【診断士-07】鉄筋探査の非破壊検査

―「電磁波レーダ法」と「電磁誘導法」は何が違うのか？

コンクリート診断の出発点は、内部（鉄筋・配管など）を正しく把握することです。ただし、内部を直接見ることはできません。そこで活躍するのが「非破壊検査（NDT）」です。

コンクリート診断士試験で頻出なのは次の二つの手法です。

📡 電磁波レーダ法（GPR：Ground Penetrating Radar）
🧲 電磁誘導法（EMI：Electromagnetic Induction）

両者は原理がまったく異なるため、得意な場面が明確に分かれます。

「コンクリートが湿っている場合は？」「空洞を見つけたい場合は？」といった定番設問に即答できるよう、それぞれの要点と使い分けを整理しましょう。

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【1】電磁波レーダ法（ GPR）
🧲 【2】電磁誘導法（EMI / かぶり測定器）
☢️ 【3】X線透過撮影法（Radiography）📝 概要
📊 【試験対策】三手法の比較表まとめ
🧭 【現場で迷わない】【使い分けのフローチャート（簡易）】
💡 【確認クイズ（ひっかけ問題）】
📅 次回予告
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1. 非破壊検査（NDT）の使い分けと読み方

【1】電磁波レーダ法（ GPR）

アンテナからコンクリート内部へ電磁波（短パルス）を送信し、内部で反射して戻るまでの時間と反射強度を解析して、埋設物や欠陥の位置・深さを推定する手法です。

⚙️ 原理（比誘電率の違いで反射）

電磁波は、相対誘電率（\(\epsilon_r\)）が異なる物質の境界で反射する性質を持っています。します。

コンクリートの \(\epsilon_r\) は乾燥状態で約6ですが、空気（\(\approx 1\)）、水（\(\approx 80\)）、金属（導体）との境界で強く反射します。

⚠️ 試験のポイント：湿潤状態の影響

コンクリートが湿潤状態にあると、\( \epsilon_r \) だけでなく導電率も上昇します。これにより、電磁波の減衰（吸収）や散乱が増大し、透過性が低下（深部まで届きにくくなる）します。つまり、湿潤環境では精度が落ちやすいのが弱点です。

📉 データの見え方（重要）

アンテナを移動させながら探査するBスキャン画像では、鉄筋などの線状・点状の小反射体が典型的に「双曲線（山形）」の波形として現れます。この双曲線の頂点が、鉄筋の直上（中心）に対応します。

✅ メリット

金属以外も検出可能: 鉄筋だけでなく、塩ビ管、空洞・剥離、含水異常なども検知できます。
広範囲を高速に探査: アンテナを走らせるだけで、面的かつスピーディな探査が可能です。
リアルタイム性: 現場の画面でBモード波形や3D画像として、その場で可視化・確認しやすい。

⚠️ デメリット

水分・高導電環境に弱い: 湿潤や高塩分、粘土質などの環境では電磁波が減衰し、深達度・分解能が著しく低下します。
深さ推定は設定依存: 誘電率（電磁波の伝播速度）の設定に誤差があると、深さの推定値がズレてしまいます。
密集配筋での干渉: 鉄筋が密集していると反射波が重なり、個々の識別や奥の探査が難しくなります。

🧲 【2】電磁誘導法（EMI / かぶり測定器）

励磁コイルから交流磁界を発生させ、鉄筋に渦電流を誘起し、その二次磁界の変化を測定することで、鉄筋位置・かぶり・径などを推定する手法です。

⚙️ 原理（渦電流と二次磁界）

探査機のコイルから交流磁界をコンクリート内部へ向けて発生させます。すると、近傍にある導電体（鉄筋）に「渦電流」が流れます。この渦電流が逆向きの「二次磁界」を形成し、その磁界の変化を探査機が検知・解析することで、鉄筋の存在や距離（かぶり）、太さ（径）を割り出します。

✅ メリット

かぶり推定が高精度: 浅い範囲（例：〜40mm程度）であれば、ミリ単位の高精度な測定が狙えます。
鉄筋径の推定が可能: 単独の鉄筋であり、適切な条件が揃えば、鉄筋径（太さ）の推定機能を備える機種があります。
湿潤の影響を受けにくい: 金属の磁気的・電気的応答を捉えるため、電磁波レーダ法ほどコンクリートの水分や骨材の影響を受けません。

⚠️ デメリット

金属のみが対象: 磁界の変化を利用するため、非金属管（塩ビ管など）や空洞は検出できません。
深さに制約がある: かぶりが深くなるにつれて磁界の感度が急激に低下します。深い位置や二重配筋の奥側は測定が困難です。
径推定は条件依存: 隣接する鉄筋、重ね継手（ラップ）、他の金属物の干渉があると誤差が大きくなります。最終的な確証には、一部をはつって直接測る（露出計測）のが無難です。

☢️ 【3】X線透過撮影法（Radiography）📝 概要

病院のレントゲン撮影と全く同じ原理です。X線（または\(\gamma\)線）をコンクリートに照射し、物質の密度による透過量の差を利用して内部を画像化します。

⚙️ 原理

線源から照射された放射線は、材料の密度や厚さによって吸収・透過の度合いが異なります（鉄筋はX線をよく吸収し、空洞はよく透過する）。その透過量の差を、反対側に置いた検出器（フィルムやイメージングプレート）で濃淡の画像として記録します。

✅ メリット

視覚的に最も確実: 配筋状態や欠陥（空洞・ジャンカ）の形状が、直感的な写真画像として明瞭にわかります。金属・非金属問わず探査可能です。
高分解能: 条件が合えば、ミリ単位の細かい識別も可能です。

⚠️ デメリット

両面アクセスが必要: コンクリートの片側に線源、もう片側に検出器を配置する必要があります（床板を調べるなら、下階からのアクセスも必須）。
放射線管理が必須: 立ち入り禁止区域（安全境界）の設定など、有資格者による厳重な安全管理が不可欠です。
厚い部材は困難: 密度が高いコンクリートでは、厚さが約300mmを超えるとX線が透過しにくくなり、撮影が極めて困難になります。

💡 NDTの「数値」を無条件で信じていませんか？

非破壊検査の値は、「湿潤・乾燥」「表面状態」「密配筋」などの条件で大きく変動します。

Note版の「診断士ドリル-11B（読み方編）」では、測定条件によって値がどう動くのか、そして矛盾が出た際の「整合確認」の型を詳しく解説しています。

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📊 【試験対策】三手法の比較表まとめ

試験直前の整理として、3つの手法の特徴を比較表で押さえておきましょう。

項目	📡 電磁波レーダ法	🧲 電磁誘導法	☢️ X線透過撮影法
原理	比誘電率差の反射	渦電流・二次磁界	密度差（透過量）
探知対象	金属・非金属・空洞	金属のみ	すべて
湿潤の影響	❌ 弱い（減衰する）	◎ 影響が小さい	⭕ 影響が少ない
径の推定	△（条件依存・処理要）	⭕ 単筋で可能	◎ 画像で判別容易
かぶり精度	⭕（速度設定に依存）	◎ 浅い範囲で高精度	◎ 幾何的に正確
作業条件	片面アクセスで可	片面アクセスで可	両面アクセスが必要
表示形式	双曲線（山形）・断面	数値・指標中心	写真（透過画像）