JPH0551097B2 - - Google Patents

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
の腐食状況を測定する可搬式の検出端に関し、特
に非破壊で連続測定可能な検出端に関するもので
ある。 （従来の技術） コンクリート構造体に用いられる鉄筋は種々の
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、
鉄筋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号公報に見られるよう
に、非破壊測定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（鉄筋）を試
験極として、この露出部に試験極端子をとる一
方、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値におい
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す
るコンクリート中の鋼材の腐食探査手段である。 これに利用する装置として給液・空気抜き部を
備えた無底容器の底部を多孔質材料からなる下蓋
により閉じ、かつ容器内に電解質水溶液を満たす
とともに、この電解質水溶液に照合電極および対
極を浸漬させて、コンクリート面に密着可能に形
成した可搬式電極部と、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、上記照合電極および対極を用いて自然電位、
分極抵抗、液抵抗の各測定値を出力する３電極式
モニターからなる装置が開示されている。 （発明が解決しようとする問題点） 前記特開昭59−217147号公報は、コンクリート
中の鉄筋の腐食状況を非破壊で測定できる点で優
れた手段であるが、その具体的装置について次の
ような技術点課題がある。 即ち、通常コンクリート構造体における鉄筋腐
食状況の測定は、上面に限定されず、側面や下面
（底面）から実施しなければならないことが多い
が、前記発明の可搬式電極部即ち検出端は、側面
や下面から測定する場合、電解質水溶液（以下単
に電解液と略称する）のコンクリート面への漏出
状況が不安定になり易いため、測定が不確定にな
る恐れが多い。これは通常足場が悪く測定が困難
な箇所が多い現場作業では、特に技術的問題を大
きくする要因になる。 つまり、前記発明の検出端は、使用姿勢によつ
て内部に不必要な空気の混入を招き、その結果、
検出端と鉄筋とを電気的に良好な導通状態に維持
することができなくなるという問題点を有してい
る。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、如何なる測定姿勢でも確実な測定が
可能で、かつ精度が高い検出端の開発を意図した
もので、すなわち、鉄筋露出部に試験極端子をと
り、内部に電解液充填部と、この充填部に突出し
電解液に浸漬した照合電極および対極を有する可
搬式検出端を、被測定コンクリート面上に電解液
を漏出させつつ接触させて得られる電気化学的特
性値（例えば自然電位、分極抵抗、液抵抗、等）
から、鉄筋の腐食を測定する装置に用いられる可
搬式鉄筋腐食検出端であつて、給液もしくは給気
可能な装置に接続された給液・給気兼用管と開閉
弁を備えた排気管さらに照合電極および対極が装
着された支持盤と、軸中央に内筒挿入孔と外縁に
フランジを備えると共に、内筒との連通孔を有す
る底板と頂部に前記支持盤との装着部を備え、胴
部内が電解液充填部となつている外筒と、前記連
通孔との通液弁口を有し、前記外筒胴部内に延び
て電解液を導出する内筒が、軸中央に固着されて
おり、この内筒が前記内筒挿入孔を通して差し込
まれた状態で、前記外筒のフランジに回転自在に
装着する回転キヤツプと、前記回転キヤツプが装
着された状態で、前記内筒の上縁と前記支持盤の
下面に配置される通液性パツキン材と、前記回転
キヤツプの測定対象側の面を密閉する透液性接触
材からなることを特徴とし、さらには対極が照合
電極を中心として取り巻くように配置されてい
る。 以下本発明の構成を作用と共に詳細に説明す
る。 第１図は本発明にかかる検出端１の概略縦断断
面図であつて、円板型支持盤２は保護キヤツプ３
と外筒４との差込み突起部２ａ，２ｂを有し、電
気的絶縁材で構成されており、照合電極５、対極
６および給液・給気兼用管７、排気管８が装着さ
れている。 前記照合電極５のリード線５ａは、上方に延び
て取出部、この例ではコネクタ９に接続され、同
様に対極６のリード線６ａは、該コネクタ９に接
続されており、該リード線５ａ，６ａはコネクタ
９、コード１０を経て、３電極式腐食モニター１
１に接続される。 また給液・給気兼用管７（以下単に兼用管と言
う）の頂部と、保護キヤツプ３の取付部、この例
では接続管１２との間は、フレキシブルチユーブ
１３によつて接続されており、さらに接続管１２
と給液・給気装置１４間はホース１５で接続され
ている。また給液・給気装置には気・液切替弁、
気・液ポンプ、開閉弁、圧力調整弁等が設けられ
ているが、説明は省略している。 排気管８の頂部と保護キヤツプ３の取付部、こ
の例では接続管１６との間はフレキシブルチユー
ブ１７で接続されており、さらに接続管１６と排
気開閉弁１８間は、ホース１９で接続されてい
る。 次に保護キヤツプ３のフランジ３ａは、前記円
板形支持盤２のフランジ２ｃの上面と密着するよ
うに構成され、同様に外筒４のフランジ４ａも、
前記フランジ２ｃの下面と密着するように構成さ
れている。 さらに該フランジ３ａ，２ｃ，４ａを貫通する
孔２０が、複数個設けられているので、該貫通孔
２０に締付用ボルト２１を通し、次にナツト２２
により締付けると、保護キヤツプ３、円板型支持
盤２、外筒４を緊密に結合することができ、また
必要に応じて適宜パツキン材を介在させて、気密
性を向上させるように結合することも可能であ
る。 次に前記外筒４の底板４ｂには、フランジ４ｃ
が周設され、また内筒２３を挿入する内筒挿入孔
２４が、軸中央に設けられている。さらに前記底
板４ｂには、外筒４の胴部に設けられた電解液充
填内腔４ｄと、前記内筒挿入孔２４間に連通する
孔２５が設けられている。 そして環状溝２６に、前記フランジ４ｃがはめ
込まれた状態で、回転自在に装着される回転キヤ
ツプ２７には、さらに両端が開口している直管か
らなる内筒２３が固着されている。そして前記回
転キヤツプ２７は、分割組立型の環状金物２７ａ
と、この環状金物２７ａの取付ボルト２８と内筒
支持部２７ｂから構成され、前記外筒４の底板４
ｂに、内筒支持部２７ｂをパツキン材２９を介在
させて押しあてた後、前記環状金物２７ａと取付
ボルト２８によつて、この底板４ｂに回転自在に
組み立てられる。 また前記回転キヤツプ２７の外面は、透液性接
触板３０で密閉されており、それ故前記内筒２３
内の電解液は所定時間内に所定量通過するように
なる。そのため透液性接触板３０には、有機、無
機の繊維や透液性多孔質体が採用される。 前記内筒２３の下部は、前記回転キヤツプ２７
に固着されているが、その上部は前記外筒４の内
腔４ｄの上方に延び、その上縁２３ａと円板形支
持盤２の下面、この例では差込み突起部２ｂの下
面２b₁との間には、通液性パツキン材３１が保持
されている。 さらに内筒２３の下方には、筒壁を貫通する通
液弁口３２が設けられ、回転キヤツプ２７の回転
にともなう内筒２３の回転により、前記連通孔２
５と通液弁口３２は、通液可能あるいは不可能の
状態となる。 さらに前記内筒２３の内腔２３ｂの下方に延び
る照合電極５の先端５ｂには、設定離間距離をお
いて、対極６の先端６ｂが螺旋形に形成されて対
向している。このような対極６の構成は、電流分
布を均一化し、また対極６の形状をコンパクト化
しうるので、検出端の容積をより小さくし、運搬
および測定を便利にする機能を与える。 次にコンクリート３３に埋設された鉄筋３４の
露出部３４ａには、試験極端子３５が取付けられ
ており、リード線３６は前記３電極式モニターに
接続されている、 次に第２図は本発明にかかる検出端１の部分切
欠概略斜視図であつて、第１図と同符合のものは
同一部材である。 第２図において回転キヤツプ２７の詳細を説明
する。 前述のように回転キヤツプ２７は、環状金物２
７ａと内筒支持部２７ｂと、それらを連結する取
付ボルト２８によつて構成されているが、前記環
状金物２７ａは、例えば分割された扇状の部品か
らなつており、内筒支持部２７ｂを、前述のよう
に底盤４ｂに押しあてた後組立られ、その結果環
状溝２６が形成され、回転キヤツプ２７はフラン
ジ４ｃに回転自在に装着される。 さて本発明の検出端は前述のような構成となつ
ており、その作用および機能を第３図、第４図、
第５図の操作要領説明図で説明する。 第３図は、コンクリート床面上に検出端１を押
しあて、鉄筋３４の腐食状況を測定している状態
を示す図である。 まず、測定に先立ち、あらかじめ回転キヤツプ
２７を前記内筒２３とともに回転させ、通液弁口
３２と連通孔２５とを連通させて通液可能として
おく。その後排気開閉弁１８開状態としたのち、
給液・給気装置１４からホース１５を経由して、
兼用管７より電解液を外筒４内に送給する。 電解液５０は兼用管７から連通孔２５、通液弁
口３２を通り、内筒２３に充填され、同時に外筒
４内にも充填される。そこで適当量充填された時
点で、排気開閉弁１８を閉じると、透液性接触板
３０からコンクリート３３の表面３３ａに、主と
して透液接触板３０の透液能によつて定められる
量だけ漏出する。 そこで前述のように照合電極５、対極６、試験
極３５と電気的に結線された３電極式モニター１
１によつて、電気化学的特性値（例えば、自然電
位分極抵抗および液抵抗等）の測定が適切に行わ
れる。 このような電解液供給の便のため、外筒４、内
筒２３などを透明な耐食性材料で構成すると、測
定作業をより迅速に行うことができる。 本発明の実施例における対極６は、前述のよう
に先端が螺旋形に形成されており、形状を極めて
小さくすることができるので、照合電極５に十分
接近して設けることが可能で、このような構成
は、検出端１の全体構成をコンパクト化するのに
効果的であり、しかも測定精度をあげることがで
きる。 次に第４図は、鉛直コンクリート壁面３３ｂに
おける測定状況説明図で、この場合は電解液の供
給に先立つて、前記内筒２３を回転し、通液弁口
３２と連通口２５の連通を遮断状態としておく。
このように内筒２３の回転によつて、通液系が開
閉されることとなるので、形態としては貫通孔で
あるがそれを本発明では通液弁口と言う。 さて、前記排気開閉弁１８を開いて、電解液を
内腔４ｄ内に供給しつつ、適当な時点で閉じる
と、電解液５０は内筒２３と外筒４の内壁４ｅと
の空間に充満した後、通液性パツキン材３１を通
過して、前記内筒２３の内腔２３ｂを満たし、つ
いで前記透液性接触板３０から壁面３３ｂに漏出
する。 そこで給液・給気装置１４から電解液を連続供
給すると、電解液は円滑に所要の量が壁面３３ｂ
に漏出するので、測定は正確に継続されることに
なる。前記通液性パツキン材３１は有機、無機の
布もしくはフアイバーなどが適している。 このように構成しておくと、前記内筒２３内の
電解液は適度な内圧を保持しているので、壁面３
３ｂに対する電解液の漏出がとぎれる恐れがな
く、測定を適確に実施することが可能になる。 すなわち前記通液性パツキン材３１は、適度な
圧損のもとに電解液を通過させる機能を有し、外
筒４を横向き、つまり水平姿勢としても、該外筒
４内の内筒２３から電解液が、逆方向に急激に流
失することを阻止することができる。 次に第５図は建物の天井あるいは橋梁などのコ
ンクリート下面３３ｃに対して、下方から検出端
１を押しあて、測定を行つている状況を占めの概
略図である。 この例においても、まず電解液の供給に先立つ
て、前記内筒２３を回転し、通液弁口３２と連通
口２５の連通を遮断状態としておき、その後排気
開閉弁１８を開状態とし、給液・給気装置１４か
ら電解液を内腔４ｄに送給し、前記内腔４ｄに電
解液を充満させた状態で押しあて、該排気開閉弁
１８を閉じる。この場合電解液は、重力のため液
が降下するので、何等かの圧力を加えない限り、
電解液が透液性板３０から外部に漏出しない。 そこで、給液・給気装置１４を用いて、電解液
５０を兼用管７から前記内腔４ｄに送給する。す
ると電解液は前記通液性パツキン材３１を通り、
前記内筒２３に充満し、透液性接触板３０から下
面３３ｃに漏出し、漏出は継続的に行われること
になる。 このように本発明の検出端１は、どのような測
定姿勢でも使用が可能で、十分な測定機能を有
し、かつ電解液のとぎれることのない供給によ
り、常に最良の電気的導通状態を保持しうるの
で、信頼性の高い測定結果を得ることができる。 以上の例では給液・給気装置１４を用いて、電
解液を送給する方法について説明してきたが、他
の方法として、外筒４内に十分電解液が充填され
ている場合に、給液・給気装置１４を用いて、圧
縮空気を送気することも有効である。 この場合には、外筒４内に電解液５０が存在す
る限り、電解液は電気通液性パツキン材３１を通
り、前記内筒２３に充満し、透液性接触板３０か
ら下面３３ｃに漏出し、漏出は継続的に行われる
ことになる。この場合においても同様、常に最良
の電気的導通状態を保持しうるので、信頼性の高
い測定結果を得ることができる。 （実施例） 照合電極５に銀・塩化銀電極を、対極６として
白金線を用い、電解液にNa₂SO₄飽和溶液を採用
した検出端を用い、構築後20年を経過したコンク
リート床（スラブ）を測定した結果について説明
する。 なお透液性接触板３０には、プラスチツク製ス
ポンジを、通液性パツキン材３１には合繊ガーゼ
を採用し、３電極式モニターによりデータを求め
た。 被測定コンクリートスラブ中の鉄筋は、公称
4.1mm径の溶接金網で、鉄筋間隔は150mmピツチ、
平均カブリは20.1mmであり、さらにコンクリート
スラブの水・セメント比は、51.2％、含有塩分量
は平均0.081％（NaCl換算）であり、測定時の中
性化深さは19.7mmであつて、初期の腐食段階のも
のと推定されていた。 次にサンプリングした鉄筋径測定に基ずく腐食
速度（mm／year）と、自然電位（ｍＶ）、分極抵
抗（Kohm）の逆数、液抵抗（Kohm）とのそれ
ぞれの相関を、第６図、第７図、第８図のグラフ
にしたがつて説明する。 第６図に占めすように、自然電位は−200ｍＶ
より低くなれば高い腐食傾向にあることが判か
り、また分極抵抗の逆数値は、腐食速度と極めて
明白な相関があり、さらには液抵抗が小さくなれ
ば、コンクリートの腐食性能が低下していること
が判る。 すなわち、従来は自然電位、分極抵抗、液抵抗
のオーダー比較によつて、定性的な腐食状況把握
が行われていたが、本発明の検出端を用いれば、
定量的な腐食状況の把握が可能になる。 （発明の効果） 本発明の検出端は前述のように、どのような姿
勢でも連続して使用できるので、実構造物に対す
る測定を迅速確実に実施することが可能で、しか
も実用効果が高い。

【発明の詳細な説明】

第１図は本発明の検出端の概略縦断断面図、第
２図は同じく部分切欠概略斜視図、第３図、第４
図、第５図は本発明検出端の操作要領説明図、第
６図は腐食速度と自然電位、第７図は腐食速度と
分極抵抗の逆数、第８図は腐食速度と液抵抗の相
関をそれぞれ示すグラフである。 １：検出端、２：円板型支持盤、２ａ：差込み
突起部、２ｂ：差込み突起部、２b₁：下面、２
ｃ：フランジ、３：保護キヤツプ、３ａ：フラン
ジ、４：外筒、４ａ：フランジ、４ｂ：底板、４
ｃ：フランジ、４ｄ：内腔、４ｅ：内壁、５：照
合電極、５ａ：リード線、５ｂ：先端、６：対
極、６ａ：リード線、６ｂ：先端、７：給液・給
気兼用管、８：排気管、９：コネクター、１０：
コード、１１：３電極腐食モニター、１２：接続
管、１３：フレキシブルチユーブ、１４：給液・
給気装置、１５：ホース、１６：接続管、１７：
フレキシブルチユーブ、１８：排気開閉弁、１
９：ホース、２０：貫通孔、２１：締め付けボル
ト、２２：ナツト、２３：内筒、２３ａ：上縁、
２３ｂ：内腔、２４：内筒挿入孔挿通孔、２５：
連通孔、２６：環状溝、２７：回転キヤツプ、２
７ａ：環状金物、２７ｂ：内筒支持部、２８：取
付けボルト、２９：パツキン材、３０：透液性接
触板、３１：通液性パツキン材、３２：通液弁
口、３３：コンクリート、３３ａ：表面、３３
ｂ：壁面、３３ｃ：下面、３４：鉄筋、３４ａ：
露出部、３５：試験極端子、３６：リード線、３
７：取付けネジ、５０：電解液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンクリート中の鉄筋に鉄筋露出部より導通
   をおこない、内部に電解液充填部と、この充填部
   に突出し電解液に浸漬した照合電極、および対極
   を有する可搬式検出端を、被測定コンクリート面
   上に接触させて、電気化学的な測定を行い、コン
   クリート中の鉄筋の腐食状態を測定する装置の可
   搬式鉄筋腐食検出端であつて、給液もしくは給気
   可能な装置に接続された給液・給気兼用管と、開
   閉弁を備えた排気管、さらに照合電極および対極
   が装着された支持盤と： 軸中央に内筒挿入孔と、外縁にフランジを備え
   ると共に、内筒との連通孔を有する底板と頂部に
   前記支持盤との装着部を備え、胴部内が電解液充
   填部となつている外筒と； 前記連通孔との通液弁口を有し、前記外筒胴部
   内に延びて電解液を導出する内筒が、軸中央に固
   着されており、この内筒が前記内筒挿入孔を通し
   て差し込まれた状態で、前記外筒のフランジに回
   転自在に装着する回転キヤツプと； 前記回転キヤツプが装着された状態で、前記内
   筒の上縁と前記支持盤の下面に配置される通液性
   パツキン材と； 前記回転キヤツプの測定対象側の面を密閉する
   透液性接触材からなることを特徴とする可搬式鉄
   筋腐食検出端。 ２ 対極が照合電極を中心として取り巻くように
   配置されている特許請求の範囲第１項記載の可搬
   式鉄筋腐食検出端。