Молоток Шмидта (Склерометр) — назначение, виды, инструкция по применению

Бетон относится к одному из самых распространенных типов конструкций, от его качества и прочности во многом зависит долговечность и надежность всего объекта в целом. Неудивительно, что определение прочностных свойств является очень важной задачей в процессе возведения объекта и сдачи его в эксплуатацию. Для проверки качества бетонных изделий, без разрушений, применяют – Молоток Шмидта. В это статье мастер сантехник расскажет о его использовании.

Назначение

Для проверки прочности бетона в качестве инструмента неразрушающего контроля применяют молоток Шмидта, изобретенный в 1948 году в Швейцарии. Инженер Э. Шмидт (E. Schmidt) снабдил своё изобретение способностью точно выявлять механические показатели прочности бетона:

• Твердость при сжатии;
• Растяжимость;
• Сопротивление отрыву;
• Сопротивление изгибу;
• Усилие при скалывании.

Применение бетона, устойчивого к механическим воздействиям и агрессивным средам — залог долговечности и прочности зданий. Поэтому в строительстве придают огромное значение тестированию бетона на прочность.

Из чего состоит склерометр

Термин «склерометр» означает «измеритель твердости». Конструктивно прибор состоит из 23 элементов.

Конструктивно включает в себя (см. рисунок): 1. ударный плунжер или индентор; 2. бетонная поверхность, над которой проводят контроль прочности; 3. корпус; 4.ползунок, оснащённый направляющими стержнями; 5. конус корпусной части; 6. кнопка-стопор; 7. шток бойка, обеспечивающий направление работы инструмента; 8. шайба для установки бойка; 9. колпачок; 10. кольцо для разъёма; 11. задняя крышка инструмента; 12. сжимающая пружина; 13. предохраняющая часть конструкции; 14. боек определенной массы; 15. пружина для фиксации; 16. ударяющая пружина; 17. втулка, направляющая работу молотка; 18. войлочное кольцо; 19. индикатор шкалы Шмидта; 20. винт для сцепления; 21. контрольная гайка; 22. штифт; 23. предохраняющая пружина

Некоторые модели доукомплектовывают предохранителем и контрольной гайкой, а также 4 пружинами (сжимающая, ударяющая, предохраняющая, фиксирующая). Обязательно присутствуют сцепляющий винт, штифт, шкала Шмидта, дисплей.

Принцип работы молотка Шмидта

Исправный склерометр Шмидта показывает прочность бетона при совершении по его поверхности удара с последующим упругим отскоком. Насколько тестируемый бетон устойчив к разрушающим механическим воздействиям, оказывается известно из статистических данных.

Прибор измеряет ударный импульс, возникающий при приложении к твердой поверхности тестируемого объекта механической нагрузки. Упрощенно алгоритм работы прибора выглядит так:

• Ударный плужнер (индентор) прижимается к поверхности бетона, где нет металлических частей (арматуры);
• За счет пружины индентор ударяет по тестируемой поверхности;
• Система четырех пружин выполняет возврат ударника (плужнера) в исходное положение посредством свободного отскока.

Виды склерометров

Современный строительный рынок выпускает склерометры трех типов: механический, электронный и ультразвуковой. Первые два типа выполняют измерение по стандартизированному ГОСТом ударно-импульсному методу. Он заключается в определении длины отскока встроенного механизма, который передает удар твердой поверхности.

Механический прибор обладает вытянутой формой, похожей на увеличенную шариковую ручку. Внутри него вмонтирован ударный боек с пружиной, а снаружи – шкала, отображающая выдерживаемое поверхностью давление. Это самое простое из существующих устройств, которое обладает значительной погрешностью и небольшим спектром применения.

Электронный аппарат внешне похож на механический, но имеет гораздо меньший размер и дополнительно снабжен электронным прибором. Этот прибор отображает измеряемые показатели с учетом температурной погрешности, а работает всего от двух батареек. Электронный аппарат имеет меньшую погрешность и может применяться не только на бетонных, но и композитных, металлических, кирпичных и мраморных поверхностях.

Ультразвуковой тип рассчитывает прочность материалов по времени и скорости излучаемой волны. Корпус инструмента выполнен из пластика, на лицевой части расположены клавиши и табло, а сбоку размещены два контакта. Как и электронный, этот аппарат обладает функцией сохранения проведенных измерений и работает от батареек.

Особенности

Каждый вид аппарата имеет свои характерные особенности.

Для ультразвуковых моделей это:

• Возможность обмена данными с компьютером;
• Удобное управление и настройка прибора при помощи кнопок и интерфейса;
• Выключение при длительном перерыве в использовании;
• Память для сохранения измерений;
• Озвучивание процесса работы;
• Автоматическое изменение волн;
• Возможность поиска дефектов и трещин.

Отличительными чертами электронных моделей являются:

• Способность записи измерений;
• Возможность перевода показателей на ПК;
• Функция сортировки измеренных данных;
• Изменение направления ударного воздействия.

Специфичность механических моделей заключается в следующем:

• Возможность работы при температуре – 40°;
• Низкая стоимость;
• Высокая погрешность;
• Большой вес.

Классификация по энергии удара

По силе удара различают 4 основных модификации склерометра:

• Тип N - Энергия удара - 2,207 Нм. Значения отскока считываются со шкалы для последующего расчета среднего значения. Значения прочности на сжатие могут считываться с диаграммы преобразований.
• Тип L - Энергия удара - 0,735 Нм. Модель с энергией удара в три раза меньшей, чем у модели N. Модель отличается меньшей энергией удара, используется для тонкостенных объектов толщиной от 50 до 100 мм или для контроля малогабаритных объектов (как вариант, изделий из искусственного камня или кернов).

Инструкция по применению

Начинают испытание с выбора подходящего участка на поверхности объекта. Затем прибор ударным механизмом прижимается к участку исследуемого объекта.

Плавный нажим выполняют сразу двумя руками - до появления звука удара бойка о поверхность.

После удара на шкале появляется числовое значение показателя твёрдости.

Взаимосвязь между силой сжатия на бетон и его прочностью следующая:

• Наименее прочный свежий бетон выдерживает давление от 1 до 10 Мпа;
• Обычный, застывший, бетон - от 10 до 70 Мпа;
• Отвердевший раствор разрушается при сжатии от 70 до 100 Мпа;
• Сверхпрочный выдерживает сжатие более 100Мпа.

Чтобы ручной измеритель показал достоверный результат, выполните не менее 9 измерений с минимальным расстоянием между пробами в 25 мм.

Технические хитрости

Чтобы случайно не протестировать один участок дважды, поверхность бетона маркируют - например, рисуют 9 квадратов.

Каждый бетонный квадрат замеряют, фиксируя результат для последующего анализа. Измерение не засчитывается (подлежит повтору на другом участке), если боек ударил по поверхности, скрывающей пустоту.

Все 9 проб могут быть идентичными по величинам или немного расходиться. Анализ данных строится на выведении среднего арифметического из результатов по 9 ударам.

Не применяйте прибор в сложных условиях, изменяющих характеристики материала (повышенные / пониженные температуры, воздействие механических, термических или химических агентов).

Бетонные конструкции по истечении 28 суток после заливки показывают разную твердость при сжатии (максимальная погрешность не превышает 13.5%). Твердость зависит от класса и марки строительного материала:

Таблица %1 Среднее значение прочности экспериментального образца бетона в виде куба со стороной 15 см на сжатие в зависимости от марки и класса

Принятые обозначения: М (марка), начинается с М15 до М800 (соответствуют показателям прочности от 50 до 1000 кг/см2) и В (класс) – от В1 до В45 как показатель кубиковой прочности в МПа.

Советы по выбору

К главным характеристикам всех типов склерометров относят несколько параметров:

• Погрешность измерений. Самая большая погрешность у механических моделей. Она обычно не указывается, но зачастую достигает 20%. А также у механических моделей наибольшая периодичность поломок. Для электронных этот показатель составляет 5%, а наименьший у ультразвуковой аппаратуры: 1%.
• Рабочий интервал прочности. У механических аппаратов он составляет 60 МПа, у электронных – 100. У ультразвуковых интервал изменяется по времени и скорости.
• Комфорт эксплуатации. Механическим аппаратом пользоваться менее удобно из-за отсутствия сохранения результатов и большого веса (1 кг).
• Цена. В этом показателе все наоборот: самым дорогим является ультразвуковой прибор.

Если составить рейтинг наилучшего прибора, то лидером, бесспорно, окажется ультразвуковой, так как он опережает другие по всем показателям, кроме цены.

Лучше всего для покупки выбирать последние модели популярных производителей измерительных приборов. В топ компаний, выпускающих качественную продукцию, входят фирма Интерприбор с приборами серии «Оникс», компания Condtrol с одноименной продукцией, а также фирмы Schmidt Hammer и RGK.

Видео

В сюжете - Как измерить прочность бетона

В сюжете - Проверяем бетон на прочность без лаборатории

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Вибратор для бетона — назначение, виды