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T0577-2020水泥混凝土線膨脹系數(shù)試驗方法（光杠桿法）
T0577-2020水泥混凝土線膨脹系數(shù)試驗方法（光杠桿法）
1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)
本方法規(guī)定了光杠桿法測試水泥混凝土線膨脹系數(shù)的試驗方法。
本試驗用于測定水泥混凝土線膨脹系數(shù)。
引用標(biāo)準(zhǔn)：
水泥混凝土試件制作與硬化水泥混凝土現(xiàn)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(xiàn)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(shù)而定，并帶有攪拌器，箱內(nèi)水面應(yīng)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(tǒng)
（1）光杠桿、鏡、尺系統(tǒng)：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(nèi)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(yīng)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(nèi)，用于穩(wěn)定試樣、避免箱內(nèi)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(yīng)按T0551的規(guī)定進(jìn)行試樣的制作和養(yǎng)護(hù)。制作試樣時，將內(nèi)埋式溫度傳感器預(yù)置于試樣中心，每組試樣為2個。
3.2 將至少養(yǎng)護(hù)28d的試樣豎直放入恒溫水箱中的固定架內(nèi)，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(tǒng)，將光杠桿后腳置于石英玻璃棒中心；調(diào)整鏡、尺系統(tǒng)，使其處于工作位置，且游標(biāo)卡尺與反射鏡面的間距B不小于5m；調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡，使主尺示數(shù)清晰。
3.5 向恒溫水箱內(nèi)注水，水面應(yīng)沒過試件頂面50mm。
3.6 打開溫控開關(guān)，設(shè)置恒溫水箱的初始溫度為10℃。為使箱內(nèi)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(shù)，當(dāng)試件中心溫度與水溫一致時，微調(diào)望遠(yuǎn)鏡，使主尺示數(shù)清晰，并移動游標(biāo)尺，使游標(biāo)尺的零刻度線移至“十"字線上側(cè)，記錄游標(biāo)卡尺示數(shù)為，精確至0.01mm。
3.8 調(diào)整恒溫水箱的溫度控制器至終止溫度50℃，恒溫后，當(dāng)試件中心溫度與水溫一致時，移動游標(biāo)尺，使游標(biāo)尺的零刻度線移至“十"字線上側(cè)，記錄游標(biāo)卡尺示數(shù)為，精確至0.01mm。
4 結(jié)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(biāo)卡尺的前后示數(shù)差（m）；
B ——游標(biāo)卡尺與反射鏡面的間距（m）；
b ——光杠桿前、后腳的間距（m）。
游標(biāo)卡尺的前后示數(shù)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(biāo)卡尺的示數(shù)（m）；
h2 ——水溫恒定為50℃時游標(biāo)卡尺的示數(shù)（m）。
4.2 混凝土的線膨脹系數(shù)，按式（T/0577-3）計算：
△L
a=----------- （T0577-3）
△T
式中： a ——混凝土線膨脹系數(shù)(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(jié)果，結(jié)果精確至1.0×10-6/℃。
5 試驗報告
試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：
（1） 原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；
（2） 儀器設(shè)備的名稱、型號及編號；
（3） 環(huán)境溫度和濕度；
（4） 光杠桿、鏡、尺系統(tǒng)的試驗參數(shù)Dx、B和b。
（5） 試驗初始溫度、終止溫度對應(yīng)的游標(biāo)卡尺示數(shù)1 h 、2 h ；
（6） 混凝土線膨脹系數(shù)a ；
（7） 要說明的其他內(nèi)容。
條文說明：
隨著高強混凝土的廣泛應(yīng)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(wěn)定性。混凝土的熱膨脹系數(shù)是混凝土熱膨脹性能的重要表征參數(shù)，也是混凝土早期開裂敏感性分析的重要參數(shù)?！豆匪嗷炷谅访嬖O(shè)計規(guī)范》（JTG D40—2011）對普通混凝土路面中溫度翹曲應(yīng)力的計算和連續(xù)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(shù)的要求。
現(xiàn)有技術(shù)采用電阻應(yīng)變計采集由恒溫水浴引起的混凝土塊熱變形，進(jìn)而計算混凝土的熱膨脹系數(shù)，由于電阻應(yīng)變計可靠性不高，且精度往往不能達(dá)到10-6/℃，得到的混凝土熱膨脹系數(shù)不精確。本方法通過控制溫控試驗箱內(nèi)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(yuǎn)鏡尺寸測量系統(tǒng)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(shù)。