衝撃弾性波によるコンクリートの圧缩强度测定器を开発「聴强器」として商品化
―非破壊试験を新设构造物に适用―
【概要】
三井住友建設株式会社(東京都新宿区西新宿7-5-25?社長 五十嵐 久也)は、コンクリートに発生させた衝撃弾性波の伝播速度に基づいてコンクリートの圧縮強度を推定する非破壊試験装置を開発し、同社の関係会社である株式会社コスモプラニング(東京都千代田区神田須田町2-3 社長 山村啓二)から、商品名?聴強器」(写真1)として製造?販売を始めました。聴強器は、コンクリートの表面をハンマーで軽く叩いて発生させた衝撃弾性波の伝播速度を測定することにより、新設構造物のコンクリート強度を推定する装置で、事前に求めた強度推定式を介して、その場で精度良くコンクリートの圧縮強度を推定することができます。
【聴强器の原理】
?聴強器」は、三井住友建設が開発した非破壊試験の測定法?衝撃弾性波試験 表面2点法によるコンクリート強度測定法」を用いる測定器です。
衝撃弾性波试験表面2点法では、2つの振动センサを组み込んだ振动検出器をコンクリート表面に接触させ、その近傍をハンマーで軽く叩いて衝撃弾性波を発生させます。弾性波速度は2つの振动センサの间の波动伝播时间差と测定距离(30肠尘)から算定されます(図1)。コンクリートの弾性波速度と圧缩强度の间には强い相関関係があることが知られており、圧缩强度は弾性波速度と事前に求めた圧缩强度推定式から决定されます(図2)。
表面2点法による圧缩强度推定法の特徴は、以下のとおりです。
- 简便な方法により圧缩强度が推定できます
- 一人で测定できます
- コンクリートの强度をその场で即座に测定できます
- 広范囲(10～150狈/尘尘2)の圧缩强度测定に适用できます
聴强器は、测定した弾性波速度に基づき圧缩强度推定式を介して强度を推定するため(図2)、推定精度は强度推定式に依存します。このため、圧缩强度推定式は、予め実机试験などの机会に打设するコンクリートの特性试験を行い、适切なものを用いることとしています。
【测定手顺】
聴强器による一连の测定手顺は、以下の通りです。
手顺1. 円柱供试体による特性试験
打设するコンクリートの试験练り、または実机试験の际に円柱供试体を製作します。材齢7,28,56日に円柱供试体の弾性波速度と圧缩强度の试験を行い(写真2)、両者の関係を求めます。
手顺2. 圧缩强度推定式の作成
円柱供试体の弾性波速度と圧缩强度との相関関係に対する回帰式として、圧缩强度推定式を导きます(図3)。
手顺3. 现地测定位置の选定
ひび割れ、ジャンカ、鉄筋など、测定结果に影响を及ぼす位置を避け、ハンマーで叩き易い位置を选定します。
手顺4. 圧缩强度の测定
测定状况を写真3に示します。ハンマーでコンクリートを数回軽く叩くことにより、即座に圧缩强度を确认することができます。测定结果は、ほぼ±15%の误差范囲内にあることが确认されています(図4)。
【贩売と今后の展开】
乐播传媒とコスモプラニングでは、?聴强器」の商品化を进めてきましたが、昨年末に贩売の运びとなり、今年度より本格的な贩売を计画しています。
昨今、工事実施時に構造物の品質の確認を行うことが大きな流れとなっています。コンクリートの強度確認の分野においても、今後、非破壊試験法の適用が一般化するものと考えられ、三井住友建設は?衝撃弾性波試験 表面2点法によるコンクリート強度測定法」を広く自社の工事に展開するとともに、?聴強器」の販売も大いに見込んでいます。
【背景(参考)】
构造物の安全?品质に対する社会的関心の高まりに伴い、コンクリート构造物の新设时に品质を保証する検査手法が脚光を浴びるようになってきています。
国土交通省では、コンクリート构造物の品质确保の取り组みとして、昨年度からコンクリートのかぶり厚さ、配筋を确认するための非破壊検査を桥梁上部?下部の全数で试行しています。
これに続いて同省では、昨年度?微破壊?非破壊试験によるコンクリート构造物の强度测定试行要领(案)」(以下?要领案」)を策定し、平成18年度に施工されたコンクリート桥の上部および下部工事のうち、全国37箇所の直辖土木工事を対象として、要领案に基づいたコンクリート构造物の强度测定による品质管理を试行的に実施しました。
この要领案に盛り込まれている试験法は、?微破壊试験」と?非破壊试験」に大别されますが、全部で5种类あります。
?聴強器」は、三井住友建設が開発した非破壊試験の測定法である?衝撃弾性波試験 表面2点法によるコンクリート強度測定法」)に用いる測定器です。
表面2点法については、要领案において测定者の要件として?土木研究所の讲习を受けた者」とされたことから、昨年度に引き続き、今年度も5月から土木研究所において讲习会が计画されています。
また、国土交通省においては、直辖の桥梁工事の强度测定による品质管理の试行に向け、昨年度、全国の各地方整备局で微破壊?非破壊试験の讲习会が开催されました。
<お问い合わせ先>
リリースに记载している情报は発表时のものです。
写真1 聴強器の外観
 図1 聴強器の構成および測定方法 |
 図2 弾性波速度と圧縮強度との関係および強度推定方法 |
 図3 円柱供試体の弾性波速度と圧縮強度との関係および圧縮強度推定式 |
 図4 推定強度とコア強度との関係 (上図は乐播传媒(株)と(独)土木研究所との共同研究の成果です) |
 写真2 円柱供試体の弾性波速度測定状況 |
 写真3 橋梁上部工における主桁側面の測定状況 |