Udarowe młotki wahadłowe lub sprężynowe

Młotek Schmidta

Do oddzielnej grupy przyrządów zalicza się udarowe młotki wahadłowe bądź sprężynowe. Charakteryzują się one dynamiczną twardością betonu (pytania na egzamin ustny do uprawnień). Zasada pomiaru polega na określeniu wielkości odskoku ciężaru po uderzeniu w beton. Wśród udarowych młotków sprężynowych najpopularniejszym jest młotek Schmidta.

Z reguły stosuje się 3 podstawowe typy młotków Schmidta, które są produkcji szwajcarskiej. Wyróżnia się typy:

a) L:

– lekki o energii uderzenia 0,075 kgm,

– do badania betonów lekkich i zapraw,

b) N:

– średni o energii 0,225 kgm,

– do badania betonu zwykłego w konstrukcjach żelbetowych i prefabrykatach,

c) M:

– ciężki o energii 3 kgm,

– do badania betonu w nawierzchniach dróg i lotnisk oraz w wielkich masywach.

Młotek Schmidta należy ustawić prostopadle do badanej powierzchni. Należy zadbać o to, żeby powierzchnia ta była wcześniej odpowiednio oczyszczona i oszlifowana. Następnie powoli naciska się tym młotkiem. Na skutek nacisku pojawia się cofanie się masy uderzeniowej i naciągnięcie sprężyny. Z kolei na skutek cofnięcia się masy do urządzenia spustowego dochodzi do jej automatycznego zwolnienia i uderzenia w trzpień.

Na skutek uderzenia masa odbija się o odcinek uwidoczniony za pomocą wskaźnika na skali. Skala ta ma długość 75 mm i dzieli się ona na 100 części. Odczyt na skali nazywa się liczbą odbicia L.

Wyróżnia się wiele przyrządów, które są skonstruowane podobnie jak młotek Schmidta. Różnią się one wyłącznie kształtem zewnętrznym oraz drobnymi szczegółami konstrukcyjnymi (uprawnienia architektoniczne).

Badanie betonu jako tworzywa

Powyższe sposoby pozwalają jedynie na zbadanie jakości zaczynu cementowego w betonie. Nie pozwala to na zbadanie betonu jako całości. Jednak istnieją sposoby, które pozwalają na zbadanie jakości betonu jako tworzywa. Zalicza się do nich lokalne próby na rozciąganie, ścinanie oraz skręcanie. Najczęściej jest tak, że te próby doprowadzają do częściowego uszkodzenia badanego elementu. Nie różnią się one za bardzo od niszczącej metody wycinania próbek z konstrukcji za pomocą specjalnych urządzeń.

Jakość betonu charakteryzują poniższe czynniki:

a) średnia wytrzymałość betonu na ściskanie – R,

b) dolna graniczna wytrzymałość betonu na ściskanie – Rm\n,

c) współczynnik jednorodności wytrzymałości betonu – k,

d) wskaźnik zmienności wytrzymałości betonu – v(R).

Określenie powyższych czynników jest możliwe pod warunkiem, że wyznaczy się podstawową korelację pomiędzy wytrzymałością betonu a wielkością mierzoną za pomocą danego przyrządu sklerometrycznego. Z racji tego, że nie jest możliwe ustalenie takiej zależności, która będzie obejmować wszystkie rodzaje betonu, należy ją ustalać za każdym razem dla badanego betonu. W praktyce bywa tak, że taką zależność ustala się dla pewnej grupy mieszanek betonu (pytania na egzamin ustny do uprawnień).

Kontrola jakości betonu

Ogólna zasada kontroli jakości betonu w konstrukcji za pomocą młotka Schmidta polega na tym, że określa się wskaźniki statystyczne rozkładu poszukiwanej wytrzymałości R na podstawie wskaźników rozkładu statystycznego mierzonej liczby odbicia L.

W Instytucie Techniki Budowlanej przeprowadzono badania laboratoryjnie, żeby móc liczbowo określić wpływ niektórych parametrów na zależność R = /(L), o wartościach najczęściej spotykanych w praktyce budowlanej.

Przebadano ok. 1000 próbek o średnicy 16 cm. Próbki te wykonano z betonu o stosunku cementowo-wodnym zmieniającym się od 1 do 3, z różnych cementów, przy użyciu jako kruszywa. Wykorzystano do tego takie kruszywa jak: żwir, żużel, tłuczeń bazaltowy, tłuczeń wapienny, tłuczeń ceglany. Beton, który zagęszczono mechanicznie, dojrzewał w warunkach normowych, a następnie przechowywano go w stanie powietrzno-suchym. Badania przeprowadzono na próbkach w wieku 3-90 dni.

W przypadku młotka Schmidta typu N, który stosuje się w położeniu poziomym, statystyczne wskaźniki jakości betonu wyznacza się z nomogramów. Analogiczne nomogramy wykorzystuje się dla młotka Schmidta typu L (program przygotowujący do uprawnień budowlanych).

Nomogramy, które powstały do określania statystycznych wskaźników wytrzymałości betonu, przygotowano zgodnie z badaniami próbek określonych rodzajów betonu. W związku z tym rzeczywista wytrzymałość w konstrukcji może się znacznie różnić od wytrzymałości określonej za pomocą tych nomogramów. Ma to miejsce w poniższych sytuacjach:

– beton zawiera wyjątkowo słabe kruszywo,

– beton jest autoklawizowany lub napowietrzany,

– elementy betonowe są mało sztywne,

– beton ma raki czy spękania,

– beton jest bardzo suchy lub mokry,

– wiek betonu jest niższy od 28 dni lub przekracza 100 dni,

– beton jest drobnoziarnisty.

Wytrzymałość betonu w wieku niższym od 28 dni lub przekraczającym 100 dni, określoną na podstawie podanych nomogramów, należy pomnożyć.