多機能型コンクリートテスターＣＴＳ−０２ （日東建設株式会社 製作） は、非破壊によるコンクリートの品質検査装置です。今日ほど、製品の信頼性、品質に関する社会的責任が問われている時代はありません。本装置は、［コンクリート強度］［コンクリート表面近傍の剥離、浮き］［コンクリート表面の劣化度合い］など、簡便かつ高精度な品質管理に対応した新しいテスターです。 非破壊によるコンクリート強度の測定装置として、シュミットテストハンマが使われてきました。しかし、その測定精度については問題が指摘されており、より高精度の測定技術の確立が望まれていました。本装置は、ハンマでコンクリートを打撃した時の打撃力の時間波形を測定・解析し、コンクリートの強度推定、剥離、劣化の検知などを行うコンクリート専用の健全性試験装置です。 また、本装置では打音法と同様に、ハンマでコンクリート表面を打撃しますが、一般的な打音検査とは異なって、１万回以上の打撃力波形の全データを記録し、パソコン上の専用ソフトで剥離や劣化の分布などをレポートにまとめることができます。 ■測定の基本原理  剛性の高いハンマでコンクリート表面を打撃すると、図（１）のような打撃波形が得られます。波形は、ハンマに内蔵したセンサーで測定します。打撃力は、実はコンクリートの内部に発生した反力であり、図のように二つの部分に分けることができます。打撃力がピークに至る前半は、ハンマがコンクリート表面を押している時間であり、この間でコンクリート表面の変形が進み、打撃力が最大値になった時間でコンクリート表面も最大に達します。 後半は、変形を受けたコンクリート表面が元に戻る過程です。この時間では、コンクリートの弾性変形エネルギーによってハンマが押し戻されます。すなわち、打撃力波形の後半部分に着目すると、表面の劣化等に影響されないコンクリート自体が持つ強さを測定することができます。逆に、前半部分では、コンクリート表面の劣化などの状況を捉えることができます。
  図（２）は、最大値を中心としてほぼ左右対称となっています。これは、健全なコンクリートを打撃したときの理想的な波形です。図（３）は、表面が劣化したコンクリートの場合の波形です。表面の劣化のため、波形の立ち上がり時間が長くなり、波形が左右対称でなくなります。図（４）は、表面近傍が剥離したコンクリートを打撃した時の波形です。複数のピークが現れ、打撃波形は剥離の状態によって様々になります。 ■補正インピーダンス  打撃力の最大値は、図（５）のように打撃速度の１．２乗に比例します。また、コンクリートが強いほど曲線の勾配は大きくなる傾向を示します。つまり、コンクリートの強度推定では、打撃力の最大値とハンマがコンクリートに衝突するときの初速度を測定し、Ｚ＝Ｆｍａｘ/Ｖ1.2 とした指標値を用いれば良いことがわかります。この指標値をインピーダンス指標値と呼んでいます。さらに、打撃力波形からわかりますように、打撃波形の前半部分（アクティブ側）からインピーダンス指標値を求めるとコンクリート表面状況を反映した値、また後半部（リアクティブ側）に着目すると、コンクリート内部の強さを反映した値となります。このため、指標値を次の２つに分けて計算します。 ＺＡ＝Ｆｍａｘ/２ＶＡ1.2 アクティブ側インピーダンス（劣化指標） ＺＲ＝Ｆｍａｘ/２ＶＲ1.2 リアクティブ側インピーダンス（強度指標） ＶＡ ： 前半部分で消費されるハンマの速度 ＶＲ ： 初速度からＶＡを引いた値 ■１軸圧縮強度の推定 コンクリートテスターＣＴＳ−０２では、図（６）の関係を利用してコンクリート構造物の１軸圧縮強度を推定することができます。図中、回帰式の勾配は骨材やコンクリートの特性によって変わります。リアクティブ側の補正インピーダンスを用いることによって、１軸圧縮強度の推定精度が向上しました。 ■測定方法 コンクリート面を軽く打撃するだけです。測定結果は、直ちに画面に数値として表示されます。１回の測定時間は３秒程度で、連続的に打撃することができます。 ・コンクリート強度測定 測定範囲（100mm×100mm）を設定し、その面積内で約３０回の打撃を行い、平均値を測定値とします。コンクリートの種類をあらかじめ設定しておくと、推定強度が表示されます。 ・剥離劣化などの健全性試験 調査対象区間をブロックに分けて打撃します。測定点間の距離を一定としておくと、測定結果を対象構造物の図面上にコンター表示することができます。（図（７）参照） ■剥離・表面劣化の検知 コンクリート構造物の健全性試験では、表面劣化、剥離の有無を調査します。これまでは、多くの調査が打音法によって行われてきましたが、判断の客観性が保証されない、測定データが残されない、などの問題点が指摘されていました。コンクリートテスターCTS-02は、全測定データを保存することによってこれらの問題を解決し、パソコンで劣化や剥離などの平面分布を解析することができます。 写真（１）中の×印は、実構造物の打音検査で異常と判断された点、図（７）は、補正インピーダンス値の平面分布を図化したものです。打音法の判断結果と補正インピーダンスによる評価がほぼ一致していることがわかります。   |
|||||||||||||||
