国内外小芯样法研究综述

许红叶

摘要：小芯样法是与大芯样法（常规芯样法）相对应的一种微损检测方法，最早出现在天津，发展一直不是太好，25年的历史进程中，只有80篇中外文献，研究方向绝大部分集中在强度研究，其他混凝土质量方面（裂缝宽度、碳化深度和完整性）涉及不多，检测理论与实践不足，导致目前检测规范或规程尚未收录小芯样法的研究成果，建立统一的检测标准尚需进一步研究。

Abstract： The small core sample method is a kind of micro-damage detection method corresponding to the large core sample method （conventional core sample method）. It first appeared in Tianjin， and its development has not been very good. In the 25 years of history， there are only 80 Chinese and foreign literature， and most of the research direction focuses on the study of strength， the study on the concrete quality （the width of the crack， depth and integrity of carbonation） is not enough， and the detection theory and practice is not enough， so in the current test norms or procedures have not yet included the study results of small core sample method， and the establishment of a unified testing standards still need further study.

关键词：小芯样;质量评估;研究综述

Key words： small core sample;quality assessment;research review

中图分类号：TU317 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）07-0240-02

0 引言

工程结构最常用的材料是混凝土，混凝土的质量一直以来都是工程界非常关心的问题，也是学术界重点关注的研究方向。对于大构件、复杂程度低，钻芯法是一种微破损的检测方法，由于钻芯面和构件本身相比占有比重较小，因此对构件本身影响很小，是一种直观和精确的检测方法。但是随着社会发展，人们对工程结构的需求不断提高，构件里面的钢筋种类越来越多，越来越密集，传统的芯样（我们称为传统芯样）钻取难度越来越大，检测效果无法保证，这个时候小芯样（直径<100mm）法应运而生，为了便于推广小芯样法，我们有必要对其过去和未来做一定深度的认知。

1 起源

国内最早的关于小芯样法的文献是1993年出现的。天津港湾工程研究所的柳瑞杰最早在1993年第4期四川建筑研究上发表了利用小芯样确定现场混凝土强度的文章，研究的直径是50mm。国外最早的是2001年出现的，学者寺田謙在Concrete Journal上发表的有关小芯样混凝土结构评估方法的论文，最小直径18～26mm。在此之后国内外相关学者关注的最多的是混凝土的强度，其次是尺寸效应。后续出现的研究也多集中在此，變化的只是芯样构件所处的环境不一样。国内外的学者对于小芯样的研究主要集中在70～100mm，这个范围对于小芯样法的运用，没有体现出太大的优势。但是在2005年以后，关注直径34.5～70mm，随着研究直径的进一步下调，小芯样法的优势逐步体现。这里有一个特例就是1996年直径达到了19mm，这是到2017年为止，国内最小的小芯样直径。

2 已有研究缺陷

从文献（含专利）中我们发现小芯样的研究主要集中在强度方面，比重高达8成。研究芯样直径比较分散，从18mm到70mm，有各种直径的芯样，由于尺寸效应的缘故，导致结果离散性较大。当实验研究成果考虑地域差异的影响，则成果适用性将受到很大的影响。

难点1：小芯样加工问题，端面平整度，有无可以不加工直接进行检测;难点2：小芯样是否需要确定标准直径或者当量直径;难点3：小芯样试件质量评估是否需要考虑钢筋的影响;难点4：目前的影响混凝土质量评估的因素是否全面，有无遗漏。

以上四个难点直接影响评估结果的权威性和可信度。

从已有的文献资料分析，发现这四个难点并未得到很好的解决，只能说是部分的解决了，但是检测效果尚未得到广泛认同，需要时间来沉淀。

从目前强度研究关注度高，说明广大工程检测技术人员已经充分的意识到，强度是混凝土质量评估的首要指标。

但从工程实际出发，强度指标并不是唯一指标。目前研究比较多的原因：一是强度大，一般混凝土质量相对较高，但由于相互之间并不是正比例关系，故所得的成果一般都是从实验出发，经过回归分析得出一些实验公式，这些公式物理含义并不是很明晰，只是从数学角度得出，应用起来有一定的障碍。二是强度在检测过程中比较好测，物理原理非常清晰，试件与原有结构的关系比较明确，但是由于芯样在原有结构中属于三向受力状态，在万能试验机上是单向受压状态，这就导致试件的强度结果并不能直接用在结构上，需要进行修正，但是目前的研究成果并未反应这一点。endprint

3 发展方向

研究团队研究了国内外有关小芯样法的文献，共计80篇，其中包括两篇专利成果。从1993年到2015年文献量及研究方向见表1所示，文献统计散点图见图1所示。

由统计表和散点图可见，小芯样法文献2013年～2015年出现了一个研究的小高峰，2016年和2017年属于“空窗期”，研究热点主要集中在强度、鉴定、应用、回归分析及尺寸效应方面，进一步归纳合并“同类项”，可以归纳出四大研究方向：强度、裂缝宽度、碳化深度和完整性。

这四个方向目前研究的热度也不一样，强度所占比重最高达到8成，完整性占1成，裂缝宽度和碳化深度占1成。从新修订的检测规范，我们发现完整性的研究将爆发出新的活力，占有比重将会进一步提高，原有的完整性基本上是从定性分析来考虑，主观因素影响大，检测结果更多的依赖检测人员的经验，可信度并不高。新的完整性规定开始有定性向定量转变，目前的研究成果已有定量现场实用表格及相关公式出现，相信经过一段时间的工程实践，引入规范将成定局。裂缝宽度和碳化深度都是混凝土质量的关键指标，尽管目前研究的较少，但是重要性早就有所体现。随着混凝土耐久性理论与实践的快速发展，裂缝宽度和碳化深度的重要性已逐渐体现。由于这两个指标本身就是定量评价，因此在后续组合因子时将变得相对难度不大。

4 结语

小芯样法的研究是随着结构体系的发展应运而生的，工程结构复杂、钢筋用量的增加，大芯樣法变得适用性降低。小芯样法从1993年出现以来，研究热度经历了两次高峰、两次低谷，到2017为止25年的研究历程中，有9年没有任何文献出版，尽管有着非常好的发展前景，但是投入少，见效一直不是很好，期望标准编制部门和行业协会增加相关的研究投入，更好的发掘小芯样法的奥秘，以期为工程结构的质量安全提供强有力的保障。

参考文献：

[1]柳瑞杰，龚景齐，黄孝衡.利用小芯样确定现场砼强度[J]. 四川建筑科学研究，1993（04）：52-55.

[2]安同富，彭黎明，王华萍，于国亮.微小芯样法检测混凝土抗压强度技术可行性研究[J].混凝土，2000（09）：24-27.

[3]渠建伟.国内外钻芯法检测混凝土强度综述[J].交通世界（工程技术）2015（07）：88-89.endprint