CN1936608A - 测量导电水泥基材料体积电阻率的方法 - Google Patents

测量导电水泥基材料体积电阻率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1936608A
CN1936608A CN 200610117213 CN200610117213A CN1936608A CN 1936608 A CN1936608 A CN 1936608A CN 200610117213 CN200610117213 CN 200610117213 CN 200610117213 A CN200610117213 A CN 200610117213A CN 1936608 A CN1936608 A CN 1936608A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
electrode
base material
cement base
volume resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200610117213
Other languages
English (en)
Other versions
CN100487467C (zh
Inventor
姚武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CNB2006101172138A priority Critical patent/CN100487467C/zh
Publication of CN1936608A publication Critical patent/CN1936608A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100487467C publication Critical patent/CN100487467C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明涉及土木工程材料技术领域，为一种测量导电水泥基材料体积电阻率的方法。本方法采用四个电极、利用伏安原理先测出待测样品电阻，然后根据电阻率公式测出样品的电阻率值，具有如下步骤：1)选取待测水泥基材料样品，并进行预处理；2)以待测样品两个端面作为测试电流接入电极，以样品中部两个平行的环面作为电压测试电极，通入测试电流；3)根据伏安原理测量出电阻值，计算出相应的电阻率值。本发明以待测样品的整个端面作为电流接入电极；以环面电极作为电压测试电极，既省却了普通4电极法需预埋电极的繁琐工艺，又消除了普通4电极法电压测试的片面性，可以全端面，更准确的测试出样品电压电极之间的电压降。

Description

测量导电水泥基材料体积电阻率的方法
技术领域
本发明涉及土木工程材料技术领域，具体的涉及一种精确测量导电水泥基材料体积电阻或电阻率的方法。
背景技术
导电水泥基材料，如导电水泥石、导电砂浆、导电混凝土等是通过掺入导电性物质(碳纤维、碳黑、钢纤维、导电聚合物)而制备的新型功能材料。而碳纤维水泥基材料是其中研究和应用最为广泛的导电水泥基材料。导电水泥基材料具有许多独特的功能，如具有自感应应力、应变、温度的功能和热电效应以及具有温度、变形自调节的功能。理想的导电水泥基材料必须具备良好稳定的电学性能。然而由于导电水泥基材料内部的导电机制的复杂性，使得离子导电、电子导电、空穴导电共存，不仅有载流子的漂移，而且还存在隧穿效应。因此如何标定导电水泥基材料的电阻或电阻率是长期困扰人们的一个技术难题。
目前国内外对导电水泥基材料的体积电阻率测试方法主要有两极法(直接测试欧姆电阻)和四极法(利用伏安原理测试电阻)。由于水泥材料内部存有大量的导电离子，在电场力作用下会发生定向移动，产生极化效应，使用两极法测量时误差较大；而普通的四极法测量必须在水泥基材料内部预埋四个电极，其电极位置和尺寸的不同对最后测试结果有较大的差异(误差超过10％)，难以精确测量和评定导电水泥基材料的真实电阻率。
发明内容
本发明的目的是提供一种精确测量导电水泥基材料体积电阻或电阻率的方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，采用四个电极、利用伏安原理先测出待测样品电阻，然后根据电阻率公式测出样品的电阻率值，具有如下步骤：
1)、选取待测水泥基材料样品，并进行预处理；
2)、以待测样品两个端面作为测试电流接入电极，以样品中部两个平行的环面作为电压测试电极，通入测试电流；
3)、根据伏安原理测量出电阻值，计算出相应的电阻率值。
所述步骤1)中待测样品为长方体或圆柱体，其预处理过程包括：
(1)打磨除去样品表面的浮浆，用丙酮清洗预作电极部位，并烘干去除湿气；
(2)在样品两个端面和中部两个环面涂覆导电银浆，并再次烘烤、冷却。
所述银浆中银粉的质量百分比60％～65％，方电阻小于10mΩ/□/25.4μm。
所述银浆涂覆完送入烘箱，至到银浆固化在待测样品表面，烘箱温度控制在150℃以下。
待测样品电极处涂覆的银浆厚度为0.1mm，其中中部环面宽度为3mm。
所述步骤2)中通入的测试电流的电流强度不高于10mA。
本方法测试过程中，调整不同的测试电流分别进行3次测量，然后得出平均测试值。
本发明的积极效果有：1)本发明以待测样品的整个端面作为电流接入电极，保证了导电水泥基材料内部导电网络的稳定性；以环面电极作为电压测试电极，既省却了普通4电极法需预埋电极的繁琐工艺，又消除了普通4电极法电压测试的片面性，可以全端面，更准确的测试出样品电压电极之间的电压降。
2)本发明是一种改进的4电极方法，普通的4电极法依赖于电极的尺寸和位置，往往导致测量误差较大(达10％)；而本法通过合理设置电极，获得的测试数据准确度高、误差小，其测量的导电水泥基材料的体积电阻率，误差小于0.5％。
3)本发明采用导电性能稳定、附着力强的导电银浆作为电极，不仅方便了测量，而且由于银浆良好的导电性能使得测试数据稳定，很好满足了导电水泥基材料质量评定要求。
附图说明
图1为本发明所述样品的形状、尺寸和测试电极的安装位置示意图。
具体实施方式
实验室制备碳纤维体积含量分别为0.3％、0.5％、0.8％的正长方体水泥砂浆作为待测样品，样品尺寸为40×40×160mm3(当然可以选择圆柱体或者其他长方体形状的水泥砂浆作为待测样品，其测试方法完全相同，相应的最后所测得的电阻率值也相一致)。在标准环境(温度20±3℃，相对湿度大于95％)下养护28天后取出，在室温环境下静置4小时。
在距样品两端面约50mm处标出设置环面电压测试电极的位置；用砂纸打磨样品的两个端面和环面电压测试电极部位，打磨深度约2mm，然后以丙酮洗净，置于80℃烘箱内，烘烤20分钟，取出冷却至室温后，开始制作环面电压测试电极和端面电流接入电极。如图1所示，两个端面涂覆厚度约0.1mm的导电银浆，形成端面的电流接入电极；两个中部环面电压测试电极处涂覆宽约3mm，厚0.1mm的导电银浆，形成电压测试电极；上述导电银浆的银粉质量百分比为60％～65％，其方电阻小于10mΩ/□/25.4μm；涂覆完成后再次送入烘箱在80℃温度中烘烤30分钟，烘烤稳定控制在150℃以下，取出冷却至室温，待测样品的测试电极便制作完成。
如图1所示，在待测样品的两个端面电流接入电极输入恒稳电流(小于10mA)，同时以电位计测试两个环面电极之间的电位差，记录电压～电流数据组。调整不同的电流强度再次测量，得到两组相应的电压～电流数据组。根据公式R＝U/I(式中R为电阻、U为电位差、I为电流强度)可以得到样品的体积电阻。测量待测样品的端面面积和两个环面电极之间的距离，根据公式ρ＝R·S/L(为电阻率，S为面积，L为长度)可以得到样品的体积电阻率。
表1为本发明实施例中测试数据及其结果，从表中的数据可知，用本发明方法测量导电水泥基材料的体积电阻率误差范围小，控制在0.5％以内。
编号 1# 2# 3#
碳纤维体积含量(vol.％) 0.3 0.5 0.8
电流强度I1(mA) 5.0 5.0 5.0
电位差U1(mV) 769.35 257.60 63.30
电流强度I2(mA) 7.0 7.0 7.0
电位差U2(mV) 1077.44 360.78 88.83
电流强度I3(mA) 9.0 9.0 9.0
电位差U3(mV) 1387.08 464.13 113.49
平均电阻R(欧姆) 153.97 51.54 12.65
端部面积S(cm2) 16 16 16
长度L(cm) 6 6 6
平均电阻率(欧姆·厘米) 410.59 137.45 33.74
                            表1

Claims (7)

1、一种测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，其特征在于：具有如下步骤：
1)、选取待测水泥基材料样品，并进行预处理；
2)、以待测样品两个端面作为测试电流接入电极，以样品中部两个平行的环面作为电压测试电极，通入测试电流；
3)、根据伏安原理测量出电阻值，计算出相应的电阻率值。
2、根据权利要求1所述的测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，其特征在于：所述步骤1)中待测样品为长方体或圆柱体，其预处理过程包括：
(1)打磨除去样品表面的浮浆，用丙酮清洗预作电极部位，并烘干去除湿气；
(2)在样品两个端面和中部两个环面涂覆导电银浆，并再次烘烤、冷却。
3、根据权利要求2所述的测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，其特征在于：所述银浆中银粉的质量百分比为60％～65％，所述银浆的方电阻小于10mΩ/□/25.4μm。
4、根据权利要求2所述的测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，其特征在于：所述银浆涂覆完送入烘箱，直至银浆固化在待测样品表面，烘箱温度控制在150℃以下。
5、根据权利要求2所述的测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，其特征在于：待测样品电极处涂覆的银浆厚度为0.1mm，其中中部环面宽度为3mm。
6、根据权利要求1所述的测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，其特征在于：所述步骤2)中通入的测试电流的电流强度不高于10mA。
7、根据权利要求1所述的测量导电水泥基材料体积电阻率的方法，其特征在于：本方法测试过程中，调整不同的测试电流分别进行3次测量，然后得出平均测试值。
CNB2006101172138A 2006-10-17 2006-10-17 测量导电水泥基材料体积电阻率的方法 Expired - Fee Related CN100487467C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006101172138A CN100487467C (zh) 2006-10-17 2006-10-17 测量导电水泥基材料体积电阻率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006101172138A CN100487467C (zh) 2006-10-17 2006-10-17 测量导电水泥基材料体积电阻率的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1936608A true CN1936608A (zh) 2007-03-28
CN100487467C CN100487467C (zh) 2009-05-13

Family

ID=37954219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101172138A Expired - Fee Related CN100487467C (zh) 2006-10-17 2006-10-17 测量导电水泥基材料体积电阻率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100487467C (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102680791A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 重庆市防雷中心 一种降阻剂电阻率和工频电流耐受试验自动测试***
CN102854392A (zh) * 2012-09-04 2013-01-02 中国能源建设集团广东省电力设计研究院 一种土样室内电阻率测量方法及装置
CN103018568A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 山东大学 一种稳定含水率岩石试块的电阻率测定方法
CN104345216A (zh) * 2014-10-29 2015-02-11 中国建筑材料科学研究总院 测量水泥电阻率和水泥28天强度的方法和装置
CN104678181A (zh) * 2015-03-23 2015-06-03 攀钢集团研究院有限公司 钢轨电阻率测量方法
CN104714097A (zh) * 2015-04-02 2015-06-17 中国矿业大学(北京) 一种水泥基材料电阻率在线测定仪
CN106706406A (zh) * 2017-01-23 2017-05-24 河海大学 用于预埋入电极的水泥基材料成型试模
CN108051480A (zh) * 2017-12-29 2018-05-18 中冶建筑研究总院有限公司 一种灌浆料饱满度检测方法和装置以及灌浆套筒
CN111596000A (zh) * 2020-04-17 2020-08-28 南京航空航天大学 用于导电砂浆电渗除湿防腐的试验装置及方法
CN111856141A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 深圳前海中瑞智能技术开发有限公司 一种水泥基电阻率检测***及其方法
CN112433096A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 南京工程学院 一种加载过程中测试导电混凝土电阻率的方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102680791A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 重庆市防雷中心 一种降阻剂电阻率和工频电流耐受试验自动测试***
CN102854392A (zh) * 2012-09-04 2013-01-02 中国能源建设集团广东省电力设计研究院 一种土样室内电阻率测量方法及装置
CN103018568A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 山东大学 一种稳定含水率岩石试块的电阻率测定方法
CN103018568B (zh) * 2012-12-07 2015-06-03 黄瑞哲 一种稳定含水率岩石试块的电阻率测定方法
CN104345216A (zh) * 2014-10-29 2015-02-11 中国建筑材料科学研究总院 测量水泥电阻率和水泥28天强度的方法和装置
CN104678181B (zh) * 2015-03-23 2017-09-29 攀钢集团研究院有限公司 钢轨电阻率测量方法
CN104678181A (zh) * 2015-03-23 2015-06-03 攀钢集团研究院有限公司 钢轨电阻率测量方法
CN104714097A (zh) * 2015-04-02 2015-06-17 中国矿业大学(北京) 一种水泥基材料电阻率在线测定仪
CN104714097B (zh) * 2015-04-02 2018-01-09 中国矿业大学(北京) 一种水泥基材料电阻率在线测定仪
CN106706406A (zh) * 2017-01-23 2017-05-24 河海大学 用于预埋入电极的水泥基材料成型试模
CN106706406B (zh) * 2017-01-23 2019-04-30 河海大学 用于预埋入电极的水泥基材料成型试模
CN108051480A (zh) * 2017-12-29 2018-05-18 中冶建筑研究总院有限公司 一种灌浆料饱满度检测方法和装置以及灌浆套筒
CN112433096A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 南京工程学院 一种加载过程中测试导电混凝土电阻率的方法
CN111596000A (zh) * 2020-04-17 2020-08-28 南京航空航天大学 用于导电砂浆电渗除湿防腐的试验装置及方法
CN111856141A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 深圳前海中瑞智能技术开发有限公司 一种水泥基电阻率检测***及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100487467C (zh) 2009-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100487467C (zh) 测量导电水泥基材料体积电阻率的方法
Chiarello et al. Electrical conductivity of self-monitoring CFRC
Streicher et al. A chloride conduction test for concrete
Hughes et al. New technique for determining the electrical resistivity of concrete
CN101149302A (zh) 一种用于监测/测量应力/应变的传感器
Tian et al. Test and study on electrical property of conductive concrete
CN110333275B (zh) 一种导电混凝土环境中腐蚀检测电极及制备与检测方法
CN108827866A (zh) 利用丝束电极表征已涂覆搪瓷层的低碳钢表面微区腐蚀特征的方法
Teomete et al. Cement based strain sensor: A step to smart concrete
CN103513107A (zh) 电池极片及其检测方法
CN104345216A (zh) 测量水泥电阻率和水泥28天强度的方法和装置
Hwang et al. Investigation of electrical characteristics using various electrodes for evaluating the moisture content in wood.
CN113075390A (zh) 一种混凝土内部水分和氯离子同步传输感知装置
Andrade et al. Electronic and electrolytic conduction of cement pastes with additions of carbonaceous materials
Lakshminarayanan et al. A new technique for the measurement of the electrical resistivity of concrete
CN108802806A (zh) 一种大地介电谱检测方法
CN107589169A (zh) 一种检测水中镉离子的装置和方法
CN111856141A (zh) 一种水泥基电阻率检测***及其方法
RU2269777C1 (ru) Способ определения диффузионной проницаемости бетона
CN118067799B (zh) 一种高温高压下大岩样高密度电法监测装置及其监测方法
CN108318403A (zh) 一种水泥基材料渗透测试装置
RU2691627C2 (ru) Способ определения влажности почвы и устройство для его осуществления
Sassani et al. Determining the electrical resistivity of hardened concrete using different specimen geometry factors, electrode configurations, and electric currents
CN1087426C (zh) 一种快速评价混凝土渗透性相对好坏的方法
Lu et al. In-suit monitoring electrical resistiviy in cover-zone concrete by Tower Type Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090513

Termination date: 20111017