電阻率法用于高性能混凝土養護程度的評價

尹強

摘 要：采用電阻率法對高性能混凝土養護程度進行評價，其方法如下，選擇改進電阻率和內置銅電極的測量方法，利用不同深度的電阻率變化對混凝土內部的濕度梯度變化進行測量，并且將混凝土的養護狀況反映出來。結果顯示，混凝土養護條件會受到混凝土電阻率的顯著影響，與表面具有不同距離的電阻率的差異情況可以將混凝土的養護程度很好地反映出來。本文針對在高性能混凝土養護程度評價中電阻率法的具體應用進行了分析和介紹，供大家參考。

關鍵詞：電阻率；高性能混凝土；養護

中圖分類號： TU3.5 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-60-2

0 引言

目前在快速評價現場混凝土養護效果方面的工作一直屬于混凝土現場檢測的重要難題，其極大地制約了現場檢測的效率和效果，最終使得理想質量的混凝土的獲得受到了極大影響。

與普通混凝土相比，高性能混凝土具有自身的特點，因此對其進行科學合理地養護工作具有重要意義。

為此，必須要具備一個快速的、簡單的高性能混凝土現場養護程度評價手段，筆者通過對于表面具有不同距離的內部混凝土的電阻率變化的研究，將一種能夠對混凝土養護程度進行評價的電阻率法提了出來。

1 問題的提出

Ephraim最早通過吸水力的指標進行了混凝土的養護評價研究，ASTM C1511表示，普通混凝土具有Kɑ≤3.7×10-6cm2/s的表面吸水率，就表明具有良好的養護效果。但是上述的方法往往在評價早期普通混凝土的時候比較適用，而在對不同養護制度在28天后的吸水率差異進行評價的時候則具有比較差的效果。在混凝土中電阻率屬于對含水率變化具有較高敏感性的一項參數，如果采用混凝土電阻率對養護程度進行評價，就能夠對混凝土的養護效果進行更好地判定[1]。在早期電阻率除了能夠將混凝土內部濕度梯度變化很好地反映出來之外，而且在后期還能夠對混凝土滲透性進行反映。有研究人員通過電阻率的方式研究了表層混凝土的性能，還有人利用電阻率評價鋼筋混凝土的耐久性。然而很多研究都是利用電阻變化對混凝土中摻合料和膠凝材料的水化程度進行評價，很少關于混凝土養護程度與電阻率之間的報告。

2 試驗設計

2.1 試驗的原材料介紹

選擇P.O42.5水泥作為試驗水泥，選擇Ⅰ級灰作為試驗用粉煤灰，需水量比為93%；河砂具有2.7的細度模數；碎石為7.5到20mm；采用SAF高效減水劑作為試驗用減水劑；采用10mm×10mm紫銅作為試驗用銅片電極。

2.2 試驗操作方法

混凝土電阻試驗方法主要包括兩種，也就是接觸式和非接觸式，其中較為常見的是接觸式的試驗方法，而近幾年新型的測試方法就是非接觸式。通常可以將接觸式方法劃分為三種，也就是單電極法、四電極法和二電極法。在本次研究中選擇接觸式二極法進行試驗，并且采用交流電的方式，這樣就能夠將測量結果受到的直流電極化的不利影響消除掉[2]。

在混凝土中埋入電極之前，首先要采用打磨拋光的方式對銅片電極表面進行處理，隨后選擇丙酮和無水乙醇將其表面的油污擦干凈。對原材料進行干拌，時間為一分鐘，將水與減水劑混合之后，加入到其中，然后對其進行均勻地拌合。在試模中的混凝土成型之后，將銅片電極平行埋入，其中兩極間大約具有40mm的間距，具有10到50mm的埋入深度。隨后對其進行振動成型，在經過一天的時間之后予以脫模，采用石蠟密封式樣的兩端，選擇3種不同的養護制度對其進行有效養護：標準養護，20±3℃的溫度，大于90%的相對濕度；在進行水中養護的7天之后，對其實施室外自然養護；室外自然養護。選擇恒電位儀作為實驗用儀器，采用1.9V的工作電壓，設定試驗數據為±25%的試驗數據偏差。

3 結果分析

3.1 混凝土受到的養護的影響深度分析

試驗結果表明，不管是摻粉煤灰組還是基準組，具有越大的齡期就具有越大的電阻率，在第一天，基準組與摻粉煤灰30%組在具有較小的電阻率差異，隨后，基準組與表面具有1到2厘米距離的內部電阻率開始快速增大，而與表面具有2到5厘米距離的內部電阻率則比較平緩。摻粉煤灰30%組與表面具有1到2厘米距離的內部電阻率開始快速增大，而與表面具有2到5厘米距離的內部電阻率則比較平緩。之所以如此，主要是因為混凝土體系的導電受到了其內部的固相電子和液相離子兩者導電的共同影響。通過兩個階段的電阻率能夠將混凝土的性能充分地反映出來[3]。表層混凝土中的水分在早期會不斷地向表面前移，最終大量的散失，因此不具備充分的水化反應，具有較少的導電網絡，所以于內部相比表層具有更大的電阻率。與第1天相比，在28天齡期的時候0.35水膠比的基準組與表面具有2到4厘米距離的內部電阻率增加了10到122倍；與第1天相比，在28天齡期的時候摻粉煤灰30%組與表面具有2到4厘米距離的內部電阻率增加了276到1077倍；與第1天相比，在28天齡期的時候0.45水膠比的基準組與表面具有2到4厘米距離的內部電阻率增加了5到55倍；與第1天相比，在28天齡期的時候摻粉煤灰50%組與表面具有2到4厘米距離的內部電阻率增加了53到409倍。

研究結果表明，混凝土與表面1到3厘米距離的內部受到了養護制度的顯著影響，由于粉煤灰的填充效應和二次水化反應，導致結構變得越來越密實，同時也具有越來越大的電阻率，同時也表明，與基準組相比，摻粉煤灰混凝土的電阻率在養護制度方面具有更強的敏感性。水膠比越低就會導致巨大的粉煤灰用量，而且會變得更加敏感，因此對于粉煤灰混凝土來說濕養具有更加顯著的作用[4]。

3.2 粉煤灰混凝土電阻率受到的養護制度的影響

越小的水膠比會導致混凝土具有越大的電阻率，經過28天的標準養護的試件具有較小的電阻率，其次是經過7天水中養護的試件，變化最大的是自然養護的試件。基準組合摻粉煤灰組在標準養護條件下在電阻率方面相差不大，均具有在3到6kΩ·cm之間的電阻率變化范圍，經過7天的水中養護試件具有不超過100kΩ·cm的電阻率。與基準組相比，摻粉煤灰組在自然養護條件下具有明顯要大的電阻率；同時越大的粉煤灰摻量就具有越大的電阻率變化，其最高達到了500kΩ·cm以上。水分在混凝土中的散失可以劃分為兩個階段，也就是水分在早期的蒸發階段和水分在后期的自干燥階段。在合適的濕度條件和溫度條件下，混凝土的水化物就可以在水泥石中具有充分的時間實現均勻的擴散分布，導致混凝土變得越來越密實，而且具有越來越少的水分蒸發量，所以具有較小的電阻率[5]。因此，利用電阻率參數能夠對混凝土的養護情況進行敏感的反映。基于此，將一個養護評定標準建立起來，就能夠更好地判定混凝土的養護質量。由于粉煤灰混凝土的電阻率在面對環境條件時具有比較強的敏感性，因此可以適當的放大劃定的范圍。以與混凝土表面具有2厘米距離處的28天的電阻率為根據對養護質量進行劃分，也就是三個等級，下表1為具體的評定標準。

4 結語

在混凝土養護質量方面混凝土電阻率具有較高的敏感性，通過電阻率能夠對混凝土的密實情況和濕度情況進行很好地反映，因此利用電阻率對現場混凝土養護效果進行評價具有較高的可行性，而且未來在快速評價混凝土的養護效果方面混凝土電阻率必將具有越來越重要的作用。

參 考 文 獻

[1] 韓聰聰，葉勇，田波，侯子義.養護方式對混凝土內部相對濕度變化的影響研究[J].混凝土，2013（12）.

[2] 錢覺時，張琳，賈興文，黨玉棟.基于電場作用的混凝土滲透性評價方法研究進展與展望[J].材料導報，2011（21）.

[3] 蔣鴻.混凝土養護過程中溫濕度的測定分析[J].重慶建筑，2011（09）.

[4] 李化建，謝永江，易忠來，譚鹽賓，馮仲偉，方博，楊魯.混凝土電阻率的研究進展[J].混凝土，2011（06）.

[5] 張君，陳浩宇，侯東偉.水泥凈漿、砂漿及混凝土早期收縮與內部濕度發展分析[J].建筑材料學報，2011（03）.