Materials used for structural purposes are usually classified according to their resistance to basic stresses such as compression, tension and shear.

Compression is the force that pushed closer together of materials particles.これは、圧縮とは、材料の粒子を押しつける力のことです。 たとえば、柱が荷重を支えるとき、柱は圧縮され、しばしば知覚できないほどではあるが、その高さが短くなる。

すべての材料は、破損する前にある程度、圧縮力に耐えることができ、この時点で圧縮強度が測定されます。 したがって、材料の圧縮強度は通常、材料が破損する前に耐えることができる最大圧縮として記載されています。

破損する前に高い、適用された圧縮力に抵抗できる材料は、高い圧縮強度を有すると言われています。

一部の材料は、破損する前に圧縮に耐えることに他より優れています。 鋼は比較的大きな圧縮力に耐えることができます。 コンクリートやセラミックなどの他の材料は、一般的に引張強度よりもはるかに高い圧縮強度を示す。 材料によっては、圧縮強度の限界で破壊するか、不可逆的な変形で破壊します。

圧縮強度の測定

万能試験機を使用して、慎重に制御した条件で圧縮試験を行うことにより、材料の圧縮強度を正確に測定することは可能です。 これは通常、5,404トンの力に等しい53メガニュートン(MN)までの試験能力を持つことができます。

建築工事では、コンクリートの圧縮強度の試験は通常、強度の発現に十分な時間をかけるため(たとえば28日後)、打設後に異なる段階で実施されています。 一般的には、コンクリートの立方体(または円柱)を試験片として用い、上面と下面が平らで平行であること、両方の面が立方体の垂直軸に直角な完全断面であることを確認します。

試験機構により試験片に徐々に圧縮力を加えていきます。 この方法で圧縮強度を測定するには、

  • 立方体の上面または下面のいずれかの断面積(同一であることが望ましい)、および
  • 破壊時に加わった圧縮力(永久変形、すなわち圧縮力を取り除くと元の形状に戻れないと定義される)が必要です。

これらの測定値が得られると、圧縮強度(Cまたはσc)は次のように計算できます:

C = F/A

ここでFは破損時に加えられた最大力(荷重)、Aは力が加わる前の試験片の断面積です。 N/m²またはパスカル(ここで1パスカル(Pa)=1N/m²)で表すことができる。

軟鋼などの延性金属の圧縮強度は、測定が難しい場合がある。 これはそのような材料の破壊様式に起因する。 一般に圧縮荷重を受けると、軟鋼はある点まで弾性的に変形し、その後塑性変形を経て、最終的には破壊をあまり認めずに試験片が平坦になることがある。 そのため、圧縮破壊の正確な位置を測定することは困難です。 このため、入手しやすい軟鋼の引張強度を引用するのが一般的です。引張強度は圧縮強度よりも常に低いため、計算の基礎として使用することができます。

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