談「混凝土鑽心取樣試體直徑之最小容許值」

陳正平技師

以往土木、結構等專業技師對「高氯離子混凝土建築物」、「未報勘驗先行施工」、「損壞修復」、「建築物耐震能力詳細評估」等結構安全鑑定工作，當鑽取混凝土試體作抗壓試驗時，專業技師均會以直徑5cm之鑽心試體作為抗壓強度試驗之試體。此種做法係依據民國73年4月17日修訂之CNS 1238「混凝土鑽心試體及切鋸試體抗壓及抗彎強度試驗法」(見表1)及內政部於民國91年7月8日台內營字第0910084735號令訂定之結構混凝土施工規範：第十八章 混凝土施工品質之評定與認可，第18.5節( 鑽心試驗)之規定 (見表2)等規範，作為鑽取5cm之鑽心試體之依據。

表1  73年4月17日修訂之CNS 1238混凝土鑽心試體尺寸規定

表2  91年7月8日公布之「結構混凝土施工規範」混凝土鑽心試體尺寸規定

惟因“ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary” 及“ASTM C42-04: Standard Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete”等對混凝土鑽心試體尺寸已作修訂，因此，經濟部標準檢驗局於民國94年5月13日對「CNS 1238 混凝土鑽心試體及鋸切長條試體取樣法」已將混凝土抗壓試驗用之鑽心試體依前述規範作修正(見表3)；中國土木水利工程學會(土木402-94a) 第17.5節(鑽心試體)亦隨之修訂為「承載構件之抗壓試驗用試體，其直徑至少為94mm」(見表4)。

表3  94年5月17日修訂之CNS 1238混凝土鑽心試體尺寸規定

表4  土木402-94a 第17.5節混凝土鑽心試體尺寸規定

探討其修訂之理由應係直徑5cm鑽心試體之抗壓強度會比直徑10cm鑽心試體之抗壓強度低，且可能因所鑽取之試體中骨材之粒徑過大、過小、局部弱點或偏一側，均會導致變異性較大。另外，直徑較小之試體其抗壓強度較易受長度直徑比之影響。但由於工程實務上，鑽心試體常有鑽取不易，鑽到鋼筋，或厚度不足等情事，故採用5cm之鑽心試體有其必要性，況且混凝土鑽心取樣係屬破壞試驗，為免影響結構安全性，除非當事人有不同意見，否則應可由專業技師依個案需求自行判斷考量決定。近有工程顧問公司行文營建署要求對現行「結構混凝土施工規範」第18.5節與94年5月17日修訂之CNS 1238笫6點，對混凝土鑽心試體尺寸規定不同的疑義請求營建署釋疑。但問題的癥結不在於鑽心試體尺寸規定不同，而是在於94mm直徑之讚心試體是否每一個工程實務上均為可行。 

結語

針對以上探討筆者提出以下建議，供主管機關修訂「結構混凝土施工規範」第18.5節，及國家標準「CNS總號1238」第6條修正參考：

主文：18.5.2：『抗壓試驗用鑽心試體之直徑不得小於94mm，且不得低於粗粒料標稱最大粒徑的2倍。惟若以直徑94mm不可能取得，或為滿足長徑比不小於1，或對構材有造成結構安全疑慮時，鑽心試體之直徑得取不小於50mm，但仍不得低於粗粒料標稱最大粒徑的2倍，且長徑比不得小於1。』

解說：『抗壓試驗用鑽心試體之直徑較小時，亦受粗粒料不均佈之影響，致其抗壓試驗強度可能較低，且變異性較大。故抗壓試驗用鑽心試體之直徑，以長徑比不小於1且不低於粗粒料標稱最大粒徑的3倍為宜。另外，直徑較小之試體，其抗壓試驗強度易受長徑比(L∕D)之影響。』

另外，內政部「結構混凝土施工規範」第18.5.5節規定：「如混凝土在乾燥處應用，應將試體置於溫度15℃~27℃及相對濕度在百分之60以下陰乾7日以上，並在氣乾狀況下進行抗壓強度試驗」之規定，於中國土木水利工程學會402-94a第17.5.5節規定已修正為：「鑽心試體於完成鑽取後，應立即拭去表面水分並放置於水密性之袋子或容器中，以便運送或存放。除非經監造者核可，鑽心試體應於鑽取48小時以後至7日前，按CNS 1238之規定進行試驗。以上意見僅供技師同仁參考。