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摘要：通过大量试验，分析试验条件包括不同试件尺寸、不同形状与表面状态、不同含水率和不同加载速率，对混凝土抗压强度测试值的影响。
关键词：普通混凝土； 试验条件；抗压强度；
在建筑结构中，混凝土是以其抗压强度去承受荷载的，同时强度的大小与结构的耐久性或使用寿命有直接关系。因此说建筑结构中的混凝土强度至关重要。
普通混凝土的抗压强度的影响因素诸多，包括胶凝材料的强度、水胶比、温度、湿度；龄期；还有试验条件对混凝土强度的影响。本文通过大量的试验，探讨不同试件尺寸、不同形状与表面状态、不同含水率和不同加载速率对混凝土强度测试值的影响。
试件尺寸
目前国标《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002中规定：试件的尺寸应根据混凝土中集料的最大粒径按表1选定。
表1混凝土试件尺寸选用表
试件尺寸不同，会影响试件的抗压强度测试结果。这是因为混凝土试件在压力机上受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应产生横向膨胀。而钢制压板的横向膨胀较混凝土小很多，因而在压板与混凝土试件受压面之间形成摩擦力，这摩擦力对试件的横向膨胀起着约束作用，因而试块中部的横向拉伸较大，而向上、向下逐渐减小。试块破坏时，中部剥落最严重，而接近上、下承压面处则剥落较少。这种作用称为“环箍效应”，其破坏形态如图1。“环箍效应”对混凝土抗压强度有提高作用。离压板越远，“环箍效应”越小，在距离试件受压面约0.866α（α为试件边长）范围外这种效应消失。
因此说，试件尺寸越大，这种环箍效应的保护作用越不明显，在进行强度试验时，测得的强度值越低。同时试件尺寸越大内部存在孔隙、裂缝和局部较差等缺陷的机率越大，从而也会降低了混凝土的强度。
试件形状与表面状态
现以C30为例，采用技术指标合格的原材料，按同一配合比，用标准的拌和方法拌和成新拌混凝土，并按规定的标准制件方法制备成三种不同形状尺寸的试件，第一种为150×150×150的混凝土立方体试件，第二种为150×150×300的棱柱体试件，第三种为150×150×450的棱柱体试件，将上述三种试件在同一条件下（规定标准条件：温度20±2℃，相对湿度≥95％）养生达规定龄期（28天），分别用规定的标准试验方法测定其抗压强度，试验结果如表3所示。
表3不同形状尺寸混凝土试件抗压强度试验结果
通过若干上述试验得出：轴心抗压强度较比同截面的立方体强度值小些，而且随着棱柱体试件高宽比越大，轴心抗压强度值越小。但当高宽比达到一定值后，强度就不再降低。混凝土强度等级在C10～C55的范围内，轴心抗压强度与立方体抗压强度之比约为0.7～0.8。
同样现以C30为例，采用技术指标合格的原材料，按同一配合比，用标准的拌和方法拌和成新拌混凝土，并按规定的标准制件方法制备成标准尺寸试件，同样养生达规定龄期，分别在不同表面状态下测定抗压强度，其试验结果如表4所示。
表4 不同表面状态下混凝土抗压强度试验结果
通过若干上述试验得出：当混凝土受压面非常光滑时（如有油脂），由于压板与试件表面的摩擦力减小，使环箍效应减小，试件将出现垂直裂纹而破坏，测得的混凝土强度值将降低。
现将同一配比、以标准制件方法制备的混凝土，四组试件在标准养护条件（温度20±2℃，相对湿度≥95％）下养生，四组试件在自然养护条件（温度15℃，相对湿度小于50％）下养生，分别至28天龄期，再将不同养护条件下的试件在不同含水率下，分别测其抗压强度，其试验结果如图3和图4。
由3、4图可以看出：含水率对标准养护的混凝土试件抗压强度影响明显，标准养护条件下，混凝土试件抗压强度随着含水率的增高而下降，这是因为开始含水率升高，是试件表面吸水的作用，对试件结构本身性能影响不是很大；当水分进入试件内部后，水起润滑作用，抗压强度呈现下降趋势。
自然条件养护下的试件，随着含水率的增加，开始时抗压强度下降明显，随着浸泡时间增长，含水率进一步增大，其抗压强度有所提高。这是因为在自然条件养护的混凝土，由于养护阶段缺少水分，混凝土发育不完善，在充分浸泡后，随着水分的进入，混凝土内部继续发育，抗压强度反而有所提高。
混凝土强度测试过程中加荷速率与混凝土强度等级有关。当混凝土强度小于C30时，加载速率取0.3～0.5/；混凝土强度大于或等于C30且小于C60时，取0.5～0.8/；混凝土强度大于
表5 不同加载速率抗压强度试验结果
混凝土的破坏过程可以分为四个阶段：第一阶段从试验开始到加载的初级阶段，混凝土的破坏是粗集料与浆体界面粘结面的裂缝发展；随着荷载的继续增加，粘结裂缝继续开展并向基材延伸，混凝土进入第二阶段；第三阶段，随着应力的增加，混凝土的破坏更多表现为粘结裂缝及砂浆裂缝的增加并形成相互连接贯通的连续裂缝；当贯通裂缝随着应力的增加而增多，混凝土出现宏观破坏，此时为第四阶段。混凝土组成材料的相对强度、粘结强度及变形性能决定了每个发展阶段所需时间和发展路径，加载速率又决定了各个阶段交叉进行的程度和材料变形时蓄能的大小，而每个阶段所需时间和各个阶段交叉进行的程度又决定了试件破坏的快慢和破坏形式。所以，混凝土的抗压强度值会随着加载速率的增加而提高。
结论
在其他条件都相同的条件下，混凝土试件尺寸越大，抗压强度测试值越低；随着棱柱体（或圆柱体）试件高宽比越大，轴心抗压强度值越小，但当高宽比达到一定值后，抗压强度就不再降低；同时混凝土受压面涂油或封蜡处理后，消弱了界面的摩擦力，而且表面越光滑摩擦力消弱越明显，抗压强度测试值降低也越明显；而且混凝土在标准养护条件下养生后，试件抗压强度会随着含水率的增高而下降，而在自然条件养护下的试件，随着含水率的增加，开始时抗压强度明显下降，随着浸泡时间增长，含水率进一步增大后，其抗压强度有所提高；由于混凝土的破坏过程可以分为四个阶段，加载速率大小决定了试件破坏的快慢和破坏形式，因此混凝土抗压强度测试值会随着加载速率的增加而提高。
参考文献
刘保东.混凝土含水率对抗压强度的影响 北方交通大学学报. 2011(4)
⑵ 陈家瑾 不同混凝土抗压试件尺寸表面结束对强度的影响 北方交通大学学报. 2004(1)。
关键词：普通混凝土； 试验条件；抗压强度；
在建筑结构中，混凝土是以其抗压强度去承受荷载的，同时强度的大小与结构的耐久性或使用寿命有直接关系。因此说建筑结构中的混凝土强度至关重要。
普通混凝土的抗压强度的影响因素诸多，包括胶凝材料的强度、水胶比、温度、湿度；龄期；还有试验条件对混凝土强度的影响。本文通过大量的试验，探讨不同试件尺寸、不同形状与表面状态、不同含水率和不同加载速率对混凝土强度测试值的影响。
试件尺寸
目前国标《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002中规定：试件的尺寸应根据混凝土中集料的最大粒径按表1选定。
表1混凝土试件尺寸选用表
试件尺寸不同，会影响试件的抗压强度测试结果。这是因为混凝土试件在压力机上受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应产生横向膨胀。而钢制压板的横向膨胀较混凝土小很多，因而在压板与混凝土试件受压面之间形成摩擦力，这摩擦力对试件的横向膨胀起着约束作用，因而试块中部的横向拉伸较大，而向上、向下逐渐减小。试块破坏时，中部剥落最严重，而接近上、下承压面处则剥落较少。这种作用称为“环箍效应”，其破坏形态如图1。“环箍效应”对混凝土抗压强度有提高作用。离压板越远，“环箍效应”越小，在距离试件受压面约0.866α（α为试件边长）范围外这种效应消失。
因此说，试件尺寸越大，这种环箍效应的保护作用越不明显，在进行强度试验时，测得的强度值越低。同时试件尺寸越大内部存在孔隙、裂缝和局部较差等缺陷的机率越大，从而也会降低了混凝土的强度。
试件形状与表面状态
1.试件形状
在实际结构中，混凝土的受压形式多是棱柱体或圆柱体。所以，为了符合工程实际的情况，在结构设计中混凝土受压构件的计算采用混凝土的轴心抗压强度，即为棱柱体或圆柱体抗压强度。现以C30为例，采用技术指标合格的原材料，按同一配合比，用标准的拌和方法拌和成新拌混凝土，并按规定的标准制件方法制备成三种不同形状尺寸的试件，第一种为150×150×150的混凝土立方体试件，第二种为150×150×300的棱柱体试件，第三种为150×150×450的棱柱体试件，将上述三种试件在同一条件下（规定标准条件：温度20±2℃，相对湿度≥95％）养生达规定龄期（28天），分别用规定的标准试验方法测定其抗压强度，试验结果如表3所示。
表3不同形状尺寸混凝土试件抗压强度试验结果
通过若干上述试验得出：轴心抗压强度较比同截面的立方体强度值小些，而且随着棱柱体试件高宽比越大，轴心抗压强度值越小。但当高宽比达到一定值后，强度就不再降低。混凝土强度等级在C10～C55的范围内，轴心抗压强度与立方体抗压强度之比约为0.7～0.8。
2.表面状态
进行强度试验时，尽管试件表面进行了处理，但由于试件与上、下压板之间，在荷载施加过程中仍会产生较大的摩擦力，对试件产生了保护作用，影响了试件的测定结果。为了消除这种摩擦力，可让试件表面光滑，如涂油脂，以降低压板与试件表面的摩擦力，为此做大量的试验研究。同样现以C30为例，采用技术指标合格的原材料，按同一配合比，用标准的拌和方法拌和成新拌混凝土，并按规定的标准制件方法制备成标准尺寸试件，同样养生达规定龄期，分别在不同表面状态下测定抗压强度，其试验结果如表4所示。
表4 不同表面状态下混凝土抗压强度试验结果
通过若干上述试验得出：当混凝土受压面非常光滑时（如有油脂），由于压板与试件表面的摩擦力减小，使环箍效应减小，试件将出现垂直裂纹而破坏，测得的混凝土强度值将降低。
三、试件含水率
不同养护条件下，混凝土内部强度发育不同，此时在不同含水率下混凝土强度会有不同的表现形式。现将同一配比、以标准制件方法制备的混凝土，四组试件在标准养护条件（温度20±2℃，相对湿度≥95％）下养生，四组试件在自然养护条件（温度15℃，相对湿度小于50％）下养生，分别至28天龄期，再将不同养护条件下的试件在不同含水率下，分别测其抗压强度，其试验结果如图3和图4。
由3、4图可以看出：含水率对标准养护的混凝土试件抗压强度影响明显，标准养护条件下，混凝土试件抗压强度随着含水率的增高而下降，这是因为开始含水率升高，是试件表面吸水的作用，对试件结构本身性能影响不是很大；当水分进入试件内部后，水起润滑作用，抗压强度呈现下降趋势。
自然条件养护下的试件，随着含水率的增加，开始时抗压强度下降明显，随着浸泡时间增长，含水率进一步增大，其抗压强度有所提高。这是因为在自然条件养护的混凝土，由于养护阶段缺少水分，混凝土发育不完善，在充分浸泡后，随着水分的进入，混凝土内部继续发育，抗压强度反而有所提高。
四、加载速率
对于具有一定强度的材料，其强度的测试都有一定的加载范围和合适的加载速率，如果加载速率选择不当将会影响强度的真实性。混凝土强度测试过程中加荷速率与混凝土强度等级有关。当混凝土强度小于C30时，加载速率取0.3～0.5/；混凝土强度大于或等于C30且小于C60时，取0.5～0.8/；混凝土强度大于
摘自：毕业论文前言www.udooo.com
C60时，取0.8～1.0/。但当加载过程中出现速率变化，会导致混凝土强度值大小的变化。
现用相同原材料按同种配合比，按规定标准制件方法制备成三组标准尺寸的C30试件，并在相同的标准条件下养生达规定的龄期，三组试件分别采用不同加载速率测得其抗压强度如表5所示。表5 不同加载速率抗压强度试验结果
混凝土的破坏过程可以分为四个阶段：第一阶段从试验开始到加载的初级阶段，混凝土的破坏是粗集料与浆体界面粘结面的裂缝发展；随着荷载的继续增加，粘结裂缝继续开展并向基材延伸，混凝土进入第二阶段；第三阶段，随着应力的增加，混凝土的破坏更多表现为粘结裂缝及砂浆裂缝的增加并形成相互连接贯通的连续裂缝；当贯通裂缝随着应力的增加而增多，混凝土出现宏观破坏，此时为第四阶段。混凝土组成材料的相对强度、粘结强度及变形性能决定了每个发展阶段所需时间和发展路径，加载速率又决定了各个阶段交叉进行的程度和材料变形时蓄能的大小，而每个阶段所需时间和各个阶段交叉进行的程度又决定了试件破坏的快慢和破坏形式。所以，混凝土的抗压强度值会随着加载速率的增加而提高。
结论
在其他条件都相同的条件下，混凝土试件尺寸越大，抗压强度测试值越低；随着棱柱体（或圆柱体）试件高宽比越大，轴心抗压强度值越小，但当高宽比达到一定值后，抗压强度就不再降低；同时混凝土受压面涂油或封蜡处理后，消弱了界面的摩擦力，而且表面越光滑摩擦力消弱越明显，抗压强度测试值降低也越明显；而且混凝土在标准养护条件下养生后，试件抗压强度会随着含水率的增高而下降，而在自然条件养护下的试件，随着含水率的增加，开始时抗压强度明显下降，随着浸泡时间增长，含水率进一步增大后，其抗压强度有所提高；由于混凝土的破坏过程可以分为四个阶段，加载速率大小决定了试件破坏的快慢和破坏形式，因此混凝土抗压强度测试值会随着加载速率的增加而提高。
参考文献
刘保东.混凝土含水率对抗压强度的影响 北方交通大学学报. 2011(4)
⑵ 陈家瑾 不同混凝土抗压试件尺寸表面结束对强度的影响 北方交通大学学报. 2004(1)。