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2 0 1 3年 第 1 0期 (总 第 2 8 8 期 ) Nu mb e r 1 0 i n2 0 1 3 ( T o t a l No 2 8 8 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE ORE TI CAL RESE ARCH d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 1 0 0 0 7 混凝土早龄期电阻率与后期抗压强度间的相关性试验 赵卓 ， ，李整建 z ， ( 1 郑州大学 土木工程学院，河南 郑州 4 5 0 0 0 2 ；2 申磊 ，鲁春晓 焦作大学 土木建筑工程学院，河南 焦作 4 5 4 0 0 3 ) 摘要： 开展矿物掺合料混凝土的电阻率测定和立方体抗压强度试验 ， 以分析研究原材料如水胶 比、 单位立方米水泥用量 、 单 位立方米胶凝材料用量对混凝土早期电阻率的影响 ， 早龄期电阻率与后期立方体抗压强度间的相关关系。 结果表明： 7 d电阻率与水 胶 比间呈显著 的线性相关关系 ， 随单位立方米水泥用量和单位立方米胶凝材料用量的增加而增加 ， 并均呈显著 的非线性 回归关 系。 混凝土后期立方体抗压强度随 7 d 电阻率的增加而增加 ， 并均呈现显著的非线性 回归关系。 关键词 ： 矿物掺合料混凝土 ；电阻率 ；立方体抗压强度 ；原材料；相关性 中图分类号 ： T U5 2 8 O 1 文献标志码 ： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 1 0 0 0 2 7 0 3 Co r r e l a t i o n t e s t b e t w e e n e a r l y a g e r e s i s t i v i t y a n d l a t e r a g e c u b e c r u s h i n g s t r e n g t h o f m i n e r a l a dm i x t u r e c o n c r e t e Z H AOZ h u o ， L I Z h e n i a n ， S H E NL e i ， L UC h u n x i a o ( 1 S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e r i n g ， Z h e n g z h o uUn i v e r s i t y， Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 2 ， C h i n a ； 2 S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e ri n g a n d A r c h i t e c t u r e ， J i a o z u o Un i v e r s i t y， J i a o z u o 4 5 4 0 0 3 ， Ch i n a ) Ab s t r a c t ： C u b e c r u s h i n g s tr e n g t h t e s t a n d r e s i s t i v i ty me a s u r e me n t o f mi n e r a l a d mi x t u r e c o n c r e t e wa s c a r r i e d o u t t o ana l y s i s t h e r e g r e s - s i o n r e l a t i o n s h i p b e t we e n e a r l y a g e r e s i s t i v i ty a n d r a w ma t e ria l and me c h ani c a l p r o p e r t i e s T e s t r e s u l t s s h o we d tha t 7 d r e s i s t i v i ty h a d a g o o d l i ne ar c o r r e l a t i o n r e l a t i o n s hi p wi t h wa t e r b i n d i ng ma t e ria l r a t i o， i nc r e a s e d wi th the i nc r e a s e o f c e me n t a mo u n t p e r c u bi c me t e r a nd c e me n t i t i o u s ma t e ri a l a mo u n t p e r c u b i c me t e r L a t e r a g e c u b e c r u s h i n g s tr e n g t h i n c r e a s e d wi th the i n c r e a s e o f 7 d r e s i s t i v i ty， a n d a l l h ad a g o o d n o n l i n e a r r e g r e s s i o n r e l a t i o n s h i p wi t b 7 d r e s i s t i v i ty K e y wor d s ： mi n e r a l a dm i x t u r e c o n c r e t e ； c o n c r e t e r e s i s ti v i ty； c u b e c r u s h i n g s t r e n g t h ； r a w ma t e r i a l ； c o r r e l a t i o n 0 引言 混凝土 电阻率作为混凝土 的一个重要 电化学参数 ， 可 用 于表征混凝 土内部 的微观结构状态及各项性能 。 目前 ， 针对混凝 土电阻率的研究较多集 中于测试混凝土结构 内 部钢筋 的锈蚀状态 I - 3 、 原材料 的影 响4 _ 5 】 、 复合水 泥基 材料 的研制旧 、 混凝 土养护效果 的评价同 、 混凝土裂缝量测嗍 等 ， 针对电阻率与力学性能指标 间关 系的研究 ， 则相对较少 ， 且其研究龄期针对水化前期的2 4 h ， 通过早龄期混凝土电 阻率预测后期力学性能则仍待进一步 的研究 。 开展矿物掺合料混凝土 的电阻率测定 和抗压强度试 验 ， 以分析研究不 同配合 比和不同龄期条件下 ， 原材料 因 素对混凝土 电阻率的影 响， 早龄期混凝土 电阻率和后期立 方体抗压强度的间的相关关系 。 1 试验 方案 1 1 试验原材料 水泥 ： P O4 2 5 级水泥 ， 比表面积 3 6 7 mV k g 。 天然砂 ： 细 度模 数 2 , 9 ， 表 观密度 2 6 9 0 k g m ； 机 制砂 ： 细度模数 2 8 ， 表观密度 2 6 8 0 k g m3 ， 石粉含量 1 2 。 粗骨料 ： 粒径 5 - 2 5 m m 连续级配碎石和米石 ， 表观密度 2 7 1 0 k g m 3 o 粉煤灰 ： F类 I I 级粉煤灰 ， 细度 1 8 。 矿渣粉 ： s 9 5 级 ， 比表面积 4 0 9 m V k g 。 外加剂 ： 脂肪族 系高效减水剂 ， 减水率 1 8 。 水 ： 自来水。 1 2试 验 配 合 比 依据 普通混凝土配合 比设计规程 ， 各强度等级混 凝土的配合 比如表 l 所示。 1 3 试验 内容 每强度等级所需试件组数及试验检测 内容如表 2 所示。 ( 1 ) 混凝土电阻率的测试采用基于 We n n e r 法嘲 的 4电 极电阻率测定仪 ， 探头 间距 5 0 mm。 ( 2 ) 混凝 土抗压强度试 验按照 普通混凝 土力学 性能 试验方法标准 _ l 1 测试 。 2 分析与讨论 2 1 试 验 结 果 不同强度等级混凝土 7 d 电阻率测定结果如表 3 所示。 不 同强度等级和龄期 的混凝土立方体抗压强度试 验 结果如表 4 所示。 收稿 日期 ：2 0 1 3 - 0 4 - 2 5 基金项目：国家 自然科学基金资助项 目( 5 1 0 7 8 3 3 4 ) ； 河南省教育厅科学技术研究重点项 目( 1 2 A5 6 0 0 1 4 ) 2 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 混凝土配合比 k g m3 表 3混凝 土 7 d电阻率k n c I n 2 2 原材料对 7 d电阻率的影响 水胶 比与 7 d电阻率 的回归关 系如 图 1 所示 。 单位立 方米水泥用量与 7 d电阻率的回归关系如图2所示。 单位 立方米胶凝材料与 7 d 电阻率的回归关系如图 3 所示 。 叠 c： ： 兰 懈 鳗 脚 水胶 比 图 1 水胶比与 7 d电阻率回归关系 单位 立方米 水泥用 量 ( k g m ) 图 2 单位立方米水泥用量与 7 d电阻率回归关系 由图 1 可知 ， 7 d 电阻率 随水胶 比的增加而下降 ， 两者 间呈 良好 的线性相关关系。 由图 2和图 3可知 ， 7 d电阻率 随单位立方米水泥用量和单位立方米胶凝材料用量 的增 加而提高， 且均呈 良好 的非线性 回归关系。 混凝 土电阻率 的发展 与混凝 土内部孔隙 的发育率有 28 吕 ? a 、 ； lL 嗣 它 单 位立方米 胶凝材 料用量 ( k g m ) 图 3 单位立方米胶凝材料用量与 7 d电阻率的回归关系 关 ， 水胶 比越小 ， 混凝土越密实 ， 混凝土 内部导 电离子的迁 移速率越低 ， 混凝土电阻率就越高 ， 因此 ， 采取低水胶 比可 提高混凝土 电阻率 。 水胶比是决定混凝土力学性能和耐久 性能的一个重要参数 ， 对于既有资料缺失的结构混凝土 ， 可 依据水胶 比与 电阻率的相关关系曲线 通过测定混凝 土的 电阻率来近似表示混凝土的水胶比。 相关研究 表 明 ： 在用水量不变的条件下 增加 了易水 解 的盐类 ， 混凝土孔隙溶液中游离态的离子必然越多混凝 土电阻率下降 ， 水泥用量与混凝土电阻率影响并不呈线性 变化 ， 应存 在水泥用量 的最佳范 围， 该范围内混凝 土强度 最高 、 水泥石的致密度最高 ， 其 电阻率应该 出现极值 。 2 3 7 d电阻率与立方体抗 压强度 的回归关 系 7 d电阻率与各龄期混凝土立方体抗压强度间的回归 关系如图 4 - 6所示 。 由图 4 6 可知 ， 不 同龄期混凝土的立方体抗压强度随 7 d电阻率的增加而增加 ， 7 d电阻率和各龄期混凝土立方 体抗压强度间均呈现 良好 的非线性 回归关系。 相关研究唧 表明 ： 混凝 土电阻率发展 和强度发展都 与 混凝土内部的孔 隙结构相关 ， 所以电阻率为水泥水化的微 观结构的形成提供了准确的信息， 同时可反映硬化水泥浆 的强度发展趋势 。 本试验研究结果表明 ： 通过混凝土 7 d电 阻率的测试结果 ， 可 以对混凝土强度 的后期发展作出预测 ， 从而便于控制混凝土质量和用于混凝土配合比试配等 ， 为现 场早期评定混凝土的力学性能提供了一种无损试验方法 。 3结论 ( 1 ) 7 d电阻率随水胶比的增加而下降， 两者间呈良好 的线性相关关系。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 时 、 骥 蛙 椒 勺 1 7 d e a 阻率， ( k n c m) ( a ) 7 d E g 阻率， ( k n e ra) ( b ) 图 4 7 d电阻率与 7 、 1 4 d立方体抗压强度的回归关系 矗 盏 、 鹱 故 椒 、 7 d 电阻 率 ( k D , c m1 ( a ) 7 d 电阻率 ( k a e ra) ( b ) 图 5 7 d电阻率与 2 8 、 5 6 d立方体抗压强度的回归关 系 上接第 2 6页 f 6 】N A K A T A S ， S P R O U L T M a t h e m a t i c a l m o d e l i n g o f h y s t e r c s i s l o o p s f o r R e i n f o r c e d c o n c r e t e r c o l u m n s J 7 th WC E E， V o 1 7 P a r t 4 【 7 】WAN G Mi n g l i a n g Re i n f o r c e d c o n c r e t e h y s t e r e s i s m o d e l b a s e d o n t h e d a m a g e c o n c e p t J E E S D， 1 9 8 7 ( 1 5 ) 【 8 】 N O M U R A S R e s t o r i n g f o r c e c h a r a c t e ri s t i c s o f R e i nfo r c e d c o n c r e t e m e m b e r s i n l a r g e d e f o r m a t i o n r a n g e J P a c i f i c c o n f e r e n c e o n e a r t h - qu a ke e n g i ne e rin g， ne w z e l a nd， 1 98 7 6 0 皇 4 嚣 s 墨 z 蛏 椒3 6 倒 磊 3 O 2 4 6 7 8 9 7 d 电阻率 ( k l l c n 1 ) 图6 7 d电阻率与 8 4 d立方体抗压强度的回归关系 ( 2 ) 7 d电阻率 随单位立方米水泥用量和单位立方米胶 凝材料用量的增加而增加 ， 且均呈 良好的非线性 回归关系。 ( 3 ) 不同龄期的混凝土立方体抗压强度均随 7 d电阻率 的增加而增加 ， 且均呈现 良好的非线性 回归关系。 通过混凝 土 7 d电阻率的测试 ， 可对混凝土后期立方体抗压强度的发 展作 出预测。 参考 文献 ： 【 1 】HU GHE S B P， S OL EI T A K O， B R I E RL E Y R W Ne w t e c h n i q u e for d e t e r mi n i n g t h e e l e c t r i c a l r e s i s t i v i t y o f c o n c r e t e J Ma g a z i n e o f C o n - c r e t e R e s e arc h ， 1 9 8 5 ， 3 7 ( 1 3 3 ) ： 2 4 3 2 4 8 2 】2 赵卓 ， 蒋晓东 受腐蚀混凝土结构耐久性检测诊断 M 郑州 ： 黄 河水利出版社 ， 2 0 0 6 【 3 】董晓强， 白晓红， 吴植安， 等 电阻率技术在混凝土钢筋锈蚀测 试中的应用研究 J 1 混凝土， 2 0 0 7 ( 2 1 5 ) ： 9 - 1 2 【 4 】王雪芳， 郑建岚， 罗素蓉矿物掺合料对混凝土电阻率的影响 J 福州大学学报， 2 0 0 8 ， 3 6 ( 3 ) ： 4 0 8 4 1 2 【 5 】 李化建 ， 谢永江 ， 易忠来 ， 等 混凝土电阻率的研究进展【 J J 混凝 土 ， 2 0 1 1 ( 2 6 0 ) ： 3 5 4 0 【 6 孙建虎， 石少卿 ， 刘颖芳 ， 等碳纤维一 石墨复合水泥基材料导电 性能的试验研究f J 1 混凝土与水泥制品， 2 0 1 2 ( 1 9 5 ) ： 4 5 4 8 7 】 李美利 ， 钱觉时 ， 王立霞 ， 等 混凝土养护效果电阻率评价法探 索f J 】 建筑材料学报， 2 0 1 1 ， 1 4 ( 4 ) ： 4 7 3 4 7 7 8 】8艾亿谋， 杜成斌， 居发亮 基于电阻率的混凝土裂缝测量方法【 J J _ 东南大学学报 ： 自然科学版， 2 0 0 8 ， 3 8 ( 2 ) ： 2 8 9 2 9 2 9 】9 魏小胜 ， 肖莲珍 ， 崔登国 ， 等 早龄期混凝土的力学和电性能研 究f J 】 ， 武汉理工大学学报， 2 0 0 8 ， 3 0 ( 6 ) ： 5 2 5 5 【 1 0 J G J 5 5 2 0 1 1 ， 普通混凝土配合比设计规程【 s 】 北京 ： 中国建筑 工业出版社， 2 0 1 1 【 1 1 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ， 普通混凝土力学性能试验方法标准【 S 】 _ E 京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 3 ( 4 ) 作者简介： 赵卓( 1 9 7 0 一 ) ， 男 ， 博士， 教授 ， 从事工程结构与材料耐 久性试验研究。 联系地址： 河南郑州市文化路 9 7 号 郑州大学土木工程学院 ( 4 5 0 0 0 2 ) 联系电话 ： 1 3 9 0 3 7 1 0 2 4 5 9 】 赵世春 型钢混凝土组合结构计算原理 M J 成都： 西南交通大学 出版社 ， 2 0 0 4 作者简介 ： 联 系地址 ： 联系电话 ： 张岩( 1 9 6 5 一 ) ， 男 ， 教授、 高级工程师。 沈北新区虎石台北大街 1 7 号 辽宁交通高等专科学 校建工系( 1 1 0 1 2 2 ) 1 8 9 401 7 9 93 3 29 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m