特許 6600493 金属腐食因子検知ユニット及び金属腐食因子検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6600493

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】金属腐食因子検知ユニット及び金属腐食因子検知方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/02 20060101AFI20191021BHJP

   G01N 27/00 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   G01N17/02

   G01N27/00 L

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-117578(P2015-117578)

(22)【出願日】2015年6月10日

(65)【公開番号】特開2017-3428(P2017-3428A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2018年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000240

【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 達三

(72)【発明者】

【氏名】江里口 玲

(72)【発明者】

【氏名】岩波 光保

(72)【発明者】

【氏名】千々和 伸浩

【審査官】 萩田 裕介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３７０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０２８５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １７／００ − １７／０４

Ｇ０１Ｎ ２７／００ − ２７／９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート内への金属腐食因子の浸透を検知する金属腐食因子検知ユニットにおいて、
鉄筋コンクリートに設けられた孔の壁面に貼り付けられ、前記金属腐食因子を検知する腐食センサと、
貼り付けられた前記腐食センサを包むように前記孔内に充填され、前記鉄筋コンクリートの外部から前記腐食センサへの前記金属腐食因子の侵入を阻止する充填樹脂材と
を備え、
貼り付けられた前記腐食センサから間隙をあけて前記孔内に設けられ且つ無機系材料から形成される埋戻体をさらに含み、
前記充填樹脂材は、前記埋戻体と前記孔の前記壁面との間に充填される
金属腐食因子検知ユニット。

【請求項2】

前記孔の前記壁面と前記腐食センサとの間に介在し且つ前記腐食センサを前記壁面に貼り付ける薄膜状セメントペーストから構成される接着材をさらに備える請求項１に記載の金属腐食因子検知ユニット。

【請求項3】

前記腐食センサは、前記孔の前記壁面の周方向に沿って延在するシート状のセンサであり、
複数の前記腐食センサが、前記孔の深さ方向に並んで設けられる請求項１または２に記載の金属腐食因子検知ユニット。

【請求項4】

コンクリート内への金属腐食因子の浸透を検知する金属腐食因子検知方法において、
鉄筋コンクリートに設けられた孔の壁面に、前記金属腐食因子を検知する腐食センサを
貼り付けるステップと、
前記腐食センサが貼り付けられた前記孔内に液体状態の充填樹脂材を充填し硬化させる
ステップとを含み、
前記腐食センサが貼り付けられた前記孔内に、前記腐食センサから間隙をあけて無機系
材料から形成される埋戻体を設置するステップをさらに含み、
前記充填樹脂材は、前記埋戻体と前記孔の前記壁面との間に位置する方法。

【請求項5】

前記腐食センサを貼り付けるステップでは、薄膜状セメントペーストから構成される接
着材を、前記孔の前記壁面と前記腐食センサとの間に介在するように塗布する請求項４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、コンクリート内への金属腐食因子の浸透を検知する金属腐食因子検知ユニット及び金属腐食因子検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄筋コンクリート構造物では、その表面から内部の鉄筋を腐食させる塩化物等の金属腐食因子が浸透し、時間の経過と共に、浸透深さを大きくして鉄筋に到達することがある。このため、鉄筋コンクリート構造物への金属腐食因子の浸透を検知する技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋の腐食環境を検出する腐食センサユニットが記載されている。腐食センサユニットは、円筒形のセメント硬化体と、セメント硬化体の側面に沿って設置された鉄箔センサと、セメント硬化体の底面に設けられ且つ鉄箔センサに接続されたＲＦＩＤタグとを有している。鉄箔センサは、樹脂からなる基材シートに、鉄箔が波状等のパターンを形成するように一体化されている。

【0003】

鉄箔センサ及びＲＦＩＤタグが設けられたセメント硬化体は、コンクリート、モルタル又はペーストで被覆された状態で、鉄筋コンクリートからなる躯体コンクリートに形成された孔内に挿入される。上記被覆物は、セメント硬化体と孔の壁面との付着を向上させる。セメント硬化体挿入後の孔にできる窪みは、モルタルで埋められる。
そして、躯体コンクリートの外部から内部に浸透した金属腐食因子である塩化物イオンは、被覆物を通過して鉄箔センサに浸透し、鉄箔センサを腐食させる。鉄箔センサの変状は、ＲＦＩＤタグを介して躯体コンクリートの外部に伝えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５２０４０２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、セメント硬化体挿入後の孔にできる窪みがモルタルで埋められているが、モルタルは乾燥収縮するため、モルタルと孔の壁面との間に隙間ができやすい。このような隙間には、金属腐食因子が躯体コンクリートの外部から侵入し、侵入した金属腐食因子によって通常より早く鉄箔センサが反応してしまう。このため、躯体コンクリート内への金属腐食因子の浸透が正確に検出されない。さらに、セメント硬化体と孔の壁面との間が、モルタル又はペーストからなる被覆物によって充填されているが、セメント硬化体と孔の壁面との間に空隙ができやすく、さらに、セメント硬化体が孔内で径方向に移動することによって、鉄箔センサと孔の壁面との間の距離に、壁面の周方向で場所による偏りが生じ、鉄箔センサの検出精度にも同様の偏りが生じる。よって、鉄箔センサが反応しても、躯体コンクリート内への金属腐食因子の浸透を正確に反映するものとはならない。

【0006】

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、コンクリート内への金属腐食因子の浸透についてのセンサによる検知精度の向上を図る金属腐食因子検知ユニット及び金属腐食因子検知方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明に係る金属腐食因子検知ユニットは、コンクリート内への金属腐食因子の浸透を検知する金属腐食因子検知ユニットにおいて、鉄筋コンクリートに設けられた孔の壁面に貼り付けられ、金属腐食因子を検知する腐食センサと、貼り付けられた腐食センサを包むように孔内に充填され、鉄筋コンクリートの外部から腐食センサへの金属腐食因子の侵入を阻止する充填樹脂材とを備える。

【0008】

上記金属腐食因子検知ユニットは、貼り付けられた腐食センサから間隙をあけて孔内に設けられ且つ無機系材料から形成される埋戻体をさらに含み、充填樹脂材は、埋戻体と孔の壁面との間に充填されてよい。
上記金属腐食因子検知ユニットは、孔の壁面と腐食センサとの間に介在し且つ腐食センサを上記壁面に貼り付ける薄膜状セメントペーストから構成される接着材をさらに備えてよい。
腐食センサは、孔の壁面の周方向に沿って延在するシート状のセンサであり、複数の腐食センサが、孔の深さ方向に並んで設けられてよい。

【0009】

また、本発明に係る金属腐食因子検知方法は、コンクリート内への金属腐食因子の浸透を検知する金属腐食因子検知方法において、鉄筋コンクリートに設けられた孔の壁面に、金属腐食因子を検知する腐食センサを貼り付けるステップと、腐食センサが貼り付けられた孔内に液体状態の充填樹脂材を充填し硬化させるステップとを含む。
上記金属腐食因子検知方法は、腐食センサが貼り付けられた孔内に、腐食センサから間隙をあけて無機系材料から形成される埋戻体を設置するステップをさらに含み、充填樹脂材は、埋戻体と孔の壁面との間に位置してよい。
腐食センサを貼り付けるステップでは、薄膜状セメントペーストから構成される接着材を、孔の壁面と腐食センサとの間に介在するように塗布してよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る金属腐食因子検知ユニット及び金属腐食因子検知方法によれば、コンクリート内への金属腐食因子の浸透についての腐食センサによる検知精度を向上することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係る金属腐食因子検知ユニットが鉄筋コンクリート構造物の孔内に設置された状況を示す概略的な断面側面図である。

【図2】図１の金属腐食因子検知ユニットを鉄筋コンクリート構造物の孔内に設置する手順のうちの手順Ａを示す概略的な断面側面図である。

【図3】図１の金属腐食因子検知ユニットを鉄筋コンクリート構造物の孔内に設置する手順のうちの手順Ｂを示す概略的な断面側面図である。

【図4】図１の金属腐食因子検知ユニットを鉄筋コンクリート構造物の孔内に設置する手順のうちの手順Ｃを示す概略的な断面側面図である。

【図5】図１の金属腐食因子検知ユニットを鉄筋コンクリート構造物の孔内に設置する手順のうちの手順Ｄを示す概略的な断面側面図である。

【図6】図１の金属腐食因子検知ユニットを鉄筋コンクリート構造物の孔内に設置する手順のうちの手順Ｅを示す概略的な断面側面図である。

【図7】図１の金属腐食因子検知ユニットを鉄筋コンクリート構造物の孔内に設置する手順のうちの手順Ｆを示す概略的な断面側面図である。

【図8】図１の金属腐食因子検知ユニットの腐食センサを検知面側からみた概略的な側面図である。

【図9】図８のＩＸ-ＩＸ線に沿った腐食センサの概略的な断面図である。

【図10】充填樹脂材の塩化物イオンの遮断効果を検証するための供試体状況と供試体の分析結果とを並べて示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、本発明の実施の形態に係る金属腐食因子検知ユニット１００は、鉄筋コンクリート構造物１の既設の孔又はコアドリル等によって穿孔した孔２の内部に、設置される。
金属腐食因子検知ユニット１００は、孔２の壁面を構成する内周面２ａにペースト３によって貼り付けられる複数のシート状の腐食センサ１０と、孔２内に挿入される柱状の埋戻体４と、孔２の内周面２ａと埋戻体４との間に充填される充填樹脂材５とを含む。

【0013】

図８及び図９をあわせて参照すると、腐食センサ１０は、フレキシブル性が高く且つ電気的な絶縁性を有する樹脂材料から形成されるシート状の基材１３と、基材１３に一体化された検知部１１と、検知部１１から延びる配線等からなる２つの接続部１２とを含む。
検知部１１は、鉄箔材等の導電性を有する金属箔材を基材１３の検知面１３ａ上にパターン形成したものである線状材１１ａと、カソード部１１ｂとにより構成される。

【0014】

線状材１１ａのパターン形状は、細長の検知面１３ａの長手方向に対して多数回横断する連続したＳ字形状、つまりつづら折り状の形状を呈するつづら折り部位１１ａ１と、つづら折り部位１１ａ１に隣り合いつつ検知面１３ａの長手方向に沿って延在する直線部位１１ａ２とによって、構成されている。しかしながら、線状材１１ａの形状は、つづら折り状の形状に限定されるものでなく、いかなる形状であってもよい。
線状材１１ａは、例えば、圧延して作製され検知面１３ａ上に配置された鉄箔材上に、線状材１１ａのパターン形状となるようにレジスト膜を形成したのち、ケミカルエッチングを行うことによって作製することができる。なお、鉄箔材等の金属箔材を所要の線状材として形成できれば、上記の手法に限定されない。

【0015】

カソード部１１ｂは、導電性を有する金属から形成され、細長いシート状の形状を有している。カソード部１１ｂは、線状材１１ａの直線部位１１ａ２の上面に薄膜状に形成されている。カソード部１１ｂの薄膜は、金属スパッタや金属箔材の貼付、電解メッキ、無電解メッキ、金属ペースト等を用いて直線部位１１ａ２の直上に施工され、線状材１１ａと共に検知面１３ａ上で露出する。
あるいは、カソード部１１ｂは、検知面１３ａ上に直接的に薄膜状に形成され、線状材１１ａに電気的に接続されるように構成されてもよい。薄膜状のカソード部１１ｂの形成手法は、所定の形状が形成できれば上記の方法に限定されない。

【0016】

線状材１１ａのつづら折り部位１１ａ１は、２つの接続部１２の一方と電気的に接続されている。
線状材１１ａの直線部位１１ａ２は、カソード部１１ｂに電気的に接続されている。さらに、カソード部１１ｂは、２つの接続部１２の他方と電気的に接続されている。

【0017】

金属腐食因子との反応などにより露出する線状材１１ａに変状が発生する場合に、線状材１１ａの変状を電気化学的に促進するために、線状材１１ａとカソード部１１ｂとは、異種金属から形成されることが好ましい。例えば、線状材１１ａが鉄から形成される場合、カソード部１１ｂは、金属電位として鉄よりも貴な電位を有する銅、金、白金、チタン等の金属から形成されることが好ましく、カソード部１１ｂにスパッタ処理等により貴金属の被覆が施されてもよい。

【0018】

図１及び図８をあわせて参照すると、腐食センサ１０は、検知部１１及び検知面１３ａを孔２の内周面２ａに対面させるようにして、基材１３を内周面２ａの周方向に沿わせるように内周面２ａ上に配置される。基材１３は、内周面２ａの設置深さにおいて、内周面２ａの全周を囲んでも囲まなくてもよい。複数の腐食センサ１０が、孔２の軸方向に沿って互いに等間隔をあけて配置される。各腐食センサ１０の接続部１２は、内周面２ａと埋戻体４との間を通って孔２の外部に引き出される。また、接続部１２は、直接外部に引き出されなくとも、電気的に接続されたリード線を用いて外部に引き出されてもよい。

【0019】

ペースト３は、腐食センサ１０の基材１３の検知面１３ａに塗られ、検知部１１及び基材１３を孔２の内周面２ａに貼り付ける。そして、ペースト３は、露出する検知部１１の線状材１１ａ及びカソード部１１ｂと孔２の内周面２ａとの間に介在する。
ペースト３は、接着性を有し、且つ固化後に塩化物イオン等の金属腐食因子を浸透させて通過させやすいポーラス状の性状を有する材料から形成される。さらに、ペースト３は、接触する線状材１１ａ及びカソード部１１ｂへ酸化等の変状を与えないように、アルカリ性であることが好ましい。

【0020】

ペースト３として、アルカリ性であり固化後にポーラス状となるセメントペーストを使用することができる。セメントペーストを使用する場合、鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートよりも高い水セメント比とし、例えば、６０％以上の水セメント比とされる。これにより、腐食センサ１０の基材１３に塗られるセメントペーストが、鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートよりもポーラスな構造を有することができ、鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートからの金属腐食因子の通過を妨げずに腐食センサ１０の反応性を確保することができる。使用するセメント材料として、普通セメントを使用しても速硬性のジェットセメントを使用してもよく、セメントペーストの配合及びセメント材料を適宜設計することによって、セメントペーストを、塩化物イオン等の金属腐食因子を浸透させて通過させやすい性状とすることができる。
ペースト３を介して腐食センサ１０の検知部１１及び基材１３が孔２の内周面２ａに対して空隙なく貼り付けられればよいため、孔２は、正確な円以外の断面形状を有していてもよい。

【0021】

埋戻体４は、充填樹脂材５を介して鉄筋コンクリート構造物１と同様の挙動をする無機系の材料から形成され、好ましくはコンクリート又はモルタルから形成されている。無機系の材料は、温度による体積の変化率がコンクリートに近い。埋戻体４がコンクリート又はモルタルから形成される場合、水セメント比が高くなると耐久性が低下するため、埋戻体４の水セメント比は、鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートの水セメント比よりも低くされる。
埋戻体４は、その円筒状の側面４ａと各腐食センサ１０との間に間隙を形成するようにして、孔２内に挿入されている。本実施の形態では、埋戻体４は、円柱形状を有しているが、側面４ａと各腐食センサ１０との間に間隙を形成することができれば、その形状を問わない。
また、埋戻体４は、埋戻体４及び充填樹脂材５によって充填された孔２に強度が必要とされる場合、鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートよりも高い強度を有するように配合されたコンクリート又はモルタルから形成される。

【0022】

充填樹脂材５は、液体状態で、孔２の内周面２ａと埋戻体４の側面４ａとの間の円筒状の空隙部２ｃ内に充填される。充填樹脂材５は、液体状態での低い粘性と、硬化する過程での高い脱気性とを有し、さらに、塩化物イオン等の金属腐食因子の遮断性と接着性とを有する樹脂材料から形成される。上記樹脂材料は、腐食センサ１０同士の間での電気的な導通を防ぐために、電気的な絶縁性を有することが好ましい。さらに、上記樹脂材料は、外部からの腐食センサ１０への物質の侵入を防ぐために、硬化後に気密性を有することが好ましい。さらにまた、上記樹脂材料は、硬化後に充填樹脂材５と孔２の内周面２ａ及び埋戻体４と間での空隙の発生を確実に防ぐために、硬化後の体積減少率が低いことが好ましい。上述のような樹脂材料として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂等を使用することができる。上記樹脂の特性として、とくに粘度５０００ｍＰａ・ｓ以下のものが好ましく、さらには粘度２０００ｍＰａ・ｓの以下のものがより好ましい。粘度が５０００ｍＰａ・ｓより高くなると、樹脂の硬化前の流体の状態で気泡を巻き込みやすくなるため好ましくない。樹脂が気泡を巻き込み、気泡が鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートとの境界に留まった場合には、樹脂と境界面との付着性能が低下し、遮塩性が低下する。また、上記樹脂の特性として、ＩＳＯ６２：１９９９による吸水率において、１．５％以下となることが好ましい。吸水率が１．５％よりも高くなると、樹脂の寸法安定性や遮水性が低下するため好ましくない。

【0023】

次に、金属腐食因子検知ユニット１００を、鉄筋コンクリート構造物１に穿孔した孔２内に設置する方法を説明する。
まず、図２の手順Ａに示すように、鉄筋コンクリート構造物１に、検査用の孔２をコアドリルを用いて穿孔する。孔２の寸法は、鉄筋コンクリート構造物１の粗骨材最大寸法よりも大きくすることが好適であり、例えば、粗骨材最大寸法が２５ｍｍである場合、孔２の寸法を、直径５０ｍｍ×深さ１００ｍｍとすることができる。
そして、孔２からコンクリートコアを採取後、腐食センサ１０の接着性を向上させるために、孔２内の清掃を行う。孔２内のゴミ、切削粉などは、吸引等によって除去し、孔２内が濡れている場合は、乾燥を行う。

【0024】

次いで、図３の手順Ｂに示すように、腐食センサ１０を設置する位置を決めるために、孔２の内周面２ａに、周方向に沿ったマーキング６を施す。例えば、本実施の形態では、孔２に深さ方向に等間隔に４段にわたって、ケガキ等によってマーキング６を施す。本実施の形態では、鉄筋コンクリート構造物１の表面１ａからの鉄筋の位置を８０ｍｍとし、表面１ａから深さ方向で２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ及び８０ｍｍの４つの位置に、表面１ａと平行なマーキング６を施している。

【0025】

その後、図４の手順Ｃに示すように、本実施の形態ではセメントペーストとするペースト３を用いて、４つの腐食センサ１０をそれぞれ、４つのマーキング６に沿って孔２の内周面２ａに貼り付ける。このとき、腐食センサ１０の検知部１１を覆うようにペースト３を塗り、検知部１１を内周面２ａに対面させ且つマーキング６に沿って表面１ａと平行に延在させるように、腐食センサ１０を貼り付ける。ペースト３は、内周面２ａと検知部１１とを互いに接着するものであるため、検知部１１の全体にわたって途切れなく、内周面２ａと検知部１１との間に介在することが、好ましい。さらに、ペースト３が内周面２ａから検知部１１への塩化物イオン等の金属腐食因子への浸透を妨げないようにするために、ペースト３の厚さは、薄いほど好ましい。例えば、ペースト３の厚さは、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であればより好ましい。しかしながら、ペースト３の厚さが０．１ｍｍ以下の場合は、内周面２ａ上に残留する切削粉、内周面２ａ上に現れる鉄筋コンクリート構造物１の細骨材による凹凸等が、内周面２ａと検知部１１との間でのペースト３の介在及び接着を途切れさすため、好ましくない。

【0026】

次いで、図５の手順Ｄに示すように、孔２内の腐食センサ１０の内側に、円柱状の埋戻体４を挿入し設置する。本実施の形態では、埋戻体４は、鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートよりも高強度のモルタルから形成されている。埋戻体４の直径は、孔２に設置された腐食センサ１０の内径よりも小さくなるように設定され、埋戻体４の長さは、孔２の深さとほぼ同等となるように設定されている。
埋戻体４は、埋戻体４の平坦な底面４ｂにペースト３が塗られ、この底面４ｂを孔２の平坦な底面２ｂに対面させるように、孔２内に設置される。このとき、埋戻体４の側面４ａと全ての腐食センサ１０との間に空隙が形成されるように、埋戻体４が位置決めされる。

【0027】

その後、図６の手順Ｅに示すように、孔２内における内周面２ａと埋戻体４の側面４ａとの間の空隙部２ｃ内に、液状の樹脂材料からなる充填樹脂材５を、表面１ａにまで充填する。この際、腐食センサ１０の図８に示す接続部１２は、空隙部２ｃから孔２の外部に引き出されている。上述のような接続部１２の周囲は充填樹脂材５によって囲まれることになるため、接続部１２と充填樹脂材５との界面を通じて、鉄筋コンクリート構造物１の外部から金属腐食因子等の異物が侵入することが防がれる。接続部１２にリード線が接続されて充填樹脂材５内を通る場合でも、リード線と充填樹脂材５との界面を通じて異物が侵入することが防がれる。

【0028】

孔２が鉛直下方以外の方向に延在する場合、図７の手順Ｆに示すように、表面１ａへの充填樹脂材５の流出を防止するために、空隙部２ｃの上部を塞ぐ封止体７を表面１ａに貼り付けてもよい。この場合、封止体７にあけた穴から空隙部２ｃに充填樹脂材５を注入する。封止体７は、テープ、板材等から形成される。
埋戻体４を配置することによって小さい容積及び径方向の幅で形成される空隙部２ｃ内に対して、充填樹脂材５を充填するため、充填樹脂材５の硬化後の収縮体積を小さくすることができる。

【0029】

充填樹脂材５の硬化後、封止体７が取り外され、金属腐食因子検知ユニット１００の設置が完了する。
表面１ａから突出する腐食センサ１０の接続部１２は、図示しない計測器に電気的に接続される。計測器は、電気信号を送ることによって、腐食センサ１０の検知部１１の電気的特性の変化を検出する。

【0030】

図１及び図８をあわせて参照すると、金属腐食因子検知ユニット１００の設置完了後、鉄筋コンクリート構造物１に既存する塩化物イオン等の金属腐食因子が、ペースト３に浸透して通過し腐食センサ１０の検知部１１に到達する。到達した金属腐食因子は、検知部１１の線状材１１ａを腐食させる、つまり線状材１１ａの電気化学的特性を変化させる。線状材１１ａの電気化学的特性の変化は、腐食センサ１０につながれた計測器によって検出される。
鉄筋コンクリート構造物１には、表面１ａから塩化物等の金属腐食因子が浸透し、時間の経過と共に金属腐食因子が浸透している深さが大きくなる。４つの腐食センサ１０の検知部１１は、金属腐食因子の浸透深さの増加に合わせて、表面１ａ側のものから深さ方向に向かって順次電気化学的特性を変化させる。従って、電気化学的特性を変化させた腐食センサ１０を検出することによって、塩化物の浸透深さを検出することができる。さらには、表面１ａからの線状材１１ａの設置深さ（位置）と、塩化物の浸透を検出した時間（時期）とから、今後の鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートへの塩化物の浸透を予測することも可能となる。

【0031】

上述で説明したように、本発明の実施の形態に係る金属腐食因子検知ユニット１００は、鉄筋コンクリート構造物１に設けられた孔２の内周面２ａに貼り付けられ且つ金属腐食因子を検知する腐食センサ１０と、貼り付けられた腐食センサ１０を包むように孔２内に充填され且つ鉄筋コンクリート構造物１の外部から腐食センサ１０への金属腐食因子の侵入を阻止する充填樹脂材５とを備える。

【0032】

上述の構成において、孔２の内周面２ａに貼り付けられた腐食センサ１０では、腐食センサ１０における内周面２ａに対面する部分を除き、充填樹脂材５によって腐食センサ１０の周囲が包まれ、上記周囲からの金属腐食因子の浸透が阻止される。腐食センサ１０は、内周面２ａを介して鉄筋コンクリート構造物１から浸透する金属腐食因子を検知する。よって、金属腐食因子検知ユニット１００は、鉄筋コンクリート構造物１内への金属腐食因子の浸透の検知精度を向上することができる。

【0033】

また、金属腐食因子検知ユニット１００は、貼り付けられた腐食センサ１０から間隙をあけて孔２内に設けられ且つ無機系材料から形成される埋戻体４をさらに含み、充填樹脂材５は、埋戻体４と孔２の内周面２ａとの間に充填される。上述の構成によって、充填樹脂材５の容積と充填樹脂材５における孔２の径方向の厚さとを低減することができるため、硬化後の充填樹脂材５の収縮体積を低減することができる。よって、充填樹脂材５と内周面２ａとの間での空隙の形成の防止を、より確実にすることができる。
さらに、充填樹脂材５と埋戻体４とによって空隙無く充填されている孔２は、周囲の鉄筋コンクリート構造物１のコンクリートと同等以上の強度を有するように且つ密に充填されていることになる。このため、孔２が、鉄筋コンクリート構造物１における強度及び耐候性の弱点部となることがない。

【0034】

また、金属腐食因子検知ユニット１００は、孔２の内周面２ａと腐食センサ１０との間に介在し且つ腐食センサ１０を内周面２ａに貼り付ける薄膜状セメントペーストから構成されるペースト３をさらに備える。上述の構成において、ペースト３は、内周面２ａと腐食センサ１０との間への充填樹脂材５の侵入を防ぎ且つこの間を途切れなく埋める。さらに、薄膜状セメントペーストは、鉄筋コンクリート構造物１内の金属腐食因子を浸透させて通過させ、腐食センサ１０に支障なく到達させることができる。よって、腐食センサ１０を内周面２ａに確実に貼り付けると共に、鉄筋コンクリート構造物１内の金属腐食因子を腐食センサ１０に確実に到達させることができる。

【0035】

また、金属腐食因子検知ユニット１００において、腐食センサ１０は、孔２の内周面２ａの周方向に沿って延在するシート状のセンサであり、複数の腐食センサ１０が、孔２の深さ方向に並んで設けられる。内周面２ａの周方向に沿って延在するシート状の腐食センサ１０は、内周面２ａの形状にならって変形して貼り付けられることができ、径方向の多方向からの金属腐食因子の浸透を検知することができる。孔２の深さ方向に並んで設けられた複数の腐食センサ１０は、鉄筋コンクリート構造物１の深さ方向への金属腐食因子の浸透深さを検知することができる。

【0036】

実施の形態に係る金属腐食因子検知ユニット１００を孔２に設置する際、埋戻体４を孔２に設置した後、充填樹脂材５を充填していたが、これに限定されない。充填樹脂材５を注入した孔２内に、埋戻体４を挿入し設置してもよい。
実施の形態に係る金属腐食因子検知ユニット１００では、線状材１１ａ及びカソード部１１ｂから構成される検知部１１を含む腐食センサ１０が用いられていたが、これに限定されない。金属腐食因子と接触することで反応して変状する検知部を有するものであれば、いかなる腐食センサが用いられてもよい。
実施の形態に係る金属腐食因子検知ユニット１００では、腐食センサ１０の接続部１２を孔２の外に引き出していたが、これに限定されない。埋戻体４にＲＦＩＤタグを取り付けて接続部１２をＲＦＩＤタグに接続し、接続部１２及びＲＦＩＤタグを孔２内に埋め込んでもよい。

【0037】

また、実施の形態の金属腐食因子検知ユニット１００における充填樹脂材５の塩化物イオンの遮断効果を検証した結果を示す。
図１０を参照すると、充填樹脂材５の塩化物イオンの遮断効果を検証するための供試体２０の供試体状況図（Ａ）と、供試体２０への塩化物イオンの浸透分布の分析結果図（Ｂ）とが、並べて示されている。

【0038】

供試体状況図（Ａ）に示すように、供試体２０は、直径２８ｍｍ×長さ７０ｍｍの円柱状の形状を有し、モルタルから形成されている。モルタルの配合については、水セメント比を５５％とし、配合材料の含有量を、水２４４ｋｇ／ｍ^３、普通ポルトランドセメント４４３ｋｇ／ｍ^３、細骨材としての砂１５０３ｋｇ／ｍ^３とした。
上記供試体２０を、内径５５ｍｍ×深さ７０ｍｍの円筒状容器２１内の中央に配置した。

【0039】

さらに、供試体２０の配置後、円筒状容器２１内の供試体２０の周囲に充填樹脂材５を充填した。充填樹脂材５の充填高さは、円筒状容器２１の底部から５０ｍｍとした。充填樹脂材５には、エポキシ樹脂を使用した。エポキシ樹脂は、主材としてのビスフェノールＡエポキシ樹脂（比重１．１６）と、硬化剤としての変性脂環式ポリアミン（比重１．００）とを混合して作製したものである。上記エポキシ樹脂は、混合物粘度５００ｍＰａ・ｓ、吸水率０．２％、離型可能時間２６〜３６時間とする特性を有している。
充填樹脂材５の硬化後、充填樹脂材５の上面５ａから高水圧下において塩水を圧入した。なお、塩水の圧入は、圧力を２０ＭＰａとし、圧入時間を２０時間として、１０％ＮａＣｌ溶液とする塩水を用いて実施した。塩水の圧入完了後、供試体２０への塩化物イオンの浸透分布をＥＰＭＡによって面分析した。ＥＰＭＡによる分析結果が、分析結果図（Ｂ）に示されている。

【0040】

分析結果図（Ｂ）では、供試体２０の色が白くなるほど、塩化物イオンの濃度が高くなる。
供試体２０の底部から上方の５０ｍｍ付近よりも上方の高さの領域の外縁付近、つまり外部に供試体２０が露出している領域付近で特に白くなっている。
供試体２０の底部から上方の５０ｍｍ付近までの領域では、高さが低くなるに従い供試体２０が黒くなるが、いずれの高さ位置においても、供試体２０の径方向である幅方向では供試体２０の色が比較的均等となっている。つまり、供試体２０の幅方向では、塩化物イオンの濃度が比較的均等となっており、供試体２０と充填樹脂材５との界面からの塩水の浸入が阻止されていることがわかる。

【0041】

よって、充填樹脂材５は、コンクリートと樹脂との界面においても優秀な塩化物イオンの遮断能力を有している。
なお、充填樹脂材５として、上述の特性のエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂等を使用した場合でも、充填樹脂材５とコンクリート又はモルタルとの界面における優秀な塩化物イオンの遮断効果が得られる。

【符号の説明】

【0042】

１ 鉄筋コンクリート構造物、２ 孔、２ａ 内周面（壁面）、３ ペースト（接着材）、４ 埋戻体、５ 充填樹脂材、１０ 腐食センサ、１１ 検知部、１００ 金属腐食因子検知ユニット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】