Stress sensing technology utilizing the piezoelectric characteristics of carbon nanotube-mixed concrete
利用碳纳米管混凝土压电特性的应力传感技术
基本信息
- 批准号:21K04345
- 负责人:
- 金额:$ 2.58万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
カーボンナノチューブ(以下,CNT)を混和したセメント系材料(以下,CNTCM)は,その圧電特性から自己応力検知が可能な構造材料として有望視され,構造物のセルフセンシングによる点検・診断の省力化とLCC縮減が期待されている。本研究は、施工性と圧電センサとしての性能を両立するCNTCMを実現するため,①適切な調合・作製条件,②CNTCMのフレッシュ特性,③CNTCMの圧電メカニズムなどの把握を目的とし,2022年度の検討により以下の成果を得ている。1)CNTCMの載荷に対するセンサ性能のうち,セメントペースト破壊時や骨材/セメントペースト界面(遷移帯)破壊時に発生する電圧に着目して実験を行った。特に遷移帯が発電現象に及ぼす影響について,モルタルやコンクリートといった複数の骨材を含む系だけでなく,単一の石材(円柱や四角柱)を埋設したシリンダ型のセメントペースト試験体に対する繰返し載荷実験を行い,電気的応答(電圧,電流)とひずみの時刻歴波形を得た。その結果,セメント系材料は載荷に伴う発電現象を示し,破壊時に特徴的な電圧変動を発すること,電圧波形を特徴づける要因の1つに遷移帯有無の影響があること,セメント系材料における電圧変動はコンデンサとコンダクタンスで構成される過渡現象モデルとして整理できることを明らかにした。2)炭素繊維の混和有無により導電性が異なるセメントペーストを組み合せた複合体に対し,繰返し載荷と電圧の測定,ひずみとの相関の確認を行った。その結果,ひずみと電圧の関係は線形ではなく,炭素繊維や材料界面に起因すると考えられる緩和現象を確認した。3)CNTCM硬化体の基礎物性として乾燥収縮特性や水蒸気吸着特性,SEMによる水和生成物の確認を行った。結果は現在整理中である。
与碳纳米管(以下简称CNT)混合的水泥基材料(以下简称CNTCM)被视为有前途的结构材料,由于其压电特性可以自我感应应力,有望节省检查和诊断的劳动力通过结构的自感知,预计 LCC 将会减少。本研究旨在了解(1)适当的配方和制造条件,(2)CNTCM的新特性,以及(3)CNTCM的压电机制,以实现CNTCM作为压电传感器的实用性和性能。已获得。 1)在CNTCM加载的传感器性能中,针对水泥浆破裂和骨料/水泥浆界面(过渡区)破裂时产生的电压进行了实验。特别是,我们通过重复加载实验研究了过渡区对发电现象的影响,不仅在包含砂浆和混凝土等多种骨料的系统上,而且在包含单块石头(圆柱形或方形柱)的圆柱形水泥浆样本上进行。获得了电响应(电压、电流)和应变时间历史波形。结果,我们发现水泥基材料表现出与负载相关的发电现象,在失效时发出特征电压波动,而表征电压波形的因素之一是存在或不存在负载的影响。研究表明,波动可以组织为由电容器和电导组成的瞬态现象模型。 2)根据是否混入碳纤维,对由具有不同电导率的水泥浆制成的复合材料进行重复加载和电压测量,并证实了与应变的相关性。结果,应变和电压之间的关系不是线性的,并且确认了被认为是由碳纤维和材料界面引起的弛豫现象。 3)我们使用SEM确认了固化后CNTCM的基本物理性能,例如干燥收缩特性、水蒸气吸附特性和水化产物。目前正在汇总结果。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
導電性セメント硬化体の一軸繰返載荷によるひずみ変化と電気的応答特性
导电水泥硬化体单轴循环载荷引起的应变变化和电响应特性
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:金侖美; 福山智子
- 通讯作者:福山智子
炭素繊維含有量および含水状態がセメントペーストの一軸繰返し試験による圧電挙動に及ぼす影響
碳纤维含量和含水量对水泥浆单轴循环试验压电行为的影响
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:金 侖美;福山 智子
- 通讯作者:福山 智子
カーボンナノチューブを混和したセメント系材料の建設材料としての適用可能性
碳纳米管混合胶凝材料作为建筑材料的适用性
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:福山 智子; 金 侖美; 山田 悠二; 田中 章夫
- 通讯作者:田中 章夫
炭素繊維を混和したセメントペーストの圧電特性に関する基礎的検討
碳纤维水泥浆体压电性能的基础研究
- DOI:10.34382/00014974
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Ma Jiachen; 福山智子; 金侖美
- 通讯作者:金侖美
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
福山 智子其他文献
Evaluating the Effect of a Maternal Participation Learning Program for Female High School Students on the Practice of Self-Care for Menstrual Pain
评估针对女高中生的母亲参与学习计划对经痛自我护理实践的效果
- DOI:
10.32305/jjsmn.22.1_9 - 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
福山 智子 - 通讯作者:
福山 智子
断面修復コンクリートの修復界面の形態と熱的挙動の関係
断面修复混凝土修复界面形貌与热行为的关系
- DOI:
- 发表时间:
2020 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
神代 康輔;吉富 信太;金 侖美;福山 智子 - 通讯作者:
福山 智子
誘電緩和測定によるコンクリート粗骨材界面の情報の取得
通过介电弛豫测量获取混凝土粗骨料界面信息
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
福山 智子;岡本 祐輝;長谷川 拓哉;千歩 修 - 通讯作者:
千歩 修
誘電緩和測定によるコンクリート粗骨材界面の情報の取得
通过介电弛豫测量获取混凝土粗骨料界面信息
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
福山 智子;岡本 祐輝;長谷川 拓哉;千歩 修 - 通讯作者:
千歩 修
実RC構造部材の交流インピーダンス測定に関する調査報告
实际RC结构构件交流阻抗测量调查报告
- DOI:
- 发表时间:
2015 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
福山 智子; 野田 貴之; 長谷川 拓哉; 千歩 修 - 通讯作者:
千歩 修
福山 智子的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
相似海外基金
Evaluation of Shock Characteristic of Paper for Establishment of Metal Forming by Shock Loading Using Paper Die
评估纸的冲击特性,用于利用纸模进行冲击载荷金属成形
- 批准号:
20K04220 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of Micro Tactile Sensor Chip Including Pressure, Vibration, and Temperature Sensations
开发包括压力、振动和温度传感在内的微型触觉传感器芯片
- 批准号:
19K04290 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of ultrahigh strength light alloys through pressure control
通过压力控制开发超高强度轻合金
- 批准号:
19H00830 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Production of anisotropic nanocomposite magnets with enhanced area fraction of good interphase boundaries
具有良好相间边界面积分数的各向异性纳米复合磁体的生产
- 批准号:
18K14034 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Controlling of thermal and electron transport using high pressure torsion and its application to environmental friendly thermoelectric materials
高压扭转控制热电子输运及其在环保热电材料中的应用
- 批准号:
18H01384 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.58万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)