混凝土养护监测与评价的电阻率方法研究

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现代混凝土的配制具有大胶凝材料用量、低水胶比的特点,早期的收缩开裂等现象有加重的趋势,对早期的养护要求也越来越高。但是,目前对于养护历程监测和养护效果评价则还未有简单有效的方法,这是造成混凝土施工过程中养护工艺未得到严格的实施,引起混凝土性能降低的原因之一。混凝土的养护历程一般是保持其浇筑成型后表面具有较高潮湿程度的过程,由于混凝土在干燥条件下通常可认为是电的绝缘体,而在潮湿程度高时,混凝土含有大量孔隙溶液,导电性提高,因此,考虑采用混凝土的电阻率特征来反映混凝土的养护历程,以及评价养护效果。混凝土的电阻率可采用多种设备测量,但是混凝土的复杂多相组成使其电阻率的稳定、准确测量较为困难。实验研究了测量混凝土电阻率的交流阻抗、恒电位仪、数字多用表三种方法的稳定性与准确性。结果表明,采用读取数字多用表初始电阻的电阻率测量方法,可以有效的避免混凝土电阻测量中的极化现象,测试结果相对稳定、准确,而且测试仪器简单,具有适合于现场检测的快速、无损的特点。试验还对比研究了混凝土的粉煤灰、碳纤维等固相导电组分与内部水分含量对电阻率的影响程度,结果表明混凝土内部水分对其电阻率有显著的影响,其固相导电组分也有明显的影响,因此,反映养护导致的混凝土内部湿度的变化引起的电阻率的变化值,需屏蔽混凝土固相导电组分对电阻率的影响。基于相同混凝土在不用养护条件下的电阻率差异的思路,本文选取C30与C60两种强度等级的混凝土,模拟了在干燥养护、自然养护、饱水养护条件下,测量混凝土距离表面1~5cm不同深度区域的电阻率,比较在不同的养护龄期距离表面不同深度区域的电阻率特征,结果表明,混凝土表层区域(1、2cm)与内层区域(5cm)的电阻率在不同养护历程下的差值与养护历程明显相关。实验还测试了不同龄期的硬化混凝土在表面浸水条件下,表层区域的电阻率变化特征,结果表明,混凝土养护历程与浸水过程混凝土表层电阻率的变化特征也明显相关。相比而言,C30比C60电阻率的变化特征更为明显。可以采用混凝土内层区域(5cm)电阻率或者同配比混凝土在标准养护条件下的电阻率作为参比电阻率。根据早龄期混凝土在实际养护历程中的电阻率与参比电阻率的差值对养护历程进行监测,可以认为,当同样深度区域的混凝土电阻率高于参比电阻率时,混凝土处于不良养护中,而且偏离参比电阻率越大时,养护条件越差。同样,根据硬化混凝土表面浸水后实际养护的电阻率变化与参比电阻率变化的差值对养护效果进行评价,认为混凝土表面浸水24小时后混凝土电阻率变化大于参比电阻率变化时,混凝土养护效果不良,而且差值越大,养护效果越差。
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