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水泥混凝土收缩试验检测

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发布时间：2025-07-15 09:16:36 更新时间：2025-07-14 09:16:36

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

水泥混凝土收缩试验检测

水泥混凝土的收缩是其在凝结硬化和使用过程中，由于水分蒸发、水泥水化、碳化及温度变化等因素引起的体积缩小现象。过大的收缩变形是导致混凝土结构开裂、影响其耐久性和长期性能的关键因素之一。因此，对水泥混凝土收缩性能进行科学、准确的试验检测，对于评估材料性能、优化配合比设计、预测结构变形及保障工程质量具有极其重要的意义。收缩试验通常在标准条件下对特定形状和尺寸的试件进行长期观测，以量化其长度变化率，为工程设计和施工控制提供关键依据。

主要检测项目

水泥混凝土收缩试验的核心检测项目通常包括：

自由收缩变形量/收缩率： 测定试件在无约束条件下，因内部水分损失及其他因素引起的长度变化绝对值或相对值（应变），这是最核心的指标。
收缩发展规律： 观测收缩量随时间的变化曲线，了解收缩发生的速率及稳定时间。
不同龄期收缩值： 如3天、7天、14天、28天、60天、90天、180天等关键节点的收缩数据。
环境条件影响评估： 考察特定温度、湿度养护条件或约束状态对收缩行为的影响（虽自由收缩是基础，但相关试验可包括约束收缩）。

常用检测仪器

进行水泥混凝土收缩试验需要高精度的测量设备：

混凝土收缩仪/比长仪： 核心设备。通常由刚性支架（如金属台架）、精密的测头装置（如千分表位移计、电感式位移传感器、光学测头）以及标准试模组成。仪器需保证良好的刚度和稳定性，避免自身变形影响读数。
标准混凝土收缩试模： 一般为棱柱体，常用尺寸为100mm×100mm×515mm 或 150mm×150mm×515mm（长度方向有预埋测头或光滑端面）。试模需平整、不变形。
恒温恒湿养护箱/养护室： 用于提供并维持试验所需的恒定温度和相对湿度环境（标准试验通常要求温度(20±2)℃，相对湿度(60±5)%）。
数据采集系统： 对于使用电子传感器的设备，需要配套的数据记录仪或计算机系统进行自动、连续的数据采集和存储。
精密温度计和湿度计： 用于实时监测试验环境的温度和湿度。

标准检测方法

国内最常用的标准方法是依据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009) 中的规定进行：

试件制备：
- 按标准要求搅拌混凝土，成型棱柱体试件（如100×100×515mm）。
- 试件两端预埋或安装不锈钢测头（或制作光滑平整的端面），作为长度测量的基准点。
- 带模静置于(20±5)℃室内24小时后拆模。
初始长度测定：
- 拆模后立即擦净试件及测头。
- 将试件移入标准养护室（(20±2)℃，湿度>95%）养护至3天龄期（或按标准规定的初始测量龄期）。
- 在(20±2)℃的恒温室中，用标准收缩仪（比长仪）精确测量试件初始长度(L₀)，精确至0.001mm。
收缩变形测量：
- 测量完初始长度后，将试件移入恒温恒湿室（(20±2)℃，(60±5)%RH），并立即放置在收缩仪的支架上，使测头与仪表的测杆可靠接触。
- 按规定的测试时间间隔（如1天、3天、7天、14天、28天、60天、90天、180天等）测量试件在恒温恒湿条件下的长度(Lt)。每次测量前需在恒温室中平衡至少4小时。
- 测量过程中保持试件位置、方向及收缩仪状态不变。
数据处理：
- 计算每个测试龄期t的收缩率(ε_st)： ε_st = (L₀ - Lt) / L * 10^6 (单位：微应变，μm/m)
  其中：L为试件的测量标距（即两端测头中心之间的距离，通常为400mm或450mm）。
- 取一组（通常3个）试件收缩率的算术平均值作为该组混凝土在龄期t的收缩率测定值。

主要检测标准

水泥混凝土收缩试验需严格遵守相关国家或行业标准，确保结果的可比性和准确性：

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》 - 现行最主要的标准。
国际/国外常用标准：
- ASTM C157/C157M - Standard Test Method for Length Change of Hardened Hydraulic-Cement Mortar and Concrete (美国材料与试验协会标准)。
- ISO 1920-8:2009 - Testing of concrete - Part 8: Determination of drying shrinkage of concrete for samples prepared in the field or in the laboratory (国际标准化组织标准)。

这些标准在试件尺寸、养护条件、初始测量龄期、测试环境（温湿度）、测量步骤和频率、结果计算等方面均有详细规定，试验时必须严格执行所选用的标准。

总结： 水泥混凝土收缩试验是一项需要细致操作和长期坚持的检测项目。通过标准化的仪器、严格按照规定的方法（如GB/T 50082）在恒温恒湿环境中对试件进行长期的长度变化监测，可以准确获取混凝土的收缩率和收缩发展规律。这些数据是评价混凝土体积稳定性、预测结构潜在开裂风险、优化配合比设计和保障工程长期服役性能不可或缺的科学依据。