قياس المقاومة الكهربائية للخرسانة

يمكن قياس المقاومة الكهربائية للخرسانة بتطبيق تيار كهربائي باستخدام قطبين كهربائيين متصلين بنهايتي عينة ذات مقطع عرضي منتظم. تُحسب المقاومة الكهربائية من المعادلة: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle \rho =R{\frac {A}{\ell }},\,\!}$

R هي المقاومة الكهربائية للعينة، وهي نسبة الجهد إلى التيار (تقاس بالأوم ، Ω).

${\displaystyle \ell }$هو طول قطعة المادة (مقاس بالأمتار ، م)

A هي مساحة المقطع العرضي للعينة (مقاسة بالمتر المربع، م ² ).

تعاني هذه الطريقة من عيب يتمثل في أن مقاومة التلامس قد تزيد بشكل كبير من المقاومة المقاسة، مما يؤدي إلى عدم الدقة. تُستخدم المواد الهلامية الموصلة لتحسين تلامس الأقطاب الكهربائية مع العينة. ^{[ 2 ]}

يمكن التغلب على مشكلة مقاومة التلامس باستخدام أربعة أقطاب كهربائية. يُستخدم القطبان الطرفيان لحقن التيار كما في السابق، ولكن يُقاس الجهد بين القطبين الداخليين. الطول الفعال للعينة المراد قياسها هو المسافة بين القطبين الداخليين. تسحب أجهزة قياس الجهد الحديثة تيارًا ضئيلاً جدًا، لذا لا يمر تيار يُذكر عبر أقطاب الجهد، وبالتالي لا يوجد انخفاض في الجهد عبر مقاومة التلامس. ^{[ 2 ]}

في هذه الطريقة، يُستخدم محول كهربائي لقياس المقاومة النوعية دون أي تلامس مباشر مع العينة. يتكون المحول من ملف ابتدائي يُغذي الدائرة بجهد متردد، وملف ثانوي يتكون من حلقة معدنية (تورويد) من عينة الخرسانة. يُكشف التيار في العينة بواسطة ملف تيار ملفوف حول جزء من الحلقة المعدنية ( محول تيار ). تُعد هذه الطريقة مناسبة لقياس خصائص تصلب الخرسانة، وترطيبها، وقوتها. تبلغ المقاومة النوعية للخرسانة الرطبة حوالي 1 أوم-متر ، وتزداد تدريجيًا مع تصلب الأسمنت. ^{[ 3 ]}

تُقاس المقاومة الكهربائية للخرسانة في الموقع عادةً باستخدام أربعة مجسات في مصفوفة وينر . والسبب في استخدام أربعة مجسات هو نفسه في الطريقة المختبرية، وهو التغلب على أخطاء التلامس. في هذه الطريقة، تُوضع أربعة مجسات متساوية التباعد على العينة في خط مستقيم. يُولّد المجسان الخارجيان تيارًا كهربائيًا في العينة، بينما يقيس القطبان الداخليان فرق الجهد الناتج . تُوضع جميع المجسات على السطح نفسه للعينة، وبالتالي فإن هذه الطريقة مناسبة لقياس مقاومة الخرسانة في الموقع. ^{[ 4 ]}

تُعطى المقاومة النوعية بالصيغة التالية:

${\displaystyle \rho =2\pi a{\frac {V}{I}}}$

V هو الجهد المقاس بين المجسين الداخليين (مقاس بالفولت ، V).

يمثل I التيار المحقون في المجسين الخارجيين (مقاسًا بالأمبير ، A).

a هي المسافة المتساوية بين المجسات (مقاسة بالأمتار ، م).

يؤثر وجود قضبان التسليح على قياس المقاومة الكهربائية، إذ أنها موصلة للتيار بشكل أفضل بكثير من الخرسانة المحيطة بها. ويتضح هذا التأثير بشكل خاص عندما يقل سمك غطاء الخرسانة  عن 30 مم. وللحد من هذا التأثير، يُتجنب عادةً وضع الأقطاب الكهربائية فوق قضبان التسليح، أو إذا كان ذلك ضروريًا، فتُوضع بشكل عمودي عليها.

مع ذلك، يُجرى أحيانًا قياس المقاومة بين قضيب التسليح ومسبار واحد على سطح الخرسانة بالتزامن مع القياسات الكهروكيميائية. تؤثر المقاومة النوعية بشدة على معدلات التآكل ، وتتطلب القياسات الكهروكيميائية توصيلًا كهربائيًا بقضيب التسليح. ومن الملائم إجراء قياس المقاومة باستخدام نفس التوصيل. ^{[ 2 ]}

تُعطى المقاومة النوعية بالصيغة التالية:

${\displaystyle \rho =2RD}$

R هي المقاومة المقاسة،

D هو قطر مسبار السطح.