混凝土電阻率的測定

曾福川　楊美純

摘 要：混凝土電阻率是研究混凝土材料性能的方式。目前這種方式還存在很多待研究的地方，對于其推廣是具有研究意義。本次通過實驗測定粉煤灰混凝土與鋼纖維混凝土的電阻率，通過實驗數(shù)據(jù)對這兩種混凝土試件進(jìn)行對比分析與總結(jié)。

關(guān)鍵詞：混凝土；電阻率；測定；分析

中圖分類號：TU528.01 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0072-01

近幾年來人們對于混凝土各個方面的研究越來越深入。通過測定混凝土電阻率，可以推斷出混凝土拌合物的某些性能；還可以通過混凝土試塊的電阻率之間的差異來判斷是否有對混凝土進(jìn)行較好的養(yǎng)護(hù)。混凝土電阻率是混凝土抵抗電流通過的能力[1]。混凝土電阻率與混凝土的內(nèi)在因素（自身成分、粉煤灰、外加劑、礦粉、齡期等）和外在因素（濕度、溫度等）存在著很大的關(guān)系。混凝土電阻理論是依靠離子在混凝土中的傳輸作為基礎(chǔ)，是離子導(dǎo)體、孔隙、和電子導(dǎo)體的電阻率之和，并且取決于混凝土自身的配合比設(shè)計，組成材料和養(yǎng)護(hù)制度[2]。

通過內(nèi)置電極的方法，得到不同的養(yǎng)護(hù)制度下電阻率的變化，從而體現(xiàn)混凝土內(nèi)部的濕度梯度變化和反映混凝土養(yǎng)護(hù)情況[3]；利用非接觸電阻率儀器，測試混凝土水泥水化和密實度變化的裝置[4]；利用恒電儀測試混凝土電阻率來研究混凝土潮濕養(yǎng)護(hù)效率[5]等等不但可以用來估量鋼筋的銹蝕狀況，還能夠很好地和混凝土的其他性能建立起聯(lián)系，從而來反映出混凝土品質(zhì)的好壞。

1 混凝土電阻率的測定

目前，混凝土的測試方法有二極法、四極法、非接觸法以及交流阻抗譜法，本次主要采用二極法測定混凝土電阻率。

1.1 電阻率測試原理

（1）在混凝土試塊的兩側(cè)貼兩塊平行電極；（2）對通過兩個電極間的交流電流值和電壓值的測量；（3）根據(jù)歐姆定律R=對混凝土試塊的電阻值進(jìn)行計算。

1.2 試件的電阻率測量條件

被測試混凝土試塊的尺寸為：150×150×150mm，養(yǎng)護(hù)周期為28天，且含水率達(dá)到100%。分別在試件兩側(cè)設(shè)置平行電極，通過臺灣寶工牌MT-2018型指針式萬用表直接測試兩極間的電阻值。

1.3 混凝土試塊的配合比設(shè)計

配比說明：試驗號A-1至A-9的配比，是在A-0配比的基礎(chǔ)上，按鋼纖維每增加0.5%，水增加2kg，砂率提高2%，塌落度通過提高減水劑摻量進(jìn)行調(diào)整。

1.4 數(shù)據(jù)結(jié)果分析

混凝土試塊總共有9組，分別編號為A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9。每組有9塊試塊，測量每塊試塊，分四次測量，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理刪除不合理數(shù)據(jù)，取平均值分析，如表1。

A1、A4、A7的鋼纖維含量皆為0.5%，A1的粉煤灰含量為0%，A4的粉煤灰含量為15%，A7的粉煤灰含量為30%；A2、A5、A8的鋼纖維含量皆為1%，A2的粉煤灰含量為0%，A5的粉煤灰含量為15%，A8的粉煤灰含量為30%；A3、A6、A9的鋼纖維皆為1.5%，A3的粉煤灰含量為0%，A6的粉煤灰含量為15%，A9的粉煤灰含量的30%。

2 結(jié)果分析

根據(jù)折線圖1橫向比較顯示混凝土電阻值的大小順序都為：A7>A4>A1，A8>A5>A2，A9>A6>A3，而粉煤灰的含量也是A7>A4>A1，A8>A5>A2，A9>A6>A3。因此暫時可以由此些圖表得出：隨著粉煤灰含量的增加，混凝土試塊的電阻值也隨之增大。隨著活性粉末摻量的增加，初始電阻率會隨之增大是目前已經(jīng)研究出關(guān)于活性粉末摻合料對混凝土電阻率影響的結(jié)論。與實驗結(jié)果是大致吻合的。但是根據(jù)圖1可以看到A2、A3、A5、A6混凝土試件放置兩周后電阻率有減小，這個問題仍值得繼續(xù)研究。隨著鋼纖維含量的增加，電阻率也會隨之增加。但是從實驗數(shù)據(jù)來看，卻有一部分的數(shù)據(jù)沒辦法符合這個結(jié)果。很大一部分原因與阻銹劑有關(guān)系。

3 誤差分析

3.1 NaCl溶液的影響導(dǎo)致的誤差

混凝土可以看作是固體和液體兩種狀態(tài)組成的復(fù)合材料，液體是由不同離子組成的導(dǎo)電體，然而固體則可以看成是非導(dǎo)電體。在進(jìn)行實驗的過程中，混凝土試塊外層裹著一層被NaCl溶液浸濕的纖維布。Cl-對水泥砂漿水化的過程有一定的促進(jìn)作用。

3.2 混凝土試塊的孔隙率和孔徑的曲折程度

混凝土試塊的孔隙率越大，混凝土試塊的電阻率就越小；混凝土試塊中的孔徑越曲折，混凝土試塊的電阻率越大。在制作混凝土試塊的時候，因為搗實力度、搗實的充分程度、材料的用量等原因并沒有辦法保證每一塊混凝土的孔隙率和孔徑的曲折程度都是完全一模一樣的。所以混凝土的孔隙率和孔徑曲折程度也是導(dǎo)致混凝土試塊電阻值會產(chǎn)生一定誤差的原因。

4 結(jié)語

混凝土試塊的電阻率的測試是比較簡單便捷的，而且在測試混凝土試塊的過程中也不會對混凝土試塊產(chǎn)生破壞，屬于無損檢測技術(shù)的一種。關(guān)于混凝土電阻率的測定方法是具有研究價值的。由于混凝土材料具有特殊性，所以混凝土電阻率的測定方法對于混凝土電阻率的研究和運用是非常關(guān)鍵的。

參考文獻(xiàn)

[1]王立霞.一種改進(jìn)的混凝土電阻率測量方法[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報，2013.12（35）：52-56.

[2]郭麗萍，丁聰，楊波，孫斌.鋼纖維混凝土與鋼筋混凝土電阻率分析[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，43（6）：26-29.

[3]李美利，徐姍姍，錢覺時，王麗霞.電阻率法用于高性能混凝土養(yǎng)護(hù)程度的評價[J].2009，30（1）：106-110.

[4]洪天從，金南國，傅興有.電阻率法研究混凝土早期微觀性能[J].低溫建筑技術(shù)，2012，34（5）：1-2.

[5]李美利.混凝土潮濕養(yǎng)護(hù)效率的電阻率評價方法研究[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2013.