Jak funguje zkoušečka pevnosti betonu?

Při stavbě monolitického železobetonového rámu jakékoli kapitálové konstrukce jsou vyžadována měření pevnosti materiálů na každé instalační značce.

Bez vypracování certifikátu kvality a vystavení certifikátů nelze návrh uvést do provozu.

Pevnost betonu se zjišťuje dvěma základními způsoby – destruktivním, kdy se standardní kostky odlévají odděleně od konstrukčního prvku pro následné drcení v hydraulickém lisu, a nedestruktivním.

Při sledování kvality a pevnosti betonu jako součásti konstrukce se používají speciální metrologické přístroje. Aby bylo dosaženo očekávaného výsledku a vypracován spolehlivý závěr, je nutné prostudovat princip fungování skleometru a vlastnosti jeho použití.

Princip fungování zařízení

Skleometr je zařízení pro zjišťování pevnosti betonu, jehož princip činnosti je založen na záznamu rázového impulsu. Technologie se ve stavebnictví hojně využívá od minulého století, kdy se všude používalo primitivnější zařízení – Schmidtovo kladivo.

Sklerometry vám umožní dosáhnout následujících výsledků:

• Kontrola pevnosti betonových a železobetonových konstrukcí.
• Identifikace trhlin, velkých pórů, nevibrovaných ploch a jiných defektů na povrchu materiálu.
• Kontrola homogenity struktury betonu uloženého v konstrukci po zatvrdnutí.

Na rozdíl od mnoha jiných nedestruktivních metod sledování tvrdosti a pevnosti betonu, například odlupování, nedochází u skleometrů k povrchovému poškození konstrukce s nutností její následné obnovy.

Jak zařízení funguje?

Na trhu jsou 3 základní typy skleometrů, které se liší konstrukcí, principem činnosti a přesností konečných výsledků. Každá z těchto kategorií ovládacích zařízení je podrobně popsána níže.

Ultrazvukové

Sklerometr Spojeného království je high-tech moderní zařízení, které nezahrnuje dopad na betonový povrch.

Princip činnosti zařízení je založen na následujícím algoritmu:

• Zařízení se skládá ze dvou hlavních prvků – vysílače generujícího ultrazvukovou vlnu, která se šíří ve struktuře konstrukce, a přijímače, který signál registruje.
• Přijímač a vysílač mohou být umístěny v jednom pouzdře, nebo mohou být vyrobeny jako dvě nezávislá zařízení.
• Pro měření pevnosti a rovnoměrnosti konstrukce pomocí dvou samostatných zařízení se každé z nich aplikuje na povrch na obou stranách stěny, stropu, pylonu, sloupu nebo nosníku.
• Vysílač vyšle signál do těla konstrukčního prvku a přijímač na zadní straně jej zaregistruje.
• Při stanovení pevnosti se bere v úvahu rychlost šíření vln konstrukcí a také ztráty v důsledku absorpce signálu za přítomnosti nehomogenit uvnitř železobetonového prvku.
• Při použití kompaktního skleometru s vysílačem a přijímačem v jednom pouzdře je puls zaznamenáván odrazem vlny od překážek, dutin a zhutnění.
• Zařízení vyšší cenové kategorie jsou vybavena širokoformátovým displejem z tekutých krystalů, který zobrazuje graf detekce vad, což vám umožní získat úplný obrázek a posoudit stav konstrukce.

Ultrazvuková zařízení se vyznačují zvýšenou přesností a spolehlivostí, umožňují až 10-15 iterací za minutu v různých oblastech konstrukčního prvku.

Elektronický

Elektronický skleometr je ovládací zařízení skládající se ze dvou částí – rázové pružiny s blokem a procesoru s displejem, na kterém se zobrazují výsledky. Princip činnosti elektronických zařízení:

• Nárazový blok je vyroben ve tvaru pera nebo pistole.
• Pro aktivaci zařízení je nutné nabít pružinu, dokud západka nezapadne.
• Záznamový modul se zapíná dlouhým podržením vypínače.
• Zařízení nastavuje různé hraniční parametry v závislosti na konstrukční třídě betonu, typu konstrukce a mezním odporu povrchu plného materiálu.
• Pistole má nosnou rovinu s kontaktními body, které jsou aplikovány na povrch betonu.
• Náraz masivní ocelové koule je vyvolán poté, co operátor stiskne spoušť s pistolí v pevné poloze.
• Při nárazu dochází k elastickému odskoku, jehož velikost zaznamenává procesor.
• Na obrazovce se zobrazí hodnota odskoku v mm nebo již zpracované výsledky redukované na vypočítané hodnoty – kgf/cm 2 nebo MPa.

S ohledem na heterogenitu betonu je při měření nutné provádět kontrolní měření ve více zónách najednou na stejné konstrukci. Zařízení je optimální pro práci s jemnozrnným betonem. V případě zkoušení pevnosti těžkých materiálů s hrubým kamenivem, jehož frakce přesahuje 70 mm, může dojít k výrazným chybám.

Mechanické

Nejjednodušším zařízením pro testování pevnosti betonových povrchů nedestruktivní metodou je vylepšená verze Schmidtova kladiva.

Princip fungování je založen na provedení jednoduchého algoritmu:

• Zařízení se skládá z jediného nárazového bloku s výkonnou pružinou a záznamové stupnice.
• Před použitím se pružina uvede do napjatého stavu.
• Zařízení se aplikuje na povrch betonové konstrukce.
• Stisknutím tlačítka se pružina uvolní a tvrdá kulička narazí silou na zkušební materiál.
• Na stupnici je zaznamenána velikost pružného odskoku v mm.
• Získané hodnoty jsou interpretovány pomocí grafu nelineárního vztahu mezi velikostí odrazu a pevností konstrukce v kgf/cm 2 nebo MPa.

Odečty mechanického zařízení mohou být v závislosti na jeho konstrukci, značce a maloobchodních nákladech doprovázeny chybami, odborníci nedoporučují používat toto zařízení k vypracování oficiálního závěru.

Tabulka s přepisy čtení

Absolutní výsledek zaznamenaný skleometrem je velikost pružného odskoku v mm, na základě kterého je požadováno dekódování indikátorů.

K tomu můžete použít složitý vzorec označující nepřímou závislost naměřených hodnot. K získání přesného výsledku však stačí použít hotový nelineární graf závislosti nebo převodní tabulku jednotek uvedenou níže:

Závislost pevnosti materiálu na údajích mechanického sklerometru

Třída cementového pojiva (M) a třída stlačení betonu (B)	Vertikální dopad skleometru na zkoumaný povrch v kontrolním bodě při nárazu shora	Vertikální dopad skleometru na zkoumaný povrch v kontrolním bodě při dopadu zespodu	Horizontální dopad skleometru na zkoumaný povrch v kontrolním bodě
M100 (B7,5)	9-11	19-21	12-14
M100 (B10)	11-13	22-24	17-19
M150 (B12,5)	19-21	27-29	23-25
M200 (B15)	23-25	31-33	27-29
M250 (B20)	29-31	37-39	33-35
M300 (B22,5)	33-35	40-42	36-38
M350 (B27,5)	37-39	44-46	40-42
M400 (B30)	40-42	46-48	42-44
M450 (B35)	43-45	49-51	46-48
M500 (B40)	46-48	51-53	48-50
M600 (B45)	48-50	54-56	51-53

Při použití skleometru, na rozdíl od standardní terminologie, pevnost betonu je vyjádřena ve dvou možných hodnotách – třída a třída:

1. Stupeň představuje povrchovou pevnost, charakterizující tvrdost betonové konstrukce v rozmezí od 50 do 1000 kgf/cm2.
2. Třída je hodnota, která určuje konstrukční pevnost betonu při drcení prototypů – kostek o rozměrech 100x100x100 mm nebo 150x150x150 mm za účelem stanovení mezního odporu materiálu před destrukcí.

Závislost značky a třídy pro různé kategorie materiálů je uvedena v následující tabulce:

Stupeň materiálu určený sklerometrem pod povrchovým dopadem nárazového bloku	Porovnání skutečné jakosti betonu získaného z výsledků měření a třídy materiálu na základě stanovení fyzikálních a mechanických vlastností destruktivní metodou
	Třída betonu, dle tabulek SP 63.13330.2012	Relativní třída betonu získaná interpolací sousedních hodnot pro každou iteraci, odpovídající standardní třídě materiálu
		Těžký a lehký beton s hrubým kamenivem různé hustoty	Variační koeficient mezi třídou a jakostí betonu, %	Indikace pro pórobeton, bez hrubého kameniva	Variační koeficient mezi třídou a jakostí betonu, %
M15	V1	–	–	14,47	-3,5
M25	V1,5	–	–	21,70	-13,2
M25	V2	–	–	28,94	15,7
M35	V2,5	32,74	-6,5	36,17	3,3
M50	V3,5	45,84	-8,1	50,64	1,3
M75	V5	65,48	-12,7	72,34	-3,5
M100	V7,5	98,23	-1,8	108,51	8,5
M150	V10	130,97	-12,7	144,68	-3,55
M150	V12,5	163,71	9,1	180,85	–
M200	V15	196,45	-1,8	217,02	–
M250	V20	261,93	4,8	–	–
M300	V22,5	294,68	-1,8	–	–
M300	V25	327,42	9,1	–	–
M350	V25	327,42	-6,45	–	–
M350	V27,5	360,18	2,9	–	–
M400	V30	392,90	-1,8	–	–
M450	V35	458,39	1,9	–	–
M500	V40	523,87	4,8	–	–
M600	–	589,35	1,8	–	–
M700	V20	654,84	-6,45	–	–
M700	V21	720,32	2,9	–	–
M800	V22	785,81	-1,8	–	–

Vypočtené ukazatele uvedené v tabulkách jsou relevantní pouze při měření pevnosti betonové konstrukce po úplném vytvrdnutí – po 28 dnech po položení tekutého materiálu.

Možné chyby a na čem závisí?

Žádné metrologické zařízení používané v terénu nemůže poskytnout absolutně přesné výsledky měření. V tomto ohledu výrobci stanoví dovolené chyby, které neovlivňují bezpečný provoz kapitálové struktury.

Rozdíly závisí na následujících faktorech:

Typ sklerometru – ultrazvukové a elektronické přístroje mají extrémně nízkou chybu až 1,5% -2,0%. Mechanické přístroje s konvenční analogovou stupnicí mohou vykazovat odchylky od 5 % do 10 %.

Klimatické podmínky a teplotní a vlhkostní podmínky – většina továren umožňuje dodatečné chyby, které nepřekračují běžné limity, až do 0,5 % na každých 10 o C.

V praxi jsou sklerometry považovány za jeden z nejpřesnějších přístrojů. Většina ruských ultrazvukových nebo elektronických modelů je zahrnuta ve Státním rejstříku a mohou být využívány odbornými znaleckými orgány k vydávání oficiálních závěrů, které jsou následně poskytovány různým kompetentním orgánům, například soudu.

Závěr

Skleometry jsou vysoce přesné přístroje určené k určení skutečné pevnosti betonu položeného v konstrukci pomocí nedestruktivních metod. Existují mechanické, elektronické a ultrazvukové diagnostické přístroje, z nichž každý se liší konstrukcí, principem činnosti a přesností konečných výsledků.

Zpravidla veškeré vybavení dané kategorie registruje velikost pružného odskoku absolutně tuhého tělesa po dopadu na testovací plochu. K dešifrování naměřených hodnot použijte křivku závislosti hodnoty odrazu na síle nebo tabulkové hodnoty uvedené výše.

Pro stanovení odolnosti betonové konstrukce vůči negativním faktorům ve formě velkého zatížení se používají různá zařízení. Mezi nimi je měřič pevnosti betonu, který umožňuje určit vlastnosti materiálu pomocí různých technologií.

Jmenování

Zařízení pro měření pevnosti betonu pomáhá vypočítat maximální mechanický náraz, který cihla nebo betonový výrobek zvládne.

1. Destruktivní. Jedná se o drcení drobných betonových výrobků pod vlivem lisovacího zařízení.
2. Nedestruktivní. Tato technologie eliminuje mechanický kontakt s testovaným vzorkem a je velmi oblíbená. K provádění testů se používají zařízení s rázovým pulzem, ultrazvukové systémy nebo modely s elastickým odskokem.

Typy a vlastnosti

Pomocí přenosných zařízení můžete přesně posoudit výkonnostní parametry materiálu bez velkého úsilí a času. V závislosti na principu činnosti a funkčnosti existuje několik typů zařízení pro stanovení pevnosti betonu.

Elektronické

1. Zvýšená přesnost měření.
2. Možnost záznamu cca 5000 měření na proceduru.
3. Schopnost provádět matematické výpočty na základě předem zadaných informací.
4. Je zde možnost odeslat výsledek na externí zařízení.
5. Podpora pro řazení informací v závislosti na zadaných vlastnostech.

Elektronické modely lze klasifikovat podle konkrétního vlivu na vzorek. Systém s technologií elastického trhání je určen pro vyhodnocování výrobků od 10 cm Pulsometry vykazují minimální míru chyby 7 %.

Kombinovaná řešení kombinují nárazovou a trhací technologii, aby poskytovaly přesnější výsledky. V prodeji jsou i hydraulické lisy se 2 válci, které jsou vybaveny měřicími podpěrami s elektronickým obvodem.

Sklerometry

Taková zařízení jsou určena pro rychlou analýzu a jsou schopna vyhodnotit sílu nárazu ocelového nástroje na vzorek betonu. Jsou žádané, když neexistuje úplný seznam indikátorů pevnosti materiálu nebo když není možné použít jinou technologii měření.

1. Snadné nastavení a použití.
2. Přesnost s vysokým rozlišením.
3. Maximální rychlost vyhodnocení.

Při posuzování je důležité vzít v úvahu druh kameniva, stáří vzorku betonu a podmínky vytvrzování umělého kamene. Uživatel může ručně změnit směr síly nárazu.

mechanický

Taková stavební zařízení jsou vhodná pro lehké i těžké druhy betonu. Jejich výkonnostní charakteristiky se pohybují od 5 do 100 MPa.

1. Míra odskoku nárazového nástroje.
2. Nárazová síla.
3. Rozměry značek po dopadu.

Přípustná míra chyby dosahuje 15 %.

Ultrazvukové

Zařízení tohoto typu analyzují pevnost během procesu tvrdnutí betonové malty, zaznamenávají parametry temperování a přenosu. Měření se provádí s přihlédnutím k intenzitě zvukových vibrací šířících se po ošetřovaném povrchu.

Ultrazvukový měřič pevnosti betonu ukazuje indikátory pevnosti v těle materiálu a jeho vnějších vrstvách. Je také požadována detekce vad, provádění prací pro posouzení kvality cementování a hloubky betonáže.

Ultrazvuk se šíří rychlostí 4500 m/s. Mezi nevýhody technologie patří možné odchylky od přesných odečtů při přepočtu charakteristik.

Příklady výrobců

V Moskvě je nabízen široký výběr nástrojů pro stanovení stupně pevnosti betonu. Žádané jsou zejména výrobky tuzemské společnosti SKB Stroypribor. Oblíbené jsou také mechanismy z produkce značek Beton Pro a ADA.

IPS MG4 03

1. Jemně zrnité a těžké.
2. Struskový pemzový beton.
3. Cihelné a betonové malty.
4. Expandovaný beton.

Provoz systému je založen na impulsním působení.

1. Fyzikální a mechanické vlastnosti výrobku, které zahrnují tažnost, tvrdost a další parametry.
2. Stupeň heterogenity struktury.
3. Minimální zhutňovací plocha.

1. Možnost zadat koincidenční koeficient pro porovnání výsledku s kalibračními indikátory.
2. Možnost výběru opracovávaného povrchu.
3. Funkce pro určení třídy vzorku betonu.
4. Řada konektorů pro připojení k externím zařízením.
5. Velké množství vestavěné paměti, která vám umožní zaregistrovat 999 bodů a 15 tisíc informací.
6. 100 nastavení s ručním nastavením.

Concrete Pro Control

Zařízení Beton Pro Condtrol je určeno pro komplexní posouzení betonu na stavbě a laboratorní testování materiálu.

1. Maximální přesnost analýzy.
2. Snadné nastavení a použití.
3. Zvýšená intenzita nárazu.
4. Automatické navíjení pracovního mechanismu.
5. Široká škála nastavení a provozních režimů.

Výsledek měření je prakticky nezávislý na stáří, specifikách tvrdnutí a dalších vlastnostech povrchu betonu.

Model poskytuje 100 kalibračních závislostí, 5 směrů dopadu, možnost přiřazení charakteristik vzorku a velkou paměť pro 5 tisíc analýz. Zařízení se také připojuje k počítači a umí vytvářet schémata.

OS Onyx

Model je schopen určit pevnost a rovnoměrnost cihel nebo lehkého betonu a jedná se o typ elektronického skleometru.

1. Podpora metody řízení dvouparametrového rázového pulzu. To zaručuje vysokou přesnost měření.
2. Snadné použití, mobilita a ergonomické rozměry.
3. Vysoká přesnost měření.

Přístroj kombinuje pokročilé funkce a technologie analýzy, podporuje manuální nastavení se zavedením požadovaných parametrů a je schopen zohlednit i stáří vzorku a podmínky jeho zrání.

Vestavěná paměť glukometru zaznamenává všechny výsledky a data vzorků. Zaznamenává také koeficienty, datum a čas výzkumu a veškeré informace zobrazuje na podsvíceném displeji.

NOVOTEST IPSM U T D

Model je schopen hloubkového sledování pevnosti betonu, kompozitních materiálů a vzorků cihel, měření hloubky pórů a trhlin v materiálu, sledování hustoty a elasticity specializovaných jakostí materiálů. Kromě toho můžete pomocí zařízení odhadnout stáří betonu a také ručně zpracovat získané informace.

Výsledek měření není ovlivněn vnějšími faktory a ultracitlivý senzor eliminuje výskyt nepřesností.

S informacemi o pevnostních vlastnostech betonu můžete včas opravit betonovou konstrukci, postavit spolehlivou budovu a provádět práce na zpevnění podlah z umělého kamene. Přesné informace z měřicích přístrojů pomohou určit následné akce a výrazně zjednoduší práci stavebníků.