🏗️ 混凝土抗压强度
用液压试验机测定混凝土试件（立方体、圆柱体）的抗压强度。混凝土分级的基本参数。
要点速览
- 标准: PN-EN 12390-3:2019
- 类别: 建筑
- 操作步骤数: 10
- 各步骤合计时间: 28 天 28 分钟–28 天 35 分钟
- 试件尺寸: 立方体 150×150×150 mm 或圆柱体 Ø150×300 mm
- 加载速率: 0,6 ± 0,2 MPa/s（150 mm 立方体）
- 试验机量程: 200–3000 kN（1 级准确度）
概述
抗压强度是混凝土最重要的力学性能，也是将混凝土划入相应强度等级（如 C20/25、C30/37）的依据。试验是以恒定速率对混凝土试件（立方体 150×150×150 mm 或圆柱体 Ø150×300 mm）施加压力直至破坏。结果以兆帕（MPa）表示，即最大破坏荷载与试件横截面积之比。
PN-EN 12390-3 标准是波兰和欧洲预拌混凝土及结构混凝土质量控制体系中的关键文件。每个混凝土搅拌站、道路和建筑实验室都例行开展该试验。结果是混凝土结构验收的依据 — 没有合格的强度试验结果，结构不得投入使用。
试件按 PN-EN 12390-2 成型，在标准条件下（水中或养护室，20 ± 2°C）养护，并在规定龄期后试验 — 最常见为 28 天，也有 7 天和 90 天。结果取至少 2 个试件的算术平均值。对 150 mm 立方体，加载速率为 0,6 ± 0,2 MPa/s。
该试验在混凝土工厂生产控制（FPC）、结构中混凝土的符合性评定（PN-EN 13791）以及施工现场质量控制中均为强制项目。开展该试验的实验室须获得 PCA 认可。
方法原理
将尺寸已知的混凝土试件居中放置在液压试验机的下压板上。加载方向垂直于浇筑方向，应力速率恒定为 0,6 ± 0,2 MPa/s（150 mm 立方体）。荷载平稳增加直至试件破坏。抗压强度 fc 为最大破坏荷载 F 与横截面积 Ac 之比：fc = F / Ac [MPa]。结果修约至 0,1 MPa。
应用领域
- 混凝土强度等级划分（C8/10 至 C100/115）
- 预拌混凝土工厂生产控制（FPC）
- 施工现场混凝土结构验收
- 既有结构混凝土强度评定（芯样）
- 混凝土预制构件质量控制
- 道路和机场混凝土路面检验
- 房屋和桥梁技术鉴定
- 新型混凝土配合比的研究开发
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 试件尺寸 | 立方体 150×150×150 mm 或圆柱体 Ø150×300 mm |
| 加载速率 | 0,6 ± 0,2 MPa/s（150 mm 立方体） |
| 试验机量程 | 200–3000 kN（1 级准确度） |
| 养护龄期 | 7、28 或 90 天（20 ± 2°C，相对湿度 ≥95%） |
| 试验温度 | 20 ± 5°C |
| 准确度 | 力值量程的 ±1%（按 PN-EN 12390-4 的 1 级） |
标准
- 标准编号
- PN-EN 12390-3:2019
- 标准名称（波兰语）
- Badania betonu — Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań
- 标准名称（英语）
- Testing hardened concrete — Part 3: Compressive strength of test specimens
分步操作程序
-
取样与试件制作
按 PN-EN 12390-2 用混凝土拌合物成型试件。在振动台上振实或插捣密实。标记试件。
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试件养护
拆模后（16–24 h）放入养护室或水中（20 ± 2°C，湿度 ≥95%）。养护至试验日。
-
取出并准备试验
从水中/养护室取出试件。擦干表面。量测尺寸，精确至 0,1 mm。称重。检查端面平整度。
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端面找平（补平）
若不平整度 >0,1 mm — 用硫磺补平或使用氯丁橡胶垫。确保表面垂直度和平行度。
-
试件就位
将试件居中放在下压板上。加载方向垂直于浇筑方向。检查对中。
-
加载
启动试验机。施加预加荷载。以 0,6 ± 0,2 MPa/s 的恒定速率持续加载至试件破坏。
-
读数与记录
读取最大破坏荷载 F [kN]。计算强度：fc = F/Ac。记录破坏形态（正确形态 — 双锥体）。
-
破坏形态评定
与 PN-EN 12390-3 的参考图样比较。破坏形态不正确（如斜裂）可能表明对中有误。
-
最终结果计算
结果 = 至少 2 个试件的算术平均值。若离散度 >10% — 剔除离群值并重做试验。
-
记录与报告
编制试验报告，包括：试件尺寸、质量、养护条件、破坏荷载、强度、破坏形态。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 3000 kN 液压试验机 | Controls Automax、Matest C070、Form+Test MEGA 3、Testing GmbH | 80 000–250 000 PLN |
| 150 mm 试模 | 三片式钢制试模 150×150×150 mm，Controls、Matest | 800–2 500 PLN / 只 |
| 养护室 | Controls 10-D1428、Matest — 温度 20 ± 2°C，相对湿度 ≥95% | 15 000–50 000 PLN |
| 卡尺 / 量尺 | Mitutoyo 500-197-30，精度 0,01 mm | 200–800 PLN |
| 30 kg 实验室天平 | Radwag WLC 30/A2，精度 1 g | 2 000–5 000 PLN |
| 振动台（密实用） | Controls 55-C0161/Z、Matest C160 | 5 000–15 000 PLN |
| 结果记录软件 | Controls DATAMANAGER、Form+Test TestXpert | 5 000–20 000 PLN |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 脱模油（隔离剂） | — | 浇筑前涂刷试模，不得影响混凝土 |
| 自来水 | — | 在标准条件（20 ± 2°C）下养护试件用 |
| 硫磺或水泥净浆（补平） | 7704-34-9 | 找平试件端面（替代方案：氯丁橡胶垫） |
职业健康与安全
- 液压试验机 — 有挤压危险，运行中切勿将手伸入压板之间
- 破坏时混凝土碎块飞溅 — 必须佩戴护目镜并使用试验机防护罩
- 试件较重（150 mm 立方体约 8 kg）— 搬运时有受伤风险
- 补平用硫磺 — 烟气有毒，须使用排风并佩戴防护口罩
- 接触新拌混凝土时佩戴防护手套（碱性腐蚀）
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN 12390-3:2019 — 《Testing hardened concrete — Part 3: Compressive strength of test specimens》。
该方法的原理是什么？
将尺寸已知的混凝土试件居中放置在液压试验机的下压板上。加载方向垂直于浇筑方向，应力速率恒定为 0,6 ± 0,2 MPa/s（150 mm 立方体）。
测量范围和准确度是多少？
试件尺寸：立方体 150×150×150 mm 或圆柱体 Ø150×300 mm；加载速率：0,6 ± 0,2 MPa/s（150 mm 立方体）；试验机量程：200–3000 kN（1 级准确度）；养护龄期：7、28 或 90 天（20 ± 2°C，相对湿度 ≥95%）。
完成检测需要多长时间？
各步骤所列时间合计约为 28 天 28 分钟–28 天 35 分钟。整个程序共 10 个步骤。
需要哪些设备？
3000 kN 液压试验机、150 mm 试模、养护室、卡尺 / 量尺、30 kg 实验室天平、振动台（密实用）、结果记录软件。核心仪器的参考价格（3000 kN 液压试验机）：80 000–250 000 PLN。
该检测用于哪些场景？
混凝土强度等级划分（C8/10 至 C100/115）；预拌混凝土工厂生产控制（FPC）；施工现场混凝土结构验收；既有结构混凝土强度评定（芯样）；混凝土预制构件质量控制；道路和机场混凝土路面检验；房屋和桥梁技术鉴定；新型混凝土配合比的研究开发。
需要采取哪些安全防护措施？
液压试验机 — 有挤压危险，运行中切勿将手伸入压板之间；破坏时混凝土碎块飞溅 — 必须佩戴护目镜并使用试验机防护罩；试件较重（150 mm 立方体约 8 kg）— 搬运时有受伤风险；补平用硫磺 — 烟气有毒，须使用排风并佩戴防护口罩；接触新拌混凝土时佩戴防护手套（碱性腐蚀）。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN 12390-3。