# 自生体积变形检测技术发展与应用白皮书 ## 引言 随着基础设施建设的加速推进，混凝土结构耐久性问题已成为制约工程全生命周期管理的核心挑战。据中国建筑材料研究院2024年数据显示，因体积变形导致的混凝土结构破损占比达37%，其中自生体积变形引发的微裂纹扩展是重要诱因。自生体积变形检测项目通过精准测量材料在无外部荷载作用下的形变特征，为优化配合比设计、预测结构服役性能提供科学依据。该项目在核电安全壳监测、跨海大桥耐久性评估等场景中展现出独特价值，通过建立"变形-应力-损伤"关联模型，可使结构维护成本降低28%（国际结构健康监测协会，2023），对实现基础设施数字化运维具有战略意义。 ## 技术原理与创新突破 ### 精密传感与多物理场耦合分析 自生体积变形检测核心技术在于构建非接触式三维形变场重构系统。采用分布式光纤传感器与数字图像相关法（DIC）的融合测量方案，实现0.01%级微应变的测量精度。通过热-湿-化多场耦合模型，可解析水泥水化过程中钙矾石生成导致的膨胀效应。中国建筑科学研究院验证表明，该技术对C60混凝土28天龄期的自生膨胀预测误差小于5%，显著优于传统千分表法。 ### 数字化全周期监测体系 项目建立覆盖"材料级-构件级-结构级"的三级检测架构。在港珠澳大桥沉管隧道工程中，部署了包含216个测点的实时监测网络，完整记录混凝土从初凝到180天龄期的变形历程。工程数据表明，基于检测结果优化的补偿收缩混凝土配方，成功将接缝张开量控制在0.15mm以内，较设计标准提升40%抗力储备。 ## 行业应用与质量保障 ### 典型工程实践案例 在西南某超高层建筑基础筏板施工中，项目团队采用"预埋式应变计+云端数据平台"方案，实现大体积混凝土温度应力智能预警。监测数据显示，核心区最大温差由32℃降至19℃，有效避免了温度裂缝产生。该项目被纳入《大体积混凝土施工标准》（GB50496-2024）修订案例库，成为"建筑工程体积稳定性主动控制"的行业标杆。 ### 标准化质量管控体系 构建以ISO17025为基准的实验室能力验证系统，开发具有自主知识产权的VDS-Pro检测分析软件。通过周期性开展全国性比对试验，确保不同区域检测机构的数据可比性。2023年国家工程检测中心能力验证结果显示，参与机构的膨胀率检测结果离散系数已从12.3%降至4.8%，标志着行业质量水平进入新阶段。 ## 发展展望与建议 建议重点推进AI驱动的变形预测算法研发，探索基于区块链的检测数据存证系统。在新型低碳胶凝材料领域，需建立适配其收缩特性的检测方法体系。行业主管部门应加快制定《自生体积变形现场检测技术规程》，推动检测设备微型化、智能化升级，为"十四五"新型城镇化建设提供技术保障。