5抗壓強(qiáng)度試驗

5.0.1說明了本方法適用于混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗。圓柱體抗壓強(qiáng)度試驗見附錄B。

5.0.2說明了試件尺寸應(yīng)符合的規(guī)定。

5.0.3本條規(guī)定了試驗所需的儀器設(shè)備及應(yīng)滿足的要求。

1規(guī)定了壓力試驗機(jī)的技術(shù)要求。

1）從壓力試驗機(jī)廠家調(diào)查了解得知，隨著壓力試驗機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的提高，試件破壞荷載超出全量程20%~80%范圍時，目前很多壓力試驗機(jī)的示值相對誤差、加荷速率等也可滿足相應(yīng)要求。因此本次修訂與原標(biāo)準(zhǔn)相比，試件破壞荷載量程范圍規(guī)定由“應(yīng)”修訂為“宜”，如果破壞荷載超出了全量程的20%~80%范圍時，在滿足示值相對誤差、加荷速率等相關(guān)要求的前提下，可使用的低荷載和大荷載可根據(jù)壓力試驗機(jī)測量傳感器計量檢定結(jié)果確定。

2）目前在測量領(lǐng)域，精度的說法已不提倡使用，在《液壓式萬能試驗機(jī)》GB/T 3159中用示值相對誤差表示。

3）規(guī)定了壓力試驗機(jī)應(yīng)具有加荷速度顯示裝置或加荷速度控制裝置，是為了便于操作人員可按本標(biāo)準(zhǔn)要求控制加荷速度。

4）對試驗機(jī)上、下承壓板的平面度公差、平行度公差、表面硬度、粗糙度進(jìn)行了規(guī)定。

5）規(guī)定了壓力試驗機(jī)應(yīng)具有有效期內(nèi)的計量檢定證書，是為了保持各個不同試驗室中的試驗儀器設(shè)備性能指標(biāo)的一致性，其鑒定周期為一年。

2老的壓力試驗機(jī)，由于多年使用，上下壓板有磨損現(xiàn)象，特別是壓板的中心，由于壓試件處磨成凹狀。其平整度嚴(yán)重影響對壓板平整度要對較高的高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度。為提高高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度試驗的精度，避免試驗誤差，在強(qiáng)度等級不小于C60的抗壓強(qiáng)度試驗時，如壓力試驗機(jī)上、下承壓板不符合要求時，必須使用鋼墊板。墊鋼墊板后高強(qiáng)混凝土試件的抗壓強(qiáng)度顯著提高，其原因是高強(qiáng)混凝土試件對鋼墊板的承壓面要求較高，包括對平整度、硬度的要求。

3  規(guī)定了試件周圍應(yīng)設(shè)置防崩裂網(wǎng)罩，以免高強(qiáng)混凝土試件在破壞時突然崩裂射出的試件碎塊傷人。

5.0.4本條規(guī)定了立方體抗壓強(qiáng)度試驗的試驗步驟。

1原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試件從養(yǎng)護(hù)地點取出后應(yīng)及時進(jìn)行試驗，國外標(biāo)準(zhǔn)《Testing of concrete—Part 4:Strength of hardened concrete》ISO1920-4-2005和《Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens》ASTM C39-2014均規(guī)定試件從養(yǎng)護(hù)地點取出后應(yīng)采取措施保持試件濕潤，試件應(yīng)在濕潤狀態(tài)下進(jìn)行試驗。試件在濕潤和干燥狀態(tài)對抗壓強(qiáng)度結(jié)果有一定影響，本次修訂后要求在條件許可時，應(yīng)采用濕毛巾覆蓋試件，保持試件潮濕狀態(tài)。

3試件應(yīng)避免偏心受壓，受壓偏心對試件抗壓強(qiáng)度影響較大，導(dǎo)致試驗結(jié)果不準(zhǔn)確。

5原標(biāo)準(zhǔn)對加荷速度的規(guī)定為：混凝土強(qiáng)度等級<C30時，加荷速度取每秒鐘0.3~0.5MPa；混凝土強(qiáng)度等級≥C30且<C60時，取每秒鐘0.5~0.8MPa；混凝土強(qiáng)度等級≥C60時，取每秒鐘0.8~1.0MPa。國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為：《Testing of concrete—Part 4:Strength of hardened concrete》ISO 1920-4-2005規(guī)定加荷速度為（0.15～1.0）MPa/s；《Testing hardened concrete - Part 3: Compressive strength of test specimens》BS EN 12390-3-2009加荷速度由原來（0.2～1.0）MPa/s修訂為（0.6±0.2）MPa/s；《Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens》ASTM C39-2014規(guī)定加荷速度為（0.25±0.05）MPa/s（圓柱體試件）；《Method of test for compressive strength of concrete》JIS A1108-2006加荷速度為（0.6±0.4）MPa/s（圓柱體試件）。一方面國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對加荷速度規(guī)定不同，另一方面國內(nèi)有部分單位反映目前抗壓強(qiáng)度試驗工作量很大，如果加荷速度偏小，試驗時間很長。因此編制組組織幾家單位進(jìn)行了不同加荷速度對試件抗壓強(qiáng)度結(jié)果影響的平行試驗研究，試驗要求：①同一強(qiáng)度等級采用不同速率對比的試件，必須采用同一盤混凝土拌合物成對成型，在振動臺上必須成對同時成型振搗；②養(yǎng)護(hù)必須在相對濕度95%以上環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)；③試件在濕潤狀態(tài)下進(jìn)行試驗；④壓力試驗機(jī)均采用數(shù)控恒定速率壓力試驗機(jī)?，F(xiàn)列出部分單位的試驗研究結(jié)果如下，其中中國建筑科學(xué)研究院的試驗結(jié)果如表3所示。

表3  不同加荷速度對試件抗壓強(qiáng)度結(jié)果的影響（中國建筑科學(xué)研究院試驗結(jié)果）

注：1C_a25為引氣混凝土，含氣量為4.8%；

2試件尺寸為100mm×100mm×100mm。

福建省建筑科學(xué)研究院的試驗結(jié)果如表4所示。

表4 不同加荷速度下混凝土抗壓強(qiáng)度結(jié)果的影響（福建省建筑科學(xué)研究院試驗結(jié)果）

注：試件尺寸為100mm×100mm×100mm。

臺州市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會的試驗結(jié)果如表5所示。

表5 不同加荷速度下混凝土抗壓強(qiáng)度結(jié)果的影響（臺州市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會試驗結(jié)果）

注：試件尺寸為150mm×150mm×150mm。

表3~表5的試驗結(jié)果表明，在上述加荷速度范圍內(nèi)，不同加荷速度對不同強(qiáng)度等級混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果影響較小，本次修訂時，考慮到標(biāo)準(zhǔn)的延續(xù)性，加荷速度仍然應(yīng)在0.3MPa~1.0MPa范圍內(nèi)選取，對不同強(qiáng)度混凝土的加荷速度仍然做了區(qū)分，但是對選取加荷速度的用詞改為“宜”，考慮到不同強(qiáng)度等級混凝土在不同齡期時強(qiáng)度不同，因此不再以強(qiáng)度等級進(jìn)行區(qū)分，而是以強(qiáng)度進(jìn)行區(qū)分。

6新型壓力試驗機(jī)多為數(shù)控恒定速率壓力試驗機(jī)，當(dāng)試件破壞時，壓力機(jī)會自動停止油門工作。《Testing of concrete—Part 4:Strength of hardened concrete》ISO 1920-4-2005、《Testing hardened concrete - Part 3: Compressive strength of test specimens》BS EN 12390-3-2009、《Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens》ASTM C39-2014給出了符合要求和不符合要求的試件失效開裂形式，其中ASTM C39-2014給出了圓柱形試件的失效開裂形式，ISO1920-4-2005、BS EN 12390-3-2009給出了立方體試件的失效開裂形式，如圖1和圖2所示。編制組進(jìn)行了不同強(qiáng)度等級（C20~C100）和不同尺寸（100mm和150mm立方體）混凝土試件破壞形式的統(tǒng)計分析，中國建筑科學(xué)研究院的統(tǒng)計結(jié)果表明，采用數(shù)控恒定速率壓力試驗機(jī)時出現(xiàn)圖1符合要求的失效開裂形式b和c的概率很小，162塊混凝土試件中分別出現(xiàn)了1塊圖1中b和c具有明顯環(huán)箍效應(yīng)特征的開裂形式，主要原因是由于當(dāng)試件破壞時，數(shù)控恒定速率壓力試驗機(jī)會自動卸載，試件一旦破壞還沒有*崩裂壓力機(jī)就卸載了。其他試件在非偏心正常受壓情況下，由于試件裂縫擴(kuò)展后試件掉塊等原因，試件破壞形態(tài)并非如圖a）所示，即圖1中的三個示圖并不能*涵蓋符合要求的試件失效開裂形態(tài)。但是從試驗數(shù)據(jù)分析的有效性判斷角度考慮，國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)列出的試件破壞形態(tài)圖示仍具有一定的參考意義，此次修訂中，在條文說明列出BS EN 12390-3-2009的試件失效開裂形態(tài)如圖1和圖2所示，供實際試驗中參考。

圖1  符合要求的試件失效開裂形態(tài)示例

圖2  不符合要求的試件失效開裂形式

C80強(qiáng)度等級100mm立方體                      C90強(qiáng)度等級150立方體

5.0.5本條規(guī)定了立方體抗壓強(qiáng)度試驗的計算方法和如何確定立方體抗壓強(qiáng)度值。隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)的需要，高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，由于邊長100mm的立方體試件制作便利，對壓力機(jī)噸位要求較低等，廣大工程建設(shè)單位和檢測單位等迫切希望標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范能給出高強(qiáng)混凝土明確尺寸換算系數(shù)，以便利用非標(biāo)準(zhǔn)試件（邊長100mm的立方體）來換算出標(biāo)準(zhǔn)試件（邊長150mm的立方體）的標(biāo)準(zhǔn)值；近年來礦物摻合料和聚羧酸減水劑技術(shù)的大力推廣和應(yīng)用，中低強(qiáng)度等級混凝土配合比設(shè)計基本原則由以前的高水膠比、低摻量摻合料發(fā)展為低水膠比、大摻量摻合料，需要驗證這些技術(shù)方向的變化是否對原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的中低強(qiáng)度等級混凝土尺寸換算系數(shù)造成一定的影響。因此，本次修訂編制組組織全國多家單位對強(qiáng)度等級為C20~C100邊長為150mm和100mm的立方體試件之間的尺寸換算系數(shù)開展平行試驗研究，參加試驗的單位有中國建筑科學(xué)研究院、中國建筑材料科學(xué)研究總院、上海市建筑科學(xué)研究院、華潤水泥技術(shù)研發(fā)有限公司、北京金隅股份有限公司、臺州市建筑工程檢測行業(yè)協(xié)會、上海建工材料工程有限公司等單位，試驗量近千組。

對比分析各家試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各家得出的尺寸換算系數(shù)及規(guī)律趨勢不盡相同，對于高強(qiáng)混凝土的尺寸換算系數(shù)難以統(tǒng)一，因此本次修訂時，對于混凝土強(qiáng)度等級小于C60時，尺寸換算系數(shù)仍按原標(biāo)準(zhǔn)采用0.95，對于高強(qiáng)混凝土的尺寸換算系數(shù)仍不再進(jìn)行規(guī)定。中國建筑科學(xué)研究院的數(shù)據(jù)（如表6、表7所示）表明，高強(qiáng)混凝土邊長為100mm的立方體試件的標(biāo)準(zhǔn)差σ和離散系數(shù)C_ν均大于邊長為150mm的立方體試件，本次修訂對于高強(qiáng)混凝土仍宜采用標(biāo)準(zhǔn)試件試驗，采用非標(biāo)準(zhǔn)時，尺寸換算系數(shù)應(yīng)有試驗確定，確定高強(qiáng)混凝土100mm立方體試件的尺寸換算系數(shù)試驗的要點如下：

1試模必須符合《混凝土試?！稪G 237中技術(shù)要求的規(guī)定，宜采用鑄鐵或鑄鋼試模。

2在同一振動臺上必須成對成型150mm立方體和100mm立方體試件，還應(yīng)防止過振；成型后應(yīng)立即在試模上蓋上塑料布。

3養(yǎng)護(hù)必須在相對濕度95%以上環(huán)境（或為霧室）的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室或在氫氧化鈣飽和溶液中養(yǎng)護(hù)。

4每塊試件壓力試驗時，上壓板與試件或鋼墊板必須擦拭干凈，球座必須調(diào)整平衡，保證試件受壓均勻。

5加荷速度應(yīng)取0.8MPa/s~1.0MPa/s，尤其是對150mm立方體試件在接近破壞時必須保持0.8MPa/s~1.0MPa/s的加荷速度。

6確定尺寸換算系數(shù)的試件組數(shù)必須大于20組。

7通過試驗確定的尺寸換算系數(shù)僅適用于試驗所采用的配合比以及對應(yīng)原材料成型的立方體試件，如配合比或原材料發(fā)生較大變化，應(yīng)重新通過試驗確定尺寸換算系數(shù)。

5.0.6本條規(guī)定了試驗報告的內(nèi)容。