リバウンドハンマーによる強度推定調査についてご説明します。

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リバウンドハンマーによる強度推定調査【土木学会基準「硬化コンクリートのテストハンマー強度の試験方法(JSED-G504)」】

コンクリートの強度については、近年、圧縮強度試験による判定のほかにリバウンドハンマーによる強度推定の測定についても関心が高まっています。こちらでは、テストアンビル(検定器)を用いたリバウンドハンマー(シュミッハンマー)の強度推定調査方法をご説明します。

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調査の流れ

国土交通省通達「土木コンクリート構造物の品質確保について」(国官技第61号、平成13年3月29日)に基づきリバウンドハンマーによる強度推定調査を行いますが、リバウンドハンマーによる反発度の測定は、土木学会基準「硬化コンクリートのテストハンマー強度の試験方法(JSED-G504)」で行います。こちらにリバウンドハンマーによる調査の流れをご説明します。


 

ポイント1 点検された測定装置を用いる

ポイント1 点検された測定装置を用いる

リバウンドハンマーは、多数回(2,000〜3,000回)打撃したあとや、長期間使用しなかった場合などに、バネの硬さや内部の磨耗などが変化して正しい測定結果が得られなくなっている場合があります。測定を行う前にはテストアンビル(検定器)を用いてリバウンドハンマーが正しく調整されていることを確認してください。


テストアンビルの種類

テストアンビル(検定器)は、反発度合いの再現性を重要視した大型タイプから、携帯に優れた小型・軽量のタイプまでさまざまな種類があります。ご使用になられるときは、各テストアンビル(検定器)の反発度をご確認ください。

打撃回数による変化

リバウンドハンマーは、2,000回〜3,000回の(自動機記録タイプは記録紙1巻き)打撃で作動部の磨耗が大きくなるなどの理由から測定結果が変化します。ですので、これらの打撃回数を目処に整備・検定などを行ってください。

※リバウンドハンマーの整備・検定などについては現状(平成13年12月20日)では、定まった指針はございません。各メーカーへ直接お問い合わせください。

 

ポイント2 乾燥した状態で測定する

ポイント2 乾燥した状態で測定する

濡れた状態や湿っている状態のコンクリートで反発度を測定した場合と、気乾状態(含水率が平こう含水率に達した状態)で測定した状態と比較すると、測定される反発度が小さくなることが判明しています。しかし、その小さくなる程度については十分に明らかにされておりません。ですので、測定を行う場合は、乾燥したコンクリートを対象にすることが重要です。雨天や雨上がりなどでコンクリートの表面が濡れていたり、湿っていたりしている状態のときは、なるべく測定を避けてください。


どうしても濡れている場所での測定が避けられない場合

国土交通省では、以下の方法で対処するよう定めています。

  • 測定装置のマニュアルに補正方法が記載されている場合には、これに従う。
  • 補正方法が定かでない場合は、以下の方法に従っても良いものとする。

1.測定位置が湿っており打撃の後が黒点になる場合
測定された反発度に補正値「3」を加える。
2.測定位置が濡れている場合
測定された反発度に補正値「5」を加える。

 

ポイント3 測定はゆっくりと垂直に

ポイント3 測定はゆっくりと垂直に

リバウンドハンマーは内部のバネの力で反発力を測定します。コンクリートに一定の衝撃が加わるようにゆっくり操作しなければ、実際よりも反発度が高く測定される場合があります。また、反発エネルギーを正しく測定するためには、測定面に対して垂直になるよう打撃しなければなりません。特に上下方向の角度は測定者からは分かりにくいので注意してください。これらの操作を確実に行うには、必ず両手でリバウンドハンマーを持ってください。


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ポイント4 材齢28〜91日の間に測定

ポイント4 材齢28〜91日の間に測定

これまで、リバウンドハンマーを用いた反発度の測定結果とコンクリートの圧縮強度の関係は、コンクリートの材齢(モルタルまたはコンクリートを打ち込んでからの養生期間)により変化すると考えられてきました。このためリバウンドハンマーのマニュアルなどでは、材齢による影響を補正するための補正係数(材齢係数)が示されている場合があります。しかし、これまでの研究の成果では必ずしもこの係数を使用しても強度推定の精度が向上しないことが分かっています。そこで、国土交通省の運用では、補正係数は用いないで材齢28日〜91日の間で測定することを原則としました。


材齢28〜91日の範囲外での測定が避けられない場合には

国土交通省では、以下の方法で対処するよう定めています。

  • 材齢9日以前の測定は、適切な評価が困難であることから、実施しない。
  • 材齢10日で試験を行う場合には、算出された推定強度を1.55倍して評価する。
  • 材齢20日で試験を行う場合には、算出された推定強度を1.12倍して評価する。
  • 材齢28日〜91日に試験を行う場合には、補正を行わない。
  • 材齢92日以降に試験を行う場合にも、推定強度の補正は行わない。
  • 材齢10日〜28日までの間で、上に明示していない場合は、前後の補正値を比例配分して得られた補正値を用いて評価する。

※参照:ここでの補正値は、材料学会の「シュミットハンマーによる実施コンクリートの圧縮強度判定方法指針(案)」、「材料試験」第7巻、59号、pp.40-44を元に設定しました。
リバウンドハンマーを用いた強度推定の目的は、反発度測定の簡易さを利用し、多数の実構造物を調査して、特に品質に問題があるコンクリート構造物を発見することにあります。したがって、運用では必ずしも材齢28日で試験を行わなければならないものではなく、材齢28日〜91日の間に行うもと幅を持たせました。

 

ポイント5 強度測定の方法

これまでの研究から、リバウンドハンマーで測定した反発度からコンクリートの強度を推定する換算式にはさまざまな提案があります。国土交通省の調査では、呼び強度24程度の土木用コンクリートを主な対象としていることから、材料学会提案の換算式を使用して強度推定を計算するとしています。他の換算式を用いて強度推定を行うと、推定結果が材料学会提案式と大きく異なる可能性がありますので、使用しないでください。

強度の推定方法

国土交通省では、次の方法でリバウンドハンマー強度を算出します。

※公正な試験を行うために、強度の推定方法を統一したものです。これまでに使用されている実績などを勘案して、材料学会制定の換算式を選定しました。したがって、上記の換算式による強度推定結果がどんな場合でも他の換算式と比較して実強度に近いということを保証するものではありません。

ポイント5 強度測定の方法

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ポイント6 推定結果の評価方法

リバウンドハンマーによるコンクリートの強度推定は、構造物を傷つけることなく簡単に実施することができることは優れていますが、実構造物のコンクリート強度を正確に推定できるわけではありません。そこで、国土交通省の調査では、複数回の試験を行うなどして、構造物の良否を判定することにしています。


推定結果の評価方法

国土交通省では、次の方法でリバウンドハンマー強度に基づくコンクリート品質評価を行います。

参考資料

独立行政法人 土木研究所 「テストハンマーによる強度推定調査の6つのポイント」

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