电阻率法用于高性能混凝土养护程度的评价

尹强

摘 要：采用电阻率法对高性能混凝土养护程度进行评价，其方法如下，选择改进电阻率和内置铜电极的测量方法，利用不同深度的电阻率变化对混凝土内部的湿度梯度变化进行测量，并且将混凝土的养护状况反映出来。结果显示，混凝土养护条件会受到混凝土电阻率的显著影响，与表面具有不同距离的电阻率的差异情况可以将混凝土的养护程度很好地反映出来。本文针对在高性能混凝土养护程度评价中电阻率法的具体应用进行了分析和介绍，供大家参考。

关键词：电阻率；高性能混凝土；养护

中图分类号： TU3.5 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）19-60-2

0 引言

目前在快速评价现场混凝土养护效果方面的工作一直属于混凝土现场检测的重要难题，其极大地制约了现场检测的效率和效果，最终使得理想质量的混凝土的获得受到了极大影响。

与普通混凝土相比，高性能混凝土具有自身的特点，因此对其进行科学合理地养护工作具有重要意义。

为此，必须要具备一个快速的、简单的高性能混凝土现场养护程度评价手段，笔者通过对于表面具有不同距离的内部混凝土的电阻率变化的研究，将一种能够对混凝土养护程度进行评价的电阻率法提了出来。

1 问题的提出

Ephraim最早通过吸水力的指标进行了混凝土的养护评价研究，ASTM C1511表示，普通混凝土具有Kɑ≤3.7×10-6cm2/s的表面吸水率，就表明具有良好的养护效果。但是上述的方法往往在评价早期普通混凝土的时候比较适用，而在对不同养护制度在28天后的吸水率差异进行评价的时候则具有比较差的效果。在混凝土中电阻率属于对含水率变化具有较高敏感性的一项参数，如果采用混凝土电阻率对养护程度进行评价，就能够对混凝土的养护效果进行更好地判定[1]。在早期电阻率除了能够将混凝土内部湿度梯度变化很好地反映出来之外，而且在后期还能够对混凝土渗透性进行反映。有研究人员通过电阻率的方式研究了表层混凝土的性能，还有人利用电阻率评价钢筋混凝土的耐久性。然而很多研究都是利用电阻变化对混凝土中掺合料和胶凝材料的水化程度进行评价，很少关于混凝土养护程度与电阻率之间的报告。

2 试验设计

2.1 试验的原材料介绍

选择P.O42.5水泥作为试验水泥，选择Ⅰ级灰作为试验用粉煤灰，需水量比为93%；河砂具有2.7的细度模数；碎石为7.5到20mm；采用SAF高效减水剂作为试验用减水剂；采用10mm×10mm紫铜作为试验用铜片电极。

2.2 试验操作方法

混凝土电阻试验方法主要包括两种，也就是接触式和非接触式，其中较为常见的是接触式的试验方法，而近几年新型的测试方法就是非接触式。通常可以将接触式方法划分为三种，也就是单电极法、四电极法和二电极法。在本次研究中选择接触式二极法进行试验，并且采用交流电的方式，这样就能够将测量结果受到的直流电极化的不利影响消除掉[2]。

在混凝土中埋入电极之前，首先要采用打磨抛光的方式对铜片电极表面进行处理，随后选择丙酮和无水乙醇将其表面的油污擦干净。对原材料进行干拌，时间为一分钟，将水与减水剂混合之后，加入到其中，然后对其进行均匀地拌合。在试模中的混凝土成型之后，将铜片电极平行埋入，其中两极间大约具有40mm的间距，具有10到50mm的埋入深度。随后对其进行振动成型，在经过一天的时间之后予以脱模，采用石蜡密封式样的两端，选择3种不同的养护制度对其进行有效养护：标准养护，20±3℃的温度，大于90%的相对湿度；在进行水中养护的7天之后，对其实施室外自然养护；室外自然养护。选择恒电位仪作为实验用仪器，采用1.9V的工作电压，设定试验数据为±25%的试验数据偏差。

3 结果分析

3.1 混凝土受到的养护的影响深度分析

试验结果表明，不管是掺粉煤灰组还是基准组，具有越大的龄期就具有越大的电阻率，在第一天，基准组与掺粉煤灰30%组在具有较小的电阻率差异，随后，基准组与表面具有1到2厘米距离的内部电阻率开始快速增大，而与表面具有2到5厘米距离的内部电阻率则比较平缓。掺粉煤灰30%组与表面具有1到2厘米距离的内部电阻率开始快速增大，而与表面具有2到5厘米距离的内部电阻率则比较平缓。之所以如此，主要是因为混凝土体系的导电受到了其内部的固相电子和液相离子两者导电的共同影响。通过两个阶段的电阻率能够将混凝土的性能充分地反映出来[3]。表层混凝土中的水分在早期会不断地向表面前移，最终大量的散失，因此不具备充分的水化反应，具有较少的导电网络，所以于内部相比表层具有更大的电阻率。与第1天相比，在28天龄期的时候0.35水胶比的基准组与表面具有2到4厘米距离的内部电阻率增加了10到122倍；与第1天相比，在28天龄期的时候掺粉煤灰30%组与表面具有2到4厘米距离的内部电阻率增加了276到1077倍；与第1天相比，在28天龄期的时候0.45水胶比的基准组与表面具有2到4厘米距离的内部电阻率增加了5到55倍；与第1天相比，在28天龄期的时候掺粉煤灰50%组与表面具有2到4厘米距离的内部电阻率增加了53到409倍。

研究结果表明，混凝土与表面1到3厘米距离的内部受到了养护制度的显著影响，由于粉煤灰的填充效应和二次水化反应，导致结构变得越来越密实，同时也具有越来越大的电阻率，同时也表明，与基准组相比，掺粉煤灰混凝土的电阻率在养护制度方面具有更强的敏感性。水胶比越低就会导致巨大的粉煤灰用量，而且会变得更加敏感，因此对于粉煤灰混凝土来说湿养具有更加显著的作用[4]。

3.2 粉煤灰混凝土电阻率受到的养护制度的影响

越小的水胶比会导致混凝土具有越大的电阻率，经过28天的标准养护的试件具有较小的电阻率，其次是经过7天水中养护的试件，变化最大的是自然养护的试件。基准组合掺粉煤灰组在标准养护条件下在电阻率方面相差不大，均具有在3到6kΩ·cm之间的电阻率变化范围，经过7天的水中养护试件具有不超过100kΩ·cm的电阻率。与基准组相比，掺粉煤灰组在自然养护条件下具有明显要大的电阻率；同时越大的粉煤灰掺量就具有越大的电阻率变化，其最高达到了500kΩ·cm以上。水分在混凝土中的散失可以划分为两个阶段，也就是水分在早期的蒸发阶段和水分在后期的自干燥阶段。在合适的湿度条件和温度条件下，混凝土的水化物就可以在水泥石中具有充分的时间实现均匀的扩散分布，导致混凝土变得越来越密实，而且具有越来越少的水分蒸发量，所以具有较小的电阻率[5]。因此，利用电阻率参数能够对混凝土的养护情况进行敏感的反映。基于此，将一个养护评定标准建立起来，就能够更好地判定混凝土的养护质量。由于粉煤灰混凝土的电阻率在面对环境条件时具有比较强的敏感性，因此可以适当的放大划定的范围。以与混凝土表面具有2厘米距离处的28天的电阻率为根据对养护质量进行划分，也就是三个等级，下表1为具体的评定标准。

4 结语

在混凝土养护质量方面混凝土电阻率具有较高的敏感性，通过电阻率能够对混凝土的密实情况和湿度情况进行很好地反映，因此利用电阻率对现场混凝土养护效果进行评价具有较高的可行性，而且未来在快速评价混凝土的养护效果方面混凝土电阻率必将具有越来越重要的作用。

参 考 文 献

[1] 韩聪聪，叶勇，田波，侯子义.养护方式对混凝土内部相对湿度变化的影响研究[J].混凝土，2013（12）.

[2] 钱觉时，张琳，贾兴文，党玉栋.基于电场作用的混凝土渗透性评价方法研究进展与展望[J].材料导报，2011（21）.

[3] 蒋鸿.混凝土养护过程中温湿度的测定分析[J].重庆建筑，2011（09）.

[4] 李化建，谢永江，易忠来，谭盐宾，冯仲伟，方博，杨鲁.混凝土电阻率的研究进展[J].混凝土，2011（06）.

[5] 张君，陈浩宇，侯东伟.水泥净浆、砂浆及混凝土早期收缩与内部湿度发展分析[J].建筑材料学报，2011（03）.