چکش اشمیت متداول ترین روش تعیین سختی سطح  از روش های تست مقاوم سازی سازه های بتنی بوده که به صورت غیر مخرب انجام می شود و به منظور اندازه گیری مقاومت فشاری بتن (fc) می باشد. برای تعیین مقاوم سازی بتن، بتن مورد آزمایش با انرژی ضربه­ ای مشخص با روش استاندارد ضربه زده شده و بزرگی بازگشت این عمل اندازه گیری می شود.

روش های مقاوم سازی مناسب روش هایی هستند که تا حد امکان از تخریب سازه جلوگیری به عمل آورند به دلیل آن که تخریب سازه و المان های سازه ایی خود خطرات جدی را به همراه دارد، به همین منظور مهندسان همیشه در پی روش های مناسب و بدون تخریب و هم چنین مقرون به صرفه هستند تا بتوانند سازه های را مقاوم سازی کنند،.

لازم به ذکر است که از دیگر روش های مقاوم سازی سازه های بتنی که هم هزینه کمی به همراه دارد و هم چنین از تخریب سازه جلوگیری می کند، روش کاشت میلگرد می باشد که در مقاله های وب سایت آرین تیس به طور مفصل درباره آن توضیح داده شده است.

چكش اشميت روش ساده و سریعي است كه توسط آن با هزینه كمي مي توان یكنواختي سطح بتن سخت شده را نيزكنترل نمود. آزمایش چكش ارتجاعي براي تعيين یكنواختي بتن درجا مي تواند بسيار مناسب باشد زیرا نتایج آزمایش لازم نيست كه به دیگر ویژگي هاي بتن مرتبط شود.

قبل از انجام آزمایش باید از كاركرد صحيح دستگاه اطمينان حاصل كرد و به همين منظور باید آن را توسط صفحه یا قطعه مرجع، مورد آزمایش قرار داد.آزمایش حداقل باید با فاصله ۲۰ ميليمتر از لبه عضو انجام شود.

چکش اشمیت برای اندازه گیری و برآورد ویژگی های فیزیکی و مکانیکی در سنگ ها و بتن است و همان گونه که ذکر شد یک روش غیر مخرب می باشد ، یکی از مزایای استفاده از روش چکش اشمیت این است که آن را می توان در بخش های صحرایی و کارگاهی و هم در آزمایشگاه مورد استفاده قرار گیرد.

استفاده از روش تست چکش اشمیت برای اندازه گیری مقاوم سازی ساختمان با frp بسیار سریع و آسان است اما عوامل بسیاری وجود دارند که می توانند اثرات منفی در مقدار مقاومت اندازه گیری شده داشته باشد و لازم است در نظر گرفته شوند. رطوبت نمونه ها، سن و اندازه آن ها و دانه های سنگی زبر و خشن از این دسته عوامل می باشند.

در آزمایشگاه های بتن  برای سنجیدن مصالحی که در بتن موجود است خدمات گوناگونی انجام می دهند که در واقع می توان به مهم ترین آن ها اشاره کرد که کیفیت و تعیین نمودن میزان مقاومت بتن است، همان گونه که می دانید مقاومت بتن از ویژگی های بسیار مهم بتن است و بتنی که از مقاومت خوب و مناسبی بر خوردار نیست ، برای ساخت المان های سازه ایی قابل استفاده نمی باشد  .

جهت آزمایش بتن در آزمایشگاه تجهیزات مختلفی وجود دارد که می توان به دستگاه های میز ویبره، میز برش، اولتراسونیک، اتوکلاو، چکش اشمیت، اسلامپ، هواسنج، قالب بتن، میکسر بتن و چندین مورد دستگاه دیگر اشاره نمود.

آزمایش چکش اشمیت

 

چکش اشمیت که به زبان انگلیسی Schmidt hammer نیز گفته می شود برای اولین بار توسط شخصی به نام اشمیت که سوئیسی می باشد ابداع گردیده است به این ابزار Hammer test نیز می گویند.

آقای اشمیت یعد از ابداع این روش امتیاز آنرا به شرکت سوئیسی Proceq فروخت و از آن به بعد شرکت Proceq تنها شرکت سازنده این نوع چکش ها با برند Schmidt می باشد . این ابزار روش بسیار مناسب جهت بررسی اولیه مقاومت و کیفیت بتن اجراء شده در مطالعات اولیه مقاوم سازی سازه های بتنی می باشد.

در ادامه در مورد آزمایش چکش اشمیت و کاربردها توضیح داده شده است ، با ما همراه باشید.

 

عمل کرد این چکش بر اساس اصل بازتاب جرمی ارتجاعی به سختی سطح در مقابل با جرمی که با آن برخورد می کند مرتبط می باشد. در چکش اشمیت وزنه ای به جرم مشخص به فنری متصل است که با کشیده شدن فنر تا نقطه مشخصی مقداری انرژی پتانسیل که ثابت می باشد در آن ذخیره می گردد.

( این عمل زمانی که چکش اشمیت را بر روی سطح بتن قرارداد و فشرده می گردد رخ خواهد داد ) بعد از آزاد کردن چکش اشمیت وزنه که دارای جرمی ثابت است تحت اثر عکس العمل میله چکش که در تماس با سطح بتن می باشد قرار گرفته طول یا مسافتی که وزنه طی می کند بر حسب درصدی از انبساط اولیه فنر داخل چکش محاسبه می شود. این عدد را عدد بازتاب وزنه می نامند. لازم به ذکر است که این عدد بازتاب دارای مقدار مطلق می باشد.

چکش اشمیت – Schmidt hammer

این مقدار بوسیله یک شاخص که در یک خط کش با مقیاس مشخص مندرج گردیده است تعیین می گردد. این عدد یک مقدار مطلق بوده زیرا به میزان انرژی پتانسیل که در فنر ذخیره شده و به میزان جرم وزنه وابسته می باشد. کلیه آزمایشات مرتبط با چکش اشمیت که جهت تعیین مقاومت فشاری بتن اجراء شده انجام می باشد باید منطبق بر استاندارد ASTM-C805 بوده و شرایط استاندارد لازم جهت انجام آن رعایت گردید:

آزمایش چکش اشمیت ( Schmidt hammer ) جزء آزمایشات غیر مخرب جهت تست بتن بوده و این آزمایش روشی مناسب برای ارزیابی کیفیت و مقاومت نسبی بتن می باشد . این نکته را باید در نظر داشت که انجام آزمایش چکش اشمیت را آزمایشی جهت تعیین میزان یکنواختی بتن اجراء شده می نامند و کنترلی در خصوص عدم تلورانس و وجود یکنواختی در تولید و روش به عمل آوری بتن محسوب می گردد.

آزمایش چکش اشمیت را می توان برای قسمت هایی از سازه که حدس می زنیم بتن ضعیف یا خراب دارد، به راحتی استفاده کرد و مقاومت آت را تعیین نمود اما به دلیل آن که این روش تست چکش اشمیت تقریبا یک روش تقریبی می باشد نمی توان به سرعت برای رد کردن یا قبول کردن بتن استفاده شود و برای این موضوع به مطالعات تکمیلی تر نیاز است و باید می توان آزماشیات و تست های متفاوت دیگری را نیز به کار برد.

آزمایش چکش اشمیت از مزایای بسیاری بر خوردار است و یکی از مزایای چکش اشمیت این است که می توان نقاط زیادی از سطح بتن را ارزیابی نموده و بدون صرف هزینه و وقت زیاد از تغییر کیفیت بتن در نقاط مختلف آگاه شد. شاخص نمایش داده شده در خط کش چکش اشمیت (Schmidt hammer) تحت تأثیر عواملی مانند سن بتن، نوع سنگدانه ها، نحوه پرداخت شدن سطح بتن و درصد رطوبت بتن می باشد.

بعد از قرائت عدد روی چکش جدولی وجود داشته که همبستگی بین میزان بازگشت و مقاومت فشاری بتن را نمایش می دهد. این رابطه خیلی دقیق نبوده و به همین خاطر از چکش اشمیت به منظور مقایسه بتن های یکسان از نظر سن ، نسبت اختلاط بتن و نسبت آب به سیمان استفاده شود. کارخانجات تولید کننده چکش اشمیت جهت حالات مختلف قرارگیری چکش بر روی بتن مانند سر بالا بودن یا افقی و یا با زاویه ۴۵ درجه جداول مختلفی را تهیه نموده اند.

استاندارد ASTM-C805-02 تأکید دارد که اعداد حاصل از آزمایش چکش اشمیت با بهره گیری از منحنی های ارائه شده از سوی کارخانه سازنده نرمالیزه شوند اما این منحنی در نرمالیزه کردن مقادیر بدست آمده از سطوح مختلف بتن دقت لازم را ندارد.

آزمایش چکش اشمیت

 

لازم است که در حین انجام آزمایش چکش اشمیت شرایط اعلامی از سوی استاندارد ASTMC805-02 رعایت گردند :

  • معمولاً در هر ۴ وجه بتن که در خلاف جهت بتن ریزی می باشد ۳ ضربه و مجموعاً ۱۲ ضربه چکش اشمیت زده شود.
  • فاصله محل هر یک از ضربات چکش از ۵/۲ سانتیمتربیشتر باشد.
  • اعدادی که بیش از ۶ واحد با میانگین فاصله داشته باشند حذف گردند.
  • اگر بیش از ۲قرائت حذف گردد کل آزمایش چکش اشمیت باطل می گردد.
  • باید فاصله بزرگترین و کوچکترین اعداد قرائت شده بیش از ۱۲ واحد با یکدیگر اختلاف نداشته باشند.

نتیجه تحقیقات در رابطه با چکش اشمیت – Schmidt hammer

در کشور ما محققین بسیاری مطالعاتی در خصوص میزان اعتبارسنجی مقاومتهای فشاری بتن بدست آمده با چکش اشمیت انجام داده اند که در دومین کنفرانس ملی بتن ایران نیز آقایان مهندس مهدی امینی و رضا کرمی پژوهشی در این خصوص به ثمر رسانیده اند که در پایان این مقاله نتیجه گیری ایشان از پژوهش انجام شده به شرح ذیل می باشد:

تعیین مقاومت فشاری بتن با چکش اشمیت به دلیل سادگی، ارزانی، سرعت و غیر مخرب بودن به عنوان یکی از متداولترین روش های مطرح می باشد. اما باید توجه داشت که عموماً به منحنی ارائه شده توسط کارخانه سازنده نباید اعتماد کرد و نسبت به تعیین رابطه مقاومت فشاری و عدد بازگشتی چکش در سنین مختلف بتن اقدام گردد.  لازم به ذکر است که بعد از آن که تست چکش اشمیت انجام شد باید گزارش کار چکش اشمیت را فراهم کرد و آن را جمع آوری کرد.

کاربرد چکش اشمیت چیست؟

آزمایش چکش اشمیت در واقع یک آزمایش استاندارد جهت آزمایش نمودن مقاومت بتن  و پذیرش آن نمی باشد.در کل آزمایش چکش اشمیت بتن برای ارزیابی و بررسی استحکام بتن در ساختار آن می باشد و به راحتی نمی توان این آزمایش را با ارزیابی آزمون مقاومت فشاری جایگزین نمود.

در هنگام تست و انجام دادن آزمایش با چکش اشمیت باید در زاویه مستقیم عمود بر سطح و به طور صاف قرار داده شود.ناگفته نماند که هر کدام از چکش ها برای نوع کاربرد های مخصوصی طراحی شده اند.

همان طور که گفتیم در سرتاسر جهان از چکش اشمیت جهت آزمایش ها و بررسی های غیر مخرب بر روی اجزای بتن و سازه ها استفاده می کنند. جهت تعیین نمودن میزان مقاومتی که در محل بتن موجود است از چکش های بتنی یا چکش اشمیت استفاده می شود.

مقاومت فشاری بتن توسط تمامی چکش های بتنی قابل اندازه گیری و به شکل دقیق صورت می گیرد که همین مورد کاملا نشان دهنده ی دوام و ماندگاری ساختار های بتنی و ظرفیت باربری می باشد. موردی که مستقیما در دوام و ظرفیت باربری تاثیر گذار است استحکام فشاری بتن می باشد که جهت کیفیت بتن مورد قضاوت قرار می گیرد.

  • در آزمایش با چکش اشمیت سطح خشک عدد بازگشتی بیشتری نسبت به سطح تر دارد و این افزایش تا ۲۰ % در نمونه های یکروزه می رسد، اما در نمونه های ۲۸ روزه کمتر از ۵ درصد است.
  • در نمونه های ۲۸ روزه مقاومت بدست آمده از جکهای بتن شکنت در هر دو حالت سطح خشک و تر بیشتر از مقاومت حاصل از منحنی ارائه شده برای آزمایش چکش اشمیت می باشد.
  • اما در نمونه های یک روزه عکس این حالت می باشد. بنابراین برای بتن در سنین مختلف باید منحنی های جداگانه ای برای ارتباط بین عدد بازگشتی و مقاومت فشاری ارائه داد.
  • تر بودن سطح بتن در تعیین مقاومت فشاری بتن در سن ۲۸ روزه تقریباً بی تأثیر است. اما در سن یک روزگی سبب کاهش مقاومت فشاری بتن می گردد.

شرکت مقاوم سازی آرین تیس ضمن دارا بودن کلیه تجهیزات بازرسی جهت بررسی کیفیت و کمیت سازه های بتنی و فولادی اجراء شده و در راستای انجام مطالعات بهتر و کامل تر مقاوم سازی سازه های بتنی وفولادی کلیه عملیات بازرسی و آزمایشات سازه ها را با رعایت نکات خواسته شده در استانداردهای روز دنیا انجام می دهد.

کارایی چکش اشمیت :

روش های متعددی برای تعیین سختی سنگ پیشنهاد شده است که یکی از این روش‌ها بکارگیری وسیله‌ای به نام چکش اشمیت، معروف به آزمایشهای واجهشی یا دینامیکی است. در این دسته از آزمایش‌ها از یک چکش یا وزنه برای ضربه زدن به سطح سنگ یا بتن استفاده می‌شود و ارتفاع واجهش وزنه مقیاسی برای سنجش سختی است.

هرگونه رفتار پلاستیک یا تغییر شکل بر اثر ضربه، انرژی الاستیک واجهش چکش را کاهش می‌دهد. این آزمایش برای تعیین سختی سنگ و بتن با استفاده از چکش اشمیت در صحرا و یا آزمایشگاه بکار می‌رود.

با استفاده از این سختی می‌توان خصوصیات دیگر سنگ و بتن را مانند مقاومت فشاری آن، تخمین کرد. مطالعات نشان داده است که سختی سنگ‌ها با مقاومت فشاری تک محوری و مدول کشسانی سنگ‌ها در ارتباط است در واقع سختی یکی از مفاهیم رایج است که برای توصیف رفتاری سنگ‌ها بکار می‌رود.

آزمایش چکش اشمیت

 

آزمایش بتن چیست؟

در آزمایشگاه های بتن  برای سنجیدن مصالحی که در بتن موجود است خدمات گوناگونی انجام می دهند که در واقع می توان به مهم ترین آن ها اشاره کرد که کیفیت و تعیین نمودن میزان مقاومت بتن است . در این آزمایشگاه ها (آزمایشگاه های بتنی) تست ها و آزمایش های گوناگونی برای تعیین رفتار بتن انجام می گیرد و اگر بتن رفتار مناسبی در برابر عوامل مختلف از خود نشان دهد، با استناد به آزمایش ها و تست های انجام شده، مقاومت بتن رد می شود و بتن را مورد قبول قرار نمی دهند. در کل آزمایشگاه های بتن نقش بسیار مهمی در تعیین مقاومت بتن دارند. جهت آزمایش بتن در آزمایشگاه تجهیزات مختلفی وجود دارد که می توان به دستگاه هایی چون:

  • چکش اشمیت
  • میز ویبره
  • اتوکلاو
  • اسلامپ
  • قالب بتن
  • میکسر بتن

میز برش و چندین مورد دستگاه دیگر اشاره نمود. عناصر اصلی تشکیل دهنده بتن خاک و سیمان هستند که برای بررسی و سنجیدن عناصر و اجزای همین مواد از یک سری آزمایشات فیزیکی و شیمیایی گوناگونی همچون آزمایش چکش اشمیت انجام می دهند.

برخی از فعالیت های موجود در آزمایشگاه و آزمایش بتن

در آزمایشگاه هایی که مربوط به آزمایش بتن است فعالیت های گوناگونی انجام می شود چندین مورد مهم از آزمایش بتن وجود دارد مثلا بتن تازه از نمونه مواردی است که آزمایش بتن روی آن صورت می گیرد و در کنار آن نیز بتن های سخت نیز مورد آزمایش بتن قرار گرفته می شود همانطور که گفتیم سنگدانه ها و سیمانی که در ساخت بتن به کار برده می شود در این آزمایش بتن مورد بررسی قرار گرفته می شوند.

می توان گفت هر چیزی که به تولید بتن ارتباط داشته باشد، و در طول آزمایش بتن در آزمایشگاه های محلی و بومی انجام می شود و در کل تمامی فعالیت هایی که صورت می گیرد مورد توجه قرار می گیرند که می توان به آزمایش انواع میلگرد، تست خاک و انواع جوش نیز اشاره کرد.خدماتی که در آزمایشگاه بتن صورت می گیرد بسیار متنوع است که هر کدام مقوله های جداگانه دارد. پیشنهاد می کنم همچنان با ما همراه باشید.

    قبل از تست باید به این نکات توجه نمود:

  • سطح بتن مورد نظر باید کاملا تمیز، خشک و صاف باشد و تر بودن سطح بتن باعث بروز مشکلاتی در حین آزمایش خواهد شد.
  • بر روی سطوحی که خشن هستند نباید تست چکش عقب نشینی صورت گیرد.
  • به هنگامی که ضربه چکش روی سطح بتن انجام می شود باید این ضربه حداقل 20 میلی متر از انحنای لبه صورت گیرد.

 پاسخ به برخی از سوالات شما :

۱. کاربرد چکش اشمیت چیست؟

چکش اشمیت یک نوع وسیله مکانیکی یا چکش می باشد که برای سنجش خواص بتن و سنگ و خصوصا بررسی مقاومت و سختی سطح آن ها به کار می رود. این چکش برای بررسی مقاومت بتن ضربه ای با انرژی مشخص به آن وارد می کند. این ضربه طول موج مشخصی دارد و زمانی که به بتن وارد می شود، موج برگشتی حاصل از ضربه به درون چکش باز می گردد.

با توجه به نسبت دامنه این دو موج و اندازه گیری آن می توان خواص مختلف مورد بررسی از جمله مقاومت فشاری قطعه را ارزیابی نمود. این چکش برای امر مقاوم سازی سازه های بتنی بسیارمناسب است و می توان بدون تخریب سازه موارد مشخصی را در سازه های بتنی اندازه گیری کرد.

۲. نسبت های اختلاط در چکش اشمیت چگونه است؟

اگر چه نوع سیمان تاثیر کمی در عدد بازگشت دارد، لیکن نوع و مقدار سنگدانه نقش عمده ای در نتایج خواهد داشت. اگر هدف ارزیابی یکنواختی بتن باشد، محدودیت این روش چندان زیاد نیست ولی برای بدست آوردن ارتباط عدد بازگشت چکش اشمیت و مقاومت مسئله اهمیت داشته و محدود می گردد. برای تعیین این ارتباط لازم است سنگدانه ها کاملا بررسی و مشخص شده و منحنی های واسنجی لازم تهیه شود.

۳. عوامل موثر بر تست چکش اشمیت کدام اند؟

چکش اشمیت روشی ساده و سریع است که با هزینه کم می توان توسط آن یکنواختی سطح بتن سخت شده را کنترل نمود. نتایج این روش به عوامل زیر بستگی دارد:

نسبت های اختلاط

سن و نوع عمل آوری

صافی سطح

رطوبت

کربوناتاسیون سطح

سختی عضومحل پیستون یا میله

۴.  نکات مهم در آزمایش چکش اشمیت چه چیزی است؟

این تخمین عدد بازگشتی آزمایش بتن سخت شده توسط چکش فولادی با نیروی محرکه فنر می‌باشد. از این تست می توان در تعیین یکنواختی بتن درجا استفاده کرد برای تشخیص مناطقی از سازه که بتن ضعیف یا خراب دارد. همچنین برای روند افزایش مقاومت بتن کاربرد دارد.

برای یک طرح اختلاط مشخص عدد بازتاب تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله رطوبت سطحی بتن، روش بدست آوردن سطح نمونه و عمق کربناتاسیون بتن تاثیر می گذارد. این عوامل بایستی در رابطه ای که برای تخمین مقاومت بدست می آید و تفسیر نتایج تاثیر خودش را نشان دهد. با توجه به تخمینی بودن این آزمایش نمی تواند تعیین کننده در رد یا قبول بتن باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر به سایت آرین تیس مراجعه نمایید.