耐候性鋼材における濡れ時間判定の検討に関する研究
建設構造研究室 道祖尾頼夢
指導教員

岩崎英治

1.はじめにはじめに近年，LCC(ライフサイクルコスト)を低減可能な無塗装耐候性鋼材を採用した鋼橋が幅広く建設されている．しかし，一部の耐候性鋼橋梁では，局部的にさびが進行する問題が生じている．耐候性鋼材の腐食要因として，海岸から図 1 濡れの測定概念の飛来塩分や冬季の凍結防止剤，鋼材表面の温度と湿度による濡れなどがある．

2．
．濡れ状態の状態の測定
濡れている状態の継続時間のことである濡れ時間は，飛来塩分や鋼表面の付着塩分のように定量的に測定する方法が無い．ACM センサの腐食電流がしきい値以上の継続時間により判定されることが多い．しかし，ACM センサは，腐食による寿命があり，長期間の計測では数ヶ

写真 1 機器の設置状況

月に 1 回交換が必要である．また，ACM セン
サは，センサ自体の濡れを測定しているため橋

4．
．研究目的

梁のさび性状による濡れ時間の差を計測でき

本研究は，実橋梁を対象に直流電気抵抗を測ない．一方で，直流電気抵抗により，腐食鋼材定し，かつ ACM センサおよび温湿度計による自体の濡れ時間を測定する方法が提案されて計測を行い，直流電気抵抗のしきい値による濡

1)

いる ．

れ判定の妥当性について検討すると共に，直流3．
．濡れの測定概念
れの測定概念電気抵抗による濡れ状態の判定基準を検討す

さび層は非導電性であり，大きな電気抵抗をることを目的とする．

示すが，さび層の中に水分が含まれると電気抵抗が低下すると考えられる．図 1 に示すように，腐食鋼板の表面の 2 点間の電気抵抗を測定することで，さび層の濡れ状態を求めることができる．
そこで，鋼表面に接触させるための抵抗計測器を製作し，写真 1 のようにこの抵抗計測器の先端が鋼表面に接触するよう固定し，電気抵抗の経時変化を記録する．また，電気抵抗を計測するテスタには，データロギング機能があり，長期間での計測が可能である．
写真 2 対象橋梁の全景

5．
．対象橋梁タの収集を行った．

本研究で対象橋梁とした小兵衛橋は，新潟平野の離岸距離 10km の場所に位置している．冬
季の塩分を含んだ季節風は、橋梁の橋軸に対し斜め方向に吹き付ける．写真 2 に小兵衛橋の全景を示す．また，実橋での電気抵抗を計測するために，図 2 のような 3 主桁橋の雨水が直接当たらない内桁ウェブ下部に，写真 1 のように直流電気抵抗を計測するテスタと濡れ時間計を

図 2 計測器取り付け位置(右岸側断面図)それぞれの桁に取り付けた．また，ACM セン
サ 1～4 は，テスタ 1～4 付近にそれぞれ設置してある．テスタ 0 は ACM センサ 3 の近くに設置した．また，温湿度計と ACM センサも設置し，電気抵抗と温湿度，ACM センサの腐食電流の比較を行い，直流電気抵抗による濡れ状態の検討を行う．

6．
．既往の既往の研究
実橋梁の電気抵抗を測定するために，濡れ時間計とテスタ（No.0)を設置し測定を行った．

図 3 テスタ 0，ACM センサ，温湿度計の結果

テスタにはデータロギング機能があり，テスタの時間間隔を 8 分で計測を行った．本研究では， 7．
．測定結果データを記録する間隔をテスタ 0 では 8 分，テスタ 1～4 においては 10 分間隔で行った．
図 3 に 4 月 14 日から 25 日までの温湿度，小兵衛橋に 2011 年 2 月から 2011 年 12 月まで濡れ時間測定，2010 年 11 月から 2012 年 2月現在まで腐食環境調査を行った．

ACM センサの腐食電流とテスタによる電気抵

図 4 から，濡れ時間計と ACM センサの結果抗の計測結果を示す．温度が低下，湿度が上昇を比較すると，電気抵抗値が 40MΩ以下の赤すると腐食電流は上昇し電気抵抗は低下して線と腐食電流が 0.01μA 以上の青線が概ね一いることからテスタで濡れ状態を表現できて致していることからテスタ 0 の電気抵抗値のいると考えられる．電気抵抗と腐食電流を示し

しきい値は 40MΩ付近にあることが考えられた図の下部に腐食電流が 0.01μA 以上になるる．しかし，図 5 のテスタ 1 では，電気抵抗値日時に青線．電気抵抗値が 50，40，30MΩ以のしきい値が 30MΩの場合と 40MΩの場合が下の日時に赤線を併記している．この図から，あり，一定のしきい値での濡れ時間の判定がでACM センサのしきい値によるぬれの判定と電きていない．このことから，電気抵抗値のしき気抵抗値のしきい値による濡れ判定は概ね一い値による濡れ判定は，濡れ時間計を鋼材表面致していることがわかった．しかし，この測定に押し当てるときの強さで抵抗値が変化する方法では，設置状況，さび厚，抵抗計測器固有ことや，濡れ時間計の製作時の誤差により，しの誤差によって測定値が変動する可能性があ

きい値がそれぞれのテスタで異なると考えらる．このため，しきい値の設定が妥当であるとれる．そのため，本研究では，濡れ時間判定をはいえず，濡れ時間計を複数個所に設置しデー電気抵抗値の変化量で行った．

図4

図５

ACM センサ，テスタ０の測定結果

ACM センサ，テスタ１の測定結果

8．
．濡れ時間判定の時間判定の検討

9．
． 変化量と変化量と ACM センサのセンサの濡れ判定正解率

濡れ時間判定におけるしきい値に電気抵抗電気抵抗値の変化量による濡れ時間の判定値の変化量を用いることができるか検討を行と ACM センサの濡れ時間の判定とがどのくらう．10 分間隔での電気抵抗値の変化量と ACMいの割合で合っているのか検討を行った．そのセンサの濡れ判定との比較を行った．また，抵結果を図 6，7 に示す．先ず，濡れ判定時の最抗値の変化量での判定には，2011 年 9 月 24 日

小の値をしきい値として用いた場合，濡れ終了から 10 月 14 日の範囲でテスタ 1 の結果を用いのしきい値を 0.23MΩ，濡れ開始のしきい値をて行った．図 6 に 10 分間隔での変化量と ACM-0.17MΩと設定し判定を行った結果図 6 のよセンサとの比較を示す．電気抵抗値が低下する

うになり，正解率は 66％になった． 次に，と濡れが始まり，増加すると濡れ状態終了とな

ACM センサの濡れが開始した時と終了した時る．また，ACM センサの濡れ判定を青線で併の濡れ時間計の電気抵抗値の変化量をそれぞ記する．変化量の濡れ開始時期と終了時期とれ求め，それらを平均した値をしきい値とした．

ACM の濡れ判定時期が概ね一致していること

濡れ終了のしきい値を 3.58MΩ，濡れ開始のしから，電気抵抗値の変化量による濡れ時間の判

きい値を-2.95MΩと設定し判定を行った結果，定は可能であると考えられる．しかし，濡れや図 7 のようになり，ACM センサとの正解率は乾燥の状態が続いている時，途中で抵抗値の変約 75％となった．最小の正解率が低かった要化が大きく出ても ACM センサでは反応しない因として，変化の頻度が多い部分が判定に影響など ACM センサの濡れ時間の判定と食い違いしたと考えられる．変化の頻度が多くなったのが出ている部分もある．これは，ACM センサ

は，風や車が通ったことで橋梁が揺れ抵抗計測と濡れ時間計の測定方法による違器の先端がずれたため抵抗値が変化したと考いが要因として考えられる．

えられる．

20

抵抗値変化量(MΩ/10min)1510
50-5-10-15

9/25-10/14抵抗値変化量(MΩ/10min)
9/25-10/14ACM濡れ判定
9/25-10/14変化量平均しきい値濡れ判定

-20
9/24

9/26

9/28

9/30

10/2

10/4

10/6

10/8

10/10

10/12

10/14

10/16

日付

図 6 濡れ判定時の最小の値を用いた場合
20

抵抗値変化量(MΩ/10min)1510
50-5-10-15

9/25-10/14抵抗値変化量(MΩ/10min)
9/25-10/14ACM濡れ判定
9/25-10/14変化量最小値濡れ判定-209/24

9/26

9/28

9/30

10/2

10/4

10/6

10/8

10/10

10/12

10/14

10/16

日付

図 7 変化時の平均を用いた場合

10．
．まとめ

た，使用できるデータも限られており，長期間直流電気抵抗のしきい値の妥当性の検討にで継続的に精度の良いデータが取れていない．

ついて，濡れ時間計本体の問題や設置環境によ

今後は，濡れ時間計の製作誤差を減らし計測のりしきい値が異なるため，しきい値をある値以精度を上げることが必要である．そして，長期下で判定することができないと考えられる．次間で継続的にデータを積み重ねることが必要に，濡れ時間の判定基準の検討に関して，しきである．また，抵抗測定器を他の橋梁にも設置い値をある値以下ではなく変化量で設定したし比較する必要があると考えられる．

ところ，変化量で濡れの判定をできる可能性が12．
．参考文献あることが分かった．しかし，ACM センサと1) 小笠原誠，三浦正純，和田雄基，川村文人，食い違う部分があった．これは，ACM センサ

大屋誠，武邊勝道，麻生稔彦：耐候性鋼橋梁のと濡れ時間計の測定方法による違いが要因と濡れ時間直接測定手法の検討，2010，9 土木学

して考えられる．

会第 65 回年次学術講演会

11．
．今後の今後の課題

2) 西剛広，長谷川彩，岩崎英治，三浦正純：

本研究では，濡れ時間計と ACM センサの設

直流電気抵抗による腐食鋼材の濡れ時間測定

置期間がテスタ 0 は 3 ヶ月，テスタ 1，2，3，に関する検討，土木学会第 66 回年次学術講演

4 は 6 ヶ月と短期間でしか行われておらず，ま会，2011，