ＩＳＳＮ１３４６－７８４０

港湾空港技術研究所
資料
TECHNICAL NOTEOFTHE PORT AND AIRPORT RESEARCH INSTITUTE

No.1294

December 2014

埋設型センサによる桟橋上部工ＲＣ部材の鉄筋腐食モニタリングに関する研究
岡崎慎一郎
加藤 絵万
川端雄一郎
岩波 光保

独立行政法人港湾空港技術研究所

Independent Administrative Institution,

Port and Airport Research Institute, Japan目

次旨 ························································································································

3

1. まえがき ···················································································································

4

2. 研究の目的 ················································································································

53. 腐食判定に用いる指標と腐食判定基準 ············································································

5

4. 実験概要 ·····················································································································

5

要

6

4.1

試験体の概要·········································································································

4.2

試験体の曝露・測定項目・データ取得時間の間隔 ························································ 65. 小型試験体の自然電位モニタリング·················································································· 65.1

自然電位のモニタリング結果 ····················································································· 65.2

腐食判定のための自然電位取得時刻の検討 ································································ 96. 大型試験体を対象とした自然電位モニタリング ································································ 10
6.1

自然電位のモニタリングの結果················································································ 10

6.2

部材中のすべての鉄筋の腐食推定 ············································································ 126.3等電位線図による鉄筋の腐食推定 ············································································ 156.4腐食推定の信頼性に関する検討················································································ 15

7. 分極抵抗による腐食判定 ······························································································· 187.1

小型試験体のモニタリング結果と腐食判定 ·································································· 187.2自然電位と分極抵抗の組み合わせによる腐食判定の検討 ············································· 207.3大型試験体のモニタリング結果と腐食判定 ································································ 22

8. まとめ ························································································································ 22
9. あとがき ····················································································································· 23
参考文献 ························································································································ 24
付録 ································································································································ 25-1-Steel Corrosion Monitoring for RC Deck of Open Type Wharf by embedded sensor
Shiniciro OKAZAKI*Ema KATO**
Yuichiro KAWABATA*
Mitsuyasu IWANAMI***

Synopsis
Port facilities are generally located in severe environments. Therefore, their structural
performance is often easily degraded owing to material deterioration and corrosion. To keep theirperformance above the required level, effective and efficient maintenance should be carried out. In
this study, focusing on upgrading and optimizing maintenance of port concrete facilities, we trieddeveloping the deterioration judgment method used by electrochemical properties of reinforced
concrete (RC) members. The RC specimens, in which corrosion sensors were installed, were
exposed to sea water splashing environment. The corrosion sensor can detect the initiation of
corrosion and corrosion rate by monitoring half-cell potential and polarization resistance.
Analyzing the 2-year monitoring data, the following concluding remarks can be obtained; thelowest value of Half-cell potential during a measurement term with judgment criteria of ASTM
standard can detect the corrosion initiation. Mean value of half-cell potential population can be
estimated by the measured half-cell potential values. To evaluate the corrosion initiation
accurately, it was necessary to measure both of half-cell potential and polarization resistance.
Key Words: Reinforced concrete， Electrochemical property, Half-cell potential， Polarization
resistance, Steel bar corrosion* Researcher, Structural Mechanics Group, Structural Engineering Field** Group Leader, Structural Mechanics Group, Structural Engineering Field*** Senior Researcher, Structural Mechanics Group, Structural Engineering Field**** Professor, Department of Civil Engineering, Graduate School of Engineering, Tokyo Institute of Technology, Japan
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone：+81-46-844-5059
Fax：+81-46-841-0255
e-mail: okazaki-s@pari.go.jp-2-

埋設型センサによる桟橋上部工 RC 部材の鉄筋腐食モニタリングに関する研究
岡崎慎一郎*・加藤絵万**・川端要

雄一郎***・岩波光保****

旨

港湾施設は一般に厳しい塩害環境下にあって，劣化や変状が進行しやすいことから，効果的かつ効率的な維持管理が求められている．維持管理にあたっては，部材の保有性能の定量的評価と将来予測が必要であり，そのためには，構造物や部材の劣化程度に関する情報の取得が不可欠である．
桟橋上部工などの鉄筋コンクリート部材における鉄筋腐食に関しては，コンクリート表層に変状が現れてから初めて，腐食の発生を目視により把握できる．そのため，鉄筋が腐食して劣化が顕在化する以前の，鉄筋腐食が発生した時点を，非破壊により把握する手法の確立が必要とされている．
本研究では，埋設センサを活用した自然電位および分極抵抗のモニタリングにより，部材中の鉄筋腐食の判定手法について検討を行った．
小型試験体および，大型試験体中の鉄筋に埋設センサを設置し，1 日 2 度の海水噴霧環境下においての自然電位の長期的な推移を追跡した．小型試験体での検討の結果，本研究の曝露環境下においては，海水噴霧終了後に自然電位は最も卑になることを確認した．また，この時刻における自然電位により，ASTM 基準に準じた腐食の判定が妥当であることを確認した．大型試験体による検討においては，局所的に配置したセンサによる自然電位の測定値群が，センサ設置鉄筋のすべての箇所の自然電位を正規母集団から取り出されたとみなせることを確認した．この結果，測定値群から，すべての鉄筋上の自然電位の母集団の平均値を推定することができ，鉄筋上の半数の箇所が腐食に至る時刻を概ね推定できることを確認するとともに，センサ数が推定の信頼性に与える影響について検討を行った．また，自然電位と分極抵抗を組み合わせることにより，自然電位または分極抵抗のみの場合よりも腐食判定の精度が向上することを確認した．
キーワード：鉄筋コンクリート，電気化学的特性値，鉄筋腐食，自然電位，分極抵抗* 構造研究領域構造研究チーム 研究官** 構造研究領域構造研究チーム チームリーダー*** 構造研究領域構造研究チーム 主任研究官**** 東京工業大学大学院理工学研究科 土木工学専攻 教授〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 港湾空港技術研究所
電話：046-844-5042 Fax：046-841-3888
e-mail:okazaki-s@pari.go.jp-3-

1. まえがき

潜伏期

鉄筋

進展期

加速期

劣化期

塩害による劣化

港湾のコンクリート構造物は一般に厳しい塩害環境下にあって，劣化や変状が発生し進行しやすい．特に，桟橋上部工は，鉄筋コンクリート部材(以下 RC 部材)中の鉄筋の腐食により，供用期間中に要求性能を満たさなくなる状態に至った事例がこれまで数多く報告されており，

塩分

腐食ひび割れの発生
鋼材腐食の開始時間

計画的かつ適切な維持管理が必要とされる部材である．
適切な維持管理のためには，点検および診断によって，ｄ

劣化や変状を的確に把握しなくてはならない．現状，桟

c

b

a

港湾の施設の維持管理技術マニュアルによる劣化判定基準

橋上部工の一般点検診断は目視により行われる．桟橋上

目視による腐食判定

部工の RC 部材では，図-1.1 に示すような塩害による劣求められる腐食判定手法

化過程を経る．目視では，内部の鉄筋の腐食により，錆
汁や腐食ひび割れがコンクリート表面に現れてから，は

図-1.1

桟橋上部工 RC 部材の劣化状態と劣化度

じめて，鉄筋の腐食が判定される．目視により腐食判定
された時点においては，鉄筋腐食は進行しており，部材

センサの性能は加速度的に劣化するため，可及的速やかな対応

頻度が求められる．計画的かつ適切な維持管理の実現のためには，劣化が顕在化する以前の，鉄筋腐食が発生した時点を，非破壊により推定できる技術の確立が必要である．
非破壊によるコンクリート中の鉄筋腐食に関する推定

電気化学的特性値には，RC 部材の自然電位や分極抵抗などの電気化学的

電気化学的特性値の局所データ

特性値が一般に用いられる．非破壊検査や埋設センサによってこれらの値を取得し，適切な判定基準を用いて，〇母集団の分布形状の仮定

鉄筋腐食の有無を推定できる手法がよくとられる．特に〇局所データが母集団より埋設センサによる場合，常時モニタリングが可能である

取り出されたことの検証〇母集団の推定（平均値，標準偏差等）

ため，鉄筋腐食の発生時期の検知が可能である．
塩分の浸透性状が局所的に異なる RC 部材においては，

頻度

部材中の鉄筋腐食は一様ではなく，さらに施工面および費用面の制約から，密なセンサ設置が現実的ではないた
め，個数の限られたセンサで，腐食を検知したいすべて
鉄筋を対象とした腐食評価手法の確立が必要である．現

電気化学的特性値

在のところ，この手法に関する検討例はない．

母集団（すべての鉄筋の電気化学的特性値）

電気化学的特性値の局所的なモニタリングデータを用
図-1.2

いて，すべての鉄筋上の電気化学的特性値を推定するに

局所データから部材全体への評価手法

は，統計的手法を用いるのが有効と思われる．統計的手法に基づいた検討の一例を図-1.2 に示す．部材中のすべが推定できると，適切な腐食判定基準を用いて部材中のての鉄筋上の電気化学的特性値を母集団とし，局所デー

すべての鉄筋腐食発生や，鉄筋に占める腐食箇所の割合

タを母集団に対する空間標本としたとき，局所データがを推定できるため，維持管理レベルに応じた維持補修等

母集団より取り出されたことを検証することができれば，の対策の判断材料となりうる．

局所データから母集団の分布の推定が可能となる．部材

電気化学的特性値の局所的なデータから，母集団を精ごとに設定される維持管理計画は異なるため，予定供用

度よく推定するためには，部材に設置するセンサの個数

期間中に鉄筋腐食を許容しない場合や，鉄筋腐食をあると腐食判定に関する信頼性の定量化，腐食判定に適切な程度許容するが適時適切な対策を要する場合など，ケー

データの測定時間間隔，これらのデータによる腐食判定

スは様々ではあるが，電気化学的特性値の母集団の分布法の確立が必要であろう．

-4-

2. 研究の目的

表-3.1

自然電位による腐食判定基準

鉄筋腐食の可能性

本研究では，港湾施設の桟橋上部工などの RC 部材を

自然電位

E

(mV vs 海水 Ag/AgCl)

対象に，埋設センサを用いた場合の埋設箇所近傍の鉄筋90%以上の確率で腐食なし− 135 ≦ E

腐食判定手法の確立と，局所的に設置されたセンサによ

不確定− 285 < E ≦ − 135

る，かぶり表層に最も近い部材中のすべての鉄筋を対象

90%以上の確率で腐食あり

E < − 285とした腐食判定手法の確立，さらに部材中のセンサ個数
が腐食判定の信頼性に与える影響を評価するものである．
小型試験体および，大型試験体中の 2 種類の試験体の表-3.2

分極抵抗による腐食速度判定基準

鉄筋に，それぞれ埋設センサを設置した．これらの試験
腐食の程度

体を海水噴霧環境下に曝露し，電気化学的特性値の長期的な推移を追跡した．はじめに，小型試験体を対象に，腐食無し

鉄筋腐食性状がほぼ一様とみなせる場合での，腐食判定基準の妥当性検証を行った．さらに，鉄筋腐食性状が部
材内でばらつくことが予想される大型試験体において，Rp (kcm2)
130 < Rp

低 ～

中程度

52 < Rp ≦ 130

中 ～

高程度

26 < Rp ≦ 52

激しい腐食

局所的に設置したセンサによる，すべての鉄筋上におけ

分極抵抗Rp ≦ 26

る腐食評価の妥当性の検討と信頼性の検証を行った．
ここに，Icorr：腐食電流密度（A/cm2），K：比例定数であ3. 腐食判定に用いる指標と腐食判定基準

りコンクリート中の鉄筋の場合0.026V，Rp ：分極抵抗(cm2)である．

鉄筋腐食現象は，電気化学的プロセスを経る．RC部材

分極抵抗法の測定は，交流インピーダンス法が主流での自然電位，分極抵抗およびコンクリート抵抗等の電気ある．高低2周波の交流電圧を印加し，周波数により電流

化学的特性値を追跡することで，部材中の鉄筋腐食の検経路が異なるという回路の電気的特性を利用して腐食反知や鉄筋腐食速度の推定が可能であると考えられている．

応抵抗を求める．高周波の電流を印加した場合はコンク

自然電位とは，腐食により変化する鋼材表面の電位をリート抵抗が測定され，低周波の電流を印加した場合は指している．自然電位は，鋼材が腐食している箇所つまコンクリート抵抗と鉄筋の分極抵抗を合わせた抵抗が測り，アノード部の電位は（－，卑）側に変化することが定されるため，両者の差から鉄筋の分極抵抗を推定でき多いという特徴がある．腐食状況に応じて変動する鋼材る．本手法では腐食速度が推定できる一方で，上述のとの自然電位は，環境によらず電位が一定である照合電極

おり種々の周波数をもつ交流電圧を印加できる装置が必と，計測値との電位差から推定するのが一般的である．

要である．

自然電位は，部材中の水分に影響を受ける．そのため，自然電位による腐食判定基準については，表-3.1に示

計測時には，部材を水で濡らすなど，測定のたびに水分す判定基準がASTM（1999）により，分極抵抗による腐食状態を一定にさせる処理が必要である．自然電位のみで判定基準は，表-3.2に示す判定基準がCEB（1998）によ

鉄筋の腐食速度を推定することはできない一方で，自然り示されている．

電位は測定原理が非常に単純であり，分極抵抗の測定のように特殊な機器を必要とせず，テスターと照合電極が4. 実験概要

あれば容易に測定できるという特徴がある．
分極抵抗は，外部電極によりコンクリート中の鉄筋に本研究では，埋設センサによる鉄筋腐食検知手法およ微弱な電位差を負荷したときに生じる電流量変化量から，

び，局所的に配置されたセンサにより，かぶり表層に最腐食速度（腐食電流密度）と反比例の関係にある分極抵も近いすべての鉄筋の腐食性状を評価・判定する手法の抗を求め，以下の式により鉄筋の腐食速度を推定する手確立を目標とした．はじめに小型試験体を対象に埋設セ法である．

ンサによる表-3.1 および表-3.2 の判定基準の適用性と，データ取得時間間隔の検討を行った．この検討結果を踏Icorr＝K/Rp(1)

まえて，大型試験体を対象に，かぶり表層から最も近い
すべての鉄筋に対するる腐食推定手法の検討を行った．

-5-

4.1 試験体の概要

表-4.1

小型試験体として直方体のRC試験体，大型試験体として，版状のRC試験体を作製した．試験体の概要を表-4.1
および図-4.1，図-4.2に示す．小型試験体では，鉄筋の

配
合
条
件

かぶりを10mmおよび70mとし，電気化学的モニタリングのため，写真-4.1に示すセンサ(下澤，田村，永山(1993，

試験体の概要

試験体名

小型試験体

大型版試験体寸法(mm)

200×300×200

2000×2400×150

水セメント比0.55

セメント種類

普通ポルトランドセメント

スランプ(cm)

8.0±2.5

12.0±2.5

1994，1998))を，かぶり10mmの面の鉄筋には3個，かぶり

空気量(%)

4.0±1.0

4.0±1.570mmの面の鉄筋には2個設置した．なお，センサと鉄筋

粗骨材最大寸法(mm)2020の距離は1mmである．大型試験体では，鉄筋のかぶりをかぶり(mm)10，70

2020mmとし，試験体内の鉄筋直交部は，溶接よりすべての練混時の塩化物イオン濃度(kg/m3)

0.0

0.0, 5.0

曝露環境

電気的に導通させた．埋設センサは図-4.2のように24個設置するとともに，鉄筋端部4箇所にリード線を接続した．

1日2度4時間の海水噴霧

Chloride
penetration

4.2 試験体の曝露・測定項目・データ取得時間の間隔
10

写真-4.2に試験体の曝露状況を示す．曝露試験は，港湾空港技術研究所内で海水を1日4時間計2回噴霧する海水噴霧曝露試験場にて行った．

50

測定項目は自然電位および分極抵抗である．測定結果

200の記録にはデジタルマルチメータを用いて，環境作用や

100
100

測定位置による自然電位の変化を把握した．測定された

5070

電位は，以下の式により海水Ag/AgCl電極に対する電位に200換算し自然電位とした．

図-4.1
VHP = Vm－150

Chloride
penetration

300

小型試験体

(2)
Chloride
penetration

ここに，VHP：自然電位（mV），Vm：センサにより測定さCover depth
20mm

れた電位（mV） である．小型試験体では，自然電位を1時間ごと，大型試験体については自然電位を，2時間毎にB1
C1

自動計測した．

100

分極抵抗は，印加電圧を10mV，交流の周波数を10kHz

Lead cable
A1

D4

D3
C2
E4

および20mHzとして測定した．分極抵抗（kcm2）は，

D2
B2
E3
C3
F4

電極と鉄筋の距離を1mm，測定対象面積を1000mm2とし

D1
A2
E2
B3
F3
C4

E1
A3
F2
B4

2400

2000

て算出した．小型試験体においては，1時間ごとに計測し，

F1
A4

大型試験体ではモニタリング開始から135日，237日，322
日，397日，503日，600日時点でのみ分極抵抗を計測した．

図-4.2

大型試験体

5. 小型試験体を対象とした自然電位モニタリング
5.1

自然電位のモニタリング結果

かぶりが10mmであるP1位置でのモニタリング結果の一例を図-5.1に示す．図中の網掛けは，海水噴霧を実施
した時間帯である．海水噴霧終了直後において，自然電
位は卑に推移した．自然電位は図-5.2 に示すように，鉄写真-4.1の不動態被膜の状態を表すアノード分極特性と酸素の-6-

自然電位測定用センサ

Half-cell potential (mV)

0
-100
-200
-300
-400
-500

写真-4.2

試験体の曝露環境（左：小型試験体，-600
0

右：大型試験体）

100

Sea watersplashing

400

500

600

P1 位置における自然電位の推移

0

-100

Half-cell potential (mV)Half-cell potential(mV)300Time (days)

図-5.3
-50

200

-150
-200
-250

-100
-200
-300
-400
-500

-300
275

275.5

図-5.1

276
Time(days)

276.5

277
-600

自然電位の推移の一例

0

100

200

300

400

500

600

Half‐cell potential

Time (days)
Anodic polarization
curve

図-5.4

P2 位置における自然電位の推移

Ecorr

Half-cell potential (mV)0Cathodic polarization
curve

E’corr

-200
-300
-400
-500

Current

図-5.2

-100

水分供給による自然電位低下

-600
0

100

200

300

400

500

600

Time (days)

供給量を表すカソード分極特性から決定される．水分が図-5.5供給されると鉄筋周囲の酸素量が減少し，カソード分極

P3 位置における自然電位の推移

曲線が図中の白抜きの矢印方向へ変化し，自然電位がEcorrからE’corrに低下する．図-5.1で認められた自然電位の卑ことが確認された．なお，本研究と同一の試験体を用いへの推移は，供試体の表面が水分で覆われ，鉄筋へ供給

た西田ら（2012）は，本研究における試験条件下では，される酸素量が低下したことに起因したと考えられる．

温度が自然電位に与える影響は水分の影響と比較して小なお，海水がコンクリート中の鉄筋に到達するまでにはさいことを報告しているので，本研究では温度の影響は時間がかかるため，噴霧開始直後に卑には推移せず，概考慮しないこととする．

ね噴霧終了後に卑に推移したと考えられる．再び海水噴

水分の影響により150mV程度の変動が発生する場合，

霧開始後までは乾燥の影響によって自然電位が貴方向に

表-3.1による腐食判定基準によると，取得された自然電推移した．海水噴霧の影響により，自然電位は図中の時位の値によっては，90%以上の確率で腐食なしと判断され間内で最大150mV程度変動した．したがって，鉄筋近傍たり，腐食ありと判断されたりする．このため，腐食判の埋設センサで取得された自然電位は，従来の知見どお定に用いる自然電位は，コンクリート中の水分状態が概り（たとえば小林（1993）），水分の影響を大きく受ける

ね同じとなる時刻に取得することが重要と考えられる．

-7-

した．また， P1では400日程度経過後に急激に自然電位

Half-cell potential (mV)

200

が卑に推移し，その後，貴に回復した．P2では，300日程

100

度まで若干貴に推移ののちに卑へ推移した．P3において0は，200日経過後卑に推移して停滞し，その後250日時点-100

で貴に推移し，その後，また卑に推移した．

-200

P1で見られた自然電位の貴方向への推移は，中村ら-300（2008）が実施した実構造物を対象とした自然電位の測-400定結果や，永井・宮里ら（2011）が開発した埋設腐食セ-500

ンサによる検討結果においても確認されている．

0

100

200

300

400

500

600

貴方向への推移はマクロセル腐食の形成に伴うアノーTime (days)

Half-cell potential (mV)

図-5.6

P4 位置における自然電位の推移

ド分極が原因と解釈できる（伊藤（1969））．腐食し自然200

電位が卑にあるはずであっても，マクロセル腐食が生じ

100

アノード部が分極すると，この箇所の自然電位は貴方向0に推移する．後述するが，解体後，目視によりP1位置付-100

近での鉄筋腐食が確認されたため，P1位置においては，-200

アノード分極の影響によって，卑側にあった自然電位が貴方向に推移したと考えられる．

-300

次にかぶりが70mmにおけるP4，P5位置の自然電位モニ-400

タリング結果を図-5.6，図-5.7に示す．かぶりが10mmの

-500
0

100

200

300

400

500

場合と比較して貴側にあり，かぶりが10mmの場合と同様

600

Time (days)

図-5.7に，最大で300mVの日変動を呈した．大局的な変動とし

P5 位置における自然電位の推移ては，200日経過までは卑方向へ推移したのちに貴側に推Chloride concentration (kg/m3)

15

移したが，その後変動は小さくなった．

days 547

かぶり厚さの相違により，自然電位の値の相違が生じ

10

JSCE specifications

たのは，塩化物イオンの侵入による鉄筋腐食が主たる要Port standards

因であると考えられる．図-5.8に，小型試験体近辺に設置した管理供試体中の，89日，547日時点での塩化物イオ5ン濃度分布を示す．なお，図中の直線は，港湾の施設の技術上の基準・同解説（2007）で示される塩化物イオン

0の腐食発生限界濃度である2.0 kg/m3，示し，図中の点線はdays 89
0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100土木学会コンクリート標準示方書(2013)で算出された設

Depth from surface (mm)図-5.8

計値2.09 kg/m3を示している．かぶり10mmの場合におい塩化物イオン濃度分布ては，89日経過時において既に示方書による計算値を超Upper side300

過している一方で，かぶり70mmにおいては，547日経過後であっても，いずれの値に達していない．いずれも設

P1
図-5.9

P2

P3

計に用いられる塩化物イオン濃度であり，実際の鉄筋腐

Lower
side
かぶり 10mm の鉄筋の腐食分布(展開図)

食がこれらの値で必ず発生するとは限らないが，かぶり10mmにおいては，89日経過以前にすでに鉄筋腐食してい

かぶり10mmでの 自然 電位 のモ ニタ リン グ結 果を 図た可能性が高い．

-5.3～5.5に示す．なお，図中に示す番号は，図-4.1に示モニタリング終了後，試験体を解体し，鉄筋の腐食発すセンサ位置番号と対応している．また，図中の2重線は，生性状を確認した．図-5.9に，かぶり10mmにおける鉄筋表-3.1に示す基準による腐食の有無が不確定とされる下表面の腐食分布の展開図を示す．なお，腐食箇所は黒色

限値-285mVおよび上限値-135mVの値を示している．

で示した．腐食面積率は27.3%であった．センサ位置P3直いずれのセンサ位置においても，上述の海水噴霧の影下においては，腐食は見られないものの，周辺には腐食

響により，全期間にわたって最大で300mVの日変動を呈箇所が存在した．しがたって，P1-P3いずれの箇所におけ

-8-

0

70mmにおける鉄筋においては腐食しておらず，ASTM基-100

Half-cell potential (mV)

る腐食の判定は妥当であると考えられる．また，かぶり
準における90%腐食なしと判定される領域で推移していた．したがって，埋設センサで取得された自然電位による，ASTM基準での腐食判定は概ね妥当であるといえる．
しかし，腐食判定に用いる自然電位は，最大300mV程度
日変動を呈しているため，自然電位が取得された時刻に

-200
-300
-400
-500

After finishing 4h splash
After starting splash-600

よっては，コンクリート中の水分状態の相違が，腐食判

0

100

200

300

400

500

600

Time (days)

定結果に大いに影響を与える．

図-5.10P1 における自然電位の推移

5.2

腐食判定のための自然電位取得時刻の検討

腐食判定に用いる自然電位は，コンクリート中の水分状態が概ね同じとなる時に取得する必要がある．本研究では，一日2度の海水噴霧のうち，海水噴霧の前後で比較的温度の変動が小さい日没後のタイミングを対象として，
日変動の中で最も自然電位が貴にある，海水噴霧開始直Half-cell potential (mV)

0
-100
-200
-300
-400
After finishing 4h splash
After starting splash

-500
-600

後の時刻と，日変動の中で最も卑にある海水噴霧終了後

0

100

200

300

400

500

600

Time (days)

での測定結果を用いて，腐食判定基準の適用性について

図-5.11

検討を行った．

P2 における自然電位の推移

0Half-cell potential (mV)

図-5.10～図-5.14に，センサ位置P1～P5における，海水噴霧開始直後と，海水噴霧終了直後の抽出結果を示す．
なお，塗り潰したプロットは海水噴霧開始直後であり，
白抜きのプロットは海水噴霧終了直後を示している．
ここで，図-5.8に示した塩化物イオン濃度分布の結果
より，かぶり10mmにおける鉄筋は，モニタリング開始後

-100
-200
-300
-400
-500

After finishing 4h splash
After starting splash-600

100日程度経過時に既に腐食し，かぶり70mmにおける鉄

0

100

200

300

400

500

600

Time (days)

筋は，モニタリング期間にわたって鉄筋腐食は発生して200

モニタリング開始から100日程度で自然電位が-285mVよ100

Half-cell potential (mV)

いないと推測される．このため，かぶり10mmの場合にはり卑に，かぶり70mmの場合にはモニタリング期間にわたって-135mVより貴にあるとの測定結果が得られれば，ASTM基準に従った鉄筋腐食判定が精度よく行えたと判断できる．図-5.10～図-5.14に示す試験結果で検討した結果，海水噴霧終了直後の値を用いて腐食判定を行った

図-5.12P3 における自然電位の推移

0
-100
-200
-300

After finishing 4h splash
After starting splash

-400
-500
0

場合が，上記の条件を概ね充足した．

100

200

300

400

500

600

Time (days)

図-5.13以上，鉄筋腐食の発生性状がほぼ一様とみなせる小型の結果では，海水噴霧終了直後の値を用いた場合にASTM

100

Half-cell potential (mV)

試験体において，本研究における自然電位モニタリング

200基準を用いた鉄筋腐食推定が概ね可能であった．これより，ASTM基準を用いた鉄筋腐食判定を行う場合は，部材が十分に湿潤状態にあるときに取得された自然電位を用いることが適切と考えられる．以上の知見をもとに，大型試験体を対象とした検討を行う．

P4 における自然電位の推移

0
-100
-200
-300

After finishing 4h splash
After starting splash

-400
-500
0

100

200

300

400

500

600

Time (days)

図-5.14-9-P5 における自然電位の推移

200

100

100

Half-cell potential (mV)Half-cell potential (mV)

200

0
-100
-200
-300
-400
-500
0

100

200

300

400

500

0
-100
-200
-300
-400
-500

600

0

Time (days)

初期塩分あり試験体位置センサ位置 E4 における

図-6.1

図-6.2
200

100

100

0
-100
-200
-300
-400
-500
0

100

200

300

400

500

400

500

600

初期塩分あり試験体位置センサ位置 D4 における

0
-100
-200
-300
-400
0

初期塩分なし試験体位置センサ位置 E3 における

100

200

300

400

500

600

Time (days)

図-6.4

自然電位の推移
6.

300

Time (days)

-500

600

Time (days)

図-6.3

200

自然電位の推移

200

Half-cell potential (mV)Half-cell potential (mV)

自然電位の推移100

初期塩分なし試験体位置センサ位置 F1 における自然電位の推移大型試験体を対象とした自然電位モニタリング
頻度大型試験体の腐食判定に関する検討を行う．前章で検討した時刻に取得された自然電位によって，部材中のすべての鉄筋上の腐食性状の推定手法について検討する．
大型試験体では，コンクリート練り混ぜ時に，コンクリ

Half-cell potential

ート中の塩化物イオン濃度換算で5.0kg/m3 相当の塩化ナトリウムを添加したものと，無添加のものとの2種類作製（最大）24 個の自然電位の局所データ

した．以下，塩化ナトリウム添加試験体を初期塩分あり〇母集団の分布形状の仮定

試験体，無添加の試験体を初期塩分なし試験体と称した．

〇局所データが母集団より取り出されたことの検証

6.1

自然電位のモニタリングの結果〇母集団の平均値の推定

初期塩分あり試験体において，図-4.2に示すA1～F4のセンサ位置のうち，センサ位置E4，D4での2例をそれぞれ頻度

図-6.1，図-6.2に示す．また，初期塩分なし試験体において，センサ位置E3，F1での2例を図-6.3，図-6.4に示す．

E<-285 mV ?

なお，自然電位は，日没後の海水噴霧終了直後の値を抽Half-cell potential

出している．また，機器の不具合により時刻の一部の値

母集団（すべての鉄筋上における鉄筋の自然電位）が欠損している．すべてのセンサ位置における結果につの平均値による腐食判定

いては付録に示す．図中の点線は，表-2.1に示すASTMに

図-6.5

よる腐食の有無が不確定とされる下限値-285mVおよび上
限値-135mVである．

- 10 -

大型試験体での検討の概要

Frequency

10

10

10

8

8

8

6

6

6

4

4

4

2

2

2

0
-500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50

0
-500

0

Half-cell potential (mV)

Frequency

図-6.6

-400

-300

-200

0
-500

-100

10

8

8

8

6

6

6

4

4

4

2

2

2
0
-500 -400 -300 -200 -100

0

100

200

0
-500 -400 -300 -200 -100

300

0

100

200

-100

0
-600 -500 -400 -300 -200 -100

300

0

0

100

200

Half-cell potential (mV)Half-cell potential (mV)Half-cell potential (mV)

初期塩分なし試験体の自然電位のヒストグラム(左：100日，中央：300日，右：600日)
200

Expected half-cell potential (mV)

200

Predicted half-cell potential (mV)-200

初期塩分あり試験体の自然電位のヒストグラム(左：111日，中央：325日，右：600日)
10days 111

100

days 325
0days 600

-100
-200
-300
-400
-500
-500

-400

-300

-200

-100

0

100

days 100

100

days 300
0days 600

-100
-200
-300
-400
-500
-500

200

-400

図-6.8

初期塩分あり試験体の Q-Q プロット

表-6.1

初期塩分あり試験体の正規性検定の結果
n
16
23
16
10
12
20

-300

-200

-100

0

100

200

Half-cell potential (mV)Half-cell potential (mV)

Days
111
219
325
400
500
600

-300

Half-cell potential (mV)

10

図-6.7

-400

Half-cell potential (mV)

図-6.9
表-6.2

Significance p
Result
0.404
†
0.076
†
0.183
†
0.807
†
0.017
††
0.674
†
† Failure to reject the null hypothesis†† Reject the null hypothesis

Days
100
200
300
405
500
600

初期塩分あり試験体の Q-Q プロット
初期塩分なし試験体の正規性検定の結果
n
16
23
16
10
12
20

Significance p
Result
0.973
†
0.460
†
0.451
†
0.050
†
0.097
†
0.520
†
† Failure to reject the null hypothesis†† Reject the null hypothesis

初期塩分あり試験体，初期塩分なし試験体の両者とも，

れの値による局所的な腐食判定は有効であるが，例えば

図-6.1と図-6.3の例のように，モニタリング開始直後に設置できるセンサ個数が限られている場合に，局所的に貴方向に変化し，その後単調に卑方向に推移したもの，

なされた腐食判定結果が，すべての鉄筋上の腐食性状を

図-6.2と図-6.4の例のように，モニタリング開始直後に代表しているとは限らない．局所的なデータ群が，部材貴方向に変化したのちに，前述のアノード分極の影響に中のもっとも表層付近に存在する鉄筋すべての自然電位より卑方向への推移し，さらに貴方向に転じて推移したを母集団とする分布から取り出されたと見なせることがものが確認された．各箇所の自然電位を確認し，それぞ検証できれば，局所的なデータ群から，母集団の平均値- 11 -

200の鉄筋状の腐食性状について評価できると考えられる．

100

6.2

Half-cell potential (mV)などが推定でき，個々のデータを確認せずとも，すべて部材中のすべての鉄筋の腐食推定

本節では統計的手法に基づき，局所的な自然電位よる，すべての鉄筋上の腐食判定手法について検討した．検討の概要を図-6.5に示す．すべての鉄筋上での自然電位を母集団としたときの平均値，すなわち，鉄筋の半数の箇

0Upper limit of 95%Confidence interval of mean value

-100
-200
-300
-400

Lower limit of 95%Confidence interval of mean value-500
0

所で腐食を呈した時の判定手法について検討するもので

100

200

300

400

500

600

Time (days)

ある．

図-6.10大型試験体では，初期塩分ありとなしで，それぞれ最

初期塩分あり試験体における自然電位の平均値の 95%信頼区間の推移

大で24箇所自然電位を測定した．かぶり表面にもっとも

200

Half-cell potential (mV)

近いすべての鉄筋における自然電位値を母集団としたとき，これらのセンサ設置箇所での測定値を母集団に対する空間標本として，空間標本による母集団の分布の平均値からすべての鉄筋上の腐食判定を試みた．
はじめに，母集団の分布形状を仮定する必要がある．
自然電位のばらつきと集団の分布形状について検討した例が中村ら（2012）により報告されている．既往の報告

100

Upper limit of 95% Confidence intervalof mean value

0
-100
-200
-300

Lower limit of 95% Confidence intervalof mean value

-400
-500
0

では，負の値を取り得る自然電位値に対し，母集団の分

100

200

300

400

500

600

Time (days)

布形状の妥当性を正規分布のみならず，正の値しか許容

図-6.11

しない対数正規分布，ワイブル分布等への適用法と，各初期塩分なし試験体における自然電位の平均値の 95%信頼区間の推移

分布への適合性の検証を行っている．本研究では，取り扱いの簡便性を考慮して，母集団が特に正規分布に従う

表-6.2に示す．なお，空間標本の数nがセンサ個数24以下ものとし，その適合性について検討した．

であるのは，データが欠損したためである．初期塩分あ図-6.6に初期塩分あり試験体における，111日，325日，

り試験体の500日経過時を除き，いずれも有意水準5%で正600日時点の自然電位のヒストグラムを，図-6.7に初期塩規性を棄却できないという結果を得た．したがって，局

分なし試験体における，100日，300日，600日時点の自然所的に配置された埋設センサによる自然電位測定値を用

電位のヒストグラムをそれぞれ示す．また図-6.8，図-6.9

いて，すべての鉄筋の自然電位値である母集団を推定でに，塩分あり試験体および塩分なし試験体におけるQ-Qプ

きるとして検討を進める．

ロットをそれぞれ示す．なおQ-Qプロットとは，横軸の測ここで，試験体中の鉄筋のすべての箇所の自然電位が正定値に対し，縦軸に，この測定値が正規分布に従う仮定

規分布に従う場合に，例えば，自然電位の平均値が-285mVしたときの期待値を示しており，各プロットが図中の直より卑にある場合，かぶり直下にある鉄筋の，50%の箇所

線に近いほど，測定値が正規分布に近いことを示す．

が， ASTM基準により90%以上の確率で腐食しているとヒストグラムでは両試験体の結果とも概ね正規分布の推定される．本研究では，部材中の鉄筋腐食が50%となる形状となっており，Q-Qプロットでは両試験体ともに，直場合を対象にしたが，施設の維持管理レベルに応じて，線上付近にプロットが集中したことから，取得された自任意の割合（たとえば部材中の鉄筋において腐食を許容

然電位値群は概ね正規分布に従っていると考えられる．

しないは1%など小さい値）を設定することが可能である．

次に，空間標本から推定される母集団が，正規分布に

なお，母集団での自然電位の平均値は推定値であって，従うことを確認するため，母集団に対する正規性検定を

誤差を生じるため，平均値の推定で得られるのは，平均行った．帰無仮説「母分布は正規分布である．」に対する値に対する信頼区間であって値には区間を有する．以下，

対立仮説「母分布は正規分布ではない」において，有意推定された平均値の区間と腐食判定に関する検討を行う．

水準5%での両側検定を，各試験体それぞれ，概ね100日ご

図-6.10に初期塩分あり試験体の自然電位の平均値のと，600日までの時点で検定を行った．初期塩分あり試験

95%信頼区間の上限値と下限値の推移を，図-6.11に初期

体および初期塩分なし試験体の結果をそれぞれ，表-6.1，

塩分なし試験体のそれらの推移を示す．なお，計測値が- 12 -

0

2000

E1

A2

A1

A3

D2

D3

E3

B4

F3

C3

D4

図-6.12

F2

B3

C2

C1

A4

E4

C4

A1

A2

D2
2400

E2

B2

B1

-400
Measured vale

-500

Minumum value of interval

-600
100

200

300

F1
A4

500

600

初期塩分あり試験体センサ位置 D1 における自然電位

0
10
20
30
40
<50

Measured value

100

Minimum value of interval

0
-100
-200
-300
-400
-500
100

200

300

400

500

600

Time (days)

F2

B3

400

200

Corrosion area
ratio

A3

-300

図-6.14

F4

2000

E1

-200

Time (days)

初期塩分あり試験体中の腐食分布

D1

-100

図-6.15B4初期塩分なし試験体センサ位置 C1 における自然電位

D3
C1

E3
C2

D4

図-6.13

F3

C3

E4

0
C4

Half-cell potential (mV)

2400

E2

B2

B1

F1

0
10
20
30
40
<50

Half-cell potential (mV)

D1

Half-cell potential (mV)Corrosion area
ratio

F4

初期塩分なし試験体中の腐食分布

-200
-300
-400

最大で24個であり，標本の規模が小さいため，母集団をt

Low potential
No corrosion-500

分布として，この平均値を推定した．95%信頼区間の上限

100

値および下限値は以下の式で算出した．

X  t 2,  V n

Time to start corrosion
monitoring-100

図-6.16Time (days)

自然電位の推移の模式図には信頼区間のほとんどで-285mVより卑側にあった．

(3)

初期塩分なし試験体の場合，400日まで90%以上の確率
で腐食なしと判定される-135mVよりわずかに貴に位置し，ここに， X ：自然電位の標本平均，t(/2,)：自由度 のt

そこから卑方向へ推移し，-285mVに至る前に，わずかに分布の上側/2点の値，V：標本の不偏分散，n：標本数で貴方向に回復している．

ある．

この理由としては，鉄筋腐食後のアノード分極の影響

初期塩分あり試験体の場合，信頼区間の上限と下限とが要因と考えられる．図-6.2，図-6.4で示した例のようもにモニタリング開始直後より-285mVより卑にあり，概に，個々の自然電位の推移を確認すると，いくつかの測

ね半数の位置で腐食している確率が90%以上と判定され，定値においては，卑への変化のちに貴へ推移している．

その後，信頼区間の上限と下限はそれぞれ100日経過後に自然電位の貴側への推移により，鉄筋腐食の判定に関し貴方向に推移したのちに，卑方向に推移し，300日経過後ては，危険側の評価となるため，できる限りこの影響を- 13 -

表-6.3

始から100日以前では初期塩分ありの試験体，初期塩分な

初期塩分あり試験体での区間最小値のしの試験体ともに概ねすべての測定結果において，自然正規性に関する検定結果

Days
111
219
325
400
500
600

n
23
23
23
23
23
23

Significance p
Result
0.404
†
0.404
†
0.884
†
0.884
†
0.188
†
0.240
†
† Failure to reject the null hypothesis†† Reject the null hypothesis

電位は著しく卑にあった．これは，コンクリート試験体の製作から間もないために，コンクリート中に水分が潤沢に存在しており，図-5.2に示した水分の影響によるものと考えられる．また，コンクリート中に水分が潤沢に存在し，鉄筋への酸素の供給が非常に少なくなる環境下
では，鉄筋の腐食は発生し得ない状況にある．このため，
モニタリング開始から100日までの期間においては，自然電位が卑側にあったとしても，自然電位に腐食の影響は反映されていないと考えられる．また，100日経過後は，

表-6.4

Days
100
200
300
405
500
600

初期塩分なし試験体での区間最小値のコンクリート内部が徐々に乾燥することにより自然電位

正規性に関する検定結果

は貴に推移し，その後，塩化物イオンおよび酸素の供給

n
16
16
16
16
20
20

によって鉄筋腐食が開始し，自然電位が卑に推移したとSignificance p
Result
0.981
†
0.460
†
0.481
†
0.050
†
0.097
†
0.520
†
† Failure to reject the null hypothesis†† Reject the null hypothesis

思われる．
以上の検討より，モニタリングで得られた自然電位データによる腐食判定には，100日後からの区間最小値を検討の対象とすることとした．
ここで，自然電位の区間最小値が正規性を有し，前述とおりに母集団を推定できることを確認するため，再び検定を実施した．表-6.3，表-6.4に概ね100日ごとの，600
日までの時点での区間最小値群に対する母集団の正規性排除する必要がある．

に関する検定結果を，初期塩分あり試験体，初期塩分な

自然電位の貴化がアノード分極によることを確認する

し試験体それぞれ示す．両者ともに，いずれの時間であため，モニタリング終了後，各試験体を解体し，取り出っても，区間最小値の母集団の正規性を棄却できないとされた鉄筋が腐食していることを目視で確認するとともいう結果を得たため，自然電位の区間最小値に関する母に，鉄筋表面の腐食面積率を求めた．図-6.12，図-6.13

集団は，これまでと同様に正規分布に従うものとみなす．

に，それぞれ初期塩分あり試験体，初期塩分なし試験体

図-6.17と図-6.18に区間最小値に対する母平均の95%の腐食面積分布を示す．図には格子状に配置された鉄筋

信頼区間の推移を示す．初期塩分あり試験体の場合には，のグリッド毎の平均的な腐食面積率を示している．各試

平均値の信頼区間の下限値が-285mVより卑になるのは約

験体の鉄筋の平均的な腐食面積率はそれぞれ29.4% ，190日で，上限値は約220日であった．初期塩分なし試験

15.0%であり，両試験体とも概ねすべての鉄筋が腐食して体の場合には，下限値が-285mVより卑になるのは約300いた．したがって，両試験体の，卑側から貴側への推移

日で，上限値は-285mVに到達しない．したがって，初期は，腐食によるアノード分極による可能性が高いと考え

塩分あり試験体は初期塩分なし試験体と比較して卑側にられる．

あるといえる．鉄筋腐食面積率は，初期塩分あり試験体

次に，鉄筋が腐食し，一旦卑側にあって貴側への推移

では，初期塩分なし試験体よりも大きいことから，腐食する影響を排除するため，各センサの自然電位の測定開開始時期は初期塩分あり試験体のほうが早いと考えられ始からデータ取得時までの区間最小値を用いて，母集団

る．自然電位の母集団の平均値の推定値も，結果として，の平均値により腐食判定を行うこととした．自然電位のこの傾向が追跡できている．

区間最小値推移の一例として，初期塩分あり試験体の自ここで，母集団の平均値に対する推定値により，腐食

然電位D1位置における区間最小値推移を図-6.14に，初期発生時期の検討を行うため，初期塩分なし試験体を対象

塩分なしとした版試験体のC1位置の結果を図-6.15に示として，塩化物イオン濃度分布による腐食開始時期の推す．アノード分極に対する自然電位の貴化の影響を排除定を行った．自然電位の測定終了後，試験体より全17箇

できている．なお，本研究では，最小値群を取得するた所の塩化物イオン濃度分布を測定した．その結果を図めの区間として，100日以降を採用した．モニタリング開-6.19に示す．コンクリートの表層から1cmまでの位置（プ- 14 -

ロットは0.5cm）の塩化物イオン濃度は，7.0kg/m3程度の0

Half-cell potential (mV)

相違が確認された．
17箇所の塩化物イオン濃度分布に対し，拡散方程式に基づいた回帰分析を実施し，かぶり位置である20mmでの3

塩化物イオンが2.0kg/m に到達した時刻を推定した．図-6.20に結果を示す．推定された鉄筋腐食開始時期は，最小で168日，最大で226日であり，17箇所の平均値は約190日であった．図-6.18では，平均値の下限値が-285mVより

-100
-200
-300
-400

Lower limit of 95%Confidence intervalof mean value

-500
100

卑側となるのが約300日であり，下限値を腐食の判定に用

200

300

400

500

600

Time (days)

いるのであれば，概ね100日程度の相違があった．設定し図-6.17た腐食開始塩化物イオン濃度2.0kg/m3は設計値であり，本初期塩分あり試験体の自然電位の母集団の平均値に対する推定値の推移

0ない．しかし，母集団の推定された自然電位の平均値の95%信頼区間の下限値が-285mVより卑にある時点を確認することで，概ね鉄筋腐食開始時期を推定できると考えられる．なお，平均値の信頼区間の下限値であるため，腐食開始の推定に関しては安全寄りの評価となっている．
等電位線図による鉄筋の腐食箇所の推定

Half-cell potential (mV)

試験体における鉄筋腐食に関する値とは必ずしも一致し

6.3

Upper limit of 95%Confidence intervalof mean value-100
Upper limit of 95%Confidence intervalof mean value

-200
-300

Lower limit of 95%Confidence intervalof mean value

-400
-500
100

自然電位測定においては，局所的な測定値を用いて，

200

300

400

500

600

Time (days)

測定外の箇所の任意の点に対して自然電位を内挿および

図-6.18

外挿し，測定時における自然電位の分布を等電位線図に

初期塩分なし試験体の自然電位の母集団の平均値に対する推定値の推移より表すのが一般的である．この手法では，アノード分（2012）より指摘がなされている．
そこで本研究では，自然電位の区間最小値を用いた試
験体の等電位線図を作成した．図-6.21に初期塩分あり試験体の，111日，325日，600日時点での等電位線図を，図-6.22に初期塩分なし試験体の100日，300日，600日時点
での等電位線図を示す．なお，モニタリング期間にわたって区間最小値を取得できた全16センサの結果を示した．

Chloride concentration (kg/m3)

25

極の影響により正確な判定が妨げられるとの指摘が中村

20
15
10
5
0

時刻の経過に伴い，両者ともに全体として卑側に推移し

0

1

2

3

4

5

6

Position (cm)ていることが確認できる．また，図-6.12，図-6.13での図-6.19 初期塩分なし試験体の塩化物イオン濃度分布

腐食面積率の分布図と比較を行うと，自然電位が卑にある箇所と図-6.12および図-6.13での腐食面積率が大きい
箇所とは必ずしも一致はしていない．その一方で，等高250線の勾配が局所的に大きい箇所の卑側にある位置で，腐200

Predicted time tocorrosion (days)

Mean value(=190.2days)

食面積が大きい傾向にあることが確認された（例えば図-6.13の，それぞれセンサ位置D3，E1，E2，E3，E4直下の鉄筋など）．周辺との電位差が大きいため，比較的大き
な腐食電流が発生し腐食が著しかったためと考えられる．

150
100
50
0

以上のことから，本研究で提案する区間最小値を用い

図-6.20 塩化物イオン濃度分布より推定された鉄筋

た等電位線図は，明確に局所的に腐食が発生している箇

腐食開始時刻所を特定できる可能性があることが分かった．

- 15 -

2000

2400

2000

2000

2400

2400

図-6.21 初期塩分あり試験体の自然電位の分布図（左：111 日時，中央：325 日時，右：600 日時）
2000

2400

2000

2000

2400

2400

Half-cell potential (mV)

図-6.22 初期塩分なし試験体の自然電位の分布図

-500

100

w  ( X  t  2,  V n )  ( X  t  2,  V n )(4)（左：100 日時，中央：300 日時，右：600 日時）
6.4

腐食推定の信頼性に関する検討

2m×2.4m の版状試験体に設置した 24 個のセンサによ 2t  2,  V n

り取得した自然電位データを用いて，自然電位の母集団の平均値の推定が可能であること，また，区間最小値を用いた等電位線図により部材中の腐食箇所の視覚化およ

この信頼区間の幅を採用した理由として，例えば，推定

び局所的な腐食箇所の特定が可能となることを示した．

された母集団の平均値の 95%信頼区間の幅が，腐食判定

しかし，センサを実構造物に適用する際には，施工性おの不確定領域を超過する場合，つまり 150mV を超過する

よびコストの観点から，可能な限り少ないセンサで部材場合，図-6.23 の右図の模式図に示すように，95%信頼全体の腐食情報を取得することが望ましい．本節では，区間内に，表-2.1 に示す基準で腐食ありという判定と，部材中に設置したセンサ個数と腐食判定に関する信頼性

腐食なしという，相反する 2 つの判断が存在することにについて検討するものである．

なり，測定の不確かさは大きいと判断される．この不確かさを低減させるためには，センサ個数を増やすことと信頼性の評価指標として，測定の不確かさを採用する．

なる．

測定の不確かさは式(4)で示す，推定された母集団の平均センサを設置した 24 箇所の測定位置のなかで，データ値の 95%信頼区間の幅により評価する．

の欠損があったため，区間最小値が取得できたのは- 16 -

16

50%
16 sensors
Upper limit of 95%Confidence intervalof mean value

-200
-300
-400

Lower limit of 95%Confidence intervalof mean value-500

Time (days)

Time (days)

図-6.23

母集団の平均の信頼区間幅に関する模式図

30%
20%
6 sensors

10%
0%
0

(左：母集団の平均値に関する信頼区間が腐

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
95%confidence interval value of mean half-cell potential (mV)

図-6.26

食判定基準の 2 つのしきい値を跨がない場

50%

30%

16 sensors

16 sensors
Probability densyty

20%

12 sensors

15%
10%
6 sensors

5%

12 sensors

40%

25%
Probability densyty

母集団の平均の信頼区間幅に関する確率密度分布(100 日時)

合，右：しきい値を跨ぐ場合)

30%
20%
6 sensors

10%
0%

0%

0

-400-380-360-340-320-300-280-260-240-220-200-180-160

図-6.2420 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
95%confidence interval value of mean half-cell potential (mV)Mean value of sampled half-cell potential (mV)

図-6.27

センサ数と自然電位の平均値の確率密度

母集団の平均の信頼区間幅に関する確率密度分布(300 日時)

分布40%
16 sensors

50%
Probability densyty

16 sensors
40%
Probability densyty

12 sensors

40%

-100

Probability densyty

Half-cell potential (mV)

030%

12 sensors

20%
10%

6 sensors

12 sensors

30%

20%
6 sensors

10%

0%
0

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
95%confidence interval value of mean half-cell potential (mV)

0%
0

20

40

60

80

100

120

140

図-6.28160

Standard deviation of sampled half-cell potential (mV)

図-6.25

母集団の平均の信頼区間幅に関する確率密度分布(600 日時)

センサ数と自然電位の標準偏差の確率
密度分布

次に，センサ設置箇所数を 16，12，6 とした場合におい箇所であった．はじめに，300 日経過時点において，16て，100 日，300 日，600 日時点での，推定された母集団

箇所，12 箇所および 6 箇所抽出した場合の標本の平均値の平均値の 95%信頼区間の幅 w を図-6.26～図-6.28 に示を図-6.24 に，標準偏差を図-6.25 に示す．16 箇所の場

す．いずれの場合においても，12 箇所の場合の w の最頻

合，平均値は約-240mV であるが，12 箇所抽出の場合，値は 16 箇所での場合よりも大きくなっており，さらに，平均値は 300 日時点で概ね-280mV～-200mV に分布して6 箇所の場合は，12 箇所の場合よりも大きくなった．まおり，6 箇所抽出の場合には，平均値は-340mV～-160mV

た，センサ個数の低減により w の分布は広がる傾向にあに分布しており，12 箇所の場合に比較して平均値は広くった．

分布した．また，標本の標準偏差は 12 箇所の場合に 40

次に，センサ設置箇所数を 16，14，12，10，8，6，4，～110mV で分布し，6 箇所の場合では 10～140mV に分布3 とした場合において，100 日，300 日，600 日時点での，し，平均値と同様に広く分布した．

w の累積密度が 95%以上となるときの自然電位の値を図- 17 -

Polarizaion resistance (kcm2)

Maximum value of 95% confidence
interval of mean halfcell potential (mV)

1E+5

800
700
100days

600

300days500

600days400

y = 2319.6x-1.18
R² = 0.953

300
200
100
5

10

15

20

25

30

1E+3

1E+2

1E+1

305

306

307

308

Time (days)

Number of sensor

図-6.29

1E+4

1E+0
304

0
0

Sea water splashing

図-7.1

センサ個数と母集団の平均の信頼区間幅

P1 位置における分極抵抗の推移の一例

20

Temperature (˚C)

の関係(累積密度 95%以上となる場合)-6.29 に示す．例えばセンサ設置個数が 3 個で 100 日時
点の場合，概ね 95%の確率で w は 430mV 以下となることを示している．図のプロットから類推するに，センサ
個数と w は指数関数的な関係にあることがわかる．セン

16
12
8
4
0
304

305

306

307

308

Time (days)

サ個数が 5 個より少ない場合には，累積密度 95%以上と図-7.2なる場合の母集団の平均値の信頼区間幅は 400mV を超周辺温度の履歴（304 日～308 日の間）過し，信頼区間は図-6.23 の右図のように 2 つの判定基

きる．ここで，西田（2012）による，同一試験体での検準を含む可能性が高い一方，5 個より多いの場合，信頼討では，分極抵抗は温度の上昇により分極抵抗は小さく

区間幅は 200mV と大幅に減少するものの，センサ数を増なり，また，水分量の上昇により分極抵抗は増加するも加させたとしても，区間幅の低減には大きく寄与しない．

のの，その影響は温度と比較して小さいとしている．図

本研究における結果を，一般的なコンクリート部材に-7.1での分極抵抗の増加が，温度の上昇の影響とすると適用できると仮定した場合，例えばかぶり表層に最も近上述の報告とは矛盾するため，分極抵抗の影響は，水分い部材中の鉄筋の総延長が本研究で使用した試験体と同の影響を受けて低下し，気温の上昇による影響は直ちにじく 13.2m である場合，w を 150mV と程度としたい場合は反映されず，かぶり内部の鉄筋にまで温度が伝達するのセンサ個数は，10 個，75mV としたい場合は 20 個が目

時刻分，その影響が遅れて反映されたと考えられる．

安となる．今回はかぶり 20mm の場合での検討のため，

本実験では水分の影響が大きくなった理由として，水実構造物の鉄筋腐食判定のための最適なセンサ設置個数

分供給の相違が原因と考えられる．既往の報告においてとその設置箇所については，今後さらなる検討が必要では，相対湿度を60%および95%とすることで水分量の相違ある．しかし，本研究で示したセンサ設置に関する考えを設定したが，本研究では，海水が直接試験体に噴霧さ方としては，今後の港湾コンクリート構造物の効率的かれている状況と乾燥している状況での比較であって，試つ効果的な維持管理の実現に貢献すると思われる．

験体内部の水分状態が報告での実験と比較して高い状態にあったと考えられる．コンクリート中の水分状態が高7.

分極抵抗による腐食判定

い場合，図-5.2のとおりカソード分極曲線が下方にシフトするため，アノード分極曲線との交点が，横軸方向負7.1

小型試験体におけるモニタリング結果と腐食判定の方向にシフトする．横軸は電流の量を示しており，こ図-4.1に示す小型試験体を対象に，分極抵抗による腐れが低下することは分極抵抗が上昇していることに他な食判定に関する検討を行った．はじめに，例としてP1位

らない．またコンクリートの乾燥に従い，カソード分極

置における304日～308日における分極抵抗の推移を図

曲線が正の方向にシフトするため，分極抵抗が減少する．

-7.1に示す．また，この時刻における本試験体周辺の温分極抵抗の増減の幅は水分状態に支配されている．した度履歴を図-7.2に示す．

がって，既往の報告とは異なり，本実験においては海水

気温の上昇時刻と，分極抵抗の増加時刻は概ね一致し，が試験体に噴霧され，その後乾燥することで，コンクリ

また，シャワー後の時刻にも増加しているように確認でート中の水分状態が著しく変化し，その影響で分極抵抗- 18 -

1E+7Polarizaion resistance (kcm2)

Polarizaion resistance (kcm2)

1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0

1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0
1E-1
1E-2

1E-1
0

100

200

300

400

500

0

600

200

300

400

500

600

Time (days)

Time (days)

P4 位置における分極抵抗の推移

図-7.6

P1 位置における分極抵抗の推移

図-7.3

1E+7

Polarizaion resistance (kcm2)

1E+7

Polarizaion resistance (kcm2)

100

1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0
1E-1
1E-2
0

100

200

300

400

500

1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0
1E-1
1E-2

600

0

100

Time (days)

300

400

500

600

Time (days)

P2 位置における分極抵抗の推移

図-7.4

200

図-7.7

P5 位置における分極抵抗の推移

Polarizaion resistance (kcm2)

1E+6
1E+5

P1位置では，450日付近から，急激な分極抵抗の低下し，

1E+4500日経過後においては10 kcm2以下の領域を推移した．
自然電位の場合には，腐食発生箇所であってもアノード

1E+3

分極と思われる現象により，P1位置での自然電位は貴に1E+2回復したが，同じ箇所での分極抵抗は増加しなかった．

1E+1

P2，P3位置における分極抵抗は概ね，短期的な変動で腐1E+0

食なしの130kcm2 以上領域から激しい腐食と腐食なしと判定される26kcm2以下の領域を推移しており，判定

1E-1
0

100

200

300

400

500

600

は概ね妥当であると考えられる．

Time (days)

図-7.5

次に，かぶりが70mmの面における分極抵抗のモニタリ

P3 位置における分極抵抗の推移

ング結果を図-7.6，図-7.7に示す．P4での分極抵抗は，が変化したと考えられる．

かぶり10mmの場合と同様に1オーダー程度の増減を繰り次に，かぶりが10mmの面における分極抵抗のモニタリ返しつつも，概ね値に変動はなく，P5の場合は僅かに増ングの結果を図-7.3～図-7.5に示す．なお，図中の2重線

加傾向にあった．P2，P3位置でのかぶりが10mmの結果とは，表-2.2に示すCEB基準による腐食速度判定の，激し比較して，値自体はほとんど相違がなく，本試験体にお2い腐食速度と判定される領域の上限値26 kcm および，

いては，分極抵抗値のみでは，腐食の発生の検知は十分

不動態状態で腐食無と判定される領域の下限値ではなかった．一方で，アノード分極が発生したとして

2130kcm を示す．

も，分極抵抗は影響を受けない．このため，アノード分

モニタリング開始直後から概ね400日程度まで，分極抵極を生じる自然電位と，分極抵抗の両者による腐食判定

2

抗は，10,000kcm 以上になった時刻があるが，概ねの傾が有効であると考えられる．

向としては，1オーダー程度の増減を繰り返しつつも，大局的には増加傾向かもしくは一定である．その一方で，- 19 -

7.2

自然電位と分極抵抗の組み合わせによる腐食判定

106
105

Polarization resistance (k cm2)の検討
分極抵抗の測定の目的は，腐食速度に関連した指標を求めることであり，自然電位と分極抵抗を組み合わせる
ことにより，分極抵抗における腐食の判定精度の向上が期待できる（中川防蝕工業（1989））．本節では，これについて検討を行う．
P1~P5 位置の自然電位と分極抵抗の測定値について，

104
103
102
101
100

days0

610

10-1

横軸に自然電位を，縦軸に分極抵抗をとり，値をプロッ

10-2

-600

トしたものを図-7.8~図-7.12 に示す．なお，図中の縦線

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

Half-cell potencial(mV)は自然電位での腐食判定基準における，90%以上の確率

図-7.8

で腐食していると判断される領域と腐食が不確定と判断

関係

106

される領域の境界である-285mV，および，90%以上の確105Polarization resistance (k cm2)率で腐食していないと判断される領域と腐食が不確定の領域の境界である-285mV であり，横線は，分極抵抗での腐食判定基準である，腐食無と判定される領域と，腐食が軽微と判定される領域の境界である 130 kcm2，腐食が非常に激しいと判定される領域と，腐食が激しいと判定される領域の 26 kcm2 を示している．
P1 では，モニタリング開始から-285mV 以上かつ，分P1 位置における自然電位と分極抵抗の

104
103
102
101
100

days0

10-1

極抵抗が 26kcm2 以上の領域を推移したのち，自然電

10-2

2

位が-285mV 以下かつ，分極抵抗が 26kcm 以下の象限

-600

-500

-400

-300

-200

-100

610

0

100

Half-cell potencial(mV)に存在することが確認される．その後，アノード分極の図-7.9

影響により，自然電位は貴に推移し，-285mV 以上かつ，

106

Polarization resistance (k cm2)

分極抵抗が 26kcm2 以下の領域に移動した．P2 では，モニタリング開始から-285mV 以上かつ，分極抵抗が26kcm2 以上の領域を推移したのちに，-285mV 以下かつ，分極抵抗が 26kcm2 以上の領域を推移した．P3 では，概ね P2 と同様の推移を呈したが，分極抵抗が若干
P2 よりも小さい領域で推移し，26kcm2 以下を推移した時刻もあった．P4 では，P2，P3 と比較して分極抵抗については概ね相違がないものの，自然電位の値が大きく異なったため，概ね全期間にわたって，自然電位が-285mV 以上かつ，分極抵抗が 26kcm 以上の領域を推

関係

105
104
103
102
101
100

days0

10-1
10

2

P2 位置における自然電位と分極抵抗の

610

-2

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

Half-cell potencial(mV)移し，一部-285mV を下回ったものの，自然電位が-285mV

図-7.10

以下かつ，分極抵抗が 26kcm2 以下の領域を推移するこP3 位置における自然電位と分極抵抗の関係とはほとんどなかった．P5 での結果も P4 と概ね同様であり，P4 と比較して，さらに自然電位が貴側にあった．

おおよそ確実に腐食していると考えられるが，自然電位

以上の結果より，鉄筋腐食が確認された P1～P3 でのが-285mV 以上かつ，分極抵抗が 26kcm2 以下，自然電

結果と，鉄筋腐食が確認されなかった P4，P5 での結果

位が-285mV 以下かつ，分極抵抗が 26kcm2 以上であっの相違は，P1～P3 位置では，自然電位と分極抵抗の関係たとしも腐食したと判断できる．これは，-285mV 以上

で，図-7.13 の着色領域を推移した一方，P4，P5 では概かつ，分極抵抗が 26kcm2 以下に推移する場合，P1 のね図-7.13 の無着色領域を推移した点である．自然電位場合のように，アノード分極の影響が考えられるため，

2が-285mV 以下かつ，分極抵抗が 26kcm 以下であれば，この領域にプロットがある場合には，腐食ありと判定し- 20 -

果，鉄筋は腐食していたため，この領域にある場合には

106

腐食していると判定してもよいと考えられる．

Polarization resistance (k cm2)

5

10

4

な お ， 自 然 電 位 が -285mV 以 上 か つ ， 分 極 抵 抗 が3

26kcm2 以上の場合は，P4，P5 の場合に該当し，腐食1010がなかったため，この領域にプロットがなされると，腐102

食の懸念はほとんどないと考えられる．

101

以上，分極抵抗が測定可能な場合には，分極抵抗と自

100

days0

10-1
10-2

然電位の組み合わせによる判定を，図-7.13 により行え

610

ばセンサ設置箇所の腐食判定を精度よく行える．
-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

Half-cell potencial(mV)

図-7.11

7.3

P4 位置における自然電位と分極抵抗の分極抵抗による大型試験体の検討として，自然電位と関係

同様の検討を行う．分極抵抗値の変動は数桁にまたがる

Polarization resistance (k cm2)

106

ため，分極抵抗値の測定値を対数にとったものは正規分

105

布に従うように思われる．図-7.14，図-7.15 に，初期塩104分あり試験体および初期塩分なし試験体の分極抵抗の測103定値に関する Q-Q プロットを示す．縦軸と横軸が同じ値

102を示す等値線上にプロットが集中したため，概ね空間標101

本は対数正規分布に従っているように思われる．

100

days0

10-1
10-2
-600

自然電位と同様に，帰無仮説「母分布は対数正規分布

610である．」に対する対立仮説「母分布は対数正規分布では
-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

ない」において，有意水準 5%での両側検定を，各試験

Half-cell potencial(mV)

図-7.12体それぞれ，概ね 100 日ごと，600 日までの時点で検定

P5 位置における自然電位と分極抵抗のを行った．初期塩分あり試験体および初期塩分なし試験

関係体の結果をそれぞれ，表-7.1，表-7.2 に示す．初期塩分

Polarization resistance (kohm cm2)106あり試験体においては，135 日以外で，母集団が対数正

105
104

大型試験体のモニタリング結果と腐食判定

規分布であることを棄却できないという結果を得たが，初期塩分なし試験体の場合は，135 日，397 日の結果のみ，

Corrosion
No corrosion

310

対数正規分布であることを棄却できないと得た．したが2

10って，本研究で使用したセンサにより得られた分極抵抗

1では，必ずしも母集団を対数正規分布とみなすことがで

10

100
10-1
10-2
-600

きなかったため，母集団の平均値の推定は実施しないこ
Corrosion

Corrosionととした．分極抵抗の母集団を適切に表現できる関数の提案は今後の課題である．

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

次に，自然電位と分極抵抗によるセンサ位置での局所

Half-cell potencial(mV)

図-7.13

的な腐食判定を実施した．

自然電位と分極抵抗による腐食判定基準

図-7.16 に初期塩分あり試験体の，図-7.17 に初期塩分なし試験体の自然電位と分極抵抗の関係を示す．600 日てよいと考えられる．なお，アノード分極の影響ではな

経過時点で，初期塩分あり試験体は，初期塩分なし試験

いものの，この領域にプロットがなされた場合，分極抵体と比較して図-7.12 に示す腐食判定表の腐食ありの領抗は非常に小さいのでこの場合であっても腐食と判断す

域にプロットが多く存在しており，腐食がより進行してるのがよいと考えている．

いる初期塩分あり試験体の腐食性状を定性的には表現で2

自然電位が-285mV 以下かつ，分極抵抗が 26kcm 以上きている．また，図-6.16 に示す自然電位の母集団の平の場合は，センサ P2，P3 の結果から分極抵抗としては

均値の，95%信頼区間の下限値が-285mV より卑となるの比較的高い値にある場合であるものの，試験体解体の結は概ね 190 日程度，図-6.17 に示す場合では 300 日程度- 21 -

15

135 days

Natural logarithm of predicted
Polarization resistance (kcm2)

Natural logarithm of predicted
Polarization resistance (kcm2)15322 days
10

600 days

50

135 days
322 days
10

600 days

5

0

-5

-5
-5

0

5

10

-5

15

表-7.1
Days
135
237
322
397
503
600

表-7.2

初期塩分あり試験体の正規性検定の結果
n
24
21
21
19
18
24

0

5

10

15

Natural logarithm of Polarization resistance(kcm2)
図-7.15 初期塩分あり試験体の Q-Q プロットNatural logarithm of Polarization resistance(kcm2)
図-7.14 初期塩分あり試験体の Q-Q プロット

Days
135
237
322
397
503
600

Significance p
Result0.0004
††
0.114
†
0.114
†
0.959
†
0.964
†
0.218
†
† Failure to reject the null hypothesis†† Reject the null hypothesis

初期塩分なし試験体の正規性検定の結果
n
24
22
22
21
22
23

Significance p
Result
0.451
†
0.015
††
0.012
††
0.110
†
0.002
††
0.039
††
† Failure to reject the null hypothesis†† Reject the null hypothesis

であり，この時点で部材中の鉄筋の半数が腐食している

この時刻における自然電位により，ASTM 基準に準じたと判定した．検定の結果，分極抵抗を用いて母集団は推腐食の判定が可能であることを確認した．

定できないものの，参考として，初期塩分あり試験体に

大型試験体による検討において，センサを設置した場

おいては，235 日時点で分極抵抗値が取得できた 21 箇所

合における自然電位の測定値群は，部材内のかぶり直下のうち 12 箇所が腐食領域にあり，半数以上のセンサ位置の鉄筋のすべての箇所の自然電位である正規母集団からで腐食していると判断され，自然電位による母集団の推取り出されものとしてよいことを確認した．この結果，

定結果とほぼ相違ない結果を得た．また，初期塩分なし

測定値群から自然電位の母集団の平均値を推定できるこ

試験体においては，
135 日時点で 24 箇所のうち，
6 箇所，と，自然電位の母集団の平均値の 95%信頼区間の下限値

397 日時点で 22 箇所のうち 6 箇所，600 日時点で 22 箇所に着目し，ASTM 基準を用いることにより，かぶり直下のうち 10 箇所が腐食領域にあると推定され，600 日経過の鉄筋すべての箇所の 50%が腐食した時刻を評価するこも半数が腐食したとは判定されず，自然電位による推定とが概ね可能であることを確認した．また，区間最小値

結果とは，若干の乖離があるものの，自然電位と分極抵による等電位線により局所的な腐食箇所を視覚的に捉え

抗を組み合わせた判定により，特段のデータの加工を必られることを確認した．さらに，部材中に設置されたセ

要とせずに腐食判定ができることが分かった．

ンサ個数と，推定の信頼性の関係を，推定の不確かさを指標として算出した．

8.

まとめ

最後に，自然電位と分極抵抗を組み合わせた鉄筋腐食判定は概ね正確であることを確認した．

小型試験体および，大型試験体中の鉄筋に埋設センサ9.

を設置し，1 日 2 度の海水噴霧環境下においての自然電

あとがき

位の長期的な推移を追跡した．小型試験体を用いた検討の結果，本研究の曝露環境下においては，海水噴霧終了

本研究の成果により，桟橋RC上部工の腐食モニタリン

後に自然電位は最も卑になることを確認するとともに，グを行うための端緒についたと言える．今後，以下に示- 22 -

(2)今回の曝露環境においては，シャワーによる海水が試

Polarization resistance (k cm2)

106
105

験体に噴霧され，かぶり表面に概ね一様に海水が付着す

235 days
322 days
600 days104

る環境であった．実構造においては，波や飛沫のかぶり
表面への付着性状が同一部材中で異なると予想される．

103

この結果，鉄筋位置に至るまでの塩分侵入時刻が部分的102に異なり，腐食分布が本研究結果と比較して，より局所

101

化すると思われる．この場合に，自然電位の測定結果か100

ら母集団への推定結果の精度が，本研究結果と比較して-1低下する可能性があり，センサの配置や，自然電位の取

10

10-2

得時刻について再検討が必要である．今後の実験におい
-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

ては，かぶり面への海水の供給性状を一様にはさせない

Half-cell potencial(mV)

図-7.16
6

Polarization resistance (k cm2)

10

105
104

工夫を施すことや，実構造物を対象とした実証実験が今

初期塩分あり試験体の自然電位と分極抵抗後必要である．

の関係
135 days
322 days
600 days(3)今回対象とした試験体では，格子状に鉄筋を配置し，かつ，部材内の鉄筋のかぶり厚さがすべて20mmとなるように製作した．床板の実構造においては，格子状に鉄筋103が配置されるが，交わる鉄筋の一方は必ず他方よりも，

102

かぶり表層側に配置されるため，配筋状態が若干異なる．

101

また，はり部材にセンサを設置する場合は，コンクリー

100

ト表層に最も近いスターラップに設置するのがよいと思-1

われる．この場合においてもセンサ設置状況が版試験体

10とは異なっているため，実構造に近い配筋を有する部材-210-700 -600 -500 -400 -300 -200 -1000100を対象とした実験が必要である．

Half-cell potencial(mV)

図-7.17

初期塩分なし試験体の自然電位と分極抵抗(4)モニタリング初期で，特にコンクリートが打設されての関係間もない時期においては，鉄筋腐食がなくとも自然電位

す課題の検討が必要であると考える．

は，比較的卑側にあるため，腐食判定を開始すべき時刻
は今回100日後としたが，かぶりの大きさや，部材への海(1)本研究において腐食を確認した鉄筋のかぶりは，小型

水の供給性状，モニタリング開始時期が異なる場合には，試験体で10mm，版試験体で20mmであり，港湾施設にお100日後とは限らない．例えば，初期欠陥などが要因で，ける鉄筋コンクリートの最小かぶりの70mmとは大きく

モニタリング当初から腐食した場合においては，自然電異なる．かぶり表層より海水が侵入すると，かぶり厚さ位の値による鉄筋腐食の判定が不能となる．分極抵抗とが小さい場合，モニタリング開始から間もなく，水分おの併用や，自然電位のみの測定の場合は，初期より腐食

よび塩分が鉄筋位置にまで到達し，さらに，乾燥時におした場合には貴に推移しないと思われるため，他のセン

いては外気より酸素の供給が鉄筋位置まで容易に供給さサの動向を伺いつつ，腐食の判定を行えばよいと思われれ，きわめて腐食しやすい環境であると考えられる．こるが，検証が必要である．

の一方で，かぶりが70mm以上ある場合，かぶりが10mm，20mmの場合と比較して水分，塩分，酸素の鉄筋位置まで(5)局所的に配置したセンサにより，コンクリート表層かの供給に時間を要すると考えられ，腐食の発生の様相や，

ら最も近い部分に配置された部材中のすべての鉄筋の分進行の速度が大きく異なると考えられる．実験において極抵抗を推定するには，母集団の適切な分布を与えなくは，かぶりを70mm以上とし，曝露期間をより長く設定してはならない．本研究で検討した範囲では適切な分布をた検討や，実構造を対象としたモニタリング実証実験に提案することができなかったが，今後種々の分布形状でよる検証が今後必要である．

の検討を加え，母集団の平均値の推定が可能となれば，自然電位と分極抵抗を組み合わせた検討も可能となる．

- 23 -

Structural and Construction Engineering, No.510,
pp.23-28

参考文献
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EXPERIMENTS

Book

ON

FUNDAMENTAL PERFORMANCE OF A MINISENSOR FOR CORROSION MONITORING OF
REINFORCING STEEL IN CONCRETE, Journal of- 24 -

of

ASTM

Standards,

Vol.03.02,

付録 A1大型試験体：初期塩分ありの場合の自然電位の推移(センサ位置記号は図-4.2 参照のこと．センサ位置 A1 のデータはすべて欠損)
Half-cell potential (mV)

200
100
0
-100
-200
-300
-400
-500

Half-cell potential (mV)

0

200

400

0

600

200

400

0

600

200

400

600

Time (days)

Time (days)

Time (days)

図-A.1 自然電位の推移(A2)

図-A.2 自然電位の推移(A3)

200

0

100

0

0

0

-100

0

-200

0

-300

0

-400

0

-500

図-A.3 自然電位の推移(A4)

0
0

200

400

600

0

200

400

600

0

200

400

600

0

200

400

600

Time (days)

Time (days)

Time (days)

図-A.4 自然電位の推移(B1)

図-A.5 自然電位の推移(B2)

図-A.6 自然電位の推移(B3) 図-A.7 自然電位の推移(B4)00Time (days)

Half-cell potential (mV)

200
100
0
-100
-200
-300
-400
-500
0

200

400

600

200

Time (days)

400

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200

図-A.8 自然電位の推移(C1)

400

600

0

200

400

600

Time (days)

Time (days)

Time (days)

図-A.9 自然電位の推移(C2)

図-A.10 自然電位の推移(C3) 図-A.11 自然電位の推移(C4)0

0Half-cell potential (mV)

200
100
0
-100
-200
-300
-400
-500
0

200

400

600

200

400

600

200

Time (days)

Time (days)

図-A.12 自然電位の推移(D1)

400

600

0

200

図-A.13 自然電位の推移(D2)

400

600

Time (days)

Time (days)

図-A.14 自然電位の推移(D3) 図-A.15 自然電位の推移(D4)Half-cell potential (mV)

200
100
0
-100
-200
-300
-400
-500
0

200

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0

200

400

0

600

200

図-A.16 自然電位の推移(E1)

400

600

0

図-A.17 自然電位の推移(E2)

200

400

600

Time (days)

Time (days)

Time (days)

Time (days)

図-A.18 自然電位の推移(E3) 図-A.19 自然電位の推移(E4)

Half-cell potential (mV)

200
100
0
-100
-200
-300
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-500
0

200

400

600

Time (days)

図-A.20 自然電位の推移(F1)

0

200

400

600

0

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400

Time (days)

Time (days)

図-A.21 自然電位の推移(F2)- 25 -

600

0

200

400

600

Time (days)

図-A.22 自然電位の推移(F3) 図-A.23 自然電位の推移(F4)大型試験体：初期塩分なしの場合の自然電位の推移(センサ位置記号は図-4.2 参照のこと．センサ位置 B1～B4 のデータはすべて欠損)

0

200

400

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0

200

400

600

Time (days)

Time (days)

図-A.25 自然電位の推移(A1) 図-A.26 自然電位の推移(A2)

図-A.27 自然電位の推移(A3) 図-A.28 自然電位の推移(A4)Half-cell potential (mV)

200
100
0
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Time (days)

Time (days)

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Time (days)

図-A.29 自然電位の推移(C1) 図-A.30 自然電位の推移(C2)

400

600

Time (days)

図-A.31 自然電位の推移(C3) 図-A.32 自然電位の推移(C4)Half-cell potential (mV)

200
100
0
-100
-200
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400

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Time (days)

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Time (days)

図-A.33 自然電位の推移(D1) 図-A.34 自然電位の推移(D2)

200

400

600

Time (days)

図-A.35 自然電位の推移(D3) 図-A.36 自然電位の推移(D4)Half-cell potential (mV)

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図-A.37 自然電位の推移(E1) 図-A.38 自然電位の推移(E2)

400

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Time (days)

図-A.39 自然電位の推移(E3) 図-A.40 自然電位の推移(E4)

Half-cell potential (mV)

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図-A.41 自然電位の推移(F1) 図-A.42 自然電位の推移(F2)- 26 -

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図-A.43 自然電位の推移(F3) 図-A.44 自然電位の推移(F4)港湾空港技術研究所資料

No.1294

２０１４．１２

編集兼発行人

独立行政法人港湾空港技術研究所

発

行

所

独立行政法人港湾空港技術研究所
横 須 賀 市 長 瀬 ３ 丁 目 １ 番 １ 号
TEL. 046(844)5040 URL. http://www.pari.go.jp/

印

刷

所

株

式

会

ワ

コ

ー

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Copyright ○All rights reserved. No part of this book must be reproduced by any means without the written
permission of the President of PARI
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