Page 92 - 2022年第53卷第6期

图 ８ 混凝土二维电势分布

图 ９（ａ）中室内试验与数值模拟结果对比表明，二者在趋势上是一致的，粗骨料体积分数越小，
ＥＲＣＣ电阻率的增长幅度就越小；粗骨料体积分数为 ２０％、５０％时，误差最大，分别达到了 １８．０％、
１２．０％，在其他的粗骨料体积分数下，二者较为吻合，误差均小于 １０％，说明数值计算的混凝土电阻
率结果具有一定的可靠性。由图 ９（ｂ）可以看出，ＥＲＣＣ电阻率与粗骨料的体积分数呈指数关系，对数
２
值结果进行拟合，Ｒ达到 ０．９７７。该曲线给出了 ＥＲＣＣ电阻率与骨料含量的数学关系，拟合的指数公
式中，与 ｙ轴的交点为砂浆电阻率；系数为拟合出的值，该值的大小为 ０．０１７６。

图 ９ ＥＲＣＣ电阻率室内试验与数值模拟分析

３．３ 不同导电相掺量对 ＥＲＣＣ电阻率的影响 炭黑掺量较小时，导电方式主要通过孔隙中的离子进
行导电；增加炭黑掺量，炭黑粒子之间的距离不断缩小，当粒子之间的距离小到一定值时，在外加电
场的作用下，电子产生隧穿效应；进一步增加炭黑掺量，炭黑粒子相互搭接形成导电通路，电阻率急
剧下降，但继续增加炭黑掺量对电阻率的降低不会有很大的效果。由此，在组成 ＥＲＣＣ的组份中，砂
浆基体的电阻率影响因素主要包括炭黑掺量、水灰比、孔隙率等，但在阈值附近，炭黑掺量是改变其
电阻率的关键因素。当炭黑掺量低于该值时，增加炭黑掺量，混凝土电阻率会急剧降低；当炭黑掺量
高于该值时，增加炭黑掺量，电阻率变化并不显著。因此，根据图 ６砂浆电阻率与炭黑掺量的关系曲
线，选取炭黑掺量为 ６％、８％、１０％的电阻率值作为数值模拟的材料参数，得到的 ＥＲＣＣ电阻率与骨
料的关系如图 １０所示。
Ｂｘ
图 １０计算了不同炭黑掺量的导电混凝土电阻率与骨料体积分数的关系，并用 ｙ ＝ Ａｅ 对数值计算
结果进行拟合。其中，Ａ为混凝土中粗骨料掺量为 ０时的电阻率，即砂浆电阻率；Ｂ为拟合的参数，３
条曲线拟合的值分别为 ０．０１７８５、０．０１７６３、０．０１７５６；ｘ为骨料体积分数，取值范围为 ０～１００。从 ３

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