钻芯法检测混凝土强度目录一、概述1.1 取芯法发展1.2 定义1.3 规程标准1.4 主要用途1.5 特点二、钻芯机2.1 分类2.2 结构2.3 人造金刚石空心薄壁钻头2.4 固定方式2.5 配套设备三、芯样钻取3.1 钻芯前的准备3.2 钻芯操作3.3 钻芯工艺参数四、芯样加工及测量4.1 芯样切割加工4.2 芯样端面的修整4.3 芯样试件尺寸五、芯样试件抗压试验及强度计算5.1 抗压试验方法5.2 抗压强度计算六、结构砼芯样抗压强度推定一、概述1.1取芯法发展钻芯法在国外的应用已有几十年的历史；英国、美国、德国、日本、比利时和澳大利亚等国分别制定有钻取混凝土芯样进行强度试验的标准。

国际标准化组织也提出了国际标准草案《硬化混凝土芯样的钻取检查及抗压试验》(1S0／7034)。

我国1948年就已开始使用钻芯法检测混凝土路面的厚度，并制定有《钻取混凝土试体长度之检验法》。

20世纪80年代开始作为一种现场检测混凝土抗压强度的专门技术的研究并使其标准化的工作。

另一方面，在钻芯机、人造金刚石薄壁钻、切割机及其配套使用的机具研制和生产方面也已取得了很大进展，现在国内已可生产十几种型号的钻机和几十种规格的钻头可供选择和使用。

1988年由中国工程建设标准化委员会批准发行《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(03：88)。

2000年由中国建筑科学研究院等九个单位组成了《钻芯法检测混凝土强度技术规程》修编组。

2007年发布：《钻芯法检测混凝土强度技术规程》03—20071.2取芯法定义钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，从结构混凝土中钻取芯样以检测混凝土强度和检查混凝土内部缺陷的方法。

由于它对结构混凝土造成局部损伤，因此它是一种半（微）破损的现场检测手段。

1.3规程标准钻芯法检测混凝土强度技术规程》03—2007相关的规程规范：《水工混凝土施工规范》(5144-2001)《水工混凝土试验规程》（352-2006）规程标准《水工混凝土施工规范》5144-2001 ：“已建成的混凝土建筑物，应适量地进行钻孔取芯和压水试验,大体积混凝土取芯和压水试验可按每万立方米混凝土钻孔2～10m”；“钢筋混凝土结构物应以无损检测为主，在必要时采取钻孔法检测混凝土”。

混凝土芯样的钻取、加工和试验可参考03进行。

《水工混凝土试验规程》7.7“混凝土芯样强度试验”1.4主要用途利用从结构混凝土中钻取的芯样，根据检测的目的和要求，可进行下列项目的试验和检查：1．混凝土的抗压强度；2．混凝土的抗拉强度；3．混凝土的劈裂抗拉强度；4．混凝土的容重、吸水性及抗冻性；5．混凝土的裂缝深度或受冻层深度；6．混凝土接缝、分层、离析、孔洞等缺陷；7．机场跑道、公路路面混凝土厚度；8．建筑物的打孔或锚栽钢筋。

1.5 特点优点：直观、可靠和准确；不足：局部损伤、大量取芯往往受到一定的限制。

在检测混凝土强度时，可用芯样强度验证或修正回弹法或超声回弹综合法强度，以提高非破损测强的精度。

二钻芯机2.1 分类分轻便型、轻型、重型和超重型四类一般采用轻型钻芯机最大钻孔直径：200电压：220V功率：2.5转速：700固定类型：膨胀螺丝2.2结构钻芯机五项基本功能：1．向钻头传递压力，推动钻头前进或后退；2．驱动钻头旋转，并应具有适宜转速，保持所需线速度；3．为了冷却钻头和冲洗钻孔过程中产生的混凝土磨削碎屑，应不断供给冷却水；4．钻机应有足够的刚度和稳定性；5．钻机的移动和拆装方便。

钻机主要由底座、立柱、减速箱、输出轴、进给箱、进给手柄、电动机(或汽油机)和冷却系统等部分组成。

钻芯机可采用单相串激式电动机、三相异步电动机或者汽油机作为动力源。

2.3 混凝土的取芯工作需采用人造金刚石空心薄壁钻头。

我国空心薄壁钻的生产中，主要采用的是人造含硼黑色金刚石。

胎环金刚石的含量为20％-40％，金刚石含量越大，则磨削能力越高。

人造金刚石空心薄壁钻头主要由钢体和胎环两部分组成。

钻头磨钝时，用耐火砖、砂轮片等强磨性材料重新进行开刃处理.2.4钻芯机固定方式钻取芯样时钻芯机必须固定牢固，固定方法有：(1)配重法在钻机底座上配以重物，如钢块、混凝土块等，比较笨重，在不宜采用其他方法时采用。

(2)真空吸附法钻机底座上安装有真空吸盘，并配备专用真空吸泵。

开动真空泵将吸盘中的空气抽出，则钻机通过吸盘牢牢吸附在混凝土表面。

这种固定方法简单、方便、可靠。

但设备比较复杂、成本高，并要求吸盘下的混凝土表面比较光滑平整。

(3)膨胀锚栓法常用固定方法，即可垂直固定也可成水平或任一角度固定钻机。

这种固定方法稳定可靠，但需配置混凝土冲击钻和锚固螺栓。

以上固定方法中膨胀锚栓固定法应用最为普遍。

2.5配套设备发电机，取芯机和冲击钻电源冲击钻，打孔安装膨胀锚拴的电动工具钢筋扫描仪：为避开钢筋或预埋铁件，采用磁感仪或雷达仪确定构件中的钢筋或铁件位置。

锯石机、磨石机、试验机、卡尺、钢尺等三芯样钻取3.1钻芯前的准备（1）资料准备工程名称(或代号)以及设计、施工、建设单位名称；结构或构件种类、数量和外形尺寸；混凝土强度等级；混凝土成型日期、粗骨料粒径及配合比；结构或构件中存在的质量问题；有关结构设计图或施工图等。

（2）钻芯机具准备为方便取芯，依据检测目的选择合适型号的钻机和钻头。

抗压试验取芯，一般情况下，芯样直径为粗骨料粒径的3倍。

在构件截面较小或钢筋过密不可能钻取标准尺寸芯样时，可为2倍。

为检测混凝土的内部缺陷，受冻层、腐蚀层的深度或混凝土厚度取芯，钻头直径的选择不受粗骨料粒径的限制。

（3）钻芯数量的确定取芯的数量，应视检测的目的而定：单个构件进行混凝土强度检验，在构件上取芯个数一般不少于3个，当构件的体积截面较小时可取2个；成批构件进行混凝土强度检测时，取芯数量应为20～30个，当取芯直径小于标准尺100时，取芯数量应适当增加。

每个构件上宜取一个芯样；当取芯是为了修正回弹法或超声回弹综合法检测混凝土强度时，则取芯数量应不少于6个；如结构遭受火灾、冻害、化学腐蚀、质量可疑或存在内部缺陷时，取芯数量视具体情况而定。

《水工混凝土试验规程》：抗压和劈裂抗拉试验均以3个试件为1组。

（4）钻芯位置的选择受力较大的部位、安全度不足的构件截面不能取芯、构件的接头和构件边缘、混凝土应力复杂部位，不宜取芯，适宜中部取芯；相同条件的构件，一般选取在基础、墙、柱上取芯，尽可能不在梁上取芯；在同一个混凝土构件中，考虑强度不均匀性，取芯位置混凝土强度要具有代表性；用于非破损法修正时，应在非破损测试区或接近非破损测试区；借助磁感仪避开结构的钢筋，尤其是主筋，避开预埋件或管线。

（5）钻芯机的安装与调试钻钻芯机的稳定性是能否顺利取芯的首要前提。

如钻芯机固定不稳，钻芯时容易发生卡钻、芯样折断或芯样表面形成凹凸不平等缺陷，影响取芯质量。

3.2钻芯操作1、底座调平;2、设备固定;3、开始缓慢，遇钢筋缓慢，随时紧固螺栓;4、保持冷却水畅通，水流量宜为3～5L／;5、达到要求深度后，要将钻头提升到一定高度后方可停机，钻头离开芯样后方可停水,停电停水过早则容易发生卡钻;6、保证操作人的安全、设备不受损伤、芯样完好。

3.3钻芯工艺参数混凝土的强度、粗骨料的种类、钻头的直径及新旧程度对进钻速度都有一定的影响。

当混凝土的强度较高，粗骨料较硬或钻头直径较大时则进钻速度较慢，反之则可加速进钻。

转速合理，避免钻机发生振动，钻头偏斜，切口变宽，磨削面凹凸增大，粗骨料和沙浆的粘结力降低，损伤芯样试件强度。

同一钻孔中钻速度应尽量保持一致，以得到光滑完整的芯样表面。

四芯样加工及测量4.1芯样切割加工芯样试件切割前应标注好芯样编号。

芯样加工时，一般情况下将影响强度试验的缺边、掉角、钢筋等部分切除，为检测砼受冻层或疏松层强度时，切割加工中要注意保留这一部分混凝土。

芯样试件内不应含有钢筋，或最多只允许含有二根直径小于10的钢筋,且钢筋应与芯样轴线基本垂直并不得露出端面。

4.2芯样端面的修整补平法：硫磺胶泥补平：简单、方便、效率高，容易保证补平质量，补平后即可进行抗压试验，其缺点是硫磺蒸气中含有二氧化硫等有害气体水泥砂(净)浆补平：比芯样强度高一个强度等、水泥砂浆补平层厚度不宜大于5、养护室内养护。

4.3芯样试件尺寸芯样试件尺寸包括：芯样高度、端面平整度、垂直度、平均直径(1)芯样高度直径和高度均为l00的芯样试件作为圆柱体标准试件。

修补后的芯样高度用钢板尺或卡尺测量，精确至。

(2)端面平整度芯样端面是进行抗压试验时的承压面，其平整度对抗压强度影响很大。

当端面中间凸出1时，其抗压强度只有平整试件的二分之一左右，因此国内外标准都对芯样端面平整度有严格要求。

测量方法：用钢板尺或角尺紧靠在芯样端面上，一面转动钢板尺一面用塞尺测量与芯样之间的缝隙，在l00长度范围内不超过0．1为合格。

(3)垂直度芯样两个端面应相互平行且应垂直于轴线。

芯样端面与轴线间垂直度偏差过大，抗压时会降低强度。

一般规定垂直度偏差不得超过2度。

测量方法：用游标量角器分别测量两个端面与轴线间的夹角，在90°±2°时为合格，测量时精确至0.1度。

(4)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两次测量的算术平均值作为平均直径，精确至1。

沿芯样高度任一直径与平均直径的相差不能超过2。

五芯样试件抗压试验及强度计算5.1抗压试验方法芯样试件进行抗压试验时可分潮湿和干燥状态两种情况。

干燥状态下试验的试件通常比经过浸湿的芯样强度高7%左右。

钻芯法规程规定：结构工作条件比较干燥，芯样试件以自然干燥状态进行试验；结构工作条件比较潮湿，芯样试件以潮湿状态进行试验。

对于干燥状态，即芯样试件在受压前在室内自然干燥3d；潮湿状态进行试验时，芯样试件在20±5℃的清水中浸泡40-48h。

《水工混凝土试验规程》规定：试件在试验前需在标准养护室养护一周。

5.2抗压强度计算钻芯法规程中规定：以直径和高度均为100的圆柱体作为标准试件。

芯样试件的抗压强度等于试件破坏时的最大压力除以截面积。

α(4F)(πd2)，i——芯样试件混凝土强度换算值，；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，；a——不同的高径比芯样试件混凝土换算强度的修正系数。

《水工混凝土试验规程》规定：长直比为1.0的芯样试件抗压强度，换算成150×150×150立方体的抗压强度，应乘以一换算系数：芯样和1503立方体试件之间抗压强度换算系数六结构砼芯样抗压强度推定钻芯法规程中规定：单个构件或单个构件的局部区域,可取芯样试件混疑土强度换算值中的最小值作为其代表值。

《水工混凝土试验规程》规定：以三个试件测值的平均值作为试验结果。