Молоток шмидта принцип работы

Содержание

Молоток Шмидта был изобретен еще в 1948 году, благодаря работам ученого из Швейцарии – Эрнеста Шмидта. Появление данного изобретения сделало возможным измерение прочности конструкций из бетона на территории, где проводится стройка.

Особенности и назначение

На сегодняшний день практикуется несколько способов проверки бетона на прочность. Основой механического способа является контроль взаимосвязи между прочностью бетона и его другими механическими свойствами. Процедура определения данным методом основана на сколах, сопротивлениях отрывам, твердости в момент сжатия. Во всем мире зачастую используется молоток Шмидта, при помощи которого определяются прочностные характеристики.

Данный прибор по-другому называется склерометром. Он позволяет правильно проверить прочность, а также осуществить обследование железобетонной и бетонной стен.

Измеритель твердости нашел свое применение в следующих сферах:

измерение прочности бетонного изделия, а также строительного раствора;
оказывает помощь в обнаружении слабых мест в бетонных изделиях;
позволяет осуществлять контроль качества готового объекта, что собран из бетонных элементов.

Ассортимент измерителя довольно широк. Модели могут иметь отличие в зависимости от характеристик проверяемых предметов, например, толщины, размера, энергии удара. Молотки Шмидта могут охватывать бетонные изделия в диапазоне от 10 до 70 Н/мм². А также пользователь может приобрести электронный инструмент для измерения прочности бетона ND и LD Digi-Schmidt, которые работают автоматически, выдавая результаты измерений на монитор в цифровом виде.

Устройство и принцип работы

Конструкции большинства склерометров состоят из следующих элементов:

плунжер ударного типа, индентор;
корпус;
ползунки, что оснащены стержнями для направления;
конус в основе;
кнопки стопора;
штоки, что обеспечивает направленность функционирования молотка;
колпачки;
кольца разъема;
задняя крышка прибора;
пружина со сжимающими свойствами;
предохраняющие элементы конструкций;

бойки с определенным весом;
пружины с фиксирующими свойствами;
ударяющие элементы пружин;
втулка, что направляет функционирование склерометра;
войлочные кольца;
индикаторы шкалы;
винты, что осуществляют процесс сцепки;
гайки контроля;
штифты;
пружины предохранения.

Функционирование склерометра имеет основу в виде отскока, характеризующегося упругостью, что формируется при измерениях импульса удара, который возникает в конструкциях при их нагрузке. Устройство измерителя произведено так, что после осуществления ударных действий об бетон пружинная система дает ударнику возможность сделать свободный отскок. Градуированная шкала, вмонтированная на приборе, вычисляет искомый показатель.

После использования инструмента стоит пользоваться таблицей значений, в которой описаны пояснения полученных измерений.

Инструкция по применению

Функционирует мотоблок Шмидта на вычислениях ударных импульсов, что возникают во время нагрузок. Удары производятся о твердые поверхности, в которых не имеется арматур из металла. Использовать измеритель необходимо по следующей схеме:

приставить ударный механизм к поверхности, которая будет исследоваться;
используя обе руки, стоит осуществить плавное нажатие на склерометр в направлении к бетонной поверхности до того момента, пока не появиться удар бойка;
на шкале показаний можно увидеть показания, что высвечиваются после проведения вышеперечисленных действий;
чтобы показания были абсолютно точными, проверка прочности при помощи молотка Шмидта должна проводиться 9 раз.

Проводить измерения необходимо на участках с небольшими размерами. Их предварительно расчерчивают на квадраты и после исследуют поочередно. Каждое из показаний прочности необходимо зафиксировать, а после сравнить с предыдущими. При процессе стоит придерживаться расстояния между ударами в 0,25 см. В некоторых ситуациях данные, что получены, могут отличаться друг от друга либо быть идентичными. Из полученных результатов высчитывается среднее арифметическое значение, при этом возможна незначительная погрешность.

Важно! Если во время проведения измерений удар попал на пустой заполнитель, то полученные данные не учитываются. В данной ситуации необходимо провести повторный удар, но в другой точке.

Разновидности

По принципу действия измерители прочности бетонных конструкций делят на несколько подтипов.

Склерометр с механическим воздействием. Он оснащен цилиндрическим корпусом с расположенным внутри ударным механизмом. При этом последний оснащен индикаторной шкалой, имеющей стрелку, а также отталкивающей пружиной. Этот вид молота Шмидта нашел свое применение при определении прочности бетонной конструкции, имеющей пределы от 5 до 50 МПа. Измерителем данного вида пользуются при работе с бетонными и железобетонными предметами.
Измеритель прочности с ультразвуковым действием. В его конструкции имеется встроенный или внешний блок. Показания можно увидеть на специальном дисплее, который имеет свойство памяти и сохраняет данные. Молоток Шмидта имеет возможность подключения к компьютеру, так как дополнительно оснащен разъемами. Данный вид склерометра работает с показателями прочности от 5 до 120 МПа. Память измерителя сохраняет до 1000 версий на протяжении 100 суток.

Сила энергии удара оказывает прямое влияние на прочность бетонной и железобетонной поверхностей, поэтому они могут быть нескольких типов.

МШ-20. Этот инструмент характеризуется наименьшей силой ударов – 196 Дж. Он способен точно и качественно определить показатель прочности раствора из цемента и кирпичной кладки.
Молоток РТ работает со значением в 200–500 Дж. Измеритель принято использовать, чтобы измерять прочность бетона первой свежести в стяжках из смеси песка и цемента. Склерометр имеет маятниковый тип, может проводить вертикальные и горизонтальные замеры.
МШ-75 (L) работает с ударами в 735 Дж. Основным направлением в применении молотка Шмидта является установка прочности бетона, который характеризуется толщиной не более 10 см, а также кирпича.
МШ-225 (N) – это самый мощный тип склерометра, который работает с силой удара в 2207 Дж. Инструмент способен определить прочность конструкции, что имеет толщину от 7 до 10 см и более. Прибор имеет диапазон измерения от 10 до 70 МПа. Корпус оснащен таблицей, что имеет 3 графика.

Преимущества и недостатки

Молоток Шмидта имеет следующие преимущества:

эргономичность, которая достигается удобством во время использования;
надежность;
отсутствие зависимости от угла удара;
точность в измерениях, а также возможность воспроизводимости результатов;
объективность оценивания.

Измерители характеризуются уникальностью дизайна, конструкцией высокого качества. Каждая из проведенных процедур с использованием склерометра является быстрой и точной. Отзывы пользователей прибора свидетельствуют о том, что молоток имеет простой интерфейс, а также выполняет все необходимые ему функции.

Недостатков измерители практически не имеют, из минусов можно выделить следующие характеристики:

зависимость величины отскока от угла удара;
влияние внутреннего трения на величину отскока;
недостаточность герметизации, которая способствует преждевременной потере точности.

В настоящее время характеристика бетонных смесей полностью зависит от их прочности. Именно от этого свойства зависит, насколько безопасной будет конструкция в готовом виде. Вот почему применение молотка Шмидта – это важная процедура, которую обязательно стоит проводить при возведении бетонных и железобетонных сооружений.

О том, как использовать мотлоток Шмидта, вы узнаете из видео ниже.

Сегодня будущие характеристики бетонной смеси в полной мере зависят от критериев её прочности. Поэтому в строительстве определение степени прочности бетонных конструкций является необходимой процедурой, на основании которой производиться вывод о соответствии материалов утверждённым стандартам. Так, к критериям прочности относят показатели растяжения, изгибов, сжатия, а также степень однородности бетонной смеси. Качественный бетон может успешно противостоять различным нагрузкам и отрицательному воздействию окружающей среды.

Методы проверки прочности бетона

На данный момент существует два основных метода определения прочности бетона: с помощью разрушающего либо неразрушающего контроля. Механические способы неразрушающего контроля основываются на взаимосвязи прочности бетона с прочими механическими свойствами, такими, как усилие при скалывании, сопротивление отрыву и твёрдость при сжатии. В зависимости от типа оцениваемого свойства применяются зачастую следующие способы неразрушающих испытаний:

отрыв;
пластическая деформация;
скол ребра;
упругий отскок.

Выбор способа испытаний зависит от размера и формы изделий, цели проводимых мероприятий, требований, выдвигаемых к точности полученных результатов и от степени удобства испытаний.
В мировой практике наибольшее распространение в определении прочностных характеристик получил прибор под названием молоток Шмидта. У нас его часто называют склерометром, что в переводе с греческого означает «измеритель твёрдости».

Молоток Шмидта был разработан в 1948 году швейцарским инженером Эрнстом Шмидтом. Именно молоток Шмидта впервые дал возможность измерить прочность бетонных конструкций на месте проведения строительных работ.

Принцип работы молотка Шмидта

Молоток Шмидта работает по принципу упругого отскока, который основан на измерениях поверхностей бетона на его твёрдость. Этот способ позаимствован из практики измерения степени прочности металла. Заключается он в воздействии ударами с помощью специального ударника по сферическому штампу, который предварительно прижимается к бетону.

Склерометр устроен таким образом, что после удара по бетону специальная система пружин позволяет ударнику осуществлять свободный отскок. При этом величина обратного отскока характеризует степень твёрдости оцениваемого материала. А с помощью установленной на прибор градуированной кривой вычисляется прочность бетона.

Конструкция молотка Шмидта включает в себя:

1 – ударный плунжер или индентор.

2 – бетонная поверхность, над которой проводят контроль прочности.

3 – корпусная часть.

4 – ползунок, оснащённый направляющими стержнями.

5 – конус корпусной части.

7 – шток бойка, обеспечивающий направление работы инструмента.

8 – шайба для установки бойка.

10 – кольцо для разъёма.

11 – задняя крышка инструмента.

12 – сжимающая пружина.

13 – предохраняющая часть конструкции.

14 – боек, имеющий определённую массу.

15 – пружина для фиксации.

16 – ударяющая пружина.

17 – втулка, направляющая работу молотка.

18 – войлочное кольцо.

19 – дисплейное окно, показывающее шкалу Шмидта.

20 – винт для сцепления.

21 – контрольная гайка.

23 – предохраняющая пружина.

В целом работа молотка основана на вычислении ударного импульса, который возникает при приложении нагрузки. Удар производят о твёрдую поверхность (бетон), без наличия металлической арматуры и замеряют высоту отскока бойка, дающую показание прочности бетона на сжатие.

Схема работы с молотком Шмидта заключается в следующем:

ударный механизм прибора приставляется к исследуемой поверхности;
двумя руками производиться плавный нажим на молоток по направлению к поверхности бетона до момента появления удара бойка;
после чего на шкале высвечиваются показания;
для более точных результатов показания снимаются 9 раз.

Измерения следует проводить на небольших участках, которые предварительно расчерчиваются на квадраты, каждый из которых, подвергается исследованию. Все показания прочности фиксируются, а затем сравниваются. Расстояние между ударами должно быть не менее 25 мм. Иногда полученные данные могут иметь определённые отклонения либо быть одинаковыми. По полученным результатам испытаний определяется среднее арифметическое. Если при испытаниях удар бойка произошёл на пустоте заполнителя, то такие данные не следует учитывать, а удар повторить в другом месте.

Разновидности молотка Шмидта

По своему принципу работы молоток Шмидта делиться на два подтипа:

устройство механического воздействия – имеет корпус конструкции в форме цилиндра, внутри которого размещается ударный механизм, состоящей из индикаторной шкалы со стрелкой и отталкивающей пружины. Подобный инструмент предназначен для определения показателя прочности бетона в пределах от 5 Мпа до 50 Мпа. Молоток Шмидта механического типа применяется при обследовании железобетонных либо бетонных конструкций;
устройство ультразвукового действия – оснащается встроенным либо внешним электронным блоком. Все получаемые во время измерения показания отображаются на дисплее и могут оставаться в памяти прибора в течение определённого периода времени. При желании молоток может подключаться к компьютеру благодаря дополнительному оснащению специализированными разъёмами и клавиатурой. Такой прибор способен диагностировать показатели, находящиеся в диапазоне от 5 Мпа до 120 Мпа. Предел памяти сохранения результатов предполагает возможность сохранения 1000 версий в течение 100 дней.

В зависимости от энергии удара молоток Шмидта подразделяется на типы:

МШ 20 – обладает наименьшим значением энергии удара (196 Дж). Прибор используется чаще всего при определении показателя прочности цементных растворов кирпичной кладки;
тип молотка РТ – 200-500 Дж. Используется для определения прочности свежего бетона в цементно-песчаной стяжке. Это молоток маятникового типа, производящий замеры как вертикально, так и горизонтально;
МШ 75 (тип L) – энергия удара обладает 735 Дж. В основном применяется, чтобы определить прочность бетонных изделий с толщиной менее 100мм и кирпича;
МШ-225 (тип N) – наиболее мощный молоток с энергией удара в 2207 Дж. Устройство предназначено для определения прочности бетонных конструкций с толщиной от 70 до 100 мм и более. Диапазон измерений находится в пределах от 10 до 70 МПа. На корпусе склерометра размещается таблица с тремя графиками.

Немного цифр

Каждый вид молотка Шмидта предназначен для конкретных целей. Основные области применения и характеристики каждой модификации прибора могут быть различными:

Предел диапазона прочности на сжатие бетона
От 1 МПа до 5 МПа	От 5 МПа до 10 МПа	От 10 МПа до 30 МПа	От 30 МПа до 70 МПа	От 70 МПа до 100 МПа	>100 МПа
Свежий бетон с низкими показателями прочности		Обычный бетон		Бетон с высокими показателями прочности	Бетон со сверхвысокой прочностью

Прочность бетонных конструкций на сжатие может выражаться в двух системах:

М (марка бетона) – обозначается от 50 до 1000 кг/см 2 . Максимально допустимым отклонением значения прочности считается 13,5%;
В (класс бетона) – определяет кубиковую прочность, показывающую величину давления в МПа.

Согласно утверждённым стандартам соответствие марки бетона его классу отображено в таблице.

Класс и марка бетона определяется только спустя 28 дней с момента заливки бетонной конструкции.

Показания шкалы в зависимости от класса и марки бетона может варьироваться в пределах:

Марка и класс бетона

М100/

В7,5

В10

М150/

В12,5

М200/

В15

М250/

В20

М300/

В22,5

М350/

В27,5

М400/

В30

М450/

В35

М500/

В40

М600/

В45

Удар сверху по вертикали 10 12 20 24 30 34 38 41 44 47 49 Удар снизу по вертикали 20 23 28 32 38 41 45 47 50 52 55 Удар по горизонтали 13 18 24 28 34 37 41 43 47 49 52

Стоимость молотка Шмидта на рынке сильно варьируется:

электронные модификации прибора можно приобрести в среднем за 31 тыс. – 58 тыс. рублей;
цена механических приборов находится в пределах 13 тыс. – 30 тыс.

Для получения качественных измерений следует также учитывать состояние наружной поверхности бетонных конструкций. Например, бетон, изменившийся в результате внешних воздействий: огня, химических реагентов, мороза. В подобных ситуациях использовать молоток Шмидта не стоит.

К альтернативным методам проверки бетона на прочность также относят использование механизмов, основанных на определении значений глубины попадания устройства в толщу бетонного слоя: молотки Кашкарова и Физделя.

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

Принцип работы молотка Шмидта

Молоток Шмидта работает по принципу упругого отскока, который основан на измерениях ударного импульса, возникающего в бетоне при приложении нагрузки. Этот способ позаимствован из практики измерения степени прочности металла. Заключается он в воздействии ударами с помощью специального ударника по сферическому штампу, который предварительно прижимается к бетону.

Склерометр устроен таким образом, что после удара по бетону специальная система пружин позволяет ударнику осуществить свободный отскок. При этом величина обратного отскока характеризует степень твёрдости оцениваемого материала. А с помощью установленной на прибор градуированной шкалы вычисляется прочность бетона.

Измерения проводятся, как правило на небольших участках (измеряемая площадь делится на квадраты, соседние измерения осуществляются на расстоянии 25 мм друг от друга (минимальное значение), либо большем), а в дальнейшем полученные значения сравниваются для получения среднего арифметического.

Получившими широкое признание современными моделями склерометров Шмидта являются продукты швейцарской компании Proceq.

Ниже рассмотрим модельный ряд самых популярных моделей и модификаций, поставляемых "Альфа-Тест":

Original Schmidt

Модельный ряд позволяет проводить оценку объектов контроля с диапазоном от 10 до 70 Нм. Это могут быть бетонные, строительные смеси, скальные породы и даже бумажные рулоны.

Преимущества: может быть использован как для оценки возводимых, так и эксплуатируемых зданий. Оснащен функцией документирования результатов исследования на специальной ленте.

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).

Стандарты на молоток Шмидта Original SCHMIDT:

ISO/DIS 8045
EN 12 504-2
ENV 206
DIN 1048, часть 2
BS 1881, часть 202
ASTM C 805
ASTM D 5873 (Камень)
NFP 18-417
B 15-225
JGJ/T 23-2001
JJG 817-1993

Более подробная информация о приборе здесь>>>

Silver Schmidt

Преимущества: высокая достоверность, простое управление, автоматический пересчет в нужные единицы измерения.

молоток Silver Schmidt тип ST (N) со стандартной энергией удара (2,207 Нм);
молоток Silver Schmidt тип ST (L) с пониженной энергией удара (0,735 Нм);
молоток Silver Schmidt тип PC (N) со стандартной энергией удара (2,207 Нм) и связью с ПК, увеличенным объемом интегрированной памяти;
молоток Silver Schmidt тип PC (L) с уменьшенной энергией удара (0,735 Нм) и связью с ПК, увеличенным объемом интегрированной памяти.

Разработан для испытаний широкого диапазона бетонов, строительных растворов и каменных пород. Всего различают 2 модификации, которые подразделяются по силе удара.

Более подробная информация о приборе здесь>>>

Digi Schmidt 2000

Преимущества: Обеспечивает автоматическое преобразование значений отскока в показатель прочности на сжатие. Для учета возраста бетона и отличий конкретных испытательных образцов могут вводиться коэффициенты, что обеспечивает точность измерений в широком диапазоне контролируемых параметров. Автоматический учет значения карбонизации, возможность сохранения до 5000 измерений в памяти преобразователя, автоматический расчет значений медианы или средних значений со среднеквадратической погрешностью.

Тип ND — энергия удара 2,207 Нм. Пригоден для использования с бетонными конструкциями толщиной 100 мм и более.

Тип LD — меньшая энергия удара, 0,735 Нм. Используется для испытаний бетонных элементов толщиной менее 100 мм или изделий из искусственного камня.

Более подробная информация о приборе здесь>>>

Маятниковый молоток Schmidt OS-120

Тип PT — предназначен для измерения прочности мягких материалов, таких как легкий бетон, гипсокартон и свежий бетон. Очень часто используется для определения правильного времени снятия опалубки.

Тип PM — предназначен для тестирования швов со строительным раствором в кирпичной кладке.

Более подробная информация о приборе здесь>>>

ООО «Альфа-Тест» — комфортный партнер и надежный поставщик

195220, РФ, г. Санкт-Петербург, Непокоренных пр., д.49, лит. А, офис 520

454008, РФ, г. Челябинск, Свердловский пр., д.2, офис 211