JPH11201930A - アンカーにおける引張鋼材の非破壊腐食診断方法 - Google Patents

アンカーにおける引張鋼材の非破壊腐食診断方法

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JPH11201930A
JPH11201930A JP10006042A JP604298A JPH11201930A JP H11201930 A JPH11201930 A JP H11201930A JP 10006042 A JP10006042 A JP 10006042A JP 604298 A JP604298 A JP 604298A JP H11201930 A JPH11201930 A JP H11201930A
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corrosion
steel material
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聡 小保方
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】PC鋼等のアンカー引張鋼材における腐食状況
を非破壊で診断する。 【解決手段】引張鋼材1の長さ方向に沿って導電性照合
電極10を配置し、かつその一端を地表外に配置してお
く。即設のアンカーの支圧板5を穿孔しながら、挿入孔
11を所定深さまで穿設しその挿入孔11内に照合電極
10を挿入すると共に、通電のために電解質の液体また
はゲルなどからなる通電材料12を注入しておく。かか
る状態の下で引張鋼材1と照合電極10との間を流れる
自然電位を測定器20により測定しその自然電位または
電流に基づいて腐食状況を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンカーの引張鋼
材の腐食状況を非破壊で診断する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、施工完了から20年以上経過し
た、アンカーで補強した構造物が、全国各地に多数存在
している。
【0003】構造物内部で進行するアンカー引張鋼材の
腐食状態は、これを把握することが極めて難しく腐食に
よる引張鋼材の軸方向のコンクリート等のひび割れの発
生または錆の流出によって始めて問題とされることが多
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そのため、これらの構
造物の多くは、補修や補強等がなされることなく放置さ
れる可能性がある。
【0005】しかし、構造物の外観において変状が認め
られた時点では、危険性が高まっていることが多い。
【0006】したがって、ここに提案される本発明の課
題は、非破壊で腐食の状況を適確に把握し、有効な補修
対策の一助とすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の請求項1記載の発明は、アンカーの引張鋼材の腐食
状況を非破壊で診断する診断方法であって、前記引張鋼
材の長さ方向に沿って照合電極を配置しかつその一端を
地表外に配置しておき、前記引張鋼材と前記照合電極と
の間を流れる自然電位を測定し、その自然電位または電
流に基づいて腐食状況を診断することを特徴とするアン
カーにおける引張鋼材の非破壊腐食診断方法である。
【0008】請求項2記載の発明は、アンカーの引張鋼
材の腐食状況を非破壊で診断する診断方法であって、少
なくとも2つの前記引張鋼材間に対して、種々の異なる
周波数の微小な交流電圧を印加し、そのときの電圧と電
流との関係から得られるインピーダンスに基づいて、腐
食の状況を診断することを特徴とするアンカーにおける
引張鋼材の非破壊腐食診断方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下の本発明をさらに詳説する。
【0010】鋼材の腐食とは、鋼材表面での電気化学的
な反応である。この反応は、図1の(1)および(2)
式で表されるような反応で、反応全体では(3)式で表
現され、鉄イオン(II)(Fe2+) は(4)式のように酸化
され、錆を形成する。(1)式は酸化反応で、(2)式
は還元反応である。腐食は、これらの反応が鋼材表面で
生じて腐食電池を形成し、酸化部と還元部との間の電子
の授受に伴い流れる腐食電流によるとされている。した
がって、腐食電流は、腐食反応の速さおよび腐食の程度
を表す物理量と考えられる。
【0011】そこで、本発明の請求項1の発明は、この
観点に基づいて、対象の引張鋼材の自然電位を測定し、
腐食状況を診断するものである。
【0012】(第1の実施の形態:請求項1記載の発
明)第1の実施の形態を図2によって説明すると、アン
カーは、引張鋼材1の先端部をたとえばグラウト2によ
って地山3と一体化させた引張鋼材定着部Xと、シース
4によって地山3と縁切りさせた引張鋼材自由長部Y
と、支圧板5を座体として緊張力を与えるアンカー頭部
とを基本要素とする。
【0013】本発明においては、引張鋼材1の長さ方向
に沿って導電性照合電極10を配置しかつその一端を地
表外に配置しておく。この場合、引張鋼材1と照合電極
10との離間距離が短い方が、測定精度が高まるので、
既設のアンカーの支圧板5を穿孔しながら、挿入孔11
を所定深さまで穿設し、その挿入孔11内に照合電極1
0を挿入するとともに、通電のためにたとえば電解質の
液体またはゲルなどからなる通電材料12を注入してお
く。
【0014】かかる状態の下で、引張鋼材1と照合電極
10との間を流れる自然電位を測定器20により測定
し、その自然電位または電流に基づいて腐食状況を診断
する。
【0015】この場合、予め、当該引張鋼材1の非腐食
時点および腐食の程度の変化に基づく自然電位を現場ま
たは実験室的に調査しておく。したがって、測定した自
然電位量または電流量に基づいて、対象の引張鋼材1の
腐食の程度を知ることができ。また、自然電位の測定
は、照合電極10を引張鋼材定着部Xに達するまでの複
数箇所において行うことが望ましく、これによって、引
張鋼材10の腐食箇所を推定できるとともに、腐食状況
の判定精度が高まる。
【0016】なお、照合電極10は支圧板5を避けて設
置することも可能である。さらに、若干の困難性を伴う
ものの、シース4内に沿わせて設置することも可能であ
る。
【0017】(第2の実施の形態:請求項2記載の発
明)図3に示す第2の実施の形態は、第1の実施の形態
より測定が容易である。すなわち、少なくとも2つの引
張鋼材1,1間に対して、種々の異なる周波数の微小な
交流電圧を印加し、そのときの電圧と電流との関係から
得られるインピーダンスに基づいて、腐食の状況を診断
するものである。測定器20Aは、引張鋼材1,1に対
して交流電圧を印加するとともに、そのときの電圧と電
流、ならびにこれらの関係から得られるインピーダンス
を測定およびまたは表示可能なものである。
【0018】前述のとおり、鋼材の腐食とは、鋼材表面
での電気化学的な反応であるので、腐食電流を測定すれ
ば、鋼材の腐食状況を判定できる。しかし、腐食電流は
微弱であり、かつ、金属表面での内部電流であるため直
接測定することはできない。
【0019】そこで請求項2の発明では、数種の異なる
交流周波数の電圧を2つの対極から同時に負荷し、各々
の電圧を負荷した場合に得られる位相差がθである同一
周波数の各々の電流を測定し、これらの周波数とそれに
対応するインピーダンスと位相差θとの関係の複素数平
面表示における軌跡を導き、この軌跡から分極抵抗Rp
を求め、腐食量の定量化を交流インピーダンス法を用い
て行うものである。
【0020】一般に、腐食している金属に外部から電流
を流すと電位が変化する、あるいは、電位を変化させる
と電流が変化することが知られている。Stern らによれ
ば、鋼材の電位を△Eだけ変化させる際△Iの微小電流
が流れるとすると、△Eが非常に小さい場合には、電圧
と電流との間には(5)式 △E=Rp・△I ……(5) および図4に示すような比例関係が成立し、腐食電流I
corrは直線近似として、(6)式が成立する。
【0021】Icorr=K・(1/Rp) ……(6) (5)式および図4における直線の勾配Rpは、抵抗に
対応する分極抵抗〔Ω・cm2 〕である。また、(6)式
において、Icorrは腐食電流〔A/cm2 〕、Rpは分極
抵抗〔Ω・cm2 〕およびKは換算係数(金属の種類およ
びその周囲環境等によって決まる定数)〔V〕である。
【0022】したがって、予め、前記定数Kの値は知る
ことができるから、分極抵抗Rp値を測定することによ
り、(6)式から腐食電流Icorrが求められる。
【0023】腐食電流Icorrは腐食の程度の指標である
から、結果的に引張鋼材1,1の腐食状況を知ることが
できる。多数の引張鋼材がある場合、順次、適当な組み
合わせて腐食電流を測定することができる。
【0024】(実施例)第1の実施の形態および第2の
実施の形態のいずれによっても、診断した結果と、アン
カー補修のために崩壊させたアンカーにおける引張鋼材
の腐食の程度とがきわめて酷似したことを知見した。
【0025】
【発明の効果】上述の内容から明らかなように、本発明
によれば、非破壊で引張鋼材の腐食の状況を適確に把握
でき、もって、有効な補修対策の一助となるなどの利点
がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】腐食反応の説明図である。
【図2】第1の実施の形態を示す説明図である。
【図3】第2の実施の形態を示す説明図である。
【図4】分極抵抗の説明図である。
【符号の説明】
1…引張鋼材、2…グラウト、3…地山、4…シース、
5…支圧板、10…照合電極、12…通電材料、20,
20A…測定器、X…引張鋼材定着部、Y…引張鋼材自
由長部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンカーの引張鋼材の腐食状況を非破壊で
    診断する診断方法であって、 前記引張鋼材の長さ方向に沿って照合電極を配置しかつ
    その一端を地表外に配置しておき、 前記引張鋼材と前記照合電極との間を流れる自然電位を
    測定し、その自然電位または電流に基づいて腐食状況を
    診断することを特徴とするアンカーにおける引張鋼材の
    非破壊腐食診断方法。
  2. 【請求項2】アンカーの引張鋼材の腐食状況を非破壊で
    診断する診断方法であって、 少なくとも2つの前記引張鋼材間に対して、種々の異な
    る周波数の微小な交流電圧を印加し、そのときの電圧と
    電流との関係から得られるインピーダンスに基づいて、
    腐食の状況を診断することを特徴とするアンカーにおけ
    る引張鋼材の非破壊腐食診断方法。
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