Правильное использование склерометра

Склерометрия, как измерение твердости материалов, до начала прошлого века применялась только в виде царапания изучаемой поверхности. Но в 40-ых годах 20 века метод заменён на вдавливание в строительные материалы инденторами различных видов при помощи прибора – склерометра.

Для чего нужен склерометр

Область использования склерометров – строительство, в которой этим прибором проводится контрольное измерение прочности бетона, кирпича и конструкций из них. Причём прибором можно осуществлять контроль качества как целого, уже возведённого, здания, так и отдельных его участков на всех этапах строительства.

При помощи склерометра определяют показатели различных материалов на:

• Твёрдость.
• Однородность.
• Плотность.
• Пластичность.
• Износостойкость.

Этим прибором выявляются отклонения от нормы и ГОСТов в строительстве при использовании: песка, цемента, композиционных материалов, цветных металлов и различных скрепляющих смесей. Но «любимцем» при тестировании является бетон. Этот быстро застывающий и очень твёрдый в окончательно оформившейся конструкции материал играет важную роль основы многих сооружений. Поэтому от строгого соблюдения регламента смешивания бетонного раствора, правильности его заливки и условий застывания, в конечном счёте, зависит длительность пользования зданием.

Также измеритель прочности бетона применим и в оценке довольно старых помещений с целью определения необходимости проведения капитального или текущего ремонта. А проверку объекта недвижимости в профилактических целях проводят не чаще одного раза в год.

Важно! Действие склерометра основано на неразрушающем методе проведения исследования путём измерений сопротивления материалов вдавливанию.

Прочность бетонной заливки определяется по результатам тестирования:

• Твёрдости при сжатии.
• Растяжимости.
• Сопротивлению отрыву и изгибам.
• Усилиям при попытке скалываний.

Важно! Твердомер не является стандартизированным средством измерения, а применяется в качестве подсобного, дополнительного способа контроля над качеством строительства.

Склерометр, как измерительный прибор, исследует поверхность с целью выявления:

• Пустот.
• Сколов.
• Неоднородности.
• Расслоений.
• Недостаточного уплотнения и т. п.

Неразрушающий контроль по качеству строительства и прочности бетонных, железобетонных и кирпичных сооружений методом ударного импульса помогает оценке физико-механических свойств конструкции и отдельных частей.

Принцип работы склерометра

Проверка бетона на прочность при возведении любых сооружений является качественным залогом долговечности объекта и безопасности его пользователей. Для этого при любых строительных работах применяют склерометр, как один из «независимых ревизоров» неразрушающего контроля прочности бетона, кирпичной кладки или скрепляющего раствора.

Принцип действия механических или электронных приборов для определения прочности бетона состоит в определении дальности отскока бойка от бетона или другой тестируемой поверхности. Расстояние фиксируется и обрабатывается специальным датчиком с функцией обработки и выбраковки импульсов.

Сам отскок производится при использовании ударно-импульсного метода и замеряется условными единицами в соответствии со шкалой прибора.

Важно! Показатель датчика даёт не безусловные, а косвенные характеристики прочности материалов на сжатие.

Для получения качественных характеристик объекта применяются и прочие измерения.

Склерометр и его виды

В соответствии с принципом работы и его действием измерительные устройства подразделяют на несколько видов:

• Механический. Прибор с формой цилиндра, внутри которого расположен ударный механизм с отталкивающими пружинами, бойком и индикаторной стрелкой. Имеет широкое применение при проверке конструкций из бетона или железобетона для определения прочности бетона на сжатие в границах 5-50 МПа;
• Электронный или ультразвуковой. Аппарат цилиндрической формы, имеющий внешний или внутренний электронный блок, подключаемый к компьютеру специальными портами/разъёмами. Склерометр ультразвуковой способен диагностировать и сохранять в памяти измерения диапазона 5-120 МПа. Причём методическая погрешность данных не превышает 5%, при подаче сигналов с допустимой погрешностью до 0,2%. Прибор рассчитан на сохранение в памяти около 1000 показателей за стодневный срок.

Приборы электронных современных модификаций гораздо чувствительнее и точнее по сравнению с предыдущими, механическими, аналогами.

Характеристики выбираемого склерометра

Характеристики следующие:

• Измеряемая прочность материала.
• Диапазон измерения.
• Время одного измерения.
• Тип и возможности энергопитания.
• Период непрерывной работы без дополнительных зарядок аккумулятора.
• Предел допускаемой основной относительной погрешности в процентном отношении.
• Погрешность преобразования сигналов.
• Усилие сжатия пружины для удара.
• Радиус сферы интендора.
• Нормированная энергия удара.
• Масса и размеры прибора.
• Эксплуатационные условия.

Цена склерометров

Стоимость склерометров определяется функционалом изделия и разными факторами:

• Назначение.
• Функциональность.
• Вид и оснащение.
• Степень инновационности.

Электронные агрегаты по цене обойдутся от 30 000 до 59 000 рублей, а механические аналоги в 2-3 раза дешевле, т.е. от 12 000 до 33 000 рублей.

К каждому прибору производитель прилагает подробную инструкцию по его применению.

Как пользоваться склерометром

Аппараты тестирования прочности твёрдых поверхностей, названы по имени их изобретателей: Физделя или Кашкарова. Но наиболее известен прибор, названный именем Шмидта, так как именно этот учёный значительно усовершенствовал измеритель. Рассмотрим на примере, как определить прочность бетона неразрушающим методом на практике.

Алгоритм пользования молотком Шмидта:

• Выбрать исследуемый участок поверхности.
• Ударным плужнером/индентором прибор следует прижать к измеряемой плоскости, на которой отсутствуют металлические части/арматура.

Внимание! Отсутствие металла в исследуемом участке – обязательное условие.

• Нажать пусковую кнопку, приводящую боёк в действие.
• Дождаться звука резкого удара, который образуется при соприкосновении индентора под действием пружины к тестируемому участку.
• Ознакомиться с результатами на дисплее.

По окончании теста четырёхпружинная система возвращает ударник/плужнер к исходному положению в режиме обратного отскока, а испытания бетона завершены.

По силе отскока бойка на определённое расстояние отслеживается уровень прочности исследуемой поверхности. Чем дальше отскок, тем твёрже материал. Этот показатель прибор выводит на цифровую шкалу, предложенную ещё в 1722 году изобретателем Реомюром и усовершенствованную минералогом Моосом. Десятибалльная шкала принята эталонной во всём мире и оценивает степень относительной твёрдости исследуемых поверхностей в границах «от 1 до 10». За минимальную степень твёрдости принят порошок талька (единичка), а максимальный уровень олицетворяет король камней – алмаз (десятка).

Молотки-склерометры различают не только по функционированию, но и по использованию ударной силы индентора в Джоулях.

Различия склерометров по мощности ударной энергии:

• 1 мощность — минимальная, с энергией удара не превышающей 196 кДж;
• 2 мощность – средняя, маятникового типа РТ, с возможностью работы в двух плоскостях и силой 200-500 кДж;
• 3 мощность — высокая, с ударной силой до 735 кДж;
• 4 мощность — высшая, имеющая энергию удара в 2207 Дж.

Проще говоря, не имеет смысла мощным прибором измерять прочность кучки талька, так как, кроме пыльного облака, инициатор испытания ничего не получит. И напротив, маломощный аппарат не даст объективных показаний по измерению прочности цементной или бетонной кладки.

Таблица с расшифровками показаний

Конструкция из бетона на разных этапах застывания может «выдавать» исследователю прочности показатели, не отвечающие нужным требованиям. И только спустя 28 дней бетонная стяжка или стена может считаться полностью готовой к тестированию.

Также на твёрдость влияет марка, условия хранения, срок изготовления и класс строительных материалов.

В таблице представлены средние показатели прочности экспериментального бетонного куба (15*15*15), выполненного из материалов разного вида и класса.

Примечание: М (марка бетона), начинается с М15 до М150, а В – класс.

Возможные погрешности и от чего они зависят

Твердомер представляет собой не сложный механизм, и ждать от него «беспогрешных» показаний с точностью до абсолютного максимума не стоит. Допустимые нормы отклонений: для механических приборов – 8%, а для электронных – 5%.

Однако, и усовершенствованные модели могут «выдавать» заведомо искажённые показания. На работу склерометров могу повлиять:

• Погодные условия. Каждый прибор, в соответствии с техническими данными производителя, способен функционировать только в заявленных в техническом паспорте условиях. При повышении/понижении температуры или влажности воздуха показатели не могут считаться верными.
• Воздействия извне. Механические, термические или химические изменения/примеси также способны изменить качество показателей.
• Некомпетентность измерителя. При пользовании техническим измерителем нужны опыт и навыки или внимательное прочтение инструкции. При отсутствии мастерства не стоит огорчаться, поскольку прибор не сможет нанести ущерб измеряемой поверхности, а замеры можно произвести заново.

Выводы

Для возведения долговечных и прочных зданий особо важно применять сорта бетона, которые более устойчивы к механическим повреждениям, погодным условиям и агрессивным воздействиям. Вследствие чего на всех этапах строительства нужно уделять особое внимание периодическому тестированию бетонных конструкций на сжатие при помощи склерометра.