Development of visualization technique relating to physical property for the diagnosis of concrete structure

• Project/Area Number: 23360187
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Civil engineering materials/Construction/Construction management
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: SUGIYAMA Takafumi 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70261865)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHIMURA Kazunori 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (60187474) ; HENRY Michael 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (80586371)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2013: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2011: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
• Keywords: X線CT / コンクリート / 検査 / 診断 / 可視化 / 物質移動 / ひび割れ / 透視技術 / 検査と診断 / 3次元可視化 / 機能性コンクリート / 道路舗装ブロック

Research Abstract

Concrete is a primary construction material and hence has been used for varied types of structural members under diverse environments. It has been found that some concrete structures exhibit deterioration with cracks and alteration. For upgrading these degraded concrete the technology of diagnosis needs to be further developed first so that one can take next proper action for repairing.
Visualization technique is now popular because rational evaluation can be made through image analysis and similar methods. To do so a X-ray Computed Tomography (XRCT) is considered promising tool. It can enable to obtain three dimensional images of internal microstructure and cracks. Then this research aims to clarify the capacity of the XRCT using mortar specimens. It was found that the 3D crack image could be obtained and the crack geometry such as crack width distribution with 10 micrometers or larger was quantified.

Research Products

• [Journal Article] Analysis of the effect of heating and re-curing on the microstructure of high-strength concrete using X-ray CT (2014)
  • Author(s): M. Henry,I.S. Darma and T. Sugiyama
  • Journal Title: Construction and Building Materials Volume: 67 Pages: 37-46
  • DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.11.007
  • NAID: 120005517724
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of X-Ray CT to Study Diffusivity in Cracked Concrete Through the Observation of Tracer Transport (2013)
  • Author(s): I.S. Darma,T. Sugiyama and M.A.B. Promentilla
  • Journal Title: Journal of Advanced Concrete Technology Volume: 11 Issue: 10 Pages: 266-281
  • DOI: 10.3151/jact.11.266
  • NAID: 130003383552
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • Year and Date: 2013-10-09
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Investigation of cesium diffusion in cracked concrete by using microfocus X-ray CT (2013)
  • Author(s): I.S. Darma, S. Ikeda and T. Sugiyama
  • Journal Title: Third International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment Volume: ISBN: 978-4-9905958-2-1 C3051
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of crack geometry in fire-damaged high-strength concrete under re-curing using X-ray CT (2013)
  • Author(s): M. Henry,I.S. Darma and T. Sugiyama
  • Journal Title: Proceedings of Japan Concrete Institutes Volume: 35 Pages: 1177-1182
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of recycled aggregate structure using X-ray CT (2013)
  • Author(s): M. Henry,T. Sugiyama,T. Iyoda and K. Sato
  • Journal Title: 13th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction(EASEC-13)
• [Journal Article] Analysis of cracking in high-strength cementitious materials under heating and re-curing using X-ray CT (2013)
  • Author(s): M. Henry,I.S. Darma,Y. Haraguchi and T. Sugiyama
  • Journal Title: 3rd International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies (SCMT3)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of recycled aggregate structure using X-ray CT (2013)
  • Author(s): M. Henry, T. Sugiyama, T. Iyoda and K. Sato
  • Journal Title: 13th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction (EASEC-13) Volume: -
• [Journal Article] nalysis of cracking in high-strength cementitious materials under heating and re-curing using X-ray CT (2013)
  • Author(s): M. Henry, I.S. Darma, Y. Haraguchi and T. Sugiyama
  • Journal Title: 3rd International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies (SCMT3) Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Investigation of cesium diffusion in cracked concrete by using microfocus X-ray CT (2013)
  • Author(s): I.S. Darma、S. Ikeda and T. Sugiyama,
  • Journal Title: Proceedings of Third International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment Volume: Vol.3, No.2 Pages: 646-651
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X 線 CT による曲げひび割れ及び炭酸セシウム水溶液の移動の可視化 (2012)
  • Author(s): 吉川昂純, 杉山隆文, I. S. Darma, 志村和紀
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 34(1) Pages: 1810-1815
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phases analysis on fly ash concrete by using synchrotron X-ray computed microtomography (2012)
  • Author(s): I.S. Darma,T. Sugiyama,T. Hitomi and K.Shimura
  • Journal Title: Proceedings of Japan Concrete Institutes Volume: 34(1) Pages: 202-207
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] フライアッシュコンクリート中の腐食発生限界塩化物イオン濃度に関する実験的考察 (2012)
  • Author(s): 古村惇朗, 杉山隆文
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 34(1) Pages: 1012-1017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 炭酸セシウムをトレーサーとしたX 線 CTによるひび割れ中の物質移動の解明,コンクリート構造物の補修,補強 (2012)
  • Author(s): 池田昇平, 杉山隆文, 吉川昴純, 志村和紀
  • Journal Title: アップグレード論文報告集 Volume: 12 Pages: 207-214
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X 線CT による曲げひび割れ及び炭酸セシウム水溶液の移動の可視化 (2012)
  • Author(s): 吉川昂純、杉山隆文、Ivan sandi darma、志村和紀
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 34 Pages: 1810-1815
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phases analysis on fly ash concrete by using synchrotron X-ray computed microtomography (2012)
  • Author(s): I.S. Darma, T. Sugiyama, T. Hitomi and K. Shimura:
  • Journal Title: Proceedings of Japan Concrete Institutes Volume: 34 Pages: 202-207
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] フライアッシュコンクリート中の腐食発生限界塩化物イオン濃度に関する実験的考察 (2012)
  • Author(s): 古村惇朗、杉山隆文
  • Journal Title: コンクリート工学年次論文集 Volume: 34 Pages: 1012-1017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 炭酸セシウムをトレーサーとしたX 線CT によるひび割れ中の物質移動の解明 (2012)
  • Author(s): 池田昇平、杉山隆文、吉川昴純、志村和紀
  • Journal Title: コンクリート構造物の補修、補強、アップグレード論文報告集 Volume: 12 Pages: 207-214
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] X線CT法を利用したモルタル内部のひび割れの可視化 (2012)
  • Author(s): 高橋正行, 杉山隆文, 吉川昂純, 志村和紀
  • Journal Title: 土木学会北海道支部平成23年度論文報告集 Volume: 第68号
• [Presentation] 非破壊CT-XRD 連成法によるひび割れを有するセメント硬化体の溶脱現象の観察 (2014)
  • Author(s): 原口雄人, 杉山隆文, 人見尚, 梶原堅太郎
  • Organizer: 第68回セメント技術大会
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン,東京
• [Presentation] 曲げひび割れがコンクリート中の鉄筋腐食に及ぼす影響に関する研究 (2014)
  • Author(s): 金子幹, Idrees Zafar, 杉山隆文
  • Organizer: 平成25年度土木学会北海道支部 論文報告集第70 号,E07 (in CD-ROM,4 頁)
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター,札幌
• [Presentation] 凍結融解作用を受けるセメントペーストのひずみ挙動 (2014)
  • Author(s): 渡辺洋文, 志村和紀, 杉山隆文
  • Organizer: 土木学会北海道支部 平成25年度論文報告集,第70 号,E-11 (in CD-ROM,4 頁)
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター,札幌
• [Presentation] 積雪寒冷地インターロッキングブロック舗装の基礎研究 (2014)
  • Author(s): 高井康宏, 志村和紀, 杉山隆文
  • Organizer: 土木学会北海道支部 平成25年度論文報告集,第70 号,E-25 (in CD-ROM,4頁)
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター,札幌
• [Presentation] 非破壊CT-XRD連成法によるひび割れを有するセメント硬化体の溶脱現象の観察 (2014)
  • Author(s): 原口雄人、杉山隆文、人見尚、梶原堅太郎
  • Organizer: 第68回セメント技術大会
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン、東京都豊島区
• [Presentation] 曲げひび割れがコンクリート中の鉄筋腐食に及ぼす影響に関する研究 (2014)
  • Author(s): 金子幹、Idrees Zafar、杉山隆文
  • Organizer: 平成25年度土木学会北海道支部
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター、札幌市
• [Presentation] 凍結融解作用を受けるセメントペーストのひずみ挙動 (2014)
  • Author(s): 渡辺洋文、志村和紀、杉山隆文
  • Organizer: 平成25年度土木学会北海道支部
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター、札幌市
• [Presentation] 積雪寒冷地インターロッキングブロック舗装の基礎研究 (2014)
  • Author(s): 高井康宏、志村和紀、杉山隆文
  • Organizer: 平成25年度土木学会北海道支部
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター、札幌市
• [Presentation] Change of microstructure of hardened cement paste with a low alkali binder due to leaching (2013)
  • Author(s): T. Sugiyama
  • Organizer: 3rd International Workshop Mechanisms and modelling of waste/cement interactions Workshop
  • Place of Presentation: Ghent University(Belgium)
• [Presentation] Structural Response in Microstructure of Concrete under Tensional Force Observed by Synchrotron X-Ray Computed Microtomography (2013)
  • Author(s): I.S. Darma
  • Organizer: 1st International Conference on Tomography of Materials and Structures
  • Place of Presentation: Ghent University(Belgium)
• [Presentation] 非破壊CT-XRD 連成法による通水を受けたひび割れを有するセメント硬化体の変質観察 (2013)
  • Author(s): 池田昇平, 杉山隆文, 人見尚, 梶原堅太郎
  • Organizer: 第67回セメント技術大会
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン 東京都
• [Presentation] X 線CT を用いた再生骨材の構造観察 (2013)
  • Author(s): 佐藤恭平, マイケルヘンリー, 杉山隆文, 伊代田岳史
  • Organizer: 第68回土木学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学 千葉
• [Presentation] 火害を受けたセメントペーストのひび割れ性状に及ぼす再養生の影響 (2013)
  • Author(s): 原口雄人, マイケルヘンリー, イヴァンサンディダルマ, 杉山隆文
  • Organizer: 第68回土木学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学,千葉
• [Presentation] Effect of heating and re-curing on cracks in high-strength concrete (2013)
  • Author(s): M. Henry, I.S. Darma, Y. Haraguchi, T. Sugiyama
  • Organizer: 第68回土木学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学,千葉
• [Presentation] 非破壊CT-XRD連成法による通水を受けたひび割れを有するセメント硬化体の変質観察 (2013)
  • Author(s): 池田昇平、杉山隆文、人見尚、梶原堅太郎
  • Organizer: 第67回セメント技術大会
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン、東京都豊島区
• [Presentation] X 線CTを用いた再生骨材の構造観察 (2013)
  • Author(s): 佐藤 恭平, マイケル ヘンリー, 杉山 隆文, 伊代田 岳史
  • Organizer: 土木学会第68回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学 千葉県習志野市
• [Presentation] 火害を受けたセメントペーストのひび割れ性状に及ぼす再養生の影響 (2013)
  • Author(s): 原口 雄人, マイケル ヘンリー, イヴァン サンディ ダルマ, 杉山 隆文
  • Organizer: 土木学会第68回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学 千葉県習志野市
• [Presentation] Effect of heating and re-curing on cracks in high-strength concrete (2013)
  • Author(s): M. Henry, I.S. Darma, Y. Haraguchi, T. Sugiyama
  • Organizer: 土木学会第68回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 日本大学 千葉県習志野市
• [Presentation] X 線CT 法を利用したモルタル内部のひび割れの可視化 (2012)
  • Author(s): 高橋正行, 杉山隆文, 吉川昂純, 志村和紀
  • Organizer: 土木学会北海道支部, 平成23年度論文報告集
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] Visualization of microcracks and the penetration of a contrast medium in concrete (2012)
  • Author(s): T.Sugiyama
  • Organizer: CT Scan WORKSHOP - Development on non-medical environment
  • Place of Presentation: INRS-ETE(Canada)
• [Presentation] Three dimensional change of pore structure in deteriorated cement paste by accelerated calcium Leaching (2012)
  • Author(s): T. Sugiyama
  • Organizer: The 1st China-Japan Workshop on High Performance Concrete Materials /Structures for Sustainable Infrastructures
  • Place of Presentation: Dalian University of Technology(China)
  • Invited
• [Presentation] L 型コンクリートブロックの積雪寒冷地道路舗装への適用 (2012)
  • Author(s): 杉山隆文
  • Organizer: 第66回セメント技術大会
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン, 東京都
• [Presentation] Three dimensional Change of pore structure in deteriorated cement paste by accelerated calcium leaching (2012)
  • Author(s): T. Sugiyama
  • Organizer: The 1st China-Japan Workshop on High Performance Concrete Materials/Structures for Sustainable Infrastructures
  • Place of Presentation: Dalian University of Technology（China）
  • Invited
• [Presentation] L型コンクリートブロックの積雪寒冷地道路舗装への適用 (2012)
  • Author(s): 杉山隆文
  • Organizer: 第66回セメント技術大会講演要旨
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン（東京都）
• [Presentation] Visualization of microcracks and the penetration of a contrast medium in concrete (2012)
  • Author(s): Takafumi Sugiyama
  • Organizer: CT Scan WORKSHOP-Development on non-medical environment
  • Place of Presentation: INRS-ETE (Canada)