JP2015184073A - コンクリート中性化分布特性取得方法、コンクリート中性化分布取得方法、コンクリート中性化分布特性取得装置、コンクリート中性化分布取得装置およびプログラム - Google Patents
コンクリート中性化分布特性取得方法、コンクリート中性化分布取得方法、コンクリート中性化分布特性取得装置、コンクリート中性化分布取得装置およびプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】中性化深さの測定箇所と非測定箇所との、中性化深さの関連性を把握できるようにする。【解決手段】コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得ステップと、前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得ステップと、前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得ステップと、前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化ステップと、前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張ステップと、を行う。【選択図】図2
Description
本発明は、コンクリート中性化分布特性取得方法、コンクリート中性化分布取得方法、コンクリート中性化分布特性取得装置、コンクリート中性化分布取得装置およびプログラムに関する。
コンクリートの中性化は、本来アルカリ性であるコンクリートが空気中の二酸化炭素に反応して中性になっていく現象であり、一般にコンクリート表面から内部へ向かって中性化が進行する。中性化が進むことで鉄筋の腐食環境がより厳しくなり、かぶりコンクリートのはく離やはく落が生じる場合がある。このため、中性化の進行状況を把握することが重要である。
コンクリートの中性化深さに関連して幾つかの研究が行われている。
例えば、非特許文献1では、鉄道コンクリート高架橋の各部分について中性化深さの測定結果が提示され、中性化深さの推定方法が提案されている。
また、非特許文献2では、鉄道コンクリート高架橋のスラブ下面について中性化深さの測定結果が示され、中性化深さのばらつきについて考察されている。
例えば、非特許文献1では、鉄道コンクリート高架橋の各部分について中性化深さの測定結果が提示され、中性化深さの推定方法が提案されている。
また、非特許文献2では、鉄道コンクリート高架橋のスラブ下面について中性化深さの測定結果が示され、中性化深さのばらつきについて考察されている。
谷村幸裕、他3名、「鉄道RCラーメン高架橋の中性化に関する耐久性照査法の適用に関する研究」、土木学会論文集、2004年5月、No.760/V-63、p.147-157
松橋宏治、他3名、「RC高架橋スラブ下面の中性化深さ分布に関する一考察」、第60回土木学会年次学術講演会講演概要集第5部、2005年、Vol.60、5-213、p.425-426
コンクリートの中性化深さを測定する際、コンクリート内部について測定を行う必要があるため、例えばドリルで穴を空けるなどコンクリートの一部を除去して測定が行われる。このため、現用のコンクリート構造物において、多くの箇所について中性化深さを実測することは現実的でない。
中性化深さを測定していない箇所について中性化深さを把握するためには、他の箇所における測定結果から推定する必要がある。この際、中性化深さの推定を高精度に行うために、測定箇所と非測定箇所とにおける中性化深さの関連性を把握し、推定に反映させることが望ましい。しかしながら、かかる関連性を充分に把握できる技術は提案されていない。
中性化深さを測定していない箇所について中性化深さを把握するためには、他の箇所における測定結果から推定する必要がある。この際、中性化深さの推定を高精度に行うために、測定箇所と非測定箇所とにおける中性化深さの関連性を把握し、推定に反映させることが望ましい。しかしながら、かかる関連性を充分に把握できる技術は提案されていない。
例えば、中性化深さの測定箇所と、非測定箇所である推定対象箇所とが近接する場合、これら2点における中性化深さは類似する(値が近い)と考えられる。これに対して、例えば、測定箇所にて得られた中性化深さにランダムな深さを加算して、推定対象箇所における中性化深さを推定した場合、中性化深さが類似することが反映されず、実際以上にばらつきが生じる可能性がある。これにより、実際以上に中性化が進行していると推定するなど、コンクリート構造物の耐用年数を適切に評価できない可能性がある。
本発明は、中性化深さの測定箇所と非測定箇所との、中性化深さの関連性を把握することのできる、コンクリート中性化分布特性取得方法、コンクリート中性化分布取得方法、コンクリート中性化分布特性取得装置、コンクリート中性化分布取得装置およびプログラムを提供する。
本発明の一態様によるコンクリート中性化分布特性取得方法は、コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得ステップと、前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得ステップと、前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得ステップと、前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化ステップと、前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張ステップと、を有する。
前記中性化深さ取得ステップでは、前記コンクリートを帯状に削り、断面における中性化深さを前記所定間隔毎に測定するようにしてもよい。
前記式拡張ステップでは、前記コンクリートの中性化深さの分布特性が前記直線の方向と当該直線に直交する方向とで同様として、前記一次元のパワースペクトルを表す式を、前記二次元のパワースペクトルを表す式に拡張するようにしてもよい。
本発明の他の一態様によるコンクリート中性化分布取得方法は、上述したコンクリート中性化分布特性取得方法にて得られた二次元のパワースペクトルを表す式に、ランダムな位相を設定して逆フーリエ変換することで、中性化速度係数の二次元分布を求める中性化速度係数二次元分布取得ステップを有する。
本発明の他の一態様によるコンクリート中性化分布特性取得装置は、コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得部と、前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得部と、前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得部と、前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化部と、前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張部と、を具備する。
本発明の他の一態様によるコンクリート中性化分布取得装置は、コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得部と、前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得部と、前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得部と、前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化部と、前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張部と、前記二次元のパワースペクトルを表す式に、ランダムな位相を設定して逆フーリエ変換することで、中性化速度係数の二次元分布を求める中性化速度係数二次元分布取得部と、を具備する。
本発明の他の一態様によるプログラムは、コンピュータに、コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得ステップと、前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得ステップと、前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得ステップと、前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化ステップと、前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張ステップと、を実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、中性化深さの測定箇所と非測定箇所との、中性化深さの関連性を把握することができる。
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
まず、図1を参照して、分布特性の取得対象であるコンクリート中性化について説明する。
まず、図1を参照して、分布特性の取得対象であるコンクリート中性化について説明する。
図1は、コンクリート中性化の例を示す説明図である。
同図において、領域A11は、中性化している領域を示し、領域A12は、中性化していない(アルカリ性の)領域を示す。領域A11の側がコンクリートの表面側、領域A12の側がコンクリートの内側である。
中性化の有無は、例えば、コンクリートにフェノールフタレイン溶液を散布して変色の有無によって把握することができる。フェノールフタレイン溶液が赤くなった部分がアルカリ性の領域であり、無色の領域が中性化している領域である。
同図において、領域A11は、中性化している領域を示し、領域A12は、中性化していない(アルカリ性の)領域を示す。領域A11の側がコンクリートの表面側、領域A12の側がコンクリートの内側である。
中性化の有無は、例えば、コンクリートにフェノールフタレイン溶液を散布して変色の有無によって把握することができる。フェノールフタレイン溶液が赤くなった部分がアルカリ性の領域であり、無色の領域が中性化している領域である。
また、線L11は、中性化フロントを示す。ここでいう中性化フロントとは、中性化している領域と中性化していない領域との境界であり、図1の例では、領域A11と領域A12との境界である。また、コンクリートの表面から中性化フロントまでの距離を中性化深さと称する。
同一のコンクリートであっても場所によって中性化深さが異なり、一般には、中性化フロントは平面形状にはならない(断面において、直線形状にはならない)。一方、同一のコンクリートにおいて近接する箇所では、ある程度同様の中性化深さとなっている。これにより、一般には、中性化フロントは波打つ面(断面において、図1の例のように波打つ線)の形状となる。例えば、打設時のコンクリートの品質や、締固めの状況や、日商条件や、水の影響等により、中性化フロントは、平面ではなく波打つ面となる。
以下では、中性化フロントの波打つ特性を分布特性と称する。
同一のコンクリートであっても場所によって中性化深さが異なり、一般には、中性化フロントは平面形状にはならない(断面において、直線形状にはならない)。一方、同一のコンクリートにおいて近接する箇所では、ある程度同様の中性化深さとなっている。これにより、一般には、中性化フロントは波打つ面(断面において、図1の例のように波打つ線)の形状となる。例えば、打設時のコンクリートの品質や、締固めの状況や、日商条件や、水の影響等により、中性化フロントは、平面ではなく波打つ面となる。
以下では、中性化フロントの波打つ特性を分布特性と称する。
図2は、本発明の一実施形態におけるコンクリート中性化分布特性取得方法の処理手順の例を示すフローチャートである。同図の処理を人が行うようにしてもよいし、後述するコンクリート中性化分布特性取得装置が、自動的にあるいは半自動的に同図の処理を行うようにしてもよい。ここでは、人(作業者)が同図の処理を行う場合を例に説明する。
また、本実施形態では、鉄道高架橋を対象とする場合を例に説明するが、これに限らず様々なコンクリート構造物に本実施形態を適用可能である。
また、本実施形態では、鉄道高架橋を対象とする場合を例に説明するが、これに限らず様々なコンクリート構造物に本実施形態を適用可能である。
図2の処理において作業者は、コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する(ステップS101)。ステップS101は、中性化深さ取得ステップの一例に該当する。
ステップS101で取得するデータは、中性化分布特性の取得対象となっているコンクリート構造物自体のデータであることが好ましいが、同様の中性化が見込まれるコンクリート構造物のデータであってもよい。例えば、ステップS101において、環境条件が中性化分布特性の取得対象と同様、かつ、同形式のコンクリート構造物のデータを、作業者が取得するようにしてもよい。
測定にてデータを取得する場合、例えば、コンクリートを少なくとも1方向に帯状に削り、断面(コンクリート表面から内部へと向かう面)における中性化深さを、所定間隔毎に測定することが考えられる。
ステップS101で取得するデータは、中性化分布特性の取得対象となっているコンクリート構造物自体のデータであることが好ましいが、同様の中性化が見込まれるコンクリート構造物のデータであってもよい。例えば、ステップS101において、環境条件が中性化分布特性の取得対象と同様、かつ、同形式のコンクリート構造物のデータを、作業者が取得するようにしてもよい。
測定にてデータを取得する場合、例えば、コンクリートを少なくとも1方向に帯状に削り、断面(コンクリート表面から内部へと向かう面)における中性化深さを、所定間隔毎に測定することが考えられる。
図3は、コンクリートを削る箇所の例を示す説明図である。同図において、同図の例では、鉄道構造物におけるスラブ部材のかぶりコンクリートについて、長さ方向(同図の横方向)に1本、および、幅方向(同図の縦方向)に3本、帯状に削る。具体的には、領域A21のかぶりコンクリートを削る。
かぶりコンクリートを削る際、中性化深さの測定精度を高めるため、例えば最初にコンクリートカッターで、目印となる切り目を帯の両側に入れ、切り目の間をドリル等で削ることが考えられる。
また、帯の形状は、幅200ミリメートル(mm)以下、長さ1000ミリメートル程度が望ましい。帯の幅を狭くすることで、コンクリートを削る面積を狭くすることができる。また、帯の幅が狭いほど、2つの断面の距離が近くなるので、これら2つの断面の両方で中性化深さを測定することで、より細かい分布特性が得られる。
また、帯の長さは、中性化フロントの形状を把握するために必要なサンプリング数のデータを得られる長さである必要がある。
また、帯の形状は、幅200ミリメートル(mm)以下、長さ1000ミリメートル程度が望ましい。帯の幅を狭くすることで、コンクリートを削る面積を狭くすることができる。また、帯の幅が狭いほど、2つの断面の距離が近くなるので、これら2つの断面の両方で中性化深さを測定することで、より細かい分布特性が得られる。
また、帯の長さは、中性化フロントの形状を把握するために必要なサンプリング数のデータを得られる長さである必要がある。
中性化深さの測定間隔(サンプリング間隔)は、例えば、鉄筋の間隔に応じて100ミリメートル〜125ミリメートル以下とする。中性化深さの測定方法としては、例えば、フェノールフタレイン溶液を散布した断面を、指金など長さがわかるものと共にデジタルカメラで撮像し、デジタル画像上で中性化深さを測る方法が考えられる。
図4は、中性化深さの測定結果の例を示すグラフである。同図は、図3の例における中性化深さの測定値を示している。同図の例、図3に示す中間スラブを総メッシュ数2051のメッシュに分割し、領域A21に含まれる239のメッシュについて中性化深さを測定している。
図4のグラフのX軸は、図3における横方向に対応する。Y軸は、図3における縦方向に対応する。Z軸は、中性化深さの測定値を示す。
図4のグラフのX軸は、図3における横方向に対応する。Y軸は、図3における縦方向に対応する。Z軸は、中性化深さの測定値を示す。
ステップS101の後、作業者は、得られた中性化深さの系列を、構造物の共用年数の平方根で除算する(ルートt則)ことで、中性化の進行状況を示す係数である中性化速度係数の系列に変換する(ステップS102)。ステップS102は、中性化速度係数取得ステップの一例に該当する。
次に、作業者は、得られた中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、空間周波数に対する一次元のパワースペクトルを求める(ステップS103)。ステップS103は、パワースペクトル取得ステップの一例に該当する。ここでいう空間周波数は、単位長当たりの波数である。また、ここでいうパワースペクトルは、周波数毎の波形の分布である。
このようにパワースペクトルを算出することで、空間周波数と、当該空間周波数の変動の大きさとの関係を把握できる。
このようにパワースペクトルを算出することで、空間周波数と、当該空間周波数の変動の大きさとの関係を把握できる。
そして、作業者は、得られた一次元のパワースペクトルを表す式を求める(ステップS104)。ステップS104は、定式化ステップの一例に該当する。
例えば、ステップS101において、中間スラブと張出スラブとで併せて13本の直線の各々について、所定間隔毎に中性化深さを測定しておく。そして、作業者は、得られた測定結果に基づき、累乗近似により両対数グラフ上での傾きを算出する。
さらに、作業者は、安全側として超過確率5パーセント(%)となるように両対数グラフでの切片を求める。
例えば、ステップS101において、中間スラブと張出スラブとで併せて13本の直線の各々について、所定間隔毎に中性化深さを測定しておく。そして、作業者は、得られた測定結果に基づき、累乗近似により両対数グラフ上での傾きを算出する。
さらに、作業者は、安全側として超過確率5パーセント(%)となるように両対数グラフでの切片を求める。
図5は、中性化速度係数の系列をフーリエ変換して得られる、一次元のパワースペクトルの例を示すグラフである。同図のグラフは両対数グラフとなっており、横軸は空間周波数を示し、縦軸はパワースペクトル密度を示す。ここでいうパワースペクトル密度は、パワースペクトルを単位面積で規格化した値(単位面積当たりのパワースペクトル)である。
図5の各点は、測定データから得られる中性化速度係数の系列をフーリエ変換して得られるパワースペクトルを示す。
線L21は、各点を累乗近似して得られる直線である。線L22は、上限(超過確率)5パーセントの信頼曲線を示す。線L21やL22の示すスペクトルの傾きが、分布特性に相当する。同図のスペクトルでは、線L21やL22は右肩下がりであり、空間周波数が小さければ小さいほど大きくなっているので、長い波ほど多く含まれている。
線L22に基づいて、例えば、ある空間周波数f[mm−1]中性化速度係数の系列のパワースペクトルy[1/mm−1]を、式(1)のように定式化する。
線L21は、各点を累乗近似して得られる直線である。線L22は、上限(超過確率)5パーセントの信頼曲線を示す。線L21やL22の示すスペクトルの傾きが、分布特性に相当する。同図のスペクトルでは、線L21やL22は右肩下がりであり、空間周波数が小さければ小さいほど大きくなっているので、長い波ほど多く含まれている。
線L22に基づいて、例えば、ある空間周波数f[mm−1]中性化速度係数の系列のパワースペクトルy[1/mm−1]を、式(1)のように定式化する。
次に、作業者は、一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する(ステップS105)。ステップS105は、式拡張ステップの一例に該当する。
ここで、中間スラブや張出しスラブについて行った調査では、橋軸と橋軸直角方向とでパワースペクトルに大きな相違は確認されなかった。このような対象物の場合、コンクリートの中性化深さの分布特性が、ステップS101で中性化深さを測定した直線の方向と、当該直線に直交する方向とで同様と仮定することが考えられる。そして、円柱座標系を適用して、一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張することが考えられる。
このとき、縦方向の空間周波数f1[mm−1]および横方向f2[mm−1]でのパワースペクトルy[1/mm−1]は、式(2)のように定式化することができる。
ここで、中間スラブや張出しスラブについて行った調査では、橋軸と橋軸直角方向とでパワースペクトルに大きな相違は確認されなかった。このような対象物の場合、コンクリートの中性化深さの分布特性が、ステップS101で中性化深さを測定した直線の方向と、当該直線に直交する方向とで同様と仮定することが考えられる。そして、円柱座標系を適用して、一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張することが考えられる。
このとき、縦方向の空間周波数f1[mm−1]および横方向f2[mm−1]でのパワースペクトルy[1/mm−1]は、式(2)のように定式化することができる。
図6は、二次元の式で表されるパワースペクトルの例を示すグラフである。同図のX軸は橋軸方向の空間周波数を示す。Y軸は橋軸直角方向の空間周波数を示す。Z軸は、パワースペクトルを示す。また、同図の曲面は、式(2)と係数違いの式(3)にて表される平面を示す。
ステップS105の後、図2の処理を終了する。
ここで、測定から得られた中性化速度係数の系列をフーリエ変換して得られる位相を、式(1)の位相として導入し、逆フーリエ変換で中性化速度係数の系列に戻す。この系列と、上記の測定から得られた中性化速度係数の系列とを比較することで、式(1)の傾向が実態調査データの傾向と整合しているか否かを確認することができる。
図7は、式(1)から得られる中性化速度係数の系列の例を示すグラフである。同図の例は、鉄道高架橋について橋軸方向に中性化深さの測定を行っている。
ここで、測定から得られた中性化速度係数の系列をフーリエ変換して得られる位相を、式(1)の位相として導入し、逆フーリエ変換で中性化速度係数の系列に戻す。この系列と、上記の測定から得られた中性化速度係数の系列とを比較することで、式(1)の傾向が実態調査データの傾向と整合しているか否かを確認することができる。
図7は、式(1)から得られる中性化速度係数の系列の例を示すグラフである。同図の例は、鉄道高架橋について橋軸方向に中性化深さの測定を行っている。
同図の横軸は橋軸方向の距離を示し、縦軸は中性化速度係数を示す。また、線L31は、実測データから得られた中性化速度係数の系列を示す。線L32は、当該実測データによる位相を式(1)に導入し逆フーリエ変換して得られた中性化速度係数の系列を示す。
図7を参照すると、式(1)から得られたデータ(線L32)では、実測から得られたデータ(線L31)とほぼ同様の傾向でわずかにばらつきが大きく安全側な中性化速度係数が得られている。これにより、式(1)が実態調査データの傾向と整合していることを確認できた。
図7を参照すると、式(1)から得られたデータ(線L32)では、実測から得られたデータ(線L31)とほぼ同様の傾向でわずかにばらつきが大きく安全側な中性化速度係数が得られている。これにより、式(1)が実態調査データの傾向と整合していることを確認できた。
また、式(2)で表される中性化速度係数の二次元分布特性が実現象と整合的か否かは、測定から得られた中性化速度係数の系列と比較することで、検証することができる。
具体的には、まず、式(2)にランダムな位相を導入し逆フーリエ変換することで、対象物(例えばスラブ)における二次元の中性化速度係数分布を算出する。
そして、得られた二次元の中性化速度係数分布から任意の直線上におけるデータを抽出してパワースペクトルを求め、実態調査データと比較することで、式(2)から得られた二次元の中性化速度係数分布の空間的特徴と実体調査データの空間的特徴とが整合的であるか否かを確認する。
具体的には、まず、式(2)にランダムな位相を導入し逆フーリエ変換することで、対象物(例えばスラブ)における二次元の中性化速度係数分布を算出する。
そして、得られた二次元の中性化速度係数分布から任意の直線上におけるデータを抽出してパワースペクトルを求め、実態調査データと比較することで、式(2)から得られた二次元の中性化速度係数分布の空間的特徴と実体調査データの空間的特徴とが整合的であるか否かを確認する。
図8は、式(2)に基づく二次元の中性化速度分布から得られるパワースペクトルの例を示すグラフである。同図の横軸は波数を示し、縦軸はパワースペクトル密度を示す。
また、同図の各点は、測定データから得られるパワースペクトル密度を示し、線L41は、波数毎のパワースペクトル密度の平均値を示す。線L42は、式(2)から得られるパワースペクトル密度を示す。
図8を参照すると、線L22は、測定データのほぼ上限となっており、式(2)で表される中性化速度係数の二次元分布特性が実現象と整合的であることを確認できた。
また、同図の各点は、測定データから得られるパワースペクトル密度を示し、線L41は、波数毎のパワースペクトル密度の平均値を示す。線L42は、式(2)から得られるパワースペクトル密度を示す。
図8を参照すると、線L22は、測定データのほぼ上限となっており、式(2)で表される中性化速度係数の二次元分布特性が実現象と整合的であることを確認できた。
上記のように、式(2)に位相を与えて逆フーリエ変換することで、二次元の中性化速度係数分布を得られる。このように、本手法をコンクリート中性化速度係数分布首都置く方法として用いることができる。
図9は、本実施形態におけるコンクリート中性化分布取得方法の処理手順の例を示すフローチャートである。図2の場合と同様、ここでは、人(作業者)が同図の処理を行う場合を例に説明する。
図9は、本実施形態におけるコンクリート中性化分布取得方法の処理手順の例を示すフローチャートである。図2の場合と同様、ここでは、人(作業者)が同図の処理を行う場合を例に説明する。
同図のステップS201〜S205は、図2のステップS101〜S105と同様である。ステップS205の後、作業者は、ステップS205で得られた二次元のパワースペクトルを表す式に、ランダムに位相を設定する(ステップS206)。
そして、作業者は、位相を設定された式を逆フーリエ変換し、対象物の各位置における中性化速度係数のばらつき(平均値との差)を取得する(ステップS207)。
そして、作業者は、位相を設定された式を逆フーリエ変換し、対象物の各位置における中性化速度係数のばらつき(平均値との差)を取得する(ステップS207)。
また、作業者は、中性化速度係数の平均値を取得する(ステップS208)。
図10は、中性化速度係数平均値取得方法の処理手順の例を示すフローチャートである。作業者は、図9のステップS208において、図10の処理を行う。
図10の処理において、作業者は、まず、実橋データの有無を判定する(ステップS301)。
図10は、中性化速度係数平均値取得方法の処理手順の例を示すフローチャートである。作業者は、図9のステップS208において、図10の処理を行う。
図10の処理において、作業者は、まず、実橋データの有無を判定する(ステップS301)。
実橋データがあると判定した場合(ステップS301:YES)、作業者は、実橋データから中性化速度係数の平均値を取得する(ステップS302)。ステップS302の後、図10の処理を終了して図9の処理へ戻る。
一方、実橋データがないと判定した場合(ステップS301:NO)、作業者は、環境条件が中性化分布特性の取得対象と同様、かつ、同形式のコンクリート構造物の中性化速度係数より、実橋における中性化速度係数の平均値を推定する(ステップS303)。ステップS303の後、図10の処理を終了して図9の処理へ戻る。
一方、実橋データがないと判定した場合(ステップS301:NO)、作業者は、環境条件が中性化分布特性の取得対象と同様、かつ、同形式のコンクリート構造物の中性化速度係数より、実橋における中性化速度係数の平均値を推定する(ステップS303)。ステップS303の後、図10の処理を終了して図9の処理へ戻る。
図9に戻って、ステップS208の後、作業者は、中性化速度係数の平均値および各位置における平均値からのばらつきに基づいて、二次元の中性化速度係数分布(各位置における中性化速度係数)を求める(ステップS209)。ステップS206〜S209の組み合わせは、中性化速度係数二次元分布取得ステップの一例に該当する。
ステップS209の後、図9の処理を終了する。
ステップS209の後、図9の処理を終了する。
以上のように、本実施形態のコンクリート中性化分布特性取得方法では、コンクリートの中性化深さを直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得し、中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める。そして、中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求める。さらに、一次元のパワースペクトルを表す式を求め、一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する。
これにより、本実施形態のコンクリート中性化分布特性取得方法では、測定データに基づいて、測定箇所以外の箇所も含む二次元のパワースペクトルを得られる。この点において、本実施形態のコンクリート中性化分布特性取得方法では、中性化深さの測定箇所と非測定箇所との、中性化深さの関連性を把握することができる。
これにより、本実施形態のコンクリート中性化分布特性取得方法では、測定データに基づいて、測定箇所以外の箇所も含む二次元のパワースペクトルを得られる。この点において、本実施形態のコンクリート中性化分布特性取得方法では、中性化深さの測定箇所と非測定箇所との、中性化深さの関連性を把握することができる。
また、コンクリートの中性化深さの測定では、コンクリートを帯状に削り、断面における中性化深さを所定間隔毎に測定する。
これにより、断面にフェノールフタレイン溶液等の薬品を散布して中性化フロントまでの距離を測るという簡単な処理で、直線上に並ぶ測定箇所におけるコンクリート中性化深さの系列を取得できる。
これにより、断面にフェノールフタレイン溶液等の薬品を散布して中性化フロントまでの距離を測るという簡単な処理で、直線上に並ぶ測定箇所におけるコンクリート中性化深さの系列を取得できる。
また、一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する際、コンクリートの中性化深さの分布特性が、コンクリートの中性化深さを測定した直線の方向と当該直線に直交する方向とで同様とする。
これにより、例えば円柱座標系を用いるなど一次元から二次元への座標変換で二次元のパワースペクトルを表す式を得られる。
これにより、例えば円柱座標系を用いるなど一次元から二次元への座標変換で二次元のパワースペクトルを表す式を得られる。
また、本実施形態のコンクリート中性化分布取得方法では、二次元のパワースペクトルを表す式に、ランダムな位相を設定して逆フーリエ変換する。
これにより、本実施形態のコンクリート中性化分布取得方法では、中性化速度係数の二次元分布を求めることができる。
これにより、本実施形態のコンクリート中性化分布取得方法では、中性化速度係数の二次元分布を求めることができる。
なお、コンクリート中性化分布特性取得装置、または、コンクリート中性化分布取得装置が、本実施形態の処理を行うようにしてもよい。
図11は、本実施形態におけるコンクリート中性化分布特性取得装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、コンクリート中性化分布特性取得装置100は、中性化深さ取得部110と、出力部120と、記憶部180と、制御部190とを具備する。制御部190は、中性化速度係数取得部191と、パワースペクトル取得部192と、定式化部193と、式拡張部194とを具備する。
図11は、本実施形態におけるコンクリート中性化分布特性取得装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、コンクリート中性化分布特性取得装置100は、中性化深さ取得部110と、出力部120と、記憶部180と、制御部190とを具備する。制御部190は、中性化速度係数取得部191と、パワースペクトル取得部192と、定式化部193と、式拡張部194とを具備する。
コンクリート中性化分布特性取得装置100は、コンクリート中性化深さの測定データを取得して、二次元のコンクリート中性化分布特性を算出する。コンクリート中性化分布特性取得装置100は、例えばコンピュータを用いて構成される。
中性化深さ取得部110は、コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する。例えば中性化深さ取得部110は、キーボードやマウス等の入力デバイスを有し、中性化深さ系列データのユーザ入力を受ける。あるいは、中性化深さ取得部110が、通信回路を有して中性化深さ系列データを他機器から受信するなど、ユーザ入力以外の方法で中性化深さ系列データを取得するようにしてもよい。
中性化深さ取得部110は、コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する。例えば中性化深さ取得部110は、キーボードやマウス等の入力デバイスを有し、中性化深さ系列データのユーザ入力を受ける。あるいは、中性化深さ取得部110が、通信回路を有して中性化深さ系列データを他機器から受信するなど、ユーザ入力以外の方法で中性化深さ系列データを取得するようにしてもよい。
出力部120は、コンクリート中性化分布特性取得装置100の処理結果であるコンクリート中性化分布特性を出力する。例えば、出力部120は、液晶パネルなどの表示画面を有し、コンクリート中性化分布特性を表示する。あるいは、出力部120が通信回路を備えてコンクリート中性化分布特性を他機器に送信するなど、画面表示以外の方法で出力するようにしてもよい。
記憶部180は、コンクリート中性化分布特性取得装置100が有する記憶デバイスを用いて構成され、各種データを記憶する。特に、記憶部180は、中性化深さ取得部110が取得するコンクリート中性化深さの測定データを記憶する。
記憶部180は、コンクリート中性化分布特性取得装置100が有する記憶デバイスを用いて構成され、各種データを記憶する。特に、記憶部180は、中性化深さ取得部110が取得するコンクリート中性化深さの測定データを記憶する。
制御部190は、コンクリート中性化分布特性取得装置100の各部を制御して各種機能を実行する。制御部190は、例えば、コンクリート中性化分布特性取得装置100の有するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が記憶部180からプログラムを読み出して実行することで実現される。
中性化速度係数取得部191は、中性化深さ取得部110が取得した中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める。当該処理は、図1のステップS102に対応する。
中性化速度係数取得部191は、中性化深さ取得部110が取得した中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める。当該処理は、図1のステップS102に対応する。
パワースペクトル取得部192は、中性化速度係数取得部191が取得した中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求める。当該処理は、図1のステップS103に対応する。
定式化部193は、パワースペクトル取得部192が取得した一次元のパワースペクトルを表す式を求める。例えば、定式化部193は、式(1)において係数が未定となっているテンプレートを予め記憶しておき、当該テンプレートの係数を決定することで、一次元のパワースペクトルを表す式を取得する。
定式化部193が行う処理は、図1のステップS104に対応する。
定式化部193は、パワースペクトル取得部192が取得した一次元のパワースペクトルを表す式を求める。例えば、定式化部193は、式(1)において係数が未定となっているテンプレートを予め記憶しておき、当該テンプレートの係数を決定することで、一次元のパワースペクトルを表す式を取得する。
定式化部193が行う処理は、図1のステップS104に対応する。
式拡張部194は、定式化部193が取得した一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する。特に、式拡張部194は、コンクリートの中性化深さの分布特性が、測定の行われた直線の方向と当該直線に直交する方向とで同様として、一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する。
例えば、式拡張部194は、式(2)において係数が未定となっているテンプレートを予め記憶しておき、定式化部193が取得した係数を式(2)に設定することで、二次元のパワースペクトルを表す式を取得する。
式拡張部194が行う処理は、図1のステップS105に対応する。
例えば、式拡張部194は、式(2)において係数が未定となっているテンプレートを予め記憶しておき、定式化部193が取得した係数を式(2)に設定することで、二次元のパワースペクトルを表す式を取得する。
式拡張部194が行う処理は、図1のステップS105に対応する。
かかる構成によりコンクリート中性化分布特性取得装置100では、測定データに基づいて、測定箇所以外の箇所も含む二次元のパワースペクトルを得られる。この点において、コンクリート中性化分布特性取得装置100では、中性化深さの測定箇所と非測定箇所との、中性化深さの関連性を把握することができる。
また、式拡張部194が行う、一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する処理では、コンクリートの中性化深さの分布特性が、コンクリートの中性化深さを測定した直線の方向と当該直線に直交する方向とで同様とする。
これにより、例えば円柱座標系を用いるなど一次元から二次元への座標変換で二次元のパワースペクトルを表す式を得られる。
これにより、例えば円柱座標系を用いるなど一次元から二次元への座標変換で二次元のパワースペクトルを表す式を得られる。
図12は、本実施形態におけるコンクリート中性化分布取得装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、コンクリート中性化分布取得装置200は、中性化深さ取得部110と、出力部120と、記憶部180と、制御部290とを具備する。制御部290は、中性化速度係数取得部191と、パワースペクトル取得部192と、定式化部193と、式拡張部194と、中性化速度係数二次元分布取得部295とを具備する。
同図において、図11の各部に対応して同様の機能を有する部分には、同一の符号(110、120、180、191、192、193)を付して説明を省略する。
同図において、図11の各部に対応して同様の機能を有する部分には、同一の符号(110、120、180、191、192、193)を付して説明を省略する。
コンクリート中性化分布取得装置200は、コンクリート中性化深さの測定データを取得して、二次元のコンクリート中性化分布を算出する。コンクリート中性化分布取得装置200は、例えばコンピュータを用いて構成される。
制御部290は、コンクリート中性化分布取得装置200の各部を制御して各種機能を実行する。制御部290は、例えば、コンクリート中性化分布取得装置200の有するCPUが記憶部180からプログラムを読み出して実行することで実現される。
制御部290は、コンクリート中性化分布取得装置200の各部を制御して各種機能を実行する。制御部290は、例えば、コンクリート中性化分布取得装置200の有するCPUが記憶部180からプログラムを読み出して実行することで実現される。
中性化速度係数二次元分布取得部295は、式拡張部194が取得した二次元のパワースペクトルを表す式に、ランダムな位相を設定して逆フーリエ変換することで、中性化速度係数の二次元分布を求める。中性化速度係数二次元分布取得部295が行う処理は、図9のステップS206〜S209に対応する。
かかる構成によりコンクリート中性化分布取得装置200では、中性化速度係数の二次元分布を求めることができる。
かかる構成によりコンクリート中性化分布取得装置200では、中性化速度係数の二次元分布を求めることができる。
なお、制御部190や290の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
100 コンクリート中性化分布特性取得装置
110 中性化深さ取得部
120 出力部
180 記憶部
190、290 制御部
191 中性化速度係数取得部
192 パワースペクトル取得部
193 定式化部
194 式拡張部
200 コンクリート中性化分布取得装置
295 中性化速度係数二次元分布取得部
110 中性化深さ取得部
120 出力部
180 記憶部
190、290 制御部
191 中性化速度係数取得部
192 パワースペクトル取得部
193 定式化部
194 式拡張部
200 コンクリート中性化分布取得装置
295 中性化速度係数二次元分布取得部
Claims (7)
- コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得ステップと、
前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得ステップと、
前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得ステップと、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化ステップと、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張ステップと、
を有するコンクリート中性化分布特性取得方法。 - 前記中性化深さ取得ステップでは、前記コンクリートを帯状に削り、断面における中性化深さを前記所定間隔毎に測定する、請求項1に記載のコンクリート中性化分布特性取得方法。
- 前記式拡張ステップでは、前記コンクリートの中性化深さの分布特性が前記直線の方向と当該直線に直交する方向とで同様として、前記一次元のパワースペクトルを表す式を、前記二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する、請求項1または請求項2に記載のコンクリート中性化分布特性取得方法。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のコンクリート中性化分布特性取得方法にて得られた二次元のパワースペクトルを表す式に、ランダムな位相を設定して逆フーリエ変換することで、中性化速度係数の二次元分布を求める中性化速度係数二次元分布取得ステップを有するコンクリート中性化分布取得方法。
- コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得部と、
前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得部と、
前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得部と、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化部と、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張部と、
を具備するコンクリート中性化分布特性取得装置。 - コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得部と、
前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得部と、
前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得部と、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化部と、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張部と、
前記二次元のパワースペクトルを表す式に、ランダムな位相を設定して逆フーリエ変換することで、中性化速度係数の二次元分布を求める中性化速度係数二次元分布取得部と、
を具備するコンクリート中性化分布取得装置。 - コンピュータに、
コンクリートの中性化深さを、直線状に所定間隔毎に複数個所測定して得られる中性化深さの系列を取得する中性化深さ取得ステップと、
前記中性化深さの系列から、中性化速度係数の系列を求める中性化速度係数取得ステップと、
前記中性化速度係数の系列をフーリエ変換して、一次元のパワースペクトルを求めるパワースペクトル取得ステップと、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を求める定式化ステップと、
前記一次元のパワースペクトルを表す式を、二次元のパワースペクトルを表す式に拡張する式拡張ステップと、
を実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014059090A JP2015184073A (ja) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | コンクリート中性化分布特性取得方法、コンクリート中性化分布取得方法、コンクリート中性化分布特性取得装置、コンクリート中性化分布取得装置およびプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014059090A JP2015184073A (ja) | 2014-03-20 | 2014-03-20 | コンクリート中性化分布特性取得方法、コンクリート中性化分布取得方法、コンクリート中性化分布特性取得装置、コンクリート中性化分布取得装置およびプログラム |
Publications (1)
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2015184073A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101658785B1 (ko) | 2015-12-16 | 2016-09-23 | 한국건설기술연구원 | 콘크리트 구조물의 중성화 측정장치, 드론 또는 로봇을 이용한 콘크리트 구조물의 중성화 측정 시스템 및 그 방법 |
CN109539949A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-03-29 | 重庆固力建筑工程质量检测有限公司 | 一种混凝土碳化深度检测装置 |
CN112710815A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-27 | 重庆交通大学 | 混凝土碳化程度评估方法及装置 |
-
2014
- 2014-03-20 JP JP2014059090A patent/JP2015184073A/ja active Pending
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