コンクリートの劣化状況と熱挙動に対するスケーリング評価

（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部
第48回（平成27年度）研究発表会論集
プレゼンテーション発表アブストラクト №217
コンクリートの劣化状況と熱挙動に対するスケーリング評価
(株)日建技術コンサルタント
１．はじめに
瑞泉翔
ける他の実験においても、同様にこの方法で温度勾配を測定
近年、既存コンクリート構造物の維持管理が課題となって
おり、それに付随して構造物の劣化診断の効率化が重要視さ
れている。本研究では、特に表面の剥離等のいわゆるスケー
している。
以上の方法で測定した各モルタル供試体の温度勾配のグラ
フを、図-3 に示す。
リング損傷を受けたコンクリートを対象に、その劣化具合の
水散布後、約 15 秒の時間において、試験体内部の熱によっ
簡易的な評価方法として、ポータブルな熱源を用いた温度測
て試験体表面温度は上昇し、ピーク値を得て下降している。
定による評価を提案する。
グラフからは、空隙の大きい試験体（W/C65%）の温度勾配
過去に行った実験によって得られた知見から、表面損傷の
大きいコンクリートは、損傷の小さいコンクリートに比べて
が大きいことが読み取れる。これにより、供試体の空隙率と
温度勾配の相関性が確認された。
熱挙動が大きくなり、観測される温度勾配が大きくなるもの
と仮説を立て、コンクリートの劣化状況と熱挙動の相関性を
確認し、現場でのコンクリートのスケーリング評価に対して
温度(℃ )
温度測定が有効であるかを検証した。
２．実験概要
□ Ｗ／Ｃ６５％
○ Ｗ／Ｃ５５％
よく含浸させた供試体表面に、ドライヤー型の簡易熱源ヒ
ータを用いて 5min,600℃の条件で加熱を行った。その後、約
5g の水を霧吹きで散布し、各供試体のピーク温度から一定時
間までの温度の下降勾配を測定した。具体的には、以下の 3
図‐1 加熱・散水直後の温度分布
つの実験を行った。
（１） W/C55%と W/C65%（共に 50×50×300mm）の二つの
モルタル供試体を使用し、適切な測定方法及び温度勾配の傾
向を調査した。
□ Ｗ／Ｃ６５％
○ Ｗ／Ｃ５５％
（２） 100×100×80mm の塊状コンクリート供試体を、ス
ケーリングの小さいものと大きいものの 2 種類使用し、表面
の状態の違いによる温度勾配の傾向の違いを調査した。
（３）スケーリングの激しい塊状コンクリートを 100×
100×25mm の大きさに切断し、その切断面とスケーリング面
の表面状態の違いによって、温度勾配に影響があるかを調査
図‐2 時間経過後の温度分布
した。
ピ－ク温度勾配　(最高点１画素)
115
３．実験結果と考察
110
測定方法としては、より正確な温度勾配を算出するため、
面としての温度変化をグラフ化し、温度勾配を測定すること
とした。図-1 および図-2 は、測定した温度を正面から見て縦
に平均をとり、横軸の測定画素位置に合わせてプロットした
ものである。温度の変化を面として捉えることで、供試体の
表面状態の影響をより正確に反映できると考え、本研究にお
温度（℃）
（１）W/C55%、W/C65%のモルタル供試体
□ Ｗ／Ｃ　５５％
Ｗ／Ｃ６５％
○ Ｗ／Ｃ　６５％
Ｗ／Ｃ５５％
105
100
95
90
85
0
20
40
60
80 100 120
経過時間（秒）
図‐3 モルタル供試体の温度勾配
－ 179 －
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プレゼンテーション発表アブストラクト №217
（２）塊状コンクリート供試体
（３）切断コンクリート供試体
図-4 に示すのがスケーリングの小さい供試体の写真および
図-7 はスケーリング破壊を起こしたコンクリートの表面と、
サーモグラフィ画像である。また、図-5 に示すのがスケーリ
接断面のそれぞれの断面の温度勾配をグラフ化したものであ
ングの大きい供試体の写真およびサーモグラフィ画像である。
る。スケーリング破壊を起こしたコンクリートを、深さ 25mm
この 2 種類の供試体の温度変化をグラフ化したものが、図-6
のところで切断し、スケーリング表面と切断面で温度勾配を
である。
比較した。
図-6 から温度勾配を読み取ると、スケーリングの小さい供
切断面の方は表面が整っていることから、スケーリング表
試体に比べ、スケーリングの大きい供試体の温度勾配が大き
面の温度勾配に対してより小さくなるのではないかと想定し
くなっており、当初の仮説を裏付ける結果となった。実験（１）
ていたが、切断面の温度勾配の方が大きくなるという結果と
で得られた傾向とも合致することから、標準的なコンクリー
なった。これは、供試体表面に露出していた粗骨材の影響や、
トのスケーリング評価に対して、温度測定は一定の有用性が
切断により供試体の質量が小さくなったため温度ピークが早
あると考えられる。
期に表れ、正確な測定結果が得られなかった可能性等が考え
られる。
100
95
90
Y = 97.12-0.1825 X
温度（℃）
85
R
2
=1
80
75
70
65
Y = 96.61-0.2267 X
60
R
2
=1
スケ－リング無し（切断試料）最大値
スケーリング大
スケ－リング無し（切断試料）平均値
スケ－リング有り（切断試料）最大値
55
スケーリング小
スケ－リング有り（切断試料）平均値
50
加熱直後
水散布後
0
20 40 60 80 100 120 140 160
経過時間（秒）
図‐4 スケーリングの小さい塊状コンクリート
図‐7 各断面の温度勾配
４．まとめ
（１）のモルタル供試体と、（２）の塊状供試体の実験に
おいては、表面損傷の大きい供試体の方が、大きい熱挙動を
示した。その結果、スケーリング面の評価に対して、温度勾
配の測定という方法は一定の有用性があると考えられる。し
かし、（３）の切断供試体の実験では、表面の整った断面の
方が、大きい熱挙動を示した。
加熱直後
水散布後
図‐5 スケーリングの大きい塊状コンクリート
最後に、今回得られた各実験結果の一般性を高めるために、
多くのサンプルデータを収集し、将来的には、温度勾配から直
にスケーリング評価が可能となるようなシステムの構築を目
110
Y = 106.1-0.2867X
2
100
R = 0.996
スケ－リング無し（塊試料）最大値
スケーリング大
スケ－リング無し（塊試料）平均値
指していきたい。
スケ－リング有り（塊試料）最大値
スケーリング小
スケ－リング有り（塊試料）平均値
温度（℃）
90
【参考文献】1)鎌田卓司,鳥取誠一,中村圭二郎,栗田耕一：遠
80
隔加熱によるアクティブ赤外線法を用いたコン
70
クリート高架橋の検査,コンクリート工学年次
Y = 84.89-0.2004X
60
論文集,Vol.25，No.1，pp.1763-1768，2003.
2
R = 0.999
50
0
20 40 60 80 100 120 140 160
経過時間（秒）
図‐6 塊状コンクリートの温度勾配
－ 180 －

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