انجام آزمایش چکش اشمیت مطابق با استاندارد

استاندارد های چکش اشمیت و گزارشدهی

کاربرد اصلی آزمایشات در محل پروژه ، تخمین مقاومت فشاری اعضای بتنی است. مهمترین محدودیت این آزمایش ها عدم تعیین مستقیم مقاومت فشاری بتن سازه ای است. روش تخمین مقاومت با استفاده از آزمایشات در محل پروژه و آزمایشات غیر مخرب، کالیبراسیون نمودار تخمین مقاومت بر اساس ویژگی های دیگر عضو بتنی می باشد.یکی از مرسوم ترین آزمایشات غیر مخربی که در محل پروژه انجام می شود، تخمین مقاومت فشاری با استفاده از استاندارد های چکش اشمیت مطابق با  ASTMC805  ، ISIRI 3201-7, EN 12504-2 است.

بخش های تشکیل دهنده چکش اشمیت

آزمایشات در محل برای تخمین مقاومت بتن در طول ساخت و ساز جهت ارزیابی مقاومت فعلی بتن استفاده می شود. ارزیابی مقاومت فعلی بتن نیز جهت زمان بندی دقیق تر مراحل عمل آوری و قالب بندی مجدد کاربرد زیادی دارد.

عملکرد چکش اشمیت (که چکش برگشتی یا چکش سوئیسی نیز نامیده می شود) بصورت شماتیک در شکل زیر نشان داده شده است.

این دستگاه از چهار جزء اصلی تشکیل شده است: 1) بدنه بیرونی(Housing) (2) پلانجر (plunger) 3) وزنه ( Hammer mass) 4) فنر (Spring)

روش کلی آزمایش

برای شروع آزمایش، پلانجر از بدنه دستگاه بیرون آورده شود و روی سطح بتن مورد آزمایش قرار گیرد.

هنگامی که پلانجر آزاد می شود شاخص اندازه گیری روی نشانگرعدد برگشتی ده را نشان میدهد. پلانجر آزاد بصورت عمود روی سطح بتن قرار داده شده و با نیروی کافی به داخل بدنه هل داده شود سپس بعد از ضربه زدن برای قرائت شاخص دکمه ضامن   (Locking button)فشرده شود. فنر جهنده(Impact Spring)، فنر تراکم(Compression Spring) و وزنه فشرده شده و به یک قلاب (Release catch) به بالای چکش چفت میشود. بعد از چفت فنر تراکم به قلاب، فاصله برگشتی بر روی نشانگر (Window & Scale) از 10 تا 100 اندازه گیری شده و به عنوان عدد بازگشت ثبت می شود. عدد بازگشتی به سختی سطح مربوط میشود. بنابراین انرژی جذب شده با مقاومت بتن هم مرتبط است. بتن کم مقاومت و سختی کم انرژی بیشتری نسبت به بتن با مقاومت بالا و سختی بالا جذب می کند. در نتیجه، بتن کم مقاومت منجر به عدد برگشتی کمتری خواهد شد.

محدودیت های آزمایش چکش اشمیت:

نتایج آزمون استاندارد های چکش اشمیت ارتباط مستقیمی به شرایط محل انجام آزمایش دارد. اگر پیستون مستقیما روی سنگدانه درشت سخت قرار گیرد یک عدد برگشت غیرمعمول بالا ایجاد خواهد شد. از سوی دیگر، اگر پیستون روی یک فضای خالی هوا یا روی یک سنگدانه های نرم قرار گیرد، یک عدد برگشتی کمتر از حد انتظار رخ خواهد داد.

اگر پلانجر مستقیماً روی میلگردهای تقویت کننده با پوشش بتنی کم قرارگیرد، عدد برگشتی ثبت شده با سختی واقعی بتن فاصله خواهد داشت. برای در نظر گرفتن این احتمالات، ASTM C 805  ده عدد برگشتی برای هر آزمون را الزام کرده است.

موارد زیر بر نتیجه نهایی آزمایش چکش اشمیت تاثیر گذار است

نوع و جنس ماده: سختی و ویژگی‌های فیزیکی مواد مختلف می‌تواند تأثیر زیادی بر نتیجه چکش اشمیت داشته باشد.
سطح نمونه:  وضعیت سطحی که تست روی آن انجام می‌شود (صاف، زبر، تمیز یا کثیف) می‌تواند نتایج را تحت تأثیر قرار دهد. تنها سطوح هموار باید آزمون شوند
دمای: تغییرات دما می‌تواند بر خواص مواد و همچنین عملکرد چکش اشمیت تأثیر بگذارد.
زاویه آزمون: زاویه‌ای که چکش به سطح نمونه وارد می‌شود می‌تواند بر نتایج تأثیرگذار باشد.
رطوبت: رطوبت موجود در محیط و روی سطح نمونه می‌تواند نتایج را تحت تأثیر قرار دهد. یک سطح مرطوب  اعداد برگشتی کمتری را  نسبت به سطح خشک نشان میدهد. این تاثیر قابل توجه هست و منجر به کاهش 20 درصدی عدد برگشتی میشود
کربناته شدن: تاثیر کربناسیون عبارت است از افزایش سختی بتن. مقادیر نرمال کربناتاسیون تا زمانی که سن بتن کمتر از 3 ما است تاثیر چندانی روی نمره برجهش محاسبه شده ندارد. کربناتاسیون روی سطح بتن اثر گذار است پس در برخی موارد با ساییدن لایه کربناته میتوانآزمون را انجام داد.
تکرار آزمون: تعداد دفعاتی که تست انجام می‌شود می‌تواند به دقت نتایج کمک کند.

آماده سازی منطقه آزمایش:

عضو بتنی قابل آزمایش حداقل باید داری ضخامت 10 سانتی متر و مساحت 15 سانتی متری داشته باشد. منطقه مورد آزمایش باید کاملا تثبیت شده و محکم باشد . از آزمایش درمحدوده های دارای بافت شن نما، پوسته پوسته و متخلل اجتناب شود.  سطوحی که دارای شن و ملات های سست هستند باید یا سنگ سندان سابیده شوند. اگر طرح اختلاط اعضا باهم متفاوت هست، نتایج نمره برجهندگی را با هم مقایسه نشود.

سطح مورد آزمایش باید کاملا خشک باشد چون سطوج خیس اعداد برگشتی کمتری نسبت به سطوح خشک دارند

در صورت کربناته شدن لایه ای از بتن باید آن لایه سابیده شود

مطابق با استاندارد ASTM C 308  از آزمون چکش اشمیت بر المان بتنی با کاور کمتر از 20 میلیمتر بپرهیزید.

برای مقایسه صحیح اعداد برگشتی مناطق مختلف، جهت ضربه و زاویه ضربه باید یکسان باشد.
آزمایش مستقیما در جهت قرار گیری آرماتور ها انجام داده نشود

از چکش معمولا باید در دمای بین 10 درجه سیلسیوس تا 35 درجه سیلسیوس استفاده نمود.

چکش اشمیت باید حداقل سالی دو بار  و زمان مشکوک بودن نتایج واسنجی شود

روش انجام آزمایش مطابق استاندارد ASTM C 308

مطابق با استاندارد های چکش اشمیت، آن را بصورت عمود روی سطح بتنی نگهدارید. بدنه چکش را به سمت سطح هل داده تا وزمه و پلانچر به داخل چکش رانده شوند. دکمه قفل کنار بدنه را فشار دهید تا پلانجر ثابت شود. عدد برگشتی را به نزدیک ترین عدد صحیح بخوانید

منطقه آزمون باید حداقل مساحت 30 * 30 سانتی متر داشته باشد. فاصله بین نقاط ضربه باید حداقل 25 میلی متر [1 اینچ] و حداقل فاصله از لبه های عضو باید 50 میلی متر باشد.

از هر ناحیه آزمایش ده قرائت گرفته و ثبت شوند. اثر ایجاد شده روی سطح پس از ضربه را بررسی کنید، و اگر ضربه باعث له شدن یا شکستن یک فضای خالی نزدیک سطح شد، عدد را در نظر نگیرید و دوباره آزمون انجام شود.  هر ده قرائت را تحت شرایط یکسان در یک زاویه و یک جهت انجام دهید. اعداد جهت بالا را با علامت + و اعداد در جهت پایین را با علامت – قرائت کنید. به بعنوان مثال، اگر دستگاه در حین آزمایش به صورت عمودی به سمت پایین باشد، زاویه آن 90- درجه گزارش می شود. اگر زاویه 90 درجه به سمت بالا از افقی اندازه گیری شود، زاویه ثبت شده تا 90+ درجه خواهد بود.

بررسی نتایج آزمون چکش اشمیت  مطابق با استاندارد ASTM C308

میانگین اعداد برگشتی گرفته شود.

قرائت هایی که بیش از 6 واحد با میانگین 10 اعداد ریباند فاصله داشتند حذف شوند. اگر بیش از 2 قرائت بیش از 5 واحد از میانگین اعداد برگشتی فاصله داشتند کل آزمایش با خطا مواجه شده و باید از منطقه ی دیگری دوباره آزمون شود.

با توجه به نمودار ارائه شده توسط کارخانه سازنده مقاومت کاور بتن را میتوان تخمین زد.  نمودار زیر مربوط به دستگاه چکش اشمیت مکانیکال شرکت پروسک است.

موارد ثبت شده در برگه گزارش مطابق با استاندارد ASTM C308

اطلاعات کلی :

تاریخ انجام آزمایش

سن نمونه

دما هوای محل آزمایش

آدرس محل آزمایش

ابعاد و مشخصات عضو بتنی مورد آزمایش

اطلاعات مربوط به بتن مورد آزمایش:

طرح اختلاط و ابعاد حداکثر اندازه

مقاومت 28 روزه بتن مطابق با دفترچه فنی ساختمان

روش پرداخت سطح بتن

شرایط عمل آوری عضو بتنی

درصد رطوبت سطح عضو بتنی( خشک یا مرطوب) 

اطلاعات چکش اشمیت:

نام آزمونگر

مدل چکش اشمیت

جهت و زاویه چکش هنگام آزمون

ضریب کالیبراسیون

اعداد برگشتی هر عضو

میانگین اعداد برگشتی

میزان کربناسیون سطح در صورت نیاز

روش انجام آزمایش مطابق استاندارد ISIRI 3201-7

قبل از انجام آزمون دفترچه راهنما شرکت سازنده چکش را مطالعه فرمایید. قبل از هر بار قرائت 3 بار چکش را امتحان کنید. چکش را با سندان استیل مرجع واسنجی و ثبت کنید تا مطمئن شوید در دامنه پیشنهاد شده سازنده قرار دارد. از چکش باید معمولا در دمای بین 10 درجه سیلسیوس تا 35 درجه سیلسیوس استفاده نمود.

چکش را بصورت عمود بر سطح بر محل آزمایش قرار داده، به تدریج فشار وارد کنید تا عدد جهش روی نشانگر ثبت شود.

حداقل 9 خواندن برای کسب تخمین قابل اعتماد انجام داده شود. موقعیت و جهت هر آزمایش ثبت شود. هیچ دو نقطه آزمایشی نباید نزدیک تر از 25 میلیمتر و حداقل فاصله از لبه عضو بتنی 50 میلیمتر است

بررسی نتایج آزمون چکش اشمیت مطابق با استاندارد ISIRI 3201-7

میانگین نتایج منطقه آزمون بعنوان حد واسط تمام خواندن ها در نظر گرفته شود. اگر بیش از 20 درصد اعداد برگشتی بیشتر از 10 درصد با میانگین اعداد اختلاف داشتند، کل قرائت ها باطل شده و باید از منطقه دیگری آزمون انجام شود.

موارد ثبت شده در برگه گزارش مطابق با استاندارد ISIRI 3201-7

مطابق با استاندارد ISIRI 3201-7 نمونه یک گزارش آزمون از چکش اشمیت بتن سخت شده در شکل زیر قرار داده شده است.