JPH0436339B2 - - Google Patents
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- JPH0436339B2 JPH0436339B2 JP61310706A JP31070686A JPH0436339B2 JP H0436339 B2 JPH0436339 B2 JP H0436339B2 JP 61310706 A JP61310706 A JP 61310706A JP 31070686 A JP31070686 A JP 31070686A JP H0436339 B2 JPH0436339 B2 JP H0436339B2
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- concrete
- steel
- corrosion
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
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- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、既存のコンクリート構造物中の鋼材
の定量的な電気化学的測定を可能とした可搬式腐
食検出プローブに関するものである。
の定量的な電気化学的測定を可能とした可搬式腐
食検出プローブに関するものである。
（従来の技術）
コンクリート構造体に用いられる鋼材は種々の
条件によつて腐食し、その機能を喪失する。従つ
て鉄筋の腐食状況を測定検査し、その状況に応じ
てコンクリート構造体の寿命を決定するにあた
り、通常該コンクリート構造体の一部を破壊し、
鋼材を露出させ目視で検査する方法が採用されて
いたが、構造体にとつては好ましい手段ではな
い。
条件によつて腐食し、その機能を喪失する。従つ
て鉄筋の腐食状況を測定検査し、その状況に応じ
てコンクリート構造体の寿命を決定するにあた
り、通常該コンクリート構造体の一部を破壊し、
鋼材を露出させ目視で検査する方法が採用されて
いたが、構造体にとつては好ましい手段ではな
い。
そこで特開昭59−217147号公報記載の発明り見
られるようなコンクリート中鋼材の腐食の非破壊
的に測定しようとする手段が提案されるようにな
つた。この手段は、コンクリート中の鋼材を試験
極としこの露出部に試験極端子をとる一方、電解
質溶液（以下、略して電解液と言う）中に浸漬さ
れた照合電極および対極を備えた可搬式電極部
を、上記鋼材に沿つてコンクリート面上に順次密
着させてゆき、コンクリート面上の各位置におい
て上記照合電極、試験極、対極を用いて自然電
位、分極抵抗および液抵抗を測定し、この３つの
電気化学的特性値から鋼材の腐食状況を推定しよ
うとするコンクリート中の鋼材の腐手探査手段で
ある。
られるようなコンクリート中鋼材の腐食の非破壊
的に測定しようとする手段が提案されるようにな
つた。この手段は、コンクリート中の鋼材を試験
極としこの露出部に試験極端子をとる一方、電解
質溶液（以下、略して電解液と言う）中に浸漬さ
れた照合電極および対極を備えた可搬式電極部
を、上記鋼材に沿つてコンクリート面上に順次密
着させてゆき、コンクリート面上の各位置におい
て上記照合電極、試験極、対極を用いて自然電
位、分極抵抗および液抵抗を測定し、この３つの
電気化学的特性値から鋼材の腐食状況を推定しよ
うとするコンクリート中の鋼材の腐手探査手段で
ある。
また、電解液中での金属表面の局部腐食感受性
を、絶縁被覆を施さないで定量的に測定しようと
する手段として、特公昭61−29457号公報記載の
発明とこれを多点測定に応用した特公昭61−
33380号公報記載の発明が提案されている。この
手段は、プローブ電極（本発明の対極に相当）を
ガード電極（本発明の電流線制御電極に相当）で
囲み且つこれら電極面が同一面とした腐食測定用
電極と、別途準備した参照電極とを、電解液中に
浸漬した被測定金属体の表面にそれぞれ近接して
置き、この金属体を試験極として電気化学的測定
をおこない金属表面の局部腐食感受性を評価しよ
うとする手段である。
を、絶縁被覆を施さないで定量的に測定しようと
する手段として、特公昭61−29457号公報記載の
発明とこれを多点測定に応用した特公昭61−
33380号公報記載の発明が提案されている。この
手段は、プローブ電極（本発明の対極に相当）を
ガード電極（本発明の電流線制御電極に相当）で
囲み且つこれら電極面が同一面とした腐食測定用
電極と、別途準備した参照電極とを、電解液中に
浸漬した被測定金属体の表面にそれぞれ近接して
置き、この金属体を試験極として電気化学的測定
をおこない金属表面の局部腐食感受性を評価しよ
うとする手段である。
（発明が解決しようとする問題点）
コンクリート中の鋼材の腐食を非破壊的に評価
する手段として、前記各々の発明を適用した場
合、次のような術的問題が生ずる。
する手段として、前記各々の発明を適用した場
合、次のような術的問題が生ずる。
まず、特開昭59−217147号公報の発明の手法を
第２図に示す。この発明は、コンクリート中の鋼
材８を試験極としこの露出部に試験極端子９をと
る一方、電解液３中に浸漬された照合電極４およ
び対極５を備えた可搬式電極部１を、上記鋼材に
沿つてコンクリート面上に順次密着させてゆき、
コンクリート面上の各位置において上記照合電極
４、試験極８、対極５を用いて自然電位、分極抵
抗および液抵抗を測定し、この３つの電気化学的
特性値から鋼材の腐食状況を推定しようとするも
ので、コンクリート中の鋼材の腐食状況を非破壊
で測定しようとする点で優れた手段である。しか
しながら、第２図に示すようにコンクリート表面
に置いた可搬式電極部１内の対極５からコンクリ
ート中の鋼材８に流れる電流は広範囲に拡がり、
またこの範囲はコンクリート７のカブリにより大
きく異なるという欠点を有している。この影響を
実寸大の導電紙を用いてシユミユレーシヨンした
結果が第３図である。本図の縦軸は、可搬式電極
部１直下の電流密度i0（Ａ／cm2）を基準としたコ
ンクリート中の鋼材の電流密度比ｉ／i0で、横軸
は可搬式電極部１直下からの距離Ｌである。この
結果からカブリ30mmの電流分布（−×−×−）と
カブリ50mmの電流分布（−Γ−Γ−）とは大きく
異なることが判る。すなわち、本来単位面積当り
に流れる電流に対して定義されて初めて意味をな
す分極抵抗RP（Ωcm2）、液抵抗RS（Ωcm2）などの電
気化学的特性値が、被測定対象となる鋼材８の表
面積が限定できない為、カブリの異なるコンクリ
ート面上の各位置において測定された各々の分極
抵抗および液抵抗は、絶対値として一律に比較す
ることができないという問題がある。
第２図に示す。この発明は、コンクリート中の鋼
材８を試験極としこの露出部に試験極端子９をと
る一方、電解液３中に浸漬された照合電極４およ
び対極５を備えた可搬式電極部１を、上記鋼材に
沿つてコンクリート面上に順次密着させてゆき、
コンクリート面上の各位置において上記照合電極
４、試験極８、対極５を用いて自然電位、分極抵
抗および液抵抗を測定し、この３つの電気化学的
特性値から鋼材の腐食状況を推定しようとするも
ので、コンクリート中の鋼材の腐食状況を非破壊
で測定しようとする点で優れた手段である。しか
しながら、第２図に示すようにコンクリート表面
に置いた可搬式電極部１内の対極５からコンクリ
ート中の鋼材８に流れる電流は広範囲に拡がり、
またこの範囲はコンクリート７のカブリにより大
きく異なるという欠点を有している。この影響を
実寸大の導電紙を用いてシユミユレーシヨンした
結果が第３図である。本図の縦軸は、可搬式電極
部１直下の電流密度i0（Ａ／cm2）を基準としたコ
ンクリート中の鋼材の電流密度比ｉ／i0で、横軸
は可搬式電極部１直下からの距離Ｌである。この
結果からカブリ30mmの電流分布（−×−×−）と
カブリ50mmの電流分布（−Γ−Γ−）とは大きく
異なることが判る。すなわち、本来単位面積当り
に流れる電流に対して定義されて初めて意味をな
す分極抵抗RP（Ωcm2）、液抵抗RS（Ωcm2）などの電
気化学的特性値が、被測定対象となる鋼材８の表
面積が限定できない為、カブリの異なるコンクリ
ート面上の各位置において測定された各々の分極
抵抗および液抵抗は、絶対値として一律に比較す
ることができないという問題がある。
次に、前記特公昭61−29457号と特公昭61−
33380号の発明であるが、この２つの発明は、本
質的に電解液中での金属表面の局部腐食感受性
を、絶縁被覆を施さないで定量的に測定しようと
する手段として、プローブ電極（以下、共通して
対極と呼ぶ）の周囲にガード電極（以下では共通
して電流線制御電極と呼ぶ）を配して、測定対象
とする鋼材表面からのみ発生する電流を検出し電
気化学的解析を実施できる点において優れた手段
である。しかしながらいずれの発明もコンクリー
ト中の鋼材の腐食を非破壊的に評価する手段とし
ては用いることができない。この理由をまず特公
昭61−29457号発明の場合に生ずる２つの問題点
について説明する。
33380号の発明であるが、この２つの発明は、本
質的に電解液中での金属表面の局部腐食感受性
を、絶縁被覆を施さないで定量的に測定しようと
する手段として、プローブ電極（以下、共通して
対極と呼ぶ）の周囲にガード電極（以下では共通
して電流線制御電極と呼ぶ）を配して、測定対象
とする鋼材表面からのみ発生する電流を検出し電
気化学的解析を実施できる点において優れた手段
である。しかしながらいずれの発明もコンクリー
ト中の鋼材の腐食を非破壊的に評価する手段とし
ては用いることができない。この理由をまず特公
昭61−29457号発明の場合に生ずる２つの問題点
について説明する。
コンクリート中にある測定対象となる鋼材と
各電極との間に、電気的に良好な導通を確保す
ることが不可能であること。
各電極との間に、電気的に良好な導通を確保す
ることが不可能であること。
対極と電流線制御電極とから成る腐食検出プ
ローブ近傍に配した照合電極では、正確な電位
測定が不可能となること。
ローブ近傍に配した照合電極では、正確な電位
測定が不可能となること。
については容易に推測される事実であるの
で、について以下に詳述する。
で、について以下に詳述する。
まず、上記の問題が何等かの手段により解決
したとしよう。そこで、前記特公昭61−29457号
の発明をコンクリート中の鋼材の腐食評価に適用
すると、実際の測定での各電極配置は第４図のよ
うになる。つまり、測定対象とする鋼材表面の位
置１６ａ上のコンクリート表面位置１６ｂに、通
常の場合距離として20mmから50mm離れて、対極５
と電流線制御電極１１とからなる腐食検出プロー
ブ１３を置き、参照電極４はその近傍に置くこと
となる。
したとしよう。そこで、前記特公昭61−29457号
の発明をコンクリート中の鋼材の腐食評価に適用
すると、実際の測定での各電極配置は第４図のよ
うになる。つまり、測定対象とする鋼材表面の位
置１６ａ上のコンクリート表面位置１６ｂに、通
常の場合距離として20mmから50mm離れて、対極５
と電流線制御電極１１とからなる腐食検出プロー
ブ１３を置き、参照電極４はその近傍に置くこと
となる。
この場合まず第一の問題としては、多くの場
合、腐食状態にある鋼材の自然電位はその測定位
置により異なるが、コンクリート中の測定対象と
する鋼材表面の位置１６ａと、照合電極４による
測定位置１６ｄとが位置的にずれるため、最も鋼
材表面位置１６ａの電位に近い点１６ｂの自然電
位が測定されず、鋼材表面の位置１６ｃの自然電
位に近い値を測定することになる。
合、腐食状態にある鋼材の自然電位はその測定位
置により異なるが、コンクリート中の測定対象と
する鋼材表面の位置１６ａと、照合電極４による
測定位置１６ｄとが位置的にずれるため、最も鋼
材表面位置１６ａの電位に近い点１６ｂの自然電
位が測定されず、鋼材表面の位置１６ｃの自然電
位に近い値を測定することになる。
次に第二の問題として、仮に腐食検出プローブ
１３をできる限り小さくして、第一の問題である
自然電位測定の誤差を少なくできたとしても、測
定対象となる鋼材８と対極５・電流線制御電極１
１との間に過電圧を印加し、電流を流して電気化
学測定（例えば分極測定あるいは交流インピーダ
ンス測定）をおこなう場合に問題が生じる。
１３をできる限り小さくして、第一の問題である
自然電位測定の誤差を少なくできたとしても、測
定対象となる鋼材８と対極５・電流線制御電極１
１との間に過電圧を印加し、電流を流して電気化
学測定（例えば分極測定あるいは交流インピーダ
ンス測定）をおこなう場合に問題が生じる。
まず分極測定の場合の問題について説明する。
この場合、第４図に示した電圧・電流分布解析の
結果から明らかなように、等電圧面が集中する電
流線制御電極１１の端部においては、照合電極４
によつて測定される電位は、そのセツトされる位
置１６ｄの僅かなずれによつて大きく変動する。
こ変動幅は、過電圧が大きくなればなる程著し
い。このことはたとえ照合電極４の位置を腐食検
出プローブ１３に対して一定距離に何等かの手段
で精度良く固定できたとしても、通常、コンクリ
ートカブリが腐食検出端１３のセツトされる各位
置ごとに異なるため、測定される電位がコンクリ
ート中のどこの位置の値なのか（この例では位置
１６ｅ）を一義的に特定することが不可能とな
る。したがつて、電位のオーム降下（IR損）補
正を要する分極測定では、その都度電位検出位置
１６ｅを正確に特定するための詳細な電圧・電流
分布解析をおこなつた後、位置１６ａと位置１６
ｅの間のオーム降下を補正するという極めて繁雑
な手順となる。この問題は、コンクリートのよう
に抵抗の高い系では特に顕著である。
この場合、第４図に示した電圧・電流分布解析の
結果から明らかなように、等電圧面が集中する電
流線制御電極１１の端部においては、照合電極４
によつて測定される電位は、そのセツトされる位
置１６ｄの僅かなずれによつて大きく変動する。
こ変動幅は、過電圧が大きくなればなる程著し
い。このことはたとえ照合電極４の位置を腐食検
出プローブ１３に対して一定距離に何等かの手段
で精度良く固定できたとしても、通常、コンクリ
ートカブリが腐食検出端１３のセツトされる各位
置ごとに異なるため、測定される電位がコンクリ
ート中のどこの位置の値なのか（この例では位置
１６ｅ）を一義的に特定することが不可能とな
る。したがつて、電位のオーム降下（IR損）補
正を要する分極測定では、その都度電位検出位置
１６ｅを正確に特定するための詳細な電圧・電流
分布解析をおこなつた後、位置１６ａと位置１６
ｅの間のオーム降下を補正するという極めて繁雑
な手順となる。この問題は、コンクリートのよう
に抵抗の高い系では特に顕著である。
次に、交流インピーダンス測定の場合の問題に
ついて説明する。交流インピーダンス測定では、
電位のオーム降下の影響は大きな問題とはなら
ず、新たに次に説明するような測定周波数により
電流分布が変化するという問題が生じる。この影
響を第５図に示すような導電紙を用いた交流イン
ピーダンス測定のシユミユレーシヨン実験により
確認した。この実験は、腐食検出プローブ内の２
つの電極を想定して電極１８、コンクリート１
７、各セグメントの分割された鋼材表面１９とこ
れに連結された腐食等価回路（コンデンサー２０
と抵抗２１の並列回路）、各腐食等価回路に連結
された無抵抗電流計１４、交流電源２３とからな
つている。この実験では、２つの周波数（＝10
Hz，1KHz）を有する交流について、各セグメン
トに流れた電流値を測定した。この結果を第６図
に示す。縦軸は各セグメント当りの電流ｉ（mA）
の対数値を、横軸は各セグメントの番号である。
この図が示すように、各セグメントに流れる電流
は周波数により変化する。つまり、第４図に示し
たような電圧・電流分布が各測定周波数ごとに変
化していくこととなる。したがつて、交流インピ
ーダンス測定の測定では照合電極のセツトされる
位置１６ｄにおける電位（位置１６ｅの電位と同
等）を基準として、コンクリート中の鋼材８と腐
食検出プローブ内の２つの電極（対極５、電流線
制御電極１１）との間に流れる電流を制御する方
式である為、この両者の間にかかる実際の過電圧
は不確定のみならず、測定周波数をとに値が変化
していく。この結果、通常の電気化学測定装置１
５を用いて算出されたインピーダンスは、正確な
値とはならない。
ついて説明する。交流インピーダンス測定では、
電位のオーム降下の影響は大きな問題とはなら
ず、新たに次に説明するような測定周波数により
電流分布が変化するという問題が生じる。この影
響を第５図に示すような導電紙を用いた交流イン
ピーダンス測定のシユミユレーシヨン実験により
確認した。この実験は、腐食検出プローブ内の２
つの電極を想定して電極１８、コンクリート１
７、各セグメントの分割された鋼材表面１９とこ
れに連結された腐食等価回路（コンデンサー２０
と抵抗２１の並列回路）、各腐食等価回路に連結
された無抵抗電流計１４、交流電源２３とからな
つている。この実験では、２つの周波数（＝10
Hz，1KHz）を有する交流について、各セグメン
トに流れた電流値を測定した。この結果を第６図
に示す。縦軸は各セグメント当りの電流ｉ（mA）
の対数値を、横軸は各セグメントの番号である。
この図が示すように、各セグメントに流れる電流
は周波数により変化する。つまり、第４図に示し
たような電圧・電流分布が各測定周波数ごとに変
化していくこととなる。したがつて、交流インピ
ーダンス測定の測定では照合電極のセツトされる
位置１６ｄにおける電位（位置１６ｅの電位と同
等）を基準として、コンクリート中の鋼材８と腐
食検出プローブ内の２つの電極（対極５、電流線
制御電極１１）との間に流れる電流を制御する方
式である為、この両者の間にかかる実際の過電圧
は不確定のみならず、測定周波数をとに値が変化
していく。この結果、通常の電気化学測定装置１
５を用いて算出されたインピーダンスは、正確な
値とはならない。
最後に、特公昭61−33380号の発明を、コンク
リート中の鋼材の腐食を評価する手段として用い
た場合に生ずる問題点について簡単に説明する。
この発明は、基本的には特公昭61−29457号発明
の考え方に従い、電流制御電極内に複数の対極を
配置して多点測定を可能としたものであるから、
当然特公昭61−33380の場合に生ずる問題点は生
じる。この場合更にこれに加えて次のような問題
がある。それは任意の位置にセツトした１つの照
合電極を用いて多点測定をおこなう為、位置によ
つて異つた値を示す自然電位がその腐食評価にお
いて重要な意味を有する系（例えばコンクリート
中の鉄筋軸方向の腐食）では、多点測定をおこな
つたとしてもその腐食評価における意味はない。
リート中の鋼材の腐食を評価する手段として用い
た場合に生ずる問題点について簡単に説明する。
この発明は、基本的には特公昭61−29457号発明
の考え方に従い、電流制御電極内に複数の対極を
配置して多点測定を可能としたものであるから、
当然特公昭61−33380の場合に生ずる問題点は生
じる。この場合更にこれに加えて次のような問題
がある。それは任意の位置にセツトした１つの照
合電極を用いて多点測定をおこなう為、位置によ
つて異つた値を示す自然電位がその腐食評価にお
いて重要な意味を有する系（例えばコンクリート
中の鉄筋軸方向の腐食）では、多点測定をおこな
つたとしてもその腐食評価における意味はない。
以上説明したように、電解液中の測定のように
照合電極の位置を任意に選定できる場合と比べ
て、コンクリートを介した鋼材の電気化学測定に
おいて、特にの問題は顕著なものとなる。
照合電極の位置を任意に選定できる場合と比べ
て、コンクリートを介した鋼材の電気化学測定に
おいて、特にの問題は顕著なものとなる。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記各々の問題点を同時に解決し、
コンクリート中鋼材の定量的な電気化学測定が可
能となる可搬式腐食検出プローブを提供すること
にある。以下に、本発明をその実施例でもある第
１図を用いて説明する。
コンクリート中鋼材の定量的な電気化学測定が可
能となる可搬式腐食検出プローブを提供すること
にある。以下に、本発明をその実施例でもある第
１図を用いて説明する。
本願発明では、コンクリート中の鋼材に電気的
に導通をとる一方、被測定鋼材上のコンクリート
表面に密着させて、コンクリート中鋼材の電気化
学的な測定をおこなう可搬式腐食検出プローブに
おいて、 検出プローブ容器６の測定対象とするコンクリ
ート表面に密着する開口部２５を、透水性材料か
らなる蓋２６により閉じ、かつ該容器内に電解液
３を満たすとともに、この電解液中もしくは前記
透水性材料からなる蓋２６内に、照合電極４と対
極５と電流線制御電極１１とを挿入したことを特
徴とする構造とした。またこれに加えて、各電極
配置を次のような特徴ある構造とした。すなわ
ち、電極４を中央として、照合電極４の先端部周
囲に間隔を保つて且つコンクリート面と対向して
対極５を配置し、更に電流線制御電極１１の電極
面がこの対極５のコンクリート面に対向した面と
同一面になるようにして且つ、この電流線制御電
極１１が該対極５の周囲に間隔を保つて配置され
る、もしくは対をなして対極５の両側から間隔を
保ちはさみ込むように配置したことを特徴とした
構造とした。
に導通をとる一方、被測定鋼材上のコンクリート
表面に密着させて、コンクリート中鋼材の電気化
学的な測定をおこなう可搬式腐食検出プローブに
おいて、 検出プローブ容器６の測定対象とするコンクリ
ート表面に密着する開口部２５を、透水性材料か
らなる蓋２６により閉じ、かつ該容器内に電解液
３を満たすとともに、この電解液中もしくは前記
透水性材料からなる蓋２６内に、照合電極４と対
極５と電流線制御電極１１とを挿入したことを特
徴とする構造とした。またこれに加えて、各電極
配置を次のような特徴ある構造とした。すなわ
ち、電極４を中央として、照合電極４の先端部周
囲に間隔を保つて且つコンクリート面と対向して
対極５を配置し、更に電流線制御電極１１の電極
面がこの対極５のコンクリート面に対向した面と
同一面になるようにして且つ、この電流線制御電
極１１が該対極５の周囲に間隔を保つて配置され
る、もしくは対をなして対極５の両側から間隔を
保ちはさみ込むように配置したことを特徴とした
構造とした。
つまり、特開昭59−217147号の発明に対して、
照合電極４を中央として、照合電極４の先端部周
囲に間隔を保つて対極５を配置し、更に、この対
極５の周囲に間隔を保つて取り囲み且つ電極面が
対極５の電極面と同一面となるように、もしくは
対をなして対極５の両側から間隔を保つてはさみ
込んで且つ電極面が対極５の電極面と同一面とな
るように電流線制御電極１１を配置したことで、
照合電極４で正確な電位測定を可能にする。
照合電極４を中央として、照合電極４の先端部周
囲に間隔を保つて対極５を配置し、更に、この対
極５の周囲に間隔を保つて取り囲み且つ電極面が
対極５の電極面と同一面となるように、もしくは
対をなして対極５の両側から間隔を保つてはさみ
込んで且つ電極面が対極５の電極面と同一面とな
るように電流線制御電極１１を配置したことで、
照合電極４で正確な電位測定を可能にする。
ここで対極５の電極面と電流線制御電極１１の
電極面を同一としたのは、対極５と電流制御電極
１１との間に電位差が生じないように考慮した為
である。また、対極５の周囲に間隔を保つて取り
囲むように電流線制御電極１１を配置した構造
は、コンクリート中の板状鋼材を対象に腐食測定
をおこなう場合に、対極５の電極面積がそのまま
測定対象となる鋼材の面積として評価できるよう
に配慮した為である。また、対をなして対極５の
両側から間隔を保つてはさみこむように電流線制
御電極１１を配置した構造は、例えば第７図に示
すようなコンクリート中の鉄筋を対象に腐食測定
をおこなう場合に、鉄筋方向の対極５の電極幅と
鉄筋周長とから計算され面積がそのまま測定対象
となる鋼材の面積として評価できるように配慮し
た為である。
電極面を同一としたのは、対極５と電流制御電極
１１との間に電位差が生じないように考慮した為
である。また、対極５の周囲に間隔を保つて取り
囲むように電流線制御電極１１を配置した構造
は、コンクリート中の板状鋼材を対象に腐食測定
をおこなう場合に、対極５の電極面積がそのまま
測定対象となる鋼材の面積として評価できるよう
に配慮した為である。また、対をなして対極５の
両側から間隔を保つてはさみこむように電流線制
御電極１１を配置した構造は、例えば第７図に示
すようなコンクリート中の鉄筋を対象に腐食測定
をおこなう場合に、鉄筋方向の対極５の電極幅と
鉄筋周長とから計算され面積がそのまま測定対象
となる鋼材の面積として評価できるように配慮し
た為である。
この腐食検出プローブ内の対極５の大きさは目
的に応じて任意でよいが、電流線制御電極１１の
大きさは、対極５の大きさに比べ十分大きければ
大きい程測定精度は改善される。しかし、実用的
な観点からすれば、板状鋼材を対象とした腐食検
出プローブの場合、電流線制御電極１１の面積は
少なくとも対極５の面積に等しいかもしくはそれ
以上であればよい。鉄筋などを対象とした場合に
も同様に考えることができる。
的に応じて任意でよいが、電流線制御電極１１の
大きさは、対極５の大きさに比べ十分大きければ
大きい程測定精度は改善される。しかし、実用的
な観点からすれば、板状鋼材を対象とした腐食検
出プローブの場合、電流線制御電極１１の面積は
少なくとも対極５の面積に等しいかもしくはそれ
以上であればよい。鉄筋などを対象とした場合に
も同様に考えることができる。
また、各電極を互いに十分絶縁し、且つ各電極
の測定対象となるコンクリート表面面側のみを有
効電極面として機能させ、更には電解液の導出も
確保する目的から、第７図に示すように絶縁性の
容器６内面に密着させて、一部に電解液導出孔２
２を有する対極５および電流線制御電極１１を配
置することは精度を向上させる上で有効な手段と
なる。
の測定対象となるコンクリート表面面側のみを有
効電極面として機能させ、更には電解液の導出も
確保する目的から、第７図に示すように絶縁性の
容器６内面に密着させて、一部に電解液導出孔２
２を有する対極５および電流線制御電極１１を配
置することは精度を向上させる上で有効な手段と
なる。
また、第８図に示すように腐食検出プローブ２
４、対極５および電流線制御電極１１の形状を、
照合電極４を中心に同心円状に配置することは、
鉄筋の配筋方向によらず任意の角度で腐食検出プ
ローブをセツト可能とするために有効な方法とな
る。
４、対極５および電流線制御電極１１の形状を、
照合電極４を中心に同心円状に配置することは、
鉄筋の配筋方向によらず任意の角度で腐食検出プ
ローブをセツト可能とするために有効な方法とな
る。
この検出プローブには必要に応じて、電解液の
給液兼空気抜き管なびに栓付チユーブ、更には電
解液補給タンクなどを付け加えることも有効な方
法となる。尚、対極５および電流線制御電極１１
は同一材質で、白金の如く電気化学的に安定な材
質が望ましい。
給液兼空気抜き管なびに栓付チユーブ、更には電
解液補給タンクなどを付け加えることも有効な方
法となる。尚、対極５および電流線制御電極１１
は同一材質で、白金の如く電気化学的に安定な材
質が望ましい。
次に、この発明をもちいて腐食評価を実施する
方法、について説明する。
方法、について説明する。
コンクリート中の鋼材に電気的に導通をとる一
方、本発明の可搬式腐食検出プローブと周知の電
気化学測定装置とを用いて、上記鋼材に沿つてコ
ンクリート表面上に順次密着させてゆき、コンク
リート表面の各位置において、自然電位測定、あ
るいは分極抵抗測定、あるいは交流インピーダン
ス測定などの電気化学的測定を、一種類、もしく
は二種類以上組み合せておこない、これらの電気
化学的特性値から鋼材の腐食状況を評価すること
を特徴としたコンクリート中の鋼材の腐食評価方
法を考案した。
方、本発明の可搬式腐食検出プローブと周知の電
気化学測定装置とを用いて、上記鋼材に沿つてコ
ンクリート表面上に順次密着させてゆき、コンク
リート表面の各位置において、自然電位測定、あ
るいは分極抵抗測定、あるいは交流インピーダン
ス測定などの電気化学的測定を、一種類、もしく
は二種類以上組み合せておこない、これらの電気
化学的特性値から鋼材の腐食状況を評価すること
を特徴としたコンクリート中の鋼材の腐食評価方
法を考案した。
すなわち、自然電位測定をおこなうには、周知
のエレクトロメーターと組み合せることで容易に
且つ敏速に自然電位を得ることができる。ここで
得られた自然電位を、例えばASTM C876−77
「Half Cell Potentials of Reinforcing Steel」
等の判定基準を用いて判定すれば、コンクリート
中の鋼材のマクロ的な腐食性状を評価することが
できる。
のエレクトロメーターと組み合せることで容易に
且つ敏速に自然電位を得ることができる。ここで
得られた自然電位を、例えばASTM C876−77
「Half Cell Potentials of Reinforcing Steel」
等の判定基準を用いて判定すれば、コンクリート
中の鋼材のマクロ的な腐食性状を評価することが
できる。
また、第１図に示すように、対極５に流れる電
流を検出する無抵抗電流計１４とポテンシヨスタ
ツト２７と共に本検出プローブ２４を用いること
で、分極測定が可能となる。ここで得られた分極
曲線から腐食電流icpr（Ａ／cm2）、すなわち腐食速
度の算出、および不動態皮膜の有無が判定でき
る。この分極測定では前記の如く、測定電位のオ
ーム降下補正が必要となるが、本発明の場合には
オーム降下はコンクリートのカブリ厚さ分による
ものであると特定することができるから、別途周
知の検査器を用いて求めた鉄筋のカブリ厚さとコ
ンクリートの電気抵抗とを用いて、容易に補正可
能である。
流を検出する無抵抗電流計１４とポテンシヨスタ
ツト２７と共に本検出プローブ２４を用いること
で、分極測定が可能となる。ここで得られた分極
曲線から腐食電流icpr（Ａ／cm2）、すなわち腐食速
度の算出、および不動態皮膜の有無が判定でき
る。この分極測定では前記の如く、測定電位のオ
ーム降下補正が必要となるが、本発明の場合には
オーム降下はコンクリートのカブリ厚さ分による
ものであると特定することができるから、別途周
知の検査器を用いて求めた鉄筋のカブリ厚さとコ
ンクリートの電気抵抗とを用いて、容易に補正可
能である。
更に、第１図に示す上記装置に加えて、周波数
応答解析器２８、必要ならばマイクロコンピユー
タ２９とを用いることで交流インピーダンス測定
も可能となる。ここで得られたインピーダンス・
データを、本発明者らが既に公知としている手法
（腐食防食協会春期学術溝演大会予稿集p.151
（1986）により分類すれば、不動態皮膜の存在の
有無、さびの生成状況、腐食反応抵抗すなわち腐
食速度等の判定が可能となる。
応答解析器２８、必要ならばマイクロコンピユー
タ２９とを用いることで交流インピーダンス測定
も可能となる。ここで得られたインピーダンス・
データを、本発明者らが既に公知としている手法
（腐食防食協会春期学術溝演大会予稿集p.151
（1986）により分類すれば、不動態皮膜の存在の
有無、さびの生成状況、腐食反応抵抗すなわち腐
食速度等の判定が可能となる。
ここで分極測定および交流インピーダンス測定
は、精度の高い腐食評価が可能となる反面、自然
電位測定に比べ比較的測定時間を要する。そこ
で、実際の構造物を評価するにあつては目的に応
じ、一種類、もしくは二種類以上組み合せておこ
ない、これらの電気化学的特性値から鋼材の腐食
状況を評価することが極めて有効となる。例えば
電位測定を用いて構造物全体をマクロ的に評価し
ておき、その後精度の高い腐食状況評価が必要と
される部分において分極測定あいは交流インピー
ダンス測定をおこなえば、極めて効率的調査とな
る。また、同じ位置において分極測定および交流
インピーダンス測定をおこなうことで、より信頼
性の高い腐食評価方法となる。
は、精度の高い腐食評価が可能となる反面、自然
電位測定に比べ比較的測定時間を要する。そこ
で、実際の構造物を評価するにあつては目的に応
じ、一種類、もしくは二種類以上組み合せておこ
ない、これらの電気化学的特性値から鋼材の腐食
状況を評価することが極めて有効となる。例えば
電位測定を用いて構造物全体をマクロ的に評価し
ておき、その後精度の高い腐食状況評価が必要と
される部分において分極測定あいは交流インピー
ダンス測定をおこなえば、極めて効率的調査とな
る。また、同じ位置において分極測定および交流
インピーダンス測定をおこなうことで、より信頼
性の高い腐食評価方法となる。
（実施例）
第１図に示したような可搬式腐食検出プローブ
を製作し、実物大に近いコンクリート供試体
（400mm×100mm×100mm）中に埋込まれたカブリ15
mmの鉄筋（φ19mm）の交流インピーダンス測定を
おこなつた。これに用いた腐食検出プローブの形
状は長さ100mm、幅50mm、厚さ10mmである。容器
部の材質は、内部の電解液の状況が見えるように
透明なアクリル樹脂製とした。透液性材料として
はガーゼを用いた。また、照合電極としては銀・
塩化銀電極を、対極と電流線制御電極とに白金線
および白金網を用い、電解液にNa2SO4飽和溶液
を採用した。
を製作し、実物大に近いコンクリート供試体
（400mm×100mm×100mm）中に埋込まれたカブリ15
mmの鉄筋（φ19mm）の交流インピーダンス測定を
おこなつた。これに用いた腐食検出プローブの形
状は長さ100mm、幅50mm、厚さ10mmである。容器
部の材質は、内部の電解液の状況が見えるように
透明なアクリル樹脂製とした。透液性材料として
はガーゼを用いた。また、照合電極としては銀・
塩化銀電極を、対極と電流線制御電極とに白金線
および白金網を用い、電解液にNa2SO4飽和溶液
を採用した。
交流インピーダンス測定では、コンクリート表
面の自然電位から±15mVの範囲で電位をsin関
数で与え、それに対する電流の応答を測定した。
測定周波数域は1mHz〜10KHzである。測定に先
立ち、コンクリート表面を十分水道水にて湿潤状
態にして測定を実施した。
面の自然電位から±15mVの範囲で電位をsin関
数で与え、それに対する電流の応答を測定した。
測定周波数域は1mHz〜10KHzである。測定に先
立ち、コンクリート表面を十分水道水にて湿潤状
態にして測定を実施した。
測定の結果を第９図に示す。この図はCole−
Coleプロツトと呼ばれるもので、測定されたイ
ンピーダンスの虚数成分Zim（kohm・cm2）を図の
縦軸に、実数成分Zre（kohm・cm2）を横軸にとつ
たものである。図中の（−Γ−Γ−）で示した結
果は、鉄筋の測定対象となる面積以外を絶縁テー
プにより被覆して埋込んだ供試体についての結果
であり、（−×−×−）で示した結果は、鉄筋に
被覆を施さなかた供試体についての結果である。
両者は良好に一致していることがわかる。すなわ
ち、本発明の腐食検出プローブによれば、従来か
ら電解液中で実施されてきた絶縁被覆された鋼材
の電気化学測定と同様に、実コンクリート構造物
中の鋼材の場合においても定量的な電気化学的測
定が可能となることを示している。
Coleプロツトと呼ばれるもので、測定されたイ
ンピーダンスの虚数成分Zim（kohm・cm2）を図の
縦軸に、実数成分Zre（kohm・cm2）を横軸にとつ
たものである。図中の（−Γ−Γ−）で示した結
果は、鉄筋の測定対象となる面積以外を絶縁テー
プにより被覆して埋込んだ供試体についての結果
であり、（−×−×−）で示した結果は、鉄筋に
被覆を施さなかた供試体についての結果である。
両者は良好に一致していることがわかる。すなわ
ち、本発明の腐食検出プローブによれば、従来か
ら電解液中で実施されてきた絶縁被覆された鋼材
の電気化学測定と同様に、実コンクリート構造物
中の鋼材の場合においても定量的な電気化学的測
定が可能となることを示している。
（発明の効果）
本発明の検出用プローブを用いれば前述のよう
に、実コンクリート構造物中の鋼材の電気化学測
定を定量的におこなうことができ、そしてこの鋼
材の腐食状況を非破壊的に評価することが可能と
なる。この方法は無論、現場において容易に実施
することができ、実用効果が高いものである。
に、実コンクリート構造物中の鋼材の電気化学測
定を定量的におこなうことができ、そしてこの鋼
材の腐食状況を非破壊的に評価することが可能と
なる。この方法は無論、現場において容易に実施
することができ、実用効果が高いものである。
第１図は本発明の可搬式腐食検出プローブと電
気化学測定装置の説明図、第２図は特開昭59−
217147号発明による電気化学測定の状況説明図、
第３図は、第２図の測定装置による電流密度比の
分布図、第４図は特公昭61−29457号発明による
電気化学測定の状況説明図、第５図は交流インピ
ーダンス測定のシユミユレーシヨン実験の状況説
明図、第６図は第５図の実験の電流分布図、第７
図は本発明の可搬式腐食検出プローブの応用タイ
プ１の説明図、第８図は本発明の可搬式腐食検出
プローブの応用タイプ２の説明図、第９図は交流
インピーダンス測定の結果を示すグラフである。 １……特開昭59−217147号発明による可搬式電
極部、２……多孔質材からなる下蓋、３……電解
液、４……照合電極、５……対極、６……容器、
７……コンクリート、８……鉄筋、９…………試
験極端子、１０……３電極式モニター、１１……
電流線制御電極、１２……絶縁防液材、１３……
特公昭54−105596号の発明による腐食測定用電極
部、１４……電流計、１５……電気化学測定装
置、１６ａ……鋼材の測定対象表面の位置、１６
ｂ……鋼材の測定対象表面に近いコンクリート表
面位置、１６ｃ……コンクリート表面位置１６ｄ
の直下、１６ｄ……コンクリート表面の照合電極
のセツト位置、１７……コンクリートに相当する
導電紙部、１８……検出端内の電極に相当する導
電紙部、１９……鉄筋表面に相当する導電紙部、
２０……コンデンサー、２１……抵抗、２２……
電解液導出孔、２３……交流電源、２４……本発
明の可搬式腐食検出プローブ、２５……開口部、
２６……透水性材料からなる蓋、２７……ポテン
シヨスタツト、２８……周波数応答解析装置、２
９……マイクロコンピユーター、３０……GP−
IBコード。
気化学測定装置の説明図、第２図は特開昭59−
217147号発明による電気化学測定の状況説明図、
第３図は、第２図の測定装置による電流密度比の
分布図、第４図は特公昭61−29457号発明による
電気化学測定の状況説明図、第５図は交流インピ
ーダンス測定のシユミユレーシヨン実験の状況説
明図、第６図は第５図の実験の電流分布図、第７
図は本発明の可搬式腐食検出プローブの応用タイ
プ１の説明図、第８図は本発明の可搬式腐食検出
プローブの応用タイプ２の説明図、第９図は交流
インピーダンス測定の結果を示すグラフである。 １……特開昭59−217147号発明による可搬式電
極部、２……多孔質材からなる下蓋、３……電解
液、４……照合電極、５……対極、６……容器、
７……コンクリート、８……鉄筋、９…………試
験極端子、１０……３電極式モニター、１１……
電流線制御電極、１２……絶縁防液材、１３……
特公昭54−105596号の発明による腐食測定用電極
部、１４……電流計、１５……電気化学測定装
置、１６ａ……鋼材の測定対象表面の位置、１６
ｂ……鋼材の測定対象表面に近いコンクリート表
面位置、１６ｃ……コンクリート表面位置１６ｄ
の直下、１６ｄ……コンクリート表面の照合電極
のセツト位置、１７……コンクリートに相当する
導電紙部、１８……検出端内の電極に相当する導
電紙部、１９……鉄筋表面に相当する導電紙部、
２０……コンデンサー、２１……抵抗、２２……
電解液導出孔、２３……交流電源、２４……本発
明の可搬式腐食検出プローブ、２５……開口部、
２６……透水性材料からなる蓋、２７……ポテン
シヨスタツト、２８……周波数応答解析装置、２
９……マイクロコンピユーター、３０……GP−
IBコード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コンクリート中の鋼材に電気的に導通をとる
一方、被測定鋼材上のコンクリート表面に密着さ
せて、コンクリート中鋼材の電気化学的な測定を
おこなう腐食検出プローブにおいて、 検出プローブ容器の測定対象とするコンクリー
ト表面に密着する開口部を、透水性材料からなる
蓋により閉じ、かつ該容器内に電解質溶液を満た
すとともに、この電解質溶液中もしくは前記透水
性材料内に、照合電極と、この照合電極先端部周
囲に間隔を保つてコンクリート面と対向配置され
た対極と、電極面が該対極のコンクリート面に対
向した面と同一面に配置された電流線制御電極と
を挿入し、その電流線制御電極が該対極の周囲に
間隔を保つて配置されるもしくは対をなして該対
極の両側から間隔を保ちはさ込むように配置され
たことを特徴とする腐食検出プローブ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310706A JPS63163266A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | コンクリート中鋼材の腐食検出プローブ |
| GB8729767A GB2200459B (en) | 1986-12-26 | 1987-12-21 | Corrosion detecting probe for steel buried in concrete |
| US07/137,027 US4861453A (en) | 1986-12-26 | 1987-12-23 | Corrosion detecting probe for steel buried in concrete |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61310706A JPS63163266A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | コンクリート中鋼材の腐食検出プローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163266A JPS63163266A (ja) | 1988-07-06 |
| JPH0436339B2 true JPH0436339B2 (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=18008488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61310706A Granted JPS63163266A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | コンクリート中鋼材の腐食検出プローブ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4861453A (ja) |
| JP (1) | JPS63163266A (ja) |
| GB (1) | GB2200459B (ja) |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8722088D0 (en) * | 1987-09-19 | 1987-10-28 | Manchester Inst Science Tech | Surface mounting corrosion probe |
| FR2634887A1 (fr) * | 1988-07-26 | 1990-02-02 | France Etat Ponts Chaussees | Procede de diagnostic de la corrosion des ferraillages d'une structure en beton arme |
| JP2505181Y2 (ja) * | 1989-12-21 | 1996-07-24 | 昭和電線電纜株式会社 | シ―ルド付テ―プ電線 |
| US5259944A (en) * | 1990-05-18 | 1993-11-09 | Geotecnia Y Cimientos, S.A.-Geocisa | Corrosion detecting probes for use with a corrosion-rate meter for electrochemically determining the corrosion rate of reinforced concrete structures |
| US5137893A (en) * | 1991-03-07 | 1992-08-11 | G. D. Searle & Co. | Pharmaceutically useful meso-azacyclic amides of imidazopyridine carboxylic acids and analogs thereof |
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| US6026691A (en) * | 1995-06-30 | 2000-02-22 | University Of Pennsylvania | Methods and devices for electrochemically determining metal fatigue status |
| DK171925B1 (da) * | 1995-09-07 | 1997-08-11 | Force Instituttet | Fremgangsmåde til bestemmelse af korrosionshastigheden i armeret beton |
| GB2313443B (en) * | 1996-05-23 | 2000-08-30 | Imperial College | Analysing a surface-treated layer of a cementitious body |
| DE19706510C1 (de) * | 1997-02-19 | 1998-06-10 | Peter Prof Dr Ing Schiesl | Elektrodenbaugruppe für ein Korrosionsmeßsystem zum Feststellen von Korrosion von in einem Bauteil aus einem ionenleitendem Baustoff, insbesondere Beton, eingebettetem Metall |
| US5964992A (en) * | 1998-07-20 | 1999-10-12 | Giner, Inc. | Reference electrode for monitoring steel-in-concrete potentials |
| AU7644900A (en) * | 1999-09-15 | 2001-04-17 | Citec Gmbh | Combination electrode for the electrochemical restoration of corrosion-damaged reinforced concrete and corresponding method for controlling the same |
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| JP5205848B2 (ja) * | 2007-07-31 | 2013-06-05 | 富士通株式会社 | 抵抗測定方法、および部品検査プロセス |
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| WO2011091379A1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-07-28 | Electrawatch, Inc. | Portable electrochemical cells |
| JP5304696B2 (ja) * | 2010-03-18 | 2013-10-02 | 新日鐵住金株式会社 | 腐食環境下における鋼材の腐食速度測定方法 |
| EP2580573A1 (en) * | 2010-06-09 | 2013-04-17 | University Of Manitoba | Detection of reinforcement metal corrosion |
| US9816978B2 (en) * | 2010-07-15 | 2017-11-14 | Brigham Young University | Apparatus for analysis of concrete including a reinforcing bar |
| US8466695B2 (en) * | 2010-08-19 | 2013-06-18 | Southwest Research Institute | Corrosion monitoring of concrete reinforcement bars (or other buried corrodable structures) using distributed node electrodes |
| CN102103064A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-06-22 | 宁波海科结构腐蚀控制工程技术有限公司 | 一种便携式钢筋混凝土腐蚀测量仪 |
| US8562813B2 (en) * | 2011-01-24 | 2013-10-22 | General Electric Company | System and method for performing a polarization scan in situ |
| JP5942349B2 (ja) * | 2011-07-07 | 2016-06-29 | セイコーエプソン株式会社 | センサー装置 |
| US9689828B2 (en) | 2011-10-21 | 2017-06-27 | University Of Manitoba | Passive wireless sensor |
| CN102706928A (zh) * | 2012-04-18 | 2012-10-03 | 聂志虎 | 砼结构钢筋锈蚀定量检测仪 |
| US10247691B1 (en) * | 2012-05-30 | 2019-04-02 | University Of South Florida | Systems and methods for contactless assessment of reinforced concrete |
| CN103234897B (zh) * | 2013-05-03 | 2015-11-25 | 浙江大学 | 一种用于监测混凝土中腐蚀介质侵蚀进程的装置 |
| CN103776758A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-07 | 深圳大学 | 杂散电流引起混凝土钢筋电化学锈蚀的模拟装置和方法 |
| JP2015180856A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-10-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 腐食モニタリングセンサ並びに腐食深さ算出システム及び金属腐食速度算出システム |
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