超音波法を用いたRC部材の鉄筋腐食劣化の潜伏期から加速期までの定量化手法の確立

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06166
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 渡邉 健 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (50332812)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 親典 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (10180829)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 超音波 / 鉄筋腐食 / ひび割れ / コンクリート

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋腐食を，非破壊試験方法の一つである超音波試験を用いて評価するものである。目的の一つは，予防保全的手法として，腐食をコンクリート表面にひび割れや錆汁などの変状が目視によって確認されるよりも早く検出する方法の確立である。また，もう一つの目的としては，表面にひび割れが確認された後に，鉄筋の腐食量・断面減少率や腐食によるコンクリートの劣化を定量的に評価する手法を確立することである。
初年度は、早期検出手法の確立を目指した実験を実施しており、鉄筋腐食が潜伏期から進展期へ移行する部分での評価手法を有効性について検討を進めている。供試体は，基礎実験と位置づけ，鉄筋径およびかぶりを適宜設定して埋設した角柱供試体を使用した。初期の腐食に伴うひび割れ進展には，鉄筋径とかぶりが影響を与えるため，複数のかぶりパターンにおいて作製を行った。そして、それらの供試体に対して、電食実験等を行い鉄筋腐食を生じさせ、鉄筋腐食に起因する損傷の評価について、超音波法の有用性について検討した。
それらの結果、超音波を用いて鉄筋腐食をコンクリートのひび割れが表面で確認されるよりも早くに超音波波形およびパラメータによって評価できる可能性を示した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度に計画していた実験については、おおよそ実施をすることができ、鉄筋腐食によって生じるコンクリート内部のひび割れの発生初期について超音波法によって検出できる可能性を示している。また、評価可能な鉄筋腐食の度合いについても実験の範囲内での示すことができている。
一方、さらに劣化が小さいレベルの検出については、さらに評価パラメータについての検討が必要であると考えている。また、劣化レベルの大きなものに対する評価については予備試験を始めており、劣化を供試体でどのように再現するかが課題となっている状況である。

Strategy for Future Research Activity

超音波法による「腐食開始時期の推定」および「ひび割れ進展」の評価手法検討を行うとため、再度供試体を作製した実験を行い，手法の有効性を確認し評価手法の確立を目指す。
腐食による劣化は，鋼材の腐食とコンクリートのひび割れが同時に起こるため，それらの影響を完全に分離して検討することが難しい場合は，供試体を工夫し，それぞれの影響を分離して進めることとする。また超音波での検討を中心としているが，入力周波数が変化することによる影響もあり，その場合は低い周波数を利用する手法も併用して検討を行うなどの工夫を行う予定である。