混凝土电阻率与氯离子扩散系数间的相关性试验.doc
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1、Comment U1: 题目小 2号黑体,不超过 20个字Comment U2: 4号宋体,加粗 .不同单位上角标数字,与单位栏对应Comment U3: 小 5号宋体.如果作者多个单位,请逐一标出.Comment U4: 摘要、关键词、中图分类号、文献标志码小 5号加粗.Comment U5: 关键词给出 58个.Comment U6: 中图分类号请作者自查Comment U7: 一级标题 4号黑体,引言部分对背景知识的介绍或对已有结论、观点等的引用都要给出相应的文献序号,并按引用的先后顺序编号,顺序号:引言从 0开始.Comment a8: 注意:版心半栏 44个字,一页 48行,请按此排
2、版。Comment U9: 正文内容排成双栏,中文用 5号宋体;英文用 5号白正体.“定义”、“定理”、“引理”及“证明”等项目用黑体,并全文分类连续编号,即定义 1、定义 2等.Comment U10: 二级标题 5号黑体.Comment U11: 每个公式后面要加英文句点.Comment U12: 文中公式全文连续编号.Comment 中中中中13: 句子间隔用分号.Comment U14: 具体格式要求, 这个地方有的作者表达混乱,请按照这个格式书写,如果有单位,形式为式中:m为质量,kg.郑州大学学报(工学版)Journal of Zhengzhou University (Engin
3、eering Science)混凝土电阻率与氯离子扩散系数间的相关性试验赵 卓,曾 力,王东炜(郑州大学 土木工程学院,河南 郑州 450001)摘 要:开展矿物掺合料混凝土的电阻率测定、抗氯离子渗透和立方体抗压强度试验,以分析研究电阻率和氯离子扩散系数随龄期的变化规律,混凝土电阻率和氯离子扩散系数间的相关关系.试验结果表明:混凝土电阻率随龄期的增长而增加,氯离子扩散系数随龄期的增长而下降,矿物掺合料双掺效果优于单掺.氯离子扩散系数随电阻率的增大而下降,两者之间呈良好的倒数回归关系.关键词:矿物掺和料混凝土;电阻率;氯离子扩散系数;龄期;相关性中图分类号: TU528.1 文献标志码:A do
4、i:10.13705/j.issn.1671-6833.2013.06.0190 引言混凝土的电阻率和氯离子扩散系数是混凝土耐久性能的两个重要指标.目前,针对电阻率和氯离子扩散系数的研究较多集中于原材料组成对指标的影响 1-4、试验测试技术 5-6、耐久性评价 7-8、养护效果评价或养护的影响 9-10等方面,而针对两个指标间相关关系的研究则相对较少 11,且其研究未考虑矿物掺和料的影响开展矿物掺合料混凝土的电阻率测定、抗氯离子渗透和立方体抗压强度试验,以分析研究不同强度等级和不同龄期条件下,电阻率和氯离子扩散系数随龄期的变化规律,分析建立矿物掺和料混凝土的电阻率和氯离子扩散系数间的相关定量关
5、系1 试验方案1.1 试验原材料水泥:天瑞集团郑州水泥股份有限公司生产的 PO 42.5级普通硅酸盐水泥,比表面积 367 m2/kg.细骨料:焦作产天然中砂,细度模数 2.9,表观密度 2 691 kg/m3;人工机制砂:细度模数2.8,表观密度 2 680 kg/m3,石粉含量 12%.粗骨料:新密产粒径 525 mm 连续级配碎石和米石,表观密度 2 708 kg/m3.粉煤灰:洛阳首龙粉煤灰厂生产的 F类级粉煤灰,细度 18%.矿渣粉:焦作市丹阳水泥有限公司生产的 S 95级磨细矿渣粉,比表面积 409 m2/kg.外加剂:河南新星建材有限公司生产的脂肪族系高效减水剂,减水率 18%.
6、水:自来水.1.2 混凝土配合比依据普通混凝土配合比设计规程 12,各强度等级混凝土的配合比材料如表 1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 Wenner法 13的 4电极电阻率测定仪,其工作原理如图 1所示.混凝土电阻率 可通过式( 1)得出. (1)2VaI式中: 为探头间电位差; 为探头间通过的可变电流; 为探头间距.表 1 混凝土配合比Tab. 1 Mix proportion of concrete kgm-3细骨料 粗骨料强度等级 水 水泥细砂 机制砂 碎石 米石 粉煤灰 矿渣粉 减水剂C20 175 230 25
7、0 546 879 150 150 5.0C30 175 280 250 516 1038 135 7.0收稿日期:2013-05-01;修订日期:2013-06-29基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(50925829);国家自然科学基金资助项目 (51078334)作者简介:赵卓(1970 ),男,河南郑州人,郑州大学教授,博士,主要从事工程结构研究, E-mail:zzhuo_.Comment U15: 表格在文中的位置:应随文给出,先见文字,后见表格,同时给出中英文标题.英文和数字用Times New Roman.单栏内的表格,其宽度限 25汉字在(或 48字符).表示量值的表格宜
8、用“三线表”. 三线表的第一行作为表头.表头中,变量名称符号和单位之间用“/”分开,例如:质量m/g,变量的符号用斜体,单位用正体.表格内同一个量的有效数字要一致,不足补零.Comment U16: 插图应随文给出,先见文字,后见插图,即放在引用该插图的文字自然段之后,同时给出中英文图题并且图中曲线用黑粗线.图线应做到主、辅线分明:轮廓线、框线、曲线用粗线(0.8 p,或 0.3 mm);尺寸线、指引线、坐标轴用细线(0.4 p,或 0.15 mm)即图中曲线粗细是刻度线的两倍 .刻度均标注在内侧,有刻度需要标出标值.给出横纵坐标 的变量名称符号和单位.变量和单位之间用“/”分开,例如:质量
9、m/g,变量的符号用斜体,单位用正体,纵横坐标用中文.特别注意:文中的图不能用截图,不能借用其他文章中现成的图,如果图是软件生成的,也不能用截图,需提供原始软件生成图,如可能,需在附件中上传原始数据。2表 2 混凝土试验项目及检测内容Tab. 2 Test content of concrete试验项目 每强度等级试件组数 试件类型 检测内容混凝土电阻率测定 5 150 mm150 mm150 mm 电阻率混凝土抗压试验 5 150 mm150 mm150 mm 立方体抗压强度混凝土抗氯离子渗透试验 3 100 mm50 mm 氯离子扩散系数(2)混凝土立方体抗压强度试验按照普通混凝土力学性能
10、试验方法标准 14测试.(3)混凝土抗氯离子渗透试验按照公路工程混凝土结构防腐技术规范 15采用 RCM法测试.图 1 混凝土电阻率检测Fig.1 Measurement of concrete resistivity2 分析与讨论2.1 试验结果不同强度等级和龄期混凝土的电阻率、立方体抗压强度、氯离子扩散系数试验结果如表 3所示.2.2 电阻率随龄期的变化电阻率随龄期的变化曲线,如图 2所示.由图 2可知,不同强度等级混凝土的电阻率均随龄期的增长而增加. 由于混凝土可以看作是固相和液相两相组成的复合材料,液相是由不同离子组成的导电相,而固相则可以看成是非导电相.随着水化反应的进行,混凝土内部
11、不断致密,孔隙率越来越小,充满液相的导电空间越来越少,所以导电能力随时间而下降,即电阻率曲线随龄期而上升.0 14 28 42 56 70 8401530456075子子/d子子子/(k子cm)C20C30C40C50图 2 电阻率的时变曲线Fig.2 Time-varying curve of concrete resistivity分析可知,在整个龄期变化过程中,C40 混凝土的电阻率基本均大于 C50混凝土的电阻率.这是由于 C50混凝土为单掺,仅掺加矿渣粉而未掺加粉煤灰,C40 混凝土则采用粉煤灰和矿渣粉双掺.混凝土电阻率的测定结果表明矿物掺和料的双掺在提高混凝土电阻率方面优于单掺,且
12、在后期体现的更加明显,这与粉煤灰的火山灰效应有关.随龄期的增长,粉煤灰与 Ca(OH)2二次反应的持续进行,反应产物填充孔隙或堵塞贯通的毛细孔通道,使水泥粉煤灰浆体的孔径细化、孔隙曲折度增加、连通的孔隙减少,改善了混凝土的孔结构和浆体集料界面区的微观结构.2.3 氯离子扩散系数随龄期的变化氯离子扩散系数随龄期的变化曲线如图 3所示.表 3 试验结果Tab. 3 Test results电阻率/(kcm) 立方体抗压强度 /MPa 氯离子扩散系数/(10 -12m2s-1)强度等级7 d 14 d 28 d 56 d 84 d 7 d 14 d 28 d 56 d 84 d 28 d 56 d
13、84 dC20 6.3 7.4 10.9 23.6 41.0 16.9 19.6 23.4 27.9 30.3 17.7 7.45 4.78C30 8.1 16.6 29.2 40.3 69.9 24 32.6 38.2 41.8 45 6.57 4.05 2.48C40 8.8 15.6 23.5 45.5 69.5 34.4 43.2 46.5 51.7 51.6 6.99 3.14 1.68C50 9.0 13.9 21.4 35.2 52.1 40.3 46.6 52.2 59.7 61.9 6.82 2.35 2.11Comment U17: 文中出现的变量符号、一般函数符号(2 个
14、英文字母以下(含) )统一用斜体,矢量(向量 )、矩阵、张量的符号使用黑斜体.使用正体的情况有:国际标准单位(SI)词头和量单位、从文字转化的角标、阿拉伯数字、叙述性文字、化学元素符号、缩略语、仪器的规格型号、自然对数的底 e、圆周率 、复数的虚部 i 或 j、矩阵转置号 T、微分号 d、偏微分号、连加号、对数号(lg、 ln、lb)、及 sin、tan 、lim、min、max 等.314 28 42 56 70 84048121620子子/d子子子子子子子/(10-12m2子s-1)C20C30C40C50图 3 氯离子扩散系数时变曲线Fig.3 Time-varying curve of
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