Development of minimum-destructive inspection for concrete structures by drilling holes with a diameter less than 1 mm

ドリル掘削粉の分析に基づいて，コンクリートの複数の力学的性能を推定する方法の構築に取り組んだ．報告者は過去の研究において，指示薬で呈色した直径1 mmのドリル孔内を直径0.6 mmのファイバースコープで観察し，中性化深さや塩分浸透深さを測定する方法を構築している．この方法と前述の掘削粉による複数の力学的性能評価を組み合わせることにより，直径1 mmのドリル削孔による多角的な検査の実現を最終目的としたものである．本研究で研究対象とした力学的性能は，圧縮強度，耐凍害性，乾燥収縮，クリープ変形である．結果として，本研究で検討したコンクリートにおいては，圧縮強度は掘削粉の10-500 nmの空隙量により，耐凍害性は40-500 nmの空隙量により，決定係数0.80以上の精度で推定可能であった．掘削粉の空隙量は水銀圧入法により評価した．さらに上記の10-500 nmや40-500 nmといった空隙範囲の妥当性を確認するために，水銀圧入法から実際の空隙径分布を逆推定する方法および水銀圧入シミュレーションを構築し，活用した．一方で乾燥収縮とクリープ変形については，局所的に採取する掘削粉からコンクリート全体の骨材量を推定することが困難であったため，掘削粉の分析のみでは評価困難という結果が得られた．当初目標としていた全ての項目について網羅していないものの，直径1 mmのドリル削孔を行うだけで，コンクリートの中性化深さ，塩分浸透深さ，圧縮強度，耐凍害性という複数の品質や性能を評価可能な方法を構築した．これまでは，各品質や性能ごとに直径100 mmのコアサンプルを採取して試験するのが典型的な方法であり，重要構造物など損傷を最小限にする要求がある場合には検査実施が困難な場合があったが，構築手法では構造物への美観上の損傷を最小限に抑制できるため，新たな検査手法として活用が期待される．

ドリル掘削粉の分析に基づいて，コンクリートの複数の力学的性能を推定する方法の構築に取り組んだ．報告者は過去の研究において，指示薬で呈色した直径1 mmのドリル孔内を直径0.6 mmのファイバースコープで観察し，中性化深さや塩分浸透深さを測定する方法を構築している．この方法と前述の掘削粉による複数の力学的性能評価を組み合わせることにより，直径1 mmのドリル削孔による多角的な検査の実現を最終目的としたものである．本研究で研究対象とした力学的性能は，圧縮強度，耐凍害性，乾燥収縮，クリープ変形である．結果として，本研究で検討したコンクリートにおいては，圧縮強度は掘削粉の10-500 nmの空隙量により，耐凍害性は40-500 nmの空隙量により，決定係数0.80以上の精度で推定可能であった．掘削粉の空隙量は水銀圧入法により評価した．さらに上記の10-500 nmや40-500 nmといった空隙範囲の妥当性を確認するために，水銀圧入法から実際の空隙径分布を逆推定する方法および水銀圧入シミュレーションを構築し，活用した．一方で乾燥収縮とクリープ変形については，局所的に採取する掘削粉からコンクリート全体の骨材量を推定することが困難であったため，掘削粉の分析のみでは評価困難という結果が得られた．当初目標としていた全ての項目について網羅していないものの，直径1 mmのドリル削孔を行うだけで，コンクリートの中性化深さ，塩分浸透深さ，圧縮強度，耐凍害性という複数の品質や性能を評価可能な方法を構築した．これまでは，各品質や性能ごとに直径100 mmのコアサンプルを採取して試験するのが典型的な方法であり，重要構造物など損傷を最小限にする要求がある場合には検査実施が困難な場合があったが，構築手法では構造物への美観上の損傷を最小限に抑制できるため，新たな検査手法として活用が期待される．