خلاصه مطلب :آزمایش چكش اشمیت (Schmidt Hammer Test)

استانداد: ASTM D5873

آزمایش چكش اشمیت یکی از تست های غیر مخرب است. تست غیرمخرب برای بازرسی، آزمایش یا ارزیابی مصالح، اعضا یا مجموعه ها بدون تخریب و توقف کارایی سیستم یا قسمتی از آن استفاده می باشد.

هدف از آزمایش چکش اشمیت

هدف تست غیر مخرب تعیین کیفیت و پیوستگی مصالح، اعضا یا مجموعه ها بدون اثرگذاری بر کارایی آن ها می باشد و با استفاده از نشانه ها و بدون استفاده از مکانیزم خرابی این کار را انجام می دهد.

تلاش های فراوانی برای گسترش روش های غیرمخرب ارزیابی مکانیکی، آکوستیکالی، شیمیایی، الکتریکی، مغناطیسی و فیزیکی مصالح انجام گرفته است. تست های غیر مخرب اقتصادی و ایمن هستند و از این رو از ابتدا مورد اقبال مهندسان قرار گرفتند.

با رویکرد پیش گیرانه برای ریشه کن کردن مشکلات مربوط به زوال سازه روش های نوین درجا ابداع شده که ارزیابی را در تمام مراحل چرخه حیاتی ساخت، راه اندازی و کاربری سازه میسر می سازد.

فاکتورهای مهمی که موفقیت تست غیرمخرب را تحت تاثیر قرار می دهد شامل: عمق نفوذ، وضوح عمودی و افقی، تمایز در خواص فیزیکی، نسبت سیگنال به نویز و اطلاعات موجود درباره سازه است.

روش های تست های غیرمخرب

فراوانی  در صنعت عمران و مهنسی سازه مورد استفاده قرار می گیرد، اصلی ترین آنها شامل موارد زیر می باشد:

1. اسکن میلگرد در بتن
2. آزمون مقاومت چسبندگی بتن – تست pull off
3. تست التراسونیک بتن
4. تست مقاومت بتن با چکش اشمیت
5. آزمایش هافسل (آزمایش پتانسیل خوردگی بتن)

امروزه آزمایشهای غیرمخرب بتن تاثیر و عملکرد مناسب و کابردی در تعمیرات سازه های بتنی دارد. آزمایش های غیرمخرب بتن با در اختیار قراردادن داده های مختلف سازه های موجود، به کارشناسان و متخصصین این امکان را می دهد تا در خصوص عملکرد، نیاز ها و روش های تعمیرات و بازسازی سازه های بتنی قضاوت و تصمیم گیری نمایند. در ادامه به تفصیل به آزمایش تعیین مقاومت بتن با چکش اشمیت پرداخته می شود.

تست مقاومت بتن با چكش اشمیت

هدف آزمایش:

اندازه گیری خواص الاستیک مصالح یا  بدست آوردن مقاومت فشاری بتن یا سنگ و سختی سطح بتن یا سنگ استفاده میگردد.

وسایل آزمایش:

چکش اشمیت: پلانژر (میله چکش) روی نمونه قرار گرفته و با فشار دادن چکش به سنگ، به داخل بدنه فرو می رود. این عمل باعث فشرده شدن فنر داخل چکش می گردد. ضامن فنر در سطح انرژی تراکمی مشخصی آزاد شده و به وزنه ای که بالای پلانژر قرار دارد ضربه وارد می کند. ارتفاع واجهش وزنه از روی خط کش قرائت می شود و به عنوان مقیاسی برای تعیین سختی استفاده می شود. این وسیله قابل حمل بوده و در همه جا قابل استفاده است. مدلهای گوناگونی از چکش اشمیت با سطوح انرژی متفاوتی ساخته شده است. برای مثال چکش نوع L انرژی ضربه ای معادل 74/0 نیوتن متر تولید می کند.
 

سنگ سنباده جهت سائیدن سطح بتن هوازده و همچنین مسطح کردن سطح بتن
سندان یا صفحه فولادی از جنس فولاد بسیار سخت با قطر 15 سانتیمتر جهت کالیبراسیون چکش
قاعده فولادی: قاعده فولادی به وزن حدودی 20 کیلوگرم که نمونه را محکم در داخل خود نگه می دارد. نمونه های استوانه ای شکل داخل یک غلاف V شکل یا استوانه ای شکل با شعاعی برابر شعاع مغزه قرار می گیرند.
 

چکش اشمیت

روش آزمایش چكش اشمیت:

1) چکش اشمیت قبل از هر آزمایش توسط یک آنویل (سندان) استاندارد، کالیبره می شود. میانگین ده قرائت روی آنویل استاندارد محاسبه شده و از آن برای تعیین ضریب تصحیح استفاده می شود.

2) سطحی از نمونه که زیر پلانژر قرار می گیرد باید کاملا صاف و پرداخته شده باشد (چه در صحرا و چه در آزمایشگاه) این سطح و همچنین ماده سنگی زیر آن از هرگونه ناپیوستگی موضعی مربوط به توده سنگ باشد.

3) قطعات مجزا و سنگ را باید محکم به یک پایه صلب بست تا نمونه در طی آزمایش از هرگونه تکان یا لرزش محفوظ باشد.

4) مقدار سختی بدست آمده بستگی به راستای قرار گیری چکش دارد. طبق پیشنهاد ISRM بهتر است که چکش در یکی از سه وضعیت قائم به سمت بالا، افقی و یا قائم به سمت پایین قرار بگیرد.

5) در آزمایش چکش اشمیت میله یا پیستون آزاد سر چکش اشمیت بر روی سطح بتن قرار می گیرد سپس بدنه خارجی چکش اشمیت به سطح بتن فشار داده می شود تا فنر داخل دستگاه کشیده شود. چفت دستگاه هنگامی که فنر کاملا کشیده شده و چکش اشمیت به سمت سطح بتن حرکت می کند، آزاد می گردد.

چکش اشمیت به سر پیستون ضربه وارد می سازد وجرم همراه فنر بازگشت یافته و عقربه ای را با خود بر روی نواری مدرج حرکت می دهد تا از روی آن بتوان عدد بازگشت چکش اشمیت را قرائت نمود. عدد بازگشتی به سختی و جرم فنر بستگی داشته و از روی آن با تبدیلی خاص می توان سختی سطح را بدست آورد.

اساس مسئله ضربه و برگشت مربوط به تئوری گسترش موج می باشد. یک موج فشاری وقتی پلانژر با سطح برخورد می کند تولید می شود و نیروی واکنش موج فشاری دیگری تولید می کند. نسبت این دو دامنه موج با عدد بازگشت و درنتیجه با مقاومت فشاری و خمشی همبستگی خوبی دارد. – در هر سطح آزمایش 10 بار انجام شود و فاصله هرکدام از هم 2.5 سانتیمتر کمتر نباشد و چنانچه سطح بتن خرد و شکسته شود آن نتیجه قابل قبول نیست. – اعدادی که بیش از 6 واحد با میانگین فاصله دارند حذف گردد. – اگر بیش از 2 نمونه حذف شود کل آزمایش باطل است. – در صورت امکان بهتر است که از قطعات بزرگتر برای آزمایش استفاده شود. چكش اشمیت روی مغزه های 54 میلی متری یا بزرگتر و یا نمونه های بلوکی شکل که هر ضلع آنها حداقل 6 سانتی متر باشد مورد استفاده قرار می گیرد.