、外部からその導通／非導通の確認、すなわち断線チェック、導通チェックをするための第１端子線及び第２端子線とを別種の線として全体として平面視多角形状の板状体とすることができる。つまり、導電線を板状体のひび割れにともなって断線する程度の細線としつつも、第１端子線及び第２端子線とをコンクリート打設時の力で断線しない太線として、板状体をコンクリート又はモルタルを硬化剤として用いて形成することができる。よって、施工時の断線不具合を削減することができる。また、第１端子線及び第２端子線を板状体の同じ辺から引き出すので、２つの線をひとまとめにして配線しやすくなり施工性が向上する。また、埋設した後のひび割れ検査時の作業性が向上する。
【０００９】
第２の発明は、前記導電線が、前記板状体内に蛇行して配線された第１の発明のひび割れ検知センサである。
【００１０】
第２の発明によれば、導電線を板状体内に満遍なく行き渡らせ、板状体のどこでひび割れが発生しても確実に検知できるようになる。
【００１１】
なお、１つのひび割れ検知センサに設けられる導電線と第１端子線及び第２端子線との組み合わせは１つに限らず複数設けることもできる。
例えば、第３の発明として、前記一辺の一方側に間隔をおいて複数の前記第１端子線が、前記一辺の他方側に間隔をおいて前記第１端子線と同数の前記第２端子線が設けられ、複数の前記導電線が、対応する前記第１端子線及び前記第２端子線同士を接続するように年輪状に埋設された、第１又は第２の発明のひび割れ検知センサを構成することができる。
【００１２】
第４の発明は、前記導電線が、前記板状体内に蛇行して配線され、前記導電線の蛇行配線の途中に接続されて前記一辺から引き出されるように設けられたＮ個（Ｎ≧１）の端子線を更に備えた第１の発明のひび割れ検知センサである。
【００１３】
第４の発明によれば、１本の導電線を複数の部分に分割して（換言すると導電線を直列接続の部分構成にして）断線チェックできるので、複数のひび割れ検知センサを用いなくとも、断線検知された時間と分割部分の位置関係とから、ひび割れの発生位置や進行方向、進展度合いを推定することが可能となる。
また、複数の端子線を用意することでバックアップとし、万が一にコンクリート打設に伴って端子線が断線するようなことがあっても検知機能を補償することができる。
【００１４】
第５の発明は、第３の発明のひび割れ検知センサに接続された測定装置による測定方法であって、対応する前記第１端子線及び前記第２端子線同士の導通を確認するステップと、前記確認結果に基づいてひび割れの進展を判定するステップと、を含む測定方法である。
【００１５】
第５の発明によれば、１つのひび割れ検知センサであっても、ひび割れの進行方向、進展度合いを推定することが可能となる。
【００１６】
第６の発明は、第４の発明のひび割れ検知センサに接続された測定装置による測定方法であって、前記第１端子線、前記第２端子線及び前記Ｎ個の端子線のうちの何れかの組み合わせでの導通を確認するステップと、前記確認結果に基づいてひび割れの発生位置を判定するステップと、を含む測定方法である。
【００１７】
第６の発明によれば、１つのひび割れ検知センサであっても、ひび割れの発生位置を推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ひび割れ検知センサの構成例と作成手順とを説明するための図。
【図２】ひび割れ検知センサの設置例を示す図。
【図３】コンクリート構造物の施工からひび割れ検知センサの設置、ひび割れ検知測定までの流れを説明する為のフローチャート。
【図４】ひび割れ検知センサの変形例を示す図。
【図５】ひび割れ検知センサの変形例を示す図。
【図６】ひび割れ検知センサの変形例を示す図。
【図７】ひび割れ検知センサの変形例を示す図。
【図８】ひび割れ検知センサの変形例を示す図。
【図９】ひび割れ検知センサの変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、ひび割れ検知センサの構成例と作成手順とを説明するための図である。
ひび割れ検知センサ２は、
１）コンクリート又はモルタルを硬化材として用いて形成された平面視多角形状の板状体３と、
２）板状体３の一辺から引き出されるように設けられた第１端子線４１及び第２端子線４２と、
３）第１端子線４１及び第２端子線４２を接続する板状体３内に埋設された導電線５と、を有する。
【００２０】
板状体３は、図示の例では平面視矩形を為しているがその他の多角形（例えば三角形）形状であってもよい。厚さは運搬中の衝撃で割れが生じない程度に適宜設定することができる。硬化材は、ひび割れ検知対象とするコンクリート構造物の打設に使用するのと同じまたは類似する組成のコンクリート、又は同じセメントを用いたモルタルとすると好適である。
【００２１】
第１端子線４１及び第２端子線４２は、導電線５よりも断線に強い電線である。具体的には、コンクリート構造物の施工時に、打設時に流れ落ちるコンクリートが当たって生じる外力に抗して断線することのない強度を有するものとする。なお、裸電線でも被覆線でも構わない。また、図示の例ではそれぞれ独立した電線としているが複数の電線による撚線や撚対線、同軸線を適宜用いるとしてもよい。
【００２２】
導電線５は、金属や炭素繊維などの導電性の細い線材であり、裸電線である。板状体３にひび割れが生じると断線する程度の弱さとする。例えば、エナメル線ならば０．０１〜０．０５ｍｍ程度である。そして、想定されるひび割れ線ＣＬ（換言すると、検知予定のひび割れ）の方向に対して交差するように配線される。
【００２３】
ひび割れ検知センサ２の作成手順は次の通りである。
手順１）型枠６の深さ半分程度に硬化材７を入れる。
手順２）硬化材７が適当に固まったならば、予め接続された第１端子線４１と第２端子線４２と導電線５とを型枠６内に載置し、残りの硬化材７を入れる。
手順３）硬化後に型枠６を外す。
【００２４】
図２は、ひび割れ検知センサ２の設置例を示す図である。
図３は、コンクリート構造物の施工からひび割れ検知センサの設置、ひび割れ検知測定までの流れを説明する為のフローチャートである。
【００２５】
先ず、ひび割れ検知センサ２を予め作成しておく（ステップＳ２）。
そして、作成されたひび割れ検知センサ２は、ひび割れの検知対象とするコンクリート構造物８の所定位置に所定姿勢で単数または複数（図２の例では３つ）埋設する。具体的には、コンクリート構造物８の配筋及び型枠の設置完了後に（ステップＳ４）、コンクリート構造物８の想定ひび割れ線ＣＬ’（図２参照）の範囲にて、ひび割れ検知センサ２の作成時に想定したひび割れ線ＣＬが想定ひび割れ線ＣＬ’に沿うようにひび割れ検知センサ２を配置する（ステップＳ６）。このとき、第１端子線４１及び第２端子線４２は、コンクリート構造物８の型枠外まで配筋つたいに適宜配置する。そして、コンクリートを打設する（ステップＳ８）。
【００２６】
コンクリートが硬化したならば型枠を撤去し（ステップＳ１０）、コンクリート構造物８の供用を開始する（ステップＳ１２）。そして、第１端子線４１及び第２端子線４２を測定装置９に接続して常時或いは周期的な断線チェック（導通チェック）を開始する（ステップＳ１４）。
【００２７】
計測の結果、最初に断線検知されたひび割れ検知センサ２の埋設位置から、コンクリート構造物８の内部のどこでひび割れが発生したかを判定することができる（ステップＳ１６）。
更に、複数のひび割れ検知センサ２のうち、次々に断線検知されてゆく順にその埋設位置をトレースすることで、内部ひび割れ発生位置とその後の進行方向、その速度、すなわちひび割れの進展を判定することができる（ステップＳ１８）。
【００２８】
以上、本実施形態によれば、検知の肝である導電線５を、微弱なひび割れでも検知できるように十分細く弱い線材としたとしても、板状体３の中に予め埋設されているので、設置時やコンクリート打設時に外力が加わったとしても簡単には切断されない。
【００２９】
また、第１端子線４１及び第２端子線４２は、板状体３の一辺から引き出されるようにして設けられる。第１端子線４１及び第２端子線４２のうち、コンクリート構造物８の外部に引き出されるまでの部分を撚り合わせることも可能である。すなわち、端子線の取り回しが容易になり、且つ打設時に流下するコンクリートが当たっても容易に断線しないようにできる。従来に比べて施工性を一層向上させることができる。
【００３０】
なお、本発明のひび割れ検知センサの実施形態は、上記に限らず適宜構成要素の追加・省略・変更が可能である。
【００３１】
例えば、図１の例では導電線５の折り返しを１回としているが、図４のひび割れ検知センサ２Ｂに示すように、折り返しを複数とし、板状体３に導電線５を蛇行して配線することとしてもよい。この構成は、ひび割れ発生が想定される領域が広い場合や、想定ひび割れ線ＣＬの発生場所や発生方向が絞り込めない場合に好適である。
【００３２】
更には、図５のひび割れ検知センサ２Ｃのように、板状体３内に蛇行して配線された導電線５の途中に接続されて、第１端子線４１及び第２端子線４２と同じ一辺から引き出されるように設けられたＮ個（Ｎ≧１）の端子線（図示の例では、第３端子線４３と、第４端子線４４：Ｎ＝２）を設けるとしてもよい。
この構成によれば、断線チェックに用いる端子線の組合せを変えることで、蛇行した導電線５の部分別のチェックが可能となり、ひび割れ位置をより具体的に判定することが可能となる。
また、端子線はコンクリート打設時の外力に十分抗する太さを設定するが、絶対に断線しないとは断定できない。しかし、当該構成のように３以上の端子線が用意されていれば、健全な端子線が２つあれば、その２つの端子線が接続された導電線５の部分を用いてひび割れの検知機能を補償することができる。
【００３３】
また、図６〜図９のひび割れ検知センサ２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇのように、第１端子線４１と第２端子線４２と導電線５とを１セットとして、複数セット設ける構成も可能である。この場合、ステップＳ１６やステップＳ１８においてセット別に断線チェックすることで、１つのひび割れ検知センサであっても、ひび割れの発生位置や、ひび割れの進行方向、ひび割れの進展度合を推定することが可能となる。
【００３４】
特に、図７のひび割れ検知センサ２Ｅのように、板状体３の一辺の一方側に間隔をおいて複数の第１端子線４１，４１，・・・を設け、当該一辺の他方側に間隔をおいて第１端子線と同数の第２端子線４２，４２，・・・を設けて、複数の導電線５，５，・・・が、対応する第１端子線４１及び第２端子線４２同士を接続するように年輪状に板状体３に埋設して構成すると、次のようなひび割れの検知に有効である。すなわち、年輪状に設けた導電線５，５，・・・の年輪中央部から外方に向けてひび割れの発生・進展が想定される場合の当該ひび割れの検知に有効である。例えば、あるコンクリート構造物において、コンクリート内部のひび割れの発生位置がおよそ推測できている場合に、当該発生位置近傍に年輪中央部が位置するようにひび割れ検知センサ２Ｅを埋設すれば、ひび割れの進展（ひび割れの進展方向や進展速度など）を測定することができる。
【符号の説明】
【００３５】
２，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ…ひび割れ検知センサ
３…板状体
５…導電線
６…型枠
７…硬化材
８…コンクリート構造物
９…測定装置
４１…第１端子線
４２…第２端子線
４３…第３端子線
４４…第４端子線
【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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