چکش اشمیت چیست؟ + روش کار با چکش اشمیت

تست چکش اشمیت (Schmidt Hammer) چیست؟

چکش اشمیت یک ابزار غیرمخرب برای ارزیابی مقاومت فشاری بتن است. روش کار با چکش اشمیت بدین صورت است که چکش بر روی سطح بتن قرار گرفته و با فشردن آن، یک ضربه با نیروی مشخص به سطح وارد می‌شود. میزان بازگشت پیستون چکش متناسب با سختی سطح بتن است و این مقدار بر روی مقیاس دستگاه ثبت می‌شود.

سپس با استفاده از جداول و روابط تجربی، مقاومت فشاری تقریبی بتن تعیین می‌شود. این تست به دلیل سرعت بالا، سادگی و قابلیت حمل آسان، به طور گسترده‌ای در بررسی کیفیت سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربرد چکش اشمیت چیست؟

چکش اشمیت با اندازه‌گیری میزان بازگشت یک ضربه کنترل‌شده به سطح بتن، اطلاعات مفیدی درباره سختی و یکپارچگی بتن ارائه می‌دهد. استفاده از چکش اشمیت سریع، اقتصادی و آسان است و به ویژه در بررسی سازه‌های بتنی در محل، بدون نیاز به نمونه‌گیری و تخریب بتن، اهمیت زیادی دارد. از اصلی‌ترین کاربردهای چکش اشمیت، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ارزیابی مقاومت فشاری بتن: تعیین مقاومت نسبی بتن در محل و تخمین مقاومت فشاری آن
• بررسی یکنواختی بتن: شناسایی نواحی ضعیف، ترک‌خورده یا دارای کیفیت پایین در سازه‌های بتنی
• کنترل کیفیت سازه‌های بتنی: بررسی کیفیت بتن در پروژه‌های ساختمانی و صنعتی پس از اجرا
• مقایسه کیفیت بتن در نقاط مختلف یک سازه: اطمینان از یکنواخت بودن مقاومت بتن در بخش‌های مختلف یک ساختمان
• ارزیابی بتن در سازه‌های قدیمی و تاریخی: بررسی وضعیت و میزان دوام بتن در بناهای قدیمی بدون آسیب به ساختار
• آزمایش غیرمخرب بتن در شرایط خاص: انجام تست‌های کنترل کیفی در مواردی که امکان برداشت نمونه‌های مغزه‌گیری وجود ندارد
• بررسی تاثیر شرایط محیطی بر بتن: ارزیابی تغییرات کیفیت بتن در معرض شرایط محیطی مانند رطوبت، یخ‌زدگی و عوامل شیمیایی
• کنترل کیفیت بتن در کارگاه‌های پیش‌ساخته: بررسی مقاومت قطعات بتنی پیش‌ساخته قبل از نصب
• بررسی دوام و یکپارچگی بتن در پل‌ها، تونل‌ها و سدها: اطمینان از کیفیت و مقاومت سازه‌های زیربنایی مهم
• ارزیابی کیفیت بتن در کف‌سازی و روسازی جاده‌ها: کنترل مقاومت بتن مورد استفاده در راه‌سازی و روسازی

چکش اشمیت به دلیل سادگی در استفاده و قابلیت حمل بالا، یکی از ابزارهای محبوب در میان مهندسان عمران و بازرسان سازه‌های بتنی است.

مزایای چکش اشمیت چیست؟

چکش اشمیت نیازی به تجهیزات پیچیده یا نیروی متخصص ندارد و امکان بررسی سریع وضعیت بتن را بدون نیاز به آماده‌سازی پیچیده فراهم می‌سازد. از دیگر مزایای مهم این ابزار، قابلیت استفاده در شرایط مختلف محیطی و امکان تست مکرر بدون تخریب سازه است.

در جدول زیر به بررسی کلی مزایای چکش اسمیت خواهیم پرداخت:

معایب چکش اشمیت چیست؟

چکش اشمیت با وجود مزایای فراوان، دارای محدودیت‌هایی نیز هست که می‌تواند بر دقت نتایج تاثیرگذار باشد. از جمله مهم‌ترین مشکلات این روش، وابستگی نتایج به عوامل محیطی، شرایط سطح بتن و عدم ارائه اطلاعات دقیق درباره مقاومت درونی بتن است. علاوه بر این، این روش برای تمامی انواع بتن مناسب نیست و نیاز به کالیبراسیون دقیق دارد تا نتایج قابل اعتماد باشند.

در ادامه معایب چکش اشمیت را به صورت کلی توضیح خواهیم داد:

در تست چکش اشمیت از چه وسایلی استفاده می شود؟

در تست چکش اشمیت، از چند ابزار اصلی برای انجام صحیح آزمایش و تضمین دقت نتایج استفاده می‌شود. هر یک از این وسایل نقش مهمی در کالیبراسیون، آماده‌سازی سطح و اجرای تست دارند.

• چکش اشمیت (چکش بازتاب): دستگاه اصلی تست که شامل فنر، پیستون و نشانگر میزان بازگشت ضربه است و برای اندازه‌گیری سختی سطح بتن استفاده می‌شود.
• سندان فولادی مرجع: یک قطعه فولادی استاندارد که برای کالیبراسیون و بررسی صحت عملکرد چکش اشمیت به کار می‌رود. این سندان تضمین می‌کند که دستگاه به درستی تنظیم شده و نتایج دقیق‌تری ارائه می‌دهد.
• سنگ سایش: برای صاف و هموار کردن سطح بتن قبل از انجام آزمایش استفاده می‌شود. این ابزار کمک می‌کند تا تاثیر زبری یا پوشش‌های سطحی بر نتیجه تست کاهش یابد.

استفاده صحیح از این وسایل باعث افزایش دقت و اطمینان در نتایج تست چکش اشمیت خواهد شد.

سطح بتن پیش از انجام آزمایش چکش اشمیت باید دارای چه ویژگی هایی باشد؟

برای رسیدن به بهترین نتیجه و دستیابی به نتایج دقیق و قابل‌اعتماد در تست چکش اشمیت، سطح بتن باید دارای شرایط مناسبی باشد. هرگونه زبری، آلودگی یا پوشش اضافی می‌تواند بر مقدار بازگشت چکش و در نتیجه بر تخمین مقاومت فشاری تاثیرگذار باشد؛ به همین دلیل، سطح بتن قبل از انجام آزمایش باید ویژگی‌های زیر را داشته باشد:

• صاف و هموار باشد: سطح بتن نباید دارای برآمدگی یا فرورفتگی باشد، زیرا این موارد می‌توانند باعث انحراف در نتیجه آزمایش شوند. در صورت لزوم، از سنگ سایش برای صاف کردن سطح استفاده می‌شود.
• فاقد پوشش اضافی باشد: رنگ، گچ، چربی، گرد و غبار و سایر پوشش‌های سطحی باید قبل از تست از بین بروند تا ضربه مستقیماً به بتن وارد شود.
• خشک باشد: وجود رطوبت زیاد در سطح بتن می‌تواند بر میزان بازگشت چکش تاثیر بگذارد و نتایج را غیرقابل‌اعتماد کند.
• فاقد ترک یا آسیب‌دیدگی باشد: نواحی ترک‌خورده یا آسیب‌دیده نباید برای آزمایش انتخاب شوند، زیرا این بخش‌ها مقاومت واقعی بتن را نشان نمی‌دهند.
• دارای ضخامت کافی باشد: اگر بتن بیش از حد نازک باشد یا روی یک لایه ناپایدار قرار گرفته باشد، ممکن است نتایج تست دقیق نباشد. در بتن‌های مسلح، ضخامت پوشش بتنی روی میلگردها نیز اهمیت دارد.
• محکم و پایدار باشد: نباید بر روی سطوح متزلزل یا قطعاتی که به‌خوبی در جای خود محکم نشده‌اند آزمایش انجام داد، زیرا این امر بر میزان بازگشت چکش تاثیر می‌گذارد.

با رعایت این شرایط، می‌توان دقت تست چکش اشمیت را افزایش داد و نتایج قابل‌اعتمادی به دست آورد.

مراحل انجام آزمایش چکش اشمیت چگونه است؟

برای انجام صحیح آزمایش چکش اشمیت و دستیابی به نتایج دقیق، باید مراحل زیر به ترتیب اجرا شوند:

مفهوم عدد بازگشت چکش در تست چکش اشمیت

عدد بازگشت یا Rebound Number در تست چکش اشمیت به مقدار مقدار عددی گفته می‌شود که پس از برخورد پیستون چکش به سطح بتن و بازگشت آن، روی مقیاس دستگاه نمایش داده می‌شود. این عدد نشان‌دهنده میزان سختی سطح بتن است و به‌طور غیرمستقیم با مقاومت فشاری بتن ارتباط دارد. عوامل مؤثر بر عدد بازگشت چکش اشمیت عبارتند از:

• مقاومت فشاری بتن: بتن سخت‌تر، عدد بازگشت بالاتری دارد.
• رطوبت سطح بتن: بتن مرطوب عدد بازگشت کمتری نسبت به بتن خشک نشان می‌دهد.
• سن بتن: بتن تازه عدد بازگشت کمتری نسبت به بتن کهنه و سخت شده دارد.
• زاویه نگه‌داشتن چکش اشمیت: زاویه ضربه‌زدن بر مقدار بازگشت تاثیر دارد و باید در محاسبات لحاظ شود.
• وجود میلگرد در بتن: نزدیک بودن به میلگرد ممکن است باعث افزایش کاذب عدد بازگشت شود.
• زبری یا صافی سطح بتن: سطح صاف‌تر نتایج دقیق‌تری ارائه می‌دهد، درحالی‌که سطح زبر می‌تواند باعث تغییر عدد بازگشت شود.

منظور از تفسیر عدد بازگشت چکش اشمیت هم به شرح زیر است:

• مقدار بازگشت بالاتر → نشان‌دهنده بتن سخت‌تر و احتمالاً مقاومت فشاری بالاتر است.
• مقدار بازگشت پایین‌تر → نشان‌دهنده بتن نرم‌تر یا با مقاومت فشاری کمتر است.

برای تبدیل عدد بازگشت به مقاومت فشاری بتن، از جدول‌های استاندارد چکش اشمیت استفاده می‌شود. این جدول‌ها مقادیر عدد بازگشت را به مقاومت فشاری تقریبی (بر حسب مگاپاسکال) تبدیل می‌کنند.

نحوه محاسبه مقاومت بتن با چکش اشمیت

برای تعیین مقاومت فشاری بتن با استفاده از چکش اشمیت، ابتدا عدد بازگشت را از آزمایش استخراج کرده و سپس با استفاده از جدول‌های استاندارد، مقدار تقریبی مقاومت فشاری بتن را محاسبه می‌کنیم. در ادامه مراحل انجام این کار را توضیح خواهیم داد.

انتخاب نقاط آزمایش:

• حداقل 10 نقطه مناسب بر روی سطح بتن انتخاب کنید.
• از آزمایش در محل‌های ترک‌خورده، روی میلگرد یا لبه‌های سازه خودداری کنید.

انجام تست و ثبت اعداد بازگشت:

• چکش اشمیت را به‌طور عمود بر سطح بتن نگه دارید.
• چکش را روی هر نقطه فشار دهید و مقدار عدد بازگشت را از دستگاه بخوانید.
• مقادیر به‌دست‌آمده را ثبت کنید.

محاسبه میانگین عدد بازگشت:

• پس از ثبت داده‌ها، مقادیر خیلی بالا یا خیلی پایین را حذف کنید.
• میانگین اعداد باقی‌مانده را محاسبه کنید.

اصلاح عدد بازگشت بر اساس زاویه تست:

اگر آزمایش در زاویه‌ای غیر از حالت افقی انجام شده باشد، مقدار اصلاحی را از جداول مخصوص تصحیح کنید.

مقایسه عدد بازگشت با جداول استاندارد:

با استفاده از جدول استاندارد چکش اشمیت، میانگین عدد بازگشت را به مقاومت فشاری بتن (بر حسب مگاپاسکال یا کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) تبدیل کنید.

اعمال ضرایب اصلاحی در شرایط خاص:

در صورت وجود رطوبت، نوع خاص بتن (سبک یا سنگین)، یا اثرات محیطی، ضریب اصلاحی مطابق استانداردها اعمال شود.

در ادامه نمونه جدول تبدیل عدد بازگشت به مقاومت فشاری بتن، آورده شده است:

نکات مهمی که در این مورد باید به آن توجه داشته باشید:

• نتایج چکش اشمیت تقریبی است و نباید جایگزین روش‌های دقیق‌تر مانند مغزه‌گیری شود.
• بتن با سنگدانه‌های درشت، بتن سبک یا بتن مسلح با پوشش نازک ممکن است نیاز به ضرایب اصلاحی داشته باشد.
• آزمایش باید مطابق با استانداردهای معتبری مثل ASTM C805 یا EN 12504-2 انجام شود.

با رعایت این روش، می‌توان مقاومت فشاری تقریبی بتن را با چکش اشمیت تعیین کرد و کیفیت بتن را ارزیابی نمود.

گزارش نتایج آزمایش چکش اشمیت شامل چه مواردی می باشد؟

گزارش نتایج آزمایش چکش اشمیت باید شامل اطلاعات دقیق و کاملی باشد تا امکان ارزیابی و تحلیل درست از کیفیت بتن فراهم شود. مواردی که باید در گزارش آزمایش چکش اشمیت ذکر شوند را در ادامه توضیح خواهیم داد.

• تاریخ و زمان آزمایش: تاریخ و زمان دقیق انجام آزمایش برای مستند‌سازی و مقایسه با سایر آزمایش‌ها و نتایج قبلی.
• ابعاد عضو مورد آزمایش: ابعاد و اندازه دقیق سطح بتن آزمایش‌شده (طول، عرض، ضخامت) برای درک بهتر شرایط و ویژگی‌های سطحی که آزمایش بر روی آن انجام شده است.
• مشخصات چکش مورد استفاده: شماره سریال چکش و مدل دستگاه. این اطلاعات برای شناسایی دستگاه و اطمینان از کالیبره بودن آن مهم است. اطلاعات مربوط به وضعیت دستگاه، نظیر کالیبراسیون و تاریخ آخرین کالیبراسیون چکش نیز می‌تواند مفید باشد.
• زاویه چکش حین آزمایش: زاویه قرارگیری چکش در هنگام آزمایش، چرا که این عامل می‌تواند تاثیر زیادی بر نتایج آزمایش داشته باشد. چکش باید به‌طور عمود بر سطح بتن قرار گیرد، مگر در شرایط خاص که اصلاحات انجام شود.
• میانگین اعداد قرائت شده: میانگین اعداد بازگشتی از 10 یا بیشتر نقاط آزمایش (در صورت نیاز) ولی توجه به اینکه برخی اعداد به دلیل نواقص و خطاهای احتمالی باید از مجموعه داده‌ها حذف شوند.
• نکات مهم از جمله اعداد حذف شده: ذکر هرگونه عدد بازگشتی که به دلایل خاص (مثل نزدیک بودن به میلگرد، ترک‌ها، سطح زبر یا آسیب‌دیدگی) حذف شده است. توضیح درباره هرگونه مشکل یا مورد غیرمعمولی که ممکن است بر نتایج تاثیر گذاشته باشد.
• نتایج آزمایش شامل: مقاومت مشخصه بتن مورد آزمایش: مقاومت فشاری تقریبی بتن با استفاده از جدول استاندارد چکش اشمیت. این مقدار معمولاً بر حسب مگاپاسکال MPa یا کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع kg/cm² بیان می‌شود.

در جدول زیر یک نمونه گزارش آزمایش چکش اشمیت توضیخ داده شده است:

قیمت چکش اشمیت چقدر است؟

قیمت چکش اشمیت به عواملی مثل مدل، ویژگی‌ها و برند دستگاه بستگی دارد و می‌تواند متغیر باشد. به‌طور کلی قیمت این دستگاه‌ها می‌تواند به عوامل زیر بستگی داشته باشد:

• نوع و مدل دستگاه: چکش‌های اشمیت انواع مختلفی دارند، مانند مدل‌های دیجیتال یا آنالوگ که می‌تواند تاثیر زیادی بر قیمت داشته باشد.
• دقت و ویژگی‌های اضافی: برخی از چکش‌های اشمیت قابلیت‌های اضافی مانند ذخیره‌سازی داده‌ها، اتصال به دستگاه‌های جانبی، یا نمایشگرهای پیشرفته دارند که باعث افزایش قیمت می‌شود.
• برند: برندهای معتبر و شناخته‌شده معمولاً قیمت‌های بالاتری دارند.
• محدوده استفاده: برخی از مدل‌ها برای استفاده در محیط‌های خاص مانند آزمایشگاه‌ها یا کارگاه‌ها طراحی شده‌اند و ممکن است قیمت بیشتری داشته باشند.
• موقعیت جغرافیایی: قیمت‌ها می‌توانند بسته به منطقه جغرافیایی و شرایط بازار متفاوت باشند.

برای دریافت قیمت دقیق‌تر، توصیه می‌شود با تأمین‌کنندگان تجهیزات آزمایشگاهی یا فروشندگان معتبر در تماس باشید تا قیمت‌ها را با توجه به نیاز خود بررسی کنید.

کلام پایانی

آزمایش چکش اشمیت یکی از ابزارهای سریع و غیرمخرب برای ارزیابی کیفیت بتن و پیش‌بینی مقاومت فشاری آن است. این روش به دلیل سادگی، هزینه کم و قابلیت انجام در محل، کاربرد گسترده‌ای در صنعت ساخت و ساز دارد. با وجود در نظر گرفتن تمامی این موارد، با این حال، نتایج آن باید به‌عنوان ارزیابی اولیه در نظر گرفته شود و برای دقت بیشتر، آزمایش‌های مکمل مانند مغزه‌گیری باید انجام شود. همچنین، توجه به شرایط سطح بتن، کالیبراسیون دقیق دستگاه و رعایت استانداردها برای دستیابی به نتایج معتبر بسیار مهم است.