Innovative Non-Destructive Diagnosis Methods for Quality of Concrete Surface and Internal Defects of Concrete by Elastic Wave Input System based on Magnetostriction Drive

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K04314
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: UCHIDA SHINYA 富山県立大学, 工学部, 准教授 (70543461)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: コンクリート / 非破壊検査 / 弾性波 / 表面波 / 磁歪 / 応力 / 鉄筋腐食 / ひび割れ深さ

Outline of Final Research Achievements

In this study, a magnetostrictive elastic wave device was initially developed using dynamic magnetic field analysis and elastic wave analysis. Subsequently, the developed magnetostrictive elastic wave device was utilized to estimate the stress in concrete members, evaluate the degree of corrosion in reinforcing bars, and determine the depth of cracks. As a result, by focusing on the phase velocity and amplitude attenuation of surface waves, it was revealed that effective and accurate diagnostics could be achieved even in cases where conventional non-destructive testing is difficult. Therefore, it was concluded that the "innovative non-destructive diagnostic method using a magnetostrictive elastic wave device" developed in this study can become an extremely effective diagnostic technique.

Free Research Field

工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンクリート分野の非破壊試験では、コンクリートの品質や内部欠陥を評価することが重要である。これまで様々な方法でアプローチしてきたが、適切な非破壊試験が無いのが現状であった。特に弾性波を利用した場合、入力方法が鋼球打撃、着目する弾性波が縦波のみと、場当たり的な検討しか行っていなかった。それ故、年々高まるニーズに応えられず、この分野の信頼性を低下させてきた。これを打破するため、本研究では、「弾性波の入力方法」には「磁歪」、「受信する弾性波」は「表面波」とした。その結果、コンクリートの品質や内部欠陥を的確に評価することが可能となり、当該分野において技術革新を起こす礎を築くことができたと考えている。