混凝土中水泥水化过程的电化学阻抗研究.pdf

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1、2013年第10期(总第288期)混凝土理论研究Number10in2013(TotalNo．288)ConcreteTHE0RETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2013．10．011混凝土中水泥水化过程的电化学阻抗研究贡金鑫。张文(大连理工大学建设工程学部土木工程学院，辽宁大连116024)摘要：分析了电化学阻抗谱的基本原理，对水灰比为0．4、0．5、0．6的混凝土进行了电化学阻抗谱试验，研究了混凝土中水泥浆体的水化反应进程，比较了不同水灰比和不同龄期混凝土的电化学阻抗谱图的变化，得到阻抗参数与混凝土细观结构

2、参数的关系。研究表明，随着混凝土水泥水化龄期的增长和水灰比减小，孔溶液电阻R。、水化电子进行电荷传递的电阻尺和扩散阻抗系数不断增加，双电层电容c基本不变，表明混凝土的总孔隙率、平均孔径不断降低，结构逐渐致密。关键词：混凝土；水泥水化；电化学阻抗谱中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2013)10—0044—05StudyofhydrationprocessofconcretebyelectrochemicalimpedancespectroscopyGONGJinxin．ZHANGWen(SchoolofCivilEngin

3、eering，FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Thebasicprincipleofelectrochemicalimpedancespectroscopywasanalyzed，electrochemicalimpedancespectroscopytestsweremadeonconcretespecimenswithwater—cementratioof0．4，0．5and0．6，andtheproces

4、softhehydrationreactionofthecementslur-ryintheconcretewasstudied．Thenthediscrepancyoftheelectrochemicalimpedancespectrafordiferentconcretewascompared，andtherelationshipbetweentheimpedanceparametersandtheconcretemeso—structureparameterswasobtained．Theresultsshowedthattheresis-tanceof

5、theporesolutionRs，resistancetotransferthehydratedelectronRdandthecoeficientofdifusionimpedancecontinuallyin—creasewiththeincreaseofageofcementhydrationanddecreaseofcementratio，andtheelectricdoublelayercapacitorwassubstantiallyconstant，indicatingthattheconcretetotalporosityandaverage

6、porediametercontinuouslydecreasedandthestructurebecamecompact．Keywords：concrete；cementhydration；electrochemicalimpedancespectroscopy0引言1电化学阻抗谱基本理论自从荷兰物理化学家Sluyters开创了电化学阻抗谱以1．1等效电路及电化学阻抗谱来[1_，该方法已在各不同领域得到广泛应用。近年在水电化学阻抗谱是对一个样品在不同频率下施加小振幅的正弦交流电压，测量其正弦交变电流，进而计算得到泥基材料特性、钢筋锈蚀研究方面取得了很多的成果

7、，包电化学参数。在电化学中，电压与电流的比值称为该样品的括水泥净浆、砂浆中水泥水化过程、粉煤灰火山灰活性阻抗，反映了样品对所施加的电压呈现出的电阻(阻抗的等的阻抗谱研究，混凝土力学性能及混凝土中钢筋锈蚀、实部)和电抗(阻抗的虚部)的复合特性。随着频率的变化地铁中的杂散电流腐蚀的电化学阻抗谱研究等【。水泥可测得一系列阻抗数据，这种随频率而变的阻抗数据的集合水化过程是混凝土物理和力学性能发展的关键，目前的称为阻抗谱。一般用复数z(∞)来表示电响应的频率特I生：电化学阻抗谱研究主要集中在水泥净浆、砂浆方面，对混Z()=Z()一Z”(∞)(1)凝土中水泥水化过程和孔隙

8、结构的研究较少，而由于粗式中：Z，——