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摘 要：混凝土的强度是以混凝土标准试件的抗压的强度为依据的，但实际工程中也会因为某些原因对实体混凝土强度和质量产生怀疑或争议的，可采用较为直观和可靠的钻芯法检测并推定实体混凝土的强度。
关键词：钻芯法 芯样 混凝土强度
混凝土作为目前建设工程中最主要的结构材料之一，其质量的好坏直接影响整个工程结构的安全。虽然混凝土的配制已从自拌逐渐规范形成现在的商品混凝土，但混凝土的质量监测和控制一直是十分重要的环节。由于施工和管理等方面的因素，实体混凝土的强度检测在竣工验收时显得尤为重要。钻芯法作为检测实体混凝土强度的一种，虽然会对构件的局部产生破损，但其直观、可靠的特点，在工程实体检测过程中还是得到了广泛的认可。
1.钻芯法的特点和适用范围
1.1实体混凝土强度检测的分类
目前，现场检测混凝土强度的方法分非破损和微破损两大类。非破损方法主要有回弹法、回弹超声法等，这些方法都是在不破坏结构构件的情况下，直接从结构物上测试、推定混凝土强度及缺陷。微破损方法主要包括钻芯法，钻芯法是以不影响结构或构件的承载力为前提，在结构或构件中直接钻取芯样进行抗压从而推定混凝土强度的方法。
1.2钻芯法的特点
钻芯法钻取的芯样试件直接取自于混凝土结构本身，能比较客观的反应出该结构体混凝土的实际强度；其次是试件检测方法与传统的立方体试块检测方法相同，直接在压力机上测得其最大力然后换算成强度，试验直接直观，结论容易被用户所接受。用钻芯法检测混凝士的强度、裂缝、接缝、分层、孔洞或離析等缺陷.具有直观、可靠、精度高等特点。
1.3钻芯法适用范围
混凝土结构应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中的要求，制作立方体标准试块，在标准温度、湿度、标准龄期条件下进行混凝土强度的评定和验收。如果出现下列情况，可采用钻芯法检测实体混凝度的强度，并作为处理混凝土质量事故的主要技术依据：
（1）未能按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 要求留置试件或对其结果有怀疑时，或者是因为试块的形状、尺寸、养护等不符合要求，而影响了试验结果的准确性；
（2）当个别构件表面存在质量缺陷（如蜂窝、麻面、露筋、裂缝等），对该构件是否达到设计所要求的强度等级产生怀疑时；
（3）检测部位的表层与内部的质量有明显差异，或者在使用期间遭受化学腐蚀、火灾，硬化期间遭受冻害的混凝土宜采用钻芯法检测强度；
（4）使用多年的老混凝土结构，如需加固改造或因工艺流程的改变，荷载发生了变化，需要了解某些部位的混凝土强度；
（5）对施工有特殊要求的结构和构件或建设方和监理方明确要求用钻芯法的。
2.芯样的钻取
钻取芯样前应了解结构的实际情况，选择结构或构件受力较小，并具有一定代表性的部位，且便于钻芯机的安装。钻取前应用钢筋位置探测仪测出主筋的位置，取芯时应避开主筋、预埋件和管线。芯样的试件宜钻取标准芯样试件，其公称直径不宜小于骨料最大粒径的3倍；也可采用小直径的芯样试件，但其公称直径不应小于70mm且不得小于骨料最大粒径的2倍。在实际工程检测中，应要根据粗骨料粒径和结构配筋率选取最合适钻芯直径，提高了芯样成效质量与构件实际情况相近，有利于芯样试件的数据更真实、更准确、更能反映工程实际质量情况，发现问题。取芯的数量应根据实际情况而定，如按单个构件进行强度推定有效芯样不应少于3个，对较小的构件不少于2个；如按检测批推定有效芯样不应少于15个，小直径芯样试件数量应适当增加；钻芯修正的标准芯样试件不宜少于6个，小直径芯样试件数量应适当增加。
3.芯样的加工
芯样的加工是芯样试件制作的重要环节，并直接影响芯样的抗压强度值的推定。所取的芯样试件内不宜含有钢筋，如无法避免则试件标准芯样每个试件内最多只允许2跟直径小于10mm的钢筋；公称直径小于100mm的芯样只允许含有1根直径小于10mm的钢筋；且芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面10mm以上。芯样的加工应该从切割的时候就加以关注，切割机的进刀速度在与试件要接触的时候应该慢速前进，防止因为快速进刀而对试件产生的破坏，当切至内部时可适当提升速度。切好后的试件应进行端面磨平处理，目前市场上的双端面磨平机磨平效果良好，磨平后基本不需要进行补平处理或进行简单的补平处理就可以了。加工好的试件应进行测量并应符合下列要求：
（1）试件的高径比宜为1.00，不得小于要求高径比的0.95或大于1.05；
（2）试件的高度任一直径与平均直径相差不得大于2mm；
（3）试件端面的不平整度在100mm长度内不得大于0.1mm；
（4）试件端面与轴线的不垂直度不得大于1°；
（5）试件不得有裂缝或其他较大缺陷。
4.芯样试件的试验和抗压强度值的计算
4.1芯样试件的试验
芯样试件应在自然干燥的状态下进行抗压试验，当结构工作条件比较潮湿，需要确定潮湿状态下混凝土强度时，应在20±5℃的清水中浸泡40～48小时，从水中取出后立即进行试验。芯样试件抗压试验的方法按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081中对立方体试块抗压试验的规定。
4.2芯样抗压强度值的计算
芯样试件的混凝土抗压强度值按下式计算：
fcu，cor=Fc/A
式中fcu，cor--芯样试件的混凝土抗压强度值（MPa）；
Fc --芯样试件的抗压试验测得的最大压力（N）；
A --芯样试件抗压截面面积（mm2）。
4.3钻芯确定混凝土强度推定
4.3.1单个构件的混凝土强度推定值按有效芯样试件混凝土抗压强度值中最小值确定。
4.3.2检测批的混凝土强度推定值应取推定区间的上限值和下限值两者的较大值。当满足推定区间两条限制要求时，以推定区间上限值作为检测批混凝土标准强度推定值；当不满足时，可提供单个检测结果，需对某一构件混凝土强度进行评定时，该构件钻取芯样数量应符合单
个构件的检测标准。
5.钻芯法的局限性
5.1钻芯会对结构造成局部的损伤，因而对于钻芯的位置的选择及钻芯的数量等均受到一定的限制，而且所代表的区域也是有限的；
5.2钻芯法检测的设备与非破损检测的设备相比，比较的笨重，移动极不方便，测试成本高，且周期较长；
5.3钻芯后需对孔洞进行修补，如果操作不当钻断管线，将增加修补工作的困难。
6.影响芯样抗压强度的因素
6.1芯样的钻取：钻芯机和钻头的设备质量及操作工艺，钻芯时冷却水的流量，钻头的进钻速度，钻取的芯样中是否含有规范内的钢筋。
6.2芯样加工：芯样加工设备的质量及操作工艺，芯样的高径比、端面平整度、端面与轴线的垂直度。
6.3芯样试验：抗压试验设备的精度，芯样设计强度的大小，芯样抗压时的状态。
7.小结
钻芯法检测实体混凝土强度，虽然无法得到大范围的推广，但其直观、可靠、精度高等特点，在对强度比较有争议的时候，还是起到了决定性的作用。对实体混凝土强度的检测应根据现场实体的实际情况，选择最为精确的试验方法才是最主要的。
参考文献：
[1]《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03：2007）
[2]刘慧颖. 钻芯法检测混凝土抗压强度的影响因素分析及注意哟点[J]. 福建建才，2011，07.
[3]韦宝庆. 钻芯法检测结构混凝土强度影响因素的探讨[J].广东建材，2012，02.
[4]刘丽君. 钻芯法检测混凝土抗压强度在建设工程中的探讨和应用[J]. 四川建筑科学研究，2001，04.
[5]马伟军. 采用钻芯法检测混凝土强度须注意的几个问题[J].建筑技术开发，2006，04.
关键词：钻芯法 芯样 混凝土强度
混凝土作为目前建设工程中最主要的结构材料之一，其质量的好坏直接影响整个工程结构的安全。虽然混凝土的配制已从自拌逐渐规范形成现在的商品混凝土，但混凝土的质量监测和控制一直是十分重要的环节。由于施工和管理等方面的因素，实体混凝土的强度检测在竣工验收时显得尤为重要。钻芯法作为检测实体混凝土强度的一种，虽然会对构件的局部产生破损，但其直观、可靠的特点，在工程实体检测过程中还是得到了广泛的认可。
1.钻芯法的特点和适用范围
1.1实体混凝土强度检测的分类
目前，现场检测混凝土强度的方法分非破损和微破损两大类。非破损方法主要有回弹法、回弹超声法等，这些方法都是在不破坏结构构件的情况下，直接从结构物上测试、推定混凝土强度及缺陷。微破损方法主要包括钻芯法，钻芯法是以不影响结构或构件的承载力为前提，在结构或构件中直接钻取芯样进行抗压从而推定混凝土强度的方法。
1.2钻芯法的特点
钻芯法钻取的芯样试件直接取自于混凝土结构本身，能比较客观的反应出该结构体混凝土的实际强度；其次是试件检测方法与传统的立方体试块检测方法相同，直接在压力机上测得其最大力然后换算成强度，试验直接直观，结论容易被用户所接受。用钻芯法检测混凝士的强度、裂缝、接缝、分层、孔洞或離析等缺陷.具有直观、可靠、精度高等特点。
1.3钻芯法适用范围
混凝土结构应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中的要求，制作立方体标准试块，在标准温度、湿度、标准龄期条件下进行混凝土强度的评定和验收。如果出现下列情况，可采用钻芯法检测实体混凝度的强度，并作为处理混凝土质量事故的主要技术依据：
（1）未能按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204 要求留置试件或对其结果有怀疑时，或者是因为试块的形状、尺寸、养护等不符合要求，而影响了试验结果的准确性；
（2）当个别构件表面存在质量缺陷（如蜂窝、麻面、露筋、裂缝等），对该构件是否达到设计所要求的强度等级产生怀疑时；
（3）检测部位的表层与内部的质量有明显差异，或者在使用期间遭受化学腐蚀、火灾，硬化期间遭受冻害的混凝土宜采用钻芯法检测强度；
（4）使用多年的老混凝土结构，如需加固改造或因工艺流程的改变，荷载发生了变化，需要了解某些部位的混凝土强度；
（5）对施工有特殊要求的结构和构件或建设方和监理方明确要求用钻芯法的。
2.芯样的钻取
钻取芯样前应了解结构的实际情况，选择结构或构件受力较小，并具有一定代表性的部位，且便于钻芯机的安装。钻取前应用钢筋位置探测仪测出主筋的位置，取芯时应避开主筋、预埋件和管线。芯样的试件宜钻取标准芯样试件，其公称直径不宜小于骨料最大粒径的3倍；也可采用小直径的芯样试件，但其公称直径不应小于70mm且不得小于骨料最大粒径的2倍。在实际工程检测中，应要根据粗骨料粒径和结构配筋率选取最合适钻芯直径，提高了芯样成效质量与构件实际情况相近，有利于芯样试件的数据更真实、更准确、更能反映工程实际质量情况，发现问题。取芯的数量应根据实际情况而定，如按单个构件进行强度推定有效芯样不应少于3个，对较小的构件不少于2个；如按检测批推定有效芯样不应少于15个，小直径芯样试件数量应适当增加；钻芯修正的标准芯样试件不宜少于6个，小直径芯样试件数量应适当增加。
3.芯样的加工
芯样的加工是芯样试件制作的重要环节，并直接影响芯样的抗压强度值的推定。所取的芯样试件内不宜含有钢筋，如无法避免则试件标准芯样每个试件内最多只允许2跟直径小于10mm的钢筋；公称直径小于100mm的芯样只允许含有1根直径小于10mm的钢筋；且芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面10mm以上。芯样的加工应该从切割的时候就加以关注，切割机的进刀速度在与试件要接触的时候应该慢速前进，防止因为快速进刀而对试件产生的破坏，当切至内部时可适当提升速度。切好后的试件应进行端面磨平处理，目前市场上的双端面磨平机磨平效果良好，磨平后基本不需要进行补平处理或进行简单的补平处理就可以了。加工好的试件应进行测量并应符合下列要求：
（1）试件的高径比宜为1.00，不得小于要求高径比的0.95或大于1.05；
（2）试件的高度任一直径与平均直径相差不得大于2mm；
（3）试件端面的不平整度在100mm长度内不得大于0.1mm；
（4）试件端面与轴线的不垂直度不得大于1°；
（5）试件不得有裂缝或其他较大缺陷。
4.芯样试件的试验和抗压强度值的计算
4.1芯样试件的试验
芯样试件应在自然干燥的状态下进行抗压试验，当结构工作条件比较潮湿，需要确定潮湿状态下混凝土强度时，应在20±5℃的清水中浸泡40～48小时，从水中取出后立即进行试验。芯样试件抗压试验的方法按《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081中对立方体试块抗压试验的规定。
4.2芯样抗压强度值的计算
芯样试件的混凝土抗压强度值按下式计算：
fcu，cor=Fc/A
式中fcu，cor--芯样试件的混凝土抗压强度值（MPa）；
Fc --芯样试件的抗压试验测得的最大压力（N）；
A --芯样试件抗压截面面积（mm2）。
4.3钻芯确定混凝土强度推定
4.3.1单个构件的混凝土强度推定值按有效芯样试件混凝土抗压强度值中最小值确定。
4.3.2检测批的混凝土强度推定值应取推定区间的上限值和下限值两者的较大值。当满足推定区间两条限制要求时，以推定区间上限值作为检测批混凝土标准强度推定值；当不满足时，可提供单个检测结果，需对某一构件混凝土强度进行评定时，该构件钻取芯样数量应符合单
个构件的检测标准。
5.钻芯法的局限性
5.1钻芯会对结构造成局部的损伤，因而对于钻芯的位置的选择及钻芯的数量等均受到一定的限制，而且所代表的区域也是有限的；
5.2钻芯法检测的设备与非破损检测的设备相比，比较的笨重，移动极不方便，测试成本高，且周期较长；
5.3钻芯后需对孔洞进行修补，如果操作不当钻断管线，将增加修补工作的困难。
6.影响芯样抗压强度的因素
6.1芯样的钻取：钻芯机和钻头的设备质量及操作工艺，钻芯时冷却水的流量，钻头的进钻速度，钻取的芯样中是否含有规范内的钢筋。
6.2芯样加工：芯样加工设备的质量及操作工艺，芯样的高径比、端面平整度、端面与轴线的垂直度。
6.3芯样试验：抗压试验设备的精度，芯样设计强度的大小，芯样抗压时的状态。
7.小结
钻芯法检测实体混凝土强度，虽然无法得到大范围的推广，但其直观、可靠、精度高等特点，在对强度比较有争议的时候，还是起到了决定性的作用。对实体混凝土强度的检测应根据现场实体的实际情况，选择最为精确的试验方法才是最主要的。
参考文献：
[1]《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03：2007）
[2]刘慧颖. 钻芯法检测混凝土抗压强度的影响因素分析及注意哟点[J]. 福建建才，2011，07.
[3]韦宝庆. 钻芯法检测结构混凝土强度影响因素的探讨[J].广东建材，2012，02.
[4]刘丽君. 钻芯法检测混凝土抗压强度在建设工程中的探讨和应用[J]. 四川建筑科学研究，2001，04.
[5]马伟军. 采用钻芯法检测混凝土强度须注意的几个问题[J].建筑技术开发，2006，04.