Development of Three-Dimensional Moisture Content Measurement Method and Its Application to Surface Quality Evaluation of Porous Materials

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K06524
• Research Institution: Gifu National College of Technology
• Principal Investigator: 岩瀬 裕之 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20160111)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 所 哲郎 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10155525) ; 犬飼 利嗣 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30548326) ; 藤田 一彦 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40249793)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 多電極型等比共面電極 / 静電容量 / 近接センサー / 充填状況推定 / 埋設型枠 / 非破壊検査

Outline of Annual Research Achievements

熟練工の不足や工期の短縮に対応するため，あらかじめ工場で製作されたモルタルやコンクリート製の埋設型枠が採用されるようになった．型枠組立てや撤去作業が省略でき生産性の向上を図ることができる．しかし，予期せぬトラブルにより型枠内で充填不良などの欠陥が発生しても型枠内部は目視できないため検知できていない．これらの欠陥は構造物の弱点となるため，可能であれば打設中に解消するのが望ましい．そのため打設中に充填状態を把握する方法が必要である．
埋設型枠などジャンカなどの充填不良を検出するために著者らは等比共面電極を開発し，これを用いて静電容量の変化を測定し空隙厚さを推定する方法を提案してきた．空隙厚さを推定するには，複数の電極を用いて静電容量を測定するが，測定1点につき1枚の電極が必要で電極を取り替える必要があり使い勝手が悪かった．
そのため電極を改良し，1枚の電極に複数の電極を配置し電極中心間距離tと静電容量Cの関係を1枚の電極で複数点測定できる多電極型等比共面電極を開発した．電極中心間距離tと静電容量Cとには直線関係が得られ，この直線の傾きの逆数を用いることで，空隙厚さを推定できることを示した．また，空隙幅や空隙の位置も傾きの逆数に影響することを示した．これらの関係を用いることで，従来検知が困難であった埋設型枠を想定したモルタル板などの型枠内のコンクリート充填不良を検知することができた．また1枚の電極とすることで工事現場における検知の自動化を図ることができる可能性を示した．
この傾きの逆数は型枠材料や含水率などの影響を受けるため，施工と同じ条件でコンクリートが充填されたときの値を基にしきい値を設定し，このしきい値以下になるように施工するという使い方が考えられる．