钻芯法检测混凝土强度概述

郭立富

摘要： 为确保混凝土强度及混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害、表层与内部质量不一致，所使用检测方法。

关键词：混凝土；强度；钻心

中图分类号： TU37文献标识码： A

引言

随着现代化步伐的加快，我国基础设施建设正以前所未有的规模在全国展开，同时质量问题越来越成为人们关注的焦点，近年频繁出现的一些质量事故，直接关系到人民群众生命财产安全，因此引起有关部门的高度重视。

为更好的保证工程质量，确保混凝土的强度及损害程度现就钻芯法检测混凝土强度进行说明。

1、适用范围：

1.1适用于从混凝土结构中钻取芯样，以测定普通混凝土的强度。

1.2钻芯法检测砼强度主要用于下列情况：

a.对试块抗压强度的测试结果有怀疑时，如试块强度很高而结构混凝土质量很差，或试块强度不足而结构质量较好等；

b.因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题；

c.混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害以及表层与内部质量不一致的混凝土；

d.需检测多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度。

1.3对强度等级低于C10的混凝土结构，不宜采用钻芯法检测。

2、设备

钻芯机

冲击钻

补平装置

游标卡尺250mm精确度0.02mm

3、取样大小及样本

3．1采用钻芯法检测结构混凝土强度前，应具备下列资料：

a.工程名称、部位及设计、施工、建设单位名称；

b.结构或构件种类、外形尺寸及数量；

c.成型日期、原材料和混凝土试块抗压强度试验报告；

d.设计采用的砼强度等级；

e.有关的设计图和施工资料等；

f.检测的原因

3．2钻芯取样应在结构或构件的下列部位钻取：

a.结构或构件受力较小的部位；

b.混凝土强度质量具有代表性的部位；

c.便于钻芯机安放和操作的部位；

d.避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋；

e.用钻芯法和非破损法综合测定强度时，应与非破损法取同一测区。

3．3钻取芯样的数量应符合下列规定：

a.按单个构件检测时，每个构件的钻芯数量不应少于3个；对于较小构件，钻芯数量可取2个；

b.对构件的局部区域进行检测时，应由要求检测的单位提出钻芯位置及芯样数量；

c.作回弹法检测混凝土强度修正的芯样数量应不少于6个。

3．4钻取芯样的要求

钻取的芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的3倍，在任何情况下不

得小于骨料最大粒径的2倍；

每个“修正的芯样”的表面均需有构件混凝土原浆模板面，以便读

取回弹值、碳化深度值后再制作芯样试件。不可以将较长芯样沿长度方向截取为几个芯样来计算修正系数

从钻孔中取出的芯样在稍微晾干后，应标上清晰标记。若所取芯样的

高度及质量不能满足要求时，应重新钻取芯样。芯样在运输前应仔细包装，避免损坏。

d.结构或构件钻芯后所留下的孔洞，可采用树脂类或微膨胀水泥类的细骨料混凝土（比原设计标号提高一个强度等级）及时进行修补，以保证其正常工作。

e.钻芯时用于冷却钻头和排除混凝土料屑的冷却水流量宜为3—5L/min，出口水温不宜超过30℃。

f.工作完毕后，应及时对钻芯设备进行维护保养。

3. 5芯样的加工及要求

a.芯样抗压试件的高度和直径之比应在1—2的范围内。

b.芯样试件内不应含有钢筋。如不能满足此项要求，每个试件内最多只允许含有二根直径小于10mm的钢筋，且钢筋应与芯样轴线基本垂直并不得露出端面。

c.锯切后的芯样应满足平整度和垂直度的要求，当不能满足时，应对端面进行加工，用水泥砂浆（或水泥净浆）等材料补平。水泥砂浆（或水泥净浆）补平厚度不宜大于5mm，硫磺胶泥（硫磺）补平厚度不宜大于1.5mm，补平层应与芯样结合牢固，以使受压时补平层与芯样的结合面不提前破坏。

d.测量和记录芯样尺寸：

平均直径：用游标卡尺测量芯样中部，在相互垂直的两个位置上取其二次测量的算术平均值，精确至0.5mm；

芯样高度：用钢板尺进行测量，精确至1mm；

垂直度：用游标量角器测量，两个端面与母线的夹角，精确至0.1°；

平整度：用钢板尺和塞尺测量芯样端面的缝隙。

e.芯样尺寸偏差及外观质量超过下列数值时，不得用作抗压强度试验。

①经端面补平后的芯样高度小于0.95d（d为芯样试件平均直径）或大于2.05d时；

②沿芯样高度任一直径与平均直径相差达2mm以上时；

③芯样端面的不平整度在100mm长度内超过0.1mm时；

④芯样端面与轴线的不垂直度超过2度时；

⑤芯样有裂缝或有其他较大缺陷时。

4、芯样的抗压强度试验

4．1芯样的试件宜在与被检测结构或构件混凝土湿度基本一致的条件下进行抗压强度试验。如结构工作条件比较干燥，芯样试件应以自然干燥状态进行试验；如结构工作条件比较潮湿，芯样试件应以潮湿状态进行试验。

4．2 按自然干燥状态进行试验时，芯样试件在受压前应在室内自然干燥3天，再进行抗压强度试验。

4．3按潮湿状态进行试验时，芯样应在20±5℃的清水中浸泡40—48h，从水中取出后揩干立即进行抗压强度试验。

4．4芯样的抗压强度试验按混凝土立方体强度的试验方法进行。

5、芯样混凝土强度的计算

5．1芯样试件的混凝土强度换算值系指用钻芯法测得的芯样的强度，换算成相应于测试龄期的，边长为150mm的立方体试块的抗压强度值。

5．2芯样试件的混凝土强度换算值（fccn），应按下列公式计算：

4F

fccn =α

πd2

式中：fccn——芯样试件混凝土强换算值（MPa），精确至0.1Mpa；

F——芯样试件抗压试验测得的最大压力（N）；

d——芯样试件的平均直径（mm）；

α——不同高径比的芯样试件混凝土强度换算系数见下表。

5．3高度和直径均为100mm或150mm的芯样试件的抗压强度测试值可直接作为混凝土的强度换算值。

芯样试件混凝土强度换算系数

高径比（h/d） 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1. 8 1.9 2.0

系数（α） 1.00 1.04 1.07 1.10 1.13 1.15 1.17 1.19 1.21 1.22 1.24

5．4单个构件或单个构件的局部区域，可取芯样试件混凝土强度换算值中的最小值作为其代表值。

5．5用钻芯来修正回弹值的芯样强度换算值详见《回弹法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T23-2001第4.1.5条规定。

6、注意事项

a.仔细审读设计图纸，确定合理钻芯位置。

b.钻芯前应检查钻芯机是否正常，安装是否牢固，搭设平台是否牢固。

c.漏电保护装置是否正常。

d.钻芯前应先对芯样表面进行回弹值和碳化深度值检测。

7、钻芯法检测混凝土强度的流程图

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8、结束语

本方法简述了钻芯法检测混凝土强度的试验方法、计算及检验流程。由于时间和本人知识的限制，方法中尚有许多的不足和待改进的地方。欢迎各位读者朋友批评指正。

9、引用标准

CECS03—2007《钻芯法检测混凝土强度技术规程》

GBJ107-1987 《混凝土强度检验评定标准》