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01:20Microcracking in Concrete
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Microcracking in concrete refers to the tiny cracks that can form within the material even before any external load is applied. These microcracks typically occur at the interface between the coarse aggregate and the hydrated cement paste, often as a result of differential volume changes prompted by variations in stress-strain behavior, as well as thermal and moisture movement. Initially, these microcracks remain stable and do not grow substantially until the concrete is stressed to about 30...
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01:28Types of Non-structural Cracks in Concrete
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Non-structural cracks are primarily of three types: plastic, early-age thermal, and drying shrinkage cracks. Plastic cracks are further classified into plastic shrinkage cracks and plastic settlement cracks.
Plastic shrinkage cracks typically form within hours after the concrete is poured. The concrete's surface dries faster than the bottom, creating tensile stress that the still-plastic concrete cannot withstand, leading to diagonal or randomly patterned cracks on the concrete surface.
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平面モノポールアンテナを用いた金属構造物の亀裂検出
Nandana Radhakrishnan1, Massimo Donelli2, Sreedevi K Menon3,4
1Department of Physics, Amrita Vishwa Vidyapeetham, Amritapuri 690525, India.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 11, 2025
まとめ
新規モノポールアンテナは、構造ヘルスモニタリング（SHM）用の金属構造物の亀裂を効果的に検出します。共振周波数のシフトは亀裂の存在と伝播を正確に示し、シミュレーションと実験によって検証されています。
科学分野:
- 電気工学
- 材料科学
- 構造ヘルスモニタリング
背景:
- 構造ヘルスモニタリング（SHM）は、金属構造物の完全性を維持するために不可欠です。
- 壊滅的な故障を防ぐためには、早期の亀裂検出が不可欠です。
- アンテナベースのセンサーは、有望な非破壊評価方法を提供します。
研究 の 目的:
- 金属構造物の亀裂を検出するためのモノポールアンテナセンサーを開発および検証すること。
- 亀裂によるアンテナの感度と性能低下を調査すること。
- SHMアプリケーションでのこのアンテナの使用の実現可能性を評価すること。
主な方法:
- 有限要素解析（FEA）を用いた数値評価。
- アンテナセンサー性能の実験的検証。
- アンテナのグラウンドプレーンに摂動として亀裂を導入すること。
主要な成果:
- 線形共振周波数シフトは、亀裂の存在と伝播と相関していました。
- 亀裂検出のために-41.2 MHz/mmの高い感度を達成しました。
- 亀裂の配向と寸法がセンサー性能に与える影響を分析しました。
結論:
- 提案されたモノポールアンテナセンサーは、金属構造物の微細な構造的欠陥を確実に検出します。
- FEAおよび実験結果は、SHMに対するアンテナの有効性を確認しています。
- アンテナセンサーは、リアルタイムの構造的完全性評価の可能性を示しています。