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水泥基材料收縮膨脹測定方法

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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0.001mm

實驗室中對標(biāo)準(zhǔn)尺寸的水泥試件進行精確測量,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、圖像分析軟件、標(biāo)記材料

精度一般在0.1-1mm左右,受相機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

 


 
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