コンクリート構造材料の中性化をモニタリングするための光ファイバーセンサの検討

混凝土结构材料碳化监测光纤传感器的研究

基本信息

批准号：
15656104
负责人：
久保内昌敏
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

コンクリート構造物を非破壊でその内部の中性化についてモニタリングするための手法を,光ファイバーで内部のpH変化を検知するという概念で行うことを目的とし,昨年度はフェノールフタレインを添加したPVA/四ホウ酸Naゲルを作製し,センシングモジュール部へこのゲルを詰め込むことで検討を行い,基本的な性能はほぼ達成されるものの,モルタル内でゲルが乾燥したため,ゲルの安定性を検討する必要を指摘した.そこで,本年度は,昨年度の実験をより安定的に行うさまざまな検討を行うとともに,より安定なゲルを用いた検討を行った.本ゲルは,これを保護する半透膜を工夫するとある程度寿命を延ばすことはできるものの,最終的には乾燥してしまうためモルタルごと保水する必要があった.さらに,繰り返し再現性を検討した結果,フェノールフタレインの溶出も認められた.したがって,より安定的なゲルとともにフェノールフタレイン等のpH指示薬の固定化についても,単なる添加では限界があることを見出した.そこで,フェノールフタレインのようなpH検出薬を添加するのではなく,相分離に伴う透明度の変化を利用したゲルを用いた検討を行った.一般にゲル状高分子は温度やpHなどの条件で均一相となって透明性を示したり,相分離を起こすことで不透明となったりする.ここではその性質を利用して温度を一定にすることで,pH変化を光の透過率でセンシングすることを試みた.その結果,センシングモジュールへ同ゲルを挿入してpHの変化を検出することに成功した.ただし,この場合には透過率が変わる点について,温度の影響を非常に強く受けるため,今後温度の検出および温度制御を高い精度で行うことのできるモジュールの作製が必要であることを得た.

该方法的目的是用光纤在内部中无损监测混凝土结构的中和，去年我们准备了一个PVA/四代钠凝胶，并添加了苯酚蛋白，并将该凝胶塞入感应模块段中，以研究凝胶的稳定性。尽管基本的性能几乎是实现的，但凝胶在砂浆中干燥，因此有必要考虑凝胶的稳定性。因此，今年我们进行了各种研究，使去年的实验更加稳定，并进行了更稳定的凝胶。尽管该凝胶的寿命可以通过设计一种可保护它的半透明膜来在某种程度上延长，但最终会变干，因此有必要用砂浆将迫击炮固定。此外，反复的可重复性研究表明，还观察到苯酚胺洗脱。因此，我们发现，固定指标（例如苯甲胺蛋白）具有更稳定的凝胶存在限制。我们没有添加pH检测药物，例如苯酚胺，而是使用凝胶利用与相分离相关的透明度变化的凝胶。通常，在温度和pH值等条件下，凝胶状聚合物变得均匀，以显示透明度，或者在发生相分离时变为不透明。在这里，我们尝试通过使用此属性来感知pH变化。结果，我们成功地将凝胶插入传感模块中以检测pH变化。但是，在这种情况下，透射变化的效果受温度的强烈影响，因此有必要制造一个模块，该模块将来可以以很高的精度检测温度和温度控制。