1 (57)【特許請求の範囲】【請求項１】硬化コンクリートに穿孔によって孔を形成する第１手順と、前記穿孔された孔の内壁に蛍光定量用試薬を噴霧または塗布する第２手順と、特定波長の励起光を前記孔壁に照射し反射光強度を測定する第３手順と、予め得られている反射光強度と塩化物含有量との相関に基づいて塩化物含有量を求める第４手順と、からなることを特徴とする硬化コンクリート調査法。【請求項２】前記特定波長の励起光はレーザ光であり、前記蛍光指示薬は蛍光染料溶液である請求項１記載の硬 10 化コンクリート調査法。【請求項３】前記塩化物含有量測定をコンクリート深さ方向の複数箇所にて行い、深さ方向の塩化物含有量分布を求める請求項１、２いずれかに記載の硬化コンクリート調査法。 2 【請求項４】前記ドリル穿孔による孔の径は２０mm以下である請求項１∼３いずれかに記載の硬化コンクリート調査法。【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築等における新設コンクリート構造物または既設コンクリート構造物などの硬化したコンクリート中に含まれている塩化物含有量を簡易に測定し得るとともに、深さ方向の塩化物含有量分布をも容易に知り得る硬化コンクリート調査法に関する。【０００２】【従来の技術】コンクリート構造物の維持管理を適切に行うには、対象とするコンクリート構造物の健全度を妥当な方法で判定し、それに見合った最適の対策を講じる (2) 3 ことが重要となる。【０００３】コンクリートの健全度を正当に判定するには、ひび割れや剥離など可視的損傷を調査することはもちろんであるが、自然電位の測定により鉄筋の腐食程度を把握したり、コンクリートの中性化深さを測定することなどに加え、塩化物含有量を測定することが不可欠となる。【０００４】コンクリートの表層部に付着した塩化物は、経時的に徐々にコンクリート深部へ浸入し蓄積される。コンクリート中の塩化物濃度が高くなると、これが鉄筋を著しく腐食させる原因となる。【０００５】現在行われている塩化物含有量の測定方法は、主にコア抜きによる方法とドリルによる簡易測定方法とに大別される。前者のコア抜きによる方法は、図６に示されるように、採取したコンクリートコア５０を試験室に持ち帰ったならば、このコンクリートコア５０を幾つかにスライスし、スライスしたコンクリートコア５０Ａ、５０Ｂ…毎にクラッシャによる一次破砕および粉砕機による二次破砕を行い、ビーカ内の硝酸溶液に浸漬し煮沸によって塩化物を抽出した後、各ビーカ毎に電位差滴定法等の塩分分析法によって塩化物含有量を測定する方法であり、測定された各結果をグラフ上にプロットすれば、表面から深さ方向の塩化物含有量分布を知ることが可能となる。他方、後者のドリルによる簡易測定方法は、ドリルによって穿孔を行い、その際に発生するコンクリート粉を採取し、前述の塩分分析法によって塩化物含有量を測定する方法である。【０００６】さらに簡易な方法として、コア抜きによって採取したコンクリートコアまたはドリル穿孔によって採取したコンクリート粉に硝酸銀溶液を噴霧し、塩化物の浸透深さ（所定深さ位置での塩化物浸透の有無）を判定する方法（硝酸銀噴霧法という。）もある。【０００７】【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記コア抜きによる方法の場合には、先ずコンクリートコアの径が５０mm∼１００mm程度と比較的大きく、現状のコンクリート構造物に与える損傷を考えると安易には採択し得ないとともに、構造的な理由から採取位置が限定されたり、コア抜きの際に鉄筋を切断してしまうことがあるなど問題が多い。さらに、コンクリートコアを試験室に持ち帰って試験を行った後でないと測定結果を知ることができない。１スライス片当たり１点しか測定できずバラツキなどがあった場合の判断が困難となる。また、分析に多大な費用が掛かるとともに、手間と時間が掛かるなどの問題もある。【０００８】他方、ドリルによる簡易測定方法の場合には、穿孔径を小さくすることができ既存コンクリート構造物に与える損傷は比較的少なくて済むが、粗骨材の粉も混入することになるため、コア抜きによる方法と比べると測定精度が劣るとともに、塩化物の浸透分布を把握 10 20 30 40 50 特許３３１８５８９ 4 することが困難であるなどの問題がある。【０００９】最も簡易な硝酸銀噴霧法の場合には、浸透深さのみは把握可能であるが、塩化物含有量の定量的な測定は出来ず、外部から浸入した塩化物か海砂等による塩化物かの判定が困難な場合がある。【００１０】そこで、本発明の主たる課題は、硬化したコンクリート中に含浸している塩化物含有量を現地においても、コンクリート構造物に与える影響を最小限に止めながら簡単かつ精度良く測定可能とするとともに、深さ方向の塩化物含有量分布をも精度良く容易に知ることができるなどの利点を有する硬化コンクリート調査法を提供することにある。【００１１】【課題を解決するための手段】前記課題を解決するための本発明は、硬化コンクリートに穿孔によって孔を形成する第１手順と、前記穿孔された孔の内壁に蛍光定量用試薬を噴霧または塗布する第２手順と、特定波長の励起光を前記孔壁に照射し反射光強度を測定する第３手順と、予め得られている反射光強度と塩化物含有量との相関に基づいて塩化物含有量を求める第４手順と、からなることを特徴とするものである。【００１２】この場合において、前記特定波長の励起光としてはレーザ光が好適に使用され、かつ前記蛍光指示薬としては蛍光染料溶液が好適に使用可能である。また、上記塩化物含有量測定をコンクリート深さ方向の複数箇所で行うことにより、簡単に深さ方向の塩化物含有量分布を求めることが可能となる。【００１３】なお、前記ドリル穿孔による孔の径は、コンクリート構造物に与える損傷を考慮し２０mm以下とするのが望ましい。【００１４】【発明の実施の形態】以下、本発明に係る塩化物含有量測定方法を測定手順に従いながら詳述する。【００１５】先ず、図１に示されるように測定対象コンクリート構造物１の所定箇所に対してドリル２を用いて穿孔を行う。穿孔深さＬは深さ方向の塩化物含有量分布を調べたい場合に概ね１００mm程度、鉄筋位置での塩化物含有量のみを知りたい場合にはかぶり分の３∼５cm程度とし、穿孔径ｄはコンクリート構造物１に対する損傷を考慮し２０mm以下とするのが望ましい。使用するドリル２としては、アンカー打込み用下孔などコンクリートの孔あけ専用のドリルを用いるのが望ましく、周囲に与える悪影響を最小限とするために、極力、打撃を掛けずに回転によって穿孔を行うようにする。【００１６】穿孔により小孔３を形成したならば、エアガン等により穿孔時のコンクリート粉を取り去った後、小孔３の内壁に深さ方向に均一に蛍光定量用試薬を噴霧する。作業は図２に示されるように、小孔３形成部位に機器設置台４をアンカーボルト５，５によって固定し、この機器設置台４上に噴霧管７を所定速度で送りや引き (3) 5 戻しが出来るようにした噴霧管送り装置６を設置し、小孔３内壁に均一に蛍光指示薬を噴霧する。前記噴霧管７はその後端部にスイベル７ｂが設けられ、先端に噴射ノズル７ａが設けられたものである。なお、前記噴霧管送り装置６は噴霧装置の一例を示しただけで、蛍光定量用試薬を均一に噴霧できるものであればどのような構造のものであっても良い。場合によっては図４に示されるように、ロングノズル８ａを有する手動式噴霧器８を使用することにしてもよい。また、前記蛍光定量用試薬は要は後壁に付着させればよいため噴霧する方法以外に、塗布による方法としてもよい。【００１７】前記蛍光定量用試薬として使用出来る薬剤としては、種々のものが挙げられるが、たとえばローダミンＢ、ローダミンＦ５Ｇ、キシレンレッドＢ、フルオレセントイエローＹ、アルベルトイエロー、ポートマックイエロー〔いずれも商標名〕などの蛍光染料が、蛍光効率および明度などの点から好適に使用される。【００１８】孔壁に対する蛍光定量用試薬の噴霧が完了したならば、図３に示されるように、先端にレーザ照射部９を備えるとともに、検光子およびフィルタよりなる蛍光光度センサ１０を備える蛍光測定管１１を挿入し、レーザ発振・蛍光測定装置１２から出力用光ファイバ１５を介して送られた特定波長のレーザをレーザ照射部９より測定箇所に向けて照射するとともに、レーザ照射によって励起された蛍光（反射光）を蛍光光度センサ１０によって計測する。計測された反射光は入力用光ファイバ１６によって蛍光測定装置１２に取り込まれ電気信号に変換された後、さらにＡ／Ｄ変換され分析用コンピューター１３内に取り込まれる。分析用コンピューター１３では、図５(B)に示される所定波長の反射光強度(nA) ３と塩化物含有量(g/m )との相関データに基づいて測定箇所の塩化物含有量を求める。【００１９】前記所定波長の反射光強度(nA)と塩化物含３有量(g/m )との相関は、予め行われる予備試験によって得られたものである。所謂、蛍光は基底一重項状態（最低エネルギー状態）にある分子が励起光の照射によって励起一重項状態（相対的に高いエネルギー状態）に励起され、その直後に基底状態に遷移（失活）する際に放出する光である。この光は含まれる微量の不純物およびその量（本例の場合は塩化物量）によって、充満帯と伝導帯との間に形成される励起状態準位と密接な関連性を有し、励起エネルギーを得た電子が幾つかの段階を経て基底状態に遷移する仕方が前記塩化物含有量によって異なるようになる。その結果、失活の際に放出する蛍光のスペクトルに違いが生じ、反射光強度(nA)と塩化物含３有量(g/m )との間に相関が生ずる。【００２０】前記反射光強度(nA)と塩化物含有量(g/ ３ m )との相関を求めるには、図５(A)に示されるように、所定濃度の塩溶液に対して蛍光定量用試薬を混合し、特定波長（λ）のレーザ光を照射し蛍光スペクトル 10 20 30 40 50 特許３３１８５８９ 6 を計測する。そして、所定波長(λ１ )の対応する反射光強度（ζ１）を求める。この試験を各種濃度の塩溶液に対して行うと、図５(B)に示される所定波長の反射光強度と塩化物含有量との相関図を得ることができる。なお、前記レーザ光の波長（前記特定波長）は、強い蛍光が得られる波長範囲内の波長が任意に設定され、当然に上記予備実験と本計測とで同じ波長を用いる。また、前記所定波長(λ１ )は蛍光スペクトルの値がある程度以上に大きくなる範囲内で任意に設定される。【００２１】使用可能なレーザとしては、He-Neレーザ、CO２レーザなどの気体レーザ、YAGレーザなどの固体レーザ、半導体レーザなど種々のものがあるが、本装置としては可搬性の点より小型化が可能な固定レーザや半導体レーザなどが好適に用いられる。レーザの波長（特定波長）は対象元素によってその好適値は異なるが、本塩化物測定の場合には概ね５００∼６５０ｎｍの範囲内に設定される。なお、現状ではレーザ光が励起光として最も好ましいが、水銀ランプおよびキセノンランプ、或いはこのようなスペクトル線を持った強力な光源であれば代用することも可能である。【００２２】前記レーザ照射並びに反射光計測を小孔深さ方向の複数箇所にて行い、最終的に図５(C)に示されるような深さ方向の塩化物含有量分布を得る。この計測は、図３に符号１４で示される蛍光測定管用送り装置１４を設け、自動化することも可能である。【００２３】ところで、本発明では特にコンクリート中に含浸している塩化物の含有量を測定対象としているが、本測定方法は計測原理より他の不純化合物の定量も可能である。また、既存コンクリート構造物の健全度判定の他、アルカリ骨材反応の検査のための使用骨材の分析や、竣工時のコンクリート検査などにも応用が可能である。【００２４】【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、硬化したコンクリート中に含浸している塩化物含有量を現地において、簡単にかつ精度良く測定可能になるとともに、従来のコア抜きによる方法と比べると格段にコンクリート構造物に与える影響が少なくて済むようになる。また、深さ方向に任意点数だけ測定が可能となり、深さ方向の塩化物含有量分布をも精度良く容易に知ることが可能となる。【図面の簡単な説明】【図１】本発明に係る塩化物含有量測定方法の第１手順図である。【図２】その第２手順図である。【図３】その第３手順図である。【図４】蛍光定量用試薬の他の噴霧方法を示す図である。【図５】塩化物含有量決定までの手順を示す、(A)は蛍光スペクトル図、(B)は反射光強度と塩化物含有量との (4) 特許３３１８５８９ 7 8 相関図、(C)は深さ方向の塩化物含有量分布図である。＊孔、４…機器設置台、５…アンカーボルト、６…噴霧管【図６】従来のコア抜きによる塩化物含有量測定手順を送り装置、７…噴霧管、７ａ…噴射ノズル、７ｂ…スイ示す図である。ベル、９…レーザ照射部、１０…蛍光光度計、１１…蛍【符号の説明】光測定管、１２…レーザ発振・蛍光測定装置、１３…分１…測定対象コンクリート構造物、２…ドリル、３…小＊析用コンピューター【図１】【図３】【図２】【図５】【図４】 (5) 【図６】特許３３１８５８９