JP2018066632A - Method for inspecting floating and peeling of concrete structure and method for repairing concrete structure - Google Patents
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Abstract
【課題】コンクリート構造物の浮き及び剥離を定量的に検査する。【解決手段】打撃工程により先端に弾性体の球体３を有するハンマー２によりコンクリート構造物１０に打撃が加えられ、測定工程により打撃工程におけるハンマー２の球体３とコンクリート構造物１０との接触時間Ｔとハンマー２の球体３の速度Ｖ０とが測定され、算出工程により、測定工程で測定された接触時間Ｔ及び速度Ｖ０と、ハンマー２の球体３のポアソン比νＨ、弾性係数ＥＨ、質量ｍ、半径ｒ及びコンクリート構造物１０のポアソン比νＣとから、コンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣが算出され、評価工程により、算出工程により算出されたコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣが予め設定された健全度閾値より小さいときに、コンクリート構造物１０に浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じていると評価される。よって、コンクリート構造物１０の浮き１１及び剥離１２を定量的に検査できる。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To quantitatively inspect floating and peeling of a concrete structure. SOLUTION: A hammer 2 having an elastic sphere 3 at the tip is applied to a concrete structure 10 by a striking step, and a contact time T between the sphere 3 of the hammer 2 and the concrete structure 10 in the striking step is applied by a measuring step. And the velocity V0 of the sphere 3 of the hammer 2 are measured, and the contact time T and the velocity V0 measured in the measurement process and the Poisson ratio νH, the elastic coefficient EH, the mass m, and the radius of the sphere 3 of the hammer 2 are measured by the calculation process. The elasticity coefficient EC of the concrete structure 10 is calculated from r and the Poisson ratio νC of the concrete structure 10, and the elasticity coefficient EC of the concrete structure 10 calculated by the calculation process is set in advance by the evaluation process. When it is smaller than the threshold value, it is evaluated that either the floating 11 or the peeling 12 occurs in the concrete structure 10. Therefore, the floating 11 and the peeling 12 of the concrete structure 10 can be quantitatively inspected. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、コンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法及びコンクリート構造物の修復方法に関する。 The present invention relates to a method for inspecting floating and peeling of a concrete structure and a method for repairing a concrete structure.
ダム等のコンクリート構造物において、コンクリート構造物に浮き又は剥離が生じているか否かを検査する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、コンクリートの壁面の表層部の浮きを調査する際に、吊下ロープに打音棒とマイクロフォンとからなるピックアップを装着し、吊下ロープを壁面に沿って移動させてピップアップを位置決めし、打音棒により壁面を軽打して打音を発生させ、打音をマイクロフォンで収録し、収録音を遠隔で聴取して温室を区分けすることにより、壁面の浮きの存在位置を遠隔診断する方法が開示されている。 In concrete structures such as dams, a technique for inspecting whether or not the concrete structures are floated or peeled has been proposed. For example, in Patent Document 1, when investigating the floating of the surface layer portion of a concrete wall surface, a pickup composed of a hammer and a microphone is attached to the suspension rope, and the suspension rope is moved along the wall surface. The presence of floating walls by positioning the pip-up, lightly striking the wall with a sounding stick to generate a sound, recording the sound with a microphone, listening to the sound remotely and partitioning the greenhouse A method for remotely diagnosing a position is disclosed.
ところで、上記のような従来技術では、測定者が打音を聴取することによる定性的な判断しかできないため、測定者による検査結果のバラツキが生じる欠点があり、改善が望まれている。 By the way, in the prior art as described above, since the measurer can only make a qualitative judgment by listening to the hitting sound, there is a defect that the test result varies by the measurer, and improvement is desired.
そこで本発明は、コンクリート構造物の浮き及び剥離を定量的に検査することができるコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the inspection method of the float and peeling of a concrete structure which can test | inspect quantitatively the float and peeling of a concrete structure.
本発明は、先端に弾性体の球体を有するハンマーによりコンクリート構造物に打撃を加える打撃工程と、打撃工程におけるハンマーの球体とコンクリート構造物との接触時間と、ハンマーの球体の速度とを測定する測定工程と、測定工程で測定された接触時間及びハンマーの球体の速度と、ハンマーの球体のポアソン比と、ハンマーの球体の弾性係数と、ハンマーの球体の質量と、ハンマーの球体の半径と、コンクリート構造物のポアソン比とから、コンクリート構造物の弾性係数を算出する算出工程と、算出工程により算出されたコンクリート構造物の弾性係数が予め設定された健全度閾値より小さいときに、コンクリート構造物に浮き及び剥離のいずれかが生じていると評価する評価工程とを備えたコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法である。 The present invention measures a striking step of striking a concrete structure with a hammer having an elastic sphere at the tip, a contact time between the hammer sphere and the concrete structure in the striking step, and a speed of the hammer sphere. Measuring step, contact time and hammer sphere speed measured in the measuring step, hammer sphere Poisson's ratio, hammer sphere elastic modulus, hammer sphere mass, hammer sphere radius, The calculation process of calculating the elastic modulus of the concrete structure from the Poisson's ratio of the concrete structure, and the concrete structure when the elastic coefficient of the concrete structure calculated by the calculation process is smaller than a preset soundness threshold A concrete structure with an evaluation process for evaluating that either floating or peeling occurs in the It is a 査方 method.
この構成によれば、打撃工程により、先端に弾性体の球体を有するハンマーによりコンクリート構造物に打撃が加えられ、測定工程により、打撃工程におけるハンマーの球体とコンクリート構造物との接触時間と、ハンマーの球体の速度とが測定され、算出工程により、測定工程で測定された接触時間及びハンマーの球体の速度と、ハンマーの球体のポアソン比と、ハンマーの球体の弾性係数と、ハンマーの球体の質量と、ハンマーの球体の半径と、コンクリート構造物のポアソン比とから、コンクリート構造物の弾性係数が算出され、評価工程により、算出工程により算出されたコンクリート構造物の弾性係数が予め設定された健全度閾値より小さいときに、コンクリート構造物に浮き及び剥離のいずれかが生じていると評価される。これにより、コンクリート構造物の浮き及び剥離を定量的に検査することができる。 According to this configuration, the striking process hits the concrete structure with a hammer having an elastic sphere at the tip, and the measuring process determines the contact time between the hammer sphere and the concrete structure in the striking process, and the hammer. The velocity of the sphere is measured and the calculation step determines the contact time and hammer sphere velocity measured in the measurement step, the Poisson's ratio of the hammer sphere, the elastic modulus of the hammer sphere, and the mass of the hammer sphere. The modulus of elasticity of the concrete structure is calculated from the radius of the hammer sphere and the Poisson's ratio of the concrete structure, and the elasticity coefficient of the concrete structure calculated in the calculation process is set in advance in the evaluation process. When the degree is smaller than the threshold value, it is evaluated that either floating or peeling occurs in the concrete structure. Thereby, the float and peeling of a concrete structure can be inspected quantitatively.
この場合、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物の弾性係数と圧縮強度との関係における予め設定されたコンクリート構造物の圧縮強度の下限値に対応するコンクリート構造物の弾性係数にすることができる。 In this case, the soundness threshold is set to a modulus of elasticity of the concrete structure corresponding to a predetermined lower limit value of the compressive strength of the concrete structure in the relationship between the modulus of elasticity of the concrete structure and the compressive strength obtained in advance. Can do.
直接的に浮き又は剥離の発生の有無を評価することは難しいが、この構成によれば、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物の弾性係数と圧縮強度との関係における予め設定されたコンクリート構造物の圧縮強度の下限値に対応するコンクリート構造物の弾性係数であるため、コンクリート構造物の弾性係数と圧縮強度との関係を用いて、間接的にコンクリート構造物の浮き及び剥離を定量的に検査することができる。 Although it is difficult to directly evaluate the presence or absence of occurrence of floating or peeling, according to this configuration, the soundness threshold is set in advance in the relationship between the elastic modulus and the compressive strength of the concrete structure obtained in advance. Since the elastic modulus of the concrete structure corresponds to the lower limit of the compressive strength of the concrete structure, the float and delamination of the concrete structure are quantified indirectly using the relationship between the elastic modulus of the concrete structure and the compressive strength. Can be inspected automatically.
また、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物の表面からの深さとコンクリート構造物の弾性係数との関係における予め設定されたコンクリート構造物の表面からの深さの最小値に対応するコンクリート構造物の弾性係数にすることができる。 Also, the soundness threshold is a concrete value corresponding to a preset minimum value of the depth from the surface of the concrete structure in the relationship between the depth from the surface of the concrete structure and the elastic modulus of the concrete structure. The elastic modulus of the structure can be obtained.
この構成によれば、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物の表面からの深さとコンクリート構造物の弾性係数との関係における予め設定されたコンクリート構造物の表面からの深さの最小値に対応するコンクリート構造物の弾性係数であるため、コンクリート構造物の弾性係数と深さとの関係を用いて、間接的にコンクリート構造物の浮き及び剥離を定量的に検査することができる。 According to this configuration, the soundness threshold is the minimum value of the predetermined depth from the surface of the concrete structure in the relationship between the predetermined depth from the surface of the concrete structure and the elastic modulus of the concrete structure. Therefore, it is possible to quantitatively inspect the floating and peeling of the concrete structure indirectly by using the relationship between the elastic coefficient and the depth of the concrete structure.
また、健全度閾値は、コンクリート構造物に対して予め行われたＪＩＳ Ａ １１５２に規定されたコンクリートの中性化深さの測定方法によって測定された中性化深さよりも深い部位におけるコンクリート構造物の弾性係数にすることができる。 In addition, the soundness threshold is a concrete structure at a site deeper than the neutralization depth measured by the method for measuring the neutralization depth of concrete specified in JIS A 1152 previously performed on the concrete structure. The elastic modulus can be as follows.
この構成によれば、健全度閾値は、コンクリート構造物に対して予め行われたＪＩＳ Ａ １１５２に規定されたコンクリートの中性化深さの測定方法によって測定された中性化深さよりも深い部位におけるコンクリート構造物の弾性係数であるため、中性化深さの測定結果を用いて、間接的にコンクリート構造物の浮き及び剥離を定量的に検査することができる。 According to this configuration, the soundness threshold is a portion deeper than the neutralization depth measured by the method for measuring the neutralization depth of concrete defined in JIS A 1152 previously performed on the concrete structure. Therefore, the floatation and peeling of the concrete structure can be indirectly inspected quantitatively using the measurement result of the neutralization depth.
また、本発明は、上記本発明のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き及び剥離のいずれかが生じていると評価されたコンクリート構造物に対して、上記本発明のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法を行いつつコンクリート構造物の表層部を削り取り、上記本発明のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き及び剥離のいずれかが生じていると評価されなくなるまで、コンクリート構造物の表層部を削り取るコンクリート構造物の修復方法である。 The present invention also relates to a concrete structure that is evaluated to be either lifted or peeled by the method for inspecting float and peel of the concrete structure of the present invention. The surface layer portion of the concrete structure is scraped off while performing the floating and peeling inspection method, until the concrete structure floats and peels according to the present invention is not evaluated as any of the floating and peeling is generated. This is a method for repairing a concrete structure by scraping off the surface layer of the structure.
この構成によれば、本発明のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き及び剥離のいずれかが生じていると評価されたコンクリート構造物に対して、本発明のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法が行われつつコンクリート構造物の表層部が削り取られ、本発明のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き及び剥離のいずれかが生じていると評価されなくなるまで、コンクリート構造物の表層部が削り取られる。これにより、削り取る量を最小限にしつつ、浮き及び剥離の無い状態にコンクリート構造物を修復することができる。 According to this configuration, the concrete structure according to the present invention can be lifted and lowered with respect to the concrete structure that has been evaluated to have either floating or peeling according to the method for inspecting the float and peel of the concrete structure according to the present invention. The concrete structure until the surface layer portion of the concrete structure is scraped off while the peeling inspection method is performed, and it is not evaluated that either floating or peeling is caused by the floating and peeling inspection method of the concrete structure of the present invention. The surface layer of the object is scraped off. As a result, the concrete structure can be repaired in a state without floating and peeling while minimizing the amount to be scraped off.
本発明のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によれば、コンクリート構造物の浮き及び剥離を定量的に検査することができる。また、本発明のコンクリート構造物の修復方法によれば、削り取る量を最小限にしつつ、浮き及び剥離の無い状態にコンクリート構造物を修復することができる。 According to the method for inspecting the floating and peeling of the concrete structure of the present invention, the floating and peeling of the concrete structure can be inspected quantitatively. Moreover, according to the method for repairing a concrete structure of the present invention, the concrete structure can be repaired in a state free from floating and peeling while minimizing the amount to be scraped off.
以下、本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法及びコンクリート構造物の修復方法について、図面を用いて詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係るコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法は、既設のダム等のコンクリート構造物１０に浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じているか否かを短時間で定量的に評価するための方法である。 Hereinafter, a concrete structure floating and peeling inspection method and a concrete structure repair method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the concrete structure floating and peeling inspection method according to the present embodiment determines whether any of floating 11 and peeling 12 occurs in a concrete structure 10 such as an existing dam. This is a method for quantitative evaluation by time.
なお、コンクリート構造物の浮きとは、コンクリート構造物の内部でひび割れが連続したり、施工時の欠陥が供用中の振動や変形によって欠陥どうしが連続して、コンクリート構造物の表面付近のコンクリートがコンクリート構造物の内部のコンクリートと一体性を失いつつある状態を意味する。また、コンクリート構造物の剥離とは、浮きの状態にあったコンクリート構造物の表面付近のコンクリートが何らかの原因でコンクリート構造物の内部のコンクリートからはがれ落ちる現象を意味する。 Note that the floating of a concrete structure means that cracks are continuous inside the concrete structure, or that defects near the surface of the concrete structure are caused by vibration and deformation during operation. It means that the concrete structure is losing its integrity with the concrete inside. Further, the peeling of the concrete structure means a phenomenon that the concrete near the surface of the concrete structure in a floating state is peeled off from the concrete inside the concrete structure for some reason.
本実施形態に係るコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法で使用される検査システム１は、先端に弾性体の球体３を有するハンマー２を備える。球体３は、例えば、直径が４０〜６０［ｍｍ］であり、重量が２５０〜９００［ｇ］の鋼球である。球体３には、測定者が把持するための柄部４が取り付けられている。球体３には、球体３の加速度を検出する加速度センサ５が取り付けられている。加速度センサ５には、ケーブル６の一端が接続されている。ケーブル６の他端にはモニタ７が接続されている。モニタ７は、後述する方法によって、浮き１１を生じている可能性があるコンクリート構造物１０の弾性係数を算出するための電子計算機である。モニタ７は、検査結果を表示する液晶ディスプレイ８を有する。 An inspection system 1 used in the method for inspecting the floating and peeling of a concrete structure according to this embodiment includes a hammer 2 having an elastic sphere 3 at the tip. The sphere 3 is, for example, a steel ball having a diameter of 40 to 60 [mm] and a weight of 250 to 900 [g]. A handle 4 is attached to the sphere 3 for gripping by the measurer. An acceleration sensor 5 that detects the acceleration of the sphere 3 is attached to the sphere 3. One end of a cable 6 is connected to the acceleration sensor 5. A monitor 7 is connected to the other end of the cable 6. The monitor 7 is an electronic computer for calculating an elastic coefficient of the concrete structure 10 that may cause the float 11 by a method described later. The monitor 7 has a liquid crystal display 8 for displaying inspection results.
以下、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法について説明する。図２に示すように、先端に弾性体の球体３を有するハンマー２によりコンクリート構造物１０の被測定部位に打撃を加える打撃工程が行われる（Ｓ１）。次に、打撃工程におけるハンマー２の球体３とコンクリート構造物１０との接触時間と、ハンマー２の球体３の速度とを測定する測定工程とが行われる（Ｓ２）。図３に示すように、測定工程では、モニタ７の液晶ディスプレイ８に、ハンマー２によりコンクリート構造物１０に打撃を加えたときの加速度の波形が表示される。ハンマー２の球体３とコンクリート構造物１０との接触時間は、当該加速度の波形を解析することにより測定することができる。また、ハンマー２の球体３の速度は、例えば、ハンマー２の球体３がコンクリート構造物１０に接触するまでに加速度センサ５により検出されたハンマー２の球体３の加速度を積分することにより測定することができる。 Hereinafter, a method for inspecting floating and peeling of the concrete structure according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, a hammering process is performed in which a hammer 2 having an elastic sphere 3 at the tip is used to strike a portion to be measured of the concrete structure 10 (S1). Next, a measurement step of measuring the contact time between the sphere 3 of the hammer 2 and the concrete structure 10 and the speed of the sphere 3 of the hammer 2 in the striking step is performed (S2). As shown in FIG. 3, in the measurement process, the acceleration waveform when the hammer 2 hits the concrete structure 10 is displayed on the liquid crystal display 8 of the monitor 7. The contact time between the sphere 3 of the hammer 2 and the concrete structure 10 can be measured by analyzing the waveform of the acceleration. The speed of the sphere 3 of the hammer 2 is measured by, for example, integrating the acceleration of the sphere 3 of the hammer 2 detected by the acceleration sensor 5 until the sphere 3 of the hammer 2 contacts the concrete structure 10. Can do.
図２に戻り、測定工程で測定された接触時間及びハンマーの球体の速度と、ハンマーの球体のポアソン比と、ハンマーの球体の弾性係数と、ハンマーの球体の質量と、ハンマーの球体の半径と、コンクリート構造物のポアソン比とから、コンクリート構造物の弾性係数を算出する算出工程が行われる（Ｓ３）。本実施形態では、Hertzの弾性接触理論を応用してコンクリート構造物１０の弾性係数を算出する。Hertzの弾性接触理論によれば、接触時間Ｔは、下式（１）により算出することができる。下式（１）において、接触時間＝Ｔ、ハンマー２の球体３の速度＝Ｖ０、ハンマー２の球体３のポアソン比＝νＨ、ハンマー２の球体３の弾性係数＝ＥＨ、ハンマー２の球体３の質量＝ｍ、ハンマー２の球体３の半径＝ｒ、コンクリート構造物１０のポアソン比＝νＣ、コンクリート構造物１０の弾性係数＝ＥＣ、無次元係数＝ａである。
Returning to FIG. 2, the contact time and the speed of the hammer sphere, the Poisson's ratio of the hammer sphere, the elasticity coefficient of the hammer sphere, the mass of the hammer sphere, and the radius of the hammer sphere Then, a calculation step of calculating the elastic coefficient of the concrete structure from the Poisson's ratio of the concrete structure is performed (S3). In this embodiment, the elastic coefficient of the concrete structure 10 is calculated by applying Hertz's elastic contact theory. According to Hertz's elastic contact theory, the contact time T can be calculated by the following equation (1). In the following equation (1), contact time = T, speed of sphere 3 of hammer 2 = V 0 , Poisson's ratio of sphere 3 of hammer 2 = ν H , elastic coefficient of sphere 3 of hammer 2 = E H , The mass of the sphere 3 = m, the radius of the sphere 3 of the hammer 2 = r, the Poisson's ratio of the concrete structure 10 = ν C , the elastic modulus of the concrete structure 10 = E C , and the dimensionless coefficient = a.
ハンマー２の球体３については、接触時間Ｔ、速度Ｖ０、ポアソン比νＨ、弾性係数ＥＨ、質量ｍ及び半径ｒが既知である。一方、コンクリート構造物１０については、弾性係数ＥＣ及びポアソン比νＣが不明である。しかし、ただし、ポアソン比νＣは、ハンマー２の球体３の変形量には大きな影響を与えないパラメータであるため、常に同じ概算値等を用いても実用上問題が無い。すなわち、ハンマー２の球体３の接触時間Ｔ、速度Ｖ０、ポアソン比νＨ、弾性係数ＥＨ、質量ｍ及び半径ｒと、仮定したコンクリート構造物１０のポアソン比νＣとから、コンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣを下式（２）により求めることができる。
For the sphere 3 of the hammer 2, the contact time T, velocity V 0 , Poisson's ratio ν H , elastic modulus E H , mass m and radius r are known. On the other hand, for the concrete structure 10, the elastic modulus E C and Poisson's ratio ν C are unknown. However, since the Poisson's ratio ν C is a parameter that does not greatly affect the deformation amount of the sphere 3 of the hammer 2, there is no practical problem even if the same approximate value is always used. That is, from the contact time T, velocity V 0 , Poisson's ratio ν H , elastic modulus E H , mass m and radius r of the sphere 3 of the hammer 2, and the assumed Poisson's ratio ν C of the concrete structure 10, An elastic modulus E C of 10 can be obtained by the following equation (2).
算出工程により算出されたコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣが予め設定された健全度閾値より小さいときに、コンクリート構造物１０に浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じていると評価する評価工程が行われる（Ｓ４）。健全度閾値とは、コンクリート構造物１０に浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じているか否かを評価するための弾性係数ＥＣの閾値である。 An evaluation step for evaluating that either the float 11 or the separation 12 occurs in the concrete structure 10 when the elastic modulus E C of the concrete structure 10 calculated by the calculation step is smaller than a preset soundness level threshold. Is performed (S4). The soundness level threshold value is a threshold value of the elastic coefficient E C for evaluating whether any one of the float 11 and the separation 12 occurs in the concrete structure 10.
本実施形態では、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣと圧縮強度との関係における予め設定されたコンクリート構造物１０の圧縮強度の下限値に対応するコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣに設定することができる。図４に示すように、様々なコンクリート構造物１０において、コンクリート構造物の弾性係数と圧縮強度との関係を示す近似式ｙ＝０．０２ｘ２＋０．４９ｘが解析される。一般にレディミクストコンクリート工場保有の配合において設計基準強度の最低値は１８［Ｎ／ｍｍ２］であるため、コンクリート構造物１０の圧縮強度の下限値をｙ＝１８［Ｎ／ｍｍ２］に設定すると、近似式ｙ＝０．０２ｘ２＋０．４９ｘにより、弾性係数ＥＣの下限値ｘ＝２０．１５≒２０．２［ｋＮ／ｍｍ２］となる。 In the present embodiment, the soundness threshold is a concrete structure corresponding to a predetermined lower limit value of the compressive strength of the concrete structure 10 in the relationship between the elastic coefficient E C of the concrete structure 10 and the compressive strength obtained in advance. An elastic modulus E C of 10 can be set. As shown in FIG. 4, in various concrete structures 10, an approximate expression y = 0.02x 2 + 0.49x indicating the relationship between the elastic coefficient of the concrete structure and the compressive strength is analyzed. In general, since the minimum design standard strength is 18 [N / mm 2 ] in the formulation owned by the ready-mixed concrete factory, the lower limit value of the compressive strength of the concrete structure 10 is set to y = 18 [N / mm 2 ]. From the approximate expression y = 0.02x 2 + 0.49x, the lower limit value x = 20.15≈20.2 [kN / mm 2 ] of the elastic modulus E C is obtained.
図５に示すように、本発明の発明者が行った試験においては、浮き１１及び剥離１２のいずれもが生じていないコンクリート構造物１０においては、その弾性係数ＥＣが２０．２［ｋＮ／ｍｍ２］を全て上回る結果となった。一方、浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じているコンクリート構造物１０においては、その弾性係数ＥＣが２０．２［ｋＮ／ｍｍ２］を下回る結果となった。従って、本実施形態では、健全度閾値を２０．２［ｋＮ／ｍｍ２］に設定することにより、コンクリート構造物１０に浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じているか否かを評価することができる。なお、上記圧縮強度の下限値は、コンクリート構造物１０の状況に応じて適宜変更することができる。 As shown in FIG. 5, in the test conducted by the inventor of the present invention, in the concrete structure 10 in which neither the float 11 nor the peeling 12 occurs, the elastic coefficient E C is 20.2 [kN / mm 2 ] was exceeded. On the other hand, in the concrete structure 10 in which any one of the float 11 and the peeling 12 occurs, the elastic coefficient E C was less than 20.2 [kN / mm 2 ]. Therefore, in this embodiment, by setting the soundness level threshold to 20.2 [kN / mm 2 ], it is possible to evaluate whether any one of the float 11 and the separation 12 is generated in the concrete structure 10. it can. In addition, the lower limit value of the compressive strength can be appropriately changed according to the situation of the concrete structure 10.
また、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物の表面からの深さとコンクリート構造物の弾性係数との関係における予め設定されたコンクリート構造物の表面からの深さの最小値に対応するコンクリート構造物の弾性係数ＥＣに設定することができる。本願発明の発明者は、既設のコンクリートダムにおいて、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法により、コンクリート構造物１０のコンクリートの表面からの深さ方向における弾性係数ＥＣの測定を行った。図６に示すように本実施形態の検査方法によって得られた弾性係数ＥＣとコンクリートの表面からの深さには相関が見られた。一般的に、コンクリートの劣化は露出している表面から進行していくため、本実施形態の検査方法によって得られた弾性係数ＥＣを用いて、コンクリート構造物１０のコンクリートの劣化の度合を評価することが可能である。 Also, the soundness threshold is a concrete value corresponding to a preset minimum value of the depth from the surface of the concrete structure in the relationship between the depth from the surface of the concrete structure and the elastic modulus of the concrete structure. The elastic modulus E C of the structure can be set. The inventor of the present invention measured the elastic modulus E C in the depth direction from the concrete surface of the concrete structure 10 by using the method for inspecting floating and peeling of the concrete structure of the present embodiment in an existing concrete dam. went. As shown in FIG. 6, there was a correlation between the elastic coefficient E C obtained by the inspection method of the present embodiment and the depth from the concrete surface. Generally, since concrete deterioration proceeds from the exposed surface, the degree of concrete deterioration of the concrete structure 10 is evaluated using the elastic modulus E C obtained by the inspection method of the present embodiment. Is possible.
この場合、例えば、予め健全なコンクリート構造物１０での本実施形態の検査方法による弾性係数ＥＣを把握しておくことで、その値を健全度閾値として、コンクリート構造物１０に浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じているか否かの評価を行うことができる。例えば、過去の事例より、コンクリート表面より１５［ｃｍ］程度の深さの部位においては健全なコンクリートとして評価できることが知られている。そのため、過去の事例において、図６に示すような予め求められたコンクリート構造物の表面からの深さとコンクリート構造物の弾性係数ＥＣとの関係において、予め設定されたコンクリート構造物の表面からの深さの最小値である１５［ｃｍ］に対応するコンクリート構造物の弾性係数ＥＣの値を健全度閾値として用いることができる。 In this case, for example, by grasping in advance the elastic coefficient E C according to the inspection method of the present embodiment on the sound concrete structure 10, the value is set as the soundness threshold value, and the float 11 and the separation are separated on the concrete structure 10. An evaluation can be made as to whether or not any one of 12 has occurred. For example, it is known from past examples that a site having a depth of about 15 cm from the concrete surface can be evaluated as sound concrete. Therefore, in the past case, the relationship between the predetermined depth from the surface of the concrete structure and the elastic modulus E C of the concrete structure as shown in FIG. The value of the elastic coefficient E C of the concrete structure corresponding to 15 [cm], which is the minimum value of the depth, can be used as the soundness threshold value.
また、例えば、ダム等のコンクリート構造物１０の一部より予め３０［ｃｍ］程度のコア供試体を採取しておき、表面から１５［ｃｍ］程度の深さの位置にて本実施形態の検査方法により測定した弾性係数ＥＣの値を健全度閾値として用いることができる。コア供試体の採取はコンクリート構造物１０の一部のみで行えばよく、その他の部位では本実施形態の検査方法により、短時間で少ない労力によりコンクリート構造物１０の浮き１１及び剥離１２の検査を行うことができる。 Further, for example, a core specimen of about 30 [cm] is collected in advance from a part of the concrete structure 10 such as a dam, and the inspection of the present embodiment is performed at a depth of about 15 [cm] from the surface. The value of the elastic modulus E C measured by the method can be used as the soundness threshold value. The core specimen may be collected from only a part of the concrete structure 10, and the other parts are inspected for the float 11 and the separation 12 of the concrete structure 10 in a short time by the inspection method of this embodiment. It can be carried out.
また、健全度閾値は、コンクリート構造物１０に対して予め行われたＪＩＳ Ａ １１５２に規定されたコンクリートの中性化深さの測定方法によって測定された中性化深さよりも深い部位におけるコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣに設定することができる。ＪＩＳ Ａ １１５２に規定されたコンクリートの中性化深さの測定は、ダム等のコンクリート構造物１０の一部より採取されたコア供試体が割裂され、割裂されたコア供試体の割裂面にフェノールフタレイン試薬が噴霧され、コンクリート構造物１０の表面から赤紫色に呈色した部分までの深さが中性化深さとして測定されることにより行われる。中性化深さの測定はコンクリート構造物１０の一部のみで行えばよく、その他の部位では本実施形態の検査方法により、短時間で少ない労力によりコンクリート構造物１０の浮き１１及び剥離１２の検査を行うことができる。 Further, the soundness threshold value is a concrete structure at a site deeper than the neutralization depth measured by the method for measuring the neutralization depth of concrete defined in JIS A 1152 previously performed on the concrete structure 10. The elastic modulus E C of the object 10 can be set. The measurement of the neutralization depth of concrete specified in JIS A 1152 is performed by splitting a core specimen taken from a part of a concrete structure 10 such as a dam, and phenol on the splitting surface of the split core specimen. The phthalein reagent is sprayed, and the depth from the surface of the concrete structure 10 to the reddish purple colored portion is measured as the neutralization depth. The neutralization depth may be measured only on a part of the concrete structure 10, and in other parts, the float 11 and the separation 12 of the concrete structure 10 can be obtained in a short time with a small amount of labor by the inspection method of this embodiment. Inspection can be performed.
以上に説明した本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法を用いてコンクリート構造物を修復することができる。図７に示すように、ダム等のコンクリート構造物１０のある部位において、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法が実行される（Ｓ１１）。本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じていると評価されたコンクリート構造物１０に対して（Ｓ１２）、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法を行いつつコンクリート構造物１０の表層部が削り取られ（Ｓ１３）、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じていると評価されなくなるまで（Ｓ１２）、コンクリート構造物１０の表層部が削り取られる（Ｓ１３）。これにより、ダム等のコンクリート構造物１０の当該部位を浮き１１や剥離１２の無い状態に修復することができる。 The concrete structure can be repaired by using the method for inspecting floating and peeling of the concrete structure according to this embodiment described above. As shown in FIG. 7, the concrete structure floating and peeling inspection method of the present embodiment is executed at a site where the concrete structure 10 such as a dam is present (S11). With respect to the concrete structure 10 evaluated that either the float 11 or the peeling 12 is generated by the method for inspecting the floating and peeling of the concrete structure of the present embodiment (S12), the concrete structure of the present embodiment The surface layer portion of the concrete structure 10 is scraped off while performing the float and peel inspection method (S13), and either the float 11 or the peel 12 is generated by the concrete structure float and peel inspection method of this embodiment. Until it is no longer evaluated (S12), the surface layer portion of the concrete structure 10 is scraped off (S13). Thereby, the said site | part of concrete structures 10, such as a dam, can be restored | repaired in the state without the float 11 and peeling 12. FIG.
上述したように、測定者が打音を聴取する方法では、測定者が打音を聴取することによる定性的な判断しかできないため、測定者による検査結果のバラツキが生じる欠点があり、雨天等の天候による打音の変化の影響を受け易い欠点がある。また、コンクリート構造物の表面から放射される赤外線を、検出素子を用いて二次元的に走査し、検出された赤外線量を映像として表示するサーモグラフィー法では、天候や気温による影響が大きいため測定条件次第では精度が低くなってしまう欠点がある。 As described above, the method in which the measurer listens to the hitting sound has only a qualitative judgment by the measurer listening to the hitting sound. There is a drawback that it is easily affected by changes in the sound of hitting due to the weather. In addition, the thermography method, in which infrared radiation emitted from the surface of a concrete structure is scanned two-dimensionally using a detection element and the detected amount of infrared radiation is displayed as an image, is greatly affected by the weather and air temperature. Depending on the situation, there is a drawback that the accuracy is lowered.
コンクリート構造物の表面に設置した発振子や衝撃入力装置によって内部に弾性波を発生させ、これをコンクリート構造物の表面の受振子により測定し、コンクリート構造物の内部の欠陥位置や寸法を測定する弾性波法では、コンクリートの含水状態や周辺環境における振動や騒音等のノイズの影響を受ける欠点があり、コンクリート構造物の表面の性状による影響を受ける欠点がある。ＪＩＳ Ａ １１５５に規定のコンクリートの反発度の測定方法では、テストハンマーの打撃に対する硬化コンクリートの反発度から圧縮強度を推定し、非破壊の方法であるが、測定面が垂直または平面でかつ平滑でなければ適用できない欠点がある。ＪＩＳ Ａ １１５２に規定されたコンクリートの中性化深さの測定の方法のみが行われた場合には、測定に時間や労力を要する欠点がある。 An elastic wave is generated inside by an oscillator or an impact input device installed on the surface of the concrete structure, and this is measured by a geophone on the surface of the concrete structure, and the defect position and dimensions inside the concrete structure are measured. The elastic wave method has a drawback that it is influenced by noise such as vibration and noise in the moisture state of the concrete and the surrounding environment, and a defect that is affected by the surface properties of the concrete structure. In the method of measuring the rebound of concrete specified in JIS A 1155, the compressive strength is estimated from the rebound of hardened concrete against the impact of the test hammer, and it is a nondestructive method. However, the measurement surface is vertical or flat and smooth. There are disadvantages that cannot be applied without it. When only the method for measuring the neutralization depth of concrete specified in JIS A 1152 is performed, there is a disadvantage that the measurement requires time and labor.
一方、本実施形態によれば、打撃工程により、先端に弾性体の球体３を有するハンマー２によりコンクリート構造物１０に打撃が加えられ、測定工程により、打撃工程におけるハンマー２の球体３とコンクリート構造物１０との接触時間Ｔと、ハンマー２の球体３の速度Ｖ０とが測定され、算出工程により、測定工程で測定された接触時間Ｔ及びハンマー２の球体３の速度Ｖ０と、ハンマー２の球体３のポアソン比νＨと、ハンマー２の球体３の弾性係数ＥＨと、ハンマー２の球体３の質量ｍと、ハンマー２の球体３の半径ｒと、コンクリート構造物１０のポアソン比νＣとから、コンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣが算出され、評価工程により、算出工程により算出されたコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣが予め設定された健全度閾値より小さいときに、コンクリート構造物１０に浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じていると評価される。これにより、コンクリート構造物１０の浮き１１及び剥離１２を定量的に検査することができる。 On the other hand, according to this embodiment, the hammer 2 having the elastic sphere 3 at the tip is hit by the hammering process on the concrete structure 10, and the sphere 3 of the hammer 2 and the concrete structure in the hammering process are measured by the measuring process. The contact time T with the object 10 and the velocity V 0 of the sphere 3 of the hammer 2 are measured, and the contact time T measured in the measurement step and the velocity V 0 of the sphere 3 of the hammer 2 and the hammer 2 are calculated. Poisson's ratio ν H of the sphere 3, the elastic modulus E H of the sphere 3 of the hammer 2, the mass m of the sphere 3 of the hammer 2, the radius r of the sphere 3 of the hammer 2, and the Poisson ratio ν of the concrete structure 10. from C, the elastic modulus of the concrete structure 10 E C is calculated by the evaluation process, the elastic modulus E C of the concrete structure 10 calculated is set in advance by the calculating step When less than the entire degree threshold, either float 11 and peeling 12 is evaluated to be occurring in the concrete structure 10. Thereby, the float 11 and peeling 12 of the concrete structure 10 can be inspected quantitatively.
また、本実施形態によれば、簡易に何度でも適用でき、気象条件や周辺環境状況及びコンクリート構造物の表面の性状に左右されることなく、簡易にコンクリート構造物の健全性の評価を即座に行うことが可能となる。また、本実施形態によれば、迅速な測定が可能であるため、測定のために修復等の施工を長時間中断することがなく、工事工程短縮に資することができ、即座に測定を行えるため必要に応じて測定を繰り返しても修復等の工事工程に及ぼす影響が小さく、工事に関わる費用の縮減に資することができる。 Further, according to the present embodiment, it can be easily applied any number of times, and it is possible to easily evaluate the soundness of a concrete structure immediately without being influenced by weather conditions, surrounding environment conditions, and surface properties of the concrete structure. Can be performed. In addition, according to the present embodiment, since rapid measurement is possible, it is possible to contribute to shortening the construction process without interrupting the construction such as repair for a long time, and to perform the measurement immediately. Even if measurement is repeated as necessary, the influence on the construction process such as restoration is small, and it can contribute to reduction of costs related to construction.
直接的に浮き１１又は剥離１２の発生の有無を評価することは難しいが、本実施形態によれば、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣと圧縮強度との関係における予め設定されたコンクリート構造物１０の圧縮強度の下限値に対応するコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣにできるため、コンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣと圧縮強度との関係を用いて、間接的にコンクリート構造物１０の浮き１１及び剥離１２を定量的に検査することができる。 Although it is difficult to directly evaluate the presence or absence of the occurrence of the float 11 or the separation 12, according to the present embodiment, the soundness threshold is determined by the elastic coefficient E C and the compressive strength of the concrete structure 10 obtained in advance. Since the elastic modulus E C of the concrete structure 10 corresponding to the preset lower limit value of the compressive strength of the concrete structure 10 can be obtained, the relationship between the elastic coefficient E C of the concrete structure 10 and the compressive strength is used. Indirectly, the float 11 and the peeling 12 of the concrete structure 10 can be quantitatively inspected.
また、本実施形態によれば、健全度閾値は、予め求められたコンクリート構造物１０の表面からの深さとコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣとの関係における予め設定されたコンクリート構造物１０の表面からの深さの最小値に対応するコンクリート構造物の弾性係数ＥＣにできるため、コンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣと深さとの関係を用いて、間接的にコンクリート構造物１０の浮き１１及び剥離１２を定量的に検査することができる。 Further, according to the present embodiment, the soundness level threshold value of the concrete structure 10 set in advance in the relationship between the depth from the surface of the concrete structure 10 determined in advance and the elastic coefficient E C of the concrete structure 10 is obtained. Since the elastic modulus E C of the concrete structure corresponding to the minimum depth from the surface can be obtained, the concrete structure 10 is lifted indirectly using the relationship between the elastic coefficient E C of the concrete structure 10 and the depth. 11 and peeling 12 can be inspected quantitatively.
また、本実施形態によれば、健全度閾値は、コンクリート構造物１０に対して予め行われたＪＩＳ Ａ １１５２に規定されたコンクリートの中性化深さの測定方法によって測定された中性化深さよりも深い部位におけるコンクリート構造物１０の弾性係数ＥＣにできるため、中性化深さの測定結果を用いて、間接的にコンクリート構造物１０の浮き１１及び剥離１２を定量的に検査することができる。 Further, according to the present embodiment, the soundness threshold value is determined by the neutralization depth measured by the method for measuring the neutralization depth of concrete defined in JIS A 1152 previously performed on the concrete structure 10. since it the elastic modulus E C of the concrete structure 10 in the portion deeper than is, using the measurement results of the neutralization depth indirectly quantitatively examined by the float 11 and release 12 of the concrete structure 10 Can do.
また、本実施形態によれば、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じていると評価されたコンクリート構造物１０に対して、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法が行われつつコンクリート構造物１０の表層部が削り取られ、本実施形態のコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法によって浮き１１及び剥離１２のいずれかが生じていると評価されなくなるまで、コンクリート構造物１０の表層部が削り取られる。これにより、削り取る量を最小限にしつつ、浮き１１及び剥離１２の無い状態にコンクリート構造物１０を修復することができる。 In addition, according to the present embodiment, the present embodiment is applied to the concrete structure 10 that is evaluated that any one of the float 11 and the delamination 12 is generated by the method for inspecting the float and delamination of the concrete structure of the present embodiment. The surface layer portion of the concrete structure 10 is scraped off while the concrete structure floating and peeling inspection method is performed, and the concrete structure floating and peeling inspection method according to the present embodiment is used for either the float 11 or the peeling 12 The surface layer portion of the concrete structure 10 is scraped off until it is no longer evaluated as having occurred. Thereby, the concrete structure 10 can be restored to a state without the float 11 and the separation 12 while minimizing the scraping amount.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
１…検査システム、２…ハンマー、３…球体、４…柄部、５…加速度センサ、６…ケーブル、７…モニタ、８…液晶ディスプレイ、１０…コンクリート構造物、１１…浮き、１２…剥離。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inspection system, 2 ... Hammer, 3 ... Sphere, 4 ... Handle, 5 ... Acceleration sensor, 6 ... Cable, 7 ... Monitor, 8 ... Liquid crystal display, 10 ... Concrete structure, 11 ... Floating, 12 ... Peeling.
Claims (5)
前記打撃工程における前記ハンマーの前記球体と前記コンクリート構造物との接触時間と、前記ハンマーの前記球体の速度とを測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された前記接触時間及び前記ハンマーの前記球体の速度と、前記ハンマーの前記球体のポアソン比と、前記ハンマーの前記球体の弾性係数と、前記ハンマーの前記球体の質量と、前記ハンマーの前記球体の半径と、前記コンクリート構造物のポアソン比とから、前記コンクリート構造物の弾性係数を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された前記コンクリート構造物の弾性係数が予め設定された健全度閾値より小さいときに、前記コンクリート構造物に浮き及び剥離のいずれかが生じていると評価する評価工程と、
を備えたコンクリート構造物の浮き及び剥離の検査方法。 A striking step of striking a concrete structure with a hammer having an elastic sphere at the tip;
A measuring step of measuring a contact time between the sphere of the hammer and the concrete structure in the hitting step, and a speed of the sphere of the hammer;
The contact time and the speed of the sphere of the hammer, the Poisson's ratio of the sphere of the hammer, the elastic modulus of the sphere of the hammer, the mass of the sphere of the hammer, From the radius of the sphere of the hammer and the Poisson's ratio of the concrete structure, a calculation step of calculating an elastic coefficient of the concrete structure;
When the elastic modulus of the concrete structure calculated by the calculation step is smaller than a preset soundness threshold, an evaluation step for evaluating that either floating or peeling occurs in the concrete structure;
Inspection method for floating and peeling of concrete structure with
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