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超音波法によるコンクリート構造物の品質評価技術

従来の超音波法とは

超音波法によるコンクリート構造物の品質評価技術は、コンクリートの超音波伝播速度を測定することでコンクリートの品質を評価する方法です。
この方法は、以前から数多く実施されていますが、コンクリート中には体積比で6〜7割の骨材が混入されており、骨材の品質により同一水セメント比のコンクリートであっても超音波伝播速度が大きく異なるため、測定値の評価が難しく、コンクリート構造物の品質評価方法としては一般的に利用されていないのが現状です。

新しい品質評価技術の概要

安藤ハザマは北海道開発土木研究所および香川大学工学部と共同で、超音波法によるコンクリート構造物の品質評価技術を確立し、コンクリートの品質を簡易に評価できるソフトを開発しました。
本品質評価技術では、コンクリート中の骨材の影響を取り除いたペースト部の超音波伝播速度として修正伝播速度を提案しました。この修正伝播速度は、コンクリート構造物の耐久性に大きく影響すると言われている細孔量(注1)のうち、有効細孔量(ペースト部の細孔量)と良い相関関係にあることを実験で確認しました。また、有効細孔量とコンクリートの水セメント比は相関関係が高いことも知られています。これらのことから、コンクリート構造物の超音波伝播速度を測定し、骨材の影響を取り除いた修正伝播速度を用いて有効細孔量を算定すれば、コンクリートの水セメント比の推定が可能です(図1)。
また、推定結果をCT(コンピュータ トモグラフィー)法(図2)で解析することにより、コンクリート構造物内部の品質分布をビジュアルに表示できるソフトも併せて開発しました。

(注1)細孔

コンクリート中にある数nm〜数十μm程度の非常に小さな穴のことであり気泡とは区別されています。測定は、水銀圧入法が一般的に用いられ、水銀の注入圧と注入量から細孔径分布を求め、その総量を細孔量と呼んでいます。
測定する試料は、コンクリートを粉砕した0.5mm程度のものを使用しますが、この試料には小さな骨材が混入しているため、一般的な測定で求められる細孔量は、骨材が混入した試料の結果になります。
コンクリートの耐久性に直接影響するのは、ペースト部分の細孔量であり、この細孔量から骨材の影響を取り除いたのが有効細孔量です。

図1 水セメント比の推定方法

測定方法

測定結果

図2 品質分布の評価技術

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