コンクリートのマイクロクラック・空隙構造評価手法
蛍光エポキシ樹脂真空含浸による可視化技術
蛍光エポキシ樹脂をコンクリートに含浸させ蛍光させることにより、
微細なひびわれを評価する技術



概要
コンクリート構造物は、従来、半永久的でメインテナンスフリーと考えられていました。しかし、近年では、コンクリート構造物の早期劣化が顕在化し、コンクリート構造物の維持管理が社会的な命題となっています。維持管理では、コンクリート構造物の適切な診断による劣化原因の推定と劣化程度の把握が重要です。また、コンクリート表面に劣化現象が顕在化する前の早期に劣化診断ができれば維持管理計画を立案する上で有用な情報として活用できます。
 「蛍光エポキシ樹脂真空含浸法」による微視的断面観察手法では、コアサンプルや供試体に低粘度の蛍光エポキシ樹脂を真空含浸させ、切断面の紫外線照射による観察を行います。本手法は、肉眼、顕微鏡観察で識別が困難な微細ひびわれや硬化体組織の多孔質化といったコンクリート表面から内部にいたる微細な劣化現象を可視化することができ、潜在的な劣化現象の評価に有効です。



図-1モルタル供試体の切断面


写真-1 モルタル試験体の紫外線照射画像


写真-2 蛍光エポキシ樹脂含浸法による画像例(可視光)


写真-3 蛍光エポキシ樹脂含浸法による画像例(紫外線照射)
表面から内部にいたる微細ひび割れの例


写真-4 蛍光エポキシ樹脂含浸法による画像例(可視光)


写真-5 蛍光エポキシ樹脂含浸法による画像例(紫外線照射)


写真-6 紫外線照射による画像例


図-2 画像処理によるひび割れ密度分布の評価例

 ■ 工法フロー
  1. コアサンプルまたは供試体の準備
  2. コアサンプルまたは供試体への蛍光エポキシ樹脂の真空含浸
  3. コアサンプルまたは供試体の切断および切断面(評価面)の研磨
  4. 紫外線照射による評価面の処理画像取得
  5. 取得画像の画像解析(2値化、細線化、正射投影変換など)



特長
  1. 低粘度の蛍光エポキシ樹脂は、微細ひび割れに浸透可能です。(ひび割れ幅6μmの微細ひび割れへの浸透を確認済み)
  2. 紫外線照射下で輝度の高い蛍光剤の使用により、エポキシ樹脂の浸透範囲が明確に識別できます。よって、クラックパターンや多孔質化した範囲の認識に有効です。
  3. コンクリート内部の微細な欠陥がエポキシ樹脂で固定化されるため、切断・研磨の評価面処理過程で導入される二次的な欠陥を評価から除外できます。
  4. 浸透表面からの連続空隙に限って蛍光エポキシ樹脂が充填されるため、表面からの劣化の影響範囲の調査に有効です。
  5. さらに、取得画像を利用した画像処理から、ひび割れ密度分布や多孔質層の深さといった損傷指標を客観的かつ定量的に評価できます。
主な適用範囲
  • コンクリート構造物の劣化診断(コアサンプルの評価)
  • 劣化促進によるコンクリート材料の性能評価
  • 補修材料の効果の検証
  • 岩石材料の潜在クラック評価
主な実績


  • 超高性能コンクリートS.Q.Cの耐酸性評価
  • 無筋コンクリート橋脚の劣化診断
  • 鉄道橋脚
  • 繊維補強コンクリートの曲げ試験における微細ひび割れ分布の評価
  • はつりによる微細ひび割れの評価
  • 橋梁床版コンクリートの疲労劣化の評価






Keyword 劣化診断 材料評価 微細ひびわれ マイクロクラック 溶脱 多孔化 可視化     
関連資料 蛍光エポキシ樹脂真空含浸法によるコンクリート内部における微細構造の評価 
関連技術 交通振動によるAE構造物診断  DeSAMO      
関連論文 ・微視的断面観察における酸劣化したコンクリート微細構造の評価/JCI年次論文集
・繊維補強コンクリートの曲げ破壊過程に関する研究/JSCE年次学術講演会
・Evaluation of Reinforcement in Damaged Railway Concrete Piers by Means of Acoustic Emition/Progress in Acoustic Emition XII
・コンクリートの劣化診断技術 ─蛍光エポキシ樹脂真空含浸法による微細劣化現象の可視化─/未来材料Vol.8,No.11