利用劈尖干涉测混凝土热膨胀系数*

何京鸿，张永斌，卢俊书

(楚雄师范学院物理与电子科学系，云南 楚雄 675000)

引言

随着温度的变化，一般固体材料会有不同程度的热胀冷缩，混凝土也不例外。混凝土是目前土木工程中用途较广、用量较大的一种建筑材料。热膨胀系数是混凝土结构及温控防裂主要技术指标，研究混凝土热膨胀系数对提高混凝土整体稳定性及凝土热与其他材料搭配使用等方面有重要意义［1～2］。

测量热膨胀系数有多种不同的实验方法，常用的是光杠杆法［3～4］。但在实际测量时，存在一些问题［5］:比如由于样品杆较长，升温速度较快，使样品杆加热不均匀;光杠杆放大倍数又不够大，测量精度达不到要求;所测样品受热的膨胀动态过程会引起读数误差等。这些特点，从实验测量的角度不易解决，本文所提出的采用劈尖干涉法测量能有效对这些问题改善，且便于观察测量，测量效果较好，具有一定应用推广价值。

1.实验原理

固体的线度一般随温度的升高而增加，设l0为固体在温度t=t0℃ 时的长度。则在某个温度t下，其长度 l和温度 t之间的关系为［1～2］

式中α、β是和被测物质材料有关的常数，数值极小，而α后面的各系数同α相比更小，在常温系可忽略，于是

α称为线胀系数，单位是℃－1。若物体在温度t1时的长度为l，温度升到t2时，其长度微小增加了△l，由(2)式可得:

由此两式消去l0，整理后得:

由于l(t2－t1)＞＞△lt1，所以(3)式可化简为

从上式线胀系数的定义式可以看出，要测量混凝土棒的线胀系数，只要测出△l、l、t1、t2这四个未知量即可。……