自然干燥收缩值检测_【CMA/CNAS认证】_中科光析科学技术研究所

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自然干燥收缩值检测概述

自然干燥收缩值检测是评估材料（尤其是建筑材料如混凝土、砂浆、石膏制品、粘土砖、陶瓷以及各类人造板材等）在自然干燥条件下，因内部水分蒸发散失而导致体积或长度发生不可逆变化的性能指标。该指标对于预测和控制材料在工程应用中的尺寸稳定性、防止开裂、保证结构安全和耐久性至关重要。例如，在建筑工程中，过大的干燥收缩是引起混凝土结构开裂、装饰层脱落、接缝失效的主要原因之一。因此，准确测定材料在模拟自然干燥环境下的收缩值，是材料质量控制、配合比设计优化和满足相关规范要求的关键环节。

本检测的核心在于模拟材料在自然大气环境下的干燥过程，通过精密测量试件在特定时间点相对于初始基准的长度变化量，计算出干燥收缩值。检测通常在恒温恒湿室或特定的环境控制箱中进行，以排除极端温湿度波动的影响，更真实地反映材料在实际使用条件下的收缩行为。检测周期较长，需持续监测直至收缩趋于稳定。

检测项目

自然干燥收缩值检测的核心项目就是测定材料试件在规定的自然干燥条件下，长度（或体积）随干燥时间变化的收缩量。通常具体表现为：

不同龄期的收缩值： 测定试件在干燥1天、3天、7天、14天、28天、60天、90天等关键时间点相对于初始标距的长度变化。
最终收缩值： 当试件的收缩量在连续两个龄期内变化小于0.001mm/m（或相关标准规定的阈值）时，认为收缩趋于稳定，测定此时的最终收缩值。
收缩速率： 分析不同干燥阶段收缩量随时间的变化率。

检测仪器

进行自然干燥收缩值检测需要以下关键仪器设备：

恒温恒湿室/环境控制箱： 核心设备，用于提供并维持符合标准要求的稳定温湿度环境（通常温度控制在20±2℃，相对湿度控制在60±5%或50±5%等特定范围）。
比长仪（或立式/卧式收缩仪）： 用于精确测量试件长度的精密仪器。常用的是带千分表的卧式比长仪或立式比长仪。
- *千分表/位移传感器：* 测量精度需达到0.001mm，是直接读取长度变化的部件。
- *标准杆：* 用于校准比长仪的基准量具，其长度和热膨胀系数需满足精度要求。
试模： 用于成型标准尺寸试件的模具（如40mm x 40mm x 160mm 棱柱体或特定尺寸的板状试件）。
测量标架/测头： 预埋或粘贴在试件两端测量点处的金属测头，与比长仪的测头接触。
温湿度记录仪： 实时监测并记录试验环境的温度和相对湿度。
电子天平（可选）： 用于在试验开始或特定时间点称量试件质量，辅助分析水分损失与收缩的关系。

检测方法

自然干燥收缩值的检测通常遵循以下主要步骤（具体细节需参照相应标准）：

试件制备： 按标准要求成型、养护试件（通常要求达到一定的初始强度，如脱模强度）。试件成型时需在两端精确预埋或安装测量标架。
初长测量： 试件达到规定脱模或养护龄期后，擦干表面水分，立即移入恒温恒湿室（20±2℃，60±5%RH或其他规定条件）中。待试件表面干燥、温度与环境平衡后（通常需放置一段时间，如4小时），用已校准的比长仪精确测量其初始长度（L0），作为收缩计算的基准。
干燥过程： 将测量完初长的试件继续放置在恒温恒湿环境中进行自然干燥。试件应架空放置（如放在两端有滑轮的支架上），保证除底面外其余五个面均能自由干燥，并避免气流直吹。
定期长度测量： 在规定的干燥龄期（如1d, 3d, 7d, 14d, 28d, 60d, 90d等），取出试件，用与测量初长相同的比长仪和环境条件，迅速测量其长度（Lt）。测量过程应快速、轻柔，避免试件吸湿或温度变化影响结果。
收缩值计算： 按以下公式计算各龄期t的自然干燥收缩值（ε_t）：
ε_t = (L₀ - L_t) / L * 1000 (单位通常为 mm/m)

式中：
L₀ — 初始长度，单位 mm；
L_t — 干燥至t天龄期时的试件长度，单位 mm；
L — 试件的测量标距（即两测头中心之间的距离），单位 mm。
乘以1000是将结果转换为每米长度上的收缩变形量（mm/m）。
终止条件： 继续测量直至连续两个龄期的收缩值之差小于0.001mm/m（或标准规定的其他终止条件），取此时龄期对应的收缩值为最终自然干燥收缩值。

检测标准

自然干燥收缩值的检测必须严格遵循相关国家、行业或国际标准。常用的标准包括：

中国国家标准 (GB)：
- GB/T 50082-2009 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 - 第4章收缩试验（接触法）。
- GB/T 11969-2020 《蒸压加气混凝土性能试验方法》 - 收缩值测定。
- GB/T 2542-2012 《砌墙砖试验方法》 - 干燥收缩试验。
- GB/T 17669.3-1999 《建筑石膏力学性能的测定》 - 包含干燥收缩试验。
国际标准 (ISO)：
- ISO 1920-8:2009 《混凝土试验第8部分：硬化混凝土的干缩》。
美国标准 (ASTM)：
- ASTM C157 / C157M-08 (2018) 《硬化水泥砂浆和混凝土长度变化的试验方法》。
- ASTM C596-18 《水硬性水泥砂浆干燥收缩试验方法》。