Nieniszczące badania konstrukcji betonowych

opr. Jarosław Błyszko

Młotek Schmidta

Młotek Schmidta to urządzenie umożliwiające pomiar powierzchniowej twardości betonu, na

podstawie pomiaru odskoku masy trzpienia uderzającej o betonową powierzchnię z określoną

siłą. Głównymi elementami młotka Schmidta są: trzpień, sprężyna oraz bezwładna masa, któ-

ra po przyciśnięciu młotka zostaje uwolniona i odbija się z pewną siłą odwzorowując na skali

tzw. liczbę odbicia (L).

Wyróżniamy cztery podstawowe typy młotków:

- typ N (normalny) energia uderzenia wynosi 2,21 Nm – służy do badania betonów zwykłych

konstrukcjach monolitycznych prefabrykowanych

- typ L (lekki) energia uderzenia 0,74 Nm – służy do badania betonów lekkich, gazobetonów i

zapraw

- typ M (ciężki) energia uderzenia 29,5 Nm – służy do badania nawierzchni dróg, lotnisk,

konstrukcji mostowych i fundamentów

- typ P (wahadłowy) energia uderzenia 0,88 Nm – służy do badania materiałów o małej twar-

dości (gazobetony, tynki)

Ponadto produkuje się młotki do pracy w specjalnych warunkach, np. pod wodą, czy też w

warunkach silnego zapylenia.

Wartość liczby odbicia zależy od ustawienia młotka. Staramy się, aby badana powierzchnia

była pionowa, a młotek znajdował się w pozycji poziomej. Jeśli te warunki nie są spełnione,

to należy wprowadzić poprawki zgodnie wytycznymi producenta.

Każdorazowo przed i po badaniu należy skontrolować prawidłowość działania młotka. Doko-

nuje się tego na specjalnym kowadle wykonanym ze stali o twardości HB = 500. Odczyt nor-

mowy powinien wynosić L

norm

= 80 +\- 2

Jeśli odczyt kontrolny różni się o mniej niż 10% od L

norm

to obliczając wartość L należy

uwzględnić współczynnik poprawkowy L

ś

r,skor

= L

ś

r

*(L

norm

/L

rzeczywiste

)

Warunki techniczne przeprowadzenia badań:

Wymaga się, aby badania były przeprowadzone w co najmniej 12 miejscach pomiarowych,

usytuowanych możliwie równomiernie na powierzchni badanego elementu. W każdym miej-

scu wykonujemy minimum 5 miarodajnych odczytów. Każdy odczyt w innym punkcie po-

miarowym. Punkty powinny być oddalone od siebie o około 2 cm.

Jeśli odczyt w danym punkcie różni się o więcej niż 5 jednostek nie uwzględnia się go.

Miejsca, oraz punkty pomiarowe powinny być oznaczone, a szkic elementu z opisanymi miej-

scami pomiarowymi dołączone do dokumentacji badania.

Miejsce pomiarowe powinno być odsunięte od krawędzi elementu o minimum 2 cm.

Przed badaniem miejsca pomiarowe należy przeszlifować kamienie ściernym.

1. Nie przeprowadza się badań w miejscach skorodowanych. Takie miejsca należy od-

powiednio przeszlifować

2. Unikać należy badania elementów o małej grubości < 10 – 12 cm

3. Nie bada się betonu zamarzniętego w czasie dojrzewania

4. Należy omijać ziarna kruszywa

5. Beton nie powinien być wilgotny (otrzymujemy zaniżone wyniki)

6. Nie badamy elementu, jeżeli występujące w nim zbrojenie jest na głębokości < 3 cm

7. Nie wykonujemy badań w miejscach rakowatych i porowatych

8. Nie wykonujemy badań na powierzchni gdzie znajduje się stwardniałe mleczko ce-

mentowe

Badając próbkę kostkową umieszczamy ją w prasie i obciążamy siłą około 45 kN (2 MPa),

aby wyeliminować przesunięcia.

Dobór hipotetycznych związków empirycznych

Ogólna zależność fc – L może być dopuszczona do stosowania, jeżeli spełnione są określone

warunki:

a) paraboliczny współczynnik regresji jest większy niż 0,75

b) średnie kwadratowe odchylenie względne vk jest mniejsze niż 12%

%

12

%

100

*

1

2

≤

−













−

=

∑

n

f

f

f

k

coi

niszcz

ci

coi

ν

fcoi – wytrzymałość i-tej próbki obliczana z zależności fc – L ważnej dla danego betonu

f

ci

niszcz

– wytrzymałość z maszyny wytrzymałościowej

n – liczba próbek

Stosując hipotetyczną krzywą regresji wg ITB należy zdawać sobie sprawę z ważności jej

zakresu (beton typowy, zagęszczony mechanicznie, stan powietrzno-suchy, wiek od 100 do

200 dni). W przypadku, gdy nie wyznacza się empirycznej zależności fc – L należy odpo-

wiednio skorygować krzywą hipotetyczną przeprowadzając badania kontrolne.

Minimum 3 próbki pobrane z konstrukcji (lub 9 jeśli beton wykonywany jest w laboratorium

zgodnie z recepturą) należy badać w 6 miejscach pomiarowych.

Próbkę umieszczamy w prasie i obciążamy wywołując naprężenia 2 MPa.

Wówczas

f

co

= c

k

*f

c

hipot.

Korygujący współczynnik otrzymujemy ze wzoru:

C

k

= f

cm

niszcz

/ f

cm

hipot.

Po obliczeniu współczynnika korygującego należy sprawdzić warunek, czy średnie odchyle-

nie kwadratowe wytrzymałości jest mniejsze niż 12%.