Damage detection in concrete structures using “smart” piezoelectric sensors as concrete’s aggregates

Διάγνωση βλαβών σε κατασκευές σκυροδέματος με χρήση "ευφυών" πιεζοηλεκτρικών αισθητήρων σαν αδρανή σκυροδέματος (EL)

Damage detection in concrete structures using “smart” piezoelectric sensors as concrete’s aggregates (EN)

Λιαρακος Ευαγγελος (EL)

Liarakos Evaggelos (EN)

Χαλιορής Κωνσταντίνος (EL)

Τσομπανακης Ιωαννης (EL)

Προβιδακης Κωνσταντινος (EL)

Καραγιάννης Χρήστος (EL)

Σταυρουλακη Μαρια (EL)

Σταυρουλακης Γεωργιος (EL)

Meskouris Konstantin (EL)

Stavroulaki Maria (EN)

Karagiannis Christos (EN)

Providakis Konstantinos (EN)

Stavroulakis Georgios (EN)

Tsobanakis Ioannis (EN)

Chaliaris Konstantinos (EN)

doctoralThesis

2015

Η παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται τη χρήση των πιεζοηλεκτρικών υλικών για το μη καταστροφικό έλεγχο του σκυροδέματος και ειδικότερα τη δυνατότητα εφαρμογής τους, σε διαδικασίες ανίχνευσης μηχανικών βλαβών σε δομικά στοιχεία. Επιπλέον διερευνάται η εφαρμογή των πιεζοηλεκτρικών υλικών στην παρακολούθηση των μεταβολών της μηχανικής συμπεριφοράς του πρώιμου σκυροδέματος. Λόγω της ανάγκης ελέγχου του σκυροδέματος από τα πρώτα στάδια παρασκευής του, μια από τις θεμελιώδεις στοχεύσεις της παρούσας διατριβής, είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη διατάξεων-συσκευών παρακολούθησης με βάση τα πιεζοηλεκτρικά υλικά, οι οποίες θα έχουν τη δυνατότητα ενσωμάτωσης στη μάζα του σκυροδέματος, λειτουργώντας ως «ευφυή» αδρανή υλικά. Η κύρια τεχνική που εφαρμόστηκε για τη παρακολούθηση της δομικής ακεραιότητας του σκυροδέματος είναι η μέθοδος της Ηλεκτρο-Μηχανικής Εμπέδησης (ΗΜΕ). Η συγκεκριμένη μέθοδος στηρίζεται στη συγκριτική ανάλυση μεταξύ των ενοργάνωςκαταγραφόμενων ή αριθμητικώς προσδιοριζόμενων φασμάτων απόκρισης της ΗΜΕ, στο πεδίο των συχνοτήτων. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής αναπτύχθηκε μια καινοτόμα μέθοδος συγκριτικής ανάλυσης, η οποία στηρίζεται στο στατιστικό έλεγχο των διαφορών που εμφανίζουν μεταξύ τους το φάσμα αναφοράς μιας δομικά «υγιούς» κατασκευής και τα φάσματα απόκρισης της ιδίας κατασκευής μετά την εκδήλωση μιας ή περισσοτέρων μηχανικών βλαβών (π.χ. ρηγμάτωση). Ο στατιστικός έλεγχος των διαφορών υλοποιείται με τον προσδιορισμό των ορίων εμπιστοσύνης, μέσα στα οποία θα πρέπει να κινούνταιοι όποιες διαφοροποιήσεις εμφανίζονται μεταξύ διαδοχικών καταγραφών των φασμάτων απόκρισης της δομικά «υγιούς» κατασκευής. Για την ενόργανη παρακολούθηση των δομικών συστημάτων σκυροδέματος αναπτύχθηκε ένα πρωτότυπο ολοκληρωμένο σύστημα αυτόματης καταγραφής της Ηλεκτρο-Μηχανικής Εμπέδησης, το οποίο ενσωματώνει το χαμηλού κόστους τυπωμένο κύκλωμα μέτρησης της ηλεκτρικής εμπέδησης, AD5933 EB και ένα πρωτότυπο «ευφυές» αδρανές με βάση το Teflon. Επιπλέον το συγκεκριμένο σύστημα αξιοποιεί την ασύρματή τεχνολογία για τη μεταφορά δεδομένων από το τυπωμένο κύκλωμα μέτρησης της ηλεκτρικής εμπέδησης AD5933 ΕΒ, σε ένα υπολογιστή διαχείρισης και δίνει τη δυνατότητα της αυτόματης καταχώρησης των μετρήσεων σε μια κατάλληλα διαμορφωμένη βάση δεδομένων. Σημαντική καινοτομία της παρούσας εφαρμογής αποτελεί το γεγονός ότι δίνεται η δυνατότητα στον οποιοδήποτε χρήστη έχει δικαιώματα στη βάση δεδομένων, να συνδέεται απομακρυσμένα μέσω διαδικτύου σε αυτή και να ανακτά τις μετρήσεις της Ηλεκτρο-Μηχανικής Εμπέδησης για περαιτέρω επεξεργασία και αξιολόγηση. (EL)

Μη καταστροφικός έλεγχος σκυροδέματος (EL)

Πιεζοηλεκτρικά υλικά (EL)

Piezo-electricity,Piezoelectric effect,Pyro- and piezo-electricity,piezoelectricity,piezo electricity,piezoelectric effect,pyro and piezo electricity (EN)

Evaluation, Nondestructive,Materials--Nondestructive testing,NDE (Testing),NDT (Testing),Non-destructive testing,Nondestructive evaluation,nondestructive testing,evaluation nondestructive,materials nondestructive testing,nde testing,ndt testing,non destructive testing,nondestructive evaluation (EN)

Durability of concrete,concrete service life,durability of concrete (EN)

Greek

Πολυτεχνείο Κρήτης (EL)

Πολυτεχνείο Κρήτης::Πρώην Γενικό Τμήμα (EL)

Technical University of Crete (EN)

Technical University of Crete::Former Department of Sciences (EN)

Technical University of Crete

Institutional Repository Technical University of Crete

Department of Sciences - Doctoral Dissertations