國內外小芯樣法研究綜述

許紅葉

摘要：小芯樣法是與大芯樣法（常規芯樣法）相對應的一種微損檢測方法，最早出現在天津，發展一直不是太好，25年的歷史進程中，只有80篇中外文獻，研究方向絕大部分集中在強度研究，其他混凝土質量方面（裂縫寬度、碳化深度和完整性）涉及不多，檢測理論與實踐不足，導致目前檢測規范或規程尚未收錄小芯樣法的研究成果，建立統一的檢測標準尚需進一步研究。

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.

關鍵詞：小芯樣;質量評估;研究綜述

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

中圖分類號：TU317 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0240-02

0 引言

工程結構最常用的材料是混凝土，混凝土的質量一直以來都是工程界非常關心的問題，也是學術界重點關注的研究方向。對于大構件、復雜程度低，鉆芯法是一種微破損的檢測方法，由于鉆芯面和構件本身相比占有比重較小，因此對構件本身影響很小，是一種直觀和精確的檢測方法。但是隨著社會發展，人們對工程結構的需求不斷提高，構件里面的鋼筋種類越來越多，越來越密集，傳統的芯樣（我們稱為傳統芯樣）鉆取難度越來越大，檢測效果無法保證，這個時候小芯樣（直徑<100mm）法應運而生，為了便于推廣小芯樣法，我們有必要對其過去和未來做一定深度的認知。

1 起源

國內最早的關于小芯樣法的文獻是1993年出現的。天津港灣工程研究所的柳瑞杰最早在1993年第4期四川建筑研究上發表了利用小芯樣確定現場混凝土強度的文章，研究的直徑是50mm。國外最早的是2001年出現的，學者寺田謙在Concrete Journal上發表的有關小芯樣混凝土結構評估方法的論文，最小直徑18～26mm。在此之后國內外相關學者關注的最多的是混凝土的強度，其次是尺寸效應。后續出現的研究也多集中在此，變化的只是芯樣構件所處的環境不一樣。國內外的學者對于小芯樣的研究主要集中在70～100mm，這個范圍對于小芯樣法的運用，沒有體現出太大的優勢。但是在2005年以后，關注直徑34.5～70mm，隨著研究直徑的進一步下調，小芯樣法的優勢逐步體現。這里有一個特例就是1996年直徑達到了19mm，這是到2017年為止，國內最小的小芯樣直徑。

2 已有研究缺陷

從文獻（含專利）中我們發現小芯樣的研究主要集中在強度方面，比重高達8成。研究芯樣直徑比較分散，從18mm到70mm，有各種直徑的芯樣，由于尺寸效應的緣故，導致結果離散性較大。當實驗研究成果考慮地域差異的影響，則成果適用性將受到很大的影響。

難點1：小芯樣加工問題，端面平整度，有無可以不加工直接進行檢測;難點2：小芯樣是否需要確定標準直徑或者當量直徑;難點3：小芯樣試件質量評估是否需要考慮鋼筋的影響;難點4：目前的影響混凝土質量評估的因素是否全面，有無遺漏。

以上四個難點直接影響評估結果的權威性和可信度。

從已有的文獻資料分析，發現這四個難點并未得到很好的解決，只能說是部分的解決了，但是檢測效果尚未得到廣泛認同，需要時間來沉淀。

從目前強度研究關注度高，說明廣大工程檢測技術人員已經充分的意識到，強度是混凝土質量評估的首要指標。

但從工程實際出發，強度指標并不是唯一指標。目前研究比較多的原因：一是強度大，一般混凝土質量相對較高，但由于相互之間并不是正比例關系，故所得的成果一般都是從實驗出發，經過回歸分析得出一些實驗公式，這些公式物理含義并不是很明晰，只是從數學角度得出，應用起來有一定的障礙。二是強度在檢測過程中比較好測，物理原理非常清晰，試件與原有結構的關系比較明確，但是由于芯樣在原有結構中屬于三向受力狀態，在萬能試驗機上是單向受壓狀態，這就導致試件的強度結果并不能直接用在結構上，需要進行修正，但是目前的研究成果并未反應這一點。endprint

3 發展方向

研究團隊研究了國內外有關小芯樣法的文獻，共計80篇，其中包括兩篇專利成果。從1993年到2015年文獻量及研究方向見表1所示，文獻統計散點圖見圖1所示。

由統計表和散點圖可見，小芯樣法文獻2013年～2015年出現了一個研究的小高峰，2016年和2017年屬于“空窗期”，研究熱點主要集中在強度、鑒定、應用、回歸分析及尺寸效應方面，進一步歸納合并“同類項”，可以歸納出四大研究方向：強度、裂縫寬度、碳化深度和完整性。

這四個方向目前研究的熱度也不一樣，強度所占比重最高達到8成，完整性占1成，裂縫寬度和碳化深度占1成。從新修訂的檢測規范，我們發現完整性的研究將爆發出新的活力，占有比重將會進一步提高，原有的完整性基本上是從定性分析來考慮，主觀因素影響大，檢測結果更多的依賴檢測人員的經驗，可信度并不高。新的完整性規定開始有定性向定量轉變，目前的研究成果已有定量現場實用表格及相關公式出現，相信經過一段時間的工程實踐，引入規范將成定局。裂縫寬度和碳化深度都是混凝土質量的關鍵指標，盡管目前研究的較少，但是重要性早就有所體現。隨著混凝土耐久性理論與實踐的快速發展，裂縫寬度和碳化深度的重要性已逐漸體現。由于這兩個指標本身就是定量評價，因此在后續組合因子時將變得相對難度不大。

4 結語

小芯樣法的研究是隨著結構體系的發展應運而生的，工程結構復雜、鋼筋用量的增加，大芯樣法變得適用性降低。小芯樣法從1993年出現以來，研究熱度經歷了兩次高峰、兩次低谷，到2017為止25年的研究歷程中，有9年沒有任何文獻出版，盡管有著非常好的發展前景，但是投入少，見效一直不是很好，期望標準編制部門和行業協會增加相關的研究投入，更好的發掘小芯樣法的奧秘，以期為工程結構的質量安全提供強有力的保障。

參考文獻：

[1]柳瑞杰，龔景齊，黃孝衡.利用小芯樣確定現場砼強度[J]. 四川建筑科學研究，1993（04）：52-55.

[2]安同富，彭黎明，王華萍，于國亮.微小芯樣法檢測混凝土抗壓強度技術可行性研究[J].混凝土，2000（09）：24-27.

[3]渠建偉.國內外鉆芯法檢測混凝土強度綜述[J].交通世界（工程技術）2015（07）：88-89.endprint