技術/製品

CTS-02v4(コンクリートテスター)

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コンクリートを非破壊で圧縮強度推定

コンクリートテスター
一次スクリーニングとしての非破壊検査装置

CTS(コンクリートテスター)は、1999年に起きたトンネルのコンクリート塊が落下した事故を受けて開発されました。従来のコンクリートの試験方法では、精度が比較的低い、測定データに補正が必要、判定結果に客観性がない、データが残らないなどの問題を抱えています。CTSはこれらの問題点を解決した簡易な非破壊検査装置です。叩いた直後に圧縮強度の推定値が数値として表示されるので、いち早くコンクリートの状況を把握することができ、測定したデータはパソコンに接続することで取り出すことが可能です。

CTSに関するよくある質問
CTSでできること

コンクリートの圧縮強度推定(普通コンクリート・高強度コンクリート)
コンクリートの表面の劣化度合いの検知
コンクリート表面近傍の剥離、浮きなどの検知
コンクリート表面の骨材剥離の検知

従来技術との比較
圧縮強度推定に関する比較
CTS リバウンドハンマー
精度
圧縮試験を100%とした、当社実験に基づく
85% 50%
圧縮強度推定範囲 10~150N/mm2 10~70N/mm2
データ補正 必要なし 必要あり
測定点数 3250点/日 1500点/日
データ整理時間 6375点/日 1000点/日
浮き・剥離に関する比較
CTS 打検ハンマー(打音法)
測定結果の判定 客観的 主観的
判定結果のデータ CSV(デジタル) 紙(アナログ)
うき・表面近傍の空洞検出
CTS-02v4の仕様
名称 CTS-02v4(Concrete Test and Surveyer)
適合規格 NDIS3434-3
収納ケース 390mm x 255mm x 120mm
本体 108mm x 69mm x 42mm
ハンマー 380グラム
波形測定 サンプリング速度0.5µs
測定時間長2ミリ秒
電源 単三電池4本(連続時間12時間)
PC接続 USBで接続
測定データ 記録可能データ数 約50万データ
付属品 ・USBケーブル(A-miniB)
・ストラップ
・専用収納ケース
・電池4本
・CD-ROM(アプリケーション、デバイスドライバ、取扱説明書)
CT
CTSの使い方
CTSの基本原理

コンクリートテスターのハンマーでコンクリートを打撃すると、図のような打撃力波形が得られます。 波形はハンマーに内蔵したセンサーで測定します。 打撃力波形は、図のように2つの部分に分けることができます。打撃力が最大値に至る前半部分は、ハンマーがコンクリート表面を押している状態です。  この間、コンクリート表面では塑性変形、ついで弾性変形が進行します。 後半は、弾性変形したコンクリートがハンマーを押し戻しつつ、元に戻る過程です。つまり、後半部分の波形にはコンクリートの弾性特性のみが反映されており、この部分に着目すると、コンクリート表面の劣化に影響されないコンクリートの圧縮強度を測定することができます。 前半部分と後半部分の比を求めるとコンクリート表面の劣化度合いを知ることができます。

CTの基本原理
代表的な波形例
健全部の打撃力波形

ピークを中心にほぼ左右対称な波形が得られます。コンクリートは完全弾性体ではないため、前半部分で多少影響を受けます。

健全なボルトの打撃力波形
表面劣化がある場合の打撃力波形

健全部と比較して、アクティブ側の立ち上がり時間が長くなります。これは、ハンマーが表面劣化層に塑性変形させつつ貫入する時間が含まれるためです。リアクティブ側では表面劣化層の影響は軽減されます。

やや塑性変形を起こしたボルト
はく離面がある場合の打撃力波形その1

比較的浅い位置に綺麗なはく離面が存在する場合の打撃力波形です。健全部と同じように左右対称の波形ですが、相対的に打撃力の最大値が小さい、ハンマーの接触時間が長い、等の特徴が見られます。これは、打撃箇所が板バネのような挙動を示した場合に測定されます。板バネですので、波形は綺麗な山形になりますが、健全部と比べて剛性が低いため打撃力の継続時間が長くなります。

不健全なボルトの波形
はく離面がある場合の打撃力波形その2

ハンマーで打撃した場合にコンクリートが剥がれ落ちそうな状態で得られる波形です。ハンマー打撃に対して反力が生成されず正常な波形を採取することができません。横軸(時間軸)が今までと大きく違いますので注意が必要です。

不健全なボルトの波形
CTSの使用事例
床板の残存強度調査
測定状況
測定状況
測定点及び床版ひび割れ状況
測定点及び床版ひび割れ状況

調査理由

凍害による床板の劣化が著しく、抜け落ちが懸念される状態となっていた。
恒久対策あるいは今後の維持管理方針の検討のため、圧縮強度分布を把握するため調査を行った。


調査方法

現地にて調査対象ブロックを選定し、橋軸方向に@200mm、直角方向に@100mm程度の間隔で格子状に
測定点をマーキングした後、コンクリートテスター(CTS-02)により測定点を打撃し測定・記録した。


調査結果

調査結果
図.ひび割れ状況と強度分布図

目視によって確認されたひび割れの範囲と強度分布図で相対的に強度低下が生じている範囲はよく符合しており、凍害による劣化が進行している事が明らかとなった。


対応・対策

床板の局所的な損傷の発生が懸念されるため、応急対策の実施等を検討する事が望ましい。