ホーム > 特許ランキング > 株式会社コンステック
▶ 株式会社コンステックの特許一覧 ▶ 株式会社マルイの特許一覧
特開2023-121616腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023121616
(43)【公開日】2023-08-31
(54)【発明の名称】腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラム
(51)【国際特許分類】
G01N 27/26 20060101AFI20230824BHJP
G01N 17/00 20060101ALI20230824BHJP
【ＦＩ】
G01N27/26 351H
G01N27/26 351P
G01N17/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022025061
(22)【出願日】2022-02-21
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 刊行物名：コンクリート工学年次論文集、Ｖｏｌ．４３、Ｎｏ．１、２０２１、第１１１５～１１２０頁 発行者名：公益社団法人 日本コンクリート工学会 発行日：令和３年６月１５日 刊行物名：コンクリート工学年次大会２０２１年（名古屋）、第４３回「コンクリート工学講演会」ウェブサイト（ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｎｆｉｔ．ａｔｌａｓ．ｊｐ／ｇｕｉｄｅ／ｅｖｅｎｔ／ｊｃｉｎｅｎｊｉ２０２１／ｓｕｂｊｅｃｔ／１１８３／ａｄｖａｎｃｅｄ） 発行者名：公益社団法人 日本コンクリート工学会 掲載日：令和３年７月５日 集会名：コンクリート工学年次大会２０２１年（名古屋）、第４３回「コンクリート工学講演会」（オンライン開催） 主催者：公益社団法人 日本コンクリート工学会 開催日：令和３年７月７日（開催期間：令和３年７月７～９日）
(71)【出願人】
【識別番号】000130374
【氏名又は名称】株式会社コンステック
(71)【出願人】
【識別番号】500370702
【氏名又は名称】株式会社マルイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】城所 健
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 大輔
(72)【発明者】
【氏名】圓井 健敏
(72)【発明者】
【氏名】関川 昌之
(72)【発明者】
【氏名】瓦林 建
【テーマコード（参考）】
2G050
【Ｆターム（参考）】
2G050AA01
2G050CA01
2G050DA01
2G050EB02
2G050EC05
(57)【要約】
【課題】より優れた判定精度を有する腐食状態判定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の腐食状態判定方法は、コンクリート構造物１１の表面のうち複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて、複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得する工程と、複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて電位の勾配を算出する工程と、照合表面１１ｄのそれぞれについての電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、電位の勾配が所定の閾値以上であると判定された照合表面１１ｄを、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の腐食状態判定方法は、コンクリート構造物１１の表面のうち複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて、複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得する工程と、複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて電位の勾配を算出する工程と、照合表面１１ｄのそれぞれについての電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、電位の勾配が所定の閾値以上であると判定された照合表面１１ｄを、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程とを含むことを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定方法であって、
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する工程と、
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する工程と、
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程と
を含む、腐食状態判定方法。
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する工程と、
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する工程と、
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程と
を含む、腐食状態判定方法。
【請求項2】
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定する工程と、
前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程と、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定する工程と、
前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程と
をさらに含む、請求項１記載の腐食状態判定方法。
前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程と、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定する工程と、
前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程と
をさらに含む、請求項１記載の腐食状態判定方法。
【請求項3】
前記電位を取得する工程が、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得し、前記複数の照合点の近傍の前記鋼材の電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出する工程を含み、
前記電位の勾配を算出する工程が、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程を含む、
請求項１または２記載の腐食状態判定方法。
前記電位の勾配を算出する工程が、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程を含む、
請求項１または２記載の腐食状態判定方法。
【請求項4】
前記複数の照合点が、前記照合表面上で第１の方向および第２の方向に沿って並んで配置されており、
前記電位の勾配を算出する工程が、
前記第１の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第１の方向における前記電位の勾配を第１の勾配として算出する工程と、
前記第２の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第２の方向における前記電位の勾配を第２の勾配として算出する工程と、
前記第１および第２の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程と
を含む、請求項３記載の腐食状態判定方法。
前記電位の勾配を算出する工程が、
前記第１の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第１の方向における前記電位の勾配を第１の勾配として算出する工程と、
前記第２の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第２の方向における前記電位の勾配を第２の勾配として算出する工程と、
前記第１および第２の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程と
を含む、請求項３記載の腐食状態判定方法。
【請求項5】
前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示する工程をさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の腐食状態判定方法。
【請求項6】
コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定装置であって、
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する取得部と、
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する演算部と、
前記鋼材の腐食状態を判定する判定部と
を備え、
前記判定部は、
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する
ように構成されている、腐食状態判定装置。
前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する取得部と、
前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する演算部と、
前記鋼材の腐食状態を判定する判定部と
を備え、
前記判定部は、
前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、
前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する
ように構成されている、腐食状態判定装置。
【請求項7】
前記判定部は、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定し、
前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定し、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定し、
前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する
ように構成されている、請求項６記載の腐食状態判定装置。
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定し、
前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定し、
前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定し、
前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する
ように構成されている、請求項６記載の腐食状態判定装置。
【請求項8】
前記取得部は、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得するように構成されており、
前記演算部は、
前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出し、
前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する
ように構成されている、請求項６または７記載の腐食状態判定装置。
前記演算部は、
前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出し、
前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する
ように構成されている、請求項６または７記載の腐食状態判定装置。
【請求項9】
前記複数の照合点が、前記照合表面上で第１の方向および第２の方向に沿って並んで配置されており、
前記演算部は、
前記第１の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第１の方向における前記電位の勾配を第１の勾配として算出し、
前記第２の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第２の方向における前記電位の勾配を第２の勾配として算出し、
前記第１および第２の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する
ように構成されている、請求項８記載の腐食状態判定装置。
前記演算部は、
前記第１の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第１の方向における前記電位の勾配を第１の勾配として算出し、
前記第２の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第２の方向における前記電位の勾配を第２の勾配として算出し、
前記第１および第２の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する
ように構成されている、請求項８記載の腐食状態判定装置。
【請求項10】
前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示するように構成されている表示部をさらに備える、請求項６～９のいずれか１項に記載の腐食状態判定装置。
【請求項11】
コンピュータ上で実行されると前記コンピュータに、請求項１～５のいずれか１項に記載の腐食状態判定方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリートなど、鋼材が埋設されたコンクリート構造物においては、経年劣化による鋼材の腐食が問題となっている。コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する方法としては、たとえば特許文献１に、コンクリート構造物の表面から鋼材の自然電位を測定して、測定された自然電位に基づいて鋼材の腐食状態を判定する方法が開示されている。鋼材の自然電位を用いて鋼材の腐食状態を判定する方法では、ＡＳＴＭ Ｃ８７６として規定された評価基準を用いて、鋼材が腐食しているか否かを判定するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１７５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ＡＳＴＭ Ｃ８７６として規定された評価基準には、腐食状態または非腐食状態と判定される範囲以外にも、腐食状態が不確定と判定される範囲が広く存在している。したがって、実際にコンクリート構造物の鋼材の自然電位を測定しても、腐食状態が不確定と判定される部分が多く存在することになり、鋼材の腐食状態を精度よく判定することができない。それに対して、特許文献１では、鋼材の自然電位以外にも、コンクリートのかぶり厚さや含水率などの別のパラメータを採用することで、判定の精度を高める試みが行なわれている。しかし、かぶり厚さや含水率などのパラメータは、鋼材の腐食状態を直接表しているものではなく、あくまで間接的に表しているものなので、特許文献１の方法によっても、依然として十分な判定精度を得ることができない。
【0005】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、より優れた判定精度を有する腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラム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】
【0006】
本発明の腐食状態判定方法は、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定方法であって、前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する工程と、前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する工程と、前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程と、前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程とを含むことを特徴とする。
【0007】
また、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定する工程と、前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程と、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定する工程と、前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程とをさらに含むことが好ましい。
【0008】
また、前記電位を取得する工程が、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得し、前記複数の照合点の近傍の前記鋼材の電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出する工程を含み、前記電位の勾配を算出する工程が、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程を含むことが好ましい。
【0009】
また、前記複数の照合点が、前記照合表面上で第１の方向および第２の方向に沿って並んで配置されており、前記電位の勾配を算出する工程が、前記第１の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第１の方向における前記電位の勾配を第１の勾配として算出する工程と、前記第２の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第２の方向における前記電位の勾配を第２の勾配として算出する工程と、前記第１および第２の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出する工程とを含むことが好ましい。
【0010】
また、前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示する工程をさらに含むことが好ましい。
【0011】
本発明の腐食状態判定装置は、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する腐食状態判定装置であって、前記コンクリート構造物の表面のうち複数の照合表面のそれぞれについて、前記複数の照合表面のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得する取得部と、前記複数の照合表面のそれぞれについて前記電位の勾配を算出する演算部と、
前記鋼材の腐食状態を判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定するように構成されていることを特徴とする。
前記鋼材の腐食状態を判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記照合表面のそれぞれについての前記電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記電位の勾配が前記所定の閾値以上であると判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定するように構成されていることを特徴とする。
【0012】
また、前記判定部は、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最小電位未満であるか否かを判定し、前記電位が前記最小電位未満と判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定し、前記境界領域と判定された前記照合表面以外の前記照合表面についての前記電位が、前記境界領域と判定された前記照合表面についての前記電位のうちの最大電位より大きいか否かを判定し、前記電位が前記最大電位より大きいと判定された前記照合表面を、前記照合表面近傍の前記鋼材が非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定するように構成されていることが好ましい。
【0013】
また、前記取得部は、前記照合表面内に配置された複数の照合点のそれぞれについて、前記複数の照合点のそれぞれの近傍の前記鋼材の電位を取得するように構成されており、前記演算部は、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の平均値を前記照合表面についての電位として算出し、前記照合表面内の前記複数の照合点についての前記電位の差分および前記複数の照合点の間の距離に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出するように構成されていることが好ましい。
【0014】
また、前記複数の照合点が、前記照合表面上で第１の方向および第２の方向に沿って並んで配置されており、前記演算部は、前記第１の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第１の方向における前記電位の勾配を第１の勾配として算出し、前記第２の方向に沿って並んで配置された複数の照合点についての前記電位の差分と前記複数の照合点の間の距離とに基づいて、前記第２の方向における前記電位の勾配を第２の勾配として算出し、前記第１および第２の勾配に基づいて、前記照合表面についての前記電位の勾配を算出するように構成されていることが好ましい。
【0015】
また、前記複数の照合表面のそれぞれについての前記電位および前記電位の勾配を、一方の軸が前記電位を示し、他方の軸が前記電位の勾配を示す座標系に表示するように構成されている表示部をさらに備えることが好ましい。
【0016】
本発明のコンピュータプログラムは、コンピュータ上で実行されると前記コンピュータに上記腐食状態判定方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、より優れた判定精度を有する腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置が組み込まれた腐食状態判定システムを示す概略図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法の測定の対象となる照合表面の正面図（ａ）と、（ａ）に示された照合表面内に設けられた複数の照合点のそれぞれについて取得される電位と照合点の間の距離を示す説明図（ｂ）である。
【図4】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、コンクリート構造物表面内の複数の照合点について取得された鋼材の電位（自然電位）の分布を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、コンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位（自然電位）の分布を示す図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、コンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位（自然電位）と電位の勾配との関係を示すグラフである。
【図7】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、別のコンクリート構造物表面内の複数の照合点について取得された鋼材の電位（自然電位）の分布を示す図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、別のコンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位（自然電位）の分布を示す図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る腐食状態判定装置および腐食状態判定方法によって、別のコンクリート構造物表面内の複数の照合表面について取得された鋼材の電位（自然電位）と電位の勾配との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る腐食状態判定方法、腐食状態判定装置、および腐食状態判定方法を実行可能なコンピュータプログラムを説明する。ただし、以下で示す実施形態は一例であり、本発明の腐食状態判定方法、装置、およびコンピュータプログラムは、以下の実施形態に限定されることはない。
【0020】
本発明の一実施形態に係る腐食状態判定方法および装置はそれぞれ、コンクリート構造物に埋設された鋼材の腐食状態を判定する方法および装置である。本実施形態の腐食状態判定方法および装置の適用の対象となるコンクリート構造物１１は、図１に示されるように、セメントにより結合されたコンクリート１１ａ中に鋼材１１ｂが埋設された構造物である。コンクリート構造物１１としては、コンクリート中に鋼材が埋設された構造物であれば特に限定されることはないが、たとえば、河川や海上に架け渡される橋の橋梁や、高速道路等の橋脚、ダムなどの巨大な土木構造物、ビルなどの建築物が挙げられる。また、コンクリート１１ａ中に埋設された鋼材１１ｂとしては、図１に示される本実施形態では、格子状に配列された鉄筋が例示されているが、鋼材の種類や大きさ、鋼材の配列方法は特に限定されることはない。以下、本実施形態の腐食状態判定方法および装置を、コンクリート１１ａ中に鋼材（鉄筋）１１ｂが間隔ｄを空けて埋設されたコンクリート構造物（壁部）１１における鋼材（鉄筋）１１ｂの電位を測定して、鋼材１１ｂの腐食状態を判定するために用いた例をもとに説明する。
【0021】
まず、本実施形態の腐食状態判定装置６が組み込まれ、本実施形態の腐食状態判定方法を実施するために使用される腐食状態判定システム１について説明する。ただし、本発明の腐食状態判定装置は、以下で説明する腐食状態判定システム１以外のシステムに組み込まれてもよいし、本発明の腐食状態判定方法は、以下で説明する腐食状態判定システム１以外のシステムを使用して実施することもできる。
【0022】
腐食状態判定システム１は、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１１ｂの電位を測定し、鋼材１１ｂの腐食状態を判定する。より具体的には、腐食状態判定システム１は、コンクリート構造物１１の表面から、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）を測定し、測定された鋼材１１ｂの電位から、鋼材１１ｂの腐食状態を判定する。
【0023】
腐食状態判定システム１は、図１に示されるように、コンクリート構造物１１における基準位置に接触する基準接触部２と、コンクリート構造物１１の表面における照合表面１１ｄに接触する照合電極ユニット３と、基準接触部２と照合電極ユニット３とが接続され、基準接触部２と照合電極ユニット３との間の電位差を計測する電位差計測装置４とを備えている。腐食状態判定システム１によれば、基準接触部２が接触する基準位置における電位と、照合電極ユニット３が接触する照合表面１１ｄの近傍（かぶり厚さ方向の略真下近傍）に位置する鋼材１１ｂの自然電位との間の電位差が電位差計測装置４により計測される。
【0024】
電位差計測装置４により計測される電位差は、基準位置をコンクリート構造物１１に埋設された鋼材１１ｂとした場合には、照合電極ユニット３が接触する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの自然電位を示す。また、電位差計測装置４により計測される電位差は、基準位置をコンクリート構造物１１の表面（基準表面１１ｃ）とした場合には、基準表面１１ｃ近傍の鋼材１１ｂの自然電位と、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの自然電位との差（相対電位）を示す。前者の場合には、たとえば、鋼材１１ｂの自然電位が所定の電位値（第１の閾値、たとえばＡＳＴＭ Ｃ８７６では－３５０ｍＶと規定される）以下であれば、その位置の鋼材１１ｂが９０％以上の確率で腐食していると判定され、鋼材１１ｂの自然電位が所定の電位値（第２の閾値、たとえばＡＳＴＭ Ｃ８７６では－２００ｍＶと規定される）よりも大きければ、その位置の鋼材１１ｂが９０％以上の確率で腐食していないと判定される。また、後者の場合には、たとえば、基準表面１１ｃ近傍の鋼材１１ｂの自然電位よりも、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの自然電位が、所定の電位値よりも低ければ、照合表面１１ｄ表面近傍の鋼材１１ｂが腐食している可能性があると判定され、別の所定の電位値よりも大きければ、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食していない可能性があると判定される。なお、鋼材１１ｂの自然電位とは、外部から電位が印加されていない状態の鋼材１１ｂが有する電位のことであり、公知の自然電位測定方法により測定される自然電位のことである。
【0025】
基準接触部２は、照合電極ユニット３が接触する照合表面１１ｄで測定される鋼材１１ｂの自然電位に対して基準となる電位を有する基準位置に接触される電極部材である。基準接触部２は、リード線などの導線５を介して電位差計測装置４の一方の端子に電気的に接続される。基準接触部２としては、図１に示されるように、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの自然電位を測定する場合には、基準位置となる鋼材１１ｂに接触される基準端子２１を用いることができる。基準端子２１としては、公知のワニ口クリップなどを用いることができる。また、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの相対電位を測定する場合には、基準となる自然電位（基準電位）を有する鋼材１１ｂの領域近傍のかぶり厚さ方向（鋼材１１ｂの領域近傍の略真上）に位置する、コンクリート構造物１１の表面（基準表面１１ｃ）に接触される基準電極２２を基準接触部２として用いることができる。基準電極２２としては、銅／硫酸銅電極、銀／塩化銀電極、カロメル電極など公知の電極を採用することができる。
【0026】
照合電極ユニット３は、基準となる電位に対して測定の対象となる自然電位を有する鋼材１１ｂの領域近傍のかぶり厚さ方向（鋼材１１ｂの領域近傍の略真上）に位置する、コンクリート構造物１１の表面（照合表面１１ｄ）に接触される電極部材である。照合電極ユニット３は、リード線などの導線５を介して電位差計測装置４の他方の端子に電気的に接続される。照合電極ユニット３は、特に限定されることはなく、照合表面１１ｄの形状および大きさに対応するように設計される。
【0027】
照合電極ユニット３は、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位を測定することができればよく、その構造は特に限定されない。本実施形態では、照合電極ユニット３は、図１および図２に示されるように、複数の照合電極３１と、照合表面１１ｄの大きさに対応する大きさに形成され、複数の照合電極３１を支持する照合電極支持部３２とを備えている。複数の照合電極３１は、照合電極ユニット３が照合表面１１ｄに配置されたときに、照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅ（図３（ａ）参照）に同時に接触されるように構成されている。これにより、鋼材１１ｂの複数の領域の電位を同じタイミングで測定することができるので、鋼材１１ｂの複数の領域の電位を効率的に測定することができる。さらに、複数の照合電極３１は、少なくとも同じ照合表面１１ｄ内において、鋼材１１ｂの複数の領域の電位を、複数の照合点１１ｅの経時変化の影響を受けることなく測定することができる。ただし、照合電極ユニット３は、照合表面１１ｄの大きさに対応する単一の照合電極を備えていてもよい。
【0028】
照合電極ユニット３は、鋼材１１ｂの複数の領域の電位を同時に測定することができればよく、複数の照合電極３１の配置は特に限定されない。本実施形態では、複数の照合電極３１は、図３に示された照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅに対応するように、照合電極支持部３２に、第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙを含む面内で互いに間隔を置いて２次元に配列されている。複数の照合電極３１のうち最も近接して配列される照合電極３１間の間隔（照合点１１ｅの間の距離ｄｘ、ｄｙに対応）は、コンクリート構造物１１に離間して埋設された２つの鋼材１１ｂ間の距離ｄよりも小さいことが好ましく、最も離間して配列される照合電極３１間の間隔（照合点１１ｅの間の距離ｄｘ、ｄｙの２倍に対応）は、コンクリート構造物１１に離間して埋設された２つの鋼材１１ｂ間の距離ｄよりも大きいことが好ましい。複数の照合電極３１がこのように配列されることにより、照合電極ユニット３が照合表面１１ｄに配置されたときに、複数の鋼材１１ｂ間の距離ｄよりも短い間隔で複数の照合電極３１が照合表面１１ｄ内の表面に接触する。このような複数の照合電極３１を用いることで、鉄筋探査機などにより事前に鋼材１１ｂの埋設された位置を確認しなくても、鋼材１１ｂの複数の領域の電位を実質的に漏れなく同時に測定することができる。
【0029】
照合電極ユニット３の複数の照合電極３１は、本実施形態では、図３（ａ）に示された照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅの配置を参照して説明すると、第１の方向Ｘに沿って略等間隔（第１の方向Ｘにおける照合点１１ｅの間の距離ｄｘに対応）および第２の方向Ｙに沿って略等間隔（第２の方向Ｙにおける照合点１１ｅの間の距離ｄｙに対応）の行列状（または格子状）に配列されている。そして、第１の方向Ｘにおける照合電極３１間の距離は、第２の方向Ｙにおける照合電極３１間の距離と略等しい。なお、第１および第２の方向Ｘ、Ｙは、本実施形態では互いに略直交しているが、互いに対して直交以外の角度を有していてもよい。
【0030】
照合電極ユニット３には、図２に示された例では、３×３＝９個の照合電極３１が設けられている。しかし、照合電極３１の数は、対象とするコンクリート構造物１１の表面に応じて任意に設定することが可能である。照合電極３１の数は、たとえば、１個であってもよく、その場合、照合電極３１は、照合表面１１ｄ全体を覆うような大きさに形成することができる。あるいは、照合電極３１の数は、たとえば、２×２＝４個、４×４＝１６個、５×５＝２５個、３×４＝１２個、３×５＝１５個などとすることもできる。照合電極３１としては、銅／硫酸銅電極、銀／塩化銀電極、カロメル電極など公知の電極を採用することができる。
【0031】
照合電極ユニット３が接触する照合表面１１ｄは、電位の測定の対象となる鋼材１１ｂの領域に応じて、その領域のかぶり厚さ方向（鋼材１１ｂの領域の略真上）のコンクリート構造物１１の表面に適宜設定することができる。たとえば、コンクリート構造物１１の一部または全部に亘って鋼材１１ｂの腐食状態の分布を調べたい場合には、複数の照合表面１１ｄが互いに隣接して配置されることが好ましく、たとえば、互いに略直交する第１の方向Ｘおよび／または第２の方向Ｙに沿って互いに隣接して配置されることが好ましい。それによって、コンクリート構造物１１の表面に亘って隙間なく、鋼材１１ｂの電位の分布を測定して、鋼材１１ｂの腐食状態の分布を調べることができる。照合表面１１ｄの大きさは、特に限定されることはないが、たとえば図３（ａ）に示されるように照合表面１１ｄが複数の照合点１１ｅを含む場合には、隣り合う鋼材１１ｂに跨る大きさに設定されることが好ましい。ただし、照合表面１１ｄは、互いに離間して配置された複数の照合点１１ｅを含むことなく、その全体が測定対象であってもよい。その場合は、照合表面１１ｄは、鋼材１１ｂの幅などに対応する大きさであってもよい。
【0032】
照合表面１１ｄは、本実施形態では、図３（ａ）に示されるように、複数の照合点１１ｅを含んでいる。複数の照合点１１ｅは、照合電極ユニット３の複数の照合電極３１の配置に対応して、第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙを含む面内で互いに間隔を置いて２次元に配列されている。このように１つの照合表面１１ｄ内に複数の照合点１１ｅを設けることで、単一の照合点を設ける場合と比べて、より詳細な電位分布を調べることができる。さらに、複数の照合点１１ｅのうちいずれかで異常値が偶然測定されたとしても、照合表面１１ｄ内で平均化することでその異常値の影響を小さく抑えることができるので、照合表面１１ｄについての電位を、より高い精度で得ることができる。
【0033】
照合表面１１ｄは、複数の照合点１１ｅを含んでいればよく、複数の照合点１１ｅの配置は特に限定されない。本実施形態では、複数の照合点１１ｅは、図３に示されるように、第１の方向Ｘに沿って略等間隔および第２の方向Ｙに沿って略等間隔の行列状（または格子状）に配列されている。そして、第１の方向Ｘにおける照合点１１ｅの間の距離ｄｘは、第２の方向Ｙにおける照合点１１ｅの間の距離ｄｙと略等しい。複数の照合点１１ｅのうち最も近接して配列される照合点１１ｅの間の距離ｄｘ、ｄｙは、コンクリート構造物１１に離間して埋設された２つの鋼材１１ｂの間の距離ｄよりも小さいことが好ましく、最も離間して配列される照合点１１ｅの間の間隔（図示された例では、照合点１１ｅの間の距離ｄｘ、ｄｙの２倍に対応）は、コンクリート構造物１１に離間して埋設された２つの鋼材１１ｂの間の距離ｄよりも大きいことが好ましい。複数の照合点１１ｅがこのように配列されることにより、鉄筋探査機などにより事前に鋼材１１ｂの埋設された位置を確認しなくても、照合電極ユニット３が照合表面１１ｄに配置されたときに、鋼材１１ｂの複数の領域の電位を実質的に漏れなく測定することができる。なお、第１および第２の方向Ｘ、Ｙは、上述したように、本実施形態では互いに略直交しているが、互いに対して直交以外の角度を有していてもよい。
【0034】
電位差計測装置４は、基準接触部２（基準端子２１または基準電極２２）が接触する基準位置と照合電極ユニット３（複数の照合電極３１のそれぞれ）が接触する照合表面１１ｄ（複数の照合点１１ｅのそれぞれ）との間の電位差を計測する。図１に示されるように、電位差計測装置４の一方の端子は、リード線などの導線５を介して基準接触部２（基準端子２１または基準電極２２）に電気的に接続され、電位差計測装置４の他方の端子は、リード線などの導線５を介して照合電極ユニット３（複数の照合電極３１のそれぞれ）に電気的に接続されている。電位差計測装置４としては、公知の自然電位測定法で用いられる電位差計を用いることができる。
【0035】
腐食状態判定システム１はさらに、図１に示されるように、腐食状態判定装置６を備えている。腐食状態判定装置６は、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１１ｂの腐食状態を判定するように構成されている。腐食状態判定装置６は、本実施形態では、電位差計測装置４とデータ通信可能に接続され、電位差計測装置４を制御するとともに、電位差計測装置４から、電位差計測装置４で計測された電位差を取得する。腐食状態判定装置６は、必要に応じて、取得した電位差の較正処理を行なって、取得した電位差を照合表面１１ｄまたは照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）として処理する。腐食状態判定装置６は、照合表面１１ｄまたは照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）を用いて鋼材１１ｂの腐食状態を判定する。
【0036】
腐食状態判定装置６は、たとえば、ＵＳＢケーブル、ネットワークケーブル、インターネット回線などを介して電位差計測装置４に接続される。腐食状態判定装置６は、本実施形態では、図１に示されるように、取得部６１、演算部６２、判定部６３、および任意で表示部６４を備えている。腐食状態判定装置６としては、特に限定されることはなく、たとえば、主に取得部６１、演算部６２および判定部６３を構成可能なＣＰＵなどの演算処理装置、メモリ、ハードディスクなどの記憶装置、ネットワークインターフェースなどの通信装置、キーボード・マウスなどの入力装置、および主に表示部６４を構成可能な液晶ディスプレイなどの表示装置などを内部または外部に備えたコンピュータなどの公知の計算装置を用いることができる。
【0037】
取得部６１は、コンクリート構造物１１の表面のうち複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて、複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）を取得するように構成されている。取得部６１は、本実施形態では、複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得するために、電位差計測装置４から、コンクリート構造物１１における基準位置とコンクリート構造物１１の表面における複数の照合表面１１ｄのそれぞれとの間の電位差を取得する。電位差計測装置４から取得される電位差は、必要に応じて較正処理が行なわれて、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）として処理される。上述したように、照合表面１１ｄについての電位は、基準位置がコンクリート構造物１１の鋼材１１ｂである場合は、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物１１表面の基準表面１１ｃである場合は、基準表面１１ｃ近傍の鋼材１１ｂに対する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの相対電位を示す。照合表面１１ｄについての電位は、たとえば、照合表面１１ｄの位置と対応付けられて、腐食状態判定装置６の内部または外部の記憶装置に記憶される。腐食状態判定装置６は、コンクリート構造物１１の表面上で互いに隣接して（たとえば、第１の方向Ｘおよび／または第２の方向Ｙに沿って互いに隣接して）配置された照合表面１１ｄについての電位を取得することで、コンクリート構造物１１内の鋼材１１ｂの電位分布を調べることができる。
【0038】
取得部６１は、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位を得るために、照合表面１１ｄ内に配置された複数の照合点１１ｅのそれぞれについて、複数の照合点１１ｅのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）を取得するように構成されていてもよい。その場合、取得部６１は、電位差計測装置４から、コンクリート構造物１１における基準位置と、照合表面１１ｄ内に配置された複数の照合点１１ｅのそれぞれとの間の電位差を取得する。複数の照合点１１ｅについて取得される複数の電位差は、必要に応じて較正処理が行なわれて、各照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）として、また、後述するように同じ照合表面１１ｄ内で平均化されることで、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）として処理される。上述したように、照合点１１ｅについての電位は、基準位置がコンクリート構造物１１の鋼材１１ｂである場合は、照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物１１表面の基準表面１１ｃである場合は、基準表面１１ｃ近傍の鋼材１１ｂに対する照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの相対電位を示す。照合点１１ｅについての電位は、たとえば、照合点１１ｅの位置、および照合点１１ｅが配置される照合表面１１ｄの位置と対応付けられて、腐食状態判定装置６の内部または外部の記憶装置に記憶される。腐食状態判定装置６は、コンクリート構造物１１の表面上の照合表面１１ｄ内で互いに間隔を空けて（たとえば、第１の方向Ｘおよび／または第２の方向Ｙに沿って互いに略等間隔で）配置された照合点１１ｅについての電位を取得することで、コンクリート構造物１１内の鋼材１１ｂの電位分布をより詳細に調べることができる。
【0039】
図４および図７はそれぞれ、異なるコンクリート構造物１１の表面内の複数の照合表面１１ｄに設けられた複数の照合点１１ｅについて取得された鋼材１１ｂの電位（図示された例では自然電位）の分布を示している。複数の照合表面１１ｄ（（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）、・・・）は、互いに略直交する第１の方向Ｘ（図４および図７中、横方向に延びる辺に平行）および第２の方向Ｙ（図４および図７中、縦方向に延びる辺に平行）に沿って隣接して配置されている。また、複数の照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅ（（１、１）、（２、１）、・・・）は、互いに略直交する第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに沿って略等間隔で配置されている。図４および図７では、それぞれの照合点１１ｅについての電位が、それぞれの照合点１１ｅの位置、およびそれぞれの照合点１１ｅが配置された照合表面１１ｄの位置と対応付けられて、数値として示されるとともに、色の濃淡の違いとして示されている。このように、取得部６１が複数の照合点１１ｅについての電位を取得することで、コンクリート構造物１１表面内の照合点１１ｅ毎の鋼材１１ｂの電位分布を調べることができる。
【0040】
本実施形態では、上述したように、腐食状態判定システム１が、複数の照合電極３１を有する照合電極ユニット３を備えている。この照合電極ユニット３を用いることにより、取得部６１は、同じ照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅについての複数の電位を同じタイミングで取得することができる。複数の照合点１１ｅについての複数の電位を同じタイミングで取得することで、複数の照合点１１ｅの間の経時変化の影響を抑制することができる。ただし、取得部６１は、同じ照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅについて、同じタイミングではなく、異なるタイミングで鋼材１１ｂの電位を取得するように構成されていてもよい。
【0041】
本実施形態のように照合表面１１ｄ内に複数の照合点１１ｅが配置される場合においては、演算部６２は、照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅについての電位の平均値を照合表面１１ｄについての電位として算出するように構成されていてもよい。これにより、複数の照合電極３１のうちいずれかに電子回路のノイズなどに起因した異常値が偶然発生したとしても、その異常値の影響を小さく抑えることができるので、照合表面１１ｄについての電位を、より高い精度で得ることができる。特に、本実施形態のように照合電極ユニット３を用いる場合、複数の照合点１１ｅについての複数の電位が同じタイミングで取得されるので、少なくとも経時変化の影響が抑制されて、より精度の高い電位を得ることができる。ただし、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位は、照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅの近傍の鋼材１１ｂの電位の平均値として取得するのではなく、単一の電位として取得してもよい。
【0042】
図５および図８はそれぞれ、図４および図７のそれぞれに示された同じ照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの電位を平均して算出した照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位（図示された例では自然電位）の分布を示している。このように、演算部６２が複数の照合点１１ｅについての電位を平均して照合表面１１ｄについての電位を算出することで、コンクリート構造物１１表面内の照合表面１１ｄ毎の鋼材１１ｂの電位分布を調べることができる。たとえば、図５を参照すると、従来の方法の基準（ＡＳＴＭ Ｃ８７６）によれば、（Ｘ１、Ｙ３）、（Ｘ２、Ｙ３）、・・・（Ｘ５、Ｙ５）に位置する照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂは、その電位が第２の閾値（－２００ｍＶ）よりも大きいので、９０％以上の確率で腐食していないと判定される。それに対して、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）、・・・（Ｘ５、Ｙ２）に位置する照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂは、その電位が第１の閾値（－３５０ｍＶ）よりも大きく、第２の閾値以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。
【0043】
演算部６２は、複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて電位の勾配を算出するように構成されている。電位の勾配は、照合表面１１ｄにおける単位長さ当たりの電位の変化を意味する。ある照合表面１１ｄについての電位の勾配が大きければ大きいほど、その照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂの電位の変化が大きく、たとえば、その照合表面１１ｄを挟んで両側の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂ同士の電位の差異が大きい。したがって、ある照合表面１１ｄについての電位の勾配が大きいと、その照合表面１１ｄを挟んで両側の照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂ同士の腐食状態が互いに大きく異なっていると推定することができる。
【0044】
照合表面１１ｄについての電位の勾配は、特に限定されることはなく、様々な方法によって算出可能である。たとえば、演算部６２は、照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅついての電位の差分および複数の照合点１１ｅの間の距離ｄｘ、ｄｙ（図３（ａ）、（ｂ）参照）に基づいて、照合表面１１ｄについての電位の勾配を算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、照合電極ユニット３を使用して同じタイミングで取得された複数の電位を用いて電位の勾配を算出することで、少なくとも経時変化の影響を抑制することができ、より精度の高い電位の勾配を算出することができる。なお、照合表面１１ｄについての電位の勾配は、上記以外にも、照合表面１１ｄに隣接する他の照合表面１１ｄとの間の電位の差分および距離に基づいて算出することもできる。
【0045】
ここで、本実施形態では、図３（ａ）に示されるように、複数の照合点１１ｅは、照合表面１１ｄ上で第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに沿って並んで配置されている。図示された例では、複数（図示された例では９つ）の照合点１１ｅは、互いに略直交する第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙのそれぞれに沿って、互いに略等間隔で行列状（または格子状）に配置されている。複数の照合点１１ｅが第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに沿って並んで配置されている場合には、演算部６２は、第１の方向Ｘにおける電位の勾配を第１の勾配Ｓｘとして算出し、第２の方向Ｙにおける電位の勾配を第２の勾配Ｓｙとして算出し、第１および第２の勾配Ｓｘ、Ｓｙに基づいて、照合表面１１ｄについての電位の勾配Ｓを算出するように構成されていてもよい。たとえば、演算部６２は、以下の式（１）で示されるように、第１および第２の勾配Ｓｘ、Ｓｙの２乗和の平方根を照合表面１１ｄについての電位の勾配Ｓとして算出することができる。
【0046】
【0047】
第１の勾配Ｓｘは、第１の方向Ｘに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅについての電位の差分と複数の照合点１１ｅの間の距離ｄｘとに基づいて算出することができる（図３（ｂ）参照）。たとえば、第１の勾配Ｓｘは、第１の方向Ｘに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅのうち最も離間した２つの照合点１１ｅについて取得された電位の差分（図３（ｂ）中、Ｅ11－Ｅ31、Ｅ12－Ｅ32、Ｅ13－Ｅ33）を、最も離間した２つの照合点１１ｅの間の距離（隣接する照合点１１ｅの間の距離ｄｘの２倍）で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点１１ｅの対が３つあるため、第１の勾配Ｓｘは、３つの対の照合点１１ｅについての電位の勾配を平均することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式（２）によって表される。
【0048】
また、第２の勾配Ｓｙは、第１の勾配Ｓｘと同様に、第２の方向Ｙに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅについての電位の差分と複数の照合点１１ｅの間の距離ｄｙとに基づいて算出することができる（図３（ｂ）参照）。たとえば、第２の勾配Ｓｙは、第２の方向Ｙに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅのうち最も離間した２つの照合点１１ｅについて取得された電位の差分（図３（ｂ）中、Ｅ11－Ｅ13、Ｅ21－Ｅ23、Ｅ31－Ｅ33）を、最も離間した２つの照合点１１ｅの間の距離（隣接する照合点１１ｅの間の距離ｄｙの２倍）で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点１１ｅの対が３つあるため、第２の勾配Ｓｙは、３つの対の照合点１１ｅについての電位の勾配を平均化することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式（３）によって表される。
【0049】
【0050】
判定部６３は、照合表面１１ｄのそれぞれについての電位および／または電位の勾配に基づいて、コンクリート構造物１１中の鋼材１１ｂの腐食状態を判定するように構成されている。判定部６３は、その目的のために、照合表面１１ｄのそれぞれについての電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定するように構成されている。所定の閾値は、鋼材１１ｂの腐食状態や腐食領域の分布に応じて適宜設定することができる。たとえば、所定の閾値は、判定対象とされたコンクリート構造物１１の表面内で、相対的に変化（勾配）の小さい電位が取得された照合表面１１ｄについての電位の勾配を基準として、その基準となる電位の勾配よりも大きい範囲で設定することができる。基準となる電位の勾配としては、たとえば、腐食していない、または腐食していない可能性の高い鋼材１１ｂの領域近傍の照合表面１１ｄについて取得される電位の勾配や、腐食している、または腐食している可能性の高い鋼材１１ｂの領域近傍の照合表面１１ｄについて取得される電位の勾配を選択することができる。たとえば、以下で述べる図６および図９を参照すると、それぞれの場合の所定の閾値は、約４０ｍＶ／１００ｍｍ以上および約６５ｍＶ／１００ｍｍ以上の範囲で設定することができる。なお、所定の閾値は、判定対象とされたコンクリート構造物１１の表面内以外で取得された電位についての勾配を基準として採用することもできる。この場合は、採用する電位の勾配が、判定対象とされたコンクリート構造物１１の表面内において適用できることについて検証することが好ましい。
【0051】
判定部６３は、電位の勾配が所定の閾値以上であると判定された照合表面１１ｄを、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定するように構成されている。判定対象とされたコンクリート構造物１１の表面内で、ある照合表面１１ｄが境界領域と判定されることで、境界領域と判定された照合表面１１ｄ近傍において鋼材１１ｂの腐食状態が大きく変化していることを認識することができる。それにより、たとえば、境界領域であると判定された照合表面１１ｄを挟んで両側に位置する照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂは、取得された電位の大きさを併せて考慮することで、腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。あるいは、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位と比較して電位が大きいか、または小さいかに応じて、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。したがって、本実施形態の腐食状態判定装置６によれば、以下でも詳しく述べるように、従来の方法では腐食状態が不確定と判定された鋼材１１ｂの領域であっても、腐食状態または非腐食状態と判定することが可能で、腐食状態が不確定と判定される領域が少なくなり、優れた判定精度を得ることができる。
【0052】
判定部６３は、上述したように、少なくとも照合表面１１ｄが境界領域であるか否かを判定するように構成されていればよく、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの腐食状態については、特に限定されることはなく、様々な方法によって判定することができる。判定部６３は、たとえば、境界領域と判定された照合表面１１ｄの空間分布を基準に、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの腐食状態を判定するように構成されていてもよい。より具体的には、判定部６３は、境界領域と判定された照合表面１１ｄに隣接する照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位よりも低い場合には、その隣接する照合表面１１ｄを、その隣接する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定するように構成されていてもよい。また、判定部６３は、境界領域と判定された照合表面１１ｄに隣接する照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位よりも高い場合には、その隣接する照合表面１１ｄを、その隣接する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定するように構成されていてもよい。
【0053】
ここで、図５および図８を参照すると、判定部６３によって境界領域と判定された照合表面１１ｄが点線で囲まれている（図５では、（Ｘ１、Ｙ２）～（Ｘ５、Ｙ２）の領域、図８では、（Ｘ１、Ｙ３）～（Ｘ５、Ｙ３）の領域）。境界領域と判定された照合表面１１ｄを挟んで両側の照合表面１１ｄのうち、一方側（図５および図８中、境界領域よりも上側）の照合表面１１ｄについては、鋼材１１ｂの電位が相対的に高く、他方側（図５および図８中、境界領域よりも下側）の照合表面１１ｄについては、鋼材１１ｂの電位が相対的に低い。このような電位の違いを考慮して、判定部６３は、境界領域の一方側の照合表面１１ｄを、その近傍の鋼材１１ｂが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定することができ、境界領域の他方側の照合表面１１ｄを、その近傍の鋼材１１ｂが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定することができる。
【0054】
特に、図５に示された例では、境界領域の他方側（図５中、境界領域よりも下側）の照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂは、従来の方法の基準（ＡＳＴＭ Ｃ８７６）によれば、その電位が第１の閾値（－３５０ｍＶ）よりも大きく、第２の閾値（－２００ｍＶ）以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定装置６によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材１１ｂの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。なお、図５および図８に示された例に関しては、本実施形態の腐食状態判定装置６による判定結果通りに、対応する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態または非腐食状態にあることが、他の方法により確認されている。
【0055】
また、判定部６３は、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位を基準に、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの腐食状態を判定するように構成されていてもよい。ここで、図６および図９はそれぞれ、図５および図８のそれぞれに対応して、複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて取得された電位（図示された例では自然電位）と電位の勾配の関係を示している。図６および図９では、それぞれの照合表面１１ｄについてのデータ点に対応して照合表面１１ｄの位置情報（（Ｘ１、Ｙ１）など）が記載され、また、境界領域と判定された照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂの電位範囲が点線で囲まれている。この図６および図９を参照して説明すると、判定部６３は、境界領域と判定された照合表面１１ｄ以外の照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位のうちの最小電位（図６および図９中、点線枠の右端の電位）未満であるか否かを判定するように構成されていてもよい。そして、判定部６３は、電位が最小電位未満と判定された照合表面１１ｄ（図６および図９中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面１１ｄ）を、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定するように構成されていてもよい。また、判定部６３は、境界領域と判定された照合表面１１ｄ以外の照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位のうちの最大電位（図６および図９中、点線枠の左端の電位）より大きいか否かを判定するように構成されていてもよい。そして、判定部６３は、電位が最大電位より大きいと判定された照合表面１１ｄ（図６および図９中、点線枠よりも左側にプロットされた照合表面１１ｄ）を、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定するように構成されていてもよい。
【0056】
特に、図６に示された例では、電位が最小電位未満と判定された照合表面１１ｄ（図６中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面１１ｄ）の近傍の鋼材１１ｂは、従来の方法の基準（ＡＳＴＭ Ｃ８７６）によれば、その電位が第１の閾値（－３５０ｍＶ）よりも大きく、第２の閾値（－２００ｍＶ）以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定装置６によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材１１ｂの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。なお、図６および図９に示された例に関しても、図５および図８に関して上述したのと同様に、本実施形態の腐食状態判定装置６による判定結果通りに、対応する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態または非腐食状態にあることが、他の方法により確認されている。
【0057】
表示部６４は、複数の照合点１１ｅおよび／または複数の照合表面１１ｄについて取得された鋼材１１ｂの電位および／または電位の勾配を表示する。表示部６４は、本実施形態では、図６および図９に示されるように、複数の照合表面１１ｄのそれぞれについての電位および電位の勾配を、一方の軸（図示された例では横軸）が電位を示し、他方の軸（図示された例では縦軸）が電位の勾配を示す座標系に表示するように構成されている。本実施形態の腐食状態判定装置６によれば、表示部６４が照合表面１１ｄについての電位と電位の勾配の関係をグラフ表示するように構成されていることで、鋼材１１ｂの電位に対する電位の勾配の分布を明確に把握することができる。したがって、たとえば図４～５および図７～８に示されるように鋼材１１ｂの電位を色の濃淡で表示する場合と比べて、境界領域を明確に把握することができ、鋼材１１ｂの腐食状態をより明確に把握することができる。
【0058】
つぎに、本実施形態の腐食状態判定方法を、本実施形態の腐食状態判定システム１を用いて実施する例を挙げて説明する。ただし、本発明の腐食状態判定方法は、以下の例に限定されることはなく、本実施形態の腐食状態判定システム１以外のシステムを用いても実施することができる。また、本実施形態の腐食状態判定方法は、特に限定されることはなく、人間によっても実行可能であるし、コンピュータ上で実行されるとコンピュータに本実施形態の腐食状態判定方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラムによっても実行可能である。なお、以下ではいくつかの工程について説明するが、工程の順序は以下の説明の順序に限定されることはない。
【0059】
本実施形態の腐食状態判定方法は、コンクリート構造物１１に埋設された鋼材１１ｂの腐食状態を判定する方法である。腐食状態判定方法は、コンクリート構造物１１の表面のうち複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて、複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得する工程を含んでいる。本実施形態では、複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得するために、コンクリート構造物１１における基準位置とコンクリート構造物１１の表面における複数の照合表面１１ｄのそれぞれとの間の電位差を取得する。取得した電位差は、必要に応じて較正処理を行なって、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）として処理する。上述したように、照合表面１１ｄについての電位は、基準位置がコンクリート構造物１１の鋼材１１ｂである場合は、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物１１表面の基準表面１１ｃである場合は、基準表面１１ｃ近傍の鋼材１１ｂに対する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの相対電位を示す。照合表面１１ｄについての電位は、たとえば、照合表面１１ｄの位置と対応付けて、腐食状態判定装置６の内部または外部の記憶装置に記憶させてもよい。コンクリート構造物１１の表面上で互いに隣接して（たとえば、第１の方向Ｘおよび／または第２の方向Ｙに沿って互いに隣接して）配置された照合表面１１ｄについての電位を取得することで、図５および図８に示されるように、コンクリート構造物１１内の鋼材１１ｂの電位分布を調べることができる。
【0060】
複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得する工程は、照合表面１１ｄ内に配置された複数の照合点１１ｅのそれぞれについて、複数の照合点１１ｅのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得する工程を含んでいてもよい。本実施形態では、複数の照合点１１ｅのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得するために、コンクリート構造物１１における基準位置と、照合表面１１ｄ内に配置された複数の照合点１１ｅのそれぞれとの間の電位差を取得する。複数の照合点１１ｅについて取得した複数の電位差は、必要に応じて較正処理を行なって、各照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）として、また、以下で述べるように同じ照合表面１１ｄ内で平均化することで、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位（自然電位または相対電位）として処理する。上述したように、照合点１１ｅについての電位は、基準位置がコンクリート構造物１１の鋼材１１ｂである場合は、照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの自然電位を示し、基準位置がコンクリート構造物１１表面の基準表面１１ｃである場合は、基準表面１１ｃ近傍の鋼材１１ｂに対する照合点１１ｅ近傍の鋼材１１ｂの相対電位を示す。照合点１１ｅについての電位は、たとえば、照合点１１ｅの位置、および照合点１１ｅが配置される照合表面１１ｄの位置と対応付けて、腐食状態判定装置６の内部または外部の記憶装置に記憶させてもよい。コンクリート構造物１１の表面上の照合表面１１ｄ内で互いに間隔を空けて（たとえば、第１の方向Ｘおよび／または第２の方向Ｙに沿って互いに略等間隔で）配置された照合点１１ｅについての電位を取得することで、図４および図７に示されるように、コンクリート構造物１１内の鋼材１１ｂの電位分布をより詳細に調べることができる。
【0061】
複数の照合点１１ｅのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得する際に、同じ照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅについての複数の電位を同じタイミングで取得してもよい。複数の照合点１１ｅについての複数の電位を同じタイミングで取得することで、複数の照合点１１ｅの経時変化の影響を抑制することができる。ただし、同じ照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅについて、同じタイミングではなく、異なるタイミングで鋼材１１ｂの電位を取得してもよい。
【0062】
複数の照合表面１１ｄのそれぞれの近傍の鋼材１１ｂの電位を取得する工程は、複数の照合点１１ｅの近傍の鋼材１１ｂの電位の平均値を照合表面１１ｄについての電位として算出する工程を含んでいてもよい。複数の照合点１１ｅについての電位を平均して照合表面１１ｄについての電位を算出することで、図５および図８に示されるように、コンクリート構造物１１表面内の照合表面１１ｄ毎の鋼材１１ｂの電位分布を調べることができる。また、複数の照合点１１ｅのうちいずれかについてノイズなどに起因した異常値を偶然取得したとしても、平均化することでその異常値の影響を小さく抑えることができるので、照合表面１１ｄについての電位を、より高い精度で得ることができる。特に、複数の照合点１１ｅについての複数の電位を同じタイミングで取得すれば、少なくとも経時変化の影響を抑制できるので、より精度の高い電位を得ることができる。ただし、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位は、照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅの近傍の鋼材１１ｂの電位の平均値として取得するのではなく、単一の電位として取得してもよい。
【0063】
本実施形態の腐食状態判定方法は、複数の照合表面１１ｄのそれぞれについて電位の勾配を算出する工程を含んでいる。電位の勾配は、照合表面１１ｄにおける単位長さ当たりの電位の変化を意味する。ある照合表面１１ｄについての電位の勾配が大きければ大きいほど、その照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの電位の変化が大きく、たとえば、その照合表面１１ｄを挟んで両側の照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂ同士の電位の差異が大きい。したがって、ある照合表面１１ｄについての電位の勾配が大きいと、その照合表面１１ｄを挟んで両側の照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂ同士の腐食状態が互いに大きく異なっていると推定することができる。
【0064】
照合表面１１ｄについての電位の勾配は、特に限定されることはなく、様々な方法によって算出可能である。たとえば、照合表面１１ｄについての電位の勾配を算出する工程は、照合表面１１ｄ内の複数の照合点１１ｅについての電位の差分および複数の照合点１１ｅの間の距離ｄｘ、ｄｙ（図３（ａ）、（ｂ）参照）に基づいて、照合表面１１ｄについての電位の勾配を算出する工程を含んでいてもよい。たとえば、同じタイミングで取得した複数の照合点１１ｅについての複数の電位を用いて照合表面１１ｄについての電位の勾配を算出することで、少なくとも経時変化の影響を抑制することができ、より精度の高い電位の勾配を算出することができる。なお、照合表面１１ｄについての電位の勾配は、上記以外にも、照合表面１１ｄに隣接する他の照合表面１１ｄとの間の電位の差分および距離に基づいて算出することもできる。
【0065】
ここで、本実施形態では、図３（ａ）に示されるように、複数の照合点１１ｅは、照合表面１１ｄ上で第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに沿って並んで配置されている。図示された例では、複数（図示された例では９つ）の照合点１１ｅは、互いに略直交する第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙのそれぞれに沿って、互いに略等間隔で行列状（または格子状）に配置されている。複数の照合点１１ｅが第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに沿って並んで配置されている場合には、照合表面１１ｄについての電位の勾配を算出する工程は、第１の方向Ｘにおける電位の勾配を第１の勾配Ｓｘとして算出する工程と、第２の方向Ｙにおける電位の勾配を第２の勾配Ｓｙとして算出する工程と、第１および第２の勾配Ｓｘ、Ｓｙに基づいて、照合表面１１ｄについての電位の勾配Ｓを算出する工程とを含んでいてもよい。たとえば、照合表面１１ｄについての電位の勾配Ｓは、以下の式（１）で示されるように、第１および第２の勾配Ｓｘ、Ｓｙの２乗和の平方根により算出することができる。
【0066】
【0067】
第１の勾配Ｓｘは、第１の方向Ｘに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅについての電位の差分と複数の照合点１１ｅの間の距離ｄｘとに基づいて算出することができる（図３（ｂ）参照）。たとえば、第１の勾配Ｓｘは、第１の方向Ｘに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅのうち最も離間した２つの照合点１１ｅについて取得された電位の差分（図３（ｂ）中、Ｅ11－Ｅ31、Ｅ12－Ｅ32、Ｅ13－Ｅ33）を、最も離間した２つの照合点１１ｅの間の距離（隣接する照合点１１ｅの間の距離ｄｘの２倍）で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点１１ｅの対が３つあるため、第１の勾配Ｓｘは、３つの対の照合点１１ｅについての電位の勾配を平均することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式（２）によって表される。
【0068】
また、第２の勾配Ｓｙは、第１の勾配Ｓｘと同様に、第２の方向Ｙに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅについての電位の差分と複数の照合点１１ｅの間の距離ｄｙとに基づいて算出することができる（図３（ｂ）参照）。たとえば、第２の勾配Ｓｙは、第２の方向Ｙに沿って並んで配置された複数の照合点１１ｅのうち最も離間した２つの照合点１１ｅについて取得された電位の差分（図３（ｂ）中、Ｅ11－Ｅ13、Ｅ21－Ｅ23、Ｅ31－Ｅ33）を、最も離間した２つの照合点１１ｅの間の距離（隣接する照合点１１ｅの間の距離ｄｙの２倍）で除算することによって求めることができる。このとき、最も離間して配置された照合点１１ｅの対が３つあるため、第２の勾配Ｓｙは、３つの対の照合点１１ｅについての電位の勾配を平均化することによって求めてもよい。この算出方法は、以下の式（３）によって表される。
【0069】
【0070】
本実施形態の腐食状態判定方法は、照合表面１１ｄのそれぞれについての電位の勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する工程を含んでいる。所定の閾値は、鋼材１１ｂの腐食状態や腐食領域の分布に応じて適宜設定することができる。たとえば、所定の閾値は、判定対象とされたコンクリート構造物１１の表面内で、相対的に変化（勾配）の小さい電位が取得された照合表面１１ｄについての電位の勾配を基準として、その基準となる電位の勾配よりも大きい範囲で設定することができる。基準となる電位の勾配としては、たとえば、腐食していない、または腐食していない可能性の高い鋼材１１ｂの領域近傍の照合表面１１ｄについて取得される電位の勾配や、腐食している、または腐食している可能性の高い鋼材１１ｂの領域近傍の照合表面１１ｄについて取得される電位の勾配を選択することができる。
【0071】
本実施形態の腐食状態判定方法は、電位の勾配が所定の閾値以上であると判定された照合表面１１ｄを、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態と非腐食状態との間の境界状態である可能性が高い境界領域と判定する工程を含んでいる。判定対象とされたコンクリート構造物１１の表面内で、ある照合表面１１ｄが境界領域と判定されることで、境界領域と判定された照合表面１１ｄ近傍において鋼材１１ｂの腐食状態が大きく変化していることを認識することができる。それにより、たとえば、境界領域であると判定された照合表面１１ｄを挟んで両側に位置する照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂは、取得された電位の大きさを併せて考慮することで、腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。あるいは、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位と比較して電位が大きいか、または小さいかに応じて、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食しているか、または腐食していないかのいずれかの可能性が高いと判定することができる。したがって、本実施形態の腐食状態判定方法によれば、以下でも詳しく述べるように、従来の方法では腐食状態が不確定と判定された鋼材１１ｂの領域であっても、腐食状態または非腐食状態と判定することが可能で、腐食状態が不確定と判定される領域が少なくなり、優れた判定精度を得ることができる。
【0072】
本実施形態の腐食状態判定方法では、上述したように、少なくとも照合表面１１ｄが境界領域であるか否かを判定する工程を含んでいればよく、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの腐食状態については、特に限定されることはなく、様々な方法によって判定することができる。たとえば、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面１１ｄの空間分布を基準に、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの腐食状態を判定する工程を含んでいてもよい。より具体的には、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面１１ｄに隣接する照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位よりも低い場合には、その隣接する照合表面１１ｄを、その隣接する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。また、腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面１１ｄに隣接する照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位よりも高い場合には、その隣接する照合表面１１ｄを、その隣接する照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。
【0073】
ここで、図５および図８を参照すると、上記方法に従って境界領域と判定された照合表面１１ｄが点線で囲まれている（図５では、（Ｘ１、Ｙ２）～（Ｘ５、Ｙ２）の領域、図８では、（Ｘ１、Ｙ３）～（Ｘ５、Ｙ３）の領域）。境界領域と判定された照合表面１１ｄを挟んで両側の照合表面１１ｄのうち、一方側（図５および図８中、境界領域よりも上側）の照合表面１１ｄについては、鋼材１１ｂの電位が相対的に高く、他方側（図５および図８中、境界領域よりも下側）の照合表面１１ｄについては、鋼材１１ｂの電位が相対的に低い。このような電位の違いを考慮して、境界領域の一方側の照合表面１１ｄを、その近傍の鋼材１１ｂが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定することができ、境界領域の他方側の照合表面１１ｄを、その近傍の鋼材１１ｂが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定することができる。
【0074】
特に、図５に示された例では、境界領域の他方側（図５中、境界領域よりも下側）の照合表面１１ｄの近傍の鋼材１１ｂは、従来の方法の基準（ＡＳＴＭ Ｃ８７６）によれば、その電位が第１の閾値（－３５０ｍＶ）よりも大きく、第２の閾値（－２００ｍＶ）以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定方法によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材１１ｂの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。
【0075】
また、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面１１ｄの電位を基準に、境界領域以外の照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂの腐食状態を判定する工程を含んでいてもよい。たとえば、図６および図９を参照して説明すると、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面１１ｄ以外の照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位のうちの最小電位（図６および図９中、点線枠の右端の電位）未満であるか否かを判定する工程を含んでいてもよい。そして、本実施形態の腐食状態判定方法は、電位が最小電位未満と判定された照合表面１１ｄ（図６および図９中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面１１ｄ）を、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが腐食状態である可能性が高い腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。また、本実施形態の腐食状態判定方法は、境界領域と判定された照合表面１１ｄ以外の照合表面１１ｄについての電位が、境界領域と判定された照合表面１１ｄについての電位のうちの最大電位（図６および図９中、点線枠の左端の電位）より大きいか否かを判定する工程を含んでいてもよい。そして、本実施形態の腐食状態判定方法は、電位が最大電位より大きいと判定された照合表面１１ｄ（図６および図９中、点線枠よりも左側にプロットされた照合表面１１ｄ）を、照合表面１１ｄ近傍の鋼材１１ｂが非腐食状態である可能性が高い非腐食領域と判定する工程を含んでいてもよい。
【0076】
特に、図６に示された例では、電位が最小電位未満と判定された照合表面１１ｄ（図６中、点線枠よりも右側にプロットされた照合表面１１ｄ）の近傍の鋼材１１ｂは、従来の方法の基準（ＡＳＴＭ Ｃ８７６）によれば、その電位が第１の閾値（－３５０ｍＶ）よりも大きく、第２の閾値（－２００ｍＶ）以下であるので、腐食状態が不確定と判定される。しかし、本実施形態の腐食状態判定方法によれば、従来の方法の基準では腐食状態が不確定と判定される鋼材１１ｂの領域についても、腐食状態である可能性が高いと判定することができるので、より優れた判定精度を得ることができる。
【0077】
本実施形態の腐食状態判定方法は、図６および図９に示されるように、複数の照合表面１１ｄのそれぞれについての電位および電位の勾配を、一方の軸が電位を示し、他方の軸が電位の勾配を示す座標系に表示する工程をさらに含んでいてもよい。本実施形態の腐食状態判定方法によれば、照合表面１１ｄについての電位と電位の勾配の関係をグラフ表示することで、鋼材１１ｂの電位に対する電位の勾配の分布を明確に把握することができる。したがって、たとえば図４～５および図７～８に示されるように鋼材１１ｂの電位を色の濃淡で表示する場合と比べて、境界領域を明確に把握することができ、鋼材１１ｂの腐食状態をより明確に把握することができる。
【符号の説明】
【0078】
１ 腐食状態判定システム
２ 基準接触部
２１ 基準端子
２２ 基準電極
３ 照合電極ユニット
３１ 照合電極
３２ 照合電極支持部
４ 電位差計測装置
５ 導線
６ 腐食状態判定装置
６１ 取得部
６２ 演算部
６３ 判定部
６４ 表示部
１１ コンクリート構造物
１１ａ コンクリート
１１ｂ 鋼材（鉄筋）
１１ｃ 基準表面
１１ｄ 照合表面
１１ｅ 照合点
ｄ 鋼材間の距離
ｄｘ 第１の方向における照合点の間の距離
ｄｙ 第２の方向における照合点の間の距離
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第２の方向
２ 基準接触部
２１ 基準端子
２２ 基準電極
３ 照合電極ユニット
３１ 照合電極
３２ 照合電極支持部
４ 電位差計測装置
５ 導線
６ 腐食状態判定装置
６１ 取得部
６２ 演算部
６３ 判定部
６４ 表示部
１１ コンクリート構造物
１１ａ コンクリート
１１ｂ 鋼材（鉄筋）
１１ｃ 基準表面
１１ｄ 照合表面
１１ｅ 照合点
ｄ 鋼材間の距離
ｄｘ 第１の方向における照合点の間の距離
ｄｙ 第２の方向における照合点の間の距離
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第２の方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
