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1、圆柱体和立方体试件强度换算关系立方体与圆柱体试件抗压强度关系分析作者:觅花查看次数:637发表时间:2008/9/401:02【论坛浏览】为了能在同一基础上去比较、判断混凝土强度指标,减少因不同试验方法所造成的混乱,各国对混凝土强度指标的测定都制定了各种严格和“标准”试验方法.对测定混凝土抗压强度所用试件,德国、英国及许多欧洲国家采用立方体试件,美国、日本、法国、加拿大、澳大利亚以及新西兰等采用圆柱体试件;我国则以边长为150㎜的立方体试件作为测定抗压强度的标准试件;由于各国情况不同,迄今为止,在国际上对抗压强
2、度试件的形状、尺寸尚未完全统一.总得来说,测定混凝土抗压强度所用标准试件主要有立方体与圆柱体二种.在国际间频繁的涉外交流,以及我国加入WTO的形式下,普通混凝土立方体试件与圆柱体试件之间的强度关系,便成为一个值得关注的问题.我国玩行《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081（以下简称《力学性能指标》）对立方体与圆柱体试件,仅仅只从各自的制作、养护、受压等方面作详细规定、说明,就二者之间的强度关系却没有涉及,这未尝不是遗憾与不足.一.立方体与圆柱体试件强度分析:不同几何形体的试件受压过程中的受力并不相同
3、;对立方体与圆柱体试件而言,受摩擦力效应,支座与试件接触面之间的摩擦力将对混凝土试件的横向膨胀起着约束作用,使混凝土强度提高,这种约束作用离试件端部越远影响越小,标准圆柱体试件(Φ150㎜×300㎜)的高度为标准立方体试件(150㎜×150㎜×150㎜)的二倍,其端部所受摩擦约束作用远远小于立方体试件,故其抗压强度低于立方体试件抗压强度;另外,圆柱体试件顶面(受压面)尽管按照标准要求进行端面处理,在某种程度上说还是粗糙的,并非真正的平面;因引,其光滑程度(平整度)有可能产生应力集中,导致混凝土抗压强度降低,这种
4、端面不平整引起的负面效果,也是影响圆柱体抗压强度的一个不利因素(与侧面受压的立方体试件相比).对于标准圆柱体试件抗压强度f’cc,15和标准立方体试件抗压强度fcc,15之间的关系,有的资料①认为:f’cc,15=(0.79～0.81)fcc,15;也有资料②提出圆柱体强度换算成立方体试件强度的参用公式:Fcc=1.25f’cc式中:fcc—换算成边长等于圆柱体直径的立方体强度(Mpa)f’cc—高径比为2的圆柱体强度(Mpa)国际标准ISO/DID7034《硬化混凝土芯样的钻取、检查和抗压试验》针对二者的抗压
5、强度,作出不同的强度等级划分:ISO按抗压强度划分的混凝土等级表(表1)混凝土强度等级混凝土强度标准值(Mpa)f’cc,15/fcc.15圆柱体试件Φ150㎜×300㎜立方体试件150㎜×150㎜×150㎜C2/2.52.02.50.80C4/54.05.0C6/7.56.04.5C8/108.010.0C10/12.510.012.5C12/1512.015.0C16/2016.020.0C20/2520.025.0C25/3025.030.00.83C30/3530.035.00.86C35/4035.0
6、40.00.88C40/4540.045.00.88C45/5045.050.00.90C50/5550.055.00.90从ISO混凝土强度等级表中推算的f’cc,15/fcc.15可知:在较低等级的混凝土中,圆柱体与立方体试件抗压强度的比较值较大,有20%左右的差距;随着混凝土强度等级的提高,二者的强度比值有渐趋于1的可能性.对立方体抗压强度等级C55以下的普通混凝土,由ISO划分的抗压强度等级可知:f’cc,15=(0.80～0.90)fcc.15不管圆柱体与立方体试件之间的强度比值具体是多少,都表明立方
7、体与圆柱体试件抗压强度之间的不对等性;也表明不同方法测得的力学性能数值之间通常没有单一的相互关系;立方体及圆柱体测定的抗压强度,其比值(圆柱体强度/立方体强度)不是常数,而是随着混凝土强度的不同而改变.对这一事实,国家相关标准应作出相应的说明,以免在涉外工程中产生不必要的麻烦,乃至引起工程纠纷.二.圆柱体试件与芯样试件高径比分析:国际标准ISO及我国标准都明确规定:ф150㎜×300㎜为圆柱体的标准试件,ф100㎜×200㎜和ф200㎜×400㎜为圆柱体非标准试件,故可认为圆柱体试件标准高径比为2;然而《钻芯法
8、检测混凝土强度技术规程》CECS03:88(以下简称《钻芯法》)中对芯样（芯样试件也属于圆柱体试件）高径比的规定与此有所不同:“第4.0.4条:芯样抗压试件的高度和直径之比应在1～2的范围内.第4.0.1条文说明:...根据国内外的一些试验证明,高度和直径均为100㎜的芯样与边长为150㎜立方体试块的强度是比较接近的......因此,宜采用直径和高度均为100㎜的芯样试件.6.0.3条
