轻集料混凝土的交流阻抗特性

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1、文章编号：1007—046X(2010)04—0020-03糍簿斟轻集料混凝土的交流阻抗特性ACImpedanceSpectroscopyofLightweightAggregateConcrete彭明强，杨正宏。史美伦(同济大学材料科学与工程学院，上海200092)摘要：利用交流阻抗谱技术对陶粒混凝土进行了测量并把测量结果表示为复平面图。根据实验测得的复平面曲线对混凝土的细观结构(孔隙率、密实度及水化程度)进行讨论。关键词：陶粒混凝土；交流阻抗谱：复平面图中图分类号：TU528．2文献标识码：AAbstract：A

2、Cimpedancetechnologyhasbeenusedtomeasurelightweightaggregateconcrete．Theresultsareplottedinthecomplexplanes．Themicrostructureofthesamplesofconcreteconcerningtheporosity,thecompactnessandthedegreeofhydrationarediscussedintermsoftheshapeofthecomplexplaneplotsmeas

3、uredexperimentally·Keywords：lightweightaggregateconcrete；Acimpedancespectroscopy；complexplane0前言Z=Z+iZ”近年来，材料的交流阻抗谱被认为是颇有希望的一Z：IZ种可以表征材料特性的解析表示，至今已在混凝土领域里Z’=IZI~ino,，得到了广泛的应用。轻集料混凝土(陶粒混凝土)具有高式中z，和z”分别为复阻抗z的实部和虚部，它们都是强、质轻和保温隔热的优点，是未来满足建筑节能要求的频率CO的函数：新型重要建筑材料之一。本

4、文将以轻集料混凝土的交流阻Z(i)=Z()+fZ¨()抗特性为例对此进行探讨。lzI=万1交流阻抗谱的原理”lzI为复数z的振幅或称模。复阻抗z也可以表示为在一块被测试的材料两端加上低电压、小振幅正弦Z=IZ波交流电，如果在材料两端施加的电压为’式中0为电压与电流之间的相位差，简称为相角。E=EO。“由于复阻抗z及其实部z与虚部z”均为频率的函式中为外加正弦波电压，EO为其振幅(或称为模)，CO数，我们必须在一个宽广的频率范围内逐点进行测量，测为正弦波电压的角频率。此时，材料中会有正弦波的电流得的结果称为交流阻抗谱。

5、交流阻抗谱可表示在一张以实通过：部Z为横轴，以虚部z”为纵轴的复平面图上。典型的混，=108j咖‘)凝土样品的交流阻抗谱如图1所示的复平面图：式中，为通过材料的正弦波电流，为其振幅(或称为模)。正弦波电流，的角频率与所施加电压相同，但是两者之间有一相位差0。电压E与电流I之比E／I称为阻抗，因为E和之间存在相位差0，故此比值要用一个复数z来表示：图1混凝土样品典型的复平面图20COALASH4／2010图1中的曲线由一个不完整的高频半圆和一条低频斜表3碎石型陶粒混凝土配合比／(kg．m。)线所组成。高频半圆与实轴z的

6、交点为凡，该值的大小表征了混凝土中孔隙溶液的特性和混凝土的孔隙率，越大，混凝土的孔隙率越小。高频半圆的直径在阻抗文献里表示为是混凝土水化程度的标志，，越小，水化程备注：普通混凝土样品分别称为PA，PB，PC：圆球型陶粒混凝土样品分别称为TA，TB，TC；碎石型陶粒混凝土样品分别称为LA，LB，度越高。对于同一混凝土样品，随着养护时间的增长，高LC。’频半圆的直径逐步缩小。实验测得的高频半圆实际上3结果与讨论呈压扁状，其压扁程度可用分形的维数来表示，它是混凝混凝土28d抗压强度如表4所示。土细观结构的另一个表征。低频斜

7、线的斜率与其在实轴z表4不同种类混凝土样品的28d抗压强度／MPa上的截距可用来判断混凝土的抗渗性和氯化物扩散性呤，在本文中未予讨论。2实验部分2．1原材料水泥：宁国海螺水泥厂，海螺牌52．5R硅酸盐水泥；图2到图5为各种混凝土样品的交流阻抗谱。砂：普通中砂，细度模数约为2．7；晏石子：连续级配5—25mm普通碎石；嗡嗡檬蹬撒揣攘咖圆球形陶粒：广州华穗轻质陶粒制品厂，密度等级为800级，表观密度为1250kg／m，1h吸水率为2．70％；碎石型陶粒：湖北宜昌光大陶粒有限公司，密度等级为800级，表观密度为1560kg

8、／m，1h吸水率为2．30％；减水剂：苏州弗克新型建材有限公司，聚羧酸减水剂(粉剂)，掺量为水泥质量的O．20％；l41．61．82．02．22．42．6z水：自来水。图2蕾通混凝土的交流阻抗谱2．2试验方法40按照《普通混凝土力学性能试验方法》制作边长为3．530100mm的立方体试件，混凝土配合比见表1、表2和表3，2．528d标准养护(温