Nondestructive evaluation of steel corrosion in the concrete structures based on the inverse analysis of electromagnetic responses near the surface of concrete

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02221
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kamada Toshiro 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10224651)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺澤 広基 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50750246) ; 内田 慎哉 富山県立大学, 工学部, 准教授 (70543461)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: コンクリート表面 / 鋼材腐食 / 電磁場応答 / 逆問題 / 非破壊評価

Outline of Final Research Achievements

This research focused on establishing a nondestructive evaluation method for evaluating the status of corrosion of the steels in concrete structures directly from the surface of concrete without influenced by its cover.　For this purpose;
(1) Microscopic change of magnetic properties near the surface of internal steel were evaluated and quantified by the electromagnetic response in the air. (2) By controlling the alternating current magnetic field, the appropriate testing condition for macroscopic sensing at the concrete surface was revealed. (3) Furthermore, the algorithm of imaging the corrosion status near the steel surface was developed by “inverse problem analysis”, and the method of reconstructing corrosion status was evaluated.

Free Research Field

土木材料、施工および建設マネジメント関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，コンクリート中鋼材表面の腐食を，コンクリート表面から計測し，鋼材表面の腐食状況を定量的，かつ視認性高く評価可能な非破壊評価技術として開発した．また，これらの手法を用いて，腐食を模擬した鋼板，鋼棒などの試験体の局所的な腐食を検出，可視化できることを確認した．本研究の成果は，コンクリート中鋼材を評価する新たな非破壊評価技術としてインパクトを有するものと考えられる．社会的な意義としては，高速道路や新幹線などの基幹的な社会基盤に対て現在実施されている大規模更新・修繕事業に適用し，必要かつ効果的な対策を講じる手法として活用される可能性がある．