Proposal of laser-induced ultrasonic guided wave for corrosion detection of reinforced concrete structures in Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant decommissioning site

福島原子力発電所の廃止措置現場における鉄筋コンクリート構造物のためのレーザー誘起超音波ガイド波を用いた腐食検出法の提案

古澤 彰憲   ; 竹仲 佑介; 西村 昭彦  

Furusawa, Akinori; Takenaka, Yusuke; Nishimura, Akihiko

本研究の狙いは、鉄筋と周囲のコンクリートの密着性が、鉄筋を伝播する超音波に与える影響を実験的に調査し、鉄筋コンクリートの腐食劣化の検査法への適用可能性を示すことである。最初に、密着性の異なる鉄筋コンクリートの試験体をもちいて、密着の有無と密着強度の劣化が鉄筋を伝播する超音波に与える影響について実験・調査する。次に、健全な鉄筋コンクリート試験体を加速腐食試験に供し、腐食の程度に伴って変化する超音波の波形について実験・調査する。得られた超音波の波形は周波数解析と群速度分散極性の解析解との比較検討を行い、鉄筋の腐食劣化の検査法への適用の観点から重要な事項について議論する。最後に、腐食劣化による鉄筋と周囲のコンクリートの密着性の変化は、超音波信号の周波数領域に明瞭に表れ、鉄筋コンクリートの非破壊検査法に有効であることが分かる。

Remote-controlled, non-destructive testing is necessary to detect corrosion of the reinforced concrete structures at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (NPP) de-commissioning site. This work aims to demonstrate that laser-induced ultrasonic guided wave technology can be applied to achieve this task. Hence, accelerated electrolytic corrosion is performed on a reinforced concrete specimen fabricated by embedding a steel rod into mortar. Waveforms of the laser-induced ultrasonic guided wave on the rod are measured with a previously employed piezoelectric transducer (PZT) probe, for each fixed corrosion time. Based on the results of Fourier and wavelet transforms of the waveforms, issues concerning the detection and extent of rebar corrosion are discussed. It is exhibited that the changes in bonding strength due to corrosion are distinguishable in the frequency domain of the ultrasonic signal.