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JP7716066B2 - Corrosion state determination method, corrosion state determination device, and computer program capable of executing the corrosion state determination method - Google Patents
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JP7716066B2 - Corrosion state determination method, corrosion state determination device, and computer program capable of executing the corrosion state determination method - Google Patents

Corrosion state determination method, corrosion state determination device, and computer program capable of executing the corrosion state determination method

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JP7716066B2 JP2022025061A JP2022025061A JP7716066B2 JP 7716066 B2 JP7716066 B2 JP 7716066B2 JP 2022025061 A JP2022025061 A JP 2022025061A JP 2022025061 A JP2022025061 A JP 2022025061A JP 7716066 B2 JP7716066 B2 JP 7716066B2
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特許法第30条第2項適用 刊行物名:コンクリート工学年次論文集、Vol.43、No.1、2021、第1115~1120頁 発行者名:公益社団法人 日本コンクリート工学会 発行日:令和3年6月15日Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies. Publication name: Proceedings of the Japan Concrete Institute, Vol. 43, No. 1, 2021, pp. 1115-1120. Publisher: Japan Concrete Institute. Publication date: June 15, 2021.

特許法第30条第2項適用 刊行物名:コンクリート工学年次大会2021年(名古屋)、第43回「コンクリート工学講演会」ウェブサイト(https://confit.atlas.jp/guide/event/jcinenji2021/subject/1183/advanced) 発行者名:公益社団法人 日本コンクリート工学会 掲載日:令和3年7月5日Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies. Publication name: Japan Concrete Institute Annual Conference 2021 (Nagoya), 43rd "Concrete Engineering Lecture" website (https://confit.atlas.jp/guide/event/jcinenji2021/subject/1183/advanced). Publisher: Japan Concrete Institute. Publication date: July 5, 2021.

特許法第30条第2項適用 集会名:コンクリート工学年次大会2021年(名古屋)、第43回「コンクリート工学講演会」(オンライン開催) 主催者:公益社団法人 日本コンクリート工学会 開催日:令和3年7月7日(開催期間:令和3年7月7~9日)Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies. Name of the event: Japan Concrete Institute Annual Conference 2021 (Nagoya), 43rd "Concrete Institute Lecture Series" (held online). Organizer: Japan Concrete Institute (Public Interest Incorporated Association). Date: July 7, 2021 (July 7-9, 2021).

本発明は、腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a corrosion state determination method, a corrosion state determination device, and a computer program capable of executing the corrosion state determination method.

鉄筋コンクリートなど、鋼材が埋設されたコンクリート構造物においては、経年劣化による鋼材の腐食が問題となっている。コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する方法としては、たとえば特許文献1に、コンクリート構造物の表面から鋼材の自然電位を測定して、測定された自然電位に基づいて鋼材の腐食状態を判定する方法が開示されている。鋼材の自然電位を用いて鋼材の腐食状態を判定する方法では、ASTM C876として規定された評価基準を用いて、鋼材が腐食しているか否かを判定するのが一般的である。 In concrete structures with buried steel, such as reinforced concrete, corrosion of the steel due to deterioration over time is a problem. Patent Document 1, for example, discloses a method for determining the state of corrosion of steel embedded in a concrete structure, in which the natural potential of the steel is measured from the surface of the concrete structure and the state of corrosion of the steel is determined based on the measured natural potential. Methods for determining the state of corrosion of steel using the natural potential of the steel typically use the evaluation criteria specified as ASTM C876 to determine whether the steel is corroded.

特開2018-17518号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-17518

ASTM C876として規定された評価基準には、腐食状態または非腐食状態と判定される範囲以外にも、腐食状態が不確定と判定される範囲が広く存在している。したがって、実際にコンクリート構造物の鋼材の自然電位を測定しても、腐食状態が不確定と判定される部分が多く存在することになり、鋼材の腐食状態を精度よく判定することができない。それに対して、特許文献1では、鋼材の自然電位以外にも、コンクリートのかぶり厚さや含水率などの別のパラメータを採用することで、判定の精度を高める試みが行なわれている。しかし、かぶり厚さや含水率などのパラメータは、鋼材の腐食状態を直接表しているものではなく、あくまで間接的に表しているものなので、特許文献1の方法によっても、依然として十分な判定精度を得ることができない。 The evaluation standards specified in ASTM C876 include a wide range where the corrosion state is determined to be uncertain, in addition to the range where the corrosion state is determined to be either corroded or non-corroded. Therefore, even if the natural potential of the steel in a concrete structure is actually measured, there will be many areas where the corrosion state is determined to be uncertain, making it impossible to accurately determine the corrosion state of the steel. In response to this, Patent Document 1 attempts to improve the accuracy of the determination by adopting other parameters, such as the concrete cover thickness and moisture content, in addition to the natural potential of the steel. However, parameters such as cover thickness and moisture content do not directly indicate the corrosion state of the steel, but only indirectly, so the method in Patent Document 1 still does not provide sufficient accuracy in the determination.

本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、より優れた判定精度を有する腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been developed in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a corrosion state determination method, a corrosion state determination device, and a computer program capable of executing the corrosion state determination method with improved determination accuracy.

本発明の腐食状態判定方法は、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定方法であって、前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する工程と、前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する工程と、前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程とを含むことを特徴とする。 The corrosion state determination method of the present invention is a corrosion state determination method for determining the corrosion state of steel embedded in a concrete structure, and is characterized by comprising the steps of: acquiring the potential of the steel near each of a plurality of reference surfaces among the surfaces of the concrete structure; calculating the potential gradient for each of the plurality of reference surfaces; determining whether the potential gradient for each of the reference surfaces is equal to or greater than a predetermined threshold; and determining a reference surface for which the potential gradient is determined to be equal to or greater than the predetermined threshold as a boundary region where the steel near the reference surface is likely to be in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state.

また、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定する工程と、前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程と、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定する工程と、前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程とをさらに含むことが好ましい。 It is preferable that the method further includes the steps of: determining whether the potential of the reference surfaces other than the reference surface determined to be the boundary region is less than the minimum potential of the potentials of the reference surfaces determined to be the boundary region; determining the reference surfaces determined to have the potential less than the minimum potential as corrosion regions where the steel near the reference surface is likely to be in a corroded state; determining whether the potential of the reference surfaces other than the reference surface determined to be the boundary region is greater than the maximum potential of the potentials of the reference surfaces determined to be the boundary region; and determining the reference surfaces determined to have the potential greater than the maximum potential as non-corrosion regions where the steel near the reference surface is likely to be in a non-corroded state.

また、前記電位を取得する工程が、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得し、前記複数の照合点の近傍の前記鋼材の電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出する工程を含み、前記電位の勾配を算出する工程が、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程を含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the step of acquiring the potential includes a step of acquiring the potential of the steel material near each of a plurality of reference points arranged on the reference surface, and calculating the average value of the potential of the steel material near the plurality of reference points as the potential for the reference surface, and that the step of calculating the potential gradient includes a step of calculating the potential gradient for the reference surface based on the difference in potential for the plurality of reference points on the reference surface and the distance between the plurality of reference points.

また、前記複数の照合点が、前記照合表面上で第1の方向および第2の方向に沿って並んで配置されており、前記電位の勾配を算出する工程が、前記第1の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第1の方向における前記電位の勾配を第1の勾配として算出する工程と、前記第2の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第2の方向における前記電位の勾配を第2の勾配として算出する工程と、前記第1および第2の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程とを含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the plurality of match points are arranged side by side along a first direction and a second direction on the match surface, and the step of calculating the potential gradient includes a step of calculating the potential gradient in the first direction as a first gradient based on the potential difference between the plurality of match points arranged side by side along the first direction and the distance between the plurality of match points, a step of calculating the potential gradient in the second direction as a second gradient based on the potential difference between the plurality of match points arranged side by side along the second direction and the distance between the plurality of match points, and a step of calculating the potential gradient on the match surface based on the first and second gradients.

また、前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示する工程をさらに含むことが好ましい。 It is also preferable that the method further includes a step of displaying the potential and the potential gradient for each of the plurality of reference surfaces in a coordinate system in which one axis represents the potential and the other axis represents the potential gradient.

本発明の腐食状態判定装置は、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定装置であって、前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する取得部と、前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する演算部と、
前記鋼材の腐食状態を判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定するように構成されていることを特徴とする。
The corrosion state determination device of the present invention is a corrosion state determination device for determining the corrosion state of steel materials embedded in a concrete structure, and includes: an acquisition unit that acquires, for each of a plurality of reference surfaces among the surfaces of the concrete structure, the electric potential of the steel materials in the vicinity of each of the plurality of reference surfaces; and a calculation unit that calculates the gradient of the electric potential for each of the plurality of reference surfaces.
and a judgment unit that judges the corrosion state of the steel material, wherein the judgment unit is configured to judge whether the potential gradient for each of the reference surfaces is equal to or greater than a predetermined threshold, and to judge a reference surface for which it is judged that the potential gradient is equal to or greater than the predetermined threshold as a boundary region in which the steel material near the reference surface is likely to be in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state.

また、前記判定部は、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定し、前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定し、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定し、前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定するように構成されていることが好ましい。 Furthermore, the determination unit is preferably configured to determine whether the potential of the reference surfaces other than the reference surface determined to be the boundary region is less than the minimum potential of the potentials of the reference surfaces determined to be the boundary region, determine the reference surfaces determined to have the potential less than the minimum potential as corrosion regions where the steel near the reference surface is likely to be in a corroded state, determine whether the potential of the reference surfaces other than the reference surface determined to be the boundary region is greater than the maximum potential of the potentials of the reference surfaces determined to be the boundary region, and determine the reference surfaces determined to have the potential greater than the maximum potential as non-corrosion regions where the steel near the reference surface is likely to be in a non-corroded state.

また、前記取得部は、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得するように構成されており、前記演算部は、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出し、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出するように構成されていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the acquisition unit is configured to acquire the electric potential of the steel material in the vicinity of each of a plurality of match points arranged on the match surface, and the calculation unit is configured to calculate the average value of the electric potentials for the plurality of match points on the match surface as the electric potential for the match surface, and to calculate the gradient of the electric potential for the match surface based on the difference in the electric potentials for the plurality of match points on the match surface and the distance between the plurality of match points.

また、前記複数の照合点が、前記照合表面上で第1の方向および第2の方向に沿って並んで配置されており、前記演算部は、前記第1の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第1の方向における前記電位の勾配を第1の勾配として算出し、前記第2の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第2の方向における前記電位の勾配を第2の勾配として算出し、前記第1および第2の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出するように構成されていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the plurality of matching points are arranged in a row along a first direction and a second direction on the matching surface, and the calculation unit is configured to calculate the potential gradient in the first direction as a first gradient based on the potential difference between the plurality of matching points arranged in a row along the first direction and the distance between the plurality of matching points, calculate the potential gradient in the second direction as a second gradient based on the potential difference between the plurality of matching points arranged in a row along the second direction and the distance between the plurality of matching points, and calculate the potential gradient on the matching surface based on the first and second gradients.

また、前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示するように構成されている表示部をさらに備えることが好ましい。 It is also preferable that the device further comprises a display unit configured to display the potential and the potential gradient for each of the plurality of reference surfaces in a coordinate system in which one axis represents the potential and the other axis represents the potential gradient.

本発明のコンピュータプログラムは、コンピュータ上で実行されると前記コンピュータに上記腐食状態判定方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含むことを特徴とする。 The computer program of the present invention is characterized by including computer-executable instructions that, when executed on a computer, cause the computer to execute the corrosion state determination method described above.

本発明によれば、より優れた判定精度を有する腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラムを提供することができる。 The present invention provides a corrosion state determination method, a corrosion state determination device, and a computer program capable of executing the corrosion state determination method with improved determination accuracy.

本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置が組み込まれた腐食状態判定システムを示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a corrosion state determination system incorporating a corrosion state determination device according to an embodiment of the present invention. 図1の腐食状態判定システムの照合電極ユニットを照合電極側から見た斜視図である。2 is a perspective view of the reference electrode unit of the corrosion state determination system of FIG. 1 as viewed from the reference electrode side. FIG. 本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法の測定の対象となる照合表面の正面図(a)と、(a)に示された照合表面内に設けられた複数の照合点のそれぞれについて取得される電位と照合点の間の距離を示す説明図(b)である。FIG. 1A is a front view of a reference surface to be measured by a corrosion state determination device and a corrosion state determination method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing the potential obtained for each of a plurality of reference points provided within the reference surface shown in FIG. 1A and the distance between the reference points. 本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、コンクリート構造物表面内の複数の照合点について取得された鋼材の電位(自然電位)の分布を示す図である。1 is a diagram showing the distribution of the electric potential (natural potential) of steel material obtained at multiple matching points on the surface of a concrete structure by a corrosion state determination device and a corrosion state determination method according to one embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、コンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位(自然電位)の分布を示す図である。1 is a diagram showing the distribution of the potential (natural potential) of steel material obtained for multiple reference surfaces within the surface of a concrete structure using a corrosion state determination device and corrosion state determination method according to one embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、コンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位(自然電位)と電位の勾配との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the potential (natural potential) of steel and the potential gradient obtained for multiple reference surfaces within the surface of a concrete structure using a corrosion state determination device and a corrosion state determination method according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、別のコンクリート構造物表面内の複数の照合点について取得された鋼材の電位(自然電位)の分布を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the distribution of the electric potential (natural potential) of steel material obtained at multiple matching points on the surface of another concrete structure using a corrosion state determination device and a corrosion state determination method according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、別のコンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位(自然電位)の分布を示す図である。A figure showing the distribution of the potential (natural potential) of steel obtained for multiple reference surfaces within the surface of another concrete structure using a corrosion state determination device and corrosion state determination method according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、別のコンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位(自然電位)と電位の勾配との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the potential (natural potential) of the steel material and the potential gradient obtained for multiple reference surfaces within the surface of another concrete structure using a corrosion state determination device and a corrosion state determination method according to one embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラムを説明する。ただし、以下で示す実施形態は一例であり、本発明の腐食状態判定方法、装置、およびコンピュータプログラムは、以下の実施形態に限定されることはない。 The following describes a corrosion state determination method, corrosion state determination device, and computer program capable of executing the corrosion state determination method according to one embodiment of the present invention, with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and the corrosion state determination method, device, and computer program of the present invention are not limited to the following embodiment.

本発明の一実施形態に係る腐食状態判定方法および装置はそれぞれ、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する方法および装置である。本実施形態の腐食状態判定方法および装置の適用の対象となるコンクリート構造物11は、図1に示されるように、セメントにより結合されたコンクリート11a中に鋼材11bが埋設された構造物である。コンクリート構造物11としては、コンクリート中に鋼材が埋設された構造物であれば特に限定されることはないが、たとえば、河川や海上に架け渡される橋の橋梁や、高速道路等の橋脚、ダムなどの巨大な土木構造物、ビルなどの建築物が挙げられる。また、コンクリート11a中に埋設された鋼材11bとしては、図1に示される本実施形態では、格子状に配列された鉄筋が例示されているが、鋼材の種類や大きさ、鋼材の配列方法は特に限定されることはない。以下、本実施形態の腐食状態判定方法および装置を、コンクリート11a中に鋼材(鉄筋)11bが間隔dを空けて埋設されたコンクリート構造物(壁部)11における鋼材(鉄筋)11bの電位を測定して、鋼材11bの腐食状態を判定するために用いた例をもとに説明する。 A corrosion state determination method and apparatus according to one embodiment of the present invention are a method and apparatus for determining the corrosion state of steel materials embedded in a concrete structure. The concrete structure 11 to which the corrosion state determination method and apparatus of this embodiment are applied is a structure in which steel materials 11b are embedded in concrete 11a bonded with cement, as shown in FIG. 1. The concrete structure 11 is not particularly limited as long as it is a structure in which steel materials are embedded in concrete, but examples include bridges spanning rivers or the sea, piers for highways, large civil engineering structures such as dams, and buildings. In addition, in this embodiment shown in FIG. 1, the steel materials 11b embedded in the concrete 11a are exemplified by rebars arranged in a grid pattern, but the type, size, and arrangement of the steel materials are not particularly limited. The corrosion state determination method and device of this embodiment will be described below based on an example in which they are used to measure the potential of steel material (reinforcing bars) 11b in a concrete structure (wall) 11 in which steel material (reinforcing bars) 11b are embedded in concrete 11a at intervals d, and determine the corrosion state of the steel material 11b.

まず、本実施形態の腐食状態判定装置6が組み込まれ、本実施形態の腐食状態判定方法を実施するために使用される腐食状態判定システム1について説明する。ただし、本発明の腐食状態判定装置は、以下で説明する腐食状態判定システム1以外のシステムに組み込まれてもよいし、本発明の腐食状態判定方法は、以下で説明する腐食状態判定システム1以外のシステムを使用して実施することもできる。 First, we will describe a corrosion state determination system 1 that incorporates the corrosion state determination device 6 of this embodiment and is used to implement the corrosion state determination method of this embodiment. However, the corrosion state determination device of the present invention may be incorporated into a system other than the corrosion state determination system 1 described below, and the corrosion state determination method of the present invention may also be implemented using a system other than the corrosion state determination system 1 described below.

腐食状態判定システム1は、コンクリート構造物11に埋設された鋼材11bの電位を測定し、鋼材11bの腐食状態を判定する。より具体的には、腐食状態判定システム1は、コンクリート構造物11の表面から、コンクリート構造物11に埋設された鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)を測定し、測定された鋼材11bの電位から、鋼材11bの腐食状態を判定する。 The corrosion state determination system 1 measures the potential of steel material 11b embedded in the concrete structure 11 and determines the corrosion state of the steel material 11b. More specifically, the corrosion state determination system 1 measures the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b embedded in the concrete structure 11 from the surface of the concrete structure 11, and determines the corrosion state of the steel material 11b from the measured potential of the steel material 11b.

腐食状態判定システム1は、図1に示されるように、コンクリート構造物11における基準位置に接触する基準接触部2と、コンクリート構造物11の表面における照合表面11dに接触する照合電極ユニット3と、基準接触部2と照合電極ユニット3とが接続され、基準接触部2と照合電極ユニット3との間の電位差を計測する電位差計測装置4とを備えている。腐食状態判定システム1によれば、基準接触部2が接触する基準位置における電位と、照合電極ユニット3が接触する照合表面11dの近傍(かぶり厚さ方向の略真下近傍)に位置する鋼材11bの自然電位との間の電位差が電位差計測装置4により計測される。 As shown in FIG. 1, the corrosion state determination system 1 comprises a reference contact part 2 that contacts a reference position on the concrete structure 11, a reference electrode unit 3 that contacts a reference surface 11d on the surface of the concrete structure 11, and a potential difference measuring device 4 that connects the reference contact part 2 and the reference electrode unit 3 and measures the potential difference between the reference contact part 2 and the reference electrode unit 3. According to the corrosion state determination system 1, the potential difference measuring device 4 measures the potential difference between the potential at the reference position where the reference contact part 2 contacts and the natural potential of the steel material 11b located near (approximately directly below in the cover thickness direction) the reference surface 11d where the reference electrode unit 3 contacts.

電位差計測装置4により計測される電位差は、基準位置をコンクリート構造物11に埋設された鋼材11bとした場合には、照合電極ユニット3が接触する照合表面11d近傍の鋼材11bの自然電位を示す。また、電位差計測装置4により計測される電位差は、基準位置をコンクリート構造物11の表面(基準表面11c)とした場合には、基準表面11c近傍の鋼材11bの自然電位と、照合表面11d近傍の鋼材11bの自然電位との差(相対電位)を示す。前者の場合には、たとえば、鋼材11bの自然電位が所定の電位値(第1の閾値、たとえばASTM C876では-350mVと規定される)以下であれば、その位置の鋼材11bが90%以上の確率で腐食していると判定され、鋼材11bの自然電位が所定の電位値(第2の閾値、たとえばASTM C876では-200mVと規定される)よりも大きければ、その位置の鋼材11bが90%以上の確率で腐食していないと判定される。また、後者の場合には、たとえば、基準表面11c近傍の鋼材11bの自然電位よりも、照合表面11d近傍の鋼材11bの自然電位が、所定の電位値よりも低ければ、照合表面11d表面近傍の鋼材11bが腐食している可能性があると判定され、別の所定の電位値よりも大きければ、照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食していない可能性があると判定される。なお、鋼材11bの自然電位とは、外部から電位が印加されていない状態の鋼材11bが有する電位のことであり、公知の自然電位測定方法により測定される自然電位のことである。 When the reference position is the steel material 11b buried in the concrete structure 11, the potential difference measured by the potential difference measuring device 4 indicates the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11d with which the reference electrode unit 3 comes into contact. Furthermore, when the reference position is the surface of the concrete structure 11 (reference surface 11c), the potential difference measured by the potential difference measuring device 4 indicates the difference (relative potential) between the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11c and the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11d. In the former case, for example, if the natural potential of the steel material 11b is equal to or lower than a predetermined potential value (a first threshold value, e.g., −350 mV in ASTM C876), the steel material 11b at that position is determined to be corroded with a probability of 90% or higher. If the natural potential of the steel material 11b is higher than a predetermined potential value (a second threshold value, e.g., −200 mV in ASTM C876), the steel material 11b at that position is determined to be not corroded with a probability of 90% or higher. In the latter case, for example, if the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11d is lower than the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11d by a predetermined potential value, the steel material 11b near the reference surface 11d is determined to be corroded. If the natural potential is higher than another predetermined potential value, the steel material 11b near the reference surface 11d is determined to be not corroded. The natural potential of steel material 11b refers to the potential of steel material 11b when no external potential is applied, and is the natural potential measured using a known natural potential measurement method.

基準接触部2は、照合電極ユニット3が接触する照合表面11dで測定される鋼材11bの自然電位に対して基準となる電位を有する基準位置に接触される電極部材である。基準接触部2は、リード線などの導線5を介して電位差計測装置4の一方の端子に電気的に接続される。基準接触部2としては、図1に示されるように、照合表面11d近傍の鋼材11bの自然電位を測定する場合には、基準位置となる鋼材11bに接触される基準端子21を用いることができる。基準端子21としては、公知のワニ口クリップなどを用いることができる。また、照合表面11d近傍の鋼材11bの相対電位を測定する場合には、基準となる自然電位(基準電位)を有する鋼材11bの領域近傍のかぶり厚さ方向(鋼材11bの領域近傍の略真上)に位置する、コンクリート構造物11の表面(基準表面11c)に接触される基準電極22を基準接触部2として用いることができる。基準電極22としては、銅/硫酸銅電極、銀/塩化銀電極、カロメル電極など公知の電極を採用することができる。 The reference contact 2 is an electrode member that is brought into contact with a reference position having a potential that serves as a reference for the natural potential of the steel material 11b measured at the reference surface 11d that the reference electrode unit 3 contacts. The reference contact 2 is electrically connected to one terminal of the potential difference measuring device 4 via a conductor 5, such as a lead wire. As shown in FIG. 1, when measuring the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11d, a reference terminal 21 that is brought into contact with the steel material 11b serving as the reference position can be used as the reference contact 2. A well-known alligator clip or the like can be used as the reference terminal 21. Furthermore, when measuring the relative potential of the steel material 11b near the reference surface 11d, a reference electrode 22 that is brought into contact with the surface (reference surface 11c) of the concrete structure 11 located in the cover thickness direction near the area of the steel material 11b that has the reference natural potential (reference potential) (approximately directly above the area near the steel material 11b) can be used as the reference contact 2. The reference electrode 22 can be a known electrode such as a copper/copper sulfate electrode, a silver/silver chloride electrode, or a calomel electrode.

照合電極ユニット3は、基準となる電位に対して測定の対象となる自然電位を有する鋼材11bの領域近傍のかぶり厚さ方向(鋼材11bの領域近傍の略真上)に位置する、コンクリート構造物11の表面(照合表面11d)に接触される電極部材である。照合電極ユニット3は、リード線などの導線5を介して電位差計測装置4の他方の端子に電気的に接続される。照合電極ユニット3は、特に限定されることはなく、照合表面11dの形状および大きさに対応するように設計される。 The reference electrode unit 3 is an electrode member that comes into contact with the surface (reference surface 11d) of the concrete structure 11, located in the cover thickness direction near the area of the steel material 11b that has a natural potential to be measured relative to the reference potential (substantially directly above the area near the steel material 11b). The reference electrode unit 3 is electrically connected to the other terminal of the potential difference measuring device 4 via a conductor 5 such as a lead wire. The reference electrode unit 3 is not particularly limited and is designed to correspond to the shape and size of the reference surface 11d.

照合電極ユニット3は、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位を測定することができればよく、その構造は特に限定されない。本実施形態では、照合電極ユニット3は、図1および図2に示されるように、複数の照合電極31と、照合表面11dの大きさに対応する大きさに形成され、複数の照合電極31を支持する照合電極支持部32とを備えている。複数の照合電極31は、照合電極ユニット3が照合表面11dに配置されたときに、照合表面11d内の複数の照合点11e(図3(a)参照)に同時に接触されるように構成されている。これにより、鋼材11bの複数の領域の電位を同じタイミングで測定することができるので、鋼材11bの複数の領域の電位を効率的に測定することができる。さらに、複数の照合電極31は、少なくとも同じ照合表面11d内において、鋼材11bの複数の領域の電位を、複数の照合点11eの経時変化の影響を受けることなく測定することができる。ただし、照合電極ユニット3は、照合表面11dの大きさに対応する単一の照合電極を備えていてもよい。 The reference electrode unit 3 is not particularly limited in structure, as long as it can measure the potential of the steel material 11b near the reference surface 11d. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the reference electrode unit 3 includes multiple reference electrodes 31 and a reference electrode support portion 32 sized to correspond to the size of the reference surface 11d and supporting the multiple reference electrodes 31. When the reference electrode unit 3 is placed on the reference surface 11d, the multiple reference electrodes 31 are configured to simultaneously contact multiple reference points 11e (see FIG. 3(a)) within the reference surface 11d. This allows the potentials of multiple regions of the steel material 11b to be measured simultaneously, thereby enabling efficient measurement of the potentials of multiple regions of the steel material 11b. Furthermore, the multiple reference electrodes 31 can measure the potentials of multiple regions of the steel material 11b, at least within the same reference surface 11d, without being affected by changes in the multiple reference points 11e over time. However, the reference electrode unit 3 may also include a single reference electrode corresponding to the size of the reference surface 11d.

照合電極ユニット3は、鋼材11bの複数の領域の電位を同時に測定することができればよく、複数の照合電極31の配置は特に限定されない。本実施形態では、複数の照合電極31は、図3に示された照合表面11d内の複数の照合点11eに対応するように、照合電極支持部32に、第1の方向Xおよび第2の方向Yを含む面内で互いに間隔を置いて2次元に配列されている。複数の照合電極31のうち最も近接して配列される照合電極31間の間隔(照合点11eの間の距離dx、dyに対応)は、コンクリート構造物11に離間して埋設された2つの鋼材11b間の距離dよりも小さいことが好ましく、最も離間して配列される照合電極31間の間隔(照合点11eの間の距離dx、dyの2倍に対応)は、コンクリート構造物11に離間して埋設された2つの鋼材11b間の距離dよりも大きいことが好ましい。複数の照合電極31がこのように配列されることにより、照合電極ユニット3が照合表面11dに配置されたときに、複数の鋼材11b間の距離dよりも短い間隔で複数の照合電極31が照合表面11d内の表面に接触する。このような複数の照合電極31を用いることで、鉄筋探査機などにより事前に鋼材11bの埋設された位置を確認しなくても、鋼材11bの複数の領域の電位を実質的に漏れなく同時に測定することができる。 The reference electrode unit 3 is only required to be able to simultaneously measure the potential of multiple regions of the steel material 11b, and the arrangement of the multiple reference electrodes 31 is not particularly limited. In this embodiment, the multiple reference electrodes 31 are arranged two-dimensionally at intervals within a plane including the first direction X and the second direction Y on the reference electrode support portion 32, so as to correspond to the multiple reference points 11e within the reference surface 11d shown in FIG. 3. The spacing between the closest reference electrodes 31 (corresponding to the distance dx, dy between the reference points 11e) is preferably smaller than the distance d between two steel materials 11b embedded at a distance in the concrete structure 11, and the spacing between the furthest reference electrodes 31 (corresponding to twice the distance dx, dy between the reference points 11e) is preferably greater than the distance d between two steel materials 11b embedded at a distance in the concrete structure 11. By arranging the multiple reference electrodes 31 in this manner, when the reference electrode unit 3 is placed on the reference surface 11d, the multiple reference electrodes 31 come into contact with the surface of the reference surface 11d at intervals shorter than the distance d between the multiple steel materials 11b. By using such multiple reference electrodes 31, the potential of multiple areas of the steel material 11b can be measured simultaneously and virtually without omission, without the need to confirm the buried position of the steel material 11b in advance using a rebar detector or the like.

照合電極ユニット3の複数の照合電極31は、本実施形態では、図3(a)に示された照合表面11d内の複数の照合点11eの配置を参照して説明すると、第1の方向Xに沿って略等間隔(第1の方向Xにおける照合点11eの間の距離dxに対応)および第2の方向Yに沿って略等間隔(第2の方向Yにおける照合点11eの間の距離dyに対応)の行列状(または格子状)に配列されている。そして、第1の方向Xにおける照合電極31間の距離は、第2の方向Yにおける照合電極31間の距離と略等しい。なお、第1および第2の方向X、Yは、本実施形態では互いに略直交しているが、互いに対して直交以外の角度を有していてもよい。 In this embodiment, the multiple reference electrodes 31 of the reference electrode unit 3 are arranged in a matrix (or lattice) at approximately equal intervals along the first direction X (corresponding to the distance dx between the reference points 11e in the first direction X) and at approximately equal intervals along the second direction Y (corresponding to the distance dy between the reference points 11e in the second direction Y), as described with reference to the arrangement of the multiple reference points 11e on the reference surface 11d shown in FIG. 3(a). The distance between the reference electrodes 31 in the first direction X is approximately equal to the distance between the reference electrodes 31 in the second direction Y. Note that although the first and second directions X and Y are approximately perpendicular to each other in this embodiment, they may also be at an angle other than perpendicular to each other.

照合電極ユニット3には、図2に示された例では、3×3=9個の照合電極31が設けられている。しかし、照合電極31の数は、対象とするコンクリート構造物11の表面に応じて任意に設定することが可能である。照合電極31の数は、たとえば、1個であってもよく、その場合、照合電極31は、照合表面11d全体を覆うような大きさに形成することができる。あるいは、照合電極31の数は、たとえば、2×2=4個、4×4=16個、5×5=25個、3×4=12個、3×5=15個などとすることもできる。照合電極31としては、銅/硫酸銅電極、銀/塩化銀電極、カロメル電極など公知の電極を採用することができる。 In the example shown in FIG. 2, the reference electrode unit 3 is provided with 3 x 3 = 9 reference electrodes 31. However, the number of reference electrodes 31 can be set arbitrarily depending on the surface of the concrete structure 11 in question. The number of reference electrodes 31 may be, for example, one, in which case the reference electrode 31 can be formed to a size that covers the entire reference surface 11d. Alternatively, the number of reference electrodes 31 can be, for example, 2 x 2 = 4, 4 x 4 = 16, 5 x 5 = 25, 3 x 4 = 12, 3 x 5 = 15, etc. Known electrodes such as copper/copper sulfate electrodes, silver/silver chloride electrodes, and calomel electrodes can be used as the reference electrodes 31.

照合電極ユニット3が接触する照合表面11dは、電位の測定の対象となる鋼材11bの領域に応じて、その領域のかぶり厚さ方向(鋼材11bの領域の略真上)のコンクリート構造物11の表面に適宜設定することができる。たとえば、コンクリート構造物11の一部または全部に亘って鋼材11bの腐食状態の分布を調べたい場合には、複数の照合表面11dが互いに隣接して配置されることが好ましく、たとえば、互いに略直交する第1の方向Xおよび/または第2の方向Yに沿って互いに隣接して配置されることが好ましい。それによって、コンクリート構造物11の表面に亘って隙間なく、鋼材11bの電位の分布を測定して、鋼材11bの腐食状態の分布を調べることができる。照合表面11dの大きさは、特に限定されることはないが、たとえば図3(a)に示されるように照合表面11dが複数の照合点11eを含む場合には、隣り合う鋼材11bに跨る大きさに設定されることが好ましい。ただし、照合表面11dは、互いに離間して配置された複数の照合点11eを含むことなく、その全体が測定対象であってもよい。その場合は、照合表面11dは、鋼材11bの幅などに対応する大きさであってもよい。 The reference surface 11d with which the reference electrode unit 3 contacts can be appropriately set on the surface of the concrete structure 11 in the cover thickness direction of the region of the steel material 11b (substantially directly above the region of the steel material 11b) depending on the region of the steel material 11b to be measured for potential. For example, if it is desired to examine the distribution of the corrosion state of the steel material 11b across part or all of the concrete structure 11, it is preferable to arrange multiple reference surfaces 11d adjacent to each other, for example, along the first direction X and/or the second direction Y, which are substantially perpendicular to each other. This allows the potential distribution of the steel material 11b to be measured seamlessly across the surface of the concrete structure 11, thereby examining the distribution of the corrosion state of the steel material 11b. The size of the reference surface 11d is not particularly limited, but is preferably set to a size that spans adjacent steel materials 11b, for example, when the reference surface 11d includes multiple reference points 11e, as shown in Figure 3(a). However, the reference surface 11d may be the entire object of measurement, without including multiple reference points 11e spaced apart from one another. In this case, the reference surface 11d may be sized to correspond to the width of the steel material 11b.

照合表面11dは、本実施形態では、図3(a)に示されるように、複数の照合点11eを含んでいる。複数の照合点11eは、照合電極ユニット3の複数の照合電極31の配置に対応して、第1の方向Xおよび第2の方向Yを含む面内で互いに間隔を置いて2次元に配列されている。このように1つの照合表面11d内に複数の照合点11eを設けることで、単一の照合点を設ける場合と比べて、より詳細な電位分布を調べることができる。さらに、複数の照合点11eのうちいずれかで異常値が偶然測定されたとしても、照合表面11d内で平均化することでその異常値の影響を小さく抑えることができるので、照合表面11dについての電位を、より高い精度で得ることができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3(a), the reference surface 11d includes a plurality of reference points 11e. The plurality of reference points 11e are arranged two-dimensionally at intervals within a plane including the first direction X and the second direction Y, corresponding to the arrangement of the plurality of reference electrodes 31 of the reference electrode unit 3. By providing a plurality of reference points 11e within a single reference surface 11d in this manner, it is possible to examine the potential distribution in more detail than when a single reference point is provided. Furthermore, even if an abnormal value is accidentally measured at one of the plurality of reference points 11e, the influence of the abnormal value can be minimized by averaging it within the reference surface 11d, thereby enabling the potential on the reference surface 11d to be obtained with greater accuracy.

照合表面11dは、複数の照合点11eを含んでいればよく、複数の照合点11eの配置は特に限定されない。本実施形態では、複数の照合点11eは、図3に示されるように、第1の方向Xに沿って略等間隔および第2の方向Yに沿って略等間隔の行列状(または格子状)に配列されている。そして、第1の方向Xにおける照合点11eの間の距離dxは、第2の方向Yにおける照合点11eの間の距離dyと略等しい。複数の照合点11eのうち最も近接して配列される照合点11eの間の距離dx、dyは、コンクリート構造物11に離間して埋設された2つの鋼材11bの間の距離dよりも小さいことが好ましく、最も離間して配列される照合点11eの間の間隔(図示された例では、照合点11eの間の距離dx、dyの2倍に対応)は、コンクリート構造物11に離間して埋設された2つの鋼材11bの間の距離dよりも大きいことが好ましい。複数の照合点11eがこのように配列されることにより、鉄筋探査機などにより事前に鋼材11bの埋設された位置を確認しなくても、照合電極ユニット3が照合表面11dに配置されたときに、鋼材11bの複数の領域の電位を実質的に漏れなく測定することができる。なお、第1および第2の方向X、Yは、上述したように、本実施形態では互いに略直交しているが、互いに対して直交以外の角度を有していてもよい。 The matching surface 11d may include multiple matching points 11e, and the arrangement of the multiple matching points 11e is not particularly limited. In this embodiment, the multiple matching points 11e are arranged in a matrix (or lattice) at approximately equal intervals along the first direction X and at approximately equal intervals along the second direction Y, as shown in FIG. 3. The distance dx between the matching points 11e in the first direction X is approximately equal to the distance dy between the matching points 11e in the second direction Y. The distance dx, dy between the matching points 11e arranged closest to each other is preferably smaller than the distance d between two steel materials 11b embedded at a distance in the concrete structure 11. The distance between the matching points 11e arranged at the greatest distance (corresponding to twice the distance dx, dy between the matching points 11e in the illustrated example) is preferably larger than the distance d between two steel materials 11b embedded at a distance in the concrete structure 11. By arranging multiple reference points 11e in this manner, when the reference electrode unit 3 is placed on the reference surface 11d, the potential of multiple regions of the steel material 11b can be measured without any omissions, even without having to confirm the buried position of the steel material 11b in advance using a rebar detector or the like. Note that, as described above, the first and second directions X and Y are approximately perpendicular to each other in this embodiment, but they may also be at an angle other than perpendicular to each other.

電位差計測装置4は、基準接触部2(基準端子21または基準電極22)が接触する基準位置と照合電極ユニット3(複数の照合電極31のそれぞれ)が接触する照合表面11d(複数の照合点11eのそれぞれ)との間の電位差を計測する。図1に示されるように、電位差計測装置4の一方の端子は、リード線などの導線5を介して基準接触部2(基準端子21または基準電極22)に電気的に接続され、電位差計測装置4の他方の端子は、リード線などの導線5を介して照合電極ユニット3(複数の照合電極31のそれぞれ)に電気的に接続されている。電位差計測装置4としては、公知の自然電位測定法で用いられる電位差計を用いることができる。 The potential difference measuring device 4 measures the potential difference between the reference position where the reference contact portion 2 (reference terminal 21 or reference electrode 22) contacts and the reference surface 11d (each of the multiple reference points 11e) where the reference electrode unit 3 (each of the multiple reference electrodes 31) contacts. As shown in FIG. 1, one terminal of the potential difference measuring device 4 is electrically connected to the reference contact portion 2 (reference terminal 21 or reference electrode 22) via a conductor 5 such as a lead wire, and the other terminal of the potential difference measuring device 4 is electrically connected to the reference electrode unit 3 (each of the multiple reference electrodes 31) via a conductor 5 such as a lead wire. The potential difference measuring device 4 can be a potentiometer used in a known natural potential measurement method.

腐食状態判定システム1はさらに、図1に示されるように、腐食状態判定装置6を備えている。腐食状態判定装置6は、コンクリート構造物11に埋設された鋼材11bの腐食状態を判定するように構成されている。腐食状態判定装置6は、本実施形態では、電位差計測装置4とデータ通信可能に接続され、電位差計測装置4を制御するとともに、電位差計測装置4から、電位差計測装置4で計測された電位差を取得する。腐食状態判定装置6は、必要に応じて、取得した電位差の較正処理を行なって、取得した電位差を照合表面11dまたは照合点11e近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)として処理する。腐食状態判定装置6は、照合表面11dまたは照合点11e近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)を用いて鋼材11bの腐食状態を判定する。 As shown in FIG. 1, the corrosion state determination system 1 further includes a corrosion state determination device 6. The corrosion state determination device 6 is configured to determine the corrosion state of steel material 11b embedded in the concrete structure 11. In this embodiment, the corrosion state determination device 6 is connected to the potential difference measurement device 4 so as to be able to communicate data with the potential difference measurement device 4, and controls the potential difference measurement device 4 while acquiring the potential difference measured by the potential difference measurement device 4 from the potential difference measurement device 4. The corrosion state determination device 6 calibrates the acquired potential difference as necessary and processes the acquired potential difference as the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near the reference surface 11d or the reference point 11e. The corrosion state determination device 6 determines the corrosion state of the steel material 11b using the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near the reference surface 11d or the reference point 11e.

腐食状態判定装置6は、たとえば、USBケーブル、ネットワークケーブル、インターネット回線などを介して電位差計測装置4に接続される。腐食状態判定装置6は、本実施形態では、図1に示されるように、取得部61、演算部62、判定部63、および任意で表示部64を備えている。腐食状態判定装置6としては、特に限定されることはなく、たとえば、主に取得部61、演算部62および判定部63を構成可能なCPUなどの演算処理装置、メモリ、ハードディスクなどの記憶装置、ネットワークインターフェースなどの通信装置、キーボード・マウスなどの入力装置、および主に表示部64を構成可能な液晶ディスプレイなどの表示装置などを内部または外部に備えたコンピュータなどの公知の計算装置を用いることができる。 The corrosion state determination device 6 is connected to the potential difference measuring device 4 via, for example, a USB cable, a network cable, an internet line, or the like. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the corrosion state determination device 6 includes an acquisition unit 61, a calculation unit 62, a determination unit 63, and optionally, a display unit 64. The corrosion state determination device 6 is not particularly limited, and can be, for example, a well-known computing device such as a computer that includes internally or externally a processing unit such as a CPU that can mainly configure the acquisition unit 61, calculation unit 62, and determination unit 63, a storage device such as a memory or hard disk, a communication device such as a network interface, an input device such as a keyboard and mouse, and a display device such as a liquid crystal display that can mainly configure the display unit 64.

取得部61は、コンクリート構造物11の表面のうち複数の照合表面11dのそれぞれについて、複数の照合表面11dのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)を取得するように構成されている。取得部61は、本実施形態では、複数の照合表面11dのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得するために、電位差計測装置4から、コンクリート構造物11における基準位置とコンクリート構造物11の表面における複数の照合表面11dのそれぞれとの間の電位差を取得する。電位差計測装置4から取得される電位差は、必要に応じて較正処理が行なわれて、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)として処理される。上述したように、照合表面11dについての電位は、基準位置がコンクリート構造物11の鋼材11bである場合は、照合表面11d近傍の鋼材11bの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物11表面の基準表面11cである場合は、基準表面11c近傍の鋼材11bに対する照合表面11d近傍の鋼材11bの相対電位を示す。照合表面11dについての電位は、たとえば、照合表面11dの位置と対応付けられて、腐食状態判定装置6の内部または外部の記憶装置に記憶される。腐食状態判定装置6は、コンクリート構造物11の表面上で互いに隣接して(たとえば、第1の方向Xおよび/または第2の方向Yに沿って互いに隣接して)配置された照合表面11dについての電位を取得することで、コンクリート構造物11内の鋼材11bの電位分布を調べることができる。 The acquisition unit 61 is configured to acquire the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near each of the multiple reference surfaces 11d on the surface of the concrete structure 11. In this embodiment, to acquire the potential of the steel material 11b near each of the multiple reference surfaces 11d, the acquisition unit 61 acquires the potential difference between a reference position on the concrete structure 11 and each of the multiple reference surfaces 11d on the surface of the concrete structure 11 from the potential difference measurement device 4. The potential difference acquired from the potential difference measurement device 4 is calibrated as necessary and processed as the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near the reference surface 11d. As described above, the potential of the reference surface 11d indicates the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11d when the reference position is the steel material 11b of the concrete structure 11. When the reference position is the reference surface 11c on the surface of the concrete structure 11, the potential indicates the relative potential of the steel material 11b near the reference surface 11d relative to the steel material 11b near the reference surface 11c. The potential of the reference surface 11d is stored, for example, in a storage device internal or external to the corrosion state determination device 6, in association with the position of the reference surface 11d. The corrosion state determination device 6 can investigate the potential distribution of the steel material 11b within the concrete structure 11 by acquiring the potentials of the reference surfaces 11d arranged adjacent to each other on the surface of the concrete structure 11 (for example, adjacent to each other along the first direction X and/or the second direction Y).

取得部61は、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位を得るために、照合表面11d内に配置された複数の照合点11eのそれぞれについて、複数の照合点11eのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)を取得するように構成されていてもよい。その場合、取得部61は、電位差計測装置4から、コンクリート構造物11における基準位置と、照合表面11d内に配置された複数の照合点11eのそれぞれとの間の電位差を取得する。複数の照合点11eについて取得される複数の電位差は、必要に応じて較正処理が行なわれて、各照合点11e近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)として、また、後述するように同じ照合表面11d内で平均化されることで、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)として処理される。上述したように、照合点11eについての電位は、基準位置がコンクリート構造物11の鋼材11bである場合は、照合点11e近傍の鋼材11bの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物11表面の基準表面11cである場合は、基準表面11c近傍の鋼材11bに対する照合点11e近傍の鋼材11bの相対電位を示す。照合点11eについての電位は、たとえば、照合点11eの位置、および照合点11eが配置される照合表面11dの位置と対応付けられて、腐食状態判定装置6の内部または外部の記憶装置に記憶される。腐食状態判定装置6は、コンクリート構造物11の表面上の照合表面11d内で互いに間隔を空けて(たとえば、第1の方向Xおよび/または第2の方向Yに沿って互いに略等間隔で)配置された照合点11eについての電位を取得することで、コンクリート構造物11内の鋼材11bの電位分布をより詳細に調べることができる。 To obtain the potential of the steel material 11b near the reference surface 11d, the acquisition unit 61 may be configured to acquire the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near each of the multiple reference points 11e located within the reference surface 11d. In this case, the acquisition unit 61 acquires the potential difference between a reference position on the concrete structure 11 and each of the multiple reference points 11e located within the reference surface 11d from the potential difference measurement device 4. The multiple potential differences acquired for the multiple reference points 11e are calibrated as necessary and processed as the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near each reference point 11e, or are averaged within the same reference surface 11d as described below to obtain the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near the reference surface 11d. As described above, the potential at the reference point 11e indicates the natural potential of the steel material 11b near the reference point 11e when the reference position is the steel material 11b of the concrete structure 11. Alternatively, when the reference position is the reference surface 11c on the surface of the concrete structure 11, the potential indicates the relative potential of the steel material 11b near the reference point 11e relative to the steel material 11b near the reference surface 11c. The potential at the reference point 11e is stored in an internal or external storage device of the corrosion state determination device 6, for example, in association with the position of the reference point 11e and the position of the reference surface 11d on which the reference point 11e is located. The corrosion state determination device 6 can obtain the potentials at the reference points 11e that are spaced apart from one another within the reference surface 11d on the surface of the concrete structure 11 (e.g., at approximately equal intervals from one another along the first direction X and/or the second direction Y), thereby enabling a more detailed examination of the potential distribution of the steel material 11b within the concrete structure 11.

図4および図7はそれぞれ、異なるコンクリート構造物11の表面内の複数の照合表面11dに設けられた複数の照合点11eについて取得された鋼材11bの電位(図示された例では自然電位)の分布を示している。複数の照合表面11d((X1、Y1)、(X2、Y1)、・・・)は、互いに略直交する第1の方向X(図4および図7中、横方向に延びる辺に平行)および第2の方向Y(図4および図7中、縦方向に延びる辺に平行)に沿って隣接して配置されている。また、複数の照合表面11d内の複数の照合点11e((1、1)、(2、1)、・・・)は、互いに略直交する第1の方向Xおよび第2の方向Yに沿って略等間隔で配置されている。図4および図7では、それぞれの照合点11eについての電位が、それぞれの照合点11eの位置、およびそれぞれの照合点11eが配置された照合表面11dの位置と対応付けられて、数値として示されるとともに、色の濃淡の違いとして示されている。このように、取得部61が複数の照合点11eについての電位を取得することで、コンクリート構造物11表面内の照合点11e毎の鋼材11bの電位分布を調べることができる。 4 and 7 each show the distribution of the electrical potential (natural potential in the illustrated example) of the steel material 11b obtained for multiple reference points 11e provided on multiple reference surfaces 11d within the surface of a different concrete structure 11. The multiple reference surfaces 11d ((X1, Y1), (X2, Y1), ...) are arranged adjacent to each other along a first direction X (parallel to the horizontal sides in Figures 4 and 7) and a second direction Y (parallel to the vertical sides in Figures 4 and 7), which are substantially perpendicular to each other. Furthermore, the multiple reference points 11e ((1, 1), (2, 1), ...) within the multiple reference surfaces 11d are arranged at substantially equal intervals along the first direction X and the second direction Y, which are substantially perpendicular to each other. In Figures 4 and 7, the electrical potential of each reference point 11e is shown as a numerical value and as different shades of color, corresponding to the position of each reference point 11e and the position of the reference surface 11d on which each reference point 11e is located. In this way, the acquisition unit 61 acquires the potentials at multiple matching points 11e, making it possible to examine the potential distribution of the steel material 11b at each matching point 11e on the surface of the concrete structure 11.

本実施形態では、上述したように、腐食状態判定システム1が、複数の照合電極31を有する照合電極ユニット3を備えている。この照合電極ユニット3を用いることにより、取得部61は、同じ照合表面11d内の複数の照合点11eについての複数の電位を同じタイミングで取得することができる。複数の照合点11eについての複数の電位を同じタイミングで取得することで、複数の照合点11eの間の経時変化の影響を抑制することができる。ただし、取得部61は、同じ照合表面11d内の複数の照合点11eについて、同じタイミングではなく、異なるタイミングで鋼材11bの電位を取得するように構成されていてもよい。 In this embodiment, as described above, the corrosion state determination system 1 includes a reference electrode unit 3 having multiple reference electrodes 31. By using this reference electrode unit 3, the acquisition unit 61 can acquire multiple potentials for multiple reference points 11e within the same reference surface 11d at the same time. By acquiring multiple potentials for multiple reference points 11e at the same time, the effects of changes over time between the multiple reference points 11e can be suppressed. However, the acquisition unit 61 may also be configured to acquire the potential of the steel material 11b for multiple reference points 11e within the same reference surface 11d at different times rather than at the same time.

本実施形態のように照合表面11d内に複数の照合点11eが配置される場合においては、演算部62は、照合表面11d内の複数の照合点11eについての電位の平均値を照合表面11dについての電位として算出するように構成されていてもよい。これにより、複数の照合電極31のうちいずれかに電子回路のノイズなどに起因した異常値が偶然発生したとしても、その異常値の影響を小さく抑えることができるので、照合表面11dについての電位を、より高い精度で得ることができる。特に、本実施形態のように照合電極ユニット3を用いる場合、複数の照合点11eについての複数の電位が同じタイミングで取得されるので、少なくとも経時変化の影響が抑制されて、より精度の高い電位を得ることができる。ただし、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位は、照合表面11d内の複数の照合点11eの近傍の鋼材11bの電位の平均値として取得するのではなく、単一の電位として取得してもよい。 When multiple reference points 11e are arranged on the reference surface 11d, as in this embodiment, the calculation unit 62 may be configured to calculate the average value of the potentials of the multiple reference points 11e on the reference surface 11d as the potential of the reference surface 11d. This minimizes the impact of an abnormal value, even if an abnormal value due to noise in the electronic circuitry or the like occurs accidentally on one of the multiple reference electrodes 31, thereby enabling the potential of the reference surface 11d to be obtained with greater accuracy. In particular, when the reference electrode unit 3 is used, as in this embodiment, multiple potentials for the multiple reference points 11e are acquired at the same time, thereby minimizing the effects of changes over time and enabling the potential to be obtained with greater accuracy. However, the potential of the steel material 11b near the reference surface 11d may be acquired as a single potential rather than as the average value of the potentials of the steel material 11b near the multiple reference points 11e on the reference surface 11d.

図5および図8はそれぞれ、図4および図7のそれぞれに示された同じ照合表面11d内の複数の照合点11e近傍の鋼材11bの電位を平均して算出した照合表面11d近傍の鋼材11bの電位(図示された例では自然電位)の分布を示している。このように、演算部62が複数の照合点11eについての電位を平均して照合表面11dについての電位を算出することで、コンクリート構造物11表面内の照合表面11d毎の鋼材11bの電位分布を調べることができる。たとえば、図5を参照すると、従来の方法の基準(ASTM C876)によれば、(X1、Y3)、(X2、Y3)、・・・(X5、Y5)に位置する照合表面11dの近傍の鋼材11bは、その電位が第2の閾値(-200mV)よりも大きいので、90%以上の確率で腐食していないと判定される。それに対して、(X1、Y1)、(X2、Y1)、・・・(X5、Y2)に位置する照合表面11dの近傍の鋼材11bは、その電位が第1の閾値(-350mV)よりも大きく、第2の閾値以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。 5 and 8 show the distribution of the potential (natural potential in the illustrated example) of the steel material 11b near the reference surface 11d, calculated by averaging the potentials of the steel material 11b near multiple reference points 11e within the same reference surface 11d shown in Figures 4 and 7, respectively. In this way, the calculation unit 62 calculates the potential of the reference surface 11d by averaging the potentials at multiple reference points 11e, thereby enabling the potential distribution of the steel material 11b for each reference surface 11d within the surface of the concrete structure 11 to be examined. For example, referring to Figure 5, according to the conventional method standard (ASTM C876), the steel material 11b near the reference surface 11d located at (X1, Y3), (X2, Y3), ... (X5, Y5) has a potential greater than the second threshold (-200 mV), and is therefore determined to be non-corroded with a probability of 90% or more. In contrast, the potential of the steel material 11b near the reference surface 11d located at (X1, Y1), (X2, Y1), ... (X5, Y2) is greater than the first threshold (-350 mV) and less than the second threshold, so the corrosion state is determined to be uncertain.

演算部62は、複数の照合表面11dのそれぞれについて電位の勾配を算出するように構成されている。電位の勾配は、照合表面11dにおける単位長さ当たりの電位の変化を意味する。ある照合表面11dについての電位の勾配が大きければ大きいほど、その照合表面11dの近傍の鋼材11bの電位の変化が大きく、たとえば、その照合表面11dを挟んで両側の照合表面11d近傍の鋼材11b同士の電位の差異が大きい。したがって、ある照合表面11dについての電位の勾配が大きいと、その照合表面11dを挟んで両側の照合表面11dの近傍の鋼材11b同士の腐食状態が互いに大きく異なっていると推定することができる。 The calculation unit 62 is configured to calculate the potential gradient for each of the multiple reference surfaces 11d. The potential gradient refers to the change in potential per unit length on the reference surface 11d. The greater the potential gradient for a given reference surface 11d, the greater the change in potential of the steel material 11b near that reference surface 11d; for example, the greater the difference in potential between the steel materials 11b near the reference surfaces 11d on either side of that reference surface 11d. Therefore, if the potential gradient for a given reference surface 11d is large, it can be estimated that the corrosion states of the steel materials 11b near the reference surfaces 11d on either side of that reference surface 11d are significantly different from each other.

照合表面11dについての電位の勾配は、特に限定されることはなく、様々な方法によって算出可能である。たとえば、演算部62は、照合表面11d内の複数の照合点11eついての電位の差分および複数の照合点11eの間の距離dx、dy(図3(a)、(b)参照)に基づいて、照合表面11dについての電位の勾配を算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、照合電極ユニット3を使用して同じタイミングで取得された複数の電位を用いて電位の勾配を算出することで、少なくとも経時変化の影響を抑制することができ、より精度の高い電位の勾配を算出することができる。なお、照合表面11dについての電位の勾配は、上記以外にも、照合表面11dに隣接する他の照合表面11dとの間の電位の差分および距離に基づいて算出することもできる。 The potential gradient for the reference surface 11d is not particularly limited and can be calculated using a variety of methods. For example, the calculation unit 62 may be configured to calculate the potential gradient for the reference surface 11d based on the potential differences for multiple reference points 11e on the reference surface 11d and the distances dx, dy between the multiple reference points 11e (see Figures 3(a) and 3(b)). In this embodiment, by calculating the potential gradient using multiple potentials acquired at the same time using the reference electrode unit 3, it is possible to at least suppress the effects of changes over time and calculate a more accurate potential gradient. In addition to the above, the potential gradient for the reference surface 11d can also be calculated based on the potential differences and distances between the reference surface 11d and other adjacent reference surfaces 11d.

ここで、本実施形態では、図3(a)に示されるように、複数の照合点11eは、照合表面11d上で第1の方向Xおよび第2の方向Yに沿って並んで配置されている。図示された例では、複数(図示された例では9つ)の照合点11eは、互いに略直交する第1の方向Xおよび第2の方向Yのそれぞれに沿って、互いに略等間隔で行列状(または格子状)に配置されている。複数の照合点11eが第1の方向Xおよび第2の方向Yに沿って並んで配置されている場合には、演算部62は、第1の方向Xにおける電位の勾配を第1の勾配Sxとして算出し、第2の方向Yにおける電位の勾配を第2の勾配Syとして算出し、第1および第2の勾配Sx、Syに基づいて、照合表面11dについての電位の勾配Sを算出するように構成されていてもよい。たとえば、演算部62は、以下の式(1)で示されるように、第1および第2の勾配Sx、Syの2乗和の平方根を照合表面11dについての電位の勾配Sとして算出することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3(a), multiple matching points 11e are arranged side by side on the matching surface 11d along the first direction X and the second direction Y. In the illustrated example, the multiple matching points 11e (nine in the illustrated example) are arranged in a matrix (or grid) at approximately equal intervals along the first direction X and the second direction Y, which are approximately perpendicular to each other. When the multiple matching points 11e are arranged side by side along the first direction X and the second direction Y, the calculation unit 62 may be configured to calculate the potential gradient in the first direction X as a first gradient Sx, calculate the potential gradient in the second direction Y as a second gradient Sy, and calculate the potential gradient S for the matching surface 11d based on the first and second gradients Sx and Sy. For example, the calculation unit 62 can calculate the square root of the sum of the squares of the first and second gradients Sx and Sy as the potential gradient S on the reference surface 11d, as shown in the following equation (1):

ただし、Sx、Syはそれぞれ、第1および第2の方向X、Yにおける電位の勾配を表す。 Here, Sx and Sy represent the gradients of the electric potential in the first and second directions X and Y, respectively.

第1の勾配Sxは、第1の方向Xに沿って並んで配置された複数の照合点11eについての電位の差分と複数の照合点11eの間の距離dxとに基づいて算出することができる(図3(b)参照)。たとえば、第1の勾配Sxは、第1の方向Xに沿って並んで配置された複数の照合点11eのうち最も離間した2つの照合点11eについて取得された電位の差分(図3(b)中、E11-E31、E12-E32、E13-E33)を、最も離間した2つの照合点11eの間の距離(隣接する照合点11eの間の距離dxの2倍)で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点11eの対が3つあるため、第1の勾配Sxは、3つの対の照合点11eについての電位の勾配を平均することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式(2)によって表される。 The first gradient Sx can be calculated based on the potential difference between the plurality of match points 11e arranged side by side along the first direction X and the distance dx between the plurality of match points 11e (see FIG. 3B). For example, the first gradient Sx can be calculated by dividing the potential difference (E 11 -E 31 , E 12 -E 32 , E 13 -E 33 in FIG. 3B) obtained for the two most distant match points 11e among the plurality of match points 11e arranged side by side along the first direction X by the distance between the two most distant match points 11e (twice the distance dx between adjacent match points 11e). In this case, since there are three pairs of match points 11e arranged side by side, the first gradient Sx may be calculated by averaging the potential gradients for the three pairs of match points 11e. This calculation method is represented by the following equation (2).

また、第2の勾配Syは、第1の勾配Sxと同様に、第2の方向Yに沿って並んで配置された複数の照合点11eについての電位の差分と複数の照合点11eの間の距離dyとに基づいて算出することができる(図3(b)参照)。たとえば、第2の勾配Syは、第2の方向Yに沿って並んで配置された複数の照合点11eのうち最も離間した2つの照合点11eについて取得された電位の差分(図3(b)中、E11-E13、E21-E23、E31-E33)を、最も離間した2つの照合点11eの間の距離(隣接する照合点11eの間の距離dyの2倍)で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点11eの対が3つあるため、第2の勾配Syは、3つの対の照合点11eについての電位の勾配を平均化することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式(3)によって表される。 Similarly to the first gradient Sx, the second gradient Sy can be calculated based on the potential difference between the plurality of match points 11e arranged side by side along the second direction Y and the distance dy between the plurality of match points 11e (see FIG. 3B). For example, the second gradient Sy can be calculated by dividing the potential difference (E11-E13, E21 - E23 , E31 - E33 in FIG. 3B) obtained for the two most distant match points 11e among the plurality of match points 11e arranged side by side along the second direction Y by the distance between the two most distant match points 11e (twice the distance dy between adjacent match points 11e). In this case, because there are three pairs of match points 11e arranged side by side, the second gradient Sy may be calculated by averaging the potential gradients for the three pairs of match points 11e. This calculation method is expressed by the following equation (3).

ただし、E11~E33は、複数の照合点11eのそれぞれについての電位(自然電位)を表し、dx、dyはそれぞれ、第1および第2の方向X、Yにおける照合点11eの間の距離(図3(a)、(b)に示された例では、ともに100mm)を表す。 Here, E 11 to E 33 represent the electric potential (natural potential) for each of the multiple matching points 11 e, and dx and dy represent the distances between the matching points 11 e in the first and second directions X and Y, respectively (both 100 mm in the examples shown in Figures 3(a) and (b)).

判定部63は、照合表面11dのそれぞれについての電位および/または電位の勾配に基づいて、コンクリート構造物11中の鋼材11bの腐食状態を判定するように構成されている。判定部63は、その目的のために、照合表面11dのそれぞれについての電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定するように構成されている。所定の閾値は、鋼材11bの腐食状態や腐食領域の分布に応じて適宜設定することができる。たとえば、所定の閾値は、判定対象とされたコンクリート構造物11の表面内で、相対的に変化(勾配)の小さい電位が取得された照合表面11dについての電位の勾配を基準として、その基準となる電位の勾配よりも大きい範囲で設定することができる。基準となる電位の勾配としては、たとえば、腐食していない、または腐食していない可能性の高い鋼材11bの領域近傍の照合表面11dについて取得される電位の勾配や、腐食している、または腐食している可能性の高い鋼材11bの領域近傍の照合表面11dについて取得される電位の勾配を選択することができる。たとえば、以下で述べる図6および図9を参照すると、それぞれの場合の所定の閾値は、約40mV/100mm以上および約65mV/100mm以上の範囲で設定することができる。なお、所定の閾値は、判定対象とされたコンクリート構造物11の表面内以外で取得された電位についての勾配を基準として採用することもできる。この場合は、採用する電位の勾配が、判定対象とされたコンクリート構造物11の表面内において適用できることについて検証することが好ましい。 The determination unit 63 is configured to determine the state of corrosion of the steel material 11b in the concrete structure 11 based on the potential and/or potential gradient for each reference surface 11d. For this purpose, the determination unit 63 is configured to determine whether the potential gradient for each reference surface 11d is equal to or greater than a predetermined threshold. The predetermined threshold can be set appropriately depending on the state of corrosion of the steel material 11b and the distribution of corroded areas. For example, the predetermined threshold can be set to a range greater than the reference potential gradient, based on the potential gradient for a reference surface 11d for which a relatively small change (gradient) in potential has been obtained within the surface of the concrete structure 11 being evaluated. The reference potential gradient can be, for example, the potential gradient obtained for a reference surface 11d near an area of steel material 11b that is not corroded or is likely to be not corroded, or the potential gradient obtained for a reference surface 11d near an area of steel material 11b that is corroded or is likely to be corroded. For example, referring to Figures 6 and 9 described below, the predetermined threshold value in each case can be set in the range of approximately 40 mV/100 mm or more and approximately 65 mV/100 mm or more. The predetermined threshold value can also be adopted based on the gradient of the potential obtained outside the surface of the concrete structure 11 being evaluated. In this case, it is preferable to verify that the gradient of the potential adopted can be applied within the surface of the concrete structure 11 being evaluated.

判定部63は、電位の勾配が所定の閾値以上であると判定された照合表面11dを、照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定するように構成されている。判定対象とされたコンクリート構造物11の表面内で、ある照合表面11dが境界領域と判定されることで、境界領域と判定された照合表面11d近傍において鋼材11bの腐食状態が大きく変化していることを認識することができる。それにより、たとえば、境界領域であると判定された照合表面11dを挟んで両側に位置する照合表面11dの近傍の鋼材11bは、取得された電位の大きさを併せて考慮することで、腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。あるいは、境界領域と判定された照合表面11dについての電位と比較して電位が大きいか、または小さいかに応じて、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。したがって、本実施形態の腐食状態判定装置6によれば、以下でも詳しく述べるように、従来の方法では腐食状態が不確定と判定された鋼材11bの領域であっても、腐食状態または非腐食状態と判定することが可能で、腐食状態が不確定と判定される領域が少なくなり、優れた判定精度を得ることができる。 The determination unit 63 is configured to determine a reference surface 11d determined to have a potential gradient equal to or greater than a predetermined threshold as a boundary region, where the steel material 11b near the reference surface 11d is likely to be in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state. By determining a reference surface 11d as a boundary region within the surface of the concrete structure 11 being determined, it is possible to recognize that the corrosion state of the steel material 11b near the reference surface 11d determined to be a boundary region has changed significantly. For example, by taking into account the magnitude of the acquired potential, it is possible to determine that the steel material 11b near the reference surface 11d on both sides of the reference surface 11d determined to be a boundary region is likely to be corroded or not corroded. Alternatively, it is possible to determine that the steel material 11b near the reference surface 11d outside the boundary region is likely to be corroded or not corroded depending on whether the potential is higher or lower than the potential of the reference surface 11d determined to be a boundary region. Therefore, as will be described in detail below, the corrosion state determination device 6 of this embodiment can determine whether an area of the steel material 11b where the corrosion state is determined to be uncertain using conventional methods is corroded or non-corroded, reducing the number of areas where the corrosion state is determined to be uncertain and achieving excellent determination accuracy.

判定部63は、上述したように、少なくとも照合表面11dが境界領域であるか否かを判定するように構成されていればよく、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bの腐食状態については、特に限定されることはなく、様々な方法によって判定することができる。判定部63は、たとえば、境界領域と判定された照合表面11dの空間分布を基準に、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bの腐食状態を判定するように構成されていてもよい。より具体的には、判定部63は、境界領域と判定された照合表面11dに隣接する照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位よりも低い場合には、その隣接する照合表面11dを、その隣接する照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定するように構成されていてもよい。また、判定部63は、境界領域と判定された照合表面11dに隣接する照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位よりも高い場合には、その隣接する照合表面11dを、その隣接する照合表面11d近傍の鋼材11bが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定するように構成されていてもよい。 As described above, the determination unit 63 is only required to be configured to determine whether at least the reference surface 11d is a boundary region. The corrosion state of the steel material 11b near the reference surface 11d other than the boundary region is not particularly limited and can be determined using various methods. The determination unit 63 may be configured, for example, to determine the corrosion state of the steel material 11b near the reference surface 11d other than the boundary region based on the spatial distribution of the reference surface 11d determined to be a boundary region. More specifically, if the potential of a reference surface 11d adjacent to the reference surface 11d determined to be a boundary region is lower than the potential of the reference surface 11d determined to be a boundary region, the determination unit 63 may be configured to determine the adjacent reference surface 11d as a corrosion region where the steel material 11b near the adjacent reference surface 11d is likely to be corroded. Furthermore, if the potential of a reference surface 11d adjacent to a reference surface 11d determined to be a boundary region is higher than the potential of a reference surface 11d determined to be a boundary region, the determination unit 63 may be configured to determine that adjacent reference surface 11d is a non-corroded region where the steel material 11b near the adjacent reference surface 11d is likely to be in a non-corroded state.

ここで、図5および図8を参照すると、判定部63によって境界領域と判定された照合表面11dが点線で囲まれている(図5では、(X1、Y2)~(X5、Y2)の領域、図8では、(X1、Y3)~(X5、Y3)の領域)。境界領域と判定された照合表面11dを挟んで両側の照合表面11dのうち、一方側(図5および図8中、境界領域よりも上側)の照合表面11dについては、鋼材11bの電位が相対的に高く、他方側(図5および図8中、境界領域よりも下側)の照合表面11dについては、鋼材11bの電位が相対的に低い。このような電位の違いを考慮して、判定部63は、境界領域の一方側の照合表面11dを、その近傍の鋼材11bが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定することができ、境界領域の他方側の照合表面11dを、その近傍の鋼材11bが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定することができる。 Now, referring to Figures 5 and 8, the reference surface 11d determined to be a boundary area by the determination unit 63 is surrounded by a dotted line (the area (X1, Y2) to (X5, Y2) in Figure 5, and the area (X1, Y3) to (X5, Y3) in Figure 8). Of the reference surfaces 11d on either side of the reference surface 11d determined to be a boundary area, the reference surface 11d on one side (above the boundary area in Figures 5 and 8) has a relatively high potential of the steel material 11b, and the reference surface 11d on the other side (below the boundary area in Figures 5 and 8) has a relatively low potential of the steel material 11b. Taking these potential differences into account, the determination unit 63 can determine that the reference surface 11d on one side of the boundary region is a non-corroded region where the steel material 11b nearby is likely to be in a non-corroded state, and can determine that the reference surface 11d on the other side of the boundary region is a corroded region where the steel material 11b nearby is likely to be in a corroded state.

特に、図5に示された例では、境界領域の他方側(図5中、境界領域よりも下側)の照合表面11dの近傍の鋼材11bは、従来の方法の基準(ASTM C876)によれば、その電位が第1の閾値(-350mV)よりも大きく、第2の閾値(-200mV)以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定装置6によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材11bの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。なお、図5および図8に示された例に関しては、本実施形態の腐食状態判定装置6による判定結果通りに、対応する照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態または非腐食状態にあることが、他の方法により確認されている。 In particular, in the example shown in Figure 5, the steel material 11b near the reference surface 11d on the other side of the boundary region (below the boundary region in Figure 5) has a potential greater than the first threshold (-350 mV) and less than the second threshold (-200 mV) according to the standards of the conventional method (ASTM C876), and therefore is determined to have an uncertain corrosion state. However, the corrosion state determination device 6 of this embodiment can determine that even areas of the steel material 11b whose corrosion state is determined to be uncertain according to the standards of the conventional method are likely to be corroded, thereby achieving greater determination accuracy. Note that with respect to the examples shown in Figures 5 and 8, it has been confirmed by other methods that the steel material 11b near the corresponding reference surface 11d is in a corroded or non-corroded state, as determined by the corrosion state determination device 6 of this embodiment.

また、判定部63は、境界領域と判定された照合表面11dについての電位を基準に、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bの腐食状態を判定するように構成されていてもよい。ここで、図6および図9はそれぞれ、図5および図8のそれぞれに対応して、複数の照合表面11dのそれぞれについて取得された電位(図示された例では自然電位)と電位の勾配の関係を示している。図6および図9では、それぞれの照合表面11dについてのデータ点に対応して照合表面11dの位置情報((X1、Y1)など)が記載され、また、境界領域と判定された照合表面11dの近傍の鋼材11bの電位範囲が点線で囲まれている。この図6および図9を参照して説明すると、判定部63は、境界領域と判定された照合表面11d以外の照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位のうちの最小電位(図6および図9中、点線枠の右端の電位)未満であるか否かを判定するように構成されていてもよい。そして、判定部63は、電位が最小電位未満と判定された照合表面11d(図6および図9中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面11d)を、照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定するように構成されていてもよい。また、判定部63は、境界領域と判定された照合表面11d以外の照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位のうちの最大電位(図6および図9中、点線枠の左端の電位)より大きいか否かを判定するように構成されていてもよい。そして、判定部63は、電位が最大電位より大きいと判定された照合表面11d(図6および図9中、点線枠よりも左側にプロットされた照合表面11d)を、照合表面11d近傍の鋼材11bが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定するように構成されていてもよい。 The determination unit 63 may also be configured to determine the corrosion state of the steel material 11b near the reference surface 11d other than the boundary region based on the potential of the reference surface 11d determined to be a boundary region. Here, Figures 6 and 9 correspond to Figures 5 and 8, respectively, and show the relationship between the potential (natural potential in the illustrated example) and the potential gradient obtained for each of the multiple reference surfaces 11d. In Figures 6 and 9, the position information (e.g., (X1, Y1)) of the reference surface 11d is shown corresponding to the data point for each reference surface 11d, and the potential range of the steel material 11b near the reference surface 11d determined to be a boundary region is enclosed by a dotted line. Referring to Figures 6 and 9, the determination unit 63 may also be configured to determine whether the potential of the reference surface 11d other than the reference surface 11d determined to be a boundary region is less than the minimum potential of the potentials of the reference surface 11d determined to be a boundary region (the potential at the right end of the dotted line frame in Figures 6 and 9). The determination unit 63 may be configured to determine a reference surface 11d whose potential is determined to be less than the minimum potential (a reference surface 11d plotted to the right of the dotted frame in FIGS. 6 and 9 ) as a corroded region where the steel material 11b near the reference surface 11d is likely to be corroded. The determination unit 63 may also be configured to determine whether the potential of a reference surface 11d other than the reference surface 11d determined to be a boundary region is greater than the maximum potential (the potential at the left end of the dotted frame in FIGS. 6 and 9 ) among the potentials of the reference surfaces 11d determined to be boundary regions. The determination unit 63 may also be configured to determine a reference surface 11d whose potential is determined to be greater than the maximum potential (a reference surface 11d plotted to the left of the dotted frame in FIGS. 6 and 9 ) as a non-corrosion region where the steel material 11b near the reference surface 11d is likely to be non-corroded.

特に、図6に示された例では、電位が最小電位未満と判定された照合表面11d(図6中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面11d)の近傍の鋼材11bは、従来の方法の基準(ASTM C876)によれば、その電位が第1の閾値(-350mV)よりも大きく、第2の閾値(-200mV)以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定装置6によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材11bの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。なお、図6および図9に示された例に関しても、図5および図8に関して上述したのと同様に、本実施形態の腐食状態判定装置6による判定結果通りに、対応する照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態または非腐食状態にあることが、他の方法により確認されている。 In particular, in the example shown in Figure 6, the steel material 11b near the reference surface 11d (the reference surface 11d plotted to the right of the dotted frame in Figure 6) whose potential is determined to be below the minimum potential is determined to be indeterminate according to the standards of the conventional method (ASTM C876) because its potential is greater than the first threshold (-350 mV) and less than the second threshold (-200 mV). However, the corrosion state determination device 6 of this embodiment can determine that even areas of the steel material 11b whose corrosion state is determined to be indeterminate according to the standards of the conventional method are likely to be in a corroded state, thereby achieving greater determination accuracy. Note that, with respect to the examples shown in Figures 6 and 9, as described above with reference to Figures 5 and 8, it has been confirmed by other methods that the steel material 11b near the corresponding reference surface 11d is in a corroded or non-corroded state, as determined by the corrosion state determination device 6 of this embodiment.

表示部64は、複数の照合点11eおよび/または複数の照合表面11dについて取得された鋼材11bの電位および/または電位の勾配を表示する。表示部64は、本実施形態では、図6および図9に示されるように、複数の照合表面11dのそれぞれについての電位および電位の勾配を、一方の軸(図示された例では横軸)が電位を示し、他方の軸(図示された例では縦軸)が電位の勾配を示す座標系に表示するように構成されている。本実施形態の腐食状態判定装置6によれば、表示部64が照合表面11dについての電位と電位の勾配の関係をグラフ表示するように構成されていることで、鋼材11bの電位に対する電位の勾配の分布を明確に把握することができる。したがって、たとえば図4~5および図7~8に示されるように鋼材11bの電位を色の濃淡で表示する場合と比べて、境界領域を明確に把握することができ、鋼材11bの腐食状態をより明確に把握することができる。 The display unit 64 displays the potential and/or potential gradient of the steel material 11b obtained for the multiple reference points 11e and/or multiple reference surfaces 11d. In this embodiment, as shown in Figures 6 and 9, the display unit 64 is configured to display the potential and potential gradient for each of the multiple reference surfaces 11d in a coordinate system in which one axis (the horizontal axis in the illustrated example) represents the potential and the other axis (the vertical axis in the illustrated example) represents the potential gradient. According to the corrosion state determination device 6 of this embodiment, the display unit 64 is configured to graphically display the relationship between the potential and potential gradient for the reference surfaces 11d, allowing for a clear understanding of the distribution of the potential gradient relative to the potential of the steel material 11b. Therefore, compared to when the potential of the steel material 11b is displayed using color shading, as shown in Figures 4-5 and 7-8, for example, the boundary region can be clearly identified, allowing for a clearer understanding of the corrosion state of the steel material 11b.

つぎに、本実施形態の腐食状態判定方法を、本実施形態の腐食状態判定システム1を用いて実施する例を挙げて説明する。ただし、本発明の腐食状態判定方法は、以下の例に限定されることはなく、本実施形態の腐食状態判定システム1以外のシステムを用いても実施することができる。また、本実施形態の腐食状態判定方法は、特に限定されることはなく、人間によっても実行可能であるし、コンピュータ上で実行されるとコンピュータに本実施形態の腐食状態判定方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラムによっても実行可能である。なお、以下ではいくつかの工程について説明するが、工程の順序は以下の説明の順序に限定されることはない。 Next, the corrosion state determination method of this embodiment will be described using an example in which it is implemented using the corrosion state determination system 1 of this embodiment. However, the corrosion state determination method of the present invention is not limited to the example below, and can also be implemented using systems other than the corrosion state determination system 1 of this embodiment. Furthermore, the corrosion state determination method of this embodiment is not particularly limited, and can be executed by a person, or by a computer program containing computer-executable instructions that, when executed on a computer, causes the computer to execute the corrosion state determination method of this embodiment. Note that, although several steps will be described below, the order of the steps is not limited to the order described below.

本実施形態の腐食状態判定方法は、コンクリート構造物11に埋設された鋼材11bの腐食状態を判定する方法である。腐食状態判定方法は、コンクリート構造物11の表面のうち複数の照合表面11dのそれぞれについて、複数の照合表面11dのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得する工程を含んでいる。本実施形態では、複数の照合表面11dのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得するために、コンクリート構造物11における基準位置とコンクリート構造物11の表面における複数の照合表面11dのそれぞれとの間の電位差を取得する。取得した電位差は、必要に応じて較正処理を行なって、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)として処理する。上述したように、照合表面11dについての電位は、基準位置がコンクリート構造物11の鋼材11bである場合は、照合表面11d近傍の鋼材11bの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物11表面の基準表面11cである場合は、基準表面11c近傍の鋼材11bに対する照合表面11d近傍の鋼材11bの相対電位を示す。照合表面11dについての電位は、たとえば、照合表面11dの位置と対応付けて、腐食状態判定装置6の内部または外部の記憶装置に記憶させてもよい。コンクリート構造物11の表面上で互いに隣接して(たとえば、第1の方向Xおよび/または第2の方向Yに沿って互いに隣接して)配置された照合表面11dについての電位を取得することで、図5および図8に示されるように、コンクリート構造物11内の鋼材11bの電位分布を調べることができる。 The corrosion state determination method of this embodiment is a method for determining the corrosion state of steel material 11b embedded in a concrete structure 11. The corrosion state determination method includes a step of acquiring the potential of steel material 11b near each of a plurality of reference surfaces 11d among the surfaces of the concrete structure 11. In this embodiment, to acquire the potential of steel material 11b near each of the plurality of reference surfaces 11d, the potential difference between a reference position on the concrete structure 11 and each of the plurality of reference surfaces 11d on the surface of the concrete structure 11 is acquired. The acquired potential difference is calibrated as necessary and processed as the potential (natural potential or relative potential) of steel material 11b near the reference surface 11d. As described above, the potential of the reference surface 11d indicates the natural potential of the steel material 11b near the reference surface 11d when the reference position is the steel material 11b of the concrete structure 11. When the reference position is the reference surface 11c on the surface of the concrete structure 11, the potential indicates the relative potential of the steel material 11b near the reference surface 11d relative to the steel material 11b near the reference surface 11c. The potential of the reference surface 11d may be stored in a storage device internal or external to the corrosion state determination device 6, for example, in association with the position of the reference surface 11d. By obtaining the potentials of the reference surfaces 11d arranged adjacent to each other on the surface of the concrete structure 11 (e.g., adjacent to each other along the first direction X and/or the second direction Y), the potential distribution of the steel material 11b within the concrete structure 11 can be investigated, as shown in FIGS. 5 and 8 .

複数の照合表面11dのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得する工程は、照合表面11d内に配置された複数の照合点11eのそれぞれについて、複数の照合点11eのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得する工程を含んでいてもよい。本実施形態では、複数の照合点11eのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得するために、コンクリート構造物11における基準位置と、照合表面11d内に配置された複数の照合点11eのそれぞれとの間の電位差を取得する。複数の照合点11eについて取得した複数の電位差は、必要に応じて較正処理を行なって、各照合点11e近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)として、また、以下で述べるように同じ照合表面11d内で平均化することで、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位(自然電位または相対電位)として処理する。上述したように、照合点11eについての電位は、基準位置がコンクリート構造物11の鋼材11bである場合は、照合点11e近傍の鋼材11bの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物11表面の基準表面11cである場合は、基準表面11c近傍の鋼材11bに対する照合点11e近傍の鋼材11bの相対電位を示す。照合点11eについての電位は、たとえば、照合点11eの位置、および照合点11eが配置される照合表面11dの位置と対応付けて、腐食状態判定装置6の内部または外部の記憶装置に記憶させてもよい。コンクリート構造物11の表面上の照合表面11d内で互いに間隔を空けて(たとえば、第1の方向Xおよび/または第2の方向Yに沿って互いに略等間隔で)配置された照合点11eについての電位を取得することで、図4および図7に示されるように、コンクリート構造物11内の鋼材11bの電位分布をより詳細に調べることができる。 The step of acquiring the potential of the steel material 11b near each of the plurality of reference surfaces 11d may include acquiring the potential of the steel material 11b near each of the plurality of reference points 11e located within the reference surface 11d. In this embodiment, to acquire the potential of the steel material 11b near each of the plurality of reference points 11e, the potential difference between a reference position on the concrete structure 11 and each of the plurality of reference points 11e located within the reference surface 11d is acquired. The potential differences acquired for the plurality of reference points 11e are calibrated as necessary to determine the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near each reference point 11e, or are averaged within the same reference surface 11d as described below to determine the potential (natural potential or relative potential) of the steel material 11b near the reference surface 11d. As described above, the potential at the reference point 11e indicates the natural potential of the steel material 11b near the reference point 11e when the reference position is the steel material 11b of the concrete structure 11. Alternatively, when the reference position is the reference surface 11c on the surface of the concrete structure 11, the potential indicates the relative potential of the steel material 11b near the reference point 11e relative to the steel material 11b near the reference surface 11c. The potential at the reference point 11e may be stored in a storage device internal or external to the corrosion state determination device 6, for example, in association with the position of the reference point 11e and the position of the reference surface 11d on which the reference point 11e is located. By acquiring the potentials at the reference points 11e that are spaced apart from each other within the reference surface 11d on the surface of the concrete structure 11 (e.g., approximately equally spaced from each other along the first direction X and/or the second direction Y), the potential distribution of the steel material 11b within the concrete structure 11 can be examined in more detail, as shown in FIGS. 4 and 7 .

複数の照合点11eのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得する際に、同じ照合表面11d内の複数の照合点11eについての複数の電位を同じタイミングで取得してもよい。複数の照合点11eについての複数の電位を同じタイミングで取得することで、複数の照合点11eの経時変化の影響を抑制することができる。ただし、同じ照合表面11d内の複数の照合点11eについて、同じタイミングではなく、異なるタイミングで鋼材11bの電位を取得してもよい。 When acquiring the potential of the steel material 11b near each of the multiple matching points 11e, the multiple potentials for the multiple matching points 11e within the same matching surface 11d may be acquired at the same time. By acquiring the multiple potentials for the multiple matching points 11e at the same time, the effects of changes over time at the multiple matching points 11e can be suppressed. However, the potential of the steel material 11b for the multiple matching points 11e within the same matching surface 11d may be acquired at different times rather than at the same time.

複数の照合表面11dのそれぞれの近傍の鋼材11bの電位を取得する工程は、複数の照合点11eの近傍の鋼材11bの電位の平均値を照合表面11dについての電位として算出する工程を含んでいてもよい。複数の照合点11eについての電位を平均して照合表面11dについての電位を算出することで、図5および図8に示されるように、コンクリート構造物11表面内の照合表面11d毎の鋼材11bの電位分布を調べることができる。また、複数の照合点11eのうちいずれかについてノイズなどに起因した異常値を偶然取得したとしても、平均化することでその異常値の影響を小さく抑えることができるので、照合表面11dについての電位を、より高い精度で得ることができる。特に、複数の照合点11eについての複数の電位を同じタイミングで取得すれば、少なくとも経時変化の影響を抑制できるので、より精度の高い電位を得ることができる。ただし、照合表面11d近傍の鋼材11bの電位は、照合表面11d内の複数の照合点11eの近傍の鋼材11bの電位の平均値として取得するのではなく、単一の電位として取得してもよい。 The process of acquiring the potential of the steel material 11b near each of the multiple reference surfaces 11d may include a process of calculating the average value of the potential of the steel material 11b near the multiple reference points 11e as the potential for the reference surface 11d. By averaging the potentials for the multiple reference points 11e to calculate the potential for the reference surface 11d, the potential distribution of the steel material 11b for each reference surface 11d within the surface of the concrete structure 11 can be examined, as shown in Figures 5 and 8. Furthermore, even if an abnormal value due to noise or other factors is accidentally acquired for one of the multiple reference points 11e, the influence of the abnormal value can be minimized by averaging, thereby enabling the potential for the reference surface 11d to be obtained with greater accuracy. In particular, acquiring multiple potentials for the multiple reference points 11e at the same time can at least suppress the influence of changes over time, thereby obtaining a more accurate potential. However, the potential of the steel material 11b near the reference surface 11d may be obtained as a single potential rather than as the average value of the potentials of the steel material 11b near multiple reference points 11e within the reference surface 11d.

本実施形態の腐食状態判定方法は、複数の照合表面11dのそれぞれについて電位の勾配を算出する工程を含んでいる。電位の勾配は、照合表面11dにおける単位長さ当たりの電位の変化を意味する。ある照合表面11dについての電位の勾配が大きければ大きいほど、その照合表面11d近傍の鋼材11bの電位の変化が大きく、たとえば、その照合表面11dを挟んで両側の照合表面11dの近傍の鋼材11b同士の電位の差異が大きい。したがって、ある照合表面11dについての電位の勾配が大きいと、その照合表面11dを挟んで両側の照合表面11dの近傍の鋼材11b同士の腐食状態が互いに大きく異なっていると推定することができる。 The corrosion state determination method of this embodiment includes a step of calculating the potential gradient for each of multiple reference surfaces 11d. The potential gradient refers to the change in potential per unit length on the reference surface 11d. The greater the potential gradient for a given reference surface 11d, the greater the change in potential of the steel material 11b near that reference surface 11d; for example, the greater the difference in potential between the steel materials 11b near the reference surfaces 11d on either side of that reference surface 11d. Therefore, if the potential gradient for a given reference surface 11d is large, it can be estimated that the corrosion states of the steel materials 11b near the reference surfaces 11d on either side of that reference surface 11d are significantly different from each other.

照合表面11dについての電位の勾配は、特に限定されることはなく、様々な方法によって算出可能である。たとえば、照合表面11dについての電位の勾配を算出する工程は、照合表面11d内の複数の照合点11eについての電位の差分および複数の照合点11eの間の距離dx、dy(図3(a)、(b)参照)に基づいて、照合表面11dについての電位の勾配を算出する工程を含んでいてもよい。たとえば、同じタイミングで取得した複数の照合点11eについての複数の電位を用いて照合表面11dについての電位の勾配を算出することで、少なくとも経時変化の影響を抑制することができ、より精度の高い電位の勾配を算出することができる。なお、照合表面11dについての電位の勾配は、上記以外にも、照合表面11dに隣接する他の照合表面11dとの間の電位の差分および距離に基づいて算出することもできる。 The potential gradient for the reference surface 11d is not particularly limited and can be calculated using a variety of methods. For example, the step of calculating the potential gradient for the reference surface 11d may include a step of calculating the potential gradient for the reference surface 11d based on the potential differences for multiple reference points 11e within the reference surface 11d and the distances dx, dy between the multiple reference points 11e (see Figures 3(a) and 3(b)). For example, by calculating the potential gradient for the reference surface 11d using multiple potentials for multiple reference points 11e acquired at the same time, it is possible to at least suppress the effects of changes over time and calculate a more accurate potential gradient. In addition to the above, the potential gradient for the reference surface 11d can also be calculated based on the potential differences and distances between the reference surface 11d and other adjacent reference surfaces 11d.

ここで、本実施形態では、図3(a)に示されるように、複数の照合点11eは、照合表面11d上で第1の方向Xおよび第2の方向Yに沿って並んで配置されている。図示された例では、複数(図示された例では9つ)の照合点11eは、互いに略直交する第1の方向Xおよび第2の方向Yのそれぞれに沿って、互いに略等間隔で行列状(または格子状)に配置されている。複数の照合点11eが第1の方向Xおよび第2の方向Yに沿って並んで配置されている場合には、照合表面11dについての電位の勾配を算出する工程は、第1の方向Xにおける電位の勾配を第1の勾配Sxとして算出する工程と、第2の方向Yにおける電位の勾配を第2の勾配Syとして算出する工程と、第1および第2の勾配Sx、Syに基づいて、照合表面11dについての電位の勾配Sを算出する工程とを含んでいてもよい。たとえば、照合表面11dについての電位の勾配Sは、以下の式(1)で示されるように、第1および第2の勾配Sx、Syの2乗和の平方根により算出することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 3(a), multiple matching points 11e are arranged side by side on the matching surface 11d along the first direction X and the second direction Y. In the illustrated example, the multiple matching points 11e (nine in the illustrated example) are arranged in a matrix (or grid) at approximately equal intervals along the first direction X and the second direction Y, which are approximately perpendicular to each other. When the multiple matching points 11e are arranged side by side along the first direction X and the second direction Y, the step of calculating the potential gradient for the matching surface 11d may include the steps of calculating the potential gradient in the first direction X as a first gradient Sx, calculating the potential gradient in the second direction Y as a second gradient Sy, and calculating the potential gradient S for the matching surface 11d based on the first and second gradients Sx and Sy. For example, the potential gradient S for the reference surface 11d can be calculated as the square root of the sum of the squares of the first and second gradients Sx and Sy, as shown in the following equation (1):

ただし、Sx、Syはそれぞれ、第1および第2の方向X、Yにおける電位の勾配を表す。 Here, Sx and Sy represent the gradients of the electric potential in the first and second directions X and Y, respectively.

第1の勾配Sxは、第1の方向Xに沿って並んで配置された複数の照合点11eについての電位の差分と複数の照合点11eの間の距離dxとに基づいて算出することができる(図3(b)参照)。たとえば、第1の勾配Sxは、第1の方向Xに沿って並んで配置された複数の照合点11eのうち最も離間した2つの照合点11eについて取得された電位の差分(図3(b)中、E11-E31、E12-E32、E13-E33)を、最も離間した2つの照合点11eの間の距離(隣接する照合点11eの間の距離dxの2倍)で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点11eの対が3つあるため、第1の勾配Sxは、3つの対の照合点11eについての電位の勾配を平均することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式(2)によって表される。 The first gradient Sx can be calculated based on the potential difference between the plurality of match points 11e arranged side by side along the first direction X and the distance dx between the plurality of match points 11e (see FIG. 3B). For example, the first gradient Sx can be calculated by dividing the potential difference (E 11 -E 31 , E 12 -E 32 , E 13 -E 33 in FIG. 3B) obtained for the two most distant match points 11e among the plurality of match points 11e arranged side by side along the first direction X by the distance between the two most distant match points 11e (twice the distance dx between adjacent match points 11e). In this case, since there are three pairs of match points 11e arranged side by side, the first gradient Sx may be calculated by averaging the potential gradients for the three pairs of match points 11e. This calculation method is represented by the following equation (2).

また、第2の勾配Syは、第1の勾配Sxと同様に、第2の方向Yに沿って並んで配置された複数の照合点11eについての電位の差分と複数の照合点11eの間の距離dyとに基づいて算出することができる(図3(b)参照)。たとえば、第2の勾配Syは、第2の方向Yに沿って並んで配置された複数の照合点11eのうち最も離間した2つの照合点11eについて取得された電位の差分(図3(b)中、E11-E13、E21-E23、E31-E33)を、最も離間した2つの照合点11eの間の距離(隣接する照合点11eの間の距離dyの2倍)で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点11eの対が3つあるため、第2の勾配Syは、3つの対の照合点11eについての電位の勾配を平均化することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式(3)によって表される。 Similarly to the first gradient Sx, the second gradient Sy can be calculated based on the potential difference between the plurality of match points 11e arranged side by side along the second direction Y and the distance dy between the plurality of match points 11e (see FIG. 3B). For example, the second gradient Sy can be calculated by dividing the potential difference (E11-E13, E21 - E23 , E31 - E33 in FIG. 3B) obtained for the two most distant match points 11e among the plurality of match points 11e arranged side by side along the second direction Y by the distance between the two most distant match points 11e (twice the distance dy between adjacent match points 11e). In this case, because there are three pairs of match points 11e arranged side by side, the second gradient Sy may be calculated by averaging the potential gradients for the three pairs of match points 11e. This calculation method is expressed by the following equation (3).

ただし、E11~E33は、複数の照合点11eのそれぞれについての電位(自然電位)を表し、dx、dyはそれぞれ、第1および第2の方向X、Yにおける照合点11eの間の距離(図3(a)、(b)に示された例では、ともに100mm)を表す。 Here, E 11 to E 33 represent the electric potential (natural potential) for each of the multiple matching points 11 e, and dx and dy represent the distances between the matching points 11 e in the first and second directions X and Y, respectively (both 100 mm in the examples shown in Figures 3(a) and (b)).

本実施形態の腐食状態判定方法は、照合表面11dのそれぞれについての電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程を含んでいる。所定の閾値は、鋼材11bの腐食状態や腐食領域の分布に応じて適宜設定することができる。たとえば、所定の閾値は、判定対象とされたコンクリート構造物11の表面内で、相対的に変化(勾配)の小さい電位が取得された照合表面11dについての電位の勾配を基準として、その基準となる電位の勾配よりも大きい範囲で設定することができる。基準となる電位の勾配としては、たとえば、腐食していない、または腐食していない可能性の高い鋼材11bの領域近傍の照合表面11dについて取得される電位の勾配や、腐食している、または腐食している可能性の高い鋼材11bの領域近傍の照合表面11dについて取得される電位の勾配を選択することができる。 The corrosion state determination method of this embodiment includes a step of determining whether the potential gradient for each reference surface 11d is equal to or greater than a predetermined threshold. The predetermined threshold can be set appropriately depending on the corrosion state of the steel material 11b and the distribution of corroded areas. For example, the predetermined threshold can be set in a range greater than the reference potential gradient, using the potential gradient for a reference surface 11d for which a relatively small change (gradient) in potential has been obtained within the surface of the concrete structure 11 being determined as a reference. The reference potential gradient can be, for example, the potential gradient obtained for a reference surface 11d near an area of steel material 11b that is not corroded or is likely to be not corroded, or the potential gradient obtained for a reference surface 11d near an area of steel material 11b that is corroded or is likely to be corroded.

本実施形態の腐食状態判定方法は、電位の勾配が所定の閾値以上であると判定された照合表面11dを、照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程を含んでいる。判定対象とされたコンクリート構造物11の表面内で、ある照合表面11dが境界領域と判定されることで、境界領域と判定された照合表面11d近傍において鋼材11bの腐食状態が大きく変化していることを認識することができる。それにより、たとえば、境界領域であると判定された照合表面11dを挟んで両側に位置する照合表面11dの近傍の鋼材11bは、取得された電位の大きさを併せて考慮することで、腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。あるいは、境界領域と判定された照合表面11dについての電位と比較して電位が大きいか、または小さいかに応じて、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。したがって、本実施形態の腐食状態判定方法によれば、以下でも詳しく述べるように、従来の方法では腐食状態が不確定と判定された鋼材11bの領域であっても、腐食状態または非腐食状態と判定することが可能で、腐食状態が不確定と判定される領域が少なくなり、優れた判定精度を得ることができる。 The corrosion state determination method of this embodiment includes a step of determining a reference surface 11d determined to have a potential gradient equal to or greater than a predetermined threshold as a boundary region where the steel material 11b near the reference surface 11d is likely to be in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state. By determining a reference surface 11d as a boundary region within the surface of the concrete structure 11 being determined, it is possible to recognize that the corrosion state of the steel material 11b has changed significantly near the reference surface 11d determined to be a boundary region. For example, by taking into account the magnitude of the acquired potential, it is possible to determine that the steel material 11b near the reference surface 11d on both sides of the reference surface 11d determined to be a boundary region is likely to be corroded or not corroded. Alternatively, it is possible to determine that the steel material 11b near the reference surface 11d other than the boundary region is likely to be corroded or not corroded depending on whether the potential is higher or lower than the potential of the reference surface 11d determined to be a boundary region. Therefore, as will be described in detail below, the corrosion state determination method of this embodiment makes it possible to determine whether an area of steel material 11b where the corrosion state is determined to be uncertain using conventional methods is in a corroded or non-corroded state, reducing the number of areas where the corrosion state is determined to be uncertain and achieving excellent determination accuracy.

本実施形態の腐食状態判定方法では、上述したように、少なくとも照合表面11dが境界領域であるか否かを判定する工程を含んでいればよく、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bの腐食状態については、特に限定されることはなく、様々な方法によって判定することができる。たとえば、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面11dの空間分布を基準に、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bの腐食状態を判定する工程を含んでいてもよい。より具体的には、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面11dに隣接する照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位よりも低い場合には、その隣接する照合表面11dを、その隣接する照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。また、腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面11dに隣接する照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位よりも高い場合には、その隣接する照合表面11dを、その隣接する照合表面11d近傍の鋼材11bが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。 As described above, the corrosion state determination method of this embodiment may include at least a step of determining whether the reference surface 11d is a boundary region. The corrosion state of the steel material 11b near the reference surface 11d other than the boundary region is not particularly limited and can be determined using various methods. For example, the corrosion state determination method of this embodiment may include a step of determining the corrosion state of the steel material 11b near the reference surface 11d other than the boundary region based on the spatial distribution of the reference surface 11d determined to be a boundary region. More specifically, if the potential of a reference surface 11d adjacent to a reference surface 11d determined to be a boundary region is lower than the potential of the reference surface 11d determined to be a boundary region, the adjacent reference surface 11d may be determined to be a corrosion region where the steel material 11b near the adjacent reference surface 11d is likely to be corroded. The corrosion state determination method may also include a step of determining, if the potential of a reference surface 11d adjacent to a reference surface 11d determined to be a boundary region is higher than the potential of a reference surface 11d determined to be a boundary region, that adjacent reference surface 11d is a non-corroded region in which the steel material 11b near the adjacent reference surface 11d is likely to be in a non-corroded state.

ここで、図5および図8を参照すると、上記方法に従って境界領域と判定された照合表面11dが点線で囲まれている(図5では、(X1、Y2)~(X5、Y2)の領域、図8では、(X1、Y3)~(X5、Y3)の領域)。境界領域と判定された照合表面11dを挟んで両側の照合表面11dのうち、一方側(図5および図8中、境界領域よりも上側)の照合表面11dについては、鋼材11bの電位が相対的に高く、他方側(図5および図8中、境界領域よりも下側)の照合表面11dについては、鋼材11bの電位が相対的に低い。このような電位の違いを考慮して、境界領域の一方側の照合表面11dを、その近傍の鋼材11bが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定することができ、境界領域の他方側の照合表面11dを、その近傍の鋼材11bが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定することができる。 Referring now to Figures 5 and 8, the reference surface 11d determined to be a boundary region according to the above method is surrounded by a dotted line (the region (X1, Y2) to (X5, Y2) in Figure 5, and the region (X1, Y3) to (X5, Y3) in Figure 8). Of the reference surfaces 11d on either side of the reference surface 11d determined to be a boundary region, the reference surface 11d on one side (above the boundary region in Figures 5 and 8) has a relatively high potential of the steel material 11b, while the reference surface 11d on the other side (below the boundary region in Figures 5 and 8) has a relatively low potential of the steel material 11b. Taking these potential differences into account, the reference surface 11d on one side of the boundary region can be determined to be a non-corrosion region where the steel material 11b nearby is likely to be non-corroded, and the reference surface 11d on the other side of the boundary region can be determined to be a corrosion region where the steel material 11b nearby is likely to be corroded.

特に、図5に示された例では、境界領域の他方側(図5中、境界領域よりも下側)の照合表面11dの近傍の鋼材11bは、従来の方法の基準(ASTM C876)によれば、その電位が第1の閾値(-350mV)よりも大きく、第2の閾値(-200mV)以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定方法によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材11bの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。 In particular, in the example shown in Figure 5, the steel material 11b near the reference surface 11d on the other side of the boundary region (below the boundary region in Figure 5) has a potential greater than the first threshold (-350 mV) and less than the second threshold (-200 mV) according to the standards of the conventional method (ASTM C876), and therefore is judged to have an uncertain corrosion state. However, according to the corrosion state judgment method of this embodiment, it is possible to judge that the region of the steel material 11b whose corrosion state is judged to be uncertain according to the standards of the conventional method is highly likely to be in a corroded state, thereby achieving greater judgment accuracy.

また、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面11dの電位を基準に、境界領域以外の照合表面11d近傍の鋼材11bの腐食状態を判定する工程を含んでいてもよい。たとえば、図6および図9を参照して説明すると、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面11d以外の照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位のうちの最小電位(図6および図9中、点線枠の右端の電位)未満であるか否かを判定する工程を含んでいてもよい。そして、本実施形態の腐食状態判定方法は、電位が最小電位未満と判定された照合表面11d(図6および図9中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面11d)を、照合表面11d近傍の鋼材11bが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。また、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面11d以外の照合表面11dについての電位が、境界領域と判定された照合表面11dについての電位のうちの最大電位(図6および図9中、点線枠の左端の電位)より大きいか否かを判定する工程を含んでいてもよい。そして、本実施形態の腐食状態判定方法は、電位が最大電位より大きいと判定された照合表面11d(図6および図9中、点線枠よりも左側にプロットされた照合表面11d)を、照合表面11d近傍の鋼材11bが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。 The corrosion state determination method of this embodiment may also include a step of determining the corrosion state of the steel material 11b near the reference surface 11d other than the boundary region based on the potential of the reference surface 11d determined to be a boundary region. For example, referring to FIGS. 6 and 9, the corrosion state determination method of this embodiment may also include a step of determining whether the potential of the reference surface 11d other than the reference surface 11d determined to be a boundary region is less than the minimum potential of the potentials of the reference surfaces 11d determined to be a boundary region (the potential at the right end of the dotted line frame in FIGS. 6 and 9). The corrosion state determination method of this embodiment may also include a step of determining the reference surface 11d determined to have a potential less than the minimum potential (the reference surface 11d plotted to the right of the dotted line frame in FIGS. 6 and 9) as a corrosion region where the steel material 11b near the reference surface 11d is likely to be corroded. The corrosion state determination method of this embodiment may also include a step of determining whether the potential of a reference surface 11d other than the reference surface 11d determined to be a boundary region is greater than the maximum potential of the potentials of the reference surfaces 11d determined to be a boundary region (the potential at the left end of the dotted line frame in Figures 6 and 9).The corrosion state determination method of this embodiment may also include a step of determining a reference surface 11d determined to have a potential greater than the maximum potential (a reference surface 11d plotted to the left of the dotted line frame in Figures 6 and 9) as a non-corrosion region in which the steel material 11b near the reference surface 11d is likely to be in a non-corroded state.

特に、図6に示された例では、電位が最小電位未満と判定された照合表面11d(図6中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面11d)の近傍の鋼材11bは、従来の方法の基準(ASTM C876)によれば、その電位が第1の閾値(-350mV)よりも大きく、第2の閾値(-200mV)以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定方法によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材11bの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。 In particular, in the example shown in Figure 6, the steel material 11b near the reference surface 11d (the reference surface 11d plotted to the right of the dotted frame in Figure 6) whose potential is determined to be less than the minimum potential is determined to be in an uncertain state of corrosion according to the standards of the conventional method (ASTM C876) because its potential is greater than the first threshold (-350 mV) and less than the second threshold (-200 mV). However, according to the corrosion state determination method of this embodiment, it is possible to determine that even areas of the steel material 11b whose corrosion state is determined to be in an uncertain state according to the standards of the conventional method are highly likely to be in a corroded state, thereby achieving greater determination accuracy.

本実施形態の腐食状態判定方法は、図6および図9に示されるように、複数の照合表面11dのそれぞれについての電位および電位の勾配を、一方の軸が電位を示し、他方の軸が電位の勾配を示す座標系に表示する工程をさらに含んでいてもよい。本実施形態の腐食状態判定方法によれば、照合表面11dについての電位と電位の勾配の関係をグラフ表示することで、鋼材11bの電位に対する電位の勾配の分布を明確に把握することができる。したがって、たとえば図4~5および図7~8に示されるように鋼材11bの電位を色の濃淡で表示する場合と比べて、境界領域を明確に把握することができ、鋼材11bの腐食状態をより明確に把握することができる。 As shown in Figures 6 and 9, the corrosion state determination method of this embodiment may further include a step of displaying the potential and potential gradient for each of multiple reference surfaces 11d in a coordinate system in which one axis represents the potential and the other axis represents the potential gradient. According to the corrosion state determination method of this embodiment, by graphically displaying the relationship between the potential and potential gradient for reference surfaces 11d, the distribution of the potential gradient relative to the potential of steel material 11b can be clearly grasped. Therefore, compared to when the potential of steel material 11b is displayed using color shading, as shown in Figures 4-5 and 7-8, for example, the boundary region can be clearly grasped, and the corrosion state of steel material 11b can be more clearly grasped.

1 腐食状態判定システム
2 基準接触部
21 基準端子
22 基準電極
3 照合電極ユニット
31 照合電極
32 照合電極支持部
4 電位差計測装置
5 導線
6 腐食状態判定装置
61 取得部
62 演算部
63 判定部
64 表示部
11 コンクリート構造物
11a コンクリート
11b 鋼材(鉄筋)
11c 基準表面
11d 照合表面
11e 照合点
d 鋼材間の距離
dx 第1の方向における照合点の間の距離
dy 第2の方向における照合点の間の距離
X 第1の方向
Y 第2の方向
REFERENCE SIGNS LIST 1 Corrosion state determination system 2 Reference contact part 21 Reference terminal 22 Reference electrode 3 Reference electrode unit 31 Reference electrode 32 Reference electrode support part 4 Potential difference measuring device 5 Conductor 6 Corrosion state determination device 61 Acquisition part 62 Calculation part 63 Determination part 64 Display part 11 Concrete structure 11a Concrete 11b Steel material (reinforcing bar)
11c Reference surface 11d Reference surface 11e Reference point d Distance between steel members dx Distance between reference points in the first direction dy Distance between reference points in the second direction X First direction Y Second direction

Claims (11)

コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定方法であって、
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する工程と、
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する工程と、
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程と
を含み、
前記電位を取得する工程が、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得し、前記複数の照合点の近傍の前記鋼材の電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出する工程を含み、
前記電位の勾配を算出する工程が、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程を含む、腐食状態判定方法。
A corrosion state determination method for determining the corrosion state of a steel material embedded in a concrete structure, comprising:
acquiring, for each of a plurality of reference surfaces among the surfaces of the concrete structure, the electric potential of the steel material in the vicinity of each of the plurality of reference surfaces;
calculating a gradient of the potential for each of the plurality of reference surfaces;
determining whether the gradient of the electric potential for each of the reference surfaces is greater than or equal to a predetermined threshold;
determining the reference surface for which the gradient of the potential is determined to be equal to or greater than the predetermined threshold as a boundary region in which the steel material in the vicinity of the reference surface is likely to be in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state ,
the step of acquiring the potential includes a step of acquiring, for each of a plurality of reference points arranged on the reference surface, the potential of the steel material in the vicinity of each of the plurality of reference points, and calculating an average value of the potentials of the steel material in the vicinity of the plurality of reference points as the potential of the reference surface;
a step of calculating the potential gradient for the reference surface based on the potential differences for the plurality of reference points within the reference surface and the distances between the plurality of reference points;
コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定方法であって、A corrosion state determination method for determining the corrosion state of a steel material embedded in a concrete structure, comprising:
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する工程と、acquiring, for each of a plurality of reference surfaces among the surfaces of the concrete structure, the electric potential of the steel material in the vicinity of each of the plurality of reference surfaces;
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する工程と、calculating a gradient of the potential for each of the plurality of reference surfaces;
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、determining whether the gradient of the electric potential for each of the reference surfaces is greater than or equal to a predetermined threshold;
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程とdetermining that the reference surface, for which the gradient of the potential is determined to be equal to or greater than the predetermined threshold, is a boundary region in which it is highly likely that the steel material in the vicinity of the reference surface is in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state;
を含み、Including,
前記電位を取得する工程が、前記照合表面のそれぞれに隣接する他の照合表面について、前記他の照合表面の近傍の前記鋼材の電位を取得する工程を含み、the step of acquiring the potential includes a step of acquiring, for each of the reference surfaces adjacent to another reference surface, the potential of the steel material in the vicinity of the other reference surface;
前記電位の勾配を算出する工程が、前記照合表面のそれぞれと前記他の照合表面との間の電位の差分および距離に基づいて、前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配を算出する工程を含む、腐食状態判定方法。A corrosion state determination method, wherein the step of calculating the potential gradient includes a step of calculating the potential gradient for each of the reference surfaces based on the potential difference and distance between each of the reference surfaces and the other reference surfaces.
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定する工程と、
前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程と、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定する工程と、
前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程と
をさらに含む、請求項1または2記載の腐食状態判定方法。
determining whether the potential of the reference surface other than the reference surface determined to be the boundary region is less than a minimum potential of the potentials of the reference surface determined to be the boundary region;
a step of determining that the reference surface whose potential is determined to be less than the minimum potential is a corrosion area in which the steel material near the reference surface is likely to be in a corroded state;
determining whether the potential on the reference surface other than the reference surface determined to be the boundary region is greater than a maximum potential among the potentials on the reference surface determined to be the boundary region;
3. The corrosion state determination method according to claim 1, further comprising a step of determining that the reference surface, for which the potential is determined to be greater than the maximum potential, is a non-corroded region in which the steel material in the vicinity of the reference surface is likely to be in a non-corroded state.
前記複数の照合点が、前記照合表面上で第1の方向および第2の方向に沿って並んで配置されており、
前記電位の勾配を算出する工程が、
前記第1の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第1の方向における前記電位の勾配を第1の勾配として算出する工程と、
前記第2の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第2の方向における前記電位の勾配を第2の勾配として算出する工程と、
前記第1および第2の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程と
を含む、請求項記載の腐食状態判定方法。
the plurality of reference points are arranged side by side on the reference surface along a first direction and a second direction;
The step of calculating the gradient of the potential comprises:
calculating a gradient of the potential in the first direction as a first gradient based on the potential differences for a plurality of matching points arranged side by side along the first direction and distances between the plurality of matching points;
calculating a gradient of the potential in the second direction as a second gradient based on the potential differences for a plurality of matching points arranged side by side along the second direction and distances between the plurality of matching points;
2. The corrosion state determination method according to claim 1 , further comprising the step of: calculating the gradient of the potential on the reference surface based on the first and second gradients.
前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示する工程をさらに含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の腐食状態判定方法。 The corrosion state determination method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of displaying the potential and the potential gradient for each of the plurality of reference surfaces in a coordinate system in which one axis represents the potential and the other axis represents the potential gradient. コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定装置であって、
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する取得部と、
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する演算部と、
前記鋼材の腐食状態を判定する判定部と
を備え、
前記判定部は、
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する
ように構成されており、
前記取得部は、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得するように構成されており、
前記演算部は、
前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出し、
前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する
ように構成されている、腐食状態判定装置。
A corrosion state determination device for determining the corrosion state of a steel material embedded in a concrete structure, comprising:
an acquisition unit that acquires, for each of a plurality of reference surfaces among the surfaces of the concrete structure, the electric potential of the steel material in the vicinity of the plurality of reference surfaces;
a calculation unit that calculates the gradient of the potential for each of the plurality of reference surfaces;
a determination unit for determining a corrosion state of the steel material,
The determination unit
determining whether the gradient of the electric potential for each of the reference surfaces is greater than or equal to a predetermined threshold;
The reference surface for which it has been determined that the gradient of the potential is equal to or greater than the predetermined threshold is determined to be a boundary region in which it is highly likely that the steel material in the vicinity of the reference surface is in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state ,
the acquisition unit is configured to acquire, for each of a plurality of reference points arranged on the reference surface, an electric potential of the steel material in the vicinity of the plurality of reference points;
The calculation unit
calculating an average value of the potentials for the plurality of reference points within the reference surface as a potential for the reference surface;
Calculating a gradient of the potential on the reference surface based on the potential differences for the plurality of reference points within the reference surface and the distances between the plurality of reference points.
The corrosion state determination device is configured as follows .
コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定装置であって、A corrosion state determination device for determining the corrosion state of a steel material embedded in a concrete structure, comprising:
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する取得部と、an acquisition unit that acquires, for each of a plurality of reference surfaces among the surfaces of the concrete structure, the electric potential of the steel material in the vicinity of the plurality of reference surfaces;
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する演算部と、a calculation unit that calculates the gradient of the potential for each of the plurality of reference surfaces;
前記鋼材の腐食状態を判定する判定部とa determination unit for determining a corrosion state of the steel material;
を備え、Equipped with
前記判定部は、The determination unit
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、determining whether the gradient of the electric potential for each of the reference surfaces is greater than or equal to a predetermined threshold;
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定するThe reference surface for which it is determined that the gradient of the potential is equal to or greater than the predetermined threshold is determined to be a boundary region in which it is highly likely that the steel material in the vicinity of the reference surface is in a boundary state between a corroded state and a non-corroded state.
ように構成されており、It is structured as follows:
前記取得部は、前記照合表面のそれぞれに隣接する他の照合表面について、前記他の照合表面の近傍の前記鋼材の電位を取得するように構成され、the acquisition unit is configured to acquire, for each of the reference surfaces adjacent to another reference surface, the electric potential of the steel material in the vicinity of the other reference surface;
前記演算部は、前記照合表面のそれぞれと前記他の照合表面との間の電位の差分および距離に基づいて、前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配を算出するように構成されている、腐食状態判定装置。The corrosion state determination device, wherein the calculation unit is configured to calculate the potential gradient for each of the reference surfaces based on the potential difference and distance between each of the reference surfaces and the other reference surfaces.
前記判定部は、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定し、
前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定し、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定し、
前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する
ように構成されている、請求項6または7記載の腐食状態判定装置。
The determination unit
determining whether the potential of the reference surface other than the reference surface determined to be the boundary region is less than a minimum potential of the potentials of the reference surface determined to be the boundary region;
The reference surface determined to have the potential less than the minimum potential is determined to be a corrosion area in which the steel material near the reference surface is likely to be in a corroded state;
determining whether the potential on the reference surface other than the reference surface determined to be the boundary area is greater than a maximum potential among the potentials on the reference surface determined to be the boundary area;
8. The corrosion state determination device according to claim 6 or 7, wherein the reference surface determined to have a potential greater than the maximum potential is determined to be a non-corroded area in which the steel material in the vicinity of the reference surface is likely to be in a non -corroded state.
前記複数の照合点が、前記照合表面上で第1の方向および第2の方向に沿って並んで配置されており、
前記演算部は、
前記第1の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第1の方向における前記電位の勾配を第1の勾配として算出し、
前記第2の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第2の方向における前記電位の勾配を第2の勾配として算出し、
前記第1および第2の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する
ように構成されている、請求項記載の腐食状態判定装置。
the plurality of reference points are arranged side by side on the reference surface along a first direction and a second direction;
The calculation unit
calculating a gradient of the potential in the first direction as a first gradient based on the potential differences for a plurality of matching points arranged side by side along the first direction and distances between the plurality of matching points;
calculating a gradient of the potential in the second direction as a second gradient based on the potential differences for a plurality of matching points arranged side by side along the second direction and distances between the plurality of matching points;
The corrosion state determination device according to claim 6 , further comprising: a step of calculating a gradient of the potential on the reference surface based on the first and second gradients.
前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示するように構成されている表示部をさらに備える、請求項6~9のいずれか1項に記載の腐食状態判定装置。 The corrosion state determination device according to any one of claims 6 to 9, further comprising a display unit configured to display the potential and the potential gradient for each of the plurality of reference surfaces in a coordinate system in which one axis represents the potential and the other axis represents the potential gradient. コンピュータ上で実行されると前記コンピュータに、請求項1~5のいずれか1項に記載の腐食状態判定方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム。 A computer program comprising computer-executable instructions that, when executed on a computer, causes the computer to execute the corrosion state determination method described in any one of claims 1 to 5.
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