Испытание бетона отбойным молотком — принцип, процедура, преимущества и недостатки

  • Корреляция между прочностью бетона на сжатие и числом отскока
  • Интерпретация результатов испытания молотком с отбойным молотком
  • Преимущества и недостатки испытания отбойным молотком
  • Факторы, влияющие на испытание отбойным молотком
    • Тип заполнителя
    • Тип цемента
    • Тип поверхности и влажность
    • Тип твердения и возраст бетона
    • Карбонизация на поверхности бетона
  • Что такое испытание отбойным молотком?

    Испытание отбойным молотком — это метод неразрушающего контроля бетона, который обеспечивает удобное и быстрое определение прочности бетона на сжатие. Отбойный молоток также называют молотком Шмидта, который состоит из подпружиненной массы, скользящей по плунжеру в трубчатом корпусе.
    Работа отбойного молотка показана на рис. 1. Когда плунжер отбойного молотка прижимается к поверхности бетона, масса с постоянной энергией, управляемая пружиной, ударяется о поверхность бетона и отскакивает назад. Степень отскока, которая является мерой твердости поверхности, измеряется по градуированной шкале. Это измеренное значение обозначается как Rebound Number (индекс отскока). Бетон с низкой прочностью и жесткостью будет поглощать больше энергии, что приведет к меньшему значению отскока.
    Работа отбойного молотка

    Рис.1.Работа отбойного молотка

    Цель испытания отбойным молотком

    В соответствии с индийским кодексом IS: 13311(2)-1992, испытание отбойным молотком имеет следующие цели:

  • Определить прочность бетона на сжатие, связав индекс отскока и прочность на сжатие.
  • Оценка однородности бетона
  • Оценка качества бетона на основе стандартных спецификаций
  • Соотнести один элемент бетона с другим с точки зрения качества
  • Метод испытания отбойным молотком может быть использован для дифференциации приемлемых и сомнительных частей конструкции или для сравнения двух различных конструкций на основе прочности.

    Принцип испытания молотком с отскоком

    Метод испытания молотком с отскоком основан на принципе, что отскок упругой массы зависит от твердости бетонной поверхности, о которую масса ударяется. Работа отбойного молотка показана на рисунке 1. Когда плунжер отбойного молотка прижимается к бетонной поверхности, масса в молотке, управляемая пружиной, отскакивает. Величина отскока массы зависит от твердости бетонной поверхности.
    Таким образом, твердость бетона и показания отбойного молотка можно соотнести с прочностью бетона на сжатие. Величина отскока считывается по градуированной шкале и обозначается как число отскока или индекс отскока. Прочность на сжатие можно определить непосредственно по графику, расположенному на корпусе молотка.

    Процедура испытания отбойным молотком

    Процедура испытания бетонной конструкции отбойным молотком начинается с калибровки отбойного молотка. Для этого отбойный молоток проверяется на испытательной наковальне из стали с твердостью по Бринеллю около 5000 Н/мм2.
    После проверки точности отбойного молотка на испытательной наковальне отбойный молоток держат под прямым углом к поверхности бетонной конструкции для снятия показаний. Таким образом, испытание может проводиться горизонтально на вертикальной поверхности и вертикально вверх или вниз на горизонтальной поверхности, как показано на рисунке ниже.
    Если отбойный молоток держать под промежуточным углом, число отскоков будет разным для одного и того же бетона.

    Отбойный молоток для испытания бетона на прочность при сжатии

    Позиции отбойного молотка для испытания бетонной конструкции

    Рис.2.Позиции отбойного молотка для испытания бетонной конструкции

    Энергия удара, необходимая для отбойного молотка, различна для разных областей применения. Приблизительные значения энергии удара для различных областей применения приведены в таблице-1 ниже.

    Таблица-1: Энергия удара для отбойных молотков для различных областей применения согласно IS: 13311(2)-1992

    Sl.No

    Применение
    Приблизительная энергия удара для отбойного молотка в Нм
    1
    Для бетона нормального веса
    2.25
    2
    Для легкого бетона / Для мелких и ударопрочных бетонных деталей
    0.75
    3
    Для испытания массового бетона Например: в дорогах, гидротехнических сооружениях и тротуарах
    30.00

    Что следует помнить при испытании молотком с отбойным молотком

  • Бетонная поверхность должна быть гладкой, чистой и сухой.
  • Перед испытанием молотком с поверхности бетона должны быть стерты мелкие частицы с помощью шлифовального круга или камня.
  • Испытание молотком с отбойным молотком не следует проводить на шероховатых поверхностях в результате неполного уплотнения, потери цементного раствора, растрескавшейся или изрезанной поверхности бетона.
  • Точка удара молотка с отскоком по поверхности бетона должна находиться на расстоянии не менее 20 мм от края или разрыва формы.
  • В каждой точке испытания снимается шесть показаний числа отскока, и среднее значение показаний принимается за индекс отскока для соответствующей точки наблюдения на поверхности бетона.
  • Корреляция между прочностью бетона на сжатие и числом отскока

    Наиболее подходящим методом получения корреляции между прочностью бетона на сжатие и числом отскока является испытание бетонных кубиков с помощью компрессионной машины и отбойного молотка одновременно. Сначала определяется число отскока бетонного куба, а затем на компрессионной машине проверяется прочность на сжатие. Требуемая фиксированная нагрузка составляет порядка 7 Н/мм2 при энергии удара молотка около 2,2 Нм.
    Нагрузка должна быть увеличена для калибровки отбойных молотков с большей энергией удара и уменьшена для калибровки отбойных молотков с меньшей энергией удара. Образцы для испытаний должны иметь как можно большую массу, чтобы минимизировать влияние размера на результат испытания полномасштабной конструкции. Для калибровки отбойных молотков с меньшей энергией удара (2,2 Нм) предпочтительны образцы-кубы 150 мм, тогда как для отбойных молотков с большей энергией удара, например, 30 Нм, образцы-кубы не должны быть меньше 300 мм.
    Образцы бетонных кубиков должны быть выдержаны при комнатной температуре в течение 24 часов после извлечения из пруда для твердения перед испытанием отбойным молотком. Для получения корреляции между числами отскока и прочностью кубов, подвергнутых влажному твердению и влажным испытаниям, необходимо установить корреляцию между прочностью кубов, подвергнутых влажным испытаниям, и прочностью кубов, подвергнутых сухим испытаниям, на которых были сняты показания отскока.
    Не рекомендуется проводить прямую корреляцию между числами отскока на влажных кубах и прочностью влажных кубов. Следует испытывать только вертикальные грани кубов в отлитом виде. При использовании отбойных молотков следует снимать не менее девяти показаний на каждой из двух вертикальных граней, доступных в машине для испытания на сжатие. Точки удара на образце не должны быть ближе к краю, чем на 20 мм, и должны находиться на расстоянии не менее 20 мм друг от друга. Нельзя наносить удары по одним и тем же точкам более одного раза.

    Интерпретация результатов испытания молотком с отбойным молотком

    После получения корреляции между прочностью на сжатие и числом отскока можно оценить прочность конструкции. В целом, число отскока увеличивается по мере увеличения прочности, и на него также влияет ряд параметров, таких как тип цемента, тип заполнителя, состояние поверхности и влажность бетона, твердение и возраст бетона, карбонизация поверхности бетона и т.д.
    Взаимосвязь между прочностью куба и числом отскока

    Рис.3.Взаимосвязь между прочностью куба и числом отскока

    Кроме того, индекс отскока свидетельствует о прочности бетона на сжатие до ограниченной глубины от поверхности. Внутренние трещины, дефекты и т.д. или неоднородность по сечению не будут показаны индексом отскока.
    В таблице 2 ниже показано качество бетона для соответствующего среднего числа отскока.

    Таблица.2. Качество бетона для различных значений числа отскока

    Испытание бетона отбойным молотком - принцип, процедура, преимущества и недостатки
    Таким образом, оценка прочности бетона методом отбойного молотка не может считаться очень точной, и вероятная точность прогнозирования прочности бетона в конструкции составляет ± 25 процентов. Если связь между индексом отскока и прочностью на сжатие может быть найдена путем испытаний образцов керна, полученных из конструкции, или стандартных образцов, изготовленных из тех же материалов и пропорций смеси, то точность результатов и доверие к ним значительно возрастает.

    Преимущества и недостатки испытания молотком с отбойным молотком

    Преимуществами испытания молотком с отбойным молотком являются:

  • Аппарат прост в использовании
  • Определяет свойства однородности поверхности
  • Используемое оборудование недорогое
  • Используется для восстановления старых памятников
  • Недостатки испытания молотком отбойного типа

  • Полученные результаты основаны на локальной точке
  • Результаты испытания не имеют прямой связи с прочностью и деформационными свойствами поверхности
  • Зонд и пружинный механизм требуют регулярной очистки и обслуживания
  • Дефекты не могут быть обнаружены с точностью
  • Факторы, влияющие на испытание отбойным молотком

    Ниже перечислены важные факторы, влияющие на испытание отбойным молотком:

  • Тип заполнителя
  • Тип цемента
  • Состояние поверхности и влажности бетона
  • Твердение и возраст бетона
  • Карбонизация поверхности бетона
  • Тип заполнителя

    Корреляция между прочностью бетона на сжатие и числом отскока изменяется при использовании различных заполнителей. Нормальные корреляции в результатах получаются при использовании нормальных заполнителей, таких как гравий и дробленые заполнители. Использование легких заполнителей в бетоне потребует специальной калибровки для проведения испытания.

    Тип цемента

    Бетон, изготовленный из высокоглиноземистого цемента, должен иметь более высокую прочность на сжатие по сравнению с обычным портландцементом. Использование в бетоне суперсульфатированного цемента снижает прочность на сжатие на 50% по сравнению с OPC.

    Тип поверхности и влажность

    Испытание отбойным молотком лучше всего работает для бетона с плотной структурой по сравнению с бетоном с открытой структурой. Бетон с большим количеством ячеек и бетон без мелких фракций не подходит для испытания отбойным молотком. При испытании наплавленных или заглаженных поверхностей прочность завышается по сравнению с формованными поверхностями.
    Влажная бетонная поверхность при испытании даст более низкое значение прочности. Это заниженное значение прочности может достигать 20% по сравнению с сухим бетоном.

    Тип твердения и возраст бетона

    С течением времени соотношение между прочностью и твердостью бетона меняется. Условия твердения бетона и условия воздействия влаги также влияют на это соотношение. Для бетона с возрастом от 3 дней до 90 дней влияние возраста не учитывается. Для бетона с большим возрастом необходимы специальные калиброванные кривые.

    Карбонизация на поверхности бетона

    Более высокая прочность оценивается отбойным молотком на бетоне, подвергшемся карбонизации. Она оценивается на 50% выше. Поэтому испытания необходимо проводить, удаляя газированный слой и проводя испытания отбойным молотком по негазированному слою бетона.

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой