JP7079051B2 - 腐食推定方法および推定方法 - Google Patents
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また、腐食量は、次の式で求められる。
しかしながら、上記の腐食面積率も腐食量も、鉄筋を取り出して腐食面積を測定し、または腐食生成物を取り除いてから鉄筋の質量を測定する必要があるため、連続的な計測や連続的な腐食状態の把握は困難である。
次に、実施例について説明する。図2は、みがき棒鋼に対する光ファイバセンサの巻き方を示す図である。みがき棒鋼41に対する光ファイバケーブル42の巻き方は、一定の張力下、例えば、巻き付け時に多少の引張ひずみが出ていることを確認した上で、巻き付け作業を行ない、端部を接着剤で固定する。
測定開始からの経過日数が、0.7日、3日、7日、10日、14日で試験体の腐食状態を写真撮影し、腐食面積率を算出した。腐食面積率は、鋼材の表面積に対する鋼材の腐食部分の表面積の割合を示す。計測は、光ファイバセンサの波長が許容値を超えた時点または14日目にいずれか早い方で終了とし、みがき棒鋼41に設置した光ファイバケーブル42を除去した後、10%のクエン酸水素二アンモニウム水溶液(60℃)に浸漬して除錆し、腐食量を測定した。
次に、腐食状態を把握する目安となる腐食面積率とひずみとの関係について検討するために、14日目までひずみが計測できた各1体について腐食面積率を算出し、ひずみとの関係を図4に示した。計測開始から0.7日の腐食面積率は、いずれも約20%程度と腐食が進展しているが、ひずみは大きくても数十μ程度であり、大きな値ではない。光ファイバケーブルの周回数が3の試験体3-2に着目すると、他の試験体よりも腐食面積率が小さくてもひずみが増大する傾向があり、30%程度を超えると指数関数的に増大した。光ファイバケーブルの周回数が多いほど鋼材表面との接触長が長くなり、腐食部分に接触する確率が高くなって、腐食を早く検知できるが、周回数が多すぎると鋼材への外来腐食因子の到達を妨げることが予想される。
図5は、みがき棒鋼の腐食量とひずみとの関係を示す図である。図5から明らかなように、光ファイバケーブルの周回数にかかわらず、腐食量とひずみは概ね正の相関が認められ、腐食がかなり進行している状態では、腐食量の増加に伴って体積膨張ひずみも大きなものとなっていることが分かり、ひずみより腐食量が推定できることが分かった。図5に示すように、周回数が1~3のそれぞれについて腐食量とひずみとの関係から、「y=891.7x、R2=0.4103」という一次関数が得られた。この結果から明らかなように、各試験体における光ファイバセンサから得られたみがき棒鋼のひずみと腐食量との関係を定式化することができた。
図6は、図3に示した試験体1-2における経過時間とひずみとの関係を、鉄筋の半径方向のひずみに換算した結果を示す図である。図7は、図3に示した試験体1-2における経過時間とひずみとの関係を、鉄筋の半径方向の変位に換算した結果を示す図である。これらにより、腐食状態における鉄筋のモデル化が可能となる。
12 みがき棒鋼
13 検知部
14 光ファイバセンサ
15 被覆部
41 みがき棒鋼
42 光ファイバケーブル
Claims (6)
- 鋼材の表面積に対する前記鋼材の腐食部分の表面積の割合を示す腐食面積率または鋼材の腐食量を推定する腐食推定方法であって、
前記鋼材の表面に光ファイバセンサを固定させる工程と、
前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化を検出することによって、腐食生成物の発生による前記鋼材のひずみを検出する工程と、
予め定められた関数を用いて、前記検出したひずみに対応する腐食面積率または腐食量を推定する工程と、を含み、
前記光ファイバセンサの鋼材に対する周回数に応じて予め定められた指数関数を用いて、前記腐食面積率を推定することを特徴とする腐食推定方法。 - 鋼材の表面積に対する前記鋼材の腐食部分の表面積の割合を示す腐食面積率または鋼材の腐食量を推定する腐食推定方法であって、
前記鋼材の表面に密着するように光ファイバセンサを巻回させる工程と、
前記巻回させた光ファイバセンサを固定させる工程と、
前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化を検出することによって、腐食生成物の発生による前記鋼材のひずみを検出する工程と、
予め定められた関数を用いて、前記検出したひずみに対応する腐食面積率または腐食量を推定する工程と、を含むことを特徴とする腐食推定方法。 - 予め定められた一次関数に基づいて、前記検出したひずみに対応する腐食量を推定することを特徴とする請求項2記載の腐食推定方法。
- 鋼材の表面積に対する前記鋼材の腐食部分の表面積の割合を示す腐食面積率または鋼材の腐食量を推定する腐食推定方法であって、
無拘束環境下において、前記鋼材の表面に密着するように光ファイバセンサを巻回させる工程と、
前記巻回させた光ファイバセンサを固定させる工程と、
前記光ファイバセンサが固定された鋼材に塩化ナトリウム水溶液を付着させる工程と、
前記光ファイバセンサが固定された鋼材を、大気に曝した状態で、前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化を検出することによって、腐食生成物の発生による前記鋼材のひずみを検出する工程と、
予め定められた関数を用いて、前記検出したひずみに対応する腐食面積率または腐食量を推定する工程と、を含み、
前記検出したひずみを、鉄筋の半径方向のひずみと半径方向の変位に換算し、前記換算した半径方向のひずみと半径方向の変位を無拘束下における鉄筋の腐食状態としてモデル化することを特徴とする腐食推定方法。 - 鋼材の表面積に対する前記鋼材の腐食部分の表面積の割合を示す腐食面積率または鋼材の腐食量を推定する腐食推定方法であって、
無拘束環境下において、前記鋼材の表面に密着するように光ファイバセンサを巻回させる工程と、
前記巻回させた光ファイバセンサを固定させる工程と、
前記光ファイバセンサが固定された鋼材を、飽和水酸化カルシウム溶液中に浸漬させた状態で、前記光ファイバセンサ中を伝搬する光波の特性変化を検出することによって、腐食生成物の発生による前記鋼材のひずみを検出する工程と、
予め定められた関数を用いて、前記検出したひずみに対応する腐食面積率または腐食量を推定する工程と、を含み、
前記検出したひずみを、鉄筋の半径方向のひずみと半径方向の変位に換算し、前記換算した半径方向のひずみと半径方向の変位を無拘束下における鉄筋の腐食状態としてモデル化することを特徴とする腐食推定方法。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の腐食推定方法により得られた前記検出したひずみに対応する腐食面積率または腐食量を用いて、コンクリート構造物の耐用年数を推定することを特徴とする推定方法。
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