(57)【要約】【課題】微小なひびを検出することができる鉄筋コンクリート構造物のひび検出方法および鉄筋コンクリート構造物のひび割れシステムを提供する。【解決手段】ＣＰ１００に取り付けられてＣＰ１００表面における２点間の距離の変化を測定する測定装置１と、ＣＰ１００を加熱する加熱装置２と、測定装置１により測定されたＣＰ１００表面における２点間の距離の変化に基づいてＣＰ１００にひびが存在するか否かを判定する判定装置３とを備える。【選択図】  図１
2016031276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート構造物の任意の領域を加熱して、加熱前後の前記任意の領域の表面における距離の変化を測定する測定ステップと、
この測定ステップで測定された前記距離の変化に基づいて、前記任意の領域にひびが存在するか否かを判定する判定ステップと
を有することを特徴とする鉄筋コンクリートのひび検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の鉄筋コンクリートのひび検出方法において、
前記判定ステップは、前記距離が増加すると前記任意の領域にひびが存在しないと判定し、前記距離が変化しないまたは減少すると前記任意の領域にひびが存在すると判定する
ことを特徴とする鉄筋コンクリートのひび検出方法。
【請求項３】
鉄筋コンクリート構造物の任意の領域の表面における距離の変化を測定する測定装置と、
前記任意の領域を加熱する加熱装置と、
前記測定装置により測定された前記距離の変化に基づいて、前記任意の領域にひびが存在するか否かを判定する判定装置と
を備えることを特徴とする鉄筋コンクリート構造物のひび検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリートのひび検出方法および鉄筋コンクリート構造物のひび検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートとは、鉄筋とコンクリートの複合材料であり、引っ張りに弱いコンクリートの強度を補うために、鉄筋が埋設されたものである。コンクリートと鉄筋の熱膨張率がほぼ等しいこと、圧縮に耐えるコンクリートと引張に耐える鉄筋との組合せが力学特性上有利なこと、ともに原材料が廉価であることなどから、鉄筋コンクリートは建設材料や土木材料として広く用いられてきた。このような鉄筋コンクリートに埋設されている鉄筋は、自然環境下では錆びやすいものであるが、アルカリ性のコンクリートで周囲を覆われているため、腐食しにくいものとなっている。
【０００３】
ところが、経年変化などによりコンクリートにひび（亀裂）が入ると、このひびを介して二酸化炭素などの酸性ガスなどがコンクリート内部に入ってコンクリートの中性化が進み、鉄筋が腐食して鉄筋コンクリートが劣化する恐れがある。このようなひびによる鉄筋コンクリートの劣化を防止するために、従来より、鉄筋コンクリートに対してひびの有無を確認し、ひびが存在する場合にはひびを補修したり、鉄筋コンクリートの構造物自体を更新したりするなど、ひびへの対処が行われている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
具体的には、まず、目視や画像解析によってひびの有無を確認する。ひびの存在を確認した場合、クラックスケールなどを用いてひびの幅を測定し、このひびの幅と、鉄筋コンクリートの劣化に寄与するとされるひびの幅の基準値とを比較する。そして、ひびの幅が基準値よりも小さい場合には、ひびが閉じていて鉄筋コンクリート構造物の劣化に寄与しないと判定する。一方、ひびの幅が基準値よりも大きい場合には、ひびへの対処を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】金子  英、岡  宗一、松宮  直規、デジタルカメラ画像を用いたコンクリート構造物のひび割れ検査技術、ＮＴＴ技術ジャーナル、vol.23, No.12, 21-24, 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来では基準値よりも幅が小さいひびについては劣化に寄与しないと判定していたが、近年の研究では微小なひびについても劣化に寄与する可能性が示唆されつつある。このため、鉄筋コンクリート構造物の劣化をより確実に防ぐには、目視や画像解析では見落としてしまうような微小なひびについても検出する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、微小なひびを検出することができる鉄筋コンクリートのひび検出方法および鉄筋コンクリート構造物のひび検出システム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】
【０００８】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る鉄筋コンクリートのひび検出方法は、鉄筋コンクリート構造物の任意の領域を加熱して、加熱前後の任意の領域の表面における距離の変化を測定する測定ステップと、この測定ステップで測定された距離の変化に基づいて、任意の領域にひびが存在するか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とするものである。
【０００９】
上記鉄筋コンクリートのひび検出方法において、判定ステップは、距離が増加すると任意の領域にひびが存在しないと判定し、距離が変化しないまたは減少すると任意の領域にひびが存在すると判定するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび検出システムは、鉄筋コンクリート構造物の任意の領域の表面における距離の変化を測定する測定装置と、任意の領域を加熱する加熱装置と、測定装置により測定された距離の変化に基づいて、任意の領域にひびが存在するか否かを判定する判定装置とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、鉄筋コンクリート構造物表面の任意の領域を加熱し、この任意の領域における距離の変化を測定し、この距離の変化に基づいて任意の領域にひびが存在するか否かを判定することにより、微小なひびを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る鉄筋コンクリート構造物のひび検出システムを模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る鉄筋コンクリート構造物のひび検出方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、ひびの有無の判定原理を説明するための図である。
【図４】図４は、ひびの有無の判定原理を説明するための図である。
【図５】図５は、ひびを入れた鉄筋コンクリート構造物の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、鉄筋コンクリート構造物として、円柱状のコンクリートポール（以下、「ＣＰ」と言う。）のひびを検出する場合を例に説明を行う。
【００１４】
［ひび検出システムの構成］
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るひび検出システムは、ＣＰ１００に取り付けられてＣＰ１００表面の距離の変化を測定する測定装置１と、ＣＰ１００を加熱する加熱装置２と、測定装置１により測定されたＣＰ１００の変位に基づいてＣＰ１００にひびが存在するか否かを判定する判定装置３とを備えている。
【００１５】
測定装置１は、２点間の距離の変化を測定する装置であり、例えばひずみゲージなどの接触型の変位測定機やレーザを用いた非接触式の変位測定機などである。このような測定装置１は、ＣＰ１００の表面に配設され、測定した距離の変化を判定装置３に送信する。
なお、図１に示す測定装置１は、ＣＰ１００の表面に固定される基部１１と、この基部１１から離間したＣＰ１００の表面に固定される固定部１２と、一端が基部１１により移動可能に支持され、他端が固定部１２に当接する棒状の移動部１３とから構成されている。このような測定装置１は、基部１１と固定部１２との距離の変化を移動部１３の移動量で検出することにより、基部１１と固定部１２の２点間の変位を検出するものである。測定精度は、測定範囲５［ｃｍ2］に対して５００［ｎｍ］まで保障されているものがある。
【００１６】
加熱装置２は、バーナーやヒータなどの加熱装置である。なお、加熱装置２を設ける替わりに、太陽光や気温の変化によってＣＰ１００を加熱するようにしてもよい。
【００１７】
判定装置３は、測定装置１により測定された変位に基づいて、ＣＰ１００にひびが存在するか否かを判定する演算装置である。
【００１８】
［ひび検出方法］
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るひび検出方法について説明する。
【００１９】
まず、ＣＰ１００表面のひび割れを検出したい任意の領域（以下、「測定対象領域」と言う。）に測定装置１を配設する（ステップＳ１）。具体的には、基部１１と固定部１２をＣＰ１００の測定対象領域内の離間した位置に接着材等で固定することにより、測定装置１を配設することができる。
【００２０】
測定対象領域に配設すると、測定装置１は、測定対象領域内の２点間の距離についてその変化の測定を開始する（ステップＳ２）。本実施の形態において、測定装置１は、測定開始時、言い換えると測定対象領域が加熱される前の２点間の距離を基準（０）としてその変位を測定する。また、測定装置１による測定時間は、適宜自由に設定することができる。例えば、加熱装置２により加熱を行う場合には、その加熱前後の所定の時間だけ測定するようにしたり、太陽光や気温の変化によりＣＰ１００を加熱する場合には、数日間測定したりするようにしてもよい。このようにして測定した変位は、判定装置３に送信される。
【００２１】
測定装置１が測定を開始すると、加熱装置２によって測定対象領域を加熱する（ステップＳ２）。なお、測定対象領域の加熱は、太陽光や気温の変化によって行うようにしてもよい。
【００２２】
測定対象領域が加熱されると、判定装置３は、測定装置１により測定された２点間の距離の変化（変位）Ｘに基づいて測定対象領域にひびが存在するか否かを判定する（ステップＳ４）。具体的には、測定装置１により測定された変位Ｘが基準よりも増えたか否かに応じて、測定対象領域にひびが存在するか否かを判定する。
【００２３】
変位Ｘが増加した、すなわちＸ＞０の場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、判定部３３は、測定対象領域にひびが存在しないと判定する（ステップＳ５）。
一方、変位Ｘが０以下の場合（ステップＳ４：Ｘ≦０）、判定部３３は、測定対象領域にひびが存在すると判定する（ステップＳ６）。
このように判定する原理について、図３，図４を参照して以下に説明する。
【００２４】
図３に示すように、鉄筋１０１が埋設されたＣＰ１００の測定対象領域にひびが存在しない場合、その測定対象領域を加熱すると、この測定対象領域に存在するコンクリートが膨張する。したがって、測定対象領域の変位は増加することとなる。なお、鉄筋１０１については、コンクリートに埋設されているので、熱の影響を無視することができる。
【００２５】
一方、図４に示すように、測定対象領域にひび１００ａが存在する場合、このひび１００ａ近傍を加熱すると、ひび１００ａの周囲のコンクリートが膨張する。ところが、コンクリートが膨張してもひび１００ａが存在するので、その膨張はひび１００ａによって吸収される。すなわち、ひび１００ａの周囲のコンクリートが膨張によって、ひび１００ａの狭くなるまたは塞がれてゆく。したがって、ひび１００ａを含む測定対象領域の変位は、変化しないか、または、減少することとなる。
【００２６】
そこで、本実施の形態では、上述したように、変位Ｘが０よりも大きい場合にはひびが存在しないと判定し、変位Ｘが０以下の場合にはひびが存在すると判定する。これにより、微小なひびを検出することができる。
【００２７】
ここで、実際の測定結果を図５に示す。この図５は、予めひびを入れた後にプレストレスをかけたＣＰを地面に立設し、このＣＰに変位測定機を設置したときの測定結果である。ＣＰに入れたひびは、ひび入れ時には肉眼ではっきりと確認できたが、測定開始時にはプレストレスをかけているため、肉眼でかろうじて確認できるか否かといった程度になっている。また、この測定においては、加熱装置２は用いずに、ＣＰを大気中に暴露して日射や大気から受ける熱によってＣＰを加熱して、地際から２０ｃｍの所を測定対象領域として測定装置１を配置し、１０日間測定を行った。
なお、図５において、変位を示す縦軸の符号は、マイナス方向が縮小、プラス方向が増大を示している。また、符号ａで示す点線はＣＰの表面温度、符号ｂで示す実線はＣＰの変位を示している。
【００２８】
この図５からわかるように、ＣＰに予めひびが入っているので、気温が上昇すると測定対象領域の変位が減少している。これは、気温の上昇によってコンクリートが膨張するが、ひびを塞ぐまたはひびの幅を狭めることによって、その膨張がひびに吸収されると考えられる。
一方、気温が低下すると、測定対象領域の変位が増加している。これは、気温の低下によってコンクリートが収縮するが、この収縮によって塞がれるまたは幅が狭くなっていたひびの幅が再度拡がるからであると考えられる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＣＰ１００表面の任意の箇所を加熱し、任意の箇所における加熱前後の変位を測定し、この変位に基づいて測定対象領域にひびが存在するか否かを判定することにより、微小なひびを検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、ＣＰのひびを検出する各種システムに適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…測定装置、２…加熱装置、３…判定装置、１１…基部、１２…固定部、１３…移動部、１００…ＣＰ。
【図１】
2016031276.tif 000003
【図２】
2016031276.tif 000004
【図３】
2016031276.tif 000005
【図４】
2016031276.tif 000006
【図５】
2016031276.tif 000007