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T0577-2020水泥混凝土線膨脹系數試驗方法（光杠桿法）
T0577-2020水泥混凝土線膨脹系數試驗方法（光杠桿法）
1 目的、適用范圍和引用標準
本方法規定了光杠桿法測試水泥混凝土線膨脹系數的試驗方法。
本試驗用于測定水泥混凝土線膨脹系數。
引用標準：
水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現場取樣方法（T0551）
2 儀具與材料
2.1 自動恒溫水箱：水箱溫度可實現自動控制，精度不小于1℃。水箱容積可視一次試驗試樣的個數而定，并帶有攪拌器，箱內水面應沒過試樣頂面50mm以上。
2.2 量測儀器：
圖T 0577-1 光杠桿、鏡、尺系統
（1）光杠桿、鏡、尺系統：如圖T0577-1所示，光杠桿前后腳之間的距離不大于20mm；
（2）長桿溫度計：測溫范圍0~100℃，分度值不小于1℃；
（3）內埋式溫度傳感器：測溫范圍0~100℃，分度值不小于1℃；
（4）溫度采集儀：應與溫度傳感器配套。
2.3 石英玻璃棒：直徑約為10mm，長度約為100mm，用于傳遞試樣膨脹量。
2.4 試樣、儀器固定架：如圖T0577-2所示，由殷鋼制作的試樣固定架，下部伸入恒溫水箱內，用于穩定試樣、避免箱內水流對其擾動，上部架立于恒溫箱邊緣，同時為光杠桿提供工作平臺。
3 試驗步驟
3.1 應按T0551的規定進行試樣的制作和養護。制作試樣時，將內埋式溫度傳感器預置于試樣中心，每組試樣為2個。
3.2 將至少養護28d的試樣豎直放入恒溫水箱中的固定架內，使用少量膠水將石英玻璃棒豎直固定于試樣上表面。
3.3 連接溫度傳感器和溫度采集儀。
3.4 安裝光杠桿、鏡、尺系統，將光杠桿后腳置于石英玻璃棒中心；調整鏡、尺系統，使其處于工作位置，且游標卡尺與反射鏡面的間距B不小于5m；調節望遠鏡，使主尺示數清晰。
3.5 向恒溫水箱內注水，水面應沒過試件頂面50mm。
3.6 打開溫控開關，設置恒溫水箱的初始溫度為10℃。為使箱內的水溫均勻，須開動攪拌器。
3.7 控制水溫使其恒定，即相隔1h溫差不得超過0.1℃。不斷記錄溫度采集儀和長桿溫度計示數，當試件中心溫度與水溫一致時，微調望遠鏡，使主尺示數清晰，并移動游標尺，使游標尺的零刻度線移至“十"字線上側，記錄游標卡尺示數為，精確至0.01mm。
3.8 調整恒溫水箱的溫度控制器至終止溫度50℃，恒溫后，當試件中心溫度與水溫一致時，移動游標尺，使游標尺的零刻度線移至“十"字線上側，記錄游標卡尺示數為，精確至0.01mm。
4 結果計算
4.1試樣的膨脹量，按式（T 0577-1）計算：
式中： △L——試樣膨脹量（m）；
△x——游標卡尺的前后示數差（m）；
B ——游標卡尺與反射鏡面的間距（m）；
b ——光杠桿前、后腳的間距（m）。
游標卡尺的前后示數差，按式（T/0577-2）計算：
△x=h2-h1 （T 0577-2）
式中： h1 ——水溫恒定為10℃時游標卡尺的示數（m）；
h2 ——水溫恒定為50℃時游標卡尺的示數（m）。
4.2 混凝土的線膨脹系數，按式（T/0577-3）計算：
△L
a=----------- （T0577-3）
△T
式中： a ——混凝土線膨脹系數(1.0×10-6/℃)；
△T ——試驗終止溫度與初始溫度之差，取 40℃。
取兩個試件測值的平均值作為試驗結果，結果精確至1.0×10-6/℃。
5 試驗報告
試驗報告應包括下列內容：
（1） 原材料的品種、規格和產地；
（2） 儀器設備的名稱、型號及編號；
（3） 環境溫度和濕度；
（4） 光杠桿、鏡、尺系統的試驗參數Dx、B和b。
（5） 試驗初始溫度、終止溫度對應的游標卡尺示數1 h 、2 h ；
（6） 混凝土線膨脹系數a ；
（7） 要說明的其他內容。
條文說明：
隨著高強混凝土的廣泛應用，混凝土早期開裂問題日益突出，影響混凝土開裂性能的主要原因在于其自收縮和熱膨脹引起的混凝土早期體積不穩定性。混凝土的熱膨脹系數是混凝土熱膨脹性能的重要表征參數，也是混凝土早期開裂敏感性分析的重要參數。《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTG D40—2011）對普通混凝土路面中溫度翹曲應力的計算和連續配筋混凝土路面中平均裂縫間距、配筋率的計算均明確提出了混凝土熱膨脹系數的要求。
現有技術采用電阻應變計采集由恒溫水浴引起的混凝土塊熱變形，進而計算混凝土的熱膨脹系數，由于電阻應變計可靠性不高，且精度往往不能達到10-6/℃，得到的混凝土熱膨脹系數不精確。本方法通過控制溫控試驗箱內部液體的溫度來控制其中放置的待測混凝土塊的溫度，可以保證待測混凝土塊的受熱均勻，同時采用光杠桿放大待測混凝土試塊熱變形尺寸，使望遠鏡尺寸測量系統測得的待測混凝土試塊的變形更精確，從而得到精確的混凝土熱膨脹系數。