[发明专利]非接触式阻抗法测定混凝土连通孔隙率的方法与试验装置

说明书

非接触式阻抗法测定混凝土连通孔隙率的方法与试验装置，所述的方法包括测定标准浓度盐溶液的电阻率、待测试件预处理、安装待测混凝土试件及离子迁移系统、测定混凝土试件的电阻率，根据Archie方程计算混凝土连通孔隙率；所述的装置包括离子迁移系统、电阻率测定系统和数据处理系统，离子迁移系统主要包括法兰压盘、加液管、补液水槽、待测试件和对拉螺杆；电阻率测定系统包括信号发生器、线圈、磁芯、电流传感器；数据处理系统包括信号处理器和中央控制器。本发明的有益效果是：突破了传统测试方法对试样大小的限制，实现对混凝土材料连通孔隙率的测试；既适用于室内新拌制的混凝土也适用于既有建筑结构钻芯取样的混凝土连通孔隙率的测试。

技术领域

本发明涉及混凝土孔隙率测定技术领域，尤其涉及一种非接触式阻抗法测定混凝土连通孔隙率的方法与试验装置。

背景技术

混凝土是一种多孔材料，在土木工程结构中有着广泛的应用。随着全球经济快速发展，建设规模空前，水泥基材料使用量逐年上升，对于经济高速发展的中国尤为突出。我国是一个发展中的大国，正在从事着大规模的基础设施建设，但我国的各种资源和能源并不丰富，因此更需要从战略高度，合理地利用有限的资源，科学地设计出安全、适用又耐久的工程项目，更要尽可能延续现有基础设施的使用寿命。

处于海洋环境、撒除冰盐环境以及工业环境中的钢筋混凝土结构，由于氯盐、水分和氧气通过混凝土的毛细孔到达钢筋表面从而引起钢筋腐蚀，会大大降低混凝土结构的使用寿命。由钢筋锈蚀导致的混凝土结构耐久性问题，已成为国际研究热点问题。据统计，环境对混凝土结构腐蚀破坏造成的损失，有些国家会达到国民生产总值的2％～4％。混凝土中的孔隙分为开口孔、半开口孔和封闭孔。侵蚀介质向混凝土中的传输速度除受环境温湿度影响外，主要取决于混凝土的开口连通孔隙率。准确测定混凝土的连通孔隙率是预测混凝土抵抗侵蚀介质传输能力的关键。如今，混凝土孔隙率的测定通常采用压汞法。压汞法的测定结果容易受汞压力的影响，测得孔隙率通常包括连通孔和部分半连通孔隙，而真正为介质传输提供通道的是连通孔隙。由于受试验技术和压汞原理的限制，测试混凝土的孔隙率，如今的做法是将混凝土破碎，然后取混凝土内的砂浆部分进行压汞试验，而且试样尺寸通常只有黄豆般大小(约直径5mm)。可见，压汞法测试混凝土的孔隙率，实际上是测试砂浆的孔隙率，没有包含粗骨料。实际应用中的钢筋混凝土结构，混凝土必然都是包含粗骨料的。要真实测定混凝土的连通孔隙率，需要包含粗骨料，而要保证混凝土中粗骨料的均匀性，通常试件边长要大于2.5倍骨料粒径，假如粗骨料最大粒径25mm，试件截面边长应该在65mm左右，采用传统测试方法很难做到。

事实上，混凝土是包含粗骨料、细骨料和水泥石基体的三相复合材料，而毛细孔(还有更小的凝胶孔)则主要存在于水泥石基体中。有研究表明，骨料和水泥石的界面过渡区也是孔隙含量较高的区域。如果采用砂浆反映混凝土的孔隙特征，粗骨料的影响不能很好测定，且粗骨料与水泥石基体间的界面过渡区会被忽略。要准确预测混凝土结构的抗介质侵蚀能力，需要准确定量混凝土的连通孔隙率。因此，研发一种操作简便、能够准确测定混凝土连通孔隙率的试验装置具有十分重要的工程价值，可对实验室配制混凝土样品或既有混凝土结构现场取样混凝土进行连通孔隙率测定，从而进行耐久性能预测，对科学研究和工程应用都具有很重要的意义。

发明内容

为了克服现有测定混凝土连通孔隙率实验技术的不足，本发明提供一种稳定性高、操作简便、能够实现混凝土连通孔隙率测试，尤其涉及应用非接触式阻抗技术，且适用于实验室新配制混凝土以及现场取样性能未知混凝土连通孔隙率测试的试验装置，用以测定混凝土的连通孔隙率并评估混凝土的抗侵蚀性能，以解决目前尚无有效方法测定混凝土材料连通孔隙率的问题。

本发明所述的非接触式阻抗法测定混凝土连通孔隙率的方法，包括以下步骤：

1)混凝土待测试件的准备：

浇筑成型待测混凝土试件或现场取芯制成待测混凝土试件，并将待测混凝土试件在标准浓度盐溶液中浸泡或真空饱盐至孔隙饱和，所述标准氯化钠溶液的浓度为0.1～2mol/L；