1、1 混凝土圓柱試體抗壓強度檢驗法 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS總號 類號 ICS 91.100.30 1232 A3045 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 49 年 4 月 23 日 91 年 12 月 9 日(共 5 頁) Method of test for compressive strength of cylindrical concrete specimens 1. 適用範圍：本標準規定混凝土圓柱形試體，包括模製圓柱形試體及鑽心試體抗壓強度之檢驗法，但混凝土單位重量限於 800kg/m3以上。 備考：本標準中提供解說
2、資料之參考用附註，不得視為本標準之規定。 2. 方法概要：本標準主要係對模製圓柱形試體及鑽心試體，連續施加規定速率之軸向載重，直至試體破壞。試體抗壓強度之計算，係以試驗時所施加之最大載重除以試體之斷面積求得。 3. 要義與應用 3.1 本試驗法所求得之抗壓強度值，因受試體之尺度、形狀、批次計量、 拌和程序、取樣方法、模製、齡期、溫度及養護時之潮濕狀態等因素影響，須特別注意其所代表的並非為混凝土本身的基本或實質性質。 3.2 本試驗法抗壓強度試體之準備與養護，應依據 CNS 1230混凝土試體在試驗室模製及養護法、 CNS 1231工地混凝土試體之製作及養護法、 CNS 1238混凝土鑽心試體及
3、切鋸試體抗壓及抗彎強度試驗法、 CNS 10992混凝土圓柱試體模具檢驗法及 CNS 11297 混凝土圓柱試體蓋平法等規定辦理。 3.3 本試驗法所求得之抗壓強度值，可作為混凝土配比、拌和、澆置等品質控制之調整依據，以及驗證與規範要求是否相符、評估添加化學摻料對混凝土影響等之參考。 3.4 本試驗法之操作人員資格，其操作試驗結果應符合第 9.1 節精密度之規定。 4. 試驗裝置 4.1 試驗機：可為任何形式具有足夠載重容量之壓力機，並應符合 CNS 9211壓縮試驗機之規定。 4.2 試驗機之校正：試驗機之校正須符合 CNS 9211 之規定。若試驗機僅有一種加壓速率，為符合第 6.5 節之
4、規定，應借助一輔助方法控制加壓速率， 以便校正。此輔助方法可為動力或手動操作。試驗機中放置試體之位置應足以容納彈性校正設備，此校正設備應符合 CNS 10048材料試驗機用負載校準裝置 之規定。 4.3 試體承壓塊之一般性質：試驗機須具有承壓面硬度達洛氏硬度 HRC 55 以上之上下兩片鋼製承壓塊，上承壓塊之頂面為球形座，底面覆於試體頂面作為承壓面，下承壓塊為堅硬實心體，用以承載試體。承壓塊之承壓面最小尺度至少須大於試體直徑 3%以上。當上承壓塊之承壓面直徑超過試體直徑 13mm 以上時，應於此面上刻畫不同直徑之同心圓，圓心與承壓面中心相合，以便於試體中心軸之定位。刻畫深度及寬度，分別不得超過
5、 0.8mm 及 1.0mm。除了上述同心圓2 CNS 1232 , A 3045 刻畫外，承壓面直徑大於或等於 150mm 時，其平面度在任何方向之 150mm 範圍內應在 0.02mm 以內，直徑較小之承壓面亦同。 4.3.1 下承壓塊之規定 4.3.1.1 下承壓塊係為試驗機加壓時，維持一特殊表面而設計。承壓塊之上下表面應保持平行，承壓塊固定於試驗機之支承台，其水平尺寸至少須比試體直徑大 3%以上。於第 4.3 節中所提之同心圓刻畫，下承壓塊可任選比照。 4.3.1.2 當下承壓塊用作協助試體定位時，承壓塊上若具有同心圓或圓心記號，則其中心必須位於上承壓塊球形座中心之正下方。一般試驗機之
6、加壓台上，此中心點位置已作標定。 4.3.1.3 下承壓塊之厚度，新製者不得小於 25mm，經研磨整平之舊承壓塊則不得小於 22.5mm。 備考：試驗機若其承壓平台之設計、厚度、表面粗糙度均符合以上規定時，則可不用下承壓塊。 4.3.2 上承壓塊之規定 4.3.2.1 懸吊球形座之上承壓鋼砧鈑，其承壓面之最大直徑如表 1 所示。 表 1 承壓面之最大直徑 單位： mm 混凝土試體直徑 承壓面最大直徑 50 105 75 130 100 165 150 255 200 280 備考：方形之承壓塊亦可使用，但其最大可能內切圓之直徑不得超過表1 之規定。 4.3.2.2 上承壓塊背面球形座之球心應位
7、於承壓鈑面上，其許可差應在球形座半徑 5%以內，如圖 1 所示，且球形座之直徑不得小於試體直徑之 75%。 圖 1 上承壓塊及其球形座示意圖 曲面承窩上承壓塊球形支承座T(上承壓塊板之厚度 ) (Rr)R 混凝土試體T 3 CNS 1232 , A 3045 4.3.2.3 上承壓塊之曲面承窩及球形座間，應保持清潔，並以石油系油類如普通機油潤滑，不可使用油脂類潤滑劑。當試驗機之上承壓塊以微壓和試體接觸時，球形座不容許產生明顯之偏斜。 4.3.2.4 若球形座之半徑小於最大試體之半徑，則上承壓塊板面之厚度不得小於最大試體之半徑 (R)及球形座半徑 (r)之差。承壓面之最小尺度應大於試體之直徑，如
8、圖 1 所示。 4.3.2.5 上承壓塊之活動部分應與曲面承窩相密接，但承壓面之設計應容許在任何方向作至少 4 度之微小轉動及偏斜。 4.3.2.6 曲面承窩及球形座之接觸面鋼材應能承受 866kgf/cm2 85MPa之 荷 重 ，且在反覆使用條件下亦不致產生永久變形。 4.4 荷重顯示儀錶 4.4.1 混凝土抗壓試驗用之壓縮試驗機荷重指示儀錶或數值型顯示器，最小刻度或讀值增量應不大於全荷重之 0.1%。在荷重範圍內，其準確度應在 1以內。負荷範圍不得低於儀錶最小刻度或讀值增量之 100 倍。 4.4.2 刻度儀錶應標明零點位置之刻度線及以此為準之刻度讀數。指針應具足夠長度達到刻度線上，指針
9、尖端寬度不得大於最小刻度之淨距。儀錶應具可從錶外歸零之設備及附最大荷重指針。 備考：為便於讀數，指針尖端在儀錶弧形部分之寬度為 0.8mm。 4.4.3 數值型顯示器需有歸零設備，並於試驗進行中能顯示試體之最大荷重，且其準確度在最大荷重之 1內。 5.試體 5.1 試體須依 CNS 1230 或 CNS 1231 所規定之方法製作；或依 CNS 1238 所規定之方法鑽取，若任何試體之直徑與其它試體直徑之差異超過 2%時，則該試體不得作為試驗用。 5.2 試體兩端之面應在試體中心軸之垂直面 0.5 度內，其平面度大於 0.05mm 時，應依 CNS 11297混凝土圓柱試體蓋平法規定加以蓋平、
10、鋸平或磨平。 5.3 在試體之中間高度處量測試體兩相互垂直之直徑兩次，量測時需準確至0.25mm，取其平均值為試體直徑，以決定試體之橫斷面面積。試體之高度小於直徑之 1.8 倍或大於直徑之 2.2 倍時，及當要由量測之尺度計算圓柱試體之體積時，量測試體任一直徑兩端之高度，準確至直徑之 1/20，取其平均值為試體高度。 5.4 若圓柱試體係由同一批可重複使用或僅用一次之模具所製作，且試體經由一致的製作方法，其平均值在 0.5mm 偏差範圍內時，用以決定平均直徑時所需量測之試體數量可縮減為每 10 只試體量測 1 只，或同一天之試體量測 3 只，取數量多者，試體斷面積由所量測得之試體平均直徑計算之
11、。若試體非由同一批模具所製作，或其直徑偏差落於 0.5mm 範圍外時，則需 量測每一試體之平均直徑，並據以計算其抗壓強度。 4 CNS 1232 , A 3045 6. 試驗步驟 6.1 試體自養護處所取出後，應儘速進行抗壓試驗。 6.2 試體須在濕潤狀態試驗者，試體自養護處所移至試驗機試驗期間，應以最方便之方法保持濕潤狀態，在進行試驗時試體亦應保持濕潤狀態。試體在其他狀態試驗者，在進行試驗時試體應保持原有乾濕狀態。 6.3 規定齡期之待測試體，皆應於規定日期完成試驗，其試驗齡期之容許誤差如表2 所示。 表 2 試驗齡期之容許誤差 試驗齡期 容許誤差 24 小時 0.5 小時或 2.1% 3
12、天 2 小時或 2.8% 7 天 6 小時或 3.6% 28 天 20 小時或 3.0% 90 天 2 天或 2.2% 6.4 將下承壓塊硬面朝上，置於試驗機之平台上，其位置應正對於上承壓塊背面曲面承窩下。應將試體及試驗機之承壓面異物清除乾淨。再將試體放置於下承壓塊上，試體之軸心須與球形座之中心軸相吻合，指針或紀錄器歸零，當球形座接近試體時，用手慢慢地旋轉其可動部份，使荷重均勻作用於試體上。 6.5 加壓時壓力應連續地增加，不得有振動現象發生。如用螺旋式試驗機，則其加壓架之移動速率在機器空檔時，應保持約 1mm/min，若試驗機為液壓式，其加壓速率應維持在每秒鐘 1.50kgf/cm2 0.1
13、5MPa至 3.5kgf/cm2 0.35MPa之間。在預估最大抗壓荷重之上半段加壓時間內，可用稍高之速率加壓，當試體即將破壞前發生快速降伏現象時，試驗機之加壓速率不得再予調整，應加壓直至試體破壞，並記錄最大荷重。 7. 計算 7.1 試體之抗壓強度以試驗時試體所承受之最大荷重除以第 5 節所量測得之平均斷面積而求得。計算時應計算至 1kgf/cm2 0.1MPa。 7.2 若試體之高度直徑比小於 1.8 時，由第 5 節計算得之值應乘以表 3 所列之修正係數。 表 3 試體高度直徑比小於 1.8 時之抗壓強度修正係數 高度 /直徑 1.75 1.50 1.25 1.00 修正係數 0.98
14、0.96 0.93 0.87 備考：表 3 適用於標稱抗壓強度為 140420kgf/cm2 1545MPa之輕質混凝土 16001920kg/m3及一般之常重混凝土。未列入表中之修正係數可以內插方式計算之。測試時，試體可為乾燥或濕潤狀態。 5 CNS 1232 , A 3045 8. 報告：報告內容應包括下列各事項 8.1 試體編號。 8.2 試體直徑及高度 mm。 8.3 試體斷面積 cm2。 8.4 最大荷重 kgf N 8.5 抗壓強度 kgf/cm2 MPa 8.6 特殊情形之破壞型態 (圖 2，需用時 )。 8.7 試體或蓋平之缺陷。 8.8 試體之齡期。 圖 2 試體破壞型態 9
15、. 精密度與偏差 9.1 精密度：為期試驗室或工地現場製作 150300mm 拌和良好之圓柱試體結果， （對單一操作員之精密度）應符合下表之規定。 允許變動範圍 單一操作員 變異係數2 個試驗 3個試驗 試驗室 2.37% 6.6% 7.8% 工地現場 2.87% 8.0% 9.5% 9.2 偏差：因無可接受之參考物質用於測定本試驗方法之偏差，故無有關偏差之陳述。 引用標準： CNS 1230 混凝土試體在試驗室模製及養護法 CNS 1231 工地混凝土試體之製作及養護法 CNS 1238 混凝土鑽心試體及切鋸試體抗壓及抗彎強度試驗法 CNS 9211 壓縮試驗機 CNS 10048 材料試驗機用負載校準裝置 CNS 10992 混凝土圓柱試體模具檢驗法 CNS 11297 混凝土圓柱試體蓋平法 參考資料： ASTM C39/C39M-01 “Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens” 錐形破壞 (A) 錐形兼劈裂破壞 (B) 錐形兼剪力破壞 (C) 剪力破壞(D) 柱狀破壞 (E) 其他 (依綜 合破壞形 狀繪製 ) (F)
