水泥基材料收縮膨脹測定方法
一、前言：
水泥基材料作為現(xiàn)代建筑工程中廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)材料，其收縮與膨脹性能直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性以及安全性。
二、儀器法
使用千分表測量
可以將千分表固定在穩(wěn)固的支架上，其測量頭與水泥基材料試件的測試端接觸。隨著材料的收縮或膨脹，千分表的指針會轉(zhuǎn)動，從而可以讀出變形量。這種方法精度較高，能測量微小變形，但需要保證儀器安裝牢固且測量頭與試件接觸良好。
例如，在實驗室中對小型水泥試塊進(jìn)行測量，試件尺寸一般為邊長100mm的立方體，將試塊放在平整的工作臺上，千分表的測量頭垂直對準(zhǔn)試塊的一個平面中心，記錄初始讀數(shù)后，觀察不同時間的讀數(shù)變化。
采用應(yīng)變片測量
把應(yīng)變片粘貼在水泥基材料表面，應(yīng)變片會隨著材料的變形而改變自身電阻，通過應(yīng)變儀可以將電阻變化轉(zhuǎn)化為應(yīng)變值，進(jìn)而得到收縮膨脹量。應(yīng)變片要粘貼牢固并且與材料緊密貼合，同時要做好防潮等保護(hù)措施。
比如在一些特殊形狀的水泥構(gòu)件表面，應(yīng)變片可以更好地適應(yīng)其曲面，準(zhǔn)確測量構(gòu)件的變形情況。
三、非接觸式測量
光學(xué)測量法
利用光學(xué)儀器（如激光位移傳感器），激光束照射在水泥基材料表面，通過接收反射光來計算材料表面的位移變化。這種方法是非接觸式的，不會對試件產(chǎn)生干擾，且可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量。
例如，在大型水泥結(jié)構(gòu)體（如橋梁橋墩）的收縮膨脹監(jiān)測中，將激光位移傳感器安裝在距離橋墩一定位置的固定支架上，實時監(jiān)測橋墩表面的位移情況。
圖像識別測量法
在試件表面設(shè)置一些標(biāo)記點，通過相機(jī)定時拍照，利用圖像識別軟件分析標(biāo)記點之間的距離變化，從而得到材料的收縮膨脹情況。此方法便于對多個點同時進(jìn)行測量，能夠獲取試件整體的變形信息。
像在大面積的水泥板收縮膨脹測試中，在板的不同位置設(shè)置標(biāo)記，通過在一定時間間隔內(nèi)拍攝的圖像，就可以分析整個板的變形狀態(tài)。
測量方法 | 測量原理 | 測量儀器 | 測量精度 | 適用場景 |
千分表測量法 | 利用千分表的高精度表頭，直接接觸水泥基材料試件表面，通過表頭的伸縮測量試件的長度變化，從而得出收縮膨脹值 | 千分表、支架、固定裝置 | 較高，可準(zhǔn)確到0.001mm | 實驗室中對標(biāo)準(zhǔn)尺寸的水泥試件進(jìn)行精確測量，如邊長100mm的立方體試件或直徑的立方體試件或直徑50mm、高100mm的圓柱體試件 |
應(yīng)變片測量法 | 基于應(yīng)變片的電阻應(yīng)變效應(yīng)，將應(yīng)變片粘貼在水泥基材料表面，當(dāng)材料發(fā)生變形時，應(yīng)變片電阻改變，通過應(yīng)變儀測量電阻變化并轉(zhuǎn)換為應(yīng)變值，進(jìn)而計算收縮膨脹量 | 應(yīng)變片、應(yīng)變儀、導(dǎo)線、粘結(jié)劑 | 較高，精度取決于應(yīng)變片和應(yīng)變儀的精度，一般可達(dá)微應(yīng)變級別 | 適用于各種形狀的水泥構(gòu)件，尤其在需要測量構(gòu)件內(nèi)部特定部位應(yīng)變及變形的情況，如鋼筋混凝土梁內(nèi)部鋼筋附近的水泥基材料變形測量 |
激光位移傳感器測量法 | 利用激光的方向性和高亮度特性，發(fā)射激光束到水泥基材料表面，測量反射光的位置變化來確定材料表面的位移，從而得到收縮膨脹數(shù)據(jù) | 激光位移傳感器、反射鏡（若有需要）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) | 較高，根據(jù)傳感器型號不同，精度可達(dá)0.01-0.1mm | 大型水泥結(jié)構(gòu)體的現(xiàn)場監(jiān)測，如橋梁、建筑物基礎(chǔ)等，可遠(yuǎn)距離非接觸測量，對結(jié)構(gòu)正常使用影響小 |
圖像識別測量法 | 在水泥基材料試件表面設(shè)置標(biāo)記點，通過相機(jī)拍攝圖像，利用圖像分析軟件識別標(biāo)記點的位置變化，計算試件的收縮膨脹情況 | 高清相機(jī)、圖像分析軟件、標(biāo)記材料 | 精度一般在0.1-1mm左右，受相機(jī)分辨率和圖像分析算法影響 | 大面積水泥板、墻體等的變形測量，可同時監(jiān)測多個點的變形情況，直觀反映整體變形趨勢，適用于對變形趨勢要求較高、精度要求相對不特別苛刻的場合 |
