非破壊評価総合展2009 「検査とメンテナンスの情報交流プラザ」 コンクリート強度、 表層品質（耐久性）について 2009年11月19日 （独）土木研究所 森濱 和正 内 容 コンクリート構造物の品質確認、維持管理 強度、表層品質の重要性 ○ 検査 • 強度 設計通りか 耐荷力の確保 • 表層品質 耐久性の確保 緻密か 鉄筋コンクリート 力学的には、圧縮をコンクリート、引張を鉄筋 耐久性は、鉄筋の酸化をコンクリートが保護 圧縮 非破壊試験 継続して測定 引張 ○今後の展開 検査結果を点検へ 鉄筋 粘り強くなる さびる（耐久性） ｺﾝｸﾘｰﾄの鉄筋保護 国交省 最近の管理･検査項目の追加 間接的なﾌﾟﾛｾｽ管理 直接的な構造体検査 管理･検査項目 W/Cの制限 変状把握 強度の管理 単位水量確認 配筋・かぶり 厚さ管理･検査 強度管理･検査 通達 01.3 03.10 05.5 06.9 試験方法 55％以下 ひび割れ調査 ﾘﾊﾞｳﾝﾄﾞﾊﾝﾏ 10種の試験方法 レーダ 電磁誘導 微・非破壊5種類 目的 耐久性 耐久性 耐荷力 耐久性 耐久性 耐荷力 表層の緻密性 今後、耐久性にとって重要 非破壊・微破壊試験による強度の検査 強度の推定原理 従来：円柱供試体 構造体ｺﾝｸﾘｰﾄ強度ではない 非破壊・微破壊試験による構造体コンクリートの 強度試験方法、検査方法の確立 ① 強度試験方法の成立条件 ② 測定精度 ③ 判定基準（省略） 非破壊・微破壊試験による強度・耐久性試験 分 試験 類 方法 非 超音波 破 壊 衝撃弾性波 ﾘﾊﾞｳﾝﾄﾞﾊﾝﾏ 微 ボス供試体 破 壊 小径コア 引抜き 破壊 標準コア − 円柱供試体 損傷 補 繰 強度推定 耐久性 修 返 方法 精度 評価 な し 微 表層の 可 換 ○ 耐久性 算 不 式 △ − 要 耐久性 標準 浅・広 不 ｺｱと ◎ ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ 深・小 耐久性 可 1：1 必 深・広 換算 ○ ー 要 深・広 比較対象 構造体ｺﾝｸﾘｰﾄ品質ではない 非破壊試験による強度試験 ① 強度を推定するための指標 ② 構造体コンクリートの指標の測定方法 ③ 指標から強度を推定する（強度推定式） 国土交通省で採用している方法（3種類） 超音波法 衝撃弾性波法 土研法 iTECS法 表面2点法 指標：弾性波速度と構造体の測定：表面法 表面走査法 鉄筋 構造体の弾性波速度の測定方法 透過法から表面法へ 測線 表 面 法 伝搬時間の測定 ｺﾝｸﾘｰﾄ内部の 音速分布 音速 見かけの音速 ｺﾝｸﾘｰﾄ表層の耐久性評価 内部一定音速 強度推定 L1 探触子間隔 発信 探触子 受信 探触子 透過法 ｺﾝｸﾘｰﾄ表面からの距離 強度推定式（円柱の音速）の求め方 Ｌ 衝撃弾性波（表面2点法） P 発信探触子 受信探触子 圧縮強度 伝搬時間t 音速＝L／t 圧縮強度 透過法による 平均的な音速 Fc＝P/A 推定強度 内部一定音速 音速 衝撃弾性波法（表面2点法）の強度推定結果 70 構造物 Ａ 構造物 Ｂ 構造物 Ｃ 構造物 Ｄ 構造物 Ｅ ±10%範囲 ±15%範囲 2 推定強度(N/mm ) 60 50 40 国土交通省で採用している2種類の方法と 強度試験の成立条件 小径コア ボス供試体 30 20 10 0 0 10 20 微破壊試験による強度試験 30 40 50 2 コア強度(N/mm ) 60 70 小径コアの成立条件 寸法効果 小径コア Φ100mmコア 小径ｺｱ採取状況 70 小径コア Φ25mm 小径コア：Φ25mm 圧縮強度(MPa) Φ100mmコア N18 N30 N45 BB30 材齢28日 60 50 40 30 20 0 写真4.1 φ100mmコアと小径コア 25 50 75 コア径(mm) 100 小径ｺｱ 強度試験結果 ボス供試体 70 y=0.98x+4.78 R2 =0.87 60 50 40 30 試験体： L型試験体 ボックス試験体 20 10 0 0 20 40 60 80 φ100mmコアの圧縮強度（N/mm 2 ） ボス供試体の強度試験結果 コンクリート構造物の主な劣化現象 160 2 コア強度ｆcB （N/mm ） 小径コアの圧縮強度（N/mm 2 ） 80 140 □100 f cB=1.0061fB- 0.985 −(4) 120 R ＝0.974 2 f c≒1.0f B-1.0 −(5) 100 □100 □75 80 60 □75 f cB= 0.9594f B- 0.338 −(6) 40 2 R ＝0.847 20 fc＝1.0fB −2.0 −(7) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2 ボス強度f B（N/mm ） 1．容積変化（自己収縮，乾燥収縮） 2．ひび割れ・はく離・はく落 3．中性化・炭酸化 炭酸ガス 4．凍害（凍結融解作用） 5．塩害（鉄筋の腐食） 塩化物イオン 6．電食（鉄筋の腐食） 7．表面劣化（汚れ） 8．アルカリ骨材反応 9．化学的劣化 10．長期劣化（リーチング） 耐久性(表層品質) 鉄筋腐食の原因と試験項目 80 コンクリート表面 中性化 深さ かぶり 厚さ さび 塩化物イオン 浸透深さ 鉄筋 砂利 砂 セメント 巻き込まれた空気 空 連行空気 骨材下面の空隙 毛細管空隙 ｹﾞﾙ空隙 1 nm 101 102 20 ｾﾒﾝﾄ 砂 (細骨材) 砂利 (粗骨材) 103 104 1 101 μm 105 102 1 2 14 13 15 16 106 103 1 107 104 101 mm 連行空気 巻込空気 ﾌﾞﾘｰﾃﾞｨﾝｸﾞ 水 水 結合水 水和 ｾﾒﾝﾄ ｾﾒﾝﾄ (a) 材料の構成 (b) 混合直後 材 隙 40 連行空気 巻込空気 0 アルカリ部分 料 60 空気 水 悪影響 ‐ 積 （％） Cl 容 CO 2 モルタル O 22 100 コンクリート H 2O 表層の緻密性 セメント ペースト かぶりの確保 コンクリートは何から作られ、固まるとどうなるか 未水和 ｾﾒﾝﾄ (c) 硬化後 緻密性の検査･点検の課題と問題点 表層と内部の品質の違い（音速分布） 区分 4500 4000 L上 L中 L下 3500 Vo 3000 0 50 100 表面からの距離(mm) L1 150 非 破 壊 微 破 壊 ドリル法 破壊 小径コア 標準コア 衝撃弾性波（接触時間）による緻密性評価 評価対象 緻密性（間接的） 透気性 塩化物ｲｵﾝ量･深さ 中性化･塩化物ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ 中性化深さ 塩化物ｲｵﾝ量 透気・透水 中性化･塩化物ｲｵﾝ 各種試験 深さ変化 深さ分布 表面 深さの 平均 接触時間と中性化抵抗性 N18 2 中性化速度係数 音速(m/s) V1 試験方法 超音波 衝撃弾性波 トレント法 電磁波ﾚｰﾀﾞ ボス供試体 インパクター 接触時間 測定波形 0.2 0.3 時間(ms) 0.4 表層の緻密性 平均 153μs N30 N60 1.5 BB24 1 相関係数 0.5 0 100 0.1 N24 110 0.5 接触時間 145μs 142μs 透気試験 （トレント法） 120 130 140 接触時間（μ秒） 0.96 150 小径コアによる中性化深さ 透気係数と評価 極劣 劣 一般 良 優 小径コアによる中性化深さ測定値(mm) 35 y=1.0354x-0.3929 R2=0.7554 30 25 20 15 10 5 0 0 小径コアによる塩化物イオン量 5 10 15 20 25 φ100mmアによる中性化深さ測定値(mm) ボス供試体の中性化深さ 1.2 40 小型試験体及び□100角柱供試体 の中性化化深さ (mm) 全塩化物イオン量（％）： 小径（混合数４） 30 1 0.8 0.6 y = 0.8907x 0.4 2 R = 0.9435 0.2 □100角柱供試体との回帰式 ｙ＝0.9228+0.3757 2 R ＝0.987 30 20 小型試験体 □100角柱供試体 10 小型試験体との回帰式 y=0.8852+0.5878 R2＝0.978 0 0 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 10 20 30 40 ボス供試体の中性化深さ (mm) 全塩化物イオン量（％）：φ100ｍｍコア ボス供試体による塩分浸透深さ・量 まとめ コンクリートの強度、表層品質の確認の必要性と、 主な非破壊・微破壊試験方法について紹介 3 小型試験体の塩化物イオン量 (Cl kg/m ) 25 - 小型試験体の塩化物イオン浸透深さ (mm) 30 40 30 20 y＝1.094x−1.316 R 2 ＝0.977 10 ○ 検査への適用が始まっている 20 ◇ 今後、維持管理のため、点検への適用が重要 15 10 国土交通省で採用している各強度試験方法の要領 土研HP ｙ＝1.013X＋0.506 R 2 ＝0.910 5 0 0 0 10 20 30 40 ボス供試体の塩化物イオン浸透深さ (mm) 0 5 10 15 20 25 - 30 3 ボス供試体の塩化物イオン量 (Cl kg/m ) 試 験 微 ボス供試体 破壊 小径コア 法 超音波試験(土研法) 非 衝撃弾性波試験（iTECS法） 破壊 衝撃弾性波試験（表面2点法） 問い合わせ先 戸田建設 ｿﾌﾄｺｱﾘﾝｸﾞ協会 土木研究所 iTECS技術協会 三井住友建設
© Copyright 2024 ExpyDoc
