水泥基材料收縮膨脹測定方法
一、前言：
水泥基材料作為現代建筑工程中廣泛應用的基礎材料，其收縮與膨脹性能直接關系到建筑結構的穩定性、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試塊的一個平面中心，記錄初始讀數后，觀察不同時間的讀數變化。
采用應變片測量
把應變片粘貼在水泥基材料表面，應變片會隨著材料的變形而改變自身電阻，通過應變儀可以將電阻變化轉化為應變值，進而得到收縮膨脹量。應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件表面，應變片可以更好地適應其曲面，準確測量構件的變形情況。
三、非接觸式測量
光學測量法
利用光學儀器（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，不會對試件產生干擾，且可以實現遠距離測量。
例如，在大型水泥結構體（如橋梁橋墩）的收縮膨脹監測中，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，實時監測橋墩表面的位移情況。
圖像識別測量法
在試件表面設置一些標記點，通過相機定時拍照，利用圖像識別軟件分析標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，在板的不同位置設置標記，通過在一定時間間隔內拍攝的圖像，就可以分析整個板的變形狀態。
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，可準確到0.001mm | 實驗室中對標準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 |
應變片測量法 | 基于應變片的電阻應變效應，將應變片粘貼在水泥基材料表面，當材料發生變形時，應變片電阻改變，通過應變儀測量電阻變化并轉換為應變值，進而計算收縮膨脹量 | 應變片、應變儀、導線、粘結劑 | 較高，精度取決于應變片和應變儀的精度，一般可達微應變級別 | 適用于各種形狀的水泥構件，尤其在需要測量構件內部特定部位應變及變形的情況，如鋼筋混凝土梁內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據 | 激光位移傳感器、反射鏡（若有需要）、數據采集系統 | 較高，根據傳感器型號不同，精度可達0.01-0.1mm | 大型水泥結構體的現場監測，如橋梁、建筑物基礎等，可遠距離非接觸測量，對結構正常使用影響小 |
圖像識別測量法 | 在水泥基材料試件表面設置標記點，通過相機拍攝圖像，利用圖像分析軟件識別標記點的位置變化，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 |
