コンクリート強度の非破壊検査：測定方法、試験

コンクリート構造物の強度と耐久性を確保することは、コンクリート構造物を扱う上で不可欠である。. 損傷を与えることなくコンクリートの完全性を評価する効果的な方法は、非破壊検査です。. この技術を使用することで、構造全体の状態を維持しながら、コンクリートの強度を正確に測定することができる。.

非破壊検査には様々な方法があり、それぞれに利点があります。. 基本的なツールから高度な機器まで幅広いこれらの技術は、エンジニアや建設業者が有益かつ効果的な方法でコンクリートの品質を評価するのに役立ちます。. これらの試験の運用を十分に理解することは、賢明なメンテナンスと安全性の決定に役立ちます。.

この記事では、さまざまな非破壊コンクリート強度試験技術について検討します。. これらの試験で使用される手順、試験で調べるパラメータ、コンクリート構造物の耐久性を保証するために極めて重要である理由について説明します。. このガイドでは、コンクリート試験の分野についての洞察に満ちた情報を提供します。.

コンクリート強度の非破壊検査技術

コンクリートの非破壊検査では、材料の強度、付着力、保護層の厚さ、熱伝導率、湿度、その他の特性に影響を与える多くの変数を調べることによって、コンクリート構造物の状態を評価する。. 管理量は多いが、鉄筋やコンクリート一枚岩の特性が不明な場合、この種の研究は特に適切である。.

この一連の技術により、研究室でも、建設現場でも、さらには機械の使用中でも、調査を実施することが可能になる.

• 試験対象の構造物の完全性の維持.
• 建設現場で直接実験室評価を行う必要性を回避できる可能性がある。.
• 建物や構造物の稼動特性を完全に維持する。.
• 適用範囲が非常に広い.

液状コンクリートと硬化コンクリートの両方を研究するための多くの技術やアプローチ、また数多くの特徴があるが、強度は主要な属性であり指標である。. 強度は構造物の適用範囲、使用環境、信頼性、耐久性を決定する。. したがって、例えばコンクリートが打設時には可塑性で、耐霜性があり、最高の汎用性を持っていても、設計荷重に耐えるだけの強度がなければ、建物は単に崩壊してしまう。.

コンクリートの強度こそが重要であり、綿密な調査が必要である。. GOSTs 22690-2015、17624-2012（検査手順）、および18105-2010（一般的な検査規則が記載されている）が、すべての検査の基礎となっている。. 機械的手法（衝撃、引裂き、チッピング、圧痕）の適用や超音波検査は、非破壊手法の一例である。.

コンクリートは、スケジュールに従い、必要な場合、必要な時に、プロジェクトで決定された年数で非破壊検査を受ける。. この研究により、得られた実際の材料特性指標をパスポートのものと比較し、離型・剥離強度を評価することが可能となった。.

従来は、局所的な破壊を引き起こす方法は非破壊とみなされていた。. その第一の利点は、結果の正確さと信頼性である。. 試験はGOST 22690-2015の規定に従う。.

鉄筋の深さを決定する必要性、高い労力、モノリス表面の部分的な損傷は、コンクリートの強度を測定するために局所的な破壊を使用する主な欠点である。.

衝撃-パルス衝撃法は高い生産性をもたらすが、コンクリートの最上層25～30ミリメートルしか試験できないため、その適用性は制限される。. コントロールバッチのプレスにおける試験結果によると、表面を洗浄し、損傷層を除去し、装置の目盛依存性をモノリスの実際の強度に完全に適合させる必要がある。.

材料の弾性と塑性を考慮しながら、表面に対して様々な角度で試験を実施し、コンクリートの等級を決定する最も一般的な方法は、コンクリートの強度を測定するために頻繁に使用される衝撃パルス法である。.

バネのおかげで、球状のスタンプがコンクリートを打つと、衝撃エネルギーによって表面が変形し、くぼみ（塑性変形）と反力（弾性変形）が生じます。.

衝撃の機械的エネルギーは電気機械変換器によって電気インパルスに変換され、圧縮強度は実際にこの単位で測定される。. 研究用にはシュミットハンマーが使用される。.

この方法の利点には、使いやすさ、必要な設備が小さいこと、材料クラスを特定できることなどがある。. その欠点は、5センチという薄い層の強度を測定できることからくる精度の低さである。.

• 試験には、球状のスタンプが付いた特殊なスプリングハンマーである硬化度計が使用される。. スプリングシステムにより、衝撃後の自由な反発を実現. 反発時のストライカーの軌道は、矢印のついた目盛りに固定されます。.
• 材料の強度は、ハンマーの位置を考慮した目盛り付きの曲線によって決定される。.
• 打撃点間の距離は少なくとも3センチメートルでなければなりません。.
• 測定範囲は5～50MPaで、特殊な装置を使用する。.
• 主な利点: 調査の簡素化・迅速化、高密度で補強された製品の強度評価能力. 短所：コンクリート強度の測定は、深さ2～3cmの表層で行われる。.

コンクリートの強度を試験する最も安価な方法は、塑性変形法を使用することである。塑性変形法は、ハンマーに組み込まれた鋼棒またはボールが残した跡を測定することで、コンクリート表面の硬さを測定する。. モノリス表面の垂直面にハンマーを配置した後、数回打撃を加えます。. 打撃痕とコンクリート痕を測定します。. 得られた打痕の大きさの比率から、コンクリート表面の特性を判断します。. 得られたデータは記録され、平均値が求められる。.

塑性変形研究装置は、スタンプに静的または衝撃的な圧力を加えることで作動する。. 静圧装置よりも衝撃装置（スプリング／ハンドハンマー、ディスク／ボールスタンプ付き振り子装置）の使用頻度が高い。. 静圧装置はほとんど使用されない.

ディスクの厚さは1ミリ以上、ボールの直径は1センチ以上、衝撃エネルギーは125N以上、ダイスに使用する鋼材の硬度はHRC60以上という仕様になっている。. この技術は簡単で迅速であり、重度に補強された構造物に適しているが、最大M500コンクリート等級強度を確認するためのものでしかない。.

その他の非破壊検査技術には、振動、音響、赤外線、電位などがある。. 衝撃インパルス法、チッピングを伴うティアオフ法、超音波法は基本的なものとされているが、使用頻度は低い。.

酸、塩、油による化学的影響、高温・低温による熱的影響、上層の炭化による大気的影響など、攻撃的な環境にさらされる構造物の管理は、最も困難であると考えられている。.

フェノールフタレイン溶液で患部を濡らし、タップを使用して検査を実施し、構造が乱れている層を探し、それを除去し、サンドペーパーで患部を清掃して管理する。. 次に、局所的な破壊やサンプリングによって強度を決定する。. ショックパルスや超音波装置を使用する場合、モノリスの表面粗さはRa 25を超えないようにする。.

コンクリートの非破壊検査 GOST 17624-2026

コンクリート強度試験の超音波法では、モノリスを伝わる波の速度を測定する。. 超音波サウンディングには、表面の片面にセンサーを取り付ける方法と、被検体に対して様々な面にセンサーを取り付ける方法がある。. 構造物の表面だけでなく深層の強度管理も、貫通法によって可能になる。.

超音波探傷装置は、欠陥の発見、コンクリートの品質評価、コンクリートやモノリスの補強深さの決定に使用されます。. これらの装置により、強度の増減を継続的に管理し、さまざまな形状を定期的に検査することができる。.

充填材の種類と量、使用するバインダーの量、コンクリート溶液の調製方法、締め固め方はすべて、コンクリートの等級強度と超音波速度の関係に影響を与える。. この手法の主な欠点は、調査結果の精度がかなり低いことである。.

材料モノリス中の超音波速度が速い（約4500m/s）ため、波速度とコンクリート強度の校正依存性が、試験組成ごとに前もって計算される。. 特定のコンクリートと曖昧な組成の場合、2つの目盛依存性を使用すると大きな誤差が生じる可能性があります。.

あらゆる形状の製品の質量調査を繰り返し実施し、オンラインモードで構造物の強度の増減を効率的に連続モニタリングできることが、非破壊超音波法を用いたコンクリート強度試験の主な利点です。.

試験の種類：数値表

どの非破壊コンクリート強度試験技術にも、推奨圧縮強度値や独自の値域があります。. 最大測定値は、使用する機器のメーカーや経験的知見によって決定される。. 表は、範囲と誤差を要約することで、研究データを解釈するためのより便利な方法を提供します。.

コンクリートの強度を測定するには、必要なエリアのモノリス表面の、明らかな損傷や非晶質の剥離がない部分を使用するのが一般的です。. さらに、周囲の気温は正でなければならない。.

建築物の長寿命と安全性を保証するためには、害を与えることなくコンクリートの強度を把握することが不可欠である。. コンクリートの完全性を損なうことなく、非破壊検査技術はその品質に関する洞察に満ちた情報を提供する。. これらの方法は、現在の建物を評価し、維持管理や修繕を指示する上で極めて重要である。.

利用可能なすべての技術は、それ自身の利点と最高のアプリケーションを持っています。. 例えば、超音波パルス速度は内部欠陥を特定でき、リバウンドハンマー試験は迅速な表面硬さ評価を提供する. 正確で信頼できる結果は、これらの技術をいつ、どのように適用するかを知ることによって保証される。.

結論として、非破壊検査はコンクリートの評価に不可欠な手段である。. 専門家は、適切な方法を選択し、正しく適用することで、コンクリートの強度と品質を明確に把握することができます。.

構造物に害を与えることなく、構造物の寿命や健全性を評価するためには、コンクリート強度の非破壊試験が不可欠です。. この記事では、超音波パルス速度、コアサンプリング、リバウンドハンマー試験など、コンクリートの強度を決定するためのいくつかの技術について検討します。. 各工法の利点と欠点はさまざまであるため、特定の要件とコンクリートの状態に基づいて、作業に最適なものを選択することが重要である。.

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