2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of non-contact corrosion diagnosis of existing reinforced concrete structures using nano-measurement technology

Research Project

Project/Area Number	18H01514
Research Institution	Central Research Institute of Electric Power Industry
Principal Investigator	朱牟田善治一般財団法人電力中央研究所, 地球工学研究所, 副研究参事 (90371434)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	千葉大地大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (10505241) 小野新平一般財団法人電力中央研究所, 材料科学研究所, 上席研究員 (30371298) 金光俊徳一般財団法人電力中央研究所, 地球工学研究所, 研究員 (60815968)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	腐食鉄筋 / 交流インピーダンス法 / ホールセンサ / 四端子計測 / 非破壊検査 / 鉄筋コンクリート
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、広範囲にわたる鉄筋工コンクリート内部鉄筋の腐食状態を、非破壊で、短時間に、かつ現場で測定可能なセンサシステムを実現することを目的としている。令和元年度は、研究計画にのっとり、以下の3項目について検討を実施、以下の成果を得た。 (1)空間磁界マッピング法の開発では、コンクリートに埋設された鉄筋位置の高速同定に向け、特殊磁界センサに改良を施した。それにより、かぶり深さ15 cm程度、Φ6mm程度の鉄筋までの検出が可能となった。また、位置・かぶり深さ・鉄筋径を瞬時に同定するためのデータベースを作成した。また、試作センサの出力結果を様々な条件で、計測可能なシステムを試作した。 (2)多端子型広帯域インピーダンス法の開発では、平成30年度に、コンクリート表面から非破壊で内部鉄筋の腐食速度を評価する手法である四端子交流インピーダンス法を改良し、対象形状が異なる場合の適用性向上を検討した。端子間隔および鉄筋の埋設深さを変化させた感度分析を行い、条件変化にともなう計測値の変化を把握した。その結果、計測対象の鉄筋配置に応じた端子配置法を提案し、本手法の適用範囲を拡張した。 (3)累積腐食量評価モデルの開発では、白色雑音に対する電気的特性応答の測定を簡易に行うために、測定システムについて改良した。従来機よりも小型化し、USB一本でPC から電源を供給することに成功した。また、約300kHz 以下のインピーダンスの周波数特性を求めるために十分な性能を持つことを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 四端子交流インピーダンス法による計測において、対象の構造物に合わせた端子配置を設定し、腐食速度を計測することが可能となったことは、非破壊検査を用いた実構造物の健全性評価を行うにあたって大きな進展であるといえる。
Strategy for Future Research Activity	3つの研究項目に基づき、今後の推進方法について以下に示す。 (1)空間磁界マッピング法の開発では、試作した計測装置による計測実験により実測結果を蓄積し、腐食鉄筋の位置同定感度の向上方策を引き続き、検討する。 (2)多端子型広帯域インピーダンス法の開発では、広帯域の周波数を同時に印加できるホワイトノイズ電流発生装置を用いて、計測時間の短縮を試みる。また、広範囲の領域を同時に計測するために、4端子から多端子への拡張を行う。 (3)累積腐食量評価モデルの開発では、現場での実構造物での計測を可能とするセンサを試作する。