王 骁 葛 楠 张玉敏 陈艳华 初建宇 陈海彬

(河北联合大学建筑工程学院，河北 唐山 063009)

·建筑材料及应用·

钻芯检测法影响因素探究★

王 骁 葛 楠 张玉敏 陈艳华 初建宇 陈海彬

(河北联合大学建筑工程学院，河北 唐山 063009)

介绍了钻芯法的应用范围，对钻芯法检测混凝土强度的影响因素进行了总结分析，并提出了应用钻芯法时应注意的问题，最后指出了在未来发展小芯样混凝土检测技术的必要性。

钻芯法，混凝土强度检测，无损检测

0 引言

混凝土作为当前建筑工程中应用最多的工程材料，其工程质量是评定结构性能的主要参数之一，尤其对一些重要构件，必须严格控制具体部位的混凝土质量情况，对混凝土强度和密实程度进行检测和鉴定，以保证结构整体安全性和可靠性要求。目前常用的混凝土强度检测方法为留设同条件标准试块检测法，但由于混凝土材料的复杂性和养护条件的多样性，往往导致检测强度出现偏差。近年来随着混凝土无损检测技术的发展，使得混凝土强度检测的准确性越来越高，其中钻芯法和拉拔法等半破损检测方法，由于是直接在构件上制作试块，因此准确性更高。王军波[1]对同等条件下混凝土构件分别采用拔出法、折断法、回弹法和超声法等方法检测混凝土强度，并对其95%保证率的测量误差进行比较，其中钻芯法测量误差为8%，在所有检测方法中准确性最高。在工程应用时钻芯法经常同其他无损检测方法结合使用，以提高无损检测结果的准确性。

1 钻芯法应用范围

一般情况下，混凝土强度检测按照GB 50204—2011混凝土结构工程施工质量验收规范[2]规定，留设标准立方体试块，在标准养护条件下进行强度检测。出现下列情况时，可以采用钻芯法检测混凝土强度：

1)当对留设的立方体试块抗压强度产生怀疑时。包括检测试块强度过高，混凝土实际外观水平较差，或者检测试块强度过低，混凝土外观情况较好等。制作混凝土试块时影响因素较多，如试块留设批次、试块制作水平以及养护条件等，都会造成试块抗压强度出现较大偏差，影响检测结果准确性。

2)当出现工程质量事故时。混凝土组成材料具有复杂性和多样性，当混凝土原材料或外加剂质量控制不到位，或施工现场养护不当时，容易出现质量事故，此时，可采用钻芯法检测混凝土质量，并作为事故责任认定的依据。

3)当混凝土构件遭受侵害时。混凝土构件在使用期间遭受到火灾、化学腐蚀时，可采用钻芯法检测其质量情况。此外对于一些老旧楼的改造与加固工作，也可采用钻芯法进行辅助检测。

4)对于工程质量和使用条件有特殊要求的工程，需要了解混凝土构件内部情况和强度时，如机场跑道、地下工程等。

5)当建设单位、监理单位对混凝土工程质量产生怀疑时，需要按照有关规定对相关部件进行检测。

钻芯法以其精度高、可靠性好、直观有效等特点，被广泛应用在混凝土质量检测方面，但是在应用钻芯法时，需要注意当混凝土强度较低(低于10 MPa)时，钻取芯样表面粗糙、不完整，无法保证检测结果的准确性。当混凝土强度过高(高于60 MPa)时，由于芯样脆性较高、敏感性较强，检测强度一般降低10%～20%。同时钻芯后孔洞需要进行修补，以保证构件强度不低于钻芯前强度，因此取样时应在保证准确性的前提下，尽量少的钻取芯样。

2 钻芯法检测混凝土强度影响因素

2.1 钻芯机械的影响

钻芯取样前必须检查钻头的完整性，避免使用存在明显缺陷的钻头。在钻芯过程中必须保证钻芯机安装稳定，以减小钻头的震动对芯样内部结构造成的损伤，以致芯样强度偏低，在钻取过程中必须有熟练的操作技术人员进行指导。钻头要选取适宜的尺寸，一般规定，芯样直径为粗骨料的3倍，钢筋过于密集或者芯样位置比较特殊的情况下可为粗骨料最大直径的2倍。在钻芯过程中钻取的速度要均匀稳定，建议为5 mm/min～10 mm/min，高强混凝土不应超过5 mm/min，保证足够的冷却水流量，一般为3 L/min～5 L/min，避免金刚石钻头因为温度过高而损坏，同时使混凝土碎屑能够及时排出，避免影响钻芯速度和芯样的表面质量。

2.2 芯样尺寸的影响

我国CECS 03∶2007钻芯法检测混凝土强度技术规程[3]中规定，钻取芯样直径为100 mm或150 mm，高径比为1，但是经常出现主筋破坏的情况，特别是对一些配筋率比较高的构件，因此有学者曾探讨直径为75 mm的小芯样试件的抗压强度与立方体试块抗压强度之间的关系，结果表明它们之间具有良好的线性相关性[4，5]。芯样钻取时要保证其直径在粗骨料粒径的2倍以上，原因是粗骨料与胶结料之间的胶结作用是试件的薄弱环节，在受力时会首先产生剪切破坏，造成混凝土抗压强度值偏低，进而影响试验的结果。

2.3 芯样表面加工情况的影响

芯样端面作为抗压试验的承压面，其平整度对试件抗压强度影响较大，除此之外，垂直度不满足要求也会造成试件偏心受压，导致抗压强度偏低，因此国内外标准对芯样试件的平整度和垂直度都有严格要求。芯样表面加工一般采用磨平的方式，但对于钻取过程中，出现石子部位掉角等不能磨平的情况时，往往需要对试件表面进行补平处理，常用做法是采用水泥净浆补平，也可采用环氧胶泥、硫磺等进行补平。宋双阳[7]通过对比不同补平方式下相同直径芯样的抗压强度，得出不同补平方式的强度对比系数。

2.4 芯样中钢筋的影响

在工程实际中，经常出现钻到钢筋的现象，芯样进行抗压试验时，在纵向方向承受压力，若钢筋与承压方向一致，将会导致抗压强度偏大，因此试件应尽量避免有钢筋存在。当无法避免时，允许芯样中存在横向钢筋，但每个试件中最多只能有两根，且直径小于10 mm，与端面距离在10 mm以上。

2.5 芯样抗压试验的影响

混凝土标准立方体试块的加载速度对其强度有一定的影响，对钻芯试件同样如此，加载速度过快会使检测芯样强度偏大，同时芯样表面的油污会使检测结果偏小。因此钻芯试样检测应有统一标准，一般认为，芯样养护应在(20±5)℃的清水中浸泡40 h～48 h，试验前取出在干燥环境下放置3 d，并清除油污、水渍，连续加载速率为0.3 MPa/s～0.8 MPa/s。

3 结语

钻芯法检测混凝土强度直观有效、精度高，已成为其他无损检测方法的校验依据，钻芯法目前还存在一定局限性，主要表现在对构件的损坏，因此探究小芯样检测技术，研究小芯样试块与标准立方体试块换算关系的准确性，将成为钻芯法检测技术发展的一个重要方向。

[1] 王军波.房屋安全鉴定技术中的几个问题[J].建筑技术开发,1997,24(2):33-34.

[2] GB 50204—2011,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[3] CECS 03∶2007,钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].

[4] 刘 辉.小直径混凝土芯样抗压强度应用性研究[J].工程质量,2010,29(10):22-25.

[5] 刘红义,张劲泉,程寿山，等.混凝土芯样抗压强度尺寸效应研究[J].混凝土,2012(2):36-38.

[6] 刘梦溪.不同直径的混凝土芯样强度探讨[J].四川建筑科学研究,2010,36(3):208-211.

[7] 宋双阳.混凝土强度非破损检测技术研究[D].天津:天津大学,2008.

Research on influential factors of core-drilling method★

Wang Xiao Ge Nan Zhang Yumin Chen Yanhua Chu Jianyu Chen Haibin

(ArchitecturalEngineeringCollege,HebeiUnitedUniversity,Tangshan063009,China)

The paper introduces the application scopes for the core-drilling method, sums up the analysis of the influential factors for the core-drilling to inspect the concrete strength, points out some attentive problems in the adoption of the core-drilling method, and indicates the necessity to develop small core concrete inspection technique in future.

core-drilling method, concrete strength checking, nondestructive testing

2015-02-07★：国家基金项目(项目编号：51478162，51378170)；国家科技支撑项目(项目编号：2013BAJ10B09-2)；河北省基金项目(项目编号：E2014209089，E2015209020)

王 骁(1993- )，男，在读本科生

1009-6825(2015)11-0101-02

TU502

A