一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法,屬于混凝土測(cè)試分析【技術(shù)領(lǐng)域】,通過(guò)在普通平整實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上依次堆放輔助極板Ⅰ、電極板Ⅰ、待測(cè)混凝土試件Ⅰ、電極板Ⅱ、輔助極板Ⅱ及待測(cè)混凝土試件Ⅱ并施加輕微接觸壓力,利用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)試件兩極板間電阻進(jìn)行倒換電極的兩次快速測(cè)量,取兩次測(cè)量結(jié)果的平均值。本方法可以消除壓電效應(yīng)、極化效應(yīng)引起的殘余電勢(shì)對(duì)電阻率測(cè)量結(jié)果的影響,便于研究養(yǎng)護(hù)期內(nèi)電阻率發(fā)展規(guī)律以及電阻率與抗壓強(qiáng)度之間的聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律,實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土試件電阻率簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的測(cè)試。
【專利說(shuō)明】一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混凝土測(cè)試分析【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土電阻率能夠綜合反映混凝土毛細(xì)孔的飽水率、混凝土的孔結(jié)構(gòu)、孔隙率、孔隙液離子濃度,因此是非常重要的電學(xué)參數(shù)。對(duì)混凝土電阻率大小有影響的因素包括水泥種類、養(yǎng)護(hù)條件、水膠比大小、水化程度、相對(duì)濕度、骨料體積分?jǐn)?shù)等。水泥漿電阻率一般遠(yuǎn)小于骨料電阻率,所以從導(dǎo)電性來(lái)看,可將混凝土視為由骨料絕緣體嵌在水泥漿的導(dǎo)電基體中的一種復(fù)合材料。在水泥漿導(dǎo)電體中,有導(dǎo)電性的液相為其導(dǎo)電介質(zhì),未水化水泥與水化產(chǎn)物為非導(dǎo)電介質(zhì),所以混凝土電阻率是充滿液相的孔結(jié)構(gòu)映射,反映了孔結(jié)構(gòu)的形成特性,許多研究已發(fā)現(xiàn)電阻率與強(qiáng)度存在相互關(guān)系。
[0003]目前混凝土電阻率測(cè)量方法己有多種,一般按測(cè)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(cè)量方法之一;非接觸式是近幾年新興的一種測(cè)量方法,已有比較多的研究者開(kāi)始采用。
[0004]但現(xiàn)有的測(cè)量方法還存在著許多問(wèn)題:1、二電極法和四電極法其電極的制作十分麻煩,而且現(xiàn)有直流電的測(cè)量方法都是用伏安法原理測(cè)量,無(wú)法消除壓電效應(yīng)、極化效應(yīng)等因素產(chǎn)生的殘余電勢(shì)的影響,得到的數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性不夠好,且重復(fù)性差,因而得到的結(jié)論難以服人;2、用交流電測(cè)量比較復(fù)雜,而且頻率上的選擇會(huì)對(duì)電阻率產(chǎn)生影響;3、非接觸法現(xiàn)階段只適用于在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)早期、小體積水泥基材料的樣本進(jìn)行研究,并不適合用于實(shí)際工程中的在線分析,而且需要比較精密的儀器測(cè)量;4、交流阻抗譜法測(cè)得的等效電路參數(shù)較復(fù)雜,必須借助于數(shù)學(xué)分析的方法對(duì)電阻率的數(shù)據(jù)作分析。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明為解決壓電效應(yīng)、極化效應(yīng)引起的殘余電勢(shì)影響電阻率測(cè)量結(jié)果的問(wèn)題,提供了一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法。
[0006]由于混凝土試件是內(nèi)部離子分布不均勻的導(dǎo)電材料,因此具有一定壓電體性質(zhì),在壓力作用下會(huì)產(chǎn)生一定的壓電勢(shì),經(jīng)測(cè)試知在壓力范圍較小時(shí)會(huì)產(chǎn)生幾毫伏到幾十毫伏壓電勢(shì),因此用伏安法測(cè)量無(wú)法消除壓電勢(shì)的影響,致使數(shù)據(jù)重復(fù)性不好。發(fā)明人通過(guò)比較各種測(cè)量方法,從測(cè)量原理分析得出,直流電測(cè)試方法簡(jiǎn)便易行,采用兩個(gè)端電極測(cè)量混凝土試件電阻的方法是準(zhǔn)確可行的;而對(duì)在役混凝土電阻的測(cè)量,最佳的測(cè)量方法是四電極法。
[0007]本發(fā)明通過(guò)在普通平整實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上依次堆放極板與10mmX 10mmX 10mm混凝土待測(cè)試件,由下至上依次堆放輔助極板1、電極板1、待測(cè)混凝土試件1、電極板I1、輔助極板II和另一待測(cè)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(chǎn)生較大壓電勢(shì),就地取材另一待測(cè)混凝土試件II對(duì)試件I施加輕微恒定壓力),利用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)試件兩極板間電阻進(jìn)行倒換電極的兩次快速測(cè)量,取兩次測(cè)量結(jié)果的平均值,這樣可以消除壓電效應(yīng)、極化效應(yīng)引起的殘余電勢(shì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土試件電阻率簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確的測(cè)試。
[0008]所有待測(cè)混凝土試件均為依據(jù)抗壓強(qiáng)度測(cè)試規(guī)范制作的10mmX 10mmX 10mm混凝土立方體試件,然后在分別養(yǎng)護(hù)至7d、14d及28d時(shí),將其從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中取出,放入恒溫90°C的烘干箱內(nèi)干燥I小時(shí),去掉表面水分,然后取出按照本方法所述步驟進(jìn)行電阻測(cè)量,計(jì)算不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間下試件測(cè)量值的平均值。當(dāng)試件電阻測(cè)試完后,可直接進(jìn)行抗壓強(qiáng)度值測(cè)試,這樣可以較方便研究養(yǎng)護(hù)期內(nèi)電阻率發(fā)展規(guī)律,同時(shí)便于研究電阻率發(fā)展規(guī)律與抗壓強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律之間的聯(lián)系和規(guī)律。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種準(zhǔn)確測(cè)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]制作規(guī)格為10mmX 10mmX 10mm待測(cè)混凝土試件多個(gè),用酒精、毛刷對(duì)待測(cè)混凝土試件預(yù)貼置電極板的表面進(jìn)行清潔,以去掉試件表面油污、雜質(zhì),將處理后的待測(cè)混凝土試件的表面均勻涂抹有機(jī)耦合劑;
[0012]b.電極板制作與安放
[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(shí)驗(yàn)臺(tái)面上,由下至上依次堆放輔助極板1、電極板1、待測(cè)混凝土試件1、電極板I1、輔助極板II及待測(cè)混凝土試件II,待測(cè)混凝土試件II用于施加輕微恒定壓力;
[0016]d.混凝土試件電阻R1測(cè)量
[0017]測(cè)量時(shí),先將數(shù)字萬(wàn)用表表筆正極與電極板I接觸,負(fù)極與電極板II接觸,測(cè)得電阻值R1 ;
[0018]e.混凝土試件電阻R2測(cè)量
[0019]將電極板I和電極板II調(diào)換,將數(shù)字萬(wàn)用表表筆正極與電極板II接觸,負(fù)極與電極板I接觸,接觸測(cè)得電阻值R2 ;
[0020]f.電阻率計(jì)算
[0021]取R = (RJR2)/2作為待測(cè)混凝土試件I電阻測(cè)試值,將測(cè)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(dǎo)電物體電阻;A為導(dǎo)電物體截面積山為導(dǎo)電物體長(zhǎng)度,即可求得待測(cè)混凝土試件I的電阻率值。
[0024]作為優(yōu)選,所述有機(jī)耦合劑為白貓經(jīng)典配方洗潔精,也可采用其它配方的白貓洗潔精。
[0025]作為優(yōu)選,所述模具隔板為不銹鋼板。
[0026]進(jìn)一步的,在步驟a中制作待測(cè)混凝土試件之后,將待測(cè)混凝土試件分別養(yǎng)護(hù)至7d、14d及28d時(shí),將其從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中取出,放入恒溫90°C的烘干箱內(nèi)干燥I小時(shí),然后將其取出進(jìn)行電阻測(cè)量。
[0027]其它待測(cè)混凝土試件采用與待測(cè)混凝土試件I相同的方法測(cè)量電阻。
[0028]本發(fā)明采用兩個(gè)電極板貼緊混凝土試件相對(duì)的一對(duì)表面,在恒定輕微壓力下,利用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)混凝土試件兩個(gè)電極板間電阻進(jìn)行倒換電極的兩次測(cè)量,每個(gè)電阻值測(cè)量在幾秒內(nèi)即可完成,這種方法可以消除微小壓電勢(shì)等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,保證測(cè)量值的準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土試件電阻率簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確的測(cè)試研究。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明消除了混凝土試件中的壓電勢(shì)及極化電勢(shì)等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。2、便于研究養(yǎng)護(hù)期內(nèi)電阻率發(fā)展規(guī)律以及研究電阻率與抗壓強(qiáng)度之間的聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律。3、本發(fā)明克服了伏安法器材多、接線多的缺點(diǎn),具有接觸壓力施加方便快捷,測(cè)試過(guò)程方便、簡(jiǎn)單、快速和穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為待測(cè)混凝土試件I電阻測(cè)試示意圖。
[0031]圖中序號(hào)說(shuō)明:1、輔助極板I ,2、電極板I,3、待測(cè)混凝土試件I,4、電極板11,5、輔助極板II,6、待測(cè)混凝土試件II。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033]試驗(yàn)材料的選用:
[0034]水泥:試驗(yàn)用水泥為普通硅酸鹽水泥,型號(hào)為P.042.5R。細(xì)集料:為保證基準(zhǔn)混凝土性能,采用標(biāo)準(zhǔn)砂;海砂是大連附近海域采集,細(xì)度模數(shù)為2.65,海砂中Cl—質(zhì)量含量
0.68%,沖洗后Cl—質(zhì)量含量小于0.03%。粗集料:試驗(yàn)所用石子表觀密度2850kg/m3,最大粒徑25mm,來(lái)源大連周邊石灰石礦。水:自來(lái)水和制作堿性活化水的原水,是大連理工大學(xué)校內(nèi)的自來(lái)水。
[0035]本試驗(yàn)混凝土配合比如表1。
[0036]表1基準(zhǔn)混凝土配合比(W/C = 0.45)
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法,其特征在于,包括以下步驟: a.混凝土試件表面處理 制作規(guī)格為10mmX 10mmX 10mm待測(cè)混凝土試件多個(gè),用酒精、毛刷對(duì)待測(cè)混凝土試件預(yù)貼置電極板的表面進(jìn)行清潔,以去掉試件表面油污、雜質(zhì),將處理后的待測(cè)混凝土試件的表面均勻涂抹有機(jī)耦合劑; b.電極板制作與安放 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(shí)驗(yàn)臺(tái)面上,由下至上依次堆放輔助極板I (I)、電極板I (2)、待測(cè)混凝土試件I (3)、電極板II (4)、輔助極板II (5)及待測(cè)混凝土試件II ¢),待測(cè)混凝土試件II (6)用于施加輕微恒定壓力; d.待測(cè)混凝土試件I(3)電阻R1測(cè)量 測(cè)量時(shí),先將數(shù)字萬(wàn)用表表筆正極與電極板I (2)接觸,負(fù)極與電極板II (4)接觸,測(cè)得電阻值R1; e.待測(cè)混凝土試件I(3)電阻R2測(cè)量 將電極板I (2)和電極板II (4)調(diào)換,將數(shù)字萬(wàn)用表表筆正極與電極板II (4)接觸,負(fù)極與電極板I (2)接觸,接觸測(cè)得電阻值R2 ; f.電阻率計(jì)算 取R=汛+1?2)/2作為待測(cè)混凝土試件I (3)電阻測(cè)試值,將測(cè)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(dǎo)電物體電阻;A為導(dǎo)電物體截面積;L為導(dǎo)電物體長(zhǎng)度,即可求得待測(cè)混凝土試件I (3)的電阻率值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法,其特征在于:所述有機(jī)耦合劑為白貓經(jīng)典配方洗潔精,也可采用其它配方的白貓洗潔精。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法,其特征在于:所述模具隔板為不銹鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法,其特征在于:在制作待測(cè)混凝土試件之后,將待測(cè)混凝土試件分別養(yǎng)護(hù)至7d、14d及28d時(shí),將其從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中取出,放入恒溫90°C的烘干箱內(nèi)干燥I小時(shí),然后將其取出進(jìn)行電阻測(cè)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種消除殘余電勢(shì)準(zhǔn)確測(cè)量混凝土電阻率的方法,其特征在于:其它待測(cè)混凝土試件采用與待測(cè)混凝土試件I (3)相同的方法測(cè)量電阻。
【文檔編號(hào)】G01N27/04GK104133113SQ201410391094
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】孫炳全, 張世澤, 苗晨, 鄧書(shū)平, 魯昌國(guó), 張丹, 荊珂, 劉國(guó)志, 劉鳳智 申請(qǐng)人:孫炳全