2017 Fiscal Year Research-status Report
交流インピーダンス法を用いたコンクリートの電気化学的断層スキャンに関する基礎研究
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16K14335
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
福山 智子 北海道大学, 工学研究院, 助教 (60587947)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電荷 / 電気容量 / コンダクタンス / 交流インピーダンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
物質の断層構造を導電率などから画像化する電気インピーダンストモグラフィ（EIT）は，形状・質的情報の双方を安価に非破壊で得られる手法として主に医療分野で研究が進められている。本研究はEITによるコンクリートのトモグラフィ取得を目的としており，2017年度は電荷の挙動と試験体の幾何学的形状との相関についてより詳細に検討するため，以下のような研究を実施した。
埋設した材料の厚さの把握に関する検討：トモグラフィ構築時に重要な情報となる試験体構成材料の厚さを1対の2電極間で把握可能か検討するために，モルタル中に電極2枚とその中央に測定対象となる板材（鉄，ポリエチレン，ステンレス鋼，溶融亜鉛めっき鋼）を埋設し試験体とした。この板材の厚さを0.5，1.0，2.0，4.0mmとし誘電緩和測定を行ったところ，材料厚さの影響を本測定により明確にすることはできなかった。これに関し本研究における測定データを総括した結果，導電に寄与する電荷が回路を形成するのに必要なある一定量以上存在する場合，導電挙動に対し材料厚さは大きな影響を及ぼさないとの結論に至った。また，板材とモルタルの接触面積が一定であることから材料界面に形成されるキャパシタの容量はほぼ同等であり，測定結果の変動はモルタルのポーラス性に基づく材料間の接触面積のばらつきによるものと考えられる。以上より，板材の厚さを一軸方向の電気化学的測定で把握することは困難であり，2軸以上の測線が必要であるといえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の進展により，1軸方向の電気化学的測定によるコンクリートなどのセメント系複合材料を構成する各種材料の質的情報（電気化学的周波数特性）の個別パラメータを定性的に明らかにすることができているが，測定データのばらつき要因を完全に特定することができていない。
また，上述のようにセメント系複合材料の電荷挙動に起因する電気化学的測定におけるばらつきの要因把握に注力しているため，トモグラフィ取得のための多点電極を用いた2次元的スキャニング，データをトモグラフィに変換するためのアルゴリズムに関する検討には当初予定よりも遅滞が生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2017年度の研究から得られた電荷挙動のばらつきについて，2018年度はSEMなどの画像的な検討を用いて材料界面の接触面積に関する定量的な実験を行う。
1次元的な測定データを2次元トモグラフィに変換するための技術について，文献調査や専門家の技術提供から情報を取得し，試験体の設計に反映する。
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| Causes of Carryover |
研究者の長期海外出張のため研究に遅滞が生じ，次年度使用額が生じた。
当該助成金は2018年度における試験体作製とトモグラフィ構築に必要な解析に用いる予定である。
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Research Products
(3 results)
