的情况下，施加产生弹性变形程度的、包括剪切力的外力作用时，如 图2所示，对应于该外力的大小，在方解石粒子的特定的结晶面形成双晶。方解石粒子中形 成的双晶在外力解除，被测定对象物的弹性变形恢复后也不会消失，所W可W说方解石粒 子作为微应力计发挥功能。在此，图2(a)显示了初期状态，图2(b)显示了外力解除后的状 态。方解石粒子的双晶变形不是在所有的方解石粒子中都产生，而是不产生双晶变形的方 解石粒子11a与产生了双晶变形的方解石粒子Ub混合存在。 W例而且，本发明人反复锐意研究的结果，判明了从例如数MPa左右的低应力到至少 相当于普通混凝±的破坏强度（例如36MPa左右）的应力范围，产生双晶变形的方解石粒 子11的比例随产生作用的外力的增大成比例地增加，换句话说，产生双晶变形的方解石粒 子11的比例与产生作用的外力的大小成线性关系。
[0050] 此外，对于已经经受过某种应力事件的方解石粒子，判明了在受到所经历的应力 W上的应力时，产生了双晶变形的方解石粒子的数量增加。
[0051] 因此，通过测定产生了双晶变形的方解石粒子的比例，能够测定混凝±产品或混 凝±构造物所经受的应力历史，例如最大应力。
[0052] 对应力历史的测定方法的一个例子进行具体说明，首先，在上述的应力传感器10 被埋设于被测定对象物中的情况下，将应力传感器10从被测定对象物中取出，选定应力传 感器10表面的一部分作为检查对象区域。另一方面，在上述的应力传感器10被埋置于被 测定对象物表面的情况下，不将应力传感器10从被测定对象物取出，选定应力传感器10表 面的一部分作为检查对象区域。
[0053] 然后，通过对检查对象区域的表面研磨，使多个方解石粒子的结晶面露出，作为检 查面。在此，不特别限定一个检查对象区域的大小，可根据目的适当地设定。
[0054] 接着，通过例如光学显微镜扫描整个检查面，通过对结晶面露出的方解石粒子进 行图像分析，确认方解石粒子中有无双晶，计算出在规定大小的检查对象区域内存在的多 个方解石粒子中产生了双晶变形的方解石粒子的比例。由于例如伴随着方解石粒子的晶格 变形折射率或反射率发生变化，所W能够容易判断方解石粒子有无双晶。另外，通过检测外 力作用前（初期状态）和外力作用后该外力被解除之后的整个应力传感器10的透光率的 变化，也能够计算出产生了双晶变形的方解石粒子的比例。 阳化5] 而且，如上所述，在规定大小的检查对象区域内存在的、产生了双晶变形的方解石 粒子的比例有随着外力变大而增加的趋势，所W基于产生了双晶变形的方解石粒子的比 例，能够推定整个被测定对象物受到的应力的绝对值及分布。
[0056]而且，根据运样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。
[0057] 另外，由于只要能够确认方解石粒子中有无双晶变形即可，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11的结晶尺寸的制约，因 此，能够利用例如可大量生产的结晶尺寸的合成方解石粒子。
[005引另外，通过利用初始没有双晶变形的方解石粒子11，可得到充分大的可测定范围， 因此，例如即使在作用于被测定对象物的应力小的情况下，也可测定应力历史。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。
[0059] W下，为了证实本发明的效果，示出了所进行的实验例。
[0060] <实验例1 >
[0061] 将不具有双晶变形的单晶的合成方解石粒子约0. 5g填充于5mmX5mmX10mm的 长方体状的具有空腔的成形模内。在此，方解石粒子的粒径（结晶尺寸）为200μπι，方解 石粒子的含有比例为约70νο1 %。接着，将该成形模收容于真空装置内，在真空下使环氧树 脂"Ε205"(株式会社二子力制）浸透于方解石粒子的间隙部。真空度设为IkPaW下。之 后，通过返回大气压，将方解石粒子间残留的气泡压碎，通过在不存在空隙的状态下于大气 压常溫环境下放置24小时，使环氧树脂固化，由此，制作了本发明的应力传感器的试件。 阳06引在该试件中，在将光学显微镜的视野区域设为iplOmm大小时，在该视野区域 内，为存在300个W上方解石粒子的状态，可在方解石粒子中看到晶粒支持组织。
[0063] 另外，除了关于试样尺寸的规定W外，通过按照JIS1108(混凝±压缩强度的试 验方法）的单轴压缩试验，在测定试件的压缩强度时，试件的压缩强度为约37MPa。
[0064] 按上述操作所得到的试件在无负荷状态下具有双晶变形的方解石粒子的比例基 本上是0%。方解石粒子有无双晶变形的确认按如下进行，将试件的一部分区域作为检查对 象区域，通过研磨表面使多个方解石粒子的结晶面露出，利用光学显微镜观察方解石粒子 的结晶面。
[0065]然后，适当变更对该试件的载荷，进行与上面同样的单轴压缩试验，在调查相对 于载荷大小产生了双晶变形的方解石粒子的比例时，在使试件的压缩强度的41%的载荷 (15MPa)作用时，产生了双晶变形的方解石粒子的比例是18%。另外，在使试件的压缩强度 的55%的载荷（20MPa)作用时，产生了双晶变形的方解石粒子的比例为27%，在使试件的 压缩强度的100%的载荷（37MPa)作用时，产生了双晶变形的方解石粒子的比例是44%。
[0066] 根据W上的结果，确认了对应于所作用的载荷的增大，双晶粒子的比例增加。
[0067]W上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方案，能够增 加各种变化。
[0068] 例如，在本发明的应力历史的测定方法中，作为应力传感器，也可W利用在被测定 对象物的构成材料中混入的方解石粒子自身。例如，在将W水泥为主体的复合材料，例如混 凝±作为被测定对象物的情况下，可W预先用方解石粒子替换骨料（例如砂）的一部分，W 分散状态混入。 W例另外，在上述的实施例中，应力传感器的形状不限于长方体状，可根据目的适当变 更。应力传感器的形状例如可为球形状，在运样的情况下，可作为相对于应力的方向没有各 向异性的传感器来构成。
[0070]产业上的可利用性
[0071] 本发明可适合用于例如水巧和发电站等经常产生应力的构造物、小桥和港湾的防 波堤或公寓等小规模的构造物等混凝±构造物。
[0072] 特别是，在小规模的构造物受到非破坏程度的力之后，进行该构造物受到的损害 的定量评价的情况下，本发明是有用的。具体而言，例如在小规模的构造物受到地震烈度为 5W上或6运样的地震造成的摇晃之后，检查该构造物是否保持规定强度的情况下、监控伴 随着构造物自身劣化的局部性的应力集中的情况下等，通过利用本发明，可期待安全评价 的提高。
[0073] 另外，例如在进行混凝±构造物，特别是配置钢筋而成的混凝±构造物的强度评 价的情况下，根据本发明，由于能够测定混凝±自身的强度，因此不仅可期待能够对配置钢 筋的方法是否适当进行合理的评价，而且可期待能够对包括混凝±的材质自身是否适当进 行合理的评价。
[0074] 附图标记 阳0巧]10应力传感器 [0076] 11方解石粒子 阳077] 11a不产生双晶变形的方解石粒子
[0078] 1化产生了双晶变形的方解石粒子 阳0巧]12粘结剂树脂
【主权项】
1. 一种应力历史的测定方法，其特征在于，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。2. 权利要求1所述的应力历史的测定方法，其特征在于，作为方解石粒子，使用初始不 具有双晶的方解石粒子。3. 权利要求1或2所述的应力历史的测定方法，其特征在于，作为上述应力传感器，使 用通过树脂将多个方解石粒子固定而成的应力传感器。4. 权利要求1至3任一项所述的应力历史的测定方法，其特征在于，以被测定对象物中 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 子中产生了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。5. -种应力传感器，其特征在于，通过树脂将多个方解石粒子在邻接的粒子之间互相 接触或邻近的状态下固定而成。
【专利摘要】本发明的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的应力历史。在本发明的应力历史的测定方法中，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，测定被测定对象物经受的应力历史。应力传感器是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。
【IPC分类】C04B14/28, G01L1/00, C04B26/14
【公开号】CN105283742
【申请号】CN201480030500
【发明人】坂口有人, 阪口秀
【申请人】国立研究开发法人海洋研究开发机构
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年5月26日
【公告号】EP3006912A1, US20160103114, WO2014192697A1