آزمایش چکش اشمیت

آزمایش چکش اشمیت ، یکی از انواع آزمایش بتن (غیرمخرب) برای ارزیابی مقاومت و یکنواختی سازه است که به وسیله آن می توان با اعمال نیرو بر بتن ، توسط چکش اشمیت و اندازه گیری نیروی برگشتی از سطح بتن ، مقاومت بتن را در بخش های مختلف سازه های بتنی اندازه گیری نمود. البته تست چکش اشمیت بر اساس استاندارد ASTM C805 به نام های چکش بازتاب ، چکش ضربه ای و یا آزمایش سنجش سختی نیز شناخته می شود.

تست چکش اشمیت در سال 1948 توسط یک مهندس سوییسی به نام اشمیت صورت پذیرفت. اساس کار ازمایش بتن چکش اشمیت بر پایه ضربه و برگشت نیرو است که مربوط به تئوری گسترش موج می باشد. به عبارتی در این تست نیروی فشاری موج برگشتی که بازتاب موج فشار اولیه است، طبق یک مقیاس درجه بندی شده اندازه گیری و کالیبره می شود.

لازم به ذکر است، بتنی که تحت آزمایش چکش اشمیت قرار می گیرد، لازم است کاملا مسطح بوده و ضربات چکش در سه جهت وارد شود. به طوری که در تست چکش اشميت پس از ضربه زدن، وزنه باز شده و توسط یک شاخص میزان بازگشت وزنه تعیین می شود. در نهایت نیز با استفاده از قرارگیری نتایج این تست بتن در منحنی کالیبره ، مقاومت فشاری بتن تعیین می گردد.

قیمت آزمایش چکش اشمیت 

عمدتا به سبب یکنواخت نبودن کیفیت بتن در قسمت های مختلف مقطع مورد نظر، لازم است آزمایش چکش اشمیت از قسمت های مختلف بتن گرفته شود. لذا علاوه بر قیمت چکش اشمیت یکی دیگر از عواملی که می تواند بر روی قیمت تست چکش اشمیت موثر باشد، تعداد این تست ها است.

عوامل موثر بر نتایج آزمایش چکش اشمیت

نتایج آزمایش چکش اشمیت به عواملی از جمله محل پیستون چکش اشمیت و خصوصیات بتن نظیر کربوناتاسیون سطح ، سن ، نسبت های اختلاط ، سختی ، رطوبت ، صافی سطح و ... بستگی دارد.

نسبت های اختلاط بتن

اگر چه نوع سیمان تاثیر کمی در عدد بازگشت دارد، اما نوع و مقدار سنگدانه نقش عمده ای در نتایج خواهد داشت. اگر هدف ارزیابی یکنواختی بتن باشد، محدودیت این روش چندان زیاد نبوده اما برای بدست آوردن ارتباط عدد بازگشت چکش اشمیت و مقاومت بتن ، لازم است مورد توجه قرار گیرد. به طوری که برای تعیین این ارتباط لازم است سنگدانه ها کاملا بررسی شده و منحنی های واسنجی لازم تهیه گردد.

سن و نوع عمل آوری بتن

ارتباط مابین عدد بازگشت چکش اشمیت و مقاومت در طی مدت زمان طولانی، یک میزان ثابتی نمی باشد. همچنین در حالتی که عمل آوری در درجه حرارت بالا صورت گیرد، لازم است واسنجی صورت پذیرد.

رطوبت بتن

در تست چکش اشمیت بتن ، سطح خشک عدد بازگشتی بیشتری نسبت به سطح مرطوب دارد و این افزایش تا ۲۰ درصد در نمونه های یک روزه و کم تر از ۵ درصد در نمونه های ۲۸ روزه مشاهده می شود.

از طرفی در نمونه های ۲۸ روزه، مقاومت بدست آمده از جک های بتن شکن در هر دو حالت سطح خشک و مرطوب بیش تر از مقاومت حاصل از منحنی ارائه شده برای آزمایش چکش اشمیت می باشد اما در نمونه های یک روزه عکس این حالت رخ می دهد. بنابراین برای بتن در سنین مختلف لازم است منحنی های جداگانه ای برای ارتباط بین عدد بازگشتی و مقاومت فشاری تهیه گردد.

کربناتاسیون سطح بتن 

کربناتاسیون بتن به علت سختی خود باعث افزایش عدد چکش اشمیت می شود. در هنگام آزمایش ساختمان های قدیمی که در آن ها کربناتاسیون اتفاق افتاده است، توصیه می شود لایه کربناته شده سطحی برداشته شده و نتایج این بخش با نتایج سایر قسمت های سازه مقایسه گردد.

محل مورد بررسی

در آزمایش چکش اشمیت درصورتی که پیستون بر روی سنگدانه سخت قرار گیرد، عدد نشان داده شده توسط چکش اشمیت یک عدد بزرگ است. اما در حالتی که پیستون بر روی سنگدانه نرم و یا حفره قرار گیرد، عدد نشان داده شده توسط چکش اشمیت یک عدد کوچک است. در استاندارد ASTM C805 توصیه شده است که برای تست چکش اشمیت 10 نقطه مورد بررسی قرار گیرند و در صورتی که هر قرائت بیش از ۷ واحد با متوسط قرائت ها اختلاف داشته باشد، کل قرائت ها نباید در نظر گرفته شود.

از طرفی یکی از مهم ترین نکات در تست چکش اشميت ، کالیبره بودن دستگاه است. چراکه در در غیر این صورت خطای نتایج بسیار زیاد خواهد شد. همچنین سطح بتن مورد تست چکش اشمیت لازم است کاملا مسطح بوده و مناطق مورد تست ، دچار هوازدگی نشده باشند.

جدول چکش اشمیت

جدول چکش اشمیت را می توان پس از انجام آزمایش رسم کرد و یا اینکه از جدول چکش اشمیت آماده استفاده کرد. خروجی جدول چکش اشمیت تعیین کننده مواردی همچون مقاومت فشاری بتن، میزان یکنواخت بودن خواص بتن بر روی سطح و … می باشد. جدول چکش اشمیت آماده بازه گسترده ای از طرح اختلاط های بتن را شامل می شود.

نحوه محاسبه چکش اشمیت

آنچه از آزمایش چکش اشمیت حاصل می گردد، عدد بازگشت نامیده می شود. با کمک عدد بازگشت و جدول چکش اشمیت می توان خواص بتن را تعیین نمود. برای اینکه نحوه محاسبه چکش اشمیت دقیق تر و درست تر باشد باید آزمایش چندین بار بر روی نمونه های بتنی تکرار گردد. غالبا نحوه محاسبه چکش اشمیت تا ۲۵ درصد خطا دارد.

تجهیزات آزمایش چکش اشمیت

• چکش بازتاب اشمیت (ارتجاعی)
• سنگ سمباده
• سندان یا صفحه فولادی

از سنگ سمباده جهت مسطح کردن بتن و صاف کردن سطح بتن هوازده استفاده می شود و صفحه فولادی برای کالیبراسیون آن به کار می رود.

نحوه انجام آزمایش چکش اشمیت

آزمایش چکش اشمیت براساس این اصل استوار است که بازتاب یک جرم ارتجاعی به سختی سطح در مقابل جرمی که به آن برخورد می کند، وابسته است. در تست چکش اشمیت جرمی متصل شده به فنر وجود دارد که با کشیدن فنر تا نقطه مشخصی مقدار انرژی ثابتی به آن داده می شود. 

به طوری که در تست چکش اشميت پس از آزاد کردن فنر ، جرم تحت اثر بازتاب میله چکش قرار گرفته و مسافتی که توسط جرم طی می شود، بر حسب درصدی از انبساط اولیه فنر و پس از انجام محاسبات لازم بر اساس جداول مربوطه تحت عنوان عدد بازگشت چکش اشمیت لحاظ می گردد.