Testing the Compressive Strength of Concrete – What, why, & how?

Information from the National Ready Mixed Concrete Association

WHAT is Compressive Strength of Concrete?

Concrete mixtures are designed to provide a wide range of mechanical and durability properties to meet the design requirements of a structure.The Compression strength and how.The Compact Mixture can be a test the Compression of Compression strength. コンクリートの圧縮強度は、建築物やその他の構造物を設計する際にエンジニアが使用する最も一般的な性能指標です。 圧縮強度は、円柱状のコンクリート試験片を圧縮試験機で破壊することによって測定されます。 圧縮強度は破壊荷重を荷重に耐える断面積で割ったもので、単位は米国慣習法ではポンド毎平方インチ（psi）、SI単位ではメガパスカル（MPa）である。 コンクリートの圧縮強度の要件は、住宅用コンクリートの2500psi（17MPa）から商業用構造物の4000psi（28MPa）以上までさまざまです。

WHY is Compressive Strength Determined?

Compressive Strength test results are primarily used to determine that the concrete mixture as delivered meet the requirements of the specified strength, ƒ′c, in the job specification.

打設したシリンダーからの強度試験結果は、品質管理、コンクリートの受入、または型枠の取り外しなどの建設作業の予定を立てるため、あるいは構造物に与えられる養生と保護の適切さを評価するために構造物のコンクリート強度を推定するために使用することができます。 受入検査や品質管理のために試験される円柱は、ASTM C 31 Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Fieldに記載されている標準硬化試験片の手順に従って作成、養生されます。 現場打ちコンクリート強度の推定については、ASTM C 31に現場養生した試験片の手順が記載されている。 円柱状の試験片は、ASTM C 39, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimensに従って試験されます。

試験結果は、同じコンクリートサンプルから作られ、同じ年齢で試験された少なくとも二つの標準硬化した強度試験片の平均となります。 このような場合、設計エンジニアは、構造要素を設計するために、指定された強度 ƒ´c を使用します。 この指定された強度は、仕事の契約文書に組み込まれています。 コンクリート混合物は、強度仕様に準拠しないリスクを最小限に抑えるために、指定強度よりも高い平均強度（ƒ′cr）を生成するように設計されています。

• 連続した 3 回の試験の平均値は、指定された強度と同じかそれ以上でなければなりません。45 MPa）; または ƒ´c が 5000 psi（35 MPa）を超える場合は 0.10 ƒ´c を超えて下回ってはなりません。

個々の試験が ƒ´c を下回ることは、必ずしも仕様要件を満たしていないことにはならないことを理解することが重要です。 仕事上の強度テストの平均が要求される平均強度であるƒ′crであるとき、個々の強度テストが規定強度より低くなる確率は約10%で、これは受け入れ基準に説明されます。

強度テストの結果が、納入されたコンクリートが仕様の要件を満たさないことを示すとき、失敗はコンクリートではなくテストにあるかもしれないと認めることが重要です。 これは、円筒の製造、取り扱い、養生、および試験が標準的な手順に従って行われていない場合に特に当てはまります。 CIP 9「低コンクリート円柱強度」を参照。

過去の強度試験記録は、コンクリート製造者が将来の作業のためにコンクリート混合物の目標平均強度を設定するために使用する。

コンクリートの強度を試験する方法

• 受け入れ試験用の円柱試験体は6×12インチ（150×300mm）サイズ、または指定されている場合は4×8インチ（100×200mm）でなければならない。 小さい試験片の方が、現場や実験室での製作や取り扱いが容易になる傾向があります。
• キャップをする前に試験片の質量を記録しておくと、紛争になったときに有用な情報が得られる。
• 試験時に均一な荷重分布が得られるように、円筒には一般的に硫黄モルタル（ASTM C 617）またはネオプレーンパッドキャップ（ASTM C 1231）でキャップが付けられる。 硫黄キャップは試験の少なくとも2時間前、できれば1日前に施すことが望ましい。 ネオプレンパッドキャップは、1500～7000 psi（10～50 MPa）のコンクリート強度の測定に使用することができます。 12000 psiまでの高い強度については、硫黄キャップによるコンパニオン試験で認定されれば、ネオプレンパッドキャップの使用が許可されます。 ネオプレンパッドのデュロメータ硬度要件は、試験する強度レベルにより50～70の間で変化します。
• シリンダーは試験前に乾燥させてはならない。
• シリンダーの直径は、試験片の中間の高さで互いに直角の2箇所で測定し、平均して断面積を計算すべきである。
• 試験片の両端はシリンダー軸に対して0.5°以上直角から外れてはならず、両端は0.002インチ（0.05mm）以内の平面でなければならない。
• シリンダーは圧縮試験機内の中心に置き、完全に破壊するまで荷重をかける。 油圧式試験機の負荷速度は、負荷段階の後半において20～50 psi/s (0.15～0.35 MPa/s) の範囲に維持されることが望ましい。 破断の種類を記録しておくこと。 一般的な破断パターンは円錐状破断である（図参照）
• コンクリート強度は、破壊時の最大荷重を平均断面積で割ることによって算出される。 C 39には円柱の長さと直径の比が1.75から1.00の場合は補正係数があるが、これはまれである。 少なくとも2本の円柱を同じ年齢で試験し、その平均強度を試験結果として10 psi（0.1 MPa）単位で報告する
• 試験を実施する技術者は、それらが研究所に届いた日、試験日、試料の識別、円柱直径、試験年齢、加えられた最大荷重、圧縮強度、破壊の種類、円柱またはキャップに欠陥があった場合、記録する必要があります。
• コンクリート試験片の作成、養生、および試験のための標準手順からのほとんどの逸脱は、測定された強度が低くなることをもたらす。
• 同じコンクリートサンプルに対して異なるラボで行われた試験の結果が、2つの試験結果の平均値の約13%以上異なってはならない。
• 1セットのシリンダーの一方または両方がα´c以下の強度で破損した場合、シリンダーに明らかに問題がないか評価し、後で検査するために試験済みのシリンダーを保管する。 不合格になったシリンダーは、その場で、あるいは岩石学的な検査によって、その原因を容易に確認できる場合が多い。 もし捨ててしまったら、問題を修正する簡単な機会が失われてしまうかもしれない。
• 3日または7日の試験は、コンクリートの品質や研究所での試験手順に関する潜在的な問題を検出するのに役立つかもしれないが、28日またはその他の年数の強度を要求するコンクリートを拒否する根拠にはならない。
• ASTM C 1077では、コンクリートの試験に関わる研究所技術者が認定されなければならないと規定している。

1. ASTM C 31, C 39, C 617, C 1077, C 1231, Annual Book of ASTM Standards, Volume 04.02, ASTM, West Conshohocken, PA, www.astm.Netscape.org, (英語).org
2. Concrete in Practice Series, NRMCA, Silver Spring, MD, www.nrmca.org
3. In-Place Strength Evaluation – A Recommended Practice, NRMCA Publication 133, NRMCA RES Committee, NRMCA, Silver Spring, MD
4. How producers can correct improper test-cylinder curing, Ward R. R. (生産者はどのようにして不適切な試験シリンダの硬化を修正できるか). Malisch, Concrete Producer Magazine, November 1997, www.worldofconcrete.com
5. NRMCA/ASCC Checklist for Concrete Pre-Construction Conference, NRMCA, Silver Spring, MD
6. Tips on Control Tests for Quality Concrete, PA015, Portland Cement Association, Skokie, IL, www.Wikipedia.cement.org
7. ACI 214, Recommended Practice for Evaluation of Strength Tests Results of Concrete, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, www.concrete.org

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