一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法

2023-11-30 23:48:51 2

一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法
【專利摘要】本發明提供了一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法，屬於混凝土測試分析【技術領域】，通過在普通平整實驗檯面上依次堆放輔助極板Ⅰ、電極板Ⅰ、待測混凝土試件Ⅰ、電極板Ⅱ、輔助極板Ⅱ及待測混凝土試件Ⅱ並施加輕微接觸壓力，利用數字萬用表對試件兩極板間電阻進行倒換電極的兩次快速測量，取兩次測量結果的平均值。本方法可以消除壓電效應、極化效應引起的殘餘電勢對電阻率測量結果的影響，便於研究養護期內電阻率發展規律以及電阻率與抗壓強度之間的聯繫和發展規律，實現對混凝土試件電阻率簡便、快速、準確、穩定的測試。
【專利說明】一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於混凝土測試分析【技術領域】，尤其涉及一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法。

【背景技術】
[0002]混凝土電阻率能夠綜合反映混凝土毛細孔的飽水率、混凝土的孔結構、孔隙率、孔隙液離子濃度，因此是非常重要的電學參數。對混凝土電阻率大小有影響的因素包括水泥種類、養護條件、水膠比大小、水化程度、相對溼度、骨料體積分數等。水泥漿電阻率一般遠小於骨料電阻率，所以從導電性來看，可將混凝土視為由骨料絕緣體嵌在水泥漿的導電基體中的一種複合材料。在水泥漿導電體中，有導電性的液相為其導電介質，未水化水泥與水化產物為非導電介質，所以混凝土電阻率是充滿液相的孔結構映射，反映了孔結構的形成特性，許多研究已發現電阻率與強度存在相互關係。
[0003]目前混凝土電阻率測量方法己有多種，一般按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩類。接觸式可以分為二電極法和四電極法，是目前使用比較多的混凝土電阻測量方法之一；非接觸式是近幾年新興的一種測量方法，已有比較多的研究者開始採用。
[0004]但現有的測量方法還存在著許多問題:1、二電極法和四電極法其電極的製作十分麻煩，而且現有直流電的測量方法都是用伏安法原理測量，無法消除壓電效應、極化效應等因素產生的殘餘電勢的影響，得到的數據的穩定性不夠好，且重複性差，因而得到的結論難以服人；2、用交流電測量比較複雜，而且頻率上的選擇會對電阻率產生影響；3、非接觸法現階段只適用於在實驗室裡對早期、小體積水泥基材料的樣本進行研究，並不適合用於實際工程中的在線分析，而且需要比較精密的儀器測量；4、交流阻抗譜法測得的等效電路參數較複雜，必須藉助於數學分析的方法對電阻率的數據作分析。


【發明內容】

[0005]本發明為解決壓電效應、極化效應引起的殘餘電勢影響電阻率測量結果的問題，提供了一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法。
[0006]由於混凝土試件是內部離子分布不均勻的導電材料，因此具有一定壓電體性質，在壓力作用下會產生一定的壓電勢，經測試知在壓力範圍較小時會產生幾毫伏到幾十毫伏壓電勢，因此用伏安法測量無法消除壓電勢的影響，致使數據重複性不好。發明人通過比較各種測量方法，從測量原理分析得出，直流電測試方法簡便易行，採用兩個端電極測量混凝土試件電阻的方法是準確可行的；而對在役混凝土電阻的測量，最佳的測量方法是四電極法。
[0007]本發明通過在普通平整實驗檯面上依次堆放極板與10mmX 10mmX 10mm混凝土待測試件，由下至上依次堆放輔助極板1、電極板1、待測混凝土試件1、電極板I1、輔助極板II和另一待測混凝土試件II (為使兩極板與混凝土試件接觸良好，還要考慮避免接觸壓力大而產生較大壓電勢，就地取材另一待測混凝土試件II對試件I施加輕微恆定壓力)，利用數字萬用表對試件兩極板間電阻進行倒換電極的兩次快速測量，取兩次測量結果的平均值，這樣可以消除壓電效應、極化效應引起的殘餘電勢對測量結果的影響，從而實現對混凝土試件電阻率簡便、快速、準確的測試。
[0008]所有待測混凝土試件均為依據抗壓強度測試規範製作的10mmX 10mmX 10mm混凝土立方體試件，然後在分別養護至7d、14d及28d時，將其從標準養護室中取出，放入恆溫90°C的烘乾箱內乾燥I小時，去掉表面水分，然後取出按照本方法所述步驟進行電阻測量，計算不同養護時間下試件測量值的平均值。當試件電阻測試完後，可直接進行抗壓強度值測試，這樣可以較方便研究養護期內電阻率發展規律，同時便於研究電阻率發展規律與抗壓強度發展規律之間的聯繫和規律。
[0009]本發明的技術方案如下:一種準確測量混凝土試件電阻率的方法，包括以下步驟:
[0010]a.混凝土試件表面處理
[0011]製作規格為10mmX 10mmX 10mm待測混凝土試件多個，用酒精、毛刷對待測混凝土試件預貼置電極板的表面進行清潔，以去掉試件表面油汙、雜質，將處理後的待測混凝土試件的表面均勻塗抹有機耦合劑；
[0012]b.電極板製作與安放
[0013]用薄銅片分別做成尺寸為120mmX100mm的電極板I和電極板II，再分別選用10mmX 10mm模具隔板做輔助極板I和輔助極板II,以保證電極板I和電極板II接觸平整均勻；
[0014]c.極板間壓力控制
[0015]在平整實驗檯面上，由下至上依次堆放輔助極板1、電極板1、待測混凝土試件1、電極板I1、輔助極板II及待測混凝土試件II，待測混凝土試件II用於施加輕微恆定壓力；
[0016]d.混凝土試件電阻R1測量
[0017]測量時，先將數字萬用表表筆正極與電極板I接觸，負極與電極板II接觸，測得電阻值R1 ；
[0018]e.混凝土試件電阻R2測量
[0019]將電極板I和電極板II調換，將數字萬用表表筆正極與電極板II接觸，負極與電極板I接觸，接觸測得電阻值R2 ；
[0020]f.電阻率計算
[0021]取R = (RJR2)/2作為待測混凝土試件I電阻測試值，將測得電阻值代入以下公式:
R-A
[0022]P =――

L./
[0023]式中P為材料電阻率，單位為Ω.πι或Ω ^cm5R為導電物體電阻；A為導電物體截面積山為導電物體長度，即可求得待測混凝土試件I的電阻率值。
[0024]作為優選，所述有機耦合劑為白貓經典配方洗潔精，也可採用其它配方的白貓洗潔精。
[0025]作為優選，所述模具隔板為不鏽鋼板。
[0026]進一步的，在步驟a中製作待測混凝土試件之後，將待測混凝土試件分別養護至7d、14d及28d時，將其從標準養護室中取出，放入恆溫90°C的烘乾箱內乾燥I小時，然後將其取出進行電阻測量。
[0027]其它待測混凝土試件採用與待測混凝土試件I相同的方法測量電阻。
[0028]本發明採用兩個電極板貼緊混凝土試件相對的一對表面，在恆定輕微壓力下，利用數字萬用表對混凝土試件兩個電極板間電阻進行倒換電極的兩次測量，每個電阻值測量在幾秒內即可完成，這種方法可以消除微小壓電勢等對測量結果的影響，保證測量值的準確性，實現對混凝土試件電阻率簡便、快速、準確的測試研究。
[0029]本發明的有益效果是:1、本發明消除了混凝土試件中的壓電勢及極化電勢等對測量結果的影響。2、便於研究養護期內電阻率發展規律以及研究電阻率與抗壓強度之間的聯繫和發展規律。3、本發明克服了伏安法器材多、接線多的缺點，具有接觸壓力施加方便快捷，測試過程方便、簡單、快速和穩定的優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為待測混凝土試件I電阻測試示意圖。
[0031]圖中序號說明:1、輔助極板I ,2、電極板I，3、待測混凝土試件I，4、電極板11，5、輔助極板II，6、待測混凝土試件II。

【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明。
[0033]試驗材料的選用:
[0034]水泥:試驗用水泥為普通矽酸鹽水泥，型號為P.042.5R。細集料:為保證基準混凝土性能，採用標準砂；海砂是大連附近海域採集，細度模數為2.65，海砂中Cl—質量含量
0.68%，衝洗後Cl—質量含量小於0.03%。粗集料:試驗所用石子表觀密度2850kg/m3，最大粒徑25mm，來源大連周邊石灰石礦。水:自來水和製作鹼性活化水的原水，是大連理工大學校內的自來水。
[0035]本試驗混凝土配合比如表1。
[0036]表1基準混凝土配合比(W/C = 0.45)
[0037]

【權利要求】
1.一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法，其特徵在於，包括以下步驟: a.混凝土試件表面處理 製作規格為10mmX 10mmX 10mm待測混凝土試件多個，用酒精、毛刷對待測混凝土試件預貼置電極板的表面進行清潔，以去掉試件表面油汙、雜質，將處理後的待測混凝土試件的表面均勻塗抹有機耦合劑； b.電極板製作與安放 用薄銅片分別做成尺寸為120mmX 10mm的電極板I (2)和電極板II (4),再分別選用10mmX 10mm模具隔板做輔助極板I (I)和輔助極板II (5)，以保證電極板I (2)和電極板II (4)接觸平整均勻； c.極板間壓力控制 在平整實驗檯面上，由下至上依次堆放輔助極板I (I)、電極板I (2)、待測混凝土試件I (3)、電極板II (4)、輔助極板II (5)及待測混凝土試件II ￠)，待測混凝土試件II (6)用於施加輕微恆定壓力； d.待測混凝土試件I(3)電阻R1測量 測量時，先將數字萬用表表筆正極與電極板I (2)接觸，負極與電極板II (4)接觸，測得電阻值R1; e.待測混凝土試件I(3)電阻R2測量 將電極板I (2)和電極板II (4)調換，將數字萬用表表筆正極與電極板II (4)接觸，負極與電極板I (2)接觸，接觸測得電阻值R2 ； f.電阻率計算 取R=汛+1?2)/2作為待測混凝土試件I (3)電阻測試值，將測得電阻值代入以下公式:
R-A P = ~ 式中P為材料電阻率，單位為Ω.πι或Ω ^cm5R為導電物體電阻；A為導電物體截面積；L為導電物體長度，即可求得待測混凝土試件I (3)的電阻率值。
2.根據權利要求1所述的一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法，其特徵在於:所述有機耦合劑為白貓經典配方洗潔精，也可採用其它配方的白貓洗潔精。
3.根據權利要求1所述的一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法，其特徵在於:所述模具隔板為不鏽鋼板。
4.根據權利要求1所述的一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法，其特徵在於:在製作待測混凝土試件之後，將待測混凝土試件分別養護至7d、14d及28d時，將其從標準養護室中取出，放入恆溫90°C的烘乾箱內乾燥I小時，然後將其取出進行電阻測量。
5.根據權利要求1所述的一種消除殘餘電勢準確測量混凝土電阻率的方法，其特徵在於:其它待測混凝土試件採用與待測混凝土試件I (3)相同的方法測量電阻。
【文檔編號】G01N27/04GK104133113SQ201410391094
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】孫炳全, 張世澤, 苗晨, 鄧書平, 魯昌國, 張丹, 荊珂, 劉國志, 劉鳳智 申請人:孫炳全