赵 强
新疆建筑科学研究院（有限责任公司）新疆 830054
摘要：芯样试件是直接检测混凝土抗压强度的方法，在混凝土实体上钻取圆柱形芯样试件直接测试其抗压强度。不受表面条件的影响。强度不大于80MPa的普通混凝土均可使用。且在一些特定条件下必须使用芯样制件进行实体检测，例如受冻混凝土、过火混凝土、混凝土强度不够等。目前，芯样试件应用越来越普遍，且经常与间接法结合使用。虽然混凝土芯样试件抗压强度与混凝土立方体抗压强度存在着一定的不同，但不会因此造成明显的系统偏差。因此，芯样试件被认为是一种直接、准确的混凝土强度测试方法。并在通常意义上被认定为是混凝土强度的最终评定方法。
关键词：混凝土芯样试件；对抗压强度影响；因素探讨?
引言
当在进行抗压时，如芯样试件产生的是典型的类似于偏心受压的破坏形式，则所测出的抗压强度普遍偏低。这时应分析其产生原因，并考虑该芯样能否代表试样本身的混凝土抗压强度。在实际工作中，主要从芯样试件的破坏形式进行判断，如出现上述偏心受压的破坏形式，强度值较低时，往往按异常值进行剔除。
1.芯样试件检测混凝土抗压强度的发展概况
采用芯样试件可进行混凝土抗压强度及内部缺陷检测。芯样试件是利用相关仪器设备，从结构实体中直接钻取圆柱形混凝土芯样试件，经过加工处理进行试验的一种方法，但由于需要取样检测，对原结构会造成一定的破损。用从结构混凝土中钻取的芯样试件，根据检测的目的和要求，可进行下列项目的试验和检查：混凝土的抗压强度；混凝土的裂缝深度；混凝土的受冻层深度；结构层厚度；混凝土内部离析、孔洞等缺陷。
经过全国各科研院所的共同研究，JGJ/T384-2016版钻芯法规程主要内容：
（1）提出了批量检测和推定区间的概念，并给出了混凝土强度批量推定的方法，对于推定区间规定了大于上限值的错判概率和小于下限值的漏判概率，置信度应满足0.85，并对区间宽度予以控制。
（2）明确了直径不小于70mm芯样试件的可行性，并在进行了大量试验分析的基础上，认为芯样试件和标准试件的混凝土抗压强度基本相当，不需进行系数的换算，在设计强度等级为C80的情况下也是一样的。
2.混凝土芯样制件对抗压强度影响因素的探讨?
2.1不同直径芯样试件粗骨料分布对强度的影响
混凝土是由水泥、粗细骨料及水混合而成的一种建筑材料，其强度的高低关键在于所用水泥的品种、粗细骨料的级配情况以及两者之间的粘结情况。由于两者之间的粘结强度较低，往往从这个环节开始破坏。据此可知，试件中粗骨料的分布及尺寸大小对强度的影响很大。同时，粗骨料的切割位置也是很关键的一个因素。在芯样试件的外侧面，可以看到被切掉后剩余部分的粗骨料断面，它们以随机分布的方式普遍存在于芯样试件中。当侧面的粗骨料粒径切除后剩余的体积较大且离端部较近时，易先破坏，而这种情况影响也最为明显。
通过对受压破坏机理进行分析可知，一般都先在粗骨料与水泥浆的交接界面上出现微裂缝，在加压过程中，裂缝顺着界线进行延伸。破坏形式应为在竖向压力和水平力共同作用下产生的剪切破坏，当粗骨料最大粒径与试件直径之比较小时，一般会呈现出这种形式。
当试件直径变小，粗骨料在芯样试件外侧面所占的比例会随之加大，它对最终结果的影响会更为显著，如在加压中，有可能使得某个粗骨料受压先破坏，这时会导致芯样试件出现偏心受压破坏的形式，使得混凝土抗压强度偏低。由此分析可知，粗骨料粒径的大小及所处的位置对小直径芯样试件来说影响会更大，也是造成小直径芯样试件离散性偏大的原因之一。
在工作中，应尽量避免偏心受压破坏的情况出现。但粗骨料在试样侧面的分布均匀性是无法控制的，而混凝土试件与粗骨料最大粒径之比是可以进行控制的。《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T384-2016规定对于直径100mm的标准芯样试件，要求芯样试件直径不宜小于骨料最大粒径的3倍；而对于直径为70mm的小芯样试件，要求芯样试件直径不宜小于骨料最大粒径的2倍。
当在进行抗压时，如芯样试件产生的是典型的类似于偏心受压的破坏形式，则所测出的抗压强度普遍偏低。这时应分析其产生原因，并考虑该芯样试件能否代表试样本身的混凝土抗压强度。在实际工作中，主要从芯样试件的破坏形式进行判断，如出现上述偏心受压的破坏形式，强度值较低时，往往按异常值进行剔除。
综上可知，粗骨料的尺寸大小以及在切割面的分布情况对于小直径芯样试件更为敏感，也是造成小直径芯样试件离散值偏大的原因之一。
2.2不同高径比芯样试件对抗压强度的影响
在我国现行的钻芯规范中，将直径为100mm，高径比为0.95~1.05的芯样试件作为标准芯样试件，认为其抗压强度与标准立方体试块基本相当，并同时要求芯样制件的高径比为0.95~1.05，即使是小芯样试件也遵循这一要求。
2.3尺寸效应对于小直径芯样试件的影响
实验室中的试块其抗压强度会受到尺寸大小的影响，一般情况下，尺寸小强度会偏高。这是因为浇筑成型试块的尺寸效应受干扰因素小，所以尺寸效应较为突出。芯样试件则不同，芯样试件取自工程实际构件中，抗压强度除取决于混凝土本身的质量外，还受多种因素的影响，芯样试件一般不随直径的减小而增大，尺寸效应没有浇筑成型的试块明显。
随着芯样试件尺寸减小，粗骨料最大粒径在芯样试件中所占的体积之比会随之加大，也使得粗骨料对抗压强度的影响更加突出。在取样过程中对骨料的扰动加之过程中的各种偏差影响，常常使抗压强度降低。同时，由于“环箍效应”的存在，随着芯样试件尺寸的减小，又使得试件抗压强度略有提高。如降低程度大于提高程度，则会出现芯样试件的抗压强度因为尺寸变小而随之降低的情况。如混凝土本身粗骨料粒径很小使混凝土均质性较好的情况下，则尺寸效应会表现得更为突出；如两者基本相当，则抗压强度的结果也基本相当。
结语
经过大量的数据分析，泵送混凝土50mm超小芯样试件与标准芯样试件抗压强度基本相当；而粒径较小的喷射混凝土抗压强度平均值略高于标准芯样试件抗压强度平均值。但可以肯定的是，小直径芯样试件受到各种因素的影响表现得更为敏感，因而离散性偏大。
参考文献
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