2019 Fiscal Year Annual Research Report
Nondestructive evaluation of metal corrosion in the concrete structures integrating elastic wave and electromagnetic response
| Project/Area Number |
18K18883
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
鎌田 敏郎 大阪大学, 工学研究科, 教授 (10224651)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺澤 広基 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50750246)
内田 慎哉 富山県立大学, 工学部, 准教授 (70543461)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
|
| Keywords | コンクリート中鋼材腐食 / 高周波交流磁場 / 電磁場応答 / 電磁場検出センサ / 非破壊評価 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、かぶりコンクリートの品質の影響を受けず、コンクリート内部に浸透する数kHz～数100kHz帯域の高周波交流磁場と、これを印加した際の鋼材上の誘導電流の表皮効果を組み合わせることにより、コンクリート中鋼材表層部の腐食を検出する手法について検討した。具体的には、①RC床版内部の鉄筋や、②コンクリート中あるいは土中に埋め込まれた道路標識／照明柱の地際部など、外観目視では把握することが困難な鋼材腐食を対象とした。
以上の目的を実現するため、入力磁場の影響をキャンセルし、鋼材表層で発生する誘導電流による微小磁場を選択的に検出可能な差動型磁気計測回路を構成し、微小磁場を安定して検出できる電磁場検出システムの開発をまず行った。次に、交流磁場を発生する電流を参照信号とし、電磁場検出センサで計測された電磁場応答のロックイン検波（位相敏感検波）により、鋼材表層性状の変化を高精度に測定する信号処理手法を評価した。また、コンクリート中鋼材の評価モデル（①鋼板腐食モデル、②鉄筋腐食モデル）を作製し、鋼材腐食の初期段階における腐食状況を再現することにより、磁場発生方法、電磁場検出センサの基本性能評価を行った。
さらに、受信される電磁場応答を理論的に解析することにより、鋼材腐食の初期段階から進展期、加速期に至る諸状況を多面的に把握・可視化できる統合型信号処理・データ処理システムの検討を行った。鋼材の腐食状況は高周波励磁磁場と電磁場応答の振幅・位相差情報を評価指標とし、これらの値が腐食が発生していない健全な鋼材部の指標値に対して局所的に変化する領域をマッピング処理することにより、腐食段階、腐食範囲を可視化する可能性を評価した。
|
