NIENISZCZĄCE METODY BADANIA
WYTRZYMAŁOŚCI BETONU
Metoda sklerometryczna
W przypadkach, w których nie ma możliwości
przeprowadzenia pełnych badań niszczących, możemy
stosować tzw. metody nieniszczące. Metody te są
szczególnie przydatne w sytuacjach, gdy konieczna jest
ocena stanu granicznego nośności istniejącej konstrukcji, o
którym decydować może wytrzymałość betonu.
 
W praktyce stosowane są najczęściej niżej wymienione
metody:
sklerometryczna - oparta na zależności między
powierzchniową twar dością betonu a jego wytrzymałością
na ściskanie.
 
ultradźwiękowa - wykorzystująca relacje między prędkością
rozchodzenia się fal ultradźwiękowych w betonie a wytrzymałością
betonu.
 
Badania betonu metodą sklerometryczną są najczęściej
wykonywane za pomocą młotków Schmidta.

LITERATURA
 
 Instrukcja ITB nr. 210: Instrukcja stosowania młotków Schmidta do nieniszczącej
kontroli jakości betonu w konstrukcji. ITB, Warszawa 1977.
 

Nagrodzka-Godycka K.: Badanie właściwości betonu i żelbetu w warunkach

laboratoryjnych, Warszawa, Arkady 1999, s.134, ISBN 83-213-4136-5

Drobiec Ł. Jasiński R., Piekarczyk A. – Diagnostyka Konstrukcji Żelbetowych,
Metodologia, Badania polowe, badania laboratoryjne betonu i stali, Wydawnictwo
Naukowe PWN, tom 1, 2010
 
PN-EN 12504-2:2002; Badania betonu w konstrukcjach, Część 2: Badania
nieniszczące, Oznaczanie liczby odbicia, Warszawa 2002 (zastępuje PN-74/B-06262:
Nieniszczące badania konstrukcji z betonu. Metoda sklerometryczna.)
 
PN-EN 12504-1 Badania betonu w konstrukcjach, Część 1: Odwierty rdzeniowe –
wycinanie, ocena i badanie wytrzymałości na ściskanie
 
Instrukcja ITB nr 194: Badania cech mechanicznych betonu na próbkach
wykonanych w formach. ITB, Warszawa 1998.
 
Instrukcja ITB nr. 209: Instrukcja stosowania metody ultradźwiękowej do
nieniszczącej kontroli jakości betonu w konstrukcji. ITB, Warszawa 1977.
 
PN-EN 12504-4:2005 Badania betonu, Część 4: Oznaczanie prędkości fali
ultradźwiękowej (zastępuje PN-74/B-06261: Nieniszczące badania konstrukcji z
betonu. Ultradźwiękowe badania wytrzymałości betonu na ściskanie).
 
Brunarski L.: Wyznaczanie niepewności wyników badań wytrzymałościowych.
Poradnik, nr 435/200, ITB, seria Instrukcje, Wytyczne, Poradniki, Warszawa 2008.
 
(normy DIN 1048, Part 2; ASTM 805/BS 1881 Part 202)

Młotek Schmidta jest przyrządem umożliwiającym ocenę
powierzchniowej twardości betonu na podstawie pomiaru odskoku
od betonowej powierzchni masy trzpienia z układem
sprężynowym uderzającego z określoną siłą. Wartością mierzoną
jest tzw. liczba odbicia (L), którą odczytuje się na skali młotka.
Stosowane są 4 typy młotków Schmidta, które różnią się przede
wszystkim energią uderzenia:
- „N” - normalny (o energii uderzenia 2,21 N·m) stosowany do ba
dania betonu zwykłego w konstrukcjach monolitycznych i
prefabrykowanych,
 
- „L” - lekki (o energii uderzenia 0,74 N·m.) przeznaczony do
badań betonów lekkich i zapraw,
 
- „M” - ciężki, masywny (o energii uderzenia 29 N·m.) mający za
stosowanie w badaniach betonu nawierzchni dróg i lotnisk,
konstrukcji mostowych, fundamentów i innych masywnych
konstrukcji.
 
- „P” - wahadłowy (o energii uderzenia rdzenia 0,88 N·m, zależy
ona od rodzaju młotka) przeznaczony do badań betonów i
materiałów o małej twardości i wytrzymałości (gazobeton, tynk).
 
Ponadto produkowane są inne odmiany młotków przy stosowanych
do pracy w specjalnych warunkach, np. dużego zapylenia.
Przykładowo młotek typu NA jest zabezpieczony osłonami
gumowymi, zaś typu NW może być stosowany do badań pod wodą
na głębokości do 20 m.

pomiarze, za pomocą specjalnego przycisku (10) i

odczytać liczbę L w dogodniejszym ustawieniu. Po
odjęciu nie zablokowanego młotka od powierzchni
betonu wskaźnik automatycznie wraca do położenia
zerowego i możemy przeprowadzić kolejny pomiar.

Jeżeli wcześniej zablokowaliśmy wskaźnik,
wówczas po odjęciu młotka od powierzchni
betonu należy lekko nacisnąć trzpień na
twardej powierzchni, co spowoduje zwolnienie
blokady.

Odczyty na skali młotka są zależne od

położenia przy badaniu, które z kolei jest
uzależnione

od

usytuowania

badanej

powierzchni.

Według instrukcji 210 ITB podstawowe

badanie bez konieczności korekty liczby
odbicia ma miejsce w przypadku, gdy badana
powierzchnia jest pionowa, zaś podłużna oś
młotka jest usytuowana poziomo.

Przy innym położeniu młotka należy liczbę

odbicia obliczać z uwzględnieniem zmiany
położenia wg wzoru

L

L

L









Liczba

odbicia

Uderzenie w

górę

Uderzenie w dół

20

-5,1

-3,5

+2,5

+3,4

30

-4,7

-3,1

+2,3

+3,1

40

-3,9

-2,6

+2,0

+2,7

50

-3,1

-2,1

+1,6

+2,2

60

-2,4

-1,6

+1,3

+1,7

Tablica 4.1

Orientacyjne poprawki liczby odbicia L przy pochyłym

(nie poziomym) ustawieniu młotka Schmidta typu N



L

o

90







o

45







o

45







o

90







1.2. Warunki techniczne przeprowadzania badań

Do określenia miarodajnej wytrzymałości betonu na ściskanie metodą
sklerometryczną w elemencie lub fragmencie konstrukcji (np. belce,
płycie, słupie) wykonanym z jednej partii betonu, wymaga się
przeprowadzenia badań w co najmniej 12 miejscach (wg Instrukcji 210
ITB), usytuowanych możliwie równomiernie na powierzchni badanego
elementu lub fragmentu konstrukcji.
 
W każdym miejscu wykonujemy co najmniej 5 miarodajnych odczytów wg
Instrukcji ITB nr 210 , obecnie norma PN-EN 12504-2:2002 wymaga (p.
6.2) 9 odczytów – natomiast norma nie precyzuje liczby miejsc
pomiarowych dla danego elemenetu.
 
Każdy odczyt powinien być dokonany w innym punkcie danego miejsca
pomiarowego. W miarę możliwości odległość punktów pomiarowych
powinna wynosić około 25 mm (mierząc od środka przyłożenia trzpienia).
 
Pojedynczych odczytów różniących się od średniej więcej niż o 5
jednostek nie uwzględnia się. Odchylenia tego rodzaju mogą powstać
zwykle przy trafieniu trzpieniem młotka na wyjątkowo twarde kruszywo
lub na pory przypowierzchniowe (Instrukcja 210 ITB)
Wg PN-EN 12504-2:2002 - Jeżeli więcej niż 20% spośród wszystkich
odczytów różni się od wartości średniej o więcej niż 6 jednostek, cały
zestaw odczytów należy odrzucić.
 
Miejsce pomiarowe należy oznaczyć, a także sporządzić szkic badanego
elementu lub fragmentu konstrukcji wraz z naniesionymi miejscami
pomiarowymi i oznakowaniem, aby potem szkic ten zamieścić w
dokumentacji badań.
 
Przy wyborze miejsc do badań pamiętać należy o następujących za
leceniach:
 

nie przeprowadza się badań na powierzchniach skorodowanych; w
przypadku gdy element ma tylko tego rodzaju powierzchnię, należy ją
usunąć i wyrównać szlifując kamieniem,
 
unika się badania elementów o małej sztywności, np. płyt, tarcz o grubo
ściach mniejszych niż 10 cm lub pojedynczych elementów, których wymiar
w kierunku działania trzpienia jest mniejszy niż 12 cm,
 
nie bada się betonu zamarzniętego w czasie dojrzewania,
 
nie wykonuje się odczytów na ziarnach kruszywa grubego (uzyskamy zbyt
duży rozrzut wyników),
 
nie jest wskazane badanie powierzchni zawilgoconych (otrzymujemy za
niżone odczyty),
 
nie jest wskazane badanie miejsc, w których przewiduje się usytuowanie
zbrojenia konstrukcyjnego lub innych wkładek na głębokości do 3 cm,
 
nie wykonujemy odczytów w miejscach rakowatych i porowatych,
 
nie wykonujemy odczytów na górnej powierzchni elementów usytuowanych
poziomo podczas betonowania, gdyż powierzchnia ta utworzona jest
zwykle ze stwardniałego mleczka cementowego, a więc nie jest typowa dla
całego betonu; jeżeli nie mamy innej możliwości, warstwę mleczka należy
przed wykonaniem badania usunąć.
 
Zaleca się prowadzenie badań młotkiem Schmidta w temp. 10-35º
 
Punkt pomiarowy nie powinien znajdować sie w odległości mniejszej niz 25
mm od jego krawędzi

Trzymać młotek w prostopadłej pozycji w stosunku do nadanej
powierzchni – o ile nie jest to możliwe to z uwagi na inne
ustawienie młotka stosujemy poprawki przy określaniu liczby
odbicia w danym punkcie pomiarowym (zatem do badań
najlepiej nadają się pionowe powierzchnie konstrukcji)

Kontrolować należy każdy odcisk powstały na powierzchni
pomiaru i jeśli uderzenie skruszyło lub uszkodziło warstwę
przypowierzchniową, wynik pominąć.

Przy badaniu wytrzymałości betonu za pomocą młotka Schmidta
należy pamiętać, aby powierzchnia betonowa w punktach
pomiarowych była wygładzona (np. przy użyciu kamienia
ściernego). W zależności od chro powatości powierzchni,
zeszlifowana warstwa betonu może mieć grubość od 1 do 3 mm.

 

współczynnik zmienności liczb
odbicia ze wzoru

(4.6)

W tablicy 4.2 przedstawiono przykład wypełnienia
dziennika pomiarowego dotyczącego badanego elementu
(fundamentu pod maszynę w hali przemysłowej) wraz z
wymaganymi obliczeniami średniej liczby odbicia oraz
charakterystyką roz proszenia wyników.

 

%

100

L

s

L

L



