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水泥基材料收缩膨胀测定方法

2025-01-10 09:29:24 来源：rongjida17

水泥基材料收缩膨胀测定方法
一、前言：
水泥基材料作为现代建筑工程中广泛应用的基础材料，其收缩与膨胀性能直接关系到建筑结构的稳定性、耐久性以及安全性。
二、仪器法
使用千分表测量
可以将千分表固定在稳固的支架上，其测量头与水泥基材料试件的测试端接触。随着材料的收缩或膨胀，千分表的指针会转动，从而可以读出变形量。这种方法精度较高，能测量微小变形，但需要保证仪器安装牢固且测量头与试件接触良好。
例如，在实验室中对小型水泥试块进行测量，试件尺寸一般为边长100mm的立方体，将试块放在平整的工作台上，千分表的测量头垂直对准试块的一个平面中心，记录初始读数后，观察不同时间的读数变化。
采用应变片测量
把应变片粘贴在水泥基材料表面，应变片会随着材料的变形而改变自身电阻，通过应变仪可以将电阻变化转化为应变值，进而得到收缩膨胀量。应变片要粘贴牢固并且与材料紧密贴合，同时要做好防潮等保护措施。
比如在一些特殊形状的水泥构件表面，应变片可以更好地适应其曲面，准确测量构件的变形情况。
三、非接触式测量
光学测量法
利用光学仪器（如激光位移传感器），激光束照射在水泥基材料表面，通过接收反射光来计算材料表面的位移变化。这种方法是非接触式的，不会对试件产生干扰，且可以实现远距离测量。
例如，在大型水泥结构体（如桥梁桥墩）的收缩膨胀监测中，将激光位移传感器安装在距离桥墩一定位置的固定支架上，实时监测桥墩表面的位移情况。
图像识别测量法
在试件表面设置一些标记点，通过相机定时拍照，利用图像识别软件分析标记点之间的距离变化，从而得到材料的收缩膨胀情况。此方法便于对多个点同时进行测量，能够获取试件整体的变形信息。
像在大面积的水泥板收缩膨胀测试中，在板的不同位置设置标记，通过在一定时间间隔内拍摄的图像，就可以分析整个板的变形状态。

测量方法	测量原理	测量仪器	测量精度	适用场景
千分表测量法	利用千分表的高精度表头，直接接触水泥基材料试件表面，通过表头的伸缩测量试件的长度变化，从而得出收缩膨胀值	千分表、支架、固定装置	较高，可准确到0.001mm	实验室中对标准尺寸的水泥试件进行精确测量，如边长100mm的立方体试件或直径的立方体试件或直径50mm、高100mm的圆柱体试件
应变片测量法	基于应变片的电阻应变效应，将应变片粘贴在水泥基材料表面，当材料发生变形时，应变片电阻改变，通过应变仪测量电阻变化并转换为应变值，进而计算收缩膨胀量	应变片、应变仪、导线、粘结剂	较高，精度取决于应变片和应变仪的精度，一般可达微应变级别	适用于各种形状的水泥构件，尤其在需要测量构件内部特定部位应变及变形的情况，如钢筋混凝土梁内部钢筋附近的水泥基材料变形测量
激光位移传感器测量法	利用激光的方向性和高亮度特性，发射激光束到水泥基材料表面，测量反射光的位置变化来确定材料表面的位移，从而得到收缩膨胀数据	激光位移传感器、反射镜（若有需要）、数据采集系统	较高，根据传感器型号不同，精度可达0.01-0.1mm	大型水泥结构体的现场监测，如桥梁、建筑物基础等，可远距离非接触测量，对结构正常使用影响小
图像识别测量法	在水泥基材料试件表面设置标记点，通过相机拍摄图像，利用图像分析软件识别标记点的位置变化，计算试件的收缩膨胀情况	高清相机、图像分析软件、标记材料	精度一般在0.1-1mm左右，受相机分辨率和图像分析算法影响	大面积水泥板、墙体等的变形测量，可同时监测多个点的变形情况，直观反映整体变形趋势，适用于对变形趋势要求较高、精度要求相对不特别苛刻的场合