JP6396702B2

JP6396702B2 - ひび割れ検出構造及びひび割れ検出方法

Info

Publication number: JP6396702B2
Application number: JP2014137559A
Authority: JP
Inventors: 大輔山▲崎▼; 茂奈良岡; 洋輔平木
Original assignee: Sho Bond Corp
Current assignee: Sho Bond Corp
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-07-03
Also published as: JP2016014624A

Description

本発明は、コンクリート製の建築物等の構造物に生じたひび割れを長期間にわたり高精度かつ簡単に検出することのできるひび割れ検出構造及びひび割れ検出方法に関するものである。

コンクリートや金属等よりなる建物や、橋梁等の建築物、あるいは金属や樹脂よりなる工作機器等の構造物では、長期間使用することにより、機械的振動や雨水による浸食、紫外線による影響等に起因して劣化し、ひび割れが発生することがある。

こうして生じたひび割れを放置した場合、そのひび割れが更に広がり、構造物の機械的強度の低下による崩壊や漏水、防音性の低下等、様々な問題が乗じる。そのため、構造物の使用開始後には、構造物の点検が定期的に行われ、ひび割れの検出が行われていた。

従来、こうした構造物のひび割れの検査は肉眼又は拡大鏡を用いた目視や、ハンマーを用いた打音検査により行われていた。しかし、こうした検査では作業効率が悪く、また検出作業を迅速に行うことができなかった。

そこで、ひび割れを早期に検出するための様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、構造物の上に、紫外線等の励起光により発光する蛍光色素が混入された高弾性の第１塗布層を形成し、更にこの上に励起光の透過を阻止する遮蔽材が混入された低弾性の第２塗布層を形成する技術が開示されている。

このひび割れ検出構造では、構造物にひび割れが発生すると、第１塗布層は伸びるだけであるが、その上にある第２塗布層にはひび割れが生じる。これに励起光を照射することで、第２塗布層のひび割れを通じて励起光が第２塗布層に到達し発光するため、ひび割れの検出を行うことができる。

特開２０１３−８３４９３号公報

しかし、上述した特許文献１に記載されている技術では、経年劣化によっても第２層にひび割れが生じてしまうため、構造物のひび割れを高精度に検出することができなかった。

また、ひび割れ検出用の層を形成してひび割れの検出を行う場合には、この層が構造物の保護層を兼ねることが好ましい。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、コンクリート製の建築物等の構造物に生じたひび割れを長期間にわたり高精度かつ簡単に検出することができるとともに、建築物の保護も行うことができるひび割れ検出構造及びひび割れ検出方法を提供することを目的とする。

第１発明に係るひび割れ検出構造は、構造物のひび割れを検出可能とするひび割れ検出構造であって、前記構造物の表面に形成される集光性蛍光塗料を含有した導光性を有する非弾性樹脂層と、前記非弾性樹脂層の表面に形成される透光性を有する弾性樹脂層と、を備えることを特徴とする。

第２発明に係るひび割れ検出構造は、第１発明において、前記非弾性樹脂層は、シリコン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂から選ばれる材料を基材として形成されていることを特徴とする。

第３発明に係るひび割れ検出構造は、第１又は第２発明において、前記弾性樹脂層は、シリコン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂から選ばれる材料を基材として形成されていることを特徴とする。

第４発明に係るひび割れ検出方法は、構造物のひび割れを検出するひび割れ検出方法であって、前記構造物の表面に形成された請求項１乃至３の何れか１項記載のひび割れ検出構造に光を照射する工程と、光が照射された前記ひび割れ検出構造から発せられる蛍光を検出する工程と、を備えることを特徴とする。

上述した構成からなる本発明によれば、コンクリート製の建築物等の構造物に生じたひび割れを長期間にわたり高精度かつ簡単に検出することができるとともに、建築物の保護も行うことができる。

実施形態に係るひび割れ検出構造が構造物の表面に形成された状態を示す断面図である。非弾性樹脂層に照射された光が非弾性樹脂層内で導かれる様子を示す模式図である。非弾性樹脂層に生じたひび割れから蛍光が発せられる様子を示し、（Ａ）は非弾性樹脂層にひび割れが生じた状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の非弾性樹脂層から蛍光が発せられる状態を示す平面図である。実施形態に係るひび割れ検出構造を用いたひび割れ検出の様子を示し、（Ａ）は構造物にひび割れが生じる前の状態、（Ｂ）は構造物に生じたひび割れが非弾性樹脂層にも及んだ状態、（Ｃ）は（Ｂ）の状態でひび割れ検出構造に光が照射され蛍光が発せられた状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態に係るひび割れ検出構造及びこれを用いたひび割れ検出方法について説明する。

図１は、実施形態に係るひび割れ検出構造２が構造物１の表面に形成された状態を示す断面図である。

構造物１は、コンクリートや金属等よりなる建物や橋梁等の建築物、あるいは金属や樹脂よりなる工作機器等、経年劣化によるひび割れの発生が想定される構造物である。

ひび割れ検出構造２は、構造物１の表面に形成される層構造であり、構造物１の表面に直接接する非弾性樹脂層２１と、非弾性樹脂層２１の表面に重ねて形成される弾性樹脂層２２の２つの層により構成されている。

このひび割れ検出構造２の形成時期は、構造物１の建設、製造時に限られず、構造物１の使用開始後であってもよい。また、ひび割れ検出構造２の形成は、非弾性樹脂層２１と弾性樹脂層２２をそれぞれ構造物１に順に塗布することで行われる他、ひび割れ検出構造物２を、事前に非弾性樹脂層２１と弾性樹脂層２２により構成される２層構造のシートとして、このシートを構造物１に張り付けることで行われてもよい。

非弾性樹脂層２１は、集光性蛍光塗料を含有した樹脂よりなる層であり、シリコン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂等の樹脂を基材として形成されている、導光性を有する非弾性の樹脂層である。

この非弾性樹脂層２１を構造物１の表面に塗布（塗料状の場合）又は貼付（シート状の場合）する際には、塗布又は貼付を容易にするため、あるいは後述する非弾性樹脂層２１による導光時の乱反射を防止するため、構造物１に対し所定の表面処理を施してもよい。

弾性樹脂層２２は、シリコン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂等の樹脂を基材として形成されている、透光性、耐候性及び弾性を有する樹脂層である。

図２は、非弾性樹脂層２１に照射された光ｌが非弾性樹脂層２１内で導かれる様子を示す模式図である。

非弾性樹脂層２１は、太陽やランプ等の光源４から出射される直射光及び拡散光を非弾性樹脂層２１の表面で集光し、蛍光ｎに変換するという機能を備えている。

光源４から非弾性樹脂層２１に光ｌが照射されると、光ｌは非弾性樹脂層２１内を反射光ｍとして伝搬し、非弾性樹脂層２１の端部へと誘導され、この端部から蛍光ｎとして濃密化された状態で出射される。こうした現象をエッジグロー効果という。

図３は、非弾性樹脂層２１に生じたひび割れ６から蛍光が発せられる様子を示し、（Ａ）は非弾性樹脂層２１にひび割れ６が生じた状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）の非弾性樹脂層２１から蛍光８が発せられる状態を示す平面図である。

上述したエッジグロー効果は、非弾性樹脂層２１に発生したひび割れ６の部分においても生じ、このひび割れ６の部分からも端部と同様に蛍光８が発せられる。

そのため、非弾性樹脂層２１にひび割れ６が生じている場合には、例えそのひび割れ６が微細なものであったとしても、光を照射すればこのひび割れ６から蛍光が発せられるため、容易にひび割れ６を検出することができる。

次に、本実施形態に係るひび割れ検出構造２を用いたひび割れ検出方法について説明する。

図４は、実施形態に係るひび割れ検出構造２を用いたひび割れ検出の様子を示し、（Ａ）は構造物１にひび割れ６が生じる前の状態、（Ｂ）は構造物１に生じたひび割れ６が非弾性樹脂層２１にも及んだ状態、（Ｃ）は（Ｂ）の状態でひび割れ検出構造２に光が照射され蛍光８が発せられた状態を示す模式図である。

図４（Ａ）に示すように、表面にひび割れ検出構造２が形成された構造物１について、図４（Ｂ）に示すようにひび割れ６が生じると、このひび割れは非弾性樹脂層２１にも及ぶ。

構造物１に応力が加わり変形し、ひび割れ６が発生した場合、構造物１表面に設けられている非弾性樹脂層２１にも応力が及ぶことになるが、非弾性樹脂層２１には弾性が無いため弾性変形することができず、ひび割れ６が生じる。

一方で、このひび割れ６は弾性樹脂層２２には及ばない。直下の非弾性樹脂層２１に応力によるひび割れが生じた場合でも、弾性樹脂層２２は弾性変形することで、ひび割れ６の発生が防止される。

そして、図４（Ｃ）に示すように、構造物１及び非弾性樹脂層２１にひび割れが生じた状態でひび割れ検出構造２に光を照射すると、上述したエッジグロー効果により非弾性樹脂層２１のひび割れ６の部分に蛍光８が発生する。この蛍光８が弾性樹脂層２２の表面を通じて出射光ｎとして出射されるため、これを検出することで構造物１に生じたひび割れ６を簡易かつ高精度に検出することができる。

なお、出射光ｎの検出は、肉眼による目視の他、光を検出可能な各種装置を用いて行うことができる。

また、弾性樹脂層２２は、耐候性及び弾性を備えることで、構造物１及び非弾性樹脂層２１に対する保護層の役割を担っている。

弾性樹脂層２２があることで、構造物１にひび割れ６が生じた場合でもこのひび割れ６への雨水の侵入を防止することができ、構造物１の更なる劣化を防止することができる。

また、弾性樹脂層２２が非弾性樹脂層２１を保護することで、構造物１のひび割れ６以外の原因により非弾性樹脂層２１にひび割れ６が発生することを効果的に防止することができ、構造物１のひび割れ検出を高精度に行うことができる。

上述した本発明に係るひび割れ検出構造２によると、コンクリート製の建築物等の構造物１に生じたひび割れ６を長期間にわたり高精度かつ簡単に検出することができるとともに、構造物１の保護も行うことができる。

１構造物
２ひび割れ検出構造
４光源
６ひび割れ
８蛍光
２１非弾性樹脂層
２２弾性樹脂層

Claims

構造物のひび割れを検出可能とするひび割れ検出構造であって、
前記構造物の表面に形成される集光性蛍光塗料を含有した導光性を有する非弾性樹脂層と、
前記非弾性樹脂層の表面に形成される透光性を有する弾性樹脂層と、
を備えることを特徴とするひび割れ検出構造。
前記非弾性樹脂層は、シリコン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂から選ばれる材料を基材として形成されていることを特徴とする請求項１記載のひび割れ検出構造。
前記弾性樹脂層は、シリコン樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂から選ばれる材料を基材として形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のひび割れ検出構造。
構造物のひび割れを検出するひび割れ検出方法であって、
前記構造物の表面に形成された請求項１乃至３の何れか１項記載のひび割れ検出構造に光を照射する工程と、
光が照射された前記ひび割れ検出構造から発せられる蛍光を検出する工程と、
を備えることを特徴とするひび割れ検出方法。