Измеритель удельного электрического сопротивления бетона PROCEQ Resipod. Электрическое сопротивление бетона


Использование бетона в качестве электропроводного материала |

Использование бетона в качестве электропроводного материала

В настоящее время бетонные и железобетонные конструкции находят все более широкое применение в различных областях техники. Новые области применения бетона потребовали и новых зйаний о его свойствах. Наряду с изучением физико-механических свойств сейчас стали уделять большое внимание электротехническим свойствам бетона и, как следствие этого, были начаты работы по созданию бетонов с заранее заданными электрическими характеристиками.

Во многих странах ведутся работы по созданию специальных бетонов с заданными электрическими свойствами, а также по исследованию и использованию электрических свойств обычных строительных бетонов. Интерес к этой работе обусловлен большими перспективами, которые откроются перед строительством, электроэнергетикой и другими отраслями техники в том случае, если будут найдены надежные пути превращения бетона в электропроводящий материал.

Изучение электрических свойств бетонов и создание новых типов электропроводящих бетонов идет в двух направлениях.

1.Создание электропроводящих бетонов с малым удельным электрическим сопротивлением и стабильностью электрических параметров во времени при изменяющихся условиях эксплуатации.

2.Изучение электрических свойств существующих бетонов и создание бетонов с улучшенными электроизоляционными свойствами: высоким удельным электрическим сопротивлением, малым значением диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, высокой электрической прочностью.

Разделение материалов на конструктивные и электротехнические существует во всех отраслях техники. Это объясняется тем, что известные электротехнические материалы по технико-экономическим показателям, а иногда из-за специфических физико-механических свойств, не могут быть использованы как конструктивные. Попытки использовать электроизоляционные или электропроводящие свойства обычного бетона делались и раньше, однако все они, как правило, неудачны, так как бетон не обладал стабильными электрическими свойствами, а регулировать их в заданных границах не представлялось возможным. Поэтому создание на основе обычного бетона материала, обладающего высокими конструктивными и необходимыми заранее заданными электрическими свойствами, является задачей большого народнохозяйственного значения.

Обычный бетон в определенных температурно-влажностных условиях обладает способностью проводить электрический ток, однако это его свойство является не стабильным. Кроме того, в большинстве случаев электропроводность обычного бетона рассматривается как вредная, так как с ней связана электрокоррозия арматуры в железобетонных конструкциях под воздействием блуждающих токов.

В ряде случаев эту способность пытаются использовать для целей заземления некоторых строительных конструкций, работающих под воздействием электрического тока. Последнее возможно лишь в том случае, если бетон будет стабильным проводником тока. Однако при сезонных колебаниях температуры и влажности электрическое сопротивление обычного бетона меняется на 6—8 порядков. Объясняется это тем, что он обладает ионным характером проводимости. При насыщении бетона водой происходит переход легкорастворимых компонентов цементного камня в жидкую фазу и он становится полупроводником с низким удельным электрическим сопротивлением. Высушивание же бетона приводит к росту его сопротивления.

Предлагались различные способы улучшения электрических свойств бетона. Большинство из них основывалось на том, чтобы воспрепятствовать проникновению влаги внутрь бетона или уменьшить ее влияние. Разработанный во Франции так называемый «изоляционный бетон Ламберта» приготавливался на водных битумных эмульсиях. Заполняя поры, образующиеся в теле бетона, битум затруднял его увлажнение, стабилизируя тем самым электрическое сопротивление. Бетон, предварительно высушенный, а затем покрытый или пропитанный с поверхности различными изоляционными составами, применяется во многих странах для изготовления токоограничивающих бетонных реакторов. В целях увеличения электрического сопротивления бетона, предназначенного для изготовления железобетонных шпал, в его состав вводились ионно-обменные смолы, которые связывали образующиеся при увлажнении бетона свободные ионы. Уменьшение концентрации ионов в жидкой фазе приводило к снижению электропроводности как самой жидкой фазы, так и бетона в целом. Наконец, высказывались предложения о получении изоляционных бетонов на основе полной замены цементной связки на полимерную. В зарубежной практике наибольшее распространение получил способ использования полимерных связок для получения электро-изоляцонных пластобетонов, в частности эпоксидного бетона.

Попытки использовать проводящие свойства бетона во влажном состоянии имели ограниченный успех. Объясняется это тем, что влажный бетон, с одной стороны, не выдерживал импульсов тока, с другой — при низких температурах, когда вода, находящаяся в бетоне, замерзала, он становился плохим проводником.

Характерная особенность большинства упомянутых выше работ заключалась в том, что бетон рассматривался с электрической точки зрения как нечто единое без достаточного учета его химического и фазового состава, микро- и макроструктуры, особенностей физико-химических процессов, приводящих к образованию его как материала.

В основу ведущихся исследований положен иной принцип получения как токопроводящих, так и изоляционных бетонов. Для изоляционных бетонов это, во-первых, комплексное изучение свойств отдельных компонентов цементного вяжущего и различных их сочетаний, что позволило выделить те из них, которые бы в наибольшей степени приближались к диэлектрикам и, во-вторых, установление роли пористости бетона и определение границы, опасной в электрическом отношении. Для электропроводящих бетонов это, во-первых, отыскание токопроводящёй добавки, изменяющей свойства бетона в сторону повышения его электропроводности и, во-вторых, получение на ее основе композиционного материала — специального бетона со всеми характерными качествами проводника электрического тока.

В результате этих работ был создан электропроводящий бетон, названный бетэлом, обладающий, наряду с конструктивными свойствами, способностью проводить электрический ток.

На основании теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что изменение в нужном направлении фазового состава и структуры цементного камня и бетона, а также использование токопроводящих добавок является одним из основных путей получения бетонов с заданными электрическими свойствами. Этого следует добиваться не только за счет выбора исходного вяжущего, заполнителя и добавок, но и создания оптимального с точки зрения электрических свойств режима твердения. В ранее выполненных работах в нашей стране и за рубежом первое учитывалось недостаточно, а второе не принималось во внимание вообще.

Связка, используемая в бетоне, может быть самой различной и в зависимости от ее вида различают следующие типы бетона: пластобетона, полимерцементный бетон и бетон на цементном вяжущем. Если проанализировать их с точки зрения электрической, конструктивной и экономической эффективности, то можно сказать, что наиболее подходящим для электрических целей является бетон на цементном вяжущем, так как он имеет, помимо высоких конструктивных и технико-экономических показателей, достаточно хорошую короностойкость и дугостойкость. Поэтому работа по применению бетона для электротехнических целей и должна развиваться в направлении использования обычного цементного бетона с учетом различных методов, улучшающих его электрические свойства.

Предварительные исследования прочностных и электрических свойств бетэла показали, что он может быть получен с большим диапазоном электрических и механических свойств:

Удельное электрическое сопротивление, ом-см10—104

Прочность на сжатие, кг/см285—250

Прочность на растяжение, кг/см215—30

Объемный вес, г/см21,8—2,2

Допустимая плотность тока, а/см210—0,1

Рабочий диапазон температуры, °С—60°—I-150°

Рабочая температура перегрева, °С120

Допустимая скорость перегрева, °С/сек200

Удельная разрушающая энергия при однократном включении токовой нагрузки, вт-сек/см3230—300

Удельный объем, необходимый для рассеивания энергии 1 Мвт-сек при перегреве на 1°С, 0,57

Удельная теплоемкость, ккал/г-град0,22

Электропроводящие бетоны относятся к числу дешевых и доступных материалов. Их стоимость лишь в некоторых случаях будет незначительно превышать стоимость обычных строительных бетонов. Это объясняется тем, что при изготовлении электропроводящих бетонов и конструкций на их основе используются распространенные составляющие — вяжущие, добавки, заполнители, а также в основном освоенные промышленностью технологические процессы.

Бетэл может найти широкое применение в области гражданского и сельскохозяйственного строительства. Панели стен и перекрытий, полы, кровли с внутренним водостоком, фундаменты опор линий ЛЭП, — вот далеко не полный перечень конструкций из него.

Бетэл как всякий проводник при прохождении электрического тока нагревается. Это позволяет широко использовать его для создания электроотопительных элементов зданий. В качестве нагревательных элементов могут быть использованы без больших изменении конструкций и технологической оснастки применяемые в настоящее время стеновые панели и плиты междуэтажных перекрытий. Конструкции из электропроводящего бетона позволят отказаться от сложных существующих систем отопления, обеспечат возможность создания индивидуального микроклимата в жилых помещениях, позволят предложить ряд принципиально новых решений отдельных узлов, обеспечат сокращение сроков монтажа зданий, приведут к снижению целого ряда эксплуатационных расходов, особенно в условиях сурового климата.

midas-beton.ru

Электросопротивление бетона

Процесс изменения электросопротивления характеризуется тремя периодами. В первый (начальный) период значение его уменьшается до 0,5—0,85 своего начального значения из-за увеличения концентрации электролитов в жидкой фазе и подвижности ионов при увеличении температуры бетона. Во втором периоде сопротивление достигает минимального значения и некоторое время практически стабилизируется вследствие равновесной насыщенности раствора жидкой фазы. В третьем периоде сопротивление интенсивно возрастает вследствие адсорбционного и химического связывания воды, а также частичного ее испарения в процессе прогрева. Интенсивность роста электросопротивления тем быстрее, чем выше температура и больше продолжительность изотермического выдерживания бетона. К слову сказать, если вы уже успели купить торшеры напольные для своего еще только строящегося жилища, не спешите их устанавливать пока не застыл бетон и не закончены строительные работы.

С повышением сопротивления уменьшается тепловыделение в прогреваемых материалах, чем и объясняется снижение температуры бетона в процессе длительного прогрева. При электропрогреве, как правило, следует применять малоподвижные бетонные смеси с осадкой конуса 2—5 см.

При прогреве бетона на пористых заполнителях в начальный период электрическое сопротивление выше, чем у бетона на плотных заполнителях с таким же расходом цемента и воды. По мере подъема температуры жидкая фаза мигрирует из заполнителей в растворную часть вследствие расширения воздуха и электросопротивление понижается.

Электропроводность стальной арматуры неизмеримо больше, чем бетона, а поэтому при прогреве железобетона ток преимущественно проходит по арматуре. Этим и объясняется неравномерность распределения электрических и тепловых полей в железобетонных конструкциях, а также перегрев бетона вблизи электродов и арматуры. В различных точках прогреваемых конструкций температура бетона не должна отличаться более чем на 15° С по длине и на 10° С по сечению. Включать ток при электропрогреве конструкций необходимо с таким расчетом, чтобы температура бетона не упала ниже 3—5° С. Повышать температуру как по условиям твердения бетона, так и по условиям уменьшения потребляемой мощности следует постепенно. Во всяком случае температура бетона в опалубке монолитных конструкций должна подниматься со скоростью не более 15—20° С/ч.

Температура изотермического прогрева для бетонов на быстротвердеющих цементах не должна превышать 60—70° С, а на шлакопортландцементах и нормальных портландцементах 80—90° С. Чем меньше модуль поверхности, тем меньше должна быть и максимально допускаемая температура в конструкции.

Обычно для прогрева монолитных конструкций электрический ток подводится от трансформаторов через распределительные щиты и софиты с помощью металлических электродов. Электропрогрев железобетонных конструкций, как правило, осуществляется через понизительные трансформаторы. Неармированные бетонные и малоармированные железобетонные конструкции (с насыщением арматурой не более 50 кг/м3 бетона) могут прогреваться и от сети с напряжением тока до 220 В (иногда до 380 В). Поэтому при больших объемах работ и недостатке трансформаторов такие конструкции, как фундаменты, полы и т. п., следует прогревать током повышенного напряжения, а трансформаторы использовать для прогрева железобетонных конструкций.

27 июля 2013

www.stroysovet.ru

Способ определения электрического сопротивления образца твердеющего бетона

 

1т, Т„,„" с 0--енса

II %C3щ — ""-"а A4$+ би чио-..., ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 01.08.73 (21) 1952606/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.09.75. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 16.12.75 (51) М. Кл. G 01k 33/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 620.1 08:666. .972.11 (088.8) (72) Автор изобретения

Е. С. Векслер

Ростовский инженерно-строительный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ТВЕРДЕ10ЩЕГО БЕТОНА

Предмет изобретения

Изобретение относится к области исследования строительных материалов и может быть использовано при изучении свойств твердеющих бетонов и разработки режимов их электропрогрева.

Известны способы определения электрического сопротивления образца твердеющего бетона путем включения его во внутреннюю электрическую цепь источника тока.

Недостатком известных способов является малая точность, обусловленная электрохимическими процессами, протекающими под воздействием внешней электрической энергии и искажающими результаты исследований.

Цель изобретения — повышение точности определения электрического сопротивления.

Указанная цель достигается тем, что исследуемый образец помещают между электродами гальванической пары, после чего периодически замыкают внешнюю электроцепь и определяют внутреннее электрическое сопротивление образованного гальванического элемента.

На черте>ке показана схема подключения элемента к внешней цепи.

Способ осу|цествляется следующим образом, Цинковый электрод 1, выполненный в виде стаканчика, заполняют составом бетона 2, вставляют в бетон угольный электрод 3 и уплотняют на виброплощадке.

Затем собирают электрическую схему, в которой к образованному гальваническому элементу подключают автоматический потенциометр 4 и параллельно ему через автоматический переключатель 5 нагрузку (R) 6.

После этого периодически замыкают внешнюю электроцепь. Замеры Э.Д.С. Bh|IIotIHHIoT при отключенной нагрузке, а замеры напря>кения — при включенной. По величинам Э.Д.С. и напряжения вычисляют электрическое сопротивление внутренней цепи в каждый момент времени.

Способ определения электрического сопро20 тивления образца твердеющего бетона путем включения его во внутреннюю электрическую цепь источника тока, о т л и ч а ю ш, и и с я тем, что, с целью повышения точности, исследуемый образец помещают между электродами гальванической пары, после чего периодически замыкают внешнюю электроцепь и определяют внутреннее электрическое сопротивление образованного гальванического элемента, 483623

Редактор И. Квачадзе

Заказ 3020 И Изд. № 967 Тираж 902 По /II I I clloc

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Прошив

Техред Л. Казачкова

Корректоры: А. Николаева и В. Дод

Способ определения электрического сопротивления образца твердеющего бетона Способ определения электрического сопротивления образца твердеющего бетона 

www.findpatent.ru

Способ определения диффузионной проницаемости бетона

Изобретение относится к исследованию свойств бетона и может быть использовано для контроля качества бетона неразрушающими методами в промышленном и гражданском строительстве, в том числе для бетонов особо низкой проницаемости. В способе определения диффузионной проницаемости бетона изготавливают образцы из бетона, насыщают указанные образцы водой, готовят водные вытяжки из порошка размолотого бетона и воды при их соотношении от 1:1 до 1:10, определяют удельное электрическое сопротивление бетона и указанных вытяжек путем помещения четырех электродов в образцы и вытяжки и измерения разницы потенциалов между средними электродами при пропускании электрического тока через крайние электроды, осуществляют экстраполяцию зависимости полученных значений удельного электрического сопротивления вытяжек от указанного соотношения "порошок размолотого бетона: вода" с получением значения удельного электрического сопротивления вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, а о диффузионной проницаемости бетона для электролита судят по коэффициенту диффузии Dб, см2/с, который рассчитывают по формуле: где ×100, ρ - удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см, ρв - удельное электрическое сопротивление вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, Ом·см, Пс - эффективная сквозная пористость, %, Dэ-коэффициент диффузии электролита, см2/с. Технический результат - упрощение способа испытания бетонов широкого диапазона, в том числе бетонов особо низкой проницаемости. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к исследованию свойств бетона и может быть использовано для контроля качества бетона, в том числе бетона особо низкой проницаемости, неразрушающими методами в промышленном и гражданском строительстве.

Известен способ контроля качества бетона, включающий изготовление бетонного образца, подключение к нему электродов, пропускание электрического тока и измерение электрического сопротивления эталонных образцов и испытуемого, сравнение результатов измерения, по которому судят о качестве бетона [1].

Недостатком известного способа является невысокая точность измерений и ограниченный диапазон определяемых параметров.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения диффузионной проницаемости бетонов методом электрической аналогии с измерением электрического сопротивления жидкой фазы бетона, по которому рассчитывают диффузионную проницаемость бетона путем умножения известных коэффициентов диффузии солей в водных растворах на величину сквозной пористости бетона. Сквозную пористость определяют из соотношения электрического сопротивления водной вытяжки из бетона и бетона, насыщенного водой [2].

Электрическое сопротивление бетона определяют на образцах-кубах. Контакт электрической цепи измеряющего прибора с бетоном осуществляется с помощью двух электродов через электропроводную смазку, обычно порошок графита, смоченный электролитом. Электрическое сопротивление электролита определяют в емкости из электроизоляционного материала с двумя электродами.

Известные способы измерения электрического сопротивления имеют определенные недостатки: при использовании омметра показание прибора непрерывно изменяется за счет поляризационных явлений на контакте электродов с бетоном или водной вытяжкой, при использовании мостов переменного тока сопротивление зависит от частоты электрического тока. В обоих случаях имеется неопределенность в определении сопротивления. Другой особенностью является то, что применяемая в измерении водная вытяжка, которую готовят при соотношении "бетон: вода", равном 1:10, не отражает концентрации растворенных солей в жидкой фазе бетона и электрического сопротивления жидкой фазы бетона.

Действительное соотношение твердых фаз и воды в бетоне на порядки величин больше. Например, в насыщенном водой бетоне, имеющем водопоглощение 4% по массе, соотношение твердого материала и воды составляет 1:0,04. Опытным путем установлено, что реально из затвердевшего бетона можно получить вытяжку при соотношении твердого материала и воды 1:1. При этом сопротивление такой вытяжки оказывается примерно в два раза меньше, чем в вытяжке состава 1:10. Поскольку получить вытяжку при соотношении 1:0,04 практически невозможно, определить проницаемость особенно плотных бетонов весьма сложно.

Техническая задача заключается в повышении точности испытаний при расширении диапазона испытуемых материалов и упрощении способа.

Техническая задача решается таким образом, что в способе определения диффузионной проницаемости бетона изготавливают образцы из бетона, насыщают указанные образцы водой, готовят водные вытяжки из порошка размолотого бетона и воды при их соотношении от 1:1 до 1:10, определяют удельное электрическое сопротивление бетона и указанных вытяжек путем помещения четырех электродов в образцы и вытяжки и измерения разницы потенциалов между средними электродами при пропускании электрического тока через крайние электроды, осуществляют экстраполяцию зависимости полученных значений удельного электрического сопротивления вытяжек от указанного соотношения "порошок размолотого бетона: вода" с получением значения удельного электрического сопротивления вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, а о диффузионной проницаемости бетона для электролита судят по коэффициенту диффузии Dб, см2/с, который рассчитывают по формуле:

где ×100,

ρ - удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см,

ρв - удельное электрическое сопротивление вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, Ом·см,

Пс - эффективная сквозная пористость, %,

Dэ -коэффициент диффузии электролита, см2/с.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности определения диффузионной проницаемости бетона за счет исключения поляризационных явлений при измерении электрического сопротивления бетона и водных вытяжек на контакте электродов и бетона или вытяжек и позволяет расширить диапазон испытаний и определять диффузионную проницаемость особо плотных бетонов (бетонов особо низкой проницаемости) за счет возможности определения электросопротивления путем экстраполяции.

Способ осуществляют следующим образом.

Изготавливают из бетона образцы-призмы размерами 4×4×16 см. При изготовлении в каждый образец устанавливают вертикально на расстоянии от торцов 1 см и 4 см по 4 стальных электрода. Электроды представляют собой металлические стержни длиной 60 мм, изготовленные из гладкой арматурной проволоки диаметром 5-6 мм. Образцы вакуумируют и в вакууме насыщают водой в течение 3-х суток.

После этого крайние электроды присоединяют к источнику тока, а средние соединяют с вольтметром и определяют разность потенциалов, которая не должна быть более 30 В. При большем значении уменьшают разность потенциалов от источника тока. По падению напряжения между средними электродами, величине тока и геометрическим размерам образца рассчитывают удельное электрическое сопротивление бетона.

По завершении измерений образцы сушат до постоянной массы. Высушенные образцы дробят и просеивают через сито 5 и 2,5 мм, при этом отбрасывают раздробленные зерна крупного заполнителя. Из материала, оставшегося на сите 2,5 мм готовят 4 водных вытяжки из бетона при соотношении "бетон: вода" равном 1:10; 1:5; 1:2,5; 1:1. При меньшем количестве воды возникают трудности в отборе жидкой фазы. Определяют электрическое сопротивление каждой вытяжки. В координатах соотношения "бетон: вода - электрическое сопротивление" строят полученную зависимость. На чертеже представлена графическая зависимость удельного сопротивления Ом·см и концентрации водной вытяжки соотношения вода: бетон. Действительное соотношение твердого материала и воды в бетоне зависит от пористости. Для бетонов с водопоглощением 3-10% она находится в пределах от 90:10 до 97:3 или от 1:0,11 до 1:0,03, т.е. приближается к 1:0. Экстраполируя экспериментальную зависимость на графике до соотношения «бетон: вода»=1:0, получаем значение электрического сопротивления вытяжки с концентрацией, приближенной к концентрации раствора в порах бетона. По результатам измерения величины тока и разности потенциалов рассчитывают удельное электрическое сопротивление бетона и водной вытяжки:

По результатам определения удельного электрического сопротивления бетона и его жидкой фазы рассчитывают сквозную пористость. Диффузионную проницаемость оценивают по отношению к хлориду натрия как обладающему высокой проницающей способностью, наиболее распространенному и агрессивному к железобетону раствору. Умножая известный по справочникам коэффициент диффузии хлоридов на значение сквозной пористости бетона, получаем коэффициент диффузии хлоридов в бетоне.

Эффективную сквозную пористость бетона Пс, %, и коэффициент диффузии Dб, см2/с, рассчитывают по формулам:

Dб=DЭ×Пс,

где DЭ - коэффициент диффузии электролита (находим по справочнику).

Пример.

Электрическое сопротивление бетона равно 142700 Ом·см. Электрическое сопротивление вытяжек представлено в таблице.

Экстраполяцией полученной зависимости до соотношения 1:0 определяем электрическое сопротивление жидкой фазы. В данном случае оно равно 83 Ом·см. Сквозная пористость бетона равна (83:142700)×100 = 0,058%. По справочным данным коэффициент диффузии хлорида натрия равен 1,25×10-5 см2/с. Коэффициент диффузии хлорида натрия в бетоне равен 1,25×10-5×0,00058 = 0,72×10-8 см2/с.

Соотношение "бетон: вода"Электрическое сопротивление вытяжки, Ом·см
1:10184,10
1:5124,18
1:2,5101,91
1:190,13

Источники информации

1. Патент РФ № 2064677, кл. G 01 N 33/38, 27. 07.1996.

2. Иванов Ф.М., Акимова К.М. Метод измерения сквозной пористости капиллярно-пористых тел. Заводская лаборатория - 1965, № 11. Сборник НИИЖБ, Москва, 1972. (прототип)

Способ определения диффузионной проницаемости бетона, характеризующийся тем, что изготавливают образцы из бетона, насыщают указанные образцы водой, готовят водные вытяжки из порошка размолотого бетона и воды при их соотношении от 1:1 до 1:10, определяют удельное электрическое сопротивление бетона и указанных вытяжек путем помещения четырех электродов в указанные образцы и указанные вытяжки и измерения разницы потенциалов между средними электродами при пропускании электрического тока через крайние электроды, осуществляют экстраполяцию зависимости полученных значений указанного удельного электрического сопротивления вытяжек от указанного соотношения "порошок размолотого бетона: вода" с получением значения удельного электрического сопротивления вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, а о диффузионной проницаемости бетона для электролита судят по коэффициенту диффузии Dб, см2/с, который рассчитывают по формуле

где

ρ - удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см;

ρв - удельное электрическое сопротивление вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, Ом·см;

Пс - эффективная сквозная пористость, %;

Dэ - коэффициент диффузии электролита, см2/с.

www.findpatent.ru

Resipod – прибор для измерения удельного электрического сопротивления бетона

Resipod прибор для измерения удельного электрического сопротивления бетона Прибор Resipod швейцарской компании Proceq - это полностью интегрированный 4-точечный датчик Веннера, предназначенный для измерения удельного электрического сопротивления бетона или камня. Измерение удельного сопротивления поверхности дает очень важную информацию о состоянии бетонной конструкции. Доказано, что удельное сопротивление напрямую связано с вероятностью коррозии и ее скоростью, кроме того последние исследования показали прямую корреляцию между удельным сопротивлением и скоростью карбонизации, а также определением прочности свежих бетонов на сжатие.

Принцип работы. В процессе работы на два внешних датчика подается ток и измеряется разность потенциалов между двумя внутренними датчиками. Удельное сопротивление бетона определяется сопротивлением жидкости в порах, структурой пор и степенью насыщения. Расчетное удельное сопротивление зависит от расстояния между датчиками. На сегодняшний день, Resipod это один из самых точных и быстрых приборов на российском рынке. Прибор имеет прочный, водонепроницаемый корпус, для работы в сложных погодных условиях, все это делает Resipod одним из наиболее универсальных приборов неразрушающего контроля бетонных конструкций. Ниже перечислены основные области применения датчика электрического сопротивления бетона Resipod.

Области применения

  • Определение вероятности коррозии
  • Индикатор скорости коррозии
  • Корреляция с проницаемостью для хлорида (карборнизация)
  • Определение участков конструкции, наиболее подверженных карбонизации
  • Оценка эффективности отверждения на месте
  • Определение зональных требований к системам катодной защиты
  • Выявление влажных и сухих участков в бетонной конструкции
  • Выявление отклонений соотношения воды и цемента в бетонной конструкции
  • Корреляция с ранней прочностью на сжатие
  • Корреляция с водопроницаемостью камня
Характеристика Значение
Разрешение (номинальный ток 200 мкА) ±0,2 кОм*см или ±1% (большее значение)
Разрешение (номинальный ток 50 мкА) ±0,3 кОм*см или ±2% (большее значение)
Разрешение (номинальный ток меньше50 мкА) ±2 кОм*см или ±5% (большее значение)
Частота 40 Гц
Диапазон измерения от 0 до ок. 1000 кОм*см
Возможность изменения шага датчика есть
Индикатор электрического тока и индикатор плохого контакта есть
Возможность замены стандартных наконечников дополнительными есть
Память Энергонезависимая, ок. 500 измеренных значений
Электропитание Более 50 часов автономной работы
Подключение зарядного устройства USB, тип B (5 В, 100 мА)
Размеры 197 x 53 x 69,7 мм
Вес 318 г
Рабочая температура от 0° до 50°C (от 32° до 122°F)
Температура хранения -от -10° до 70°C (от 14° до 158°F)
Степень защиты IP IPX7
Стандарты AASHTO
Гарантия 2 года (с возможностью продления до 3х лет)

Электронный блок прибора Resipod поставляется в двух модификациях, с шагом датчиков 50мм и 38мм. Шаг датчика 50мм обеспечивает более устойчивые показания при измерении на таком неоднородном материале, как бетон. Тем не менее, если шаг слишком большой, больше и опасность влияния на измерение арматурной стали. Модель с шагом датчиков 38 мм создана специально, чтобы соответствовать стандарту AASHTO TP 95-11 “Индикация устойчивости бетона к проникновению ионов хлорида посредством измерения удельного сопротивления поверхности”. Тест на удельное сопротивление поверхности (SR) - гораздо более быстрое и простое испытание для определения проницаемости бетона. Это проверенный метод, который может заменить более трудоемкое испытание на проницаемость для хлорида.

По дополнительному заказу, возможна поставка прибора в специальных комплектациях Resipod Geometric (с датчиком с изменяемым шагом) и Комплект Resipod Bulk Resistivity с расширенным функционалом для контроля бетонных цилиндров.

Применение Resipod Resipod Geometric Resipod Bulk Resistivity
Фото прибора Resipod в процессе контроля проницаемости бетона Resipod Geometric Resipod Bulk Resistivity
Измерение удельного сопротивления поверхности на стандартных цилиндрах (4" x 8", 100 x 200 мм) или (6" x 12", 150 x 300 мм) с максимальным размером заполнителя (1,5", 38 мм). Датчик с фиксированным шагом (1,5", 38 мм)
Измерение объемного удельного электрического сопротивления на цилиндрах диаметром до 100 мм (4")    
Испытание удельного сопротивления поверхности на нестандартных цилиндрах с размером заполнителя > 1,5", 38 мм    
Коэффициент коррекции для шага датчика
Коэффициент коррекции для геометрии образца    
Задаваемый пользователем коэффициент коррекции    
Датчик с изменяемым шагом    
Схема удельного сопротивления поверхности на объекте для определения вероятности коррозии, скорости коррозии и внедрения систем катодной защиты  

Комплект Resipod Geometric (УЭСП). Resipod Geometric поставляется с датчиком с изменяемым шагом, который корректируется под заполнители большего размера. Он также позволяет пользователю при помощи программного обеспечения ResipodLink вводить коэффициенты геометрической коррекции для корректных показаний проходимости непосредственно на самом приборе.

Комплект Resipod Bulk Resistivity (ОУЭС) имеет все необходимое для проведения испытания на стандартных цилиндрах диаметром 4", 100 мм. Метод измерения объемного удельного электрического сопротивления это альтернативный метод, при котором сопротивление образца измеряется между электрическими планками на его краях. Геометрический коэффициент очень прост в использовании, а процесс испытания достаточно быстр и по преимуществам схож с испытанием удельного сопротивления поверхности.

Программное обеспечение ResipodLink для Windows, разработанное компанией Proceq, позволяет пользователю просматривать и манипулировать данными на подключенном ПК. Оно позволяет также установить изменяемый шаг электродов.

Комплект поставки

  • Прибор Resipod, шаг датчика 50 мм (или 38 мм),
  • контрольная полоска,
  • контактные площадки из пенопласта,
  • зарядное устройство с кабелем USB,
  • программное обеспечение, подвесной ремень,
  • документация и сумка

Дополнительные принадлежности

  • Набор удлинителей кабеля
  • Набор сменных контактных площадок из пенопласта (20 штук)
  • Контрольная полоска
  • Крышка порта USB
  • Подвесной ремень
  • 341 80 112 Зарядное устройство USB, стандартное

Дополнительная информация

Вебинар с описанием возможностей прибора

 

Цена прибора Resipod указана в прайс-листе. Цена указана с учетом НДС. Смотрите так же раздел Приборы для контроля бетона

www.ntcexpert.ru

способ определения диффузионной проницаемости бетона - патент РФ 2269777

Изобретение относится к исследованию свойств бетона и может быть использовано для контроля качества бетона неразрушающими методами в промышленном и гражданском строительстве, в том числе для бетонов особо низкой проницаемости. В способе определения диффузионной проницаемости бетона изготавливают образцы из бетона, насыщают указанные образцы водой, готовят водные вытяжки из порошка размолотого бетона и воды при их соотношении от 1:1 до 1:10, определяют удельное электрическое сопротивление бетона и указанных вытяжек путем помещения четырех электродов в образцы и вытяжки и измерения разницы потенциалов между средними электродами при пропускании электрического тока через крайние электроды, осуществляют экстраполяцию зависимости полученных значений удельного электрического сопротивления вытяжек от указанного соотношения "порошок размолотого бетона: вода" с получением значения удельного электрического сопротивления вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, а о диффузионной проницаемости бетона для электролита судят по коэффициенту диффузии Dб , см2/с, который рассчитывают по формуле: способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777 где способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777 ×100, способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777 - удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см, способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777в - удельное электрическое сопротивление вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, Ом·см, Пс - эффективная сквозная пористость, %, Dэ-коэффициент диффузии электролита, см2 /с. Технический результат - упрощение способа испытания бетонов широкого диапазона, в том числе бетонов особо низкой проницаемости. 1 табл., 1 ил. способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777

Рисунки к патенту РФ 2269777

Изобретение относится к исследованию свойств бетона и может быть использовано для контроля качества бетона, в том числе бетона особо низкой проницаемости, неразрушающими методами в промышленном и гражданском строительстве.

Известен способ контроля качества бетона, включающий изготовление бетонного образца, подключение к нему электродов, пропускание электрического тока и измерение электрического сопротивления эталонных образцов и испытуемого, сравнение результатов измерения, по которому судят о качестве бетона [1].

Недостатком известного способа является невысокая точность измерений и ограниченный диапазон определяемых параметров.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения диффузионной проницаемости бетонов методом электрической аналогии с измерением электрического сопротивления жидкой фазы бетона, по которому рассчитывают диффузионную проницаемость бетона путем умножения известных коэффициентов диффузии солей в водных растворах на величину сквозной пористости бетона. Сквозную пористость определяют из соотношения электрического сопротивления водной вытяжки из бетона и бетона, насыщенного водой [2].

Электрическое сопротивление бетона определяют на образцах-кубах. Контакт электрической цепи измеряющего прибора с бетоном осуществляется с помощью двух электродов через электропроводную смазку, обычно порошок графита, смоченный электролитом. Электрическое сопротивление электролита определяют в емкости из электроизоляционного материала с двумя электродами.

Известные способы измерения электрического сопротивления имеют определенные недостатки: при использовании омметра показание прибора непрерывно изменяется за счет поляризационных явлений на контакте электродов с бетоном или водной вытяжкой, при использовании мостов переменного тока сопротивление зависит от частоты электрического тока. В обоих случаях имеется неопределенность в определении сопротивления. Другой особенностью является то, что применяемая в измерении водная вытяжка, которую готовят при соотношении "бетон: вода", равном 1:10, не отражает концентрации растворенных солей в жидкой фазе бетона и электрического сопротивления жидкой фазы бетона.

Действительное соотношение твердых фаз и воды в бетоне на порядки величин больше. Например, в насыщенном водой бетоне, имеющем водопоглощение 4% по массе, соотношение твердого материала и воды составляет 1:0,04. Опытным путем установлено, что реально из затвердевшего бетона можно получить вытяжку при соотношении твердого материала и воды 1:1. При этом сопротивление такой вытяжки оказывается примерно в два раза меньше, чем в вытяжке состава 1:10. Поскольку получить вытяжку при соотношении 1:0,04 практически невозможно, определить проницаемость особенно плотных бетонов весьма сложно.

Техническая задача заключается в повышении точности испытаний при расширении диапазона испытуемых материалов и упрощении способа.

Техническая задача решается таким образом, что в способе определения диффузионной проницаемости бетона изготавливают образцы из бетона, насыщают указанные образцы водой, готовят водные вытяжки из порошка размолотого бетона и воды при их соотношении от 1:1 до 1:10, определяют удельное электрическое сопротивление бетона и указанных вытяжек путем помещения четырех электродов в образцы и вытяжки и измерения разницы потенциалов между средними электродами при пропускании электрического тока через крайние электроды, осуществляют экстраполяцию зависимости полученных значений удельного электрического сопротивления вытяжек от указанного соотношения "порошок размолотого бетона: вода" с получением значения удельного электрического сопротивления вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, а о диффузионной проницаемости бетона для электролита судят по коэффициенту диффузии Dб, см2/с, который рассчитывают по формуле:

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777

где способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777 ×100,

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777 - удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см,

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777в - удельное электрическое сопротивление вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, Ом·см,

Пс - эффективная сквозная пористость, %,

Dэ -коэффициент диффузии электролита, см 2/с.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности определения диффузионной проницаемости бетона за счет исключения поляризационных явлений при измерении электрического сопротивления бетона и водных вытяжек на контакте электродов и бетона или вытяжек и позволяет расширить диапазон испытаний и определять диффузионную проницаемость особо плотных бетонов (бетонов особо низкой проницаемости) за счет возможности определения электросопротивления путем экстраполяции.

Способ осуществляют следующим образом.

Изготавливают из бетона образцы-призмы размерами 4×4×16 см. При изготовлении в каждый образец устанавливают вертикально на расстоянии от торцов 1 см и 4 см по 4 стальных электрода. Электроды представляют собой металлические стержни длиной 60 мм, изготовленные из гладкой арматурной проволоки диаметром 5-6 мм. Образцы вакуумируют и в вакууме насыщают водой в течение 3-х суток.

После этого крайние электроды присоединяют к источнику тока, а средние соединяют с вольтметром и определяют разность потенциалов, которая не должна быть более 30 В. При большем значении уменьшают разность потенциалов от источника тока. По падению напряжения между средними электродами, величине тока и геометрическим размерам образца рассчитывают удельное электрическое сопротивление бетона.

По завершении измерений образцы сушат до постоянной массы. Высушенные образцы дробят и просеивают через сито 5 и 2,5 мм, при этом отбрасывают раздробленные зерна крупного заполнителя. Из материала, оставшегося на сите 2,5 мм готовят 4 водных вытяжки из бетона при соотношении "бетон: вода" равном 1:10; 1:5; 1:2,5; 1:1. При меньшем количестве воды возникают трудности в отборе жидкой фазы. Определяют электрическое сопротивление каждой вытяжки. В координатах соотношения "бетон: вода - электрическое сопротивление" строят полученную зависимость. На чертеже представлена графическая зависимость удельного сопротивления Ом·см и концентрации водной вытяжки соотношения вода: бетон. Действительное соотношение твердого материала и воды в бетоне зависит от пористости. Для бетонов с водопоглощением 3-10% она находится в пределах от 90:10 до 97:3 или от 1:0,11 до 1:0,03, т.е. приближается к 1:0. Экстраполируя экспериментальную зависимость на графике до соотношения «бетон: вода»=1:0, получаем значение электрического сопротивления вытяжки с концентрацией, приближенной к концентрации раствора в порах бетона. По результатам измерения величины тока и разности потенциалов рассчитывают удельное электрическое сопротивление бетона и водной вытяжки:

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777

По результатам определения удельного электрического сопротивления бетона и его жидкой фазы рассчитывают сквозную пористость. Диффузионную проницаемость оценивают по отношению к хлориду натрия как обладающему высокой проницающей способностью, наиболее распространенному и агрессивному к железобетону раствору. Умножая известный по справочникам коэффициент диффузии хлоридов на значение сквозной пористости бетона, получаем коэффициент диффузии хлоридов в бетоне.

Эффективную сквозную пористость бетона Пс, %, и коэффициент диффузии Dб, см2/с, рассчитывают по формулам:

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777

Dб=DЭ×Пс,

где DЭ - коэффициент диффузии электролита (находим по справочнику).

Пример.

Электрическое сопротивление бетона равно 142700 Ом·см. Электрическое сопротивление вытяжек представлено в таблице.

Экстраполяцией полученной зависимости до соотношения 1:0 определяем электрическое сопротивление жидкой фазы. В данном случае оно равно 83 Ом·см. Сквозная пористость бетона равна (83:142700)×100 = 0,058%. По справочным данным коэффициент диффузии хлорида натрия равен 1,25×10-5 см2/с. Коэффициент диффузии хлорида натрия в бетоне равен 1,25×10-5×0,00058 = 0,72×10 -8 см2/с.

Соотношение "бетон: вода" Электрическое сопротивление вытяжки, Ом·см
1:10184,10
1:5124,18
1:2,5 101,91
1:1 90,13

Источники информации

1. Патент РФ № 2064677, кл. G 01 N 33/38, 27. 07.1996.

2. Иванов Ф.М., Акимова К.М. Метод измерения сквозной пористости капиллярно-пористых тел. Заводская лаборатория - 1965, № 11. Сборник НИИЖБ, Москва, 1972. (прототип)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения диффузионной проницаемости бетона, характеризующийся тем, что изготавливают образцы из бетона, насыщают указанные образцы водой, готовят водные вытяжки из порошка размолотого бетона и воды при их соотношении от 1:1 до 1:10, определяют удельное электрическое сопротивление бетона и указанных вытяжек путем помещения четырех электродов в указанные образцы и указанные вытяжки и измерения разницы потенциалов между средними электродами при пропускании электрического тока через крайние электроды, осуществляют экстраполяцию зависимости полученных значений указанного удельного электрического сопротивления вытяжек от указанного соотношения "порошок размолотого бетона: вода" с получением значения удельного электрического сопротивления вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, а о диффузионной проницаемости бетона для электролита судят по коэффициенту диффузии Dб, см2/с, который рассчитывают по формуле

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777

где способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777 - удельное электрическое сопротивление бетона, Ом·см;

способ определения диффузионной проницаемости бетона, патент № 2269777в - удельное электрическое сопротивление вытяжки с соотношением "порошок размолотого бетона: вода" 1:0, Ом·см;

Пс - эффективная сквозная пористость, %;

Dэ - коэффициент диффузии электролита, см 2/с.

www.freepatent.ru

Измеритель удельного электрического сопротивления бетона PROCEQ Resipod

Описание прибора Proceq-Resipod

Прибор Resipod - это полностью интегрированный 4-точечный датчик Веннера, предназначенный для измерения удельного электрического сопротивления бетона методом неразрушающего контроля. Этот прибор - самый точный из имеющихся, исключительно быстрый и стабильный, в прочном водонепроницаемом корпусе, созданном для сложных условий на строительной площадке.

Измерение удельного сопротивления поверхности дает исключительно полезную информацию о состоянии бетонной конструкции. Доказано не только то, что удельное сопротивление напрямую связано с вероятностью коррозии и ее скоростью; последние исследования показали, что есть прямая корреляция между удельным сопротивлением и скоростью карбонизации, а также определением прочности на сжатие свежих бетонов. Это делает его одним из наиболее универсальных методов неразрушающего контроля бетона.

Преимущества устройства Proceq Resipod

  • Полностью интегрированный прибор для измерения удельного сопротивления на поверхности
  • Высочайшее разрешение, доступное для прибора для измерения удельного сопротивления на поверхности
  • Отвечает стандарту AASHTO (шаг датчика 38 мм, 1,5 дюйма).
  • Индикатор электрического тока и индикатор плохого контакта
  • Функции удержания, сохранения и удаления, со встроенной памятью
  • Подключение через USB и специальное программное обеспечение для ПК
  • Водонепроницаемая конструкция
  • Позволяет заменить стандартные наконечники дополнительными принадлежностями

Области применения устройства PROCEQ Resipod

  • Определение вероятности коррозии
  • Индикатор скорости коррозии
  • Корреляция с проницаемостью для хлорида (корбанизация)
  • Оценка эффективности отверждения на месте
  • Определение зональных требований к системам катодной защиты
  • Выявление влажных и сухих участков в бетонной конструкции
  • Выявление отклонений соотношения воды и цемента в бетонной конструкции
  • Определение участков конструкции, наиболее подверженных карбонизации
  • Корреляция с ранней прочностью на сжатие
  • Корреляция с водопроницаемостью камня

Технические характеристики измерителя электрического сопротивления бетона PROCEQ Resipod

Разрешение (номинальный ток 200 мкА)

±0,2 кОм*см или ±1% (большее значение)

Разрешение (номинальный ток 50 мкА)

±0,3 кОм*см или ±2% (большее значение)

Разрешение (номинальный ток меньше50 мкА)

±2 кОм*см или ±5% (большее значение)

Частота

40 Гц

Память

Энергонезависимая, ок. 500 измеренныхзначений

Электропитание

Более 50 часов автономной работы

Подключение зарядного устройства

USB, тип B (5 В, 100 мА)

Размеры

197 x 53 x 69,7 мм

Вес

318 г

Рабочая температура

от 0° до 50°C (от 32° до 122°F)

Температура хранения

-от -10° до 70°C (от 14° до 158°F)

Гарантии на прибор Resipod

  • Стандартная двухлетняя ограниченная гарантия на электронные детали измерительного оборудования
  • Опциональное продление гарантийного периода до 3 дополнительных лет

Программное обеспечение Resipod Link

Программное обеспечение ResipodLink для Windows, разработанное компанией Proceq, позволяет пользователю просматривать и манипулировать данными на подключенном ПК. Оно позволяет также установить изменяемый шаг электродов.

Стандарты

Прибор Resipod соответствует предложенному AASHTO стандарту испытаний удельного сопротивления на поверхности для определения проницаемости твердого бетона.

Купить измеритель электрического сопротивления бетона Proceq Resipod / Цена на прибор Proceq Resipod / Стоимость устройства Proceq Resipod / Производитель прибора Resipod / Купить прибор Proceq Resipod в Перми /

В компании «АНК» Вы можете купить Измеритель удельного электрического сопротивления бетона PROCEQ Resipod по низкой цене. Также Вы можете заказать товар у наших специалистов, связавшись по телефону: (342) 2-474-505 или оформив заявку на нашем сайте. Доставка данного прибора возможна до следующих городов России транспортной компанией до терминала или до "двери" заказчика:Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Байкальск, Балаково, Балтийск, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Железногорск, Звенигород, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мичуринск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Новый Оскол, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Ухта, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Югорск, Ярославль и другие города. Также доставка оборудования может осуществляться во все города Республики Казахстан, Белоруссии и других стран СНГ, Европы и Азии.

ank-ndt.ru