コンクリート構造物の診断における臨床学的方法論の適用
コンクリート研究室 新田 晟也
指導教官 下村匠
1 はじめに
平成 26 年より，5 年に 1 度の点検が義務化された．点検によって得られた結果をも変状とに，構造物の健全度の判定を行うことは国土交通省において定められており，コン問診票の情報クリート診断士などの専門家が診断を行っひび割れ幅ている．しかし，50 年経過構造物の増加に伴い，一般の土木技術者においても点検・劣化現象診断を行わなければならないのが現状であ構造物の健全度判定る．医療では，医師の経験と知識から構築されたアルゴリズムによって診断を行っており，コンクリート構造物の診断に生かす

図 1 診断システムの全体構成ことができるのではないかと考えた．そこで，本研究では，医療における診断方法をコンクリート構造物の診断に適用し，コンクリート構造物に生じる変状から劣化現象，健全度判定を行うことのできる診断システ
ムの構築と実構造物に対する実用性の検討を目的に，劣化現象のメカニズムの整理と問診票の作成を行った．
2 診断システムの構築

図 2 塩害によって生じた変状

2-1 診断システムの全体構成
診断システムの全体構成を図 1 に示す．
構造物に生じた変状から，劣化現象と構造物の健全度を評価するためのシステムである．
2-2 変状の選定
構造物には各劣化現象によって様々な変状が生じる．塩害によって発生する変状を
図 2，ASR によって発生する変状を図 3 に示す．どちらもひび割れが構造物に生じており，コンクリート構造物に最も顕著に表れる変状であるひび割れを本研究における変図 3 ASR によって生じた変状状と限定する.

1

2-3 健全度評価における検討

表 1 ひび割れ幅による健全度判定

コンクリート構造物にひび割れが生じた

健全度

健全度

健全度

場合の構造物の健全度評価は，一般の土木Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ技術者においても測定が容易であるひび割

進展期

加速期

劣化期

ひび0.2mm

0.2mm

0.5mm

割れ幅未満

以上

以上

れ幅を用いる．
コンクリートのひび割れ調査，補修，補強指針によって制定されている基準を参考0.5mmとし，表 1 のように評価基準を設定した．

未満

2-4 劣化現象の整理

塩害

本研究では，ひび割れを生じさせる劣化現象として，中性化，塩害，凍害，ASR，乾海からの飛来塩分燥収縮，水和熱，地震，不同沈下，疲労に塩分がコンクリート表面に付着ついて推定を行う診断システムとした．
各劣化現象がひび割れを発生させるメカ
ニズムを整理するとともに，医療におけるかぶりコンクリートに浸透問診票を構造物に適用し，各劣化現象をまとめた．図 4 に塩害がひび割れを生じさせ塩化物イオンによって鋼材表面の不働態被膜の破壊る場合のメカニズムを示し，図 5 に塩害の場合の問診票を示す．

鋼材腐食

2-5 構築結果
ひび割れ幅による健全度判定と各劣化現

ひび割れ発生象のひび割れ発生メカニズム，問診票をま図 4 塩害のひび割れ発生メカニズム

とめて診断システムを構築する．問診票による情報から診断フローに用いるフィルタ

劣化機構

ーを選定し，各劣化現象を推定するために用いた．
図 6 に完成した診断システムを示し，図7 にフィルターの詳細を示す．
ひび割れパターン

問診票

塩害

構造形式

-

劣化部材

-

地域

積雪寒冷地

周辺環境

飛来塩分
凍結防止剤

直線状

〇

主鉄筋に沿った〇

主鉄筋に対して直角-

亀甲状

-

網の目状

-

斜め〇

鋼材の露出がある剥落〇

エフロレッセンス

-

地震の履歴

-

図 5 塩害の場合の問診票

2-錆汁3 実構造物に対する実用性の検討
3-1 診断システムのプログラム化
診断システムは，フローチャートによる判定であるため，実構造物には実用しにくい．そのため，ユーザーフォームによってプログラム化し，対話形式の診断プログラ
ムを作成し，実用性の検討に用いた．
3-2 実用性の検討
本研究では，コンクリート診断士試験合格指南 2012 年版に記載されている実構造物の診断例を，診断システムの実用性検討

図 6 診断システムの構築結果に用いる．本書においてはコンクリート診断士が実際に診断を行い，試験によって得られた詳細な情報を元に劣化現象を特定，今後の補修に対する意見が述べられており，作成した診断システムの診断結果と，コンクリート診断士によって診断された結果に対しての比較検討を行う．また，診断プロ
グラムが人によって診断結果が異なるか検討をするために，本研究室の修士学生 8 名に各 Case における診断を行っていただいた．

フィルター
ひび割れ形状ひび割れ方向
ひび割れの規則性
ひび割れに伴う変状
ひび割れに伴う変状
構造形式
周辺環境
地震履歴
劣化部材
図 7 フィルターの詳細

3-3 診断結果の比較であると思い診断を進める場合と，網の目コンクリート診断士の診断結果と比較す状であると思い診断を進める場合の 2 パタる．比較表を表 2 に示す．コンクリート診ーン存在したが，どちらも診断結果は疲労断士と異なる診断結果を黄色で表した．と推定された．ひび割れ形状は各劣化現象

表 2 より，Case1,Case2，Case3 においに対して特徴があり，複数のひび割れが生てはコンクリート診断士の診断結果と同じじている場合に使用者の見方で異なる分岐判定を行うことができた．劣化現象についに進む場合がある．しかし，どの形状を選てはすべて同じ診断結果となったが，健全択した場合においても劣化機構のメカニズ

度のグレード判定では結果が異なるケース

ムに対して診断プログラムを作成しているがあった． ひび割れ以外の変状が生じていため，同様の診断結果を示すことができた

ない場合において，ひび割れ幅のみで健全と考えられ，単独の劣化現象に対しては実度を表しているため，コンクリート診断士用性があるといえる．との判定が異なったと考えられる．

Case4，Case5 はどちらも複合劣化の実例

Case3 ではひび割れ形状に対して直線状であった．Case4 では凍害と塩害の複合劣3化が生じている場合であり，診断プログラ

コンクリート診断士 診断プログラムによる結果の結果
劣化機構

ムではどれも疲労という結果になった．ひ

ASR

ASR

Case1
グレード判定び割れ形状が主鉄筋方向に生じているが，劣化機構

ⅡⅡ

水和熱

水和熱

Case2

ひび割れ面からはエフロレッセンスが溶出

グレード判定している．構造物に剥落が生じているが，劣化機構

ⅢⅢ

疲労疲労

1
グレード判定鋼材の露出を伴う剥落ではなく凍害特有のⅢ

Ⅱ

疲労

疲労

Case3
劣化機構
2

スケーリングに近い，表面上の剥落である．

グレード判定作成した診断プログラムでは，複合劣化の劣化機構

ⅢⅡ

凍害
塩害

疲労1
グレード判定メカニズムは考慮できていないことが分か

劣化機構

る．塩害では，主鉄筋方向のひび割れに対Ⅲ

Ⅳ

凍害
塩害

疲労Ⅲ

Ⅳ

凍害
塩害

疲労2
グレード判定して鋼材の露出を伴わない剥落が起きた場

Case4
劣化機構
3

合に，鋼材腐食による主鉄筋方向のひび割グレード判定

れでなく，単純な主鉄筋方向のひび割れで劣化機構

ⅢⅣ

塩害
凍害

疲労4

あり，コンクリート表面が剥落してグレード判定

劣化機構

いることから，床版下面の疲労による変状

1
グレード判定と間違えた診断を行った．複合劣化に対し劣化機構
Case5ては，各劣化機構のメカニズムから複合劣2
グレード判定化に対するメカニズムを推定し，臨床学的劣化機構
3
グレード判定

方法論を適用することによって診断プログラムに反映することができるのではないか

ⅢⅣ

ASR
凍害
塩害

ASR

Ⅲ

Ⅱ

ASR
凍害
塩害

ASR

Ⅱ→ⅢⅡ

ASR
凍害
塩害

疲労Ⅱ→Ⅲ

Ⅱ

表 2 診断結果の比較と考え，今後詳細に検討する必要がある．

4 まとめ
本研究により得られた知見を以下に示す．
1） コンクリート診断士と同様の診断結果を得ることで，診断システムの実用性を確かめるとともに，複数名が同じ構造物に対して同判定を行うことによって診断プログラムの使用性も認めることができた．
2） 複合劣化による劣化機構の変状が複数同時に作用している場合においてもコンクリ-ト診断士の判定と同様の結果が得られるように劣化メカニズムと診断項目の検討を再度行う必要性がある．

4