应力历史的测定方法和应力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及应力历史的测定方法和应力传感器。
【背景技术】
[0002] 现在，例如，作为混凝±中的内部应力的测定方法，利用预先设置成为标记和传感 器的装置测定现有应力的方法（参照例如专利文献1)，或者提取忍部，从回弹量和AE凯泽 效应推定的方法（参照例如专利文献2)等。
[0003] 而且，实际情况是，在例如对于混凝±构造物，即使由于地震和龙卷风等自然灾 害、高速交通工具的冲撞等事故而瞬间施加大的力，混凝±构造物自身在未达到破坏的情 况下停留在弹性变形，此后，外力解除且弹性变形恢复的情况下，不能正确地得知混凝±构 造物受到的力的大小和分布。
[0004] 在运样的情况下，可考虑例如通过进行利用模拟的推定，或者对预想重要的点提 取忍部，通过对其进行声发射（AE测定）推定最大应力量，由此分析混凝±构造物的应力历 史。然而，无论通过哪个方法也不能进行高可靠性的评价。目P，存在下述问题，在利用模拟 的推定方法中，原本突发地产生作用的外力的大小和方向在推测区域不出现，所W模拟结 果更不明确。
[0005] 另外，AE测定是将忍部材料负载于力学试验机上，从其微小破坏声音的增加点推 定先前的最大应力，所W在AE测定中，无法获得高精度。而且，在AE测定中，因为不知事件 发生时的最大应力方向，不仅无法进行再现试验，而且由于是破坏检查，因此存在整个构造 物中不能进行太多次检查等问题。
[0006] 另外，还可考虑通过在整个混凝±构造物中设置多个应变计，经常进行监控，由此 分析混凝±构造物中的应力历史的方法。然而，运种方法对于通常的建筑物不实际，而且， 在混凝±中埋入成为异物的传感器，由于会产生不均匀性，所W可成为破坏的原因。
[0007] 作为解决W上运样的问题的手段，本发明人提出了在被测定对象物中W粒子单位 混入成为应力指标的合成方解石，对多个方解石粒子进行通过显微镜测定每一粒方解石粒 子的双晶密度的操作，由此从得到的双晶密度的平均值推定施加于整个被测定对象物的应 力的方法（参照专利文献3)。
[0008] 根据运样的测定方法，由于利用方解石结晶的特性，不需要维修，只是根据需要进 行计测，因此是现实的。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1:特开2004-101322号公报
[0012] 专利文献2:特开平11-295198号公报
[0013] 专利文献3:特许第4295334号公报
【发明内容】
[0014] 发明所要解决的课题
[0015] 然而，运样的方法在需要熟练的计测技术的基础上，需要对多个方解石粒子进行 计测，非常耗费人工。
[0016] 另外，为了测定方解石粒子的双晶密度，需要方解石粒子中即使最低也要产生2 对双晶。另外，在想要检测低应力的情况下，存在例如作为方解石粒子，需要使用例如结晶 尺寸大于1mm的方解石粒子运样的关于结晶尺寸的制约。其原因为产生作用的外力越小， 双晶间隔变得越宽。
[0017] 而且，实际情况是，大量合成结晶尺寸大于1mm的方解石粒子还残留有技术上的 问题。
[0018] 本发明是基于上述情况而完成的，其目的是，提供一种应力历史的测定方法和应 力传感器，该测定方法可在宽的应力测定范围内容易且高精度地测定被测定对象物中的应 力历史。
[0019] 用于解决课题的手段
[0020] 本发明的应力历史的测定方法的特征在于，对于埋设有由多个方解石粒子形成的 应力传感器、且受到外力能弹性变形的被测定对象物，基于该被测定对象物受到外力后的、 产生了双晶变形的方解石粒子的比例，测定该被测定对象物经受的应力历史。
[0021] 在本发明的应力历史的测定方法中，作为方解石粒子，优选使用初始不具有双晶 的方解石粒子。
[0022] 另外，在本发明的应力历史的测定方法中，作为上述应力传感器，优选使用通过树 脂将多个方解石粒子固定而成的应力传感器。
[0023] 另外，在本发明的应力历史的测定方法中，W被测定对象物中的至少一部分区域 作为检查对象区域，基于该检查对象区域中结晶面露出的多个方解石粒子中产生双晶变形 的方解石粒子的比例，推定作用于整个被测定对象物的最大应力。
[0024] 本发明的应力传感器的特征在于，通过树脂将多个方解石粒子在邻接的粒子之间 互相接触的状态下固定而成。
[00对发明效果
[0026] 根据本发明的应力历史的测定方法，即使在作用于被测定对象物的外力被解除 后，由于只要测定残存的产生了双晶变形的方解石粒子的比例即可，所W谁都能够容易且 高精度地测定被测定对象物的应力历史，例如最大应力。
[0027] 另外，由于只要能够确认有无双晶变形即可，所W只要是测定方解石粒子的双晶 密度的方法，就不存在关于成为必要的方解石粒子的结晶尺寸的制约，因此，例如能够利用 可大量生产的结晶尺寸的合成方解石粒子。
[002引另外，通过利用初始没有双晶变形的方解石粒子，可得到充分大的可测定范围，即 使在例如作用于被测定对象物的应力低的情况下，也可测定该应力历史。另外，在测定应力 没有作用的部分的情况下，由于完全不用计算双晶，所W能得到高效率。
[0029] 另外，作为应力传感器，通过利用树脂将多个方解石粒子在邻接的粒子之间互相 接触的状态下固定而成，可W说通过使用方解石粒子的聚集体，能够在被检查面中确保测 定所需要数量的方解石粒子，因此能够获得高可靠性的测定结果，同时测定自身也能够容 易进行。
【附图说明】
[0030] 图1是显示本发明的应力传感器的一个例子的说明图。（a)是显示整体构成的概 况的立体图，化）是显示粒子结构的示意图。
[0031] 图2是显示通过外力作用，在方解石粒子中产生双晶变形的状态的概念图。
【具体实施方式】
[0032] W下，对本发明的实施方式进行详细说明。
[0033] 本发明的应力历史的测定方法设及的被测定对象物，例如是作为W水泥为主体的 复合材料的、包含混凝±的产品或构造物，在该被测定对象物中埋设有多个方解石粒子形 成的应力传感器。
[0034] 图1是显示本发明的应力传感器的一个例子的说明图。（a)是显示整体构成的概 况的立体图，化）是显示粒子结构的示意图。
[0035] 该应力传感器10按如下构成。多个方解石粒子（单晶）11通过粘结剂树脂12固 定为例如长方体状而构成，在方解石粒子11中可见到晶粒支持组织。目P，在该应力传感器 10中，为邻接的方解石粒子互相接触或邻近，粒子间保持有组织的状态。
[0036] 构成应力传感器10的粘结剂树脂12只要具有如下特性就不特别限制。
[0037] (A)固化前具有流动性。
[0038] 度）伴随固化的体积收缩率小。
[0039] (C)固化后可得到高硬度，例如比被测定对象物高的强度。 W40] 作为运种树脂，例如可例示环氧树脂，具体为超低粘度环氧树脂"E205"(株式会 社二于力制）等。
[0041] 作为方解石粒子11，只要是被确认了双晶变形的有无（初期状态）的方解石粒子， 不管是天然的（包括经受过某种应力事件的），还是人工合成的，哪一种都可W，但优选初 始不具有双晶变形的。作为方解石粒子11，在使用不具有双晶变形的，例如合成方解石粒子 的情况下，由于检测产生了双晶变形的方解石粒子的比例的测定原理上的理由，能够得到 充分大的测定范围。因此，例如即使是数MPa左右的低应力也可测定。另外，在测定应力没 有作用的部分的情况下，由于完全不用计算双晶，所W能得到高效率。
[0042] 方解石粒子11的粒径（结晶尺寸），优选在例如60μmW上、2000μmW下的范围 内，具体是200μπι左右。该粒径是与例如作为混凝±的细骨料的沙粒的粒径同等的大小。 在此，"方解石粒子的粒径"是指与最大投影面外接的长方形的短径。
[0043] 在方解石粒子11的粒径过大的情况下，例如大于作为混凝±的细骨料的沙粒时， 存在方解石粒子不是作为应力计，而是作为躯体的支持部自身发挥功能运样的问题。另一 方面，在方解石粒子11的粒径过小的情况下，存在计测困难运样的问题。
[0044] 方解石粒子11的含有比例，优选例如为60~80νο1 %。由此，例如，能够成为在检 查对象区域中的测定截面存在300个W上例如粒径为200μm的方解石粒子的状态，能够确 实进行高可靠性的预期的应力测定（检查）。 W45] 上述的应力传感器10可按如下操作进行制作。
[0046]目P，在常溫常压下将规定量的方解石粒子11填充在模内，接着，在真空或减压下 在该模内填充粘结剂树脂12。然后，通过在大气压下使粘结剂树脂12固化，可得到上述的 应力传感器10。
[0047] 该应力传感器10,通过粘结剂树脂12将多个方解石粒子11在邻接的粒子之间互 相接触或邻近的状态下固定而成，可W说是作为方解石粒子的聚集体而构成。因此，根据该 应力传感器10,能够在被检查面中确保测定所需要的数量的方解石粒子，所W能够得到高 可靠性的测定结果，同时测定自身能够容易进行。
[0048] 在使用上述的应力传感器10的应力历史的测定中，例如混凝±产品或混凝±构 造物自身在未达到破坏