マイクロ波加熱と赤外線サーモグラフィ測定によるコンクリート表層部の水分移動評価

• 研究課題/領域番号: 16K14290
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 土木材料・施工・建設マネジメント
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高谷 哲 京都大学, 工学研究科, 助教 (40554209)
• 研究分担者: 上田 尚史 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (20422785) ; 内田 慎哉 富山県立大学, 工学部, 准教授 (70543461) ; 川崎 佑磨 立命館大学, 理工学部, 准教授 (90633222)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: コンクリート / ひび割れ / 水分移動 / マイクロ波 / 赤外線サーモグラフィ / マイクロ波加熱 / 赤外線 / 物質透過性評価

研究成果の概要

本研究課題では，マイクロ波加熱により温度上昇した個所を赤外線カメラで測定することによりコンクリート表層部の水分移動を評価することを試みた．
その結果，モルタル部分が乾燥している場合にはひび割れ部に水が浸入すると健全部に比べて高温になり，ひび割れ幅が大きいあるいは加熱時間が長いとひび割れ部と健全部の温度差が大きくなることが確認された．一方で，モルタル部分の含水率が高い場合にはひび割れ部はモルタル部分の蓄熱が大きいため，健全部に比べて低温となることが確認された．さらに，水セメント比が小さいほど蓄熱は大きく，加熱後の冷却過程でひび割れ部が明瞭になることが分かった．

研究成果の学術的意義や社会的意義

細孔構造や含水率などの影響を受けるため，ひび割れ部と健全部の温度差でひび割れ幅や深さを定量評価することは難しいと考えられる．ただし，乾湿繰返しを受ける構造物においては乾燥時に散水し，同一条件（加熱時間や撮影距離）で測定を行えば，温度差の変化によりひび割れの拡大を評価できると考えられる．また，擁壁などのように背面水の影響を受ける構造物では，加熱後の冷却過程における変化から水の浸透経路となるひび割れの可視化ができる可能性がある．また，水セメント比の違いによる緻密さの違いが蓄熱の違いとして現れたことから，マイクロ波加熱と赤外線サーモグラフィにより表層品質の評価をできる可能性があると考えられる．