混凝土立方体与圆柱体试件抗压强度关系

混凝土立方体与圆柱体试件抗压强度关系引言1国际上检测混凝土抗压强度通用两种方法一种是标准立方体试件抗压强度，另一种是标准圆柱体试件150mmxl50mmxl50mm抗压强度许多欧洲国家包括英国和德国采用立gl50mmx300mm方体试件，而美国、日本、加拿大、澳大利亚等采用圆柱体试件我国则以立方体试件作为测定抗压强度的依据因为国际上对混凝土抗压强度的检测在试件形状和尺寸上未完全统一，所以某些国际工程中关于混凝土强度的理论和测试方法上会有些不同虽然英国标准中给出了相关标准立方体与标准圆柱体抗压强度的换算关系，但是由于工程材料的独一性和差异性，这种换算关系只有通过具体试验得出的结论才更具有说服力和执行度而津巴布韦卡里巴南岸扩机工程项目就面临着这样的问题，本文也正以此为基准，试验和研究了两者的关系，在与英国规范所述关系进行了对比和分析的同时，对中国规范的相应部分也进行了探讨工程概况2津巴布韦卡里巴南岸扩机工程其电站装机容量为是津2X150MW,巴布韦在建最大水电项目主体建筑物包括进水口、引水隧洞、地下厂房、尾水调压室、尾水隧洞、尾水出口、地面主变和开关站混凝土用量超过万，技术要求混凝土强度为和（美国标10m3H30H20准），即标准圆柱体抗压强度分别为和30MPa20Mpa试验3津巴布韦标准以英国标准为主，我国标准及英国标准均采用立方体试件检验混凝土强度，对美国标准检测及试验均缺少经验和认知业主方与承包方一致同意，通过大量的试验数据，根据具体工程材料，来验证圆柱体与立方体的强度关系，指导该工程施工，规范混凝土施工，确保施工质量具体试验目的、依据及试验过程如下试验目的及意义

3.1由于圆柱体试件有一个受压面是由人工抹面形成，那么这个面成型时的好坏对试件强度的影响就比较大，为消除人为的试验误差，须严格按照要求的试件成型及试验方法来做中国标准为立方ASTM体试件，并且已习惯其成型程序及操作办法而在成型圆柱体试件过程中，发现圆柱体试件表面气泡偏多，人工抹面平整度存在误差，须找平处理并在抗压试件两端头加橡胶垫进行压力试验，否则圆柱体试件抗压强度值与实际值偏差较大，影响实际混凝土强度整个试验过程较立方体试件烦琐，过程控制严格通过查找和翻阅相关规范和资料，做了大量的标准立方体和圆柱体抗压强度对比试验，并进行论证分析，找出标准立方体与圆柱体试件之间的强度关系，进而评定混凝土配比实际强度，并以此数据分析得到业主工程师的认可，对指导混凝土施工具有重要意义试验依据

3.2本试验设计配合比按《普通混凝土配合比设计规程》进ACI

211.1行圆柱体成型及试件抗压强度检测以美国规定进行；立ASTMC39方体成型则以中国或英国的相关规定为准试验材料

3.3水泥

3.

3.1生产方为南非厂家生产的级普通硅酸盐水泥，PPC OPC

42.5I28天抗压强度为抗折强度为50MPa,

7.lMPao粉煤灰

3.

3.2生产方为南非生产的粉煤灰，Ash ResourcesLethabo DuraPozz经检测各项指标符合级粉煤灰标准I减水剂

3.

3.3生产方为南非产型聚竣酸普通高效减水剂，减水率为Sika-308820%o砂子

3.

3.4卡里巴湖上游侧支流河砂，经水洗筛分后运至施Gache Gache工现场，细度模数为的中砂，级配良好，无碱活性

2.6石子

3.

3.5距施工现场外的开采石料场,自产，骨料级配良好，生产30km5〜20mm、20〜40mm两种规格的单粒级集料水

3.

3.6卡里巴湖天然洁净的湖水，经第三方检测符合拌和用水要求试验过程

3.4按配合比拌制混凝土根据配合比设计结果，以及成型块标准6圆柱体试块和块标准立方体试块的量,需拌制混凝土按规

60.06m范要求分别称量、拌制、成型，并在同种条件下按规范养护，分别进行天和天抗压强度试验，每组块，对比强度平均值，并换算7283系数关系试验结果分析4一共进行了组对比试验并形成试验记录，然后绘制天龄期2028强度相关系数散点图，为对比分析提供依据，并得出以下结论从试验结果可知，无论是还是的系数关系，除个别1H30H20存在偏小和偏大外，其他都趋于集中，大部分集中在说明

0.75~

0.9,试验结果有一定的规律性除去偏差较大系数，对之间的所有系数取平均值，

20.75~

0.9发现的相关系数为的相关系数为比较理想H

300.83,H

200.81,有个别数据相关系数值偏低，只有或经分析主要是

30.

50.6,成型过程中造成的圆柱体只有上下两个受压面，试件顶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，而且加上人为原因，加大了这种端面的不平整度，在做抗压强度试验时，由于受压面不平整而造成突发提前压裂破坏现象，与真实值相差很大而立方体不存在此类问题，因为立方体有三对受压面，完全可以避开受处理端面而选择更平整的受压面，所以对比过程中会出现相关系数偏低现象，与实际不符，分析中已舍弃两种试件抗压强度相关系数大概为的原因，是由其本质决

40.8定的不同几何形体的试件受压过程中的受力并不相同，在受压过程中，由于摩擦力效应，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，而标准圆柱体的高度为标准立方体试件的2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通过具体试验对比分析，得出了相关系数，一方面验证了规5范说法的正确性，另一方面可以指导具体混凝土施工相关规范之间的对比分析5通过具体试验，在验证相关系数的同时，笔者也查阅了相关规范资料，发现了一些大同小异的特点，现归纳如下关于标准立方体和圆柱体抗压强度关系，相关规范有国际标1准《关于混凝土试件抗压强度计算方法》英国标准ISO4012-1978,《混凝土结构设计》中国标准《公路工[BSEN1992-1-1:2004E],程水泥及水泥混凝土试验规程》相关规范描述见表JTGE302005,1和表2从表和表可知12国际标准关于立方体与标准圆柱体抗压强度换算系数有一1ISO定规律性，以下均为的系数关系，及以上相关系C20/

250.8C25/30数逐渐增大，并且随着混凝土强度等级的提高，两者的强度比值有趋近于的可能1标准关于两者的强度关系主要稳定在左右，随着混2BSEN

0.8凝土强度的提高，二者的强度比值没有明显的规律性，而是呈波动状态中国标准中考虑到在公路工程中,混凝土芯样常3JTGE30-2005为圆柱体，故给出了圆柱体芯样的抗压强度修正系数，其方法主要参照和美国和方法进行修订的，且对ISO4012-1978ASTMC39C42非标准圆柱体的修正系数与美标完全一致笔者还注意到，关于中国标准《钻芯法检测混凝土强度2技术规程》和协会标准《钻芯法检测混凝土强度JGJ/T384-2016技术规程》在取缔相关旧版规程时，皆CECS03:2007去掉了原规程强度换算公式中高径比换算系数的内容，并表明仍以高径比且直径为的芯样为标准芯样，其芯样与11100mm同条件养护同龄期标准立方体试件的抗压强度相当，另外还150mm指出高径比为1:1的直径为70〜75mm的芯样抗压强度与标准芯样的抗压强度相当高径比且直径为的标准芯样抗压强度与直径为31:1100mm标准立方体抗压强度相当，而按照美国的修正系数，150mm100mm直径且高径比的圆柱体换算成标准圆柱体强度的系数为1:

10.87,那么此系数明显高于英标里的强度划分等级表的系数，同样BSEN在国际标准里的相关系数里处于偏大状态，说明各标准之间虽ISO然相互参照，但并不是对等的关于圆柱体与立方体相关强度对比关系，规范只能作为参考或4辅助依据，它只表明了二者之间存在着换算关系，但这个换算关系并不能直接用于混凝土强度等级评定时的转换依据，而是要根据实际工程情况，在混凝土配比中通过大量的对比分析试验来确定此工程里的对应系数换算关系。