استاندارد و روش انجام آزمایش چکش اشمیت

استاندارد و روش انجام آزمایش چکش اشمیت

استاندارد و روش انجام آزمایش چکش اشمیت – برای دسترسی به موضوعات روش آزمون چکش اشمیت ، نمودار چکش اشمیت ، نحوه آزمایش چکش اشمیت ، جدول چکش اشمیت ، گزارش کار آزمایش چکش اشمیت ، نحوه انجام آزمایش چکش اشمیت ، استاندارد چکش اشمیت ، نحوه کار با چکش اشمیت ، روش کار با چکش اشمیت ، قیمت چکش اشمیت از طریق پنجره جستجو در سایت اقدام نماید .

شما می توانید برای کسب اطلاعات فنی و انجام آزمایش های غیرمخرب بتن از جمله چکش اشمیت ، اسکن بتن ، هافسل ، نفوذپذیری بتن ، نفوذ یون کلر و … با بخش مهندس کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ( 44618462-44618379 ) تماس حاصل فرمایید.

چكش اشميت  براساس استاندارد ASTM C805

استاندارد هاي مرتبط با تست و آزمایش چکش اشمیت

CN650  ,  BS1881–202  , EN12504/2  , DIN 1048  ,  ISO-DIN 8045

اين آزمايش به نامهاي چكش بازتاب ، چكش ضربه اي ، يا آزمايش سنجش سختي نيز شناخته مي شود. و يك روش غير مخرب براي آزمايش بتن مي باشد.

آزمايش بر اساس اين اصل است كه بازتاب يك جرم ارتجائي به سختي سطح در مقابل جرمي كه به آن برخورد مي كند وابسته است. در چكش اشميت جرم متصل شده به فنر وجود دارد كه با كشيدن فنر تا نقطه مشخصي ، مقدار انرژي ثابتي به آن داده مي شود. اين كار با فشار دادن چكش به سطح صاف بتن انجام مي شود .

بعد از آزاد كردن ، جرم تحت اثر بازتاب ميله چكش ( كه هنوز در تماس با سطح بتن است ) قرار مي گيرد و مسافتي كه توسط جرم طي مي شود و برحسب درصدي از انبساط اوليه فنر بيان مي شود، عدد بازتاب ناميده مي شود. اين مقدار توسط يك نشانه كه در طول يك مقياس مدرج است حركت مي كند ، نشان داده مي شود . عدد بازتاب يك اندازه مطلق است ، چون به انرژي ذخيره شده در فنر و به اندازه جرم وابسته مي باشد.

مطالعات نشان داده است که سختي سنگ ها با مقاومت فشاري تک محوري و مدول کشساني سنگ ها در ارتباط است در واقع سختي يكي از مفاهيم رايج است كه براي توصيف رفتاري سنگ‌ها بكار مي رود. سختي تابعي از عوامل ذاتي چون نوع كاني ها، ابعاد دانه ها، چسبندگي مرزي كاني ها، مقاومت و رفتار الاستيك و پلاستيك سنگ مي باشد.

تركيب و اندركنش اين عوامل،  تعيين كننده سختي يك سنگ است. روش هاي متعددي براي تعيين سختي سنگ پيشنهاد شده است كه يكي از اين روش‌ها بكارگيري وسيله اي به نام چكش اشميت است. كه معروف به آزمايشهاي واجهشي يا ديناميكي است. در اين دسته از آزمايش ها از يك چكش يا وزنه براي ضربه زدن به سطح سنگ استفاده مي شود و ارتفاع واجهش وزنه مقياسي براي سنجش سختي است. هرگونه رفتار پلاستيك يا تغيير شكل بر اثر ضربه، انرژي الاستيك  واجهش چكش را كاهش مي دهد.

اين آزمايش براي تعيين سختي سنگ و بتن با استفاده از چكش اشميت در صحرا و يا آزمايشگاه بكار مي رود. با استفاده از اين سختي مي توان خصوصيات ديگر سنگ و بتن را مانند مقاومت فشاري آن، تخمين كرد. اين روش كه توسط انجمن بين المللي مكانيك سنگ ISRM به صورت استاندارد در آمده است. در مورد سنگ  هاي خيلي نرم يا خيلي سخت داراي محدوديت هايي بوده است و نتايج قابل اطميناني ارائه نمي دهد.چکش هاي اشميتي که جهت تخمين مقاومت فشاري بتن بکار مي رودانرژی ضربه فنر در حدود  2.207ژول دارند که برای سازه های بتنی که مقاومتی بین 10 تا 70 مگاپاسکال دارند مناسب است.

نكاتي كه در انجام  آزمايش چکش اشمیت مي بايست مد نظر قرار داد. عبارتند از:

1-  اين آزمايش تخميني از عدد بازگشتي بتن سخت شده توسط چكش فولادي با نيروي محركه فنر مي‌باشد.

2-  از اين تست مي توان در تعيين يكنواختي بتن درجا استفاده كرد براي تشخيص مناطقي از سازه كه بتن ضعيف يا خراب دارد. همچنين براي روند افزايش مقاومت بتن كاربرد دارد.

3-  براي تخمين مقاومت بتن لازم است بين مقاومت بتن و عدد بازتاب رابطه اي بدست آورد. اين رابطه براي هر طرح اختلاط بتن متفاوت خواهد بود. براي تخمين مقاومت در حين ساخت بايد مقاومت نمونه هاي مكعبي در آزمايشگاه تعيين گردد و با استفاده از آن رابطه مذكور بدست آيد. براي تخمين در بتن هاي ساخته شده بايد رابطه فوق براساس تعيين مقاومت نمونه هاي كر بدست آمده از سازه تعيين شود. (ACI-228 R روشهاي تعيين مقاومت درجا بتن )

4- براي يك طرح اختلاط مشخص عدد بازتاب تحت تاثير عوامل مختلفي از جمله رطوبت سطحي بتن ، روش بدست آوردن سطح نمونه و عمق كربناتاسيون بتن تاثير مي گذارد . اين عوامل بايستي در رابطه اي كه براي تخمين مقاومت بدست مي آيد و تفسير نتايج تاثير خودش را نشان دهد.

5- با توجه به تخميني بودن اين آزمايش نمي تواند تعيين كننده  در رد يا قبول بتن باشد.

6- براساس موارد مندرج در استاندارد ASTM-C805 و نشريه 72 و همچنين 283-ک مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن ، نتايج حاصل از اين روش تنها محدود به کيفيت لايه سطحي بتن (عمق حدود  30 ميليمتر ) بوده و تعيين مقاومت فشاري واقعي بتن با آزمايش شکستن (جک مقاومت فشاري) بتن امکانذير مي باشد. علاوه بر ان از اين وسيله بيشتر به منظور مقايسه بتن هاي با نسبت اختلاط و ميزان رطوبت يکسان استفاده مي شود.

وسايل آزمايش  چکش اشمیت

–  چكش بازتاب (اشميت)

–  سنگ سنباده جهت سائيدن سطح بتن هوازده و همچنين مسطح كردن سطح بتن

–  سندان يا صفحه فولادي از جنس فولاد بسيار سخت با قطر 15 سانتيمتر جهت كاليبراسيون

انتخاب سطح آزمايش 

–  حداقل ضخامت عضو مورد آزمايش 100 ميليمتر مي باشد.

–  مناطق متخلخل و داراي ترك و پوسته شده و هوازده نباشد.

–  در مناطق ماله كشيده شده و زبر اعداد بزرگتري نسبت به مناطق قالب بندي شده مي دهد.

آماده كردن سطح جهت آزمایش چکش اشمیت

–  سطح انتخابي حداقل 150 ميليمتر

–  سائيدن محل مذكور درصورتي كه زبر يا ناصاف يا پوسته شده است و مسطح كردن آن

–  سطح خيس عدد كمتري مي دهد. و سطح زبر عدد بيشتر . سطوح كربناته بايد قبل از آزمايش به مدت 24 ساعت خيسانده شود. يا سطح كربناته برداشته شود.

– بتن هاي روي سطح زمين با ساير بتن هاي قسمت هاي سازه اي نبايستي با هم مقايسه شوند.

مواردي كه در جوابها تاثير مي گذارد.

–  بتن يخ زده عدد بسيار بيشتر مي دهد

–  دماي چكش اشميت تاثير دارد ( دماي كمتر از 18- سانتي گراد)

–  جهت ضربه ( عمودي ، افقي )

–  چكش هاي مختلف حتي از يك كارخانه از يك تا سه واحد اختلاف دارند.

–  عدم كاليبراسيون و سرويس كردن دستگاه

–  جوابهاي يكسان در روي صفحه كاليبره تائيد كننده جوابهاي صحيح براي نمونه هاي ديگر نمي باشد.

روش آزمايش چکش اشمیت

1) چكش اشميت : پلانژر(ميله چكش) روي نمونه قرار گرفته و با فشار دادن چكش به سنگ، به داخل بدنه فرو مي رود. اين عمل باعث فشرده شدن فنر داخل چكش مي گردد. ضامن فنر در سطح انرژي تراكمي مشخصي آزاد شده و به وزنه اي كه بالاي پلانژر قرار دارد ضربه وارد مي كند. ارتفاع واجهش وزنه از روي خط كش قرائت مي شود و به عنوان مقياسي براي تعيين سختي استفاده مي شود. اين وسيله قابل حمل بوده و در همه جا قابل استفاده است. مدلهاي گوناگوني از چكش اشميت با سطوح انرژي متفاوتي ساخته شده است. براي مثال چكش نوع L انرژي ضربه اي معادل 74/00 نيوتن متر توليد مي كند.

2) قاعده فولادي :  قاعده فولادي به وزن حدودي 20 كيلوگرم كه نمونه را محكم در داخل خود نگه مي دارد. نمونه هاي استوانه اي شكل داخل يك غلاف V شكل يا استوانه اي شكل با شعاعي برابر شعاع مغزه قرار مي گيرند.

3) آنويل(سندان) فولادي استاندارد براي كاليبره كردن چكش : نمونه مورد آزمايش بايد  معرف سنگ مورد مطالعه باشد. در صورت امكان بهتر است كه از قطعات بزرگتر براي آزمايش استفاده شود. چكش اشميت نوع بايد روي مغزه هاي (54 ميلي متر) يا بزرگتر و يا نمونه هاي بلوكي شكل كه هر ضلع آنها حداقل 6 سانتي متر باشد مورد استفاده قرار گيرد.

مراحل انجام آزمايش چکش اشمیت 

الف) چكش اشميت قبل از هر آزمايش توسط يك آنويل (سندان) استاندارد، كاليبره مي شود. ميانگين ده قرائت روي آنويل استاندارد محاسبه شده و از آن براي تعيين ضريب تصحيح استفاده مي شود.

ب) سطحي از نمونه كه زير پلانژر قرار مي گيرد بايد كاملا صاف و پرداخته شده باشد (چه در صحرا و چه در آزمايشگاه). اين سطح و همچنين ماده سنگي زير آن از هر گونه ناپيوستگي موضعي مربوط به توده سنگ باشد.

پ) قطعات مجزا و سنگ را بايد محكم به يك پايه صلب بست تا نمونه در طي آزمايش از هرگونه تكان يا لرزش محفوظ باشد.

ت) مقدار سختي بدست آمده بستگي به راستاي قرار گيري چكش دارد. طبق پيشنهاد ISRM بهتر است كه چكش در يكي از سه وضعيت قائم به سمت بالا، افقي و يا قائم به سمت پايين قرار بگيرد.

–  در هر سطح آزمايش 10 بار انجام شود و فاصله هركدام از هم 2.5 سانتيمتر كمتر نباشد و چنانچه سطح بتن خرد و شكسته شود آن نتيجه قابل قبول نيست.

–  اعدادي كه بيش از 6 واحد با ميانگين فاصله دارند حذف گردد.

–  اگر بيش از 2 نمونه حذف شود كل آزمايش باطل است.

در هر حالت مقدار انحراف چكش نبايد بيشتر از مثبت و منفي 5 درجه باشد. در صورتي كه امكان انجام آزمايش در هيچ يك از جهات ذكر شده نباشد مي توان آزمايش را با زاويه اي دلخواه انجام داد و سپس نتايج را براي حالات قائم و يا افقي تصحيح نمود. منحني تصحيح معمولا توسط كارخانه سازنده چكش ارائه مي شود. زاويه قرارگيري چكش و هرگونه تصحيح انجام شده روي نتايج بايد يادداشت و گزارش گردد.

ث)دست كم 20 آزمايش مجزا بايد روي هر نمونه سنگ انجام گيرد. نقاط مورد آزمايش بايد حداقل به اندازه قطر پلانژر از هم فاصله داشته باشند. درصورت ايجاد هرگونه درزه و ترك بر اثر ضربه وارده، نتايج آزمايش باطل و نمونه مربوطه براي آزمايش هاي بعدي غير قابل استفاده خواهد بود. وجود هرگونه خطا در آماده سازي نمونه و روش آزمايش باعث ايجاد مقادير پايين تر سختي مي شود.

◄   محاسبات:

ضريب تصحيح قرائت ها با توجه به كاليبراسيون چكش از رابطه زير بدست مي آيد:

مقدار سختي استاندارد ويژه سندان

                    ————————————————–    = ضريب تصحيح

ميانگين 10 قرائت انجام شده روي سندان كاليبراسيون

براي تعيين سختي اشميت با توجه به اينكه احتمال وجود خطا در مقادير پايين بيشتر است، ابتدا نيمي از داده ها كه كمترين مقدار را دارند حذف شده و از بقيه داده ها ميانگين گرفته مي شود. اين ميانگين در ضريب تصحيح ضرب شده و عدد حاصل به عنوان سختي واجهشي اشميت در نظر گرفته مي شود . با استفاده از سختي واجهشي اشميت ، مي توان بر اساس جداول ارائه شده توسط كارخانه سازنده و زاويه برخورد چكش به نمونه ، مقاومت فشاري سنگ را تخمين زد.

دقت و خطا آزمایش چکش اشمیت

فاصله بزرگترين و كوچكترين اعداد قرائت شده نبايد بيش از 12 واحد اختلاف داشته باشند . تخمين ميزان خطا ممكن نيست.

 گزارش نتايج آزمایش چکش اشمیت

–  تاريخ و زمان آزمايش

–  توضيح دقيق مكانهاي انجام آزمايش و ابعاد عضو مورد بررسي

–  توصيف اختلاط بتن و ابعاد درشت دانه

–  مقاومت مشخصه بتن

–  مشخصات سطح : سطح پودر شده يا ترك دار، پشت بند بودن سطح آزمايش ، نحوه قالب گيري ، نحوه آماده كردن سطح ، نحوه تماس با هوا و محيط اطراف

–  مشخصات چكش : شماره سريال و …

–  دماي هوا

–  زاويه چكش حين آزمايش

–  ميانگين اعداد قرائت شده

–  نكات مهم از جمله اعداد حذف شده و شرايط غير عادي