報告書番号

H15005

タイトル（和文）

LIBSによるコンクリート中の塩化物濃度の迅速計測法の提案

タイトル（英文）

Proposal for Rapid Measurement of Chlorine Concentration in Concrete by LIBS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

臨海部に建設された鉄筋コンクリート製（RC）構造物の塩害評価を行う上で、コンクリート中の塩化物イオン濃度は劣化評価の重要な情報の一つとなる。塩化物イオン濃度を迅速に求めるために、当所ではレーザ誘起ブレイクダウン分光法（LIBS）を用いた塩素計測技術の開発を進めてきた。これまではコア抜きした試験体をさらに円柱軸方向に切断してからその平面を計測していたが、そのままの円柱形状で計測することができれば、コアを採取してから濃度を求めるまでの時間が大きく短縮する。そこで、コンクリートコアの円柱形状のままで塩素を計測することが可能なLIBS用計測機器を開発し、その適用性を評価した。今回の計測結果より、コンクリートコアの塩化物濃度の深さ方向分布を1時間以内に得られる見通しを得た。

概要 （英文）

When the reinforced concrete (RC) structure is located near seaside area, the reinforcing bar in RC will be eroded by the chlorine penetration into RC due to the attachment of salt particles or seawater. A depth profile of the chlorine concentration in concrete is one of the important information for the evaluation of chloride damage of RC. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is a promising method for rapid measurement of chlorine concentration, and the previous researches show that LIBS can be adopt for the measurement of chlorine concentration in a laboratory. If a mobile LIBS device is developed for the measurement of chlorine, the on-site measurement can be performed near RC structures. For an initial step for the development of the mobile system, we developed the rotating apparatus and optical system for the measurement of the surface of the concrete core which is normally picked out from a RC structure to evaluate the durability of the structure. In addition, the measurement conditions for the double-pulse configuration were optimized to improve the limit of detection for chlorine in concrete with laser energy condition below 100 mJ. The results show that the limit of detection of chlorine in concrete was evaluated as 0.937 kg/m3 by the double-pulse configuration. We used the developed apparatus in optimized DP configuration, and evaluate the application for the measurement of the surface of the concrete core. The results show that the system enables the measurement of depth profile of chlorine concentration in the concrete core within one hour.

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