混凝土取芯的主要挑战

为了对结构的耐久性和结构性能进行综合评估，需要从混凝土结构中提取岩心样品。岩心样品压缩试验是评价岩心抗压强度最可靠的方法和质量控制手段。取样及测试岩心的程序已经标准化(Astm c 42,ACI 318)．然而，尽管取心有这么多好处，取心也有一定的缺点。此外，结构中核心位置的选择可能是一项具有挑战性的任务。在本文中，我们将回顾取核的优点和缺点。我们还将讨论近年来无损检测是如何改变范式的。

混凝土取心|挑战

在混凝土结构中取心具有一定的挑战。为了提高取心效率，需要解决以下挑战:

1-需要多少内核?,在哪里?

应选择芯的数量和位置，使它们代表构件内部的强度分布。核心也应该是混凝土质量的现实表现。可以肯定地说，增加芯的数量可以提供更真实的强度分布，但同时，留下更多的弱点在混凝土。

条件评估的类型在选择堆芯位置时也起着关键作用。

1-可能的强度/应力:当评估的目标是评估使用荷载下的结构时，岩心应取自最小强度和最大应力重合的区域(如梁的跨中，或垂直构件的电梯顶部附近的任何面)。

2-高度加固或细长构件:当构件高度加固，或取芯会显著影响完整性或结构性能时，应从最近的非临界截面取芯

3-美学考虑:混凝土取芯会在结构上留下不愉快的场景。核的位置可以调整，以减少对美学特征的影响。

4-耐久性问题:当混凝土的耐久性(即渗透性、防辐射)时，芯的数量应非常有限。

混凝土取心|

取岩心样本提供了关于现有结构的宝贵信息。当混凝土材料质量或浇筑和养护过程出现问题时，取芯也可以作为一种质量控制手段。通过对岩心的进一步评估，可以得到以下信息:

1-抗压强度:也许，抗压强度的测量是大多数情况下的主要目标。混凝土芯可以提供有关混凝土强度的精确信息。

2-密度:芯可用于确定混凝土的密度。

3-吸水性:混凝土芯可以通过测试来评价混凝土的吸水性。吸水率可以提供孔隙度和孔隙间连通性的基本信息。

4-体积电阻率:混凝土的体积电阻率可以通过测试混凝土芯样品来确定。ER为混凝土抗氯离子渗透提供了有价值的信息。

5-岩心的视觉评估:岩心和钻孔可用于评估混凝土缺陷的视觉状况，如裂缝、空洞和蜂窝。

混凝土取心|缺点

从混凝土构件中取芯有一定的缺点，包括:

1-弱点:取核会在元素内部留下弱点。岩心位置通常用标准或高强度修补材料修补。而修补材料往往具有足够的强度，其薄弱之处会影响结构的完整性，以及耐久性性能。

2-干预:取芯会破坏单元的结构性能，特别是如果取芯破坏了现有的钢筋。在一个已经损坏的结构上切割钢筋是工程师最不愿意做的事。

3-主观测试:核心位置的选择可能非常主观。毕竟，测试的本质意味着工程师或技术人员可能需要在堆芯的数量、结构的安全性和对结构的干预之间做出妥协。

混凝土芯|尺寸

大小

当取芯的目的是评估混凝土的抗压强度时，混凝土芯的最小直径应至少是公称最大骨料尺寸的三(3)倍。不同的规范和标准对混凝土芯的最小直径设定了不同的值，范围从75毫米(澳大利亚)到理想的150毫米(英国)。然而，在大多数结构检查中，100毫米的核心是一个实际的尺寸。当直径与标称最大骨料尺寸之比减小时，岩心强度精度降低。

高径比(H/D)

大多数标准将H/D 2.0作为结构岩心的标准比。然而，获得满足该规范的核心并不总是实际的。例如，在薄板(6”= 150毫米)中，很难获得具有这种理想长宽比的芯。对于H/D不为2.0的岩心，使用了修正因子来修正强度值。随着H/D的减小，校正因子的精度降低。

无损检测|新范式

无损检测方法的最新进展可用于改进混凝土取芯过程，如取芯位置、取芯数量和结果解释。

探地雷达(GPR):这种方法可以用来确定钢筋在混凝土中的建成布局。钻芯过程中可采用钢筋的现装布置，以避免钢筋被切割。

组合方法(UPV+ RN): NDT方法可用于优化岩心数量和岩心位置。为此，建议结合超声脉冲速度(UPV)和回弹数(Schmidt hammer)等无损检测方法。这些无损检测方法的结果可用于评价混凝土的抗压强度。基于这些方法，可以开发抗压强度图来研究混凝土构件的强度变化。这个地图可以用来确定核的数量和位置。这两种方法的结合可以弥补个别试验的不足，提高强度预测的准确性。