Особенности моделей склерометра молотка Шмидта: ОМШ 1, МШ 225 и других

Склерометры измеряют прочность бетона, цемента, камней, кирпича, раствора кладки посредством определенного воздействия: удар, отрыв и скалывание, ультразвук.
Но из всех методов самый популярный упругий отскок, который и использует наиболее распространенный твердомер Молоток Шмидта.

Schmidt Hammer в равной мере часто используют и новички, и профессионалы. Этот прибор настолько привычный, что его можно без преувеличения назвать обязательным для вооружения специалистов, занимающихся стяжками, фундаментами, стройконструкциями в виде колонн, плит и подобным.

Устройство незамысловатое, простое и быстрое в применении, компактное, что делает его весьма практичным и комфортным. Точность измерителя не идеальная, но приемлемая для большинства задач, а удобство использования, пожалуй, самое лучшее среди существующих твердомеров. Рассмотрим виды Schmidt Hammer, их устройство, принцип работы, как пользоваться и интерпретировать показатели.

Что это за оборудование?

Склерометры или твердомеры – это устройства для определения прочности твердых материалов и изделий из них. Предназначенные для анализа прочности:

1. бетона;
2. цемента;
3. камней;
4. кирпича;
5. растворов, из которых делают стяжки, стены, полы, плиты, колонны, перекрытия и т. д.

А также есть особые модели для:

• древесины;
• горных пород;
• для определения плотности намотки рулонов бумаги.

Определять и проверять прочность необходимо, например, в первую очередь в строительстве, чтобы узнать, соответствует ли определенная смесь проектным решениям, выдержит ли она заданные нагрузки.

Твердомер упругого отскока не определяет сразу прочность тестируемого объекта – на нем фиксируется высота отскока плунжера, приставленного к материалу, при ударе по нему бойком. Затем этот показатель сопоставляют со специальными таблицами, в которых прописаны значения искомой величины, соответствующие ему.

Склерометры используют принцип воздействия на объект и измерения его повреждения, сопротивления, отдачи.

Есть методы, разрушающие объект (скалывание, отрыв, раздавливание, вдавливание в поверхность частей измерителя, то есть пластическая деформация) и неразрушающие импульсы, ультразвук, а также упругий отскок, который является наиболее популярным в данной области, и его использует Schmidt Hammer.

Есть модели твердомеров только для бетона, одновременно для него и других материалов (кирпич, камень) или отдельно для иных объектов.

Историческая справка

Обычное царапание твердым предметом – склерометрия – было основным, а, пожалуй, единственным методом определения твердости материалов до начала прошлого века. Это народный способ, измерение «на глаз», надо сказать, что и сегодня особо опытные умельцы, используя гвоздь, могут, выдать весьма точные данные.

Ранжирование материалов по твердости в своих зачатках было создано в 17 в. Затем в 19 в. немцем, минералогом Моосом создана актуальная и сейчас 10-бальная шкала для оценки относительной твердости тестируемых объектов (нижняя ступень – тальк, верхняя – алмаз) по силе отображения на них царапин, наносимых эталонами. Первые склерометры использовали принцип царапания вплоть до 30-х годов 19 в.

Скачок в совершенствовании методов определения прочности материалов наблюдался в 1940…1950 гг., именно в этом периоде изобретены приборы с принципом удара (вдавливания) и упругого отскока. С той же конструкцией они используются и в современных условиях, именно вторые стали наиболее популярными.

Итак, от царапания отказались – его заменили на анализ повреждения (отпечатка) эталона и исследуемой поверхности (молотки Кашкарова, Физделя) или высоты отскока бойка при ударе ним по плунжеру, приставленному к исследуемому объекту (молоток Шмидта). В это время также появились и другие методы, на отрыв, скалывания, а позже – ультразвук.

Термин склерометр происходит от слова «царапать», но он стал применяться для всех устройств, измеряющих твердость материалов, с другими принципами работы (импульсы, отскок, ультразвук, разрушение и пр.). Также часто применяется слово «твердомер».

Молоток (склерометр, твердомер, измеритель твердости/прочности) Шмидта, Schmidt Hammer, швейцарский молоток – это полностью металлическое портативное устройство (около 35 см в длину и 6 см в диаметре), определяющее твердость бетона, методом упругого отскока.

То есть измерением косвенной величины – высоты отход бойка после удара по плунжеру. Прибор изобретен в 1948 году инженером Эрнстом О. Шмидтом из компании Proceq SA (Швейцария). Есть разновидности с разной энергией удара: под бетон, кирпич, горные породы, для анализа плотности намотки рулонов бумаги, одновременно для нескольких материалов.

Прибор представляет собой компактный гладкий металлический цилиндр (длина приблизительно 35 см, диаметр 6 см) один конец которого конусообразный с выходящим из него плунжером (индентором), другой – закрыты плоской крышечкой с упорным болтом с контргайкой, которой можно регулировать высоту удара бойка, находящегося внутри вместе с пружиной. На корпусе – шкала с ползунком, а также зачастую там наклеивают или наносят гравировкой таблицы погрешностей, диаграммы.

Иногда рассматриваемый твердомер, особенно старшее поколение пользователей, называют Пистолетом ЦНИИСК или Борового, склерометром КМ – это названия аналогов с принципом упругого отскока из советских времен, которые сняты с производства и сейчас их редко где можно встретить

Оригинальные изделия производит компания – Proceq SA (продукция от нее сама дорогая и лучшая), а все остальные – фирмы с лицензией, обладающие патентными правами. Указанная организации, как правило, всегда первой в мире вводит новые стандарты и технологии, связанные с твердомерами упругого отскока.

Модель Proceq Original Schmidt является эталоном, с которым сравнивают все подобные молотки-склерометры, обычно она всегда упоминается в международных стандартах.

Для каких бетонов подходит Schmidt Hammer?

Именно молоток Шмидта в первую очередь подразумевают ГОСТы, СНиПы, ТУ и прочие нормативные обязательные и рекомендательные документы как инструмент для метода упругого отскока.

В табл. 1 ГОСТа 22690 прописана норма, какой метод, к какому виду бетона по прочности на сжатие применять для лучшего результата исследований (первый рядок относится к рассматриваемому нами измерителю). Но это рекомендательное положение, на практике молотки Шмидта охватывают диапазон до 70 МПа и выше, что и подтверждают также иные нормы этого ГОСТа и N31914.

ГОСТ 31914 гласит следующее:

Например, техдокументация к эталонной модели ORIGINAL SCHMIDT гласит:

Ниже часть инструкции изделия, в которой также указана зависимость конкретных вариантов измерителя от размеров и структуры материала объекта:

Подобные положения есть в техдокументации ORIGINAL SCHMIDT:

• со стандартной (тип N – 2,2 Нм) – для объектов из бетона толщиной 10 см и больше, для растворов с максимальным размером частиц до 32 мм;
• со сниженной (тип L – 0,735 Нм) – для контроля изделий малых размеров, например, тонкостенных объектов толщиной от 50 до 100 мм.

Каким методом происходит определение прочности бетона?

Метод Schmidt Hammer называется неразрушающим, упругого отскока и состоит в измерении и фиксация высоты отхода (отдачи) бойка сразу же после удара по плунжеру, приставленному к материалу, на какое расстояние он после этого вернется назад при постоянном значении кинетической энергии металлической пружины.

Причем обычно сила такого влияния недостаточная, чтобы нанести повреждения исследуемому бетону, это плюс данного метода.

Наша искомая величина – твердость бетона ударная, она же прочность на сжатие, исчисляется в Н/мм2, кг/см2, МПа. Характеризуется высотой упругого отскока бойка измерителя. С повышением второй повышается первая, которую определяют по тарировочным кривым.

Эти графики прилагаются к Schmidt Hammer (иногда выгравированные/наклеенные прямо на его корпусе), они учитывают также угол положения молотка при испытании, поскольку величина отскоков частично зависит от направления измерителя, так как на нее влияет сила тяжести.

Итак, принцип базируется на измерения отскока бойка при ударе ним с нормируемой энергией о плунжер (индентор), которым надавливают на поверхность бетона.

Замеряется не сама сила, а высота отхода (R) указанного элемента в условных единицах шкалы устройства, являющихся косвенной характеристикой твердости тестируемого материала на сжатие. Получив описанное значение, определяется искомая нужная нам величина по графикам зависимостям между двумя вышеуказанными величинами.

Ниже цитата из инструкции устройства:

Принцип действия

Основным показателем при определении прочности бетона является его предел при сжатии. Для того чтобы определить прочность материала, по испытуемому образцу необходимо ударить молотком. Удар наносится строго под углом 90 градусов. Чтобы результат был максимально приближен к реальным показателям, следует нанести не менее пяти ударов. Учтите, что на один эталонный стержень можно нанести только 4 отметины. Расстояние между ударами должно быть не менее 1,2 см.

С помощью измерительной лупы замеряется диаметр отпечатков. Вместо лупы, здесь также можно использовать штангенциркуль. Затем нужно сложить размеры отпечатка на эталоне и на бетоне, разделить полученное число на два. Итоговый результат и покажет, какова прочность бетонного образца. При этом получившийся показатель должен лежать в диапазоне 50-500 кг/ куб. см. При определении прочности бетона с помощью молотка Кашкарова применяются таблицы, составленные экспериментальным способом.

Разновидности

Модели, модификации и аналоги молотка Шмидта:

1. Модели оригинального изделия от Proceq:
   ORIGINAL SCHMIDT (с самым широким диапазоном энергии удара), Schmidt OS. С электронным модулем: Digi Shmidt, SILVER SCHMIDT и Original Schmidt Live;
2. модели могут быть одного из 4 типов: N, L, NR, LR. У модификации Schmidt OS может быть две разновидности – 120PT, 120PM;
3. Аналоги иных производителей. Например, Восток-7, Novotest, РостСнаб, Matest, ADA Instruments с несколько трудно идентифицирующимся происхождением (с регистрацией российско-китайско-украинско-английской-США, с производством в Китае), но с хорошим качеством. Приведем самые известные модели на просторах СНГ:
   серия, включающая ada schmidt hammer МШ225, МШ75, МШ20;
4. ОМШ-1 – пожалуй, самый старый и дешевый аппарат, но вполне рабочий и эффективный, напоминающий по своему виду продукт советской эпохи;
5. РГК СК 60.

Все молотки Шмидта механические, но некоторые модификации (SilverSchmidt) называют электронными или цифровыми из-за наличия модуля (на/в корпусе или отдельно, то есть встроенные или внешние блоки) с аккумулятором питания, микросхемой и табло, фиксирующего, показывающего, обрабатывающего, сохраняющего в памяти результаты измерения.

В своей основе изделия всегда имеет механику (пружину, боек, плунжер, стопор), причем весьма простую.

В некоторых источниках можно встретить информацию о том, что измерители твердости Hammer Schmidt бывают ультразвуковыми, но это не так: данная разновидность изделий основана только на упругом отскоке, а все иные способы – это уже совсем другие изделия с кардинально отличающимися принципами работы.

Такая путаница возникла, потому что молотками Шмидта из-за их распространенности иногда «в народе» ошибочно называют вообще все твердомеры.

Модели и типы измерителя твердости подразделяются в зависимости от таких характеристик:

1. энергия удара;
2. диапазон измерений значений прочности на сжатие;
3. для какого типа тип материала и его размеров (тонкостенные, ломкие, толщина) предназначены.

Все обычные (не электронные) склерометры Шмидта в диапазоне своих возможностей имеют одинаковые плюсы и минусы из-за достаточно простой конструкции. К тому же все они проходят сертификацию метрологическими организациями, нормы которой весьма жесткие как зарубежные, так и отечественные.

Материалы пружины, корпуса и т. д. могут быть хуже у одного бренда, а у другого лучше (сравните ОМШ-1 и ORIGINAL SHMIDT или даже МШ по внешнему виду). Теоретически это не должно влиять на качество измерений, так как все приборы проходят сертификацию, поверки.

Но у моделей, у которых материалы несколько хуже (см. отзыв в разделе об ОМШ), может быть:

• сокращен срок поверок;
• период эксплуатации;
• повышенная погрешность;
• они чаще загрязняются из-за негерметичности корпуса, что требует разбора и чистки.

Кроме того, дешевая продукция может иметь какие-то мелкие нюансы конструкции, ухудшающие работу:

• западание усиков у ОМШ на стрелке;
• плохая фиксация бегунка.

Хотя, даже если взять эту модель, то заявленные отклонения у нее не выше, чем у ORIGINAL SHMIDT. Возможно, в некоторых партиях описанные недостатки устранены, а также надо учесть, что разные производители могут выдавать разное качество.

Если выбирать лучшее качество, то оно должно быть подобным продукции фирмы Proceq, швейцарским, немецким производителям. Но, например, МШ225 изготовляется из аналогичных материалов и ничем особо не отличается от таковых.

Пользователь должен смотреть на заявленные нормы погрешностей – чем они ниже, тем товар лучше.

А вот по удобности считывания и интерпретации показателей можно разделить твердомеры более четко: у одних экземпляров диаграммы могут быть выгравированными/наклеенными на корпус и удобно считываться, у других надо смотреть отдельно инструкцию с ними (ОМШ-1).

Если рассматривать возможности, то нельзя сказать, что какая-то модель МШ по ним, по мощности, охвату материалов лучше. Например, мощный прибор не всегда подходит для тонкостенных, небольших объектов.

То есть определять выбор должна наиболее подходящая под задачи использования и параметры исследуемых конструкций совокупность возможностей. Характеристики можно просмотреть по сравнительным таблицам моделей и типов изделия.

Отдельно выделим
модели с электронными модулями:

1. У них диапазон измерений выше, может достигать 5…120 МПа.
2. Они лучшие по точности и удобности работы с показателями, их считыванию, обработке.
3. Исключают человеческий фактор, нет зависимости от направления удара.

Это приборы с минимальным количеством условий, влияющих на корректность значений, и с еще более упрощенным применением, не понижающим эффективность.

Таковыми являются:

1. SILVER SCHMIDT;
2. Original Schmidt Live;
3. Digi Smidt.

Достоинства электронных склерометров рассмотрим на примере SilverSchmidt ST/PC тип N/L (на сегодняшний день самый современный образец данного типа):

• меньший разброс показаний, погрешности ниже, чем у изделий без электроники;
• одно из главных преимуществ – независимость от направления удара, что полностью устраняет погрешности, связанные с этим, человеческий фактор;
• автоматическая оценка по заданному критерию;
• программное обеспечение создает новые возможности, например, можно оценивать однородность материалов;
• часто приходится создавать индивидуальные тарировочные кривые для каждой конкретной смеси, но тут такие пользовательские диаграммы можно загружать посредством программного обеспечения;
• весь возможный спектр работы с компьютером, смартфоном (только для модификации PC): загрузка, обработка данных и т. д. Можно вводить коэффициенты форм-фактора и карбонизации, что позволит добиться идеально точной оценки прочности на сжатие;
• можно сохранять данные в памяти.

После электронных моделей по комфортности считывания показателей являются экземпляры HammerShmidt (OriginalShmidt NR, LR) с вмонтированным в корпус модулем с рулоном бумаги, на которой в процессе замеров специальный писец делает отметку. Есть и минусы: периодически, хотя и крайне редко, но надо покупать специальные рулоны бумаги и заправлять их в прибор.

Твердомер ОМШ-1

ОМШ-1:

• склерометр отечественного производства, пожалуй, среди более или менее современных приборов он наиболее старый;
• с пределами измерений от 5 до 40 МПа (для марок бетона от М50 до М500, то есть с ударной прочностью 5…50 МПа), толщиной не меньше 10 см. Указанный диапазон не слишком широк, что является одним из минусов модели;
• материалы корпуса самые простые из возможных;
• на корпусе только шкала, наклеек и гравировки с таблицами погрешностей, тарировочными графиками нет. Прилагается только одна диаграмма на бумаге плохого качества;
• внешний вид крайне непрезентабельный, защитный слой, которым покрыт металл корпуса, повреждается, видны царапины.

• один из самых известных на просторах СНГ, поэтому привычный;
• это самый дешевый склерометр;
• возможностей хватит для подавляющего большинства задач;
• умельцы сделали под него программу-приложение на Android, облегчающую расчеты;
• дешевизна, неприхотливость, полная ремонтопригодность делают изделие весьма практичным, относят ему к той особой категории инструментов, которые выживают в любых условиях.

Надо сказать, что у ОМШ-1 из новых партий внешний вид достаточно неплох, а комплектация полнее, то есть эти параметры во многом зависят от производителя.

Приведем ответ на вопрос, что лучше ОМШ-1 или МШ из одного из специализированных форумов:

А вот еще дельный совет из того же форума, в котором упоминаются некоторые недостатки ОМШ и достоинства других моделей:

Модель МШ 225, 75, 20

Данная серия популярная на просторах СНГ, изготовляется отечественными производителями. Рассмотрим ее на примере образцов 225А, 75А, 20А (бренд Восток-7).

Если сравнивать с ОМШ-1, то картина по рассматриваемым моделям лучшая (один минус – нет электронной версии):

• более компактные и легкие;
• несравненно лучшие материалы и внешний вид;
• комплектация включает больше пунктов и полнее: ящичек, чехол, камень для шлифовки поверхности тестируемого материала и, что надо особо отметить, очень подробная и качественная инструкция с графиками, таблицами, руководством, которая уложилась в целую брошюру;
• точнее по некоторым незначительным параметрам, например, радиус сферы индентора 25±1, а у ОМШ-1 эта цифра 25±5;
• диапазон погрешностей одинаковый.

РГК СК 60

РГК СК склерометр для диапазона твердых материалов по прочности на сжатие 10 – 60 МПа. В названии присутствует наименование фирмы производителя РГК (она же РЖК или RGK).

Измеритель прочности РГК СК 60 имеет те же достоинства, что и выше описанная нами серия 225А, 75А, 20А – данные приборы
почти не отличаются по своему качеству и даже по внешнему виду.

Особенности конструкции

Конструкция молотка Шмидта кратко: цилиндрический корпус с утончением на одном конце, там, где высовывается плунжер (индентор), который вдавливается в исследуемый объект.

Внутри находится боек на пружине, бьющий по последнему. На втором окончании – плоская крышечка с гайкой, которой можно настраивать силу ударника. Сбоку на корпусе – стопорная кнопка, также на нем присутствует горизонтальный вырез, в котором бегает ползунок, обрамленный шкалой. Механическая часть электронных моделей аналогичная.

Более подробное устройство отображено на схеме:

Есть молотки Шмидта (модификации NR и LR Original Schmidt) с рулоном бумаги, на которой ползунок делает отметку:

Особо надо выделить модель Schmidt OS-120 со специальной широкой подошвой и с плунжером для легких бетонов и растворов на ранней стадии созревания, а также она подходит для мягких материалов типа гипсокартона:

Из чего состоит склерометр?

Термин «склерометр» означает «измеритель твердости». Конструктивно прибор состоит из 22 элементов. Кроме индентора (ударный плужнер) и корпуса прибор включает в себя:

• конус корпуса;
• направляющие стержни с ползунком;
• кнопку, исполняющая функцию штопора;
• боек с заданной массой;
• направляющие движения индентора шток бойка;
• шайбу для фиксации бойка;
• колпачок;
• заднюю крышку склерометра;
• войлочное кольцо.

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

Опишем руководство по использованию измерителей твердости материалов методом упругого отскока – молотков Шмидта – весьма стандартной модели МШ 225А. Надо сказать, что такие устройства максимально схожие по своей конструкции, даже идентичные.

Замеряется не прочность, а косвенная величина, которая затем переводится по специальным графикам, – высота отскока бойка (обозначается R от англ. Rebound value), после удара (внутри корпуса твердомера) об плунжер. Последний являет собой высовывающийся из одного конца аппарата штырь, он же индентор, которым нажимают на исследуемую поверхность и держат так до фиксации стопорной кнопкой ползунка.

При нажатии стержнем на объект в определенной точке хода срабатывает пружина, боек срывается и ударяет по нему, производя весьма ощутимый толчок, затем отскакивает в определенную позицию вместе с ползунком, который при этом показывает значение на шкале.

Опишем алгоритм подробно в видео версии:

Для начала можно проверить устройство. Если прибор в заблокированном состоянии, с задвинутым и зафиксированным индентором, как он и должен храниться, то последний втянут в корпус. Нажимаем пальцем на него, вдавливая его внутрь цилиндра, отскакивает стопорная кнопка, он разблокируется и вылезет полностью.

Чтобы зафиксировать положение плунжера, вдавливаем его в корпус, нажимаем на стопорную кнопку, закрываем ее защитной крышкой. В таком положении надо хранить изделие.

Процесс замера: разблокировка, нажимаем плавно индентором на объект, в определенной точке хода возникнет удар бойка, пользователь это ощутит, ползунок отскочит на шкале в определенное значение – это и есть наш показатель.

Держим твердомер в такой позиции, нажимаем на стопорную кнопку, что зафиксирует положение бегунка и позволит нам точнее рассмотреть, на какой отметке шкалы он остановился.

Как пользоваться тестовой наковальней (процесс аналогичный описанному):

1. Вытягиваем плунжер, как мы выше описали.
2. Вставляем твердомер в тестовую наковальню.
3. Надавливаем плавно двумя руками, в определенной точке хода возникает удар бойка по плунжеру с отскоком указателя – держим изделие в таком положении, не давая индентору выдвинутся, и зажимаем стопорную клавишу, блокируя его в таком положении, фиксируя положение ползунка.
4. Бегунок на шкале зафиксирован и показывает результат измерения, сравниваем с инструкцией.
5. У нас прибор показал 20 Н/мм, что соответствует норме по документам. Изделие можно использовать на других объектах.

Перед применением склерометров упругого отскока нужно зачистить поверхность исследуемого материала, если она чрезмерно шероховатая, для чего в комплекте к изделию поставляется шлифовальный камень. Микроскопические неровности способны повлиять на показания.

В таблице на корпусе (или в инструкции, данные также есть в интернете) определены градуировочные зависимости с поправками, где идеальному горизонтально-параллельному положению молотка соответствует α=0 (угол 0°). Если это значение (положение склерометра относительно поверхности) меняется, то делаем корректировку.

Например, при исследовании потолка, когда плунжер направлен вверх, мы прибавляем 90° (угол положительный, «+»), вниз (измерение пола) – вычитаем 90° (угол отрицательный, «-»). Результаты надо так и записывать, с указанными знаками («+», «-»).

Аналогично проводятся измерения на любых объектах. Правила:

• ставим молоток перпендикулярно, прижимаем к поверхности индентор;
• нажимаем плавно до щелчка;
• выполнить надо не менее 10 упругих отскоков для лучшего контроля, так как потребуется исчислить среднее значение. Когда нажимают на стопорную клавишу, положение указателя фиксируется, что дает возможность записывать значения. Желательно занести их в таблицу наподобие той, которую мы привели в разделе об ОМШ-1 в этой статье;
• после последнего замера закрепляем стопорной кнопкой плунжер во втянутом в корпус положении, надеваем на нее защитную крышечку, прибор хранят в таком состоянии;
• далее приступают к вычислению среднего значения полученных замеров и сопоставлению его по тарировочным кривым.

Расшифровка показаний

Как расшифровывать результат (цифру, на которой остановился ползунок):

• нужно взять среднюю величину от 10 до 16 или от 8 до 10 (для некоторых моделей количество рекомендуют разное, нужно читать инструкцию) значений отскока R. ГОСТ 22690 предписывает 9 замеров;
• дальше нужно рассчитать среднюю величину, при этом удаляют из исчислений 3 максимальных и 3 минимальных значения;
• среднее значение отскока Rm сопоставляют с градуировочными графиками (кривые перевода) и находят там соответствующую ему прочность на сжатие (может иметь разброс от ±4 до ±8 н/мм2). При этом обязательно надо учитывать поправки на угол положения твердомера (α);
• затем можно посмотреть таблицы, какая прочность соответствует марке/классу бетона, такие данные в избытке есть в сети в свободном доступе.

Как правильно проводить исследование?

Каждый молоток Кашкарова продается в комплекте с инструкцией по применению, в которой четко описано, как правильно применять данный измерительный инструмент. Чтобы проверить прочность бетона при помощи молотка Кашкарова, вам требуется выбрать участок бетонного объекта размером 10х10 см. Он должен быть ровным, без выемок и бугорков, должны отсутствовать видимые поры. Отступ от края изделия должен составлять более 5 см.

Нужно взять молоток Кашкарова, вставить в соответствующий паз эталонный стержень острым концом внутрь. На выбранный участок бетона следует уложить чистый листок бумаги и кусочек «копирки». Затем нужно ударить молотком по заготовке, как описано выше. После каждого удара следует продвигать эталон на новый участок и заменять лист бумаги. Следующий удар должен приходиться на новое место (на расстоянии от предыдущего более 3 см).

На следующем шаге нужно замерить отпечатки. Если разница полученных показателей составляет более 12%, следует все исследования повторить заново. Исходя из полученных показателей определяется класс бетона, при этом выбирается наименьший из получившихся показателей.

На результат исследования пониженные температуры воздуха практически не оказывают влияния. Поэтому использовать данный измерительный инструмент разрешено при температуре окружающей среды до -20 градусов. Однако при этом температурные показатели бетона и эталонных стержней должны быть одинаковыми. Это значит, что перед исследованием, проводимым на морозе, эталонные стержни необходимо оставить на улице как минимум на 12 часов.

Возможные неполадки и погрешности в работе

Нормальные погрешности измерений прочности, заявленные производителем, находятся в диапазоне ±10% для серии МШ225, в РГК и ORIGINAL SCHMIDT ± 15%, методическая погрешность моделей с электронным модулем – до 5% (сигналов – до 0,2%).

Распространенные поломки такие:

Ошибки в применении, приводящие к получению некорректных данных:

• не проведена калибровка на тестовой наковальне после 1000 упругих отскоков или 3 мес. использования, после 1 года хранения, после ремонта, падения с большой высоты;
• не соблюдение температурного режима, указанного в инструкции;
• не учитывают поправки на угол;
• несвоевременно зажимают стопорную кнопку для фиксации ползунка, чтобы сохранить показания;
• не держат прибор крепко двумя руками;
• производят измерения при вибрациях, чрезмерной шероховатости поверхности;
• не учитывают карбонизацию бетона, его возраст (есть отдельные правила, как определять и вносить поправки по этим факторам).

Молоток Шмидта: характеристики и советы по использованию

1. Особенности и назначение
2. Устройство и принцип работы
3. Инструкция по применению
4. Разновидности
5. Преимущества и недостатки

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.

Плюсы и минусы оборудования

Почти все устройства для измерения прочности материалов, использующие принцип упругого отскока, являются молотками Шмидта или аналогичные ему по конструкции, поэтому в своей категории они не имеют недостатков.

Есть шариковые молотки Кашкарова и Физделя, но у них другой принцип (пластичная деформация): ударять по материалу в прямом смысле слова, прочность определяют по деформации стального стержня, с которым соприкасается подшипниковый шарик на головке изделия.

Точность при этом большая, но есть много факторов, дающих погрешности:

1. охватывает в большей мере только верхние слои;
2. увеличенное влияние шероховатости поверхности;
3. чем больше прочность бетона, тем сложнее получить достаточно качественную вмятину.

Метод вдавливания имеет схожие недостатки. Кроме того, эталоны нужно менять чаще. Единственное их достоинство – низкая цена.

Преимущества ShmidtHammer:

• метод предельно простой;
• высокая практичность, мобильность, портативность (изделие можно носить с собой и применять, когда и сколько угодно, один отскок займет всего несколько секунд);
• оперативность использования (пауз между замерами нет), не надо особо готовить прибор перед применением (кроме предписанных инструкцией периодических проверок на тестовой наковальне);
• высокая повторяемость результатов, погрешность есть, но в границах приемлемого уровня (до 10…15%);
• это привычный прибор: 90% устройств для определения прочности бетона, камня, кирпича, раствора кладки – именно молотки Шмидта;
• модели с электронными модулями обладают независимостью от направления удара и расширенными возможностями (обработка результатов на ПК, загрузка индивидуальных графиков и т. д.);
• не надо менять расходники;
• просто разбираются и чистятся, ремонтопригодные.

Разрушающие методы (скол, отрыв), конечно же, намного точнее, чем молоток Шмитда, но и затратнее, трудоемкие, медленнее. Требуют наличия образцов, громоздкого оборудования.

Единственные устройства, которые превосходит по всем параметрам HammerShmidt, – это ультразвуковые приборы, которыми также можно проводить дефектоскопию, но они дорогие.

Минусы:

• сложно переводить показания, надо сопоставлять с тарировочными графиками (градуировочными зависимостями), зачастую приходится создавать таковые индивидуально под исследуемый объект;
• цена ниже, чем для ультразвуковых твердомеров, но все равно это не дешевые устройства;
• у не электронных моделей есть зависимость от направления удара (положение молотка относительно горизонта – угол ɑ), которую нужно корректировать;
• внутреннее трение повышает погрешности;
• из-за недостаточной герметизации внутрь может проникать грязь, что увеличивает отклонения, возникает необходимость в чистке;
• не учитывает степень карбонизации, возраст бетона и прочие специфические характеристики, замеры не проникают особо глубоко в толщу объекта.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

Ультразвуковой метод проверки прочности бетона заключается в регистрации скорости прохождения волн сквозь монолит. Есть сквозное ультразвуковое прозвучивание с установкой датчиков с разных сторон касательно тестируемого образца, а также поверхностное с креплением датчиков по одной стороне. Метод сквозной дает возможность контролировать прочность не только поверхностных, но и глубоких слоев конструкции.

Ультразвуковые приборы контроля используют для дефектоскопии, проверки качества бетонирования, выявления глубины залегания арматуры в бетоне и самого монолита. Устройства дают возможность многократно исследовать разные формы, осуществлять непрерывный контроль снижения/нарастания прочности.

На зависимость между марочной прочностью бетона и скоростью прохождения ультразвука влияют состав и объем наполнителя, расход вяжущего, метод приготовления бетонного раствора, степень его уплотнения. Главный недостаток метода – существенная погрешность в результатах исследования.

С учетом высокой скорости прохождения ультразвука в монолите материала (около 4500 м/с), градуировочная зависимость скорости волны и прочности бетона считается для каждого испытуемого состава предварительно. Использование двух градуированных зависимостей в отношении конкретного бетона и непонятного состава может дать большую ошибку.

Основной особенностью проверки прочности бетона неразрушающим ультразвуковым методом является возможность осуществлять массовые исследования изделий любой формы многократно, эффективно вести непрерывный контроль нарастания/снижения прочности конструкции в онлайн-режиме.

Средняя цена на рынке

Самыми дорогими считается оригинальная продукция Proceq SA: в среднем от 75-140 тыс. руб.

Отечественные марки можно купить по приемлемой цене:

• ОМШ-1 можно найти даже за 11 тыс., а в среднем он стоит около 15 тыс.;
• электронный ОМШ-1Э это уже около 40 тыс.;
• RGK: около 16 тыс.;
• серия МШ: от 20 тыс.

Если есть намерение купить элитный склерометр от Proceq SA, возможно, следует задуматься, не приобрести ли ультразвуковой твердомер, так как его цена будет даже ниже, чем у большинства экземпляров от данного швейцарского производителя. Если же брать продукцию обычных брендов, то, конечно же, она намного дешевле.