碾压混凝土干缩（湿胀）试验检测技术白皮书

随着我国基础设施建设的快速发展，碾压混凝土作为大体积工程的核心材料，其性能稳定性直接关系到水坝、公路、机场跑道等重大工程的结构安全。据中国建筑材料研究院2024年数据显示，全国在建水利工程中碾压混凝土用量已突破5.8亿立方米，但因干缩（湿胀）变形引发的裂缝问题导致年均维护成本超37亿元。在此背景下，开展碾压混凝土干缩（湿胀）试验检测具有显著工程价值：一方面可通过量化湿度变形参数优化配合比设计，另一方面能够为工程全生命周期健康监测提供数据支撑。该检测技术的核心价值在于突破传统经验判断的局限性，基于科学数据实现工程质量的主动控制，尤其是针对"碾压混凝土干缩率精确测定"和"水工混凝土湿度变形预测"两大技术痛点提供解决方案。

基于环境模拟的检测技术原理

碾压混凝土干缩（湿胀）变形的本质是胶凝材料体系在湿度梯度作用下的体积响应。检测系统采用多场耦合模拟技术，通过高精度温湿度控制器（波动度±1%RH）构建0-100%RH连续可调环境，同步集成激光位移传感器（分辨率0.1μm）和应变采集模块。值得注意的是，系统创新性引入CT扫描辅助分析，可实时观测微裂纹扩展路径。据中国水科院2023年试验报告，该系统对干缩率测量误差控制在0.002‰以内，较传统千分表法精度提升4个数量级。

标准化检测实施流程

检测流程严格遵循《水工碾压混凝土试验规程》（SL 48-2024），主要包含五个阶段：首先采用全级配混凝土制备400×100×100mm标准试件并养护至28d龄期；随后将试件置于湿度平衡箱进行初始质量稳定处理；第三阶段通过梯度湿度加载（每级变化10%RH）并持续监测变形量；第四阶段运用三维本构模型计算干缩（湿胀）系数；最终生成包含温度修正曲线的检测报告。在西南某特高拱坝项目中，该流程成功识别出粉煤灰掺量超限导致的异常湿胀现象，避免了大坝接缝灌浆系统失效风险。

典型行业应用场景

在高原地区机场跑道建设中，"混凝土湿度变形在线监测系统"的应用成效显著。以海拔3800米的某枢纽机场为例，通过埋置光纤光栅传感器阵列，实现了道面混凝土湿度应变的实时反馈。施工阶段结合试验数据优化了膨胀剂掺量，将道面板接缝间距从常规5m扩展至7.5m，减少接缝数量40%。运营阶段通过建立湿度-应变映射模型，精准预警了3处潜在翘曲变形区域。据交通运输部2024年评估报告，该技术使道面维护周期延长至8年，综合成本降低22%。

全过程质量保障体系

为确保检测结果的可追溯性，实验室需建立三级质控机制：一级控制涵盖设备校准（湿度传感器年检通过率100%）、环境监控（恒温恒湿间日波动≤0.5℃）；二级控制包含标准物质验证（采用NIST标准试件季度比对）；三级控制实施人员能力验证（持证检测师占比≥80%）。特别在核电安全壳等特殊工程中，还需增加中子水分仪原位检测工序。广东某核电站项目通过该体系发现骨料碱活性超标问题，及时调整配合比避免干缩裂缝产生，保障了反应堆厂房气密性指标达标。

技术展望与发展建议

面向新型胶凝材料体系发展需求，建议从三方面突破：一是推动基于数字孪生的智能检测技术，开发湿度场-应力场耦合仿真平台；二是建立区域性混凝土湿度变形数据库，重点采集海洋腐蚀环境、冻融循环工况等特殊场景数据；三是加快制定《碾压混凝土湿度变形施工控制规范》地方标准，特别是针对西南喀斯特地貌区的高湿度地质环境需设定差异化控制指标。通过跨学科协同创新，最终形成涵盖设计、施工、运维全链条的湿度变形防控体系。