超音波スペクトロスコピ-を適用したコンクリ-ト構造物の劣化度評価に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460172
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小坂 義夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (00022989)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 和夫 愛知工業大学, 助教授 (10093080) ; 小浜 芳郎 名古屋大学, 工学部, 助教授 (50023304)
• Keywords: コンクリ-ト / 非破壊試験法 / 劣化度評価 / 超音波スペクトロスコピ-法 / 弾性波 / 伝播特性 / 周波数伝達関数 / 減衰特性

Research Abstract

超音波スペクトロスコピ-によるコンクリ-トの劣化度評価方法の確立を目的として、高応力繰返し載荷およびアルカリ骨材反応を受けて劣化したコンクリ-トを取り上げて一連の検討を行った。それらの結果はおよそ次のように要約できる。
1.繰返し外力によってコンクリ-トの劣化が進行すると、検出波形特性のうち、超音波の伝播速度、エネルギ-および最大振幅は減少するが、エネルギ-・モ-メントおよびエネルギ-分散は増加する。特に、検出波形のエネルギ-は、従来から劣化度評価に用いられてきた伝播速度よりもコンクリ-トの内部構造に敏感に反応する。
2.繰返し外力によってコンクリ-トの劣化が進行すると、伝播超音波の周波数特性は、150KHz以上の周波数成分は減衰し、150KHz以下の周波数成分は増大して、徐々に低周波数成分の卓越した特性を示すようになる。ただし、本実験の範囲では、150〜200KHz周波数はコンクリ-トの内部構造の変化に対して比較的鈍感であった。
3.本研究で採用した促進アルカリ骨材反応試験のうち、GBRC法ではコンクリ-ト強度に及ぼす影響は明かではなかったが、60℃温水促進法の場合には、強度低下みられ、この場合の反応性骨材(パイレックスガラス)のペシマム量は、20〜40%であった。
4.アルカリ骨材反応による顕著な強度変化がみられない場合でも、検出波の伝播速度、平均周波数、最大振幅およびエネルギ-の減少、ならびにエネルギ-・モ-メントおよびエネルギ-分散の増加がみられ、検出波形の出力は減衰して波形の立下りも鈍くかつ波形の集中度も分散化した。また、周波数伝達関数は、コンクリ-ト内部の構造変化に対して敏感に反応し、試験体の劣化とともに次第に低周波数成分の卓越した周波数特性を示した。

Research Products

• [Publications] 山田和夫: "超音波スペクトロスコピ-によるコンクリ-の劣化度評価に関する基礎的研究" 材料. 38. 959-965 (1989)
• [Publications] 山田和夫: "Damping Characteristics of Ultrasonic Pulse Propagating through Concrete Damaged by Cryogenic Attack" Trans.of The JCI. 11. 83-90 (1989)
• [Publications] 小阪義夫: "コンクリ-トの超音波波動伝播特性に関する解析的検討" セメント・コンクリ-ト論文集. 43. 320-325 (1989)
• [Publications] 小阪義夫: "超音波スペクトロスコピ-によるコンクリ-トの劣化度評価に関する研究" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 783-784 (1989)
• [Publications] 小阪義夫: "超音波スペクトロスコピ-によるアルカリ骨材反応を受けたモルタルの劣化度評価" 日本建築学会東海支部研究報告集. 28. 37-40 (1990)
• [Publications] 山田和夫: "アルカリ骨材反応を受けたモルタル中を伝播した超音波の減衰特性に関する研究" コンクリ-ト工学年次講演論文集. 12. (1990)