[实用新型]非接触式阻抗法测定混凝土连通孔隙率的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型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，本实用新 型提供一种稳定性高、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。

本实用新型所述的非接触式阻抗法测定混凝土连通孔隙率的试 验装置，其特征在于：包括离子迁移单元、电阻测量单元和数据处理 单元，所述的离子迁移单元包括两个带通孔的法兰压盘、加液管、补 液水槽和对拉螺杆，所述的加液管的每个端口对应一个法兰压盘；所 述的加液管的两端口分别从相应的法兰压盘外端面插入其通孔内；两 个法兰压盘内端面相对并通过对拉螺杆形成用于夹持待测试件的测 试腔，法兰压盘与待测试件之间由橡胶垫圈密封；所述的补液水槽与 所述的加液管管路连通；

所述的电阻测量单元包括信号发生器、线圈、磁芯和电流传感器， 所述的加液管依次穿过磁芯和电流传感器后与相应的法兰压盘固接； 所述的线圈缠绕在所述的磁芯上，并且所述的线圈两端与所述的信号 发生器的信号输入端电连；

所述的数据处理单元包括信号采集器、信号处理器和中央控制 器，所述的信号采集器的输入端与所述的电流传感器的信号输出端电 连，所述的信号发生器的信号输出端、所述的信号采集器的输出端分 别与所述的信号处理器的信号输入端电连，所述的信号处理器的信号 输出端与所述的中央控制器的相应的端口电连。

所述的加液管为环形结构。