コンクリート構造物の内部空洞調査

コンクリートを打ち込む際の締固めの仕方や、コンクリートの打設や運搬の仕方（高所から落としたり、ダンプで運搬するなど）によって粗骨材が偏ってしまうことや、「材料分離」によって空隙や充填不良による豆板（ジャンカ）ができることがあります。また、稀に化学反応により内部が膨張して空洞ができることもあります。

様々な要因が考えられますが、構造的要因として鉄筋が過密配筋である場合や構造物の形状が複雑な箇所は、内部空洞や充填不良が起こりやすく、使用する生コンの配合的な要因や打設計画、人員配置・締固め作業員の熟練度等の人為的な要因でも内部空洞や充填不良が生じます。

一般的に豆板（ジャンカ）が生じることによって問題となるのは、中性化等の劣化因子の浸透による内部鋼材の腐食による耐久性の低下が主なものですが、内部空洞や充填不良の範囲が大きい場合には構造的な安全性の低下を生じる可能性があります。

目次

コンクリートの内部空洞調査とは、構造物内部に存在する可能性のある空洞や欠陥を壊すことなく検出するための非破壊調査です。施工不良や劣化による空洞を可視化し、構造の安全性や耐久性を評価します。

1. 壊すことなく非破壊で空洞の有無を確認できる

   コンクリート内部にある空洞や欠陥の有無を破壊することなく非破壊で確認することができるため、調査による構造物の損傷を最小限にとどめることができます。

2. 補修・補強の計画が立てやすくなる

   空洞の有無や空洞位置・大きさを把握することで、補修範囲や深さ・補修方法の検討に活用できます。

3. 健全性の確認

   空洞の有無を確認し適切に対処することにより構造物の健全性を保つことができます。

内部空洞調査では、主に以下の４つの方法がございます。特徴が異なるため、対象物により適切な方法をご提案いたします。

コンクリート表面にパルス状の打撃力を作用させることによってコンクリート内に波動が発生し、内部を伝搬する弾性波を使用し測定を行います。超音波法と比較して減衰が小さく、超音波より広域をカバーできる特徴があります。欠陥検出分解能力は超音波に劣りますが、表面性状の影響を比較的受けにくい特徴があります。

2探触子による透過法や、1探触子のみで測定する反射法、マルチパスによるトモグラフィ法があります。超音波法の特徴として、弾性波法より誤差が小さく、試験値の精度や再現性が高いことが挙げられます。反面、減衰が大きく、表面付近の欠陥検出性に長けています。また、細かな欠陥に対しての検出能力がありますが、表面性状の影響を受ける可能性が高い特徴があります。

当社では、AIにより材料判別機能や、iPadとのデータ共有機能などを搭載した

最新の試験機による調査も可能です。特徴は次の通りです。

1. ドライカップリング
   接触媒体を使用せず、カップリングペースト不要で、スピーディーに作業を実施
2. パノラマB-Scanとリアルタイム画像処理
   現場でリアルタイムに画像の処理をし、即座に結果を確認
3. AR機能によるデータ投影
   AR（拡張現実）機能を活用して、2D・3Dデータを現場に投影し、視覚的に直感的なデータ解析が行える
4. A.I.による材料判別機能
   A.I.により詳細な解析が可能で、精度の高い検査結果を提供
5. iPadとのデータ共有機能
   データを簡単に共有でき、現場のチーム全体で情報を即座に交換し、迅速な意思決定が可能

電磁波をコンクリートに向けて放射します。電磁波は、電気的性質の異なる鉄筋や空洞等の反射物体との境界面で反射する性質を利用し、その位置を推定します。原理上空洞等も探査可能ですが、鉄筋と空洞の識別は不可能です。また、空洞がある程度の大きさ（目安：拳大）以上でないと精度良い探査は難しくなります。

ラジオグラフィー法は、X線を用いてコンクリート内部欠陥を可視化する方法です。この方法では、X線を照射してコンクリート中の異常部分に反応させます。その反応を検出し画像化することで、コンクリート内部の欠陥を見つける方法です。測定条件として立ち入り禁止区域の設定や測定可能な部材厚の制限などがあります。

表面にジャンカを確認できる箇所で、深いところまで空洞が及んでいるのかを調査しました。内部では超音波の強い反射が見られないことから、内部にジャンカや空洞が発生していないと推測されました。

壁を補強するためにモルタルを入れて壁を厚くする工事を行いました。モルタル吹付後、モルタル自体の強度と空洞がなく密着できているかを調べます。強度はコアを抜いて圧縮強度試験を行います。今回内部は格子状でメッシュ筋も入っていたため、電磁波レーダーを使用して確認しました。内部の波形は確認できなかったため、内部に空洞はないと推測されました。

当社では現場の状況やご要望に応じた適切な調査方法の提案が可能です。

また、空洞調査の結果対策が必要になった際は、補修工法の検討、工事まで対応します。豆板（ジャンカ）の補修例は下表を参照ください。当社では北海道から沖縄までの全国ネットワークで対応していますので、お気軽にご相談ください。

等級別豆板（ジャンカ）の程度と補修方法

出典：コンクリート診断技術（公益社団法人　日本コンクリート工学会）