При ремонте квартиры или покупке новостройки важно обратить внимание на прочность бетонной стяжки. Ведь от нее зависит долговечность пола и прочность.
Молоток Кашкарова и молоток Шмидта — это инструменты, используемые для неразрушающего контроля прочности бетона. Оба метода позволяют оценить прочность бетона без разрушения или повреждения конструкции, что особенно важно для уже возведенных сооружений.
Молоток Кашкарова: принципы работы и применение
Молоток Кашкарова — это инструмент, предназначенный для определения прочности железобетонных изделий или монолитного бетона методом пластической деформации. Он оценивает прочность бетона по размеру отпечатка, который остается на эталонной пластинке или стержне после удара.
Конструкция молотка Кашкарова
Молоток Кашкарова состоит из нескольких ключевых элементов:
- Стальной корпус: Основная часть инструмента, может быть с рукояткой или без.
- Ударная полусферическая головка (индентор): Закаленный шарик, который наносит удар по поверхности бетона.
- Пружина: Обеспечивает возврат головки в исходное положение и ограничивает силу сжатия.
- Стакан: Элемент, обеспечивающий точность направления движения стержня.
- Сменный металлический стержень (эталонный стержень): Имеет известную прочность и строго определенные размеры. На нем остаются отпечатки, которые сравниваются с отпечатками на бетоне. Обычно поставляются комплекты из не менее 40 таких стержней с различными механическими характеристиками.
- Головка: Резьбовая часть, которая может регулировать ход стержня.
Согласно ГОСТ 22690-88, длина молотка составляет 300 мм, а вес — 0,9 кг.
Принцип действия молотка Кашкарова
Принцип действия молотка Кашкарова основан на измерении пластической деформации, вызванной ударом. Процесс измерения включает следующие шаги:
- Нанесение удара: Молотком наносится удар по поверхности бетона под углом 90 градусов. Для повышения точности рекомендуется выполнить 5-10 ударов в разных точках. Расстояние между отметками на эталонном стержне должно быть 10-12 мм, а на бетоне — не менее 30 мм.
- Измерение отпечатков: С помощью углового масштаба или измерительной лупы (или штангенциркуля) замеряются диаметры наибольших отпечатков, образовавшихся на бетоне и на эталонном стержне. Отпечатки неправильной формы не учитываются.
- Вычисление коэффициента: Вычисляется среднеарифметическое значение полученных диаметров. Затем определяется коэффициент как отношение диаметра отпечатка на бетоне к диаметру отпечатка на стержне.
- Определение марки бетона: По таблице коэффициентов (которая прилагается к молотку) или по графику унифицированной зависимости определяется марка бетона. Диапазон определения прочности составляет 50-500 кг/см².
Важно отметить, что метод Кашкарова не зависит от силы удара, так как прочность бетона определяется отношением размеров отпечатков, а не абсолютным значением. Для повышения точности можно использовать тонкий лист белой и копировальной бумаги между шариком и бетоном, чтобы получить более четкий отпечаток.
Преимущества и недостатки молотка Кашкарова
Преимущества:
- Легкость измерения: Прост в использовании, подходит даже для новичков.
- Неразрушающий контроль: Позволяет проводить испытания на готовых изделиях без их разрушения, что особенно важно для крупногабаритных конструкций.
- Доступность: Относительно невысокая стоимость прибора делает его пригодным для бытового использования.
- Работа при низких температурах: Может использоваться при температуре до -20 градусов Цельсия, при условии, что температура бетона и стержней одинакова.
Недостатки:
- Низкая точность: Погрешность прибора составляет от 12 до 20%, что значительно выше, чем у современных склерометров.
- Поверхностная оценка: Определяет прочность бетона только в поверхностных слоях (глубиной до 1 см), которые могут быть подвержены карбонизации.
- Нечувствительность к заполнителю: Практически нечувствителен к прочности крупного заполнителя и его зерновому составу.
- Невозможность поверки: В России молоток Кашкарова не внесен в госреестр средств измерений, что делает его поверку невозможной.
Молоток Шмидта: принципы работы и применение
Молоток Шмидта, изобретенный в Швейцарии в 1948 году инженером Э. Шмидтом, является другим распространенным инструментом для неразрушающего контроля прочности бетона. Он относится к склерометрам, что означает «измеритель твердости».
Конструкция молотка Шмидта
Молоток Шмидта состоит из множества элементов, включая:
- Индентор (ударный плунжер): Элемент, который ударяет по поверхности бетона.
- Корпус: Основная оболочка прибора.
- Боек с заданной массой: Ударяет по индентору.
- Пружины: Различные пружины (сжимающая, ударяющая, предохраняющая, фиксирующая) обеспечивают работу механизма и возврат бойка.
- Шкала Шмидта или дисплей: Для отображения результатов измерения.
- Направляющие стержни с ползунком: Обеспечивают движение индентора.
Принцип действия молотка Шмидта
Принцип работы молотка Шмидта основан на измерении высоты упругого отскока бойка после удара о поверхность бетона. Чем выше отскок, тем тверже и, соответственно, прочнее бетон. Алгоритм работы выглядит следующим образом:
- Прижатие индентора: Ударный плунжер прижимается к поверхности бетона в месте, где нет арматуры.
- Удар: За счет пружины индентор ударяет по тестируемой поверхности.
- Отскок: Система пружин обеспечивает возврат ударника в исходное положение посредством свободного отскока.
- Измерение: Высота отскока фиксируется на шкале или дисплее, что коррелирует с прочностью бетона.
Для получения достоверного результата рекомендуется выполнить не менее 9 измерений на участке с минимальным расстоянием между пробами в 25 мм. Среднее арифметическое из этих 9 показаний используется для анализа.
Виды склерометров:
Молотки Шмидта классифицируются по принципу функционирования и энергии удара:
- По принципу функционирования:
- Механические: Имеют цилиндрический корпус с ударным механизмом, индикаторной шкалой и бойком. Чувствительность обычно от 5 до 50 МПа.
- Электронные (ультразвуковые): Оснащены электронными блоками (встроенными или внешними), сохраняют результаты в памяти и могут подключаться к компьютеру. Обладают значительно более высокой чувствительностью, распознавая прочность в диапазоне от 5 МПа до 120 МПа.
- По энергии удара: Различают 4 основные модификации, например, МШ 20 (наименее мощный, до 196 КДж) для раствора кирпичной кладки, и МШ-225 (тип N) (самый мощный, до 2207 Дж) для бетона толщиной до 100 мм.
Преимущества и недостатки молотка Шмидта
Преимущества:
- Высокая точность: Современные электронные склерометры дают более точные результаты по сравнению с молотком Кашкарова.
- Широкий диапазон измерений: Электронные модели могут измерять прочность в широком диапазоне от 5 МПа до 120 МПа.
- Многофункциональность: Может выявлять не только твердость при сжатии, но и растяжимость, сопротивление отрыву, изгибу и усилие при скалывании.
- Сохранение данных: Электронные версии могут хранить большое количество показаний и подключаться к компьютеру.
Недостатки:
- Чувствительность к условиям: Результаты могут быть искажены при использовании в сложных условиях (повышенные/пониженные температуры, воздействие химических агентов).
- Стоимость: Электронные склерометры значительно дороже механических аналогов.
Сравнение молотка Кашкарова и молотка Шмидта
Основное различие между молотком Кашкарова и молотком Шмидта заключается в принципе измерения прочности. Молоток Кашкарова использует метод пластической деформации, измеряя диаметр отпечатка, оставленного на бетоне и эталонном стержне. В то время как молоток Шмидта основан на упругом отскоке бойка от поверхности бетона.
Молоток Шмидта, особенно его электронные модификации, считается более современным и точным инструментом, предлагая более широкий диапазон измерений и меньшую погрешность по сравнению с молотком Кашкарова. Однако молоток Кашкарова остается простым и доступным инструментом для базовой оценки прочности бетона, особенно в условиях, где высокая точность не является критичной.
Приборы позволяют прогнозировать возможные проблемы в будущем. Если прочность стяжки недостаточна, то с течением времени она может «бухтеть», пылить и растрескиваться.
Проверка прочности бетонной стяжки с помощью молотков являются важной процедурой при ремонте квартиры или при покупке новостройки. Это позволяет избежать неприятных сюрпризов в будущем и обеспечить долговечность пола.