CN108267470A - 一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统及方法。本发明所述测试系统包括测试装置、数据采集仪、毛细管负压传感器和试样筒；所述测试装置包括测试支架、波纹管模具、波纹管封装端头、磁力吸盘、吊链、缓压气囊和非接触式位移传感器；所述测试支架包括挂件杆、固定杆、左侧板和右侧板；所述波纹管模具由左右两个波纹管封装端头封装；所述左侧的波纹管封装端头设有通气孔。本发明所述测试系统避免了变温历程中由于测试支架的热胀冷缩而导致的不稳定变形，完全消除了测试支架与试件之间的摩擦约束和模具内部压力的影响；本发明的技术方法亦适用于其他胶凝材料的自收缩变形测试。

Description

一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及水泥基材料测试技术领域，具体涉及一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统及方法。

背景技术

水泥净浆、砂浆、混凝土等水泥基材料由于自身特性的问题会产生自收缩变形，因此，自收缩变形成为了水泥基材料研究和应用中的重要参数，其测试装置和测试方法也多种多样，但目前被普遍认可的技术方法均为通过长度方向的变形表征整体变形的变形量或变形率。

随着混凝土科学技术的发展，尤其是针对实际应用研究的逐步深入，通常的实验室内20℃的测试结果对实际结构应用的指导意义不大，尤其对实体结构的应力场的模拟计算时，相同温度历程下混凝土的自收缩变形十分重要。因为在实体结构中，混凝土会产生温升和温降的历程，温度效应将会使混凝土产生热胀冷缩的体积变形，同时也会加速混凝土内胶凝材料的水化进程，因此，在实体结构中的混凝土的自收缩发展历程与实验室内标准的测试方法具有较大的差异性，在进行实体结构应力场计算时，需要在模拟实体结构温度历程的条件下对混凝土试件进行自收缩变形的测试，例如，本发明申请人在体积达到2.5m³的环境模拟试验箱内进行混凝土的自收缩变形测试，以求获得更为符合实际的工程模拟计算结构。

虽然自收缩变形测试的技术方法有许多，但在科研领域，通过可操作性和可实现性方面讲，波纹管法被广泛认可为一种较为合理的测试方法，本发明的发明人之一田倩曾在2009年与丹麦科技大学的JENSEN Ole Mejlhede在《硅酸盐学报》上发表了“采用波纹管测试水泥基材料早期自收缩方法”，论述了波纹管法测试的可靠性及理论依据，同年，该测试方法被美国标准ASTM C1698采用，田倩等也申报了专利“CN200610038892.X混凝土早期自身变形测试方法及装置”，该专利技术实现了混凝土凝缩和混凝土初凝之后的自干燥收缩的测试；本发明的发明人之一张建亮对波纹管法的测试装置做了进一步的改进，获得了专利“CN201420842970.1波纹管封装端头、及使用其的水泥基材料自收缩测定装置”，但仍存在早期变形，尤其是初凝至终凝时间段，测试重复性不佳、数据波动性大等问题，导致出现该问题的原因之一就是试件模具与支架的摩擦导致的，包括目前国家标准GB/T 50082-2009“普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准”中的混凝土收缩变形的非接触法亦存在类似问题，其时间模具对底部和四周均有约束，因此在学术界，该方法仍有一些争议。使用波纹管模具时，波纹管内部密封，当温度升高时，内部存在的部分气体产生膨胀，导致波纹管内的气压增加，而且当混凝土本身发生体积变形时，亦会导致内部压力的变化，从而导致早期测试结果偏离真实值。在变温条件下，测试支架本身也会产生热涨冷缩，而由此导致的误差，尤其是在温度跨度较大的情况下，对测试数据的影响较为严重。

综上可知，现有的技术方法均无法准确、可靠的测试混凝土在变温条件下的自收缩变形，因此，本发明提出了一种水泥基材料的变温自收缩测试系统及方法，很好地解决了这一系列问题。

发明内容

在变温条件下测试水泥基材料自收缩变形时，存在如下几个问题导致测试不准确：缺乏有效的测试手段，难以判定自收缩变形的零点和确定变温试验的起始时间点；波纹管模具与支架摩擦使水泥基材料早期测试存在不可忽略的约束力，导致测试不准确；温度变化致使密闭的波纹管模具内部压力变化，促使波纹管模具内部体积发生变化，对混凝土早期变形产生影响；混凝土早期变形，尤其在初凝至终凝阶段的变形量较大，在密闭的波纹管模具中，混凝土变形致使波纹管模具的体积发生变化，密闭空间的体积变化必然带来压力变化，因此，波纹管模具在压力作用下对混凝土变形产生约束力；在变温过程中，由于测试支架本身热胀冷缩致使测试支架产生长度变化，导致混凝土变形的测试不准确。为了解决以上问题，本发明提供了一种在变温条件下测试混凝土自收缩的系统及方法，具体是这样实现的：

一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，包括测试装置、数据采集仪、毛细管负压传感器和试样筒；所述数据采集仪与所述测试装置、毛细管负压传感器通过有线或无线的形式连接；所述试样筒盛装水泥基材料浆体，所述毛细管负压传感器与所述试样筒配合，毛细管负压传感器测试水泥基材料的毛细管负压值，数据采集仪记录毛细管负压值；

所述测试装置包括测试支架、波纹管模具、波纹管封装端头、磁力吸盘、吊链、缓压气囊和非接触式位移传感器；

所述波纹管模具由左右两个波纹管封装端头封装；所述左侧的波纹管封装端头设有通气孔，通气孔位于波纹管封装端头圆面12点钟方向位置处，当波纹管封装端头与波纹管模具配合时，所述通气孔与波纹管模具内部连通，当不使用通气孔时，通气孔能够使用橡胶塞封住；

所述测试支架包括挂件杆、固定杆、左侧板和右侧板，所述左侧板和右侧板的材质为石英玻璃或殷钢，所述挂件杆和固定杆为等长度的石英玻璃杆且平行固定于左侧板与右侧板之间，挂件杆的数量为两个，两个挂件杆固定于左侧板和右侧板的上部且处于同一水平高度，固定杆固定于左侧板和右侧板下部；

所述左侧板设有磁力吸盘固定槽，右侧板设有非接触式位移传感器固定槽，所述磁力吸盘固定槽位于左侧板的中部，呈上下结构，所述非接触式位移传感器固定槽位于右侧板的中部，呈上下结构，左侧板的磁力吸盘固定槽与磁力吸盘形成可自由装卸的配合，右侧板的非接触式位移传感器固定槽与非接触式位移传感器形成可自由装卸的配合；所述固定杆的作用主要是与两个挂件杆形成三角固定，确保测试支架不会变形；

所述磁力吸盘与波纹管封装端头形成能够自由拆装的磁力配合；

所述吊链包括挂钩和金属丝链，金属丝链两端分别连接一个挂钩，挂钩挂在挂件杆上，挂钩与挂件杆形成可取放的自由配合，吊链将波纹管模具吊起，波纹管模具与固定杆不接触；

所述缓压气囊与所述通气孔连接，并与波纹管模具内部连通；

所述毛细管负压传感器包括压力变送器和陶瓷探头，陶瓷探头埋设于试样筒中的水泥基材料浆体中，压力变送器用于感应陶瓷探头的压力变化。

所述数据采集仪包括显示屏、USB接口和编程接口；所述数据采集仪能够采集和记录所述测试装置和所述毛细管负压传感器测试的信号，数据采集仪将测试的信号转化为自收缩值和毛细管负压值；

所述数据采集仪的数据采集频率为1000次/秒，数据采集仪的数据记录频率为1～3600秒/次，数据记录频率即为数据储存的频率；所述数据采集仪能够根据毛细管负压值判定自收缩变形的零点，通过内部程序计算出水泥基材料的自收缩的微应变值；

所述微应变值能够以时间为坐标横轴自动绘制数据曲线，显示在所述显示屏上，数据能够通过所述USB接口导出，编程接口为修改数据采集仪中的程序的通讯连接口；

所述自收缩变形的零点为水泥基材料自收缩测试的初始值，即为水泥基材料浆体在初凝时的变形测值，经大量研究表明，当水泥基材料的毛细管负压值达到10kPa时，刚好为水泥基材料浆体达到初凝的时候，因此本发明采用毛细管负压值判定水泥基材料自收缩变形的零点；

所述水泥基材料自收缩的微应变值为水泥基材料长度变化值与水泥基材料试件长度的比值。

所述波纹管模具的长度为350～450mm，通常水泥基材料的变形范围在不大于3mm之间，为了确保水泥基材料在早期弹性模量降低时不受波纹管模具的约束，波纹管模具在自由状态下拉伸3mm和压缩3mm所用的力均不大于20mN。

所述吊链的数量为5～30个，均为相同规格，所述挂钩的材质为殷钢或石英玻璃，所述金属丝链的材质为殷钢。

所述缓压气囊为在自由状态下具有50～100cm³内部空间的软质硅胶气囊。

根据本发明的设计方案，根据不同类型水泥基材料的变形量为0.1～4mm，不同规格的波纹管模具的体积变化范围为0.05～20cm³，波纹管模具体积变化产生的压力变化由缓压气囊的内部空间平衡，由于缓压气囊为软质硅胶气囊，其在压力下可自由变形，其再通过变形与大气压进行压力平衡，最终使波纹管模具内与大气压形成平衡，从而消除波纹管模具内部压力的影响。

所述非接触式位移传感器为电涡流位移传感器或激光位移传感器。

为了测试支架搬动的便利性，在测试支架的左侧板和右侧板上端均设有一个把手。

本发明所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试方法，包括：

(1)先将磁力吸盘和非接触式位移传感器安装于测试支架，将吊链与测试支架的挂件杆配合，并按照波纹管模具的波纹间距均匀分布，将测试支架摆放在能够进行变温控制的待测位置，但不启动变温历程，确保测试支架的摆放位置牢固，不会发生摇晃和震动；

(2)使用一个波纹管封装端头与波纹管模具的一端配合，并将该端的波纹管封装端头的通气孔堵住，将波纹管模具的另一端开口朝上立起，将水泥基材料浆体装入波纹管模具中，在装料的过程中，将波纹管模具拉长20～40mm，当水泥基材料试样装料至波纹管模具剩余30～50mm高度时，使用另外一个波纹管封装端头与波纹管模具的开口端配合，缓缓将被拉长的波纹管模具放回至原长，在此过程中，波纹管模具中的空气通过所述通气孔排出，其内空气剩余高度为10～20mm；将缓压气囊与通气孔配合，使缓压气囊与波纹管模具内部连通，将波纹管模具水平放置，且确保通气孔位于12点钟方向位置，轻轻震动，使波纹管模具内剩余气体移动至波纹管模具上部，使波纹管模具的波纹通过上部的空气连通；将盛装了水泥基材料试样的波纹管模具置于吊链上，调整磁力吸盘，使磁力吸盘与波纹管封装端头的中心形成磁力链接，固定磁力吸盘，再调整非接触式位移传感器，使其刚好对波纹管端封装端头的中心位置，固定非接触式位移传感器，测试非接触位移传感器与波纹管封装端头靶心之间的距离变化；将所述试样筒中装入水泥基材料浆体，并将陶瓷探头埋入水泥基材料浆体中，测试水泥基材料浆体的毛细管负压发展；

(3)当数据采集仪测得的毛细管负压值达到10kPa时，开始启动变温试验的控温历程，并将该时刻非接触位移传感器的测值作为水泥基材料自收缩测试的初始值，即自收缩变形的零点；

(4)在测试过程中，缓压气囊将会随波环境温度变化和纹管模具长度变化而产生不同程度的体积变化，从而使波纹管模具内部气压始终等于测试环境气压；

(5)所述数据采集仪根据非接触式位移传感器的测值自动计算出水泥基材料的微应变值，假设水泥基材料的微应变准确值为A，由非接触式位移传感器的直接测试值计算的水泥基材料的微应变值为A₀，温度由T₀变为T₁，则可建立关系式：A＝A₀+0.5(T₁-T₀)。

所述测试支架的左侧板和右侧板的材质为殷钢或石英玻璃，所述挂件杆和固定杆的材质为石英玻璃，本发明如此选材的原理为：

普通混凝土的线膨胀系数约为1.0×10^-5/℃，普通钢材的线膨胀系数约为1.2×10^-5/℃，殷钢的线膨胀系数为2.0×10^-6/℃，石英玻璃的线膨胀系数极小，仅有5×10^-7/℃，在变温条件下，普通钢材的测试支架会随着温度的变化产生较大的热涨冷缩，从而导致水泥基材料的变形测试不准确，因此为了尽可能避免这种影响，一些设备上会采用殷钢，殷钢使得这种影响大幅降低，甚至在温度变化较小的环境中，可以认为殷钢是不变形的，即其变形是可以忽略的，但在水泥基材料变形测试中，测试支架的挂件杆和固定杆较长，且在水泥基材料变形测试研究的温度范围(-20～100℃)内，即便是殷钢材料的变形也不能被忽略，因此本发明选定了在-20～100℃温度范围内线膨胀系数比较稳定的石英玻璃作为挂件杆和固定杆。左侧板和右侧板的厚度较小，一般在5～10mm，其选定殷钢或石英玻璃均可满足水泥基材料变温自收缩的测试。

同样的原理，吊链的挂钩选用殷钢或石英玻璃材质，金属丝链选用殷钢材质。

本发明涉及的变温自收缩的测试的目的为：模拟大体积混凝土等具有温升、温降的变温历程的水泥基材料结构的温度历程，测试水泥基材料在此温度历程下的自收缩变形，以便用于模拟计算实际工程结构的应力场和开裂风险。

当毛细管负压值达到10kpa时开始变温历程的设定依据为：当水泥基材料浆体的毛细管负压值达到10kPa时，水泥基材料浆体初凝，初凝后，水泥基材料开始进入显著的水化放热阶段，此时开始模拟变温的历程是准确的，否则，若提前开始变温历程，则会将未进入初凝阶段的水泥基材料浆体加热，促使其被动加速初凝，若滞后开始模拟变温历程，则会错过实际水泥及材料结构的变温历程，导致测试结果误差偏大。

本发明的有益效果为：

(1)本发明采用毛细管负压判定水泥基材料自收缩变形的零点，并以此作为变温历程的起始时间，避免了人工测试亦错过凝结时间和测试误差的问题，也为变温历程的启动提供了科学的依据；

(2)本发明的数据采集仪能够根据采集数据直接计算出准确的水泥基材料的自收缩的微应变值，并形成测试曲线，测试结果直观，便于技术人员的查看和不同测试试件的结果对比；

(3)本发明采用石英玻璃的测试支架主体材质，成功地解决了在变温过程中由于测试支架本身热胀冷缩导致水泥基材料变形的测试不准确的问题；

(4)本发明采用吊链将波纹管模具吊起，完全消除了波纹管模具与测试支架的摩擦，从而解决了由于波纹管模具与测试支架的摩擦而导致水泥基材料早期变形测试不准确的问题；

(5)本发明采用缓压气囊和封装端头通气孔的设计，成功地消除了由于波纹管模具长度变化和环境温度变化而导致的内部压力变化，从而避免了波纹管模具对水泥基材料产生约束力而使测试结果不准确，使波纹管模具内部气压始终等于外界大气压。

附图说明

图1变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统示意图。

图2测试装置示意图之一。

图3测试装置示意图之二。

图4测试装置俯视图示意图。

图5测试装置正视图示意图。

图6测试支架示意图之一。

图7测试支架示意图之二。

图8测试支架、磁力吸盘、吊链和非接触式传感器装配示意图。

图9左侧波纹管封装端头示意图。

图10波纹管封装端头与波纹管模具装配示意图。

图11数据采集仪示意图。

图12毛细管负压传感器示意图。

图13吊链结构示意图。

图1～13的各标注为：1测试装置、11测试支架、111左侧板、1111磁力吸盘固定槽、112右侧板、1121非接触式位移传感器固定槽、113挂件杆、114固定杆、115把手、12磁力吸盘、13波纹管模具、14吊链、141挂钩、142金属丝链、15波纹管封装端头、151通气孔、16非接触式位移传感器、17缓压气囊、2数据采集仪、21显示屏、22USB接口、23编程接口、3毛细管负压传感器、31压力变送器、32陶瓷探头、4试样筒。

具体实施方式

一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，包括测试装置1、数据采集仪2、毛细管负压传感器3和试样筒4；所述测试装置1包括测试支架11、波纹管模具13、波纹管封装端头15、磁力吸盘12、吊链14、缓压气囊17和非接触式位移传感器16；所述数据采集仪2能够采集非接触式位移传感器16至波纹管封装端头15的距离值和毛细管负压值，并能够根据毛细管负压值判定自收缩变形的零点，通过内部程序计算出水泥基材料的自收缩的微应变值；

所述测试支架11包括挂件杆113、固定杆114、左侧板11和右侧板112，所述左侧板11和右侧板112的材质为石英玻璃或殷钢，所述挂件杆113和所述固定杆114为等长度的石英玻璃杆且平行固定于左侧板11与右侧板112之间，挂件杆113的数量为两个，两个挂件杆113固定于左侧板11和右侧板112的上部且处于同一水平高度，固定杆114固定于左侧板11和右侧板112下部，左侧板11设有磁力吸盘固定槽1111，右侧板112设有非接触式位移传感器固定槽1121，所述磁力吸盘固定槽1111位于左侧板11的中部，呈上下结构，所述非接触式位移传感器固定槽1121位于右侧板112的中部，呈上下结构，左侧板11的磁力吸盘固定槽1111与磁力吸盘12形成可自由装卸的配合，右侧板112的非接触式位移传感器固定槽1121与非接触式位移传感器16形成可自由装卸的配合。

波纹管模具13的长度为420mm，波纹管模具13在自由状态下拉伸3mm和压缩3mm所用的力均不大于20mN。

所述波纹管封装端头15用于封装波纹管模具13，为了两者能够便利的配合，波纹管封装端头15设定4°的锥度。

所述波纹管封装端头15设有通气孔151，通气孔151位于波纹管封装端头15圆面12点钟方向位置处，当波纹管封装端头15与波纹管模具13配合时，所述通气孔151与波纹管模具13内部连通，当不使用通气孔151时，通气孔151能够使用橡胶塞封住。

所述磁力吸盘12与波纹管封装端头15形成能够自由拆装的磁力配合。

所述吊链14包括挂钩141和金属丝链142，金属丝链142两端分别连接一个挂钩141，挂钩141挂在挂件杆113上，挂钩141与挂件杆113形成可取放的自由配合，吊链14将波纹管模具13吊起，波纹管模具13与固定杆114不接触。

所述吊链14的数量为12个，均为相同规格，所述挂钩141的材质为石英玻璃，所述金属丝链142的材质为殷钢。

所述缓压气囊17为在自由状态下具有80cm³内部空间的软质硅胶气囊，缓压气囊17通过波纹管封装端头15的通气孔151与波纹管模具13内部连通。

所述非接触式位移传感器16为电涡流位移传感器。

所述试样筒4盛装水泥基材料浆体，所述毛细管负压传感器3与所述试样筒4配合，毛细管负压传感器3测试水泥基材料的毛细管负压值，数据采集仪2记录毛细管负压值。

所述毛细管负压传感器3包括压力变送器31和陶瓷探头32，陶瓷探头32埋设于试样筒4中的水泥基材料浆体中，压力变送器31用于感应陶瓷探头32的压力变化。

所述数据采集仪2包括显示屏21、USB接口22和编程接口23，所述微应变值能够以时间为坐标横轴自动绘制数据曲线，显示在显示屏21上，数据能够通过USB接口22导出，编程接口23为修改数据采集仪2中的程序的通讯连接口。

为了测试支架11搬动的便利性，在测试支架11的左侧板11和右侧板112上端均设有一个把手115。

如前所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩的测试方法，包括：

(1)先把磁力吸盘12和非接触式位移传感器16安装于测试支架11，将吊链14与测试支架11的挂件杆113配合，并按照波纹管模具13的波纹间距均匀分布，将测试支架11摆放在能够进行变温控制的待测位置，但不启动变温历程，确保测试支架11的摆放位置牢固，不会发生摇晃和震动；

(2)使用一个波纹管封装端头15与波纹管模具13的一端配合，并将该端的波纹管封装端头15的通气孔151堵住，将波纹管模具13的另一端开口朝上立起，将水泥基材料浆体装入波纹管模具13中，在装料的过程中，将波纹管模具13拉长30mm，当水泥基材料试样装料至波纹管模具13剩余40mm高度时，使用另外一个波纹管封装端头15与波纹管模具13的开口端配合，缓缓将被拉长的波纹管模具13放回至原长，在此过程中，波纹管模具13中的空气通过所述通气孔151排出，其内空气剩余高度为10mm，将缓压气囊17与通气孔151配合，使缓压气囊17与波纹管模具13内部连通，将波纹管模具13水平放置，且确保通气孔151位于12点钟方向位置，轻轻震动，使波纹管模具13内剩余气体移动至波纹管模具13上部，使波纹管模具13的波纹通过上部的空气连通，将盛装了水泥基材料试样的波纹管模具13置于吊链14上，调整磁力吸盘12，使磁力吸盘12与波纹管封装端头15的中心形成磁力链接，固定磁力吸盘12，再调整非接触式位移传感器16，使其刚好对波纹管端封装端头的中心位置，固定非接触式位移传感器16，测试非接触位移传感器与波纹管封装端头15靶心之间的距离变化；将所述试样筒4中装入水泥基材料浆体，并将陶瓷探头32埋入水泥基材料浆体中，测试水泥基材料浆体的毛细管负压发展；

(3)当数据采集仪2测得的毛细管负压值达到10kPa时，开始启动变温试验的控温历程，并将该时刻非接触位移传感器的测值作为水泥基材料自收缩测试的初始值，即自收缩变形的零点；

(4)在测试过程中，缓压气囊17将会随波环境温度变化和纹管模具长度变化而产生不同程度的体积变化，从而使波纹管模具13内部气压始终等于测试环境气压；

(5)所述数据采集仪2根据非接触式位移传感器16的测值自动计算出水泥基材料的微应变值，假设水泥基材料的微应变准确值为A，由非接触式位移传感器16的直接测试值计算的水泥基材料的微应变值为A₀，温度由T₀变为T₁，则可建立关系式：A＝A₀+0.5(T₁-T₀)。

实施例

模拟测试某C50混凝土在变温条件下的自收缩变形，用于结构混凝土应力场的模拟计算，变温历程按照实际工程结构中的测试结果进行设置，试验所用波纹管模具的内径为58.5mm，外径为80mm，使用3个混凝土试件作为测试对象。

按照具体实施方式的技术方法，使用12个吊链与支架挂件杆配合，将混凝土装入波纹管模具中，使用在自由状态下具有80cm³内部空间的软质硅胶气囊作为缓压气囊，使波纹管模具内部与缓压气囊连通，调试好测试状态。

测试结果显示，测试0～3小时，混凝土试件无体积变化；从第3小时开始混凝土开始产生体积变化，呈收缩趋势，由于混凝土本身的均匀性等问题，不同试件之间的测试值略有差异，三个试件的测试值的差值在-20～20μm之间，测试变化规律和趋势完全一致；到第10小时，毛细管负压值达到10kPa，启动变温试验的控温历程，并以此时为自收缩变形零点，三个混凝土试件的变形数据基本一致，具有良好的测试稳定性；到第34小时，混凝土达到温峰，混凝土的膨胀变形已达到最大值，而后随着混凝土的降温逐渐产生温降收缩，在此过程中，三个混凝土试件的测试数据亦基本一致，三组数据的偏差不大于1％，实现了良好的测试技术效果。

Claims (7)

1.一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，其特征在于：包括测试装置(1)、数据采集仪(2)、毛细管负压传感器(3)和试样筒(4)；所述数据采集仪(2)与所述测试装置(1)、毛细管负压传感器(3)通过有线或无线的形式连接；所述试样筒(4)盛装水泥基材料浆体，所述毛细管负压传感器(3)与试样筒(4)配合；

所述测试装置(1)包括测试支架(11)、波纹管模具(13)、波纹管封装端头(15)、磁力吸盘(12)、吊链(14)、缓压气囊(17)和非接触式位移传感器(16)；

所述波纹管模具(13)由左右两个波纹管封装端头(15)封装；所述左侧的波纹管封装端头(15)设有通气孔(151)，通气孔(151)位于左侧波纹管封装端头(15)圆面12点钟方向位置处，当波纹管封装端头(15)与波纹管模具(13)配合时，所述通气孔(151)与波纹管模具(13)内部连通，当不使用通气孔(151)时，通气孔(151)能够使用橡胶塞封住；

所述测试支架(11)包括挂件杆(113)、固定杆(114)、左侧板(111)和右侧板(112)；所述左侧板(111)和右侧板(112)的材质为石英玻璃或殷钢，所述挂件杆(113)和固定杆(114)为等长度的石英玻璃杆且平行固定于左侧板(111)与右侧板(112)之间，挂件杆的数量为两个，两个挂件杆固定于左侧板和右侧板的上部且处于同一水平高度，固定杆(114)固定于左侧板(111)和右侧板(112)下部；

所述左侧板(111)设有磁力吸盘固定槽(1111)，右侧板(112)设有非接触式位移传感器固定槽(1121)，所述磁力吸盘固定槽(1111)位于左侧板(111)的中部，呈上下结构，所述非接触式位移传感器固定槽(1121)位于右侧板(112)的中部，呈上下结构，左侧板(111)的磁力吸盘固定槽(1111)与磁力吸盘(12)形成可自由装卸的配合，右侧板(112)的非接触式位移传感器固定槽(1121)与非接触式位移传感器(16)形成可自由装卸的配合；

所述磁力吸盘(12)与左侧波纹管封装端头(15)形成能够自由拆装的磁力配合；

所述吊链(14)包括挂钩(141)和金属丝链(142)，金属丝链(142)两端分别连接一个挂钩(141)，挂钩(141)挂在挂件杆(113)上，挂钩(141)与挂件杆(113)形成可取放的自由配合，吊链(14)将波纹管模具(13)吊起，波纹管模具(13)与固定杆(114)不接触；

所述缓压气囊(17)与所述通气孔(151)连接，并与波纹管模具(13)内部连通；

所述毛细管负压传感器(3)包括压力变送器(31)和陶瓷探头(32)，陶瓷探头(32)埋设于试样筒(4)中的水泥基材料浆体中，压力变送器(31)用于感应陶瓷探头(32)的压力变化；

所述数据采集仪(2)包括显示屏(21)、USB接口(22)和编程接口(23)；所述数据采集仪(2)的数据采集频率为1000次/秒，数据采集仪的数据记录频率为1～3600秒/次。

2.根据权利要求1所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，其特征在于，所述波纹管模具(13)的长度为350～450mm，波纹管模具(13)在自由状态下拉伸3mm和压缩3mm所用的力均不大于20mN。

3.根据权利要求2所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，其特征在于，所述吊链(14)的数量为5～30个，均为相同规格；所述挂钩(141)的材质为殷钢或石英玻璃，所述金属丝链(142)的材质为殷钢。

4.根据权利要求3所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，其特征在于，所述缓压气囊(17)为在自由状态下具有50～100cm³内部空间的软质硅胶气囊。

5.根据权利要求4所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，其特征在于，所述非接触式位移传感器(1121)为电涡流位移传感器或激光位移传感器。

6.根据权利要求5所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试系统，其特征在于，所述测试支架(11)的左侧板(111)和右侧板(112)上端均设有一个把手(115)。

7.权利要求1至6任一项所述的一种变温条件下水泥基材料的自收缩测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)先将磁力吸盘(12)和非接触式位移传感器(16)安装于测试支架(11)，将吊链(14)与测试支架(11)的挂件杆(113)配合，并按照波纹管模具(13)的波纹间距均匀分布，将测试支架(11)摆放在能够进行变温控制的待测位置，但不启动变温历程，确保测试支架(11)的摆放位置牢固，不会发生摇晃和震动；

(2)使用一个波纹管封装端头与波纹管模具的一端配合，并将该端的波纹管封装端头的通气孔(151)堵住，将波纹管模具的另一端开口朝上立起，将水泥基材料浆体装入波纹管模具(13)中，在装料的过程中，将波纹管模具拉长20～40mm，当水泥基材料试样装料至波纹管模具剩余30～50mm高度时，使用另外一个波纹管封装端头与波纹管模具的开口端配合，缓缓将被拉长的波纹管模具放回至原长，在此过程中，波纹管模具(13)中的空气通过所述通气孔(151)排出，其内空气剩余高度为10～20mm；将缓压气囊(17)与通气孔(151)配合，使缓压气囊(17)与波纹管模具(13)内部连通，将波纹管模具水平放置，且确保通气孔(151)位于12点钟方向位置，轻轻震动，使波纹管模具内剩余气体移动至波纹管模具上部，使波纹管模具的波纹通过上部的空气连通；

将盛装了水泥基材料试样的波纹管模具(13)置于吊链(14)上，调整磁力吸盘(12)，使磁力吸盘(12)与波纹管封装端头的中心形成磁力链接，固定磁力吸盘(12)，再调整非接触式位移传感器(16)，使其刚好对波纹管端封装端头的中心位置，固定非接触式位移传感器(16)，测试非接触位移传感器(16)与波纹管封装端头靶心之间的距离变化；将所述试样筒(4)中装入水泥基材料浆体，并将陶瓷探头(32)埋入水泥基材料浆体中，测试水泥基材料浆体的毛细管负压发展；

(3)当数据采集仪(2)测得的毛细管负压值达到10kPa时，开始启动变温试验的控温历程，并将该时刻非接触位移传感器(16)的测值作为水泥基材料自收缩测试的初始值，即自收缩变形的零点；

(4)在测试过程中，缓压气囊(17)将会随波环境温度变化和纹管模具长度变化而产生不同程度的体积变化，从而使波纹管模具内部气压始终等于测试环境气压；

(5)所述数据采集仪(2)根据非接触式位移传感器(16)的测值自动计算出水泥基材料的微应变值，假设水泥基材料的微应变准确值为A，由非接触式位移传感器的直接测试值计算的水泥基材料的微应变值为A₀，温度由T₀变为T₁，则可建立关系式：A＝A₀+0.5(T₁-T₀)。