JP7466866B2

JP7466866B2 - 鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法

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Publication number: JP7466866B2
Application number: JP2020146705A
Authority: JP
Inventors: 貴彦網野; 雄一小林; 光保岩波; 一秀中山; 辰弥石井; 俊介大谷
Original assignee: Toa Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Toa Corp; Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2024-04-15
Anticipated expiration: 2040-09-01
Also published as: JP2022041482A

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法に関し、さらに詳しくは、鉄筋コンクリート構造物の健全性を、より明瞭かつ簡便に把握できる鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法に関するものである。

塩害や中性化などが原因で、鉄筋コンクリート構造物を構成する鉄筋が腐食することがある。鉄筋が腐食すると、断面減少に伴う鉄筋の引張強度や伸び性が低下するだけでなく、鉄筋の体積膨張により、鉄筋周囲のコンクリートにひび割れや空洞が発生して、鉄筋とコンクリートの付着低下が生じ、鉄筋コンクリート構造物の安全性の低下を引き起こす。また、隣り合う鉄筋が腐食した場合、鉄筋間でひび割れが繋がって空洞に進展することもあり、コンクリート片の剥落による第三者被害を招いたり、鉄筋の腐食がさらに速い速度で進行する。さらに、コンクリート中の鉄筋に生成される腐食生成物はコンクリートの含水状態や酸素の供給条件等によって様々であることが知られており、腐食生成物の種類によっては、鉄筋コンクリート構造物の補修工法である電気防食工法や脱塩工法などの電気化学的防食工法の効果を阻害するものもある（例えば、γ－ＦｅＯＯＨなど）。そのため、鉄筋コンクリート構造物の点検や補修工法の選定にあたっては、鉄筋の腐食の有無や、コンクリート中のひび割れ、空洞の有無、さらにはその鉄筋コンクリート構造物の健全ではない範囲（鉄筋の腐食範囲やコンクリート中のひび割れ、空洞が存在する範囲）を適切に把握することが重要である。従来、鉄筋コンクリート構造物を診断する方法が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。

鉄筋が腐食している範囲を把握する従来の方法として自然電位法がある。従来の自然電位法では、鉄筋が腐食している可能性や腐食している範囲に関して概略の推定はできるが、鉄筋に補修工法の選定において電気化学的防食工法の効果を阻害する腐食生成物が生成されているか否かまでは判定できなかった。即ち、実際にコンクリートをはつり取って鉄筋表面の腐食生成物を採取し、試験室にて高度な分析（ラマン分光光度分析等）を実施しない限り、鉄筋に電気化学的防食工法の効果を阻害する導電性に劣る腐食生成物が生成されているか否かを把握することはできなかった。また、自然電位法では、鉄筋の腐食やその他の原因（建設時の施工欠陥や供用中の疲労）で生じているコンクリート中のひび割れや空洞の有無を把握することはできなかった。

一方、特許文献１に記載のコンクリート欠陥診断方法では、コンクリート表面を打撃したときの打音を測定し、打音の違いによって鉄筋とコンクリート表面との間に存在する空洞や、隣り合う鉄筋の腐食により鉄筋間で繋がったひび割れや空洞の有無を判別している。しかしながら、空洞の位置が鉄筋コンクリート構造物の表面から深い場合（例えば、５０ｍｍ～１００ｍｍ程度以上）には、空洞の有無による打音の違いが判別し難く、鉄筋の腐食箇所の見落としが生じ易かった。また、鉄筋の腐食は生じているが隣り合う鉄筋間を繋ぐ空洞に至っていない場合には、打音を測定分析する方法では、鉄筋の腐食の有無や腐食範囲を把握できない。

特開２００２－３４０８７０号公報

本発明の目的は、鉄筋コンクリート構造物の健全性をより明瞭かつ簡便に把握できる鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法は、鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法であって、前記鉄筋コンクリート構造物を構成する鉄筋およびコンクリートに電流を流していない状態の前記鉄筋の対象箇所の自然電位を前記鉄筋コンクリート構造物の表面の検知位置から電位測定装置により測定し、通電装置の陰極を前記鉄筋に電気的に接続し、前記通電装置の陽極を前記鉄筋コンクリート構造物の表面に設置して、前記通電装置により前記鉄筋および前記コンクリートに電流を流した状態の前記対象箇所の通電時の電位を前記検知位置から電位測定装置により測定し、前記対象箇所またはその近傍での前記鉄筋の腐食、特定の腐食生成物、前記対象箇所と前記検知位置の間での前記コンクリートのひび割れ、空洞を少なくとも把握対象として、前記自然電位と前記通電時の電位との電位変化量に基づいて、前記把握対象のいずれかが存在しているか否を把握することを特徴とする。

本発明によれば、鉄筋の腐食の有無や、腐食生成物の種類、コンクリート中のひび割れ、空洞の有無によって鉄筋の対象箇所への電流の流れ易さが異なるため、電位測定装置により測定した鉄筋の対象箇所の自然電位と、通電装置により鉄筋およびコンクリートに電流を流した状態の鉄筋の対象箇所の通電時の電位との電位変化量（電位差の大きさ）に基づいて、対象箇所またはその近傍での鉄筋の腐食、特定の腐食生成物、対象箇所と検知位置の間でのコンクリートのひび割れ、空洞を少なくとも把握対象として、前記把握対象のいずれかが存在しているか否かを把握することができる。そのため、鉄筋コンクリート構造物を構成する鉄筋およびコンクリートの健全性をより明瞭かつ簡便に把握することが可能となる。

電位測定装置および通電装置が設置された鉄筋コンクリート構造物の測定対象面を正面視で模式的に例示する説明図である。図１のＡ－Ａ断面矢視図である。鉄筋に電流を流していない状態から、通電装置により鉄筋およびコンクリートに電流を流したときの鉄筋の対象箇所の電位の時間推移を例示するグラフ図である。鉄筋の対象箇所の補修領域に鉄筋を防食する注入材を注入しつつ、通電装置により鉄筋およびコンクリートに電流を流して、注入材を注入中の補修領域の鉄筋の通電時の電位を測定している状況を模式的に例示する説明図である。図１の通電装置と陽極の設置方法の別例を示す説明図である。図１の通電装置と陽極の設置方法の別例を示す説明図である。

以下、本発明の鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法（以下、把握方法という）を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１および図２に例示する本発明の把握方法では、鉄筋コンクリート構造物１０を構成する鉄筋１１の腐食、特定の腐食生成物、コンクリート１２中のひび割れ、空洞１５を少なくとも把握対象として、鉄筋コンクリート構造物１０の健全性を把握する。

より具体的には、鉄筋コンクリート構造物１０が健全ではない状態である（ケース１）鉄筋１１の腐食が生じているがコンクリート１２中において隣り合う鉄筋１１間のひび割れが繋がって生じる空洞１５にまで至っていない状態、（ケース２）隣り合う鉄筋１１間の腐食によりコンクリート１２中においてひび割れが繋がり空洞１５が生じている状態、（ケース３）鉄筋１１の腐食は生じていないが建設当時の施工欠陥等により隣り合う鉄筋１１の間に空洞１５が生じている状態の少なくともいずれかに該当しているか否かを把握することができる。

図２では、鉄筋１１に腐食箇所１４が存在している。また、腐食による鉄筋１１の体積膨張に起因してコンクリート１２に空洞１５が生じている。この把握方法では、自然電位測定工程、通電時電位測定工程、および電位変化量比較工程の３つの工程を行う。以下では、鉄筋コンクリート構造物１０として、鉄筋コンクリート造の壁体の健全性を把握する場合を例示して、各作業の詳細を説明する。対象となる鉄筋コンクリート構造物１０としては、壁体の他にも例えばスラブ（道路橋の床版等）や梁体、柱体などが例示できる。

自然電位測定工程では、鉄筋１１およびコンクリート１２に電流を流していない状態の鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位を鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａの検知位置Ｄから電位測定装置１により測定する。鉄筋コンクリート構造物１０の鉄筋１１の腐食を診断する方法として知られている自然電位法と同様に、公知の電位測定装置１を用いて、電位測定装置１の測定部１ａを、健全性を把握する鉄筋１１の対象箇所Ｔに対向する鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａの検知位置Ｄに押し当てることで、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位を測定する。

健全なコンクリート１２は、セメントの水和反応によって生成した水酸化カルシウムなどのアルカリイオンによって強いアルカリ性（ｐＨ１２程度）を示す。腐食していない健全な状態の鉄筋１１は、この強アルカリ性により表面に不動態被膜が形成されて保護されている。ところが、塩害やコンクリート１２の中性化などにより鉄筋１１の不動態被膜が破壊されると、鉄筋１１を形成する鉄がイオン化して電子を生成するアノード反応（Ｆｅ→Ｆｅ^２＋＋２ｅ^－）と、生成された電子が水および酸素と反応するカソード反応（Ｈ_２Ｏ+１／２Ｏ_２＋２ｅ^－→２ＯＨ^－）が進行する。

そして、溶け出した鉄イオンが水酸化イオンと反応し、さらにコンクリート１２中の酸素との反応が進行して、腐食生成物（所謂、さび）が生成されることで鉄筋１１の腐食が進行する。このように、コンクリート１２に埋設された鉄筋１１の腐食は電気化学反応に基づいて進行するため、鉄筋１１の不動態被膜が存在する箇所と不動態被膜が破壊された腐食箇所とでは、鉄筋１１の自然電位が異なる。従来技術の自然電位法では、前述した鉄筋１１の電気化学的な性質を利用して、鉄筋１１の自然電位の測定結果に基づいて鉄筋１１の腐食の有無を把握している。

鉄筋１１の自然電位はコンクリート１２の含水率や測定条件などによって変わる。また、コンクリート１２中にひび割れや空洞１５が存在している場合には、鉄筋１１の自然電位を精度よく測定できないことがある。そのため、自然電位の測定値だけでは、鉄筋１１の腐食が生じている可能性は把握できても、鉄筋１１の腐食やその他の原因で生じているコンクリート１２中のひび割れや空洞１５が存在している箇所や範囲を把握することはできない。そこで、本発明では、鉄筋コンクリート構造物１０を構成する鉄筋１１およびコンクリート１２の健全性をより明瞭かつ網羅的に把握するために、自然電位測定工程に加えて、さらに、通電時電位測定工程および電位変化量比較工程を行う。即ち、本発明は従来の自然電位法を利用しつつ、更なる工夫、改善を施した内容になっている。

図１および図２に例示するように、通電時電位測定工程では、通電装置２の陰極（排流端子）３を、鉄筋コンクリート構造物１０を構成する鉄筋１１に電気的に接続し、通電装置２の陽極４を鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａの検知位置Ｄに設置する。そして、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に電流を流した状態の鉄筋１１の対象箇所Ｔの通電時の電位を、鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａの検知位置Ｄから電位測定装置１により測定する。

より具体的には、鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａからコンクリート１２に、鉄筋１１まで連通する穴１３を形成し、通電装置２の陰極３を鉄筋１１に電気的に接続する。陰極３の接続位置は、健全性を把握する鉄筋１１に電気的に接続されていて電流が流れる条件であれば、健全性を把握する鉄筋１１と異なる鉄筋１１であってもよい。鉄筋１１または鉄筋１１に電気的に接続されている別の鉄筋１１に、陰極３を接続可能な露出した部分が存在する場合には、前述した穴１３を形成する作業は省略できる。鉄筋コンクリート構造物１０は基本的に、配力鉄筋などを介して鉄筋１１どうしが電気的に接続された構造になっているので、いずれか１本の鉄筋１１に陰極３を接続して電流を流すことで、同じ鉄筋コンクリート構造物１０を構成している他の鉄筋１１にも電流を流すことができる。それ故、複数ヶ所の鉄筋１１の健全性を把握する場合にも、それぞれの鉄筋１１に対して陰極３を接続するための穴１３を形成する必要はない。

そして、通電装置２の陽極４を鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａに設置する。この実施形態では、面状の陽極４を鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａに複数張り付けて設置している。陽極４の形状やサイズ、配置数、設置方法等は特に限定されず、面状の陽極４の他にも例えば、線状の陽極４や網状の陽極４、点状の陽極４などを使用することもできる。また、より精度を求める場合には、隣り合う鉄筋１１どうしの間隔よりも小さいサイズの陽極４を使用することが望ましく、測点数を細かくすることで劣化範囲を推定することもできる。

陽極４は、鉄筋１１の対象箇所Ｔに出来るだけ近い位置に対向させて設置することが好ましい。ただし、電位測定装置１により鉄筋１１の対象箇所Ｔの電位を測定できるように、電位測定装置１の測定部１ａを押し当てる検知位置Ｄの表面１０ａは陽極４で覆うことなく露出した状態にしておく。この実施形態の面状の陽極４には、電位測定装置１の測定部１ａが貫通可能な複数の孔部５が設けられていて、それらの孔部５に測定部１ａを貫通させた状態で鉄筋１１の対象箇所Ｔの電位を測定できる構成になっている。

陽極４を設置する際には、水を散布するなどして予めコンクリート１２を湿らせて、コンクリート１２が通電しやすい状態にするとよい。また、鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａに陽極４とコンクリート１２との接触抵抗を低減させる塗布材（例えば、ジェル等）を塗布し、その上に陽極４を設置するとよい。例えば、鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａに電流が流れ難い塗料などが塗装されている場合には、その塗料を除去した上で陽極４を設置するとよい。

次いで、鉄筋コンクリート構造物１０に対して陰極３と陽極４を設置した後に、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に電流を流し、その電流を流した状態の鉄筋１１の対象箇所Ｔの通電時の電位を検知位置Ｄから電位測定装置１によって測定する。電流は直流と交流のいずれでもよく、直流の場合は定電流および定電圧による印加でもよい。より好ましくは直流電流がよく、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に流す定電流を流す場合の電流の電流密度は、例えば、０．０５Ａ／ｍ^２以上１０Ａ／ｍ^２以下、より好ましくは０．０５Ａ／ｍ^２以上１Ａ／ｍ^２以下に設定するとよい。

鉄筋コンクリート構造物１０の補修方法として従来知られている電気化学的防食工法において、例えば電気防食工法であれば、鉄筋１１に流される電流の電流密度は０．００１～０．０３Ａ／ｍ^２程度であるが、本発明では、前述したように鉄筋１１およびコンクリート１２に、電気防食工法よりも電流密度が高い電流を積極的に流す。そして、その電流密度の高い電流を流した状態の鉄筋１１の対象箇所Ｔの通電時の電位を測定する。

自然電位測定工程と通電時電位測定工程の作業順は順不同であり、通電時電位測定工程を行った後に、鉄筋１１の電位変化が生じなくなった状態（自然電位の定常状態）で、自然電位測定工程を行ってもよい。また、自然電位測定工程は、鉄筋コンクリート構造物１０に通電装置２の陰極３と陽極４を設置していない状態で行うこともできるし、設置した状態で行うこともできる。対象箇所Ｔは必要に応じて鉄筋コンクリート構造物１０の任意の範囲に設定できる。したがって、鉄筋コンクリート構造物１０の一部の範囲に対して、この把握方法を適用することも全範囲を網羅するように適用することもできる。鉄筋コンクリート構造物１０の複数ヶ所の健全性を把握する場合には、鉄筋１１の複数の対象箇所Ｔに対して自然電位測定工程および通電時電位測定工程をそれぞれ行い、対象箇所Ｔ毎に測定した自然電位と通電時の電位とを記録しておく。

次いで、電位変化量比較工程では、自然電位測定工程で測定した鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位と、通電時電位測定工程で測定した鉄筋１１の対象箇所Ｔの通電時の電位との電位変化量（電位差の大きさ）に基づいて、対象箇所Ｔまたはその近傍での鉄筋１１の腐食、特定の腐食生成物、対象箇所Ｔと検知位置Ｄの間でのコンクリート１２のひび割れ、空洞１５を少なくとも把握対象（以下、把握対象という）として、鉄筋コンクリート構造物１０が健全でないことを示す把握対象のいずれかが存在しているか否かを把握する。

図３は、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位と通電時の電位の測定結果を例示したグラフ図である。横軸に示している時間ｔ０は、自然電位測定工程で鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位Ｖ０を測定し始めた時間を示している。時間ｔ１は通電時電位測定工程で鉄筋１１およびコンクリート１２への通電を開始し、鉄筋１１の対象箇所Ｔの通電時の電位を測定し始めた時間を示している。時間ｔ２は、通電開始からある程度時間が経過し、鉄筋１１の対象箇所Ｔの通電時の電位が安定した時間を示している。図３では、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位（Ｖ０）を実線で示している。そして、把握対象のいずれも存在していない場合、即ち、鉄筋１１の対象箇所Ｔおよび対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間のコンクリート１２が健全な場合の通電時の電位（Ｖ１）を太線の一点鎖線で示している。一方で、把握対象のいずれかが存在している場合、即ち、鉄筋１１の対象箇所Ｔまたは対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間のコンクリート１２の少なくともいずれかが健全ではない場合の通電時の電位（Ｖ２）を太線の破線で示している。

把握対象のいずれも存在しておらず、鉄筋１１の対象箇所Ｔおよび対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間のコンクリート１２が健全である場合には、鉄筋１１の対象箇所Ｔに電流が流れやすい状態になっている。そのため、図３の一点鎖線で例示するように、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に電流を流すと、鉄筋１１の対象箇所Ｔの電位が自然電位Ｖ０から大幅に低くなり、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位Ｖ０と通電時の電位Ｖ１との電位変化量（Ｖ０－Ｖ１）が比較的大きくなる。

一方で、把握対象のいずれかが存在しており、鉄筋１１の対象箇所Ｔまたは対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間のコンクリート１２の少なくともいずれかが健全ではない場合には、対象箇所Ｔに存在している導電性に劣る特定の腐食生成物の影響、或いは、対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間のコンクリート１２に存在するひび割れや空洞１５の影響により鉄筋１１の対象箇所Ｔに電気が流れ難い状態となる。そのため、図３の太線の破線で例示するように、把握対象のいずれかが存在している場合には、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に電流を流しても、鉄筋１１の対象箇所Ｔの電位が自然電位Ｖ０からほとんど変化せずに、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位Ｖ０と通電時の電位Ｖ２との電位変化量（Ｖ０－Ｖ２）が比較的小さくなる。

即ち、鉄筋１１の対象箇所Ｔが腐食しておらず、対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間のコンクリート１２にひび割れや空洞１５がない、鉄筋コンクリート構造物１０が健全な状態である場合には、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位と通電時の電位との電位変化量が比較的大きくなる。一方で、鉄筋１１の対象箇所Ｔが腐食している場合、対象箇所Ｔに導電性に劣る特定の腐食生成物が存在する場合、対象箇所Ｔと検知位置Ｄの間でのコンクリート１２にひび割れ、空洞１５が存在している場合の少なくともいずれかに該当する、鉄筋コンクリート構造物１０が健全ではない状態である場合には、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位と通電時の電位との電位変化量が比較的小さくなる。

この把握方法では、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に意図的に電流を流すことで、把握対象が存在していない場合と、把握対象のいずれかが存在している場合とで、鉄筋１１の対象箇所Ｔの自然電位と通電時の電位との電位変化量に顕著な差異が現れる。そのため、電位変化量に基づいて、鉄筋コンクリート構造物１０が健全でないことを示す把握対象が存在しているか否かを明瞭に把握することができる。

つまり、鉄筋１１の対象箇所Ｔが腐食している場合には、その鉄筋１１の腐食箇所１４や、鉄筋１１の腐食が原因で生じたコンクリート１２中のひび割れや空洞１５が存在している可能性がある箇所をより確実に把握できる。また、鉄筋１１の対象箇所Ｔが腐食していない場合にも、鉄筋１１の腐食以外の原因で生じたコンクリート１２中のひび割れや空洞１５が存在している場合には、そのひび割れや空洞１５が存在している可能性がある箇所をより確実に把握できる。

それ故、この把握方法は、従来の自然電位法よりも鉄筋コンクリート構造物１０のコンクリート１２中のひび割れや空洞１５の見落としを防ぐには有利である。また、この把握方法では、対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間にひび割れや空洞１５が存在していない場合にも、鉄筋１１の対象箇所Ｔが腐食している場合には、その鉄筋１１の腐食を把握できるので、従来の打音を測定分析する方法よりも鉄筋１１の腐食箇所１４の見落としを防ぐには有利である。さらに、この把握方法では、鉄筋１１の対象箇所Ｔが鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａから深い場合（例えば、５０ｍｍ～１００ｍｍ程度以上）にも、鉄筋１１の腐食の有無を把握することが可能となる。

このように、この把握方法は、比較的簡易な方法でありながら、対象箇所Ｔまたはその近傍での鉄筋１１の腐食、特定の腐食生成物、対象箇所Ｔと検知位置Ｄの間でのコンクリート１２のひび割れ、空洞１５を少なくとも把握対象として、鉄筋コンクリート構造物１０を構成する鉄筋１１およびコンクリート１２の健全性を網羅的に明瞭に把握できるので、鉄筋コンクリート構造物１０の健全性の診断を行う当業者にとって利便性が高く、非常に有益である。

この把握方法を、鉄筋１１の対象箇所Ｔを変えて鉄筋コンクリート構造物１０の複数ヶ所で行うことで、鉄筋コンクリート構造物１０において健全である範囲と健全ではない範囲（鉄筋１１が腐食している可能性がある範囲や、コンクリート１２中におけるひび割れや空洞１５が存在している可能性がある範囲）を把握することが可能である。尚、鉄筋１１の腐食を伴わない空洞１５、例えば、対象箇所Ｔと検知位置Ｄとの間のコンクリート１２に独立して形成された空洞１５は、サイズが過小であると、その存在を確実には把握できない。それ故、把握対象となるこのような空洞１５のサイズはある程度の大きさが必要である。

この把握方法では、特に、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に１Ａ／ｍ^２以上の電流密度で電流を流すと、把握対象のいずれかが存在している場合といずれも存在していない場合との電位変化量の差異がより明瞭に判別し易くなるので、鉄筋コンクリート構造物１０の健全性を明瞭に把握するにはより有利になる。

図４に例示するように、腐食していることが把握された鉄筋１１の対象箇所Ｔに対しては、その腐食箇所１４の補修領域に鉄筋１１を防食する注入材７を注入して補修することが好ましい。前述した補修領域とは、鉄筋１１の腐食箇所１４または／およびその近傍である。注入材７としては、例えば、腐食箇所１４に浸透または腐食箇所１４を被覆して、鉄筋１１の腐食を抑制する薬液（例えば、アミン系防錆剤の電解質水溶液等）や、対象箇所Ｔの近傍に存在するひび割れや空洞１５を埋める穴埋め材（例えば、セメント系材料等）などが例示できる。

この把握方法では、腐食していることが把握された鉄筋１１の対象箇所Ｔ（腐食箇所１４）の補修領域に、注入機器６により鉄筋１１を防食する注入材７を注入しつつ、上述した通電時電位測定工程と同様に、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に電流を流し、注入材７を注入中の補修領域の鉄筋１１の通電時の電位と、自然電位測定工程で測定しておいた自然電位との電位変化量に基づいて、補修領域での鉄筋１１に対する防食程度（注入材７による防食効果や、ひび割れや空洞１５に対する注入材７の充填度合い）を把握することもできる。

より具体的には、図４に例示するように、鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａから腐食していることが把握された鉄筋１１の対象箇所Ｔの補修領域に向けてドリルなどを使用して注入材７を注入するための注入穴を形成する。この実施形態では、面状の陽極４に設けられた孔部５の内側に注入穴を形成している。

そして、その注入穴に注入機器６の注入部を挿入し、通電装置２により鉄筋１１およびコンクリート１２に電流を流している状態で、鉄筋１１の補修領域（腐食箇所１４やその近傍に存在するひび割れや空洞１５）に注入材７を注入していく。そして、注入材７の注入作業と並行して、補修領域の鉄筋１１の通電時の電位を継続して測定する。

補修領域の鉄筋１１の通電時の電位と自然電位との電位変化量が大きくなるように通電時の電位が変化しているのであれば、補修領域の鉄筋１１の腐食状態が改善されており、補修領域に対する注入材７の注入作業が適切に進行していると判断できる。一方で、注入材７を注入しているにもかかわらず、補修領域の鉄筋１１の通電時の電位と自然電位との電位変化量にほとんど変化が見られない場合には、補修領域の鉄筋１１の腐食状態が改善されておらず、注入材７の注入位置や注入材７の種類などを見直す必要があると判断できる。

このように、注入材７の注入作業中に補修領域の鉄筋１１の通電時の電位を測定し、通電時の電位と自然電位との電位変化量をモニタリングすると、補修領域での鉄筋１１に対する防食程度を把握できるので、鉄筋１１の腐食箇所１４の補修をより確実に遂行できる。このように、この把握方法は、鉄筋コンクリート構造物１０の健全性を把握する単純方法としてだけでなく、鉄筋コンクリート構造物１０の健全ではない箇所が補修された鉄筋コンクリート構造物１０の製造方法として用いることができるので当業者にとって非常に有益である。

例えば、注入材７の注入作業終了後に補修領域の鉄筋１１の通電時の電位を測定し、その通電時の電位と自然電位との電位変化量に基づいて、補修領域での鉄筋１１に対する防食程度を把握することで、補修が適切に行われたか否かを判断することもできる。即ち、注入材７の注入作業を行った補修領域での鉄筋１１の通電時の電位と自然電位との電位変化量が大きければ、補修領域での鉄筋１１の腐食状態が改善され、補修領域での鉄筋１１に対する補修作業が適切に行われたと判断できる。一方で、補修領域での鉄筋１１の通電時の電位と自然電位との電位変化量が小さい場合には、補修領域での鉄筋１１の腐食状態の改善が不十分であり、再度補修作業をやり直す必要があると判断できる。

図５および図６はそれぞれ、通電装置２の陽極４として、孔部５を有しない細長の帯状の陽極４を使用する場合と、線状の陽極４を使用する場合を例示している。図５や図６に例示する実施形態のように、電位測定装置１の測定部１ａを貫通可能な孔部５や溝部を有していない陽極４を使用する場合には、電位測定装置１の測定部１ａを押し当てる検知位置Ｄの表面１０ａを避けた位置に陽極４を設置するとよい。

なお、陽極４を鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａに設置可能であり、鉄筋１１に陰極３を電気的に接続可能な通電装置２であれば、通電装置２の陰極３および陽極４の構成や、陰極３および陽極４の設置方法などは上記で例示した実施形態に限定されず、例えば、電気化学的防食工法で既に使用されている通電装置２や陽極４を利用することもできる。また、鉄筋コンクリート構造物１０の表面１０ａから鉄筋１１の電位を測定できる電位測定装置１であれば、通電装置２の構成は例示した実施形態に限定されず、例えば、電位測定装置１としてホイール式照合電極などを使用することもできる。

１電位測定装置
１ａ測定部
２通電装置
３陰極（排流端子）
４陽極
５孔部
６注入機器
７注入材
１０鉄筋コンクリート構造物
１０ａ（鉄筋コンクリート構造物の）表面
１１鉄筋
１２コンクリート
１３穴
１４腐食箇所
１５空洞
Ｔ対象箇所
Ｄ検知位置

Claims

鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法であって、
前記鉄筋コンクリート構造物を構成する鉄筋およびコンクリートに電流を流していない状態の前記鉄筋の対象箇所の自然電位を前記鉄筋コンクリート構造物の表面の検知位置から電位測定装置により測定し、
通電装置の陰極を前記鉄筋に電気的に接続し、前記通電装置の陽極を前記鉄筋コンクリート構造物の表面に設置して、前記通電装置により前記鉄筋および前記コンクリートに電流を流した状態の前記対象箇所の通電時の電位を前記検知位置から電位測定装置により測定し、
前記対象箇所またはその近傍での前記鉄筋の腐食、特定の腐食生成物、前記対象箇所と前記検知位置の間での前記コンクリートのひび割れ、空洞を少なくとも把握対象として、
前記自然電位と前記通電時の電位との電位変化量に基づいて、前記把握対象のいずれかが存在しているか否を把握することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法。
前記通電装置により前記鉄筋および前記コンクリートに０．０５Ａ／ｍ^２以上の電流密度で定電流を流す請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法。
腐食していることが把握された前記対象箇所の補修領域に前記鉄筋を防食する注入材を注入しつつ、前記通電装置により前記鉄筋および前記コンクリートに電流を流し、前記注入材を注入中の前記補修領域の前記鉄筋の通電時の電位と前記自然電位との電位変化量に基づいて、前記補修領域での前記鉄筋に対する防食程度を把握する請求項１または２に記載の鉄筋コンクリート構造物の健全性把握方法。