Zastosowanie badania wytrzymałości betonu młotkiem Schmidta

Badanie sklerometryczne młotkiem Schmidta to nieniszcząca technika oceny wytrzymałości betonu na ściskanie, polegająca na pomiarze odskoku stalowego trzpienia (bijaka) po uderzeniu sprężyną z określoną energią. Wynik odczytu, zwany liczbą odbicia, przeliczany jest z pomocą krzywych kalibracyjnych na przybliżoną wytrzymałość betonu.

Badania sklerometryczne są jedną z metod badania betonu. Inne rodzaje badania betonu pozwalają na określenie innych parametrów mieszanki betonowej i stwardniałego betonu, np. mrozoodporność czy nasiąkliwość.

Sprzęt i rodzaje młotków Schmidta

• Młotek typu N (energia uderzenia ≈ 2,21 J) – do betonu o grubości > 100 mm i standardowych konstrukcji monolitycznych czy prefabrykowanych.

• Młotek typu L (0,74 J) – do cienkich elementów lub lekkich zapraw.

• Młotek typu M (29,5 J) – do masywnych nawierzchni drogowych, lotnisk, mostów.

• Młotek typu P (wahadłowy, 0,88 J) – do materiałów o niskiej twardości (gazobeton, tynki).

Przygotowanie podłoża i warunki pomiaru

Podłoże betonowe powinno być czyste, suche, wolne od kurzu, olejów i luźnych cząstek. Nie wykonuje się pomiarów na powierzchniach: wilgotnych, bardzo chropowatych, z „rakami” ani nad zbrojeniem o otulinie < 3 cm. Pomiarów dokonuje się w temperaturze 10–35 °C, przy wilgotności powietrza < 80 %.

Procedura badania

1. Kalibracja młotka przed rozpoczęciem badań zgodnie z instrukcją producenta.

2. Wybór min. 12 punktów pomiarowych na jednym elemencie, odległość między nimi ≥ 10 cm.

3. Przyłożenie młotka prostopadle do powierzchni i wyzwolenie uderzenia bijaka.

4. Odczyt liczby odbicia po każdym uderzeniu (zalecane 6 uderzeń w jednym punkcie dla średniej).

5. Uśrednienie wyników i przeliczenie na wytrzymałość betonu z wykorzystaniem odpowiedniej korelacji lub krzywych kalibracyjnych.

Kalibracja i korelacja wyników

Aby uzyskać wiarygodne wartości wytrzymałości, wyniki sklerometryczne należy skorelowć z badaniami wytrzymałości na rdzeniach betonowych wyciętych z tej samej konstrukcji. Bez takiej kalibracji błąd pomiaru może sięgać ± 30 % wytrzymałości standardowej.

Czynniki wpływające na wynik

• Wiek i stan utwardzenia betonu

• Warunki wilgotnościowe i temperatura podczas testu

• Chropowatość i porowatość powierzchni

• Zawartość kruszywa o dużej twardości

• Skorodowane lub nierównomierne podłoże

Zastosowania

• Ocena jednorodności i klasy betonu w elementach istniejących

  • Nieniszczące badanie betonu
  • badanie betonu płyty fundamentowej
  • badanie betonu fundamentów
  • badanie betonu belek, słupów, nadproży i innych elementów konstrukcyjnych
  • badanie prefabrykatów i bloczków betonowych
  • badanie wytrzymałości betonu na ściskanie
  • badanie wytrzymałości i jakości betonu
  • ekspertyza posadzki pod regały magazynowe
  • określenie nośności posadzki betonowej i żelbetowej
  • zgłoszenie urządzenia transportu bliskiego (UTB) do UDT
  • badanie posadzki pod regały magazynowe
  • badanie betonu posadzkowego
  • ocena zgodności betonu z projektem

• Kontrola jakości betonu prefabrykowanego przed transportem

  

• Monitorowanie przyrostu wytrzymałości młodych betonów

• Diagnostyka mostów, wiaduktów i podbudów drogowych

• Weryfikacja nośności stropów, fundamentów i posadzek przemysłowych

• Wstępna ocena stanu technicznego przed renowacją lub wzmacnianiem konstrukcji

Zalety i ograniczenia

Zalety:

• Szybkość i prostota wykonania

• Brak destrukcji badanego elementu

• Możliwość wielokrotnych pomiarów w różnych punktach

Ograniczenia:

• Ograniczona głębokość oceny (3–5 cm od powierzchni)

• Wymaga kalibracji z badaniami rdzeniowymi

• Wyniki mogą być zafałszowane przez niewłaściwe podłoże lub warunki pomiaru

Normy i wytyczne

• PN-EN 12504-4:2012 „Beton – Ogólne zasady badań – Badania nieniszczące – Metoda sklerometryczna”

• PN-EN 13791 „Ocenianie wytrzymałości betonu na podstawie badań nieniszczących”

• PN-EN 12504-2 „Badania nieniszczące – Badania przewodności ultradźwiękowej i twardości powierzchniowej”

Przykłady stosowania badania sklerometrycznego

• Nieniszczące badanie wytrzymałości betonu na ściskanie

• Oznaczanie klasy betonu na podstawie twardości powierzchni metodą sklerometryczną

• Kontrola zgodności zabudowanego betonu z parametrami deklarowanymi przez dostawcę

• Weryfikacja zgodności klasy betonu z deklaracją producenta

• Kontrola jakości betonu

• Kontrola jakości betonu przy odbiorze elementów prefabrykowanych

• Badanie wytrzymałości betonu do celów ekspertyz sądowych

• Badanie wytrzymałości betonu na ściskanie w celach kontrolnych dla UDT

• Badanie posadzki magazynowej przed postawieniem regałów wysokiego składowania

• Badanie posadzki pod podnośnik samochodowy warsztatowy lub pod dźwig przemysłowy

• Ocena jednorodności betonu w konstrukcji

• Badanie betonu przed rozszalowaniem przy elementach monolitycznych

• Lokalizowanie obszarów konstrukcji, w których beton ma niższą jakość lub ulega degradacji

• Potwierdzenie klasy betonu w elementach narażonych na duże obciążenia

• Badanie posadzki betonowej dla sprawdzenia nośności warstwy wierzchniej

• Porównawcza ocena jakości jednego elementu konstrukcyjnego względem innego

• Ocena jakości betonu na budowie przed rozszalowaniem zgodnie z projektem

• In-situ badanie wytrzymałości betonu w istniejących obiektach

• Szybkie badanie elementów konstrukcyjnych dla oceny twardości powierzchni

• Ocena jednorodności mieszanki betonowej podczas wznoszenia konstrukcji

• Wstępna ocena wytrzymałości betonu w prefabrykowanych elementach na placu budowy

• Kontrola stwardnienia betonu przy usuwaniu podpór i rusztowań

• Monitorowanie przyrostu wytrzymałości betonu w pierwszych dniach dojrzewania

• Ocena wpływu warunków atmosferycznych (mróz, wilgoć) na wytrzymałość powierzchni betonu

• Kontrola jakości betonu naprawczego i zapraw wyrównawczych

• Sprawdzenie wytrzymałości betonu na obiektach zabytkowych przed konserwacją

• Weryfikacja nośności betonu w mostach i wiaduktach podczas przeglądów okresowych

• Ocena stanu technicznego stropów i płyt żelbetowych

• Ocena stanu fundamentów posadowienia maszyn i urządzeń

• Badanie betonu w fundamentach budynków podczas remontów

• Kontrola jakości betonu na elementach prefabrykowanych (płyty stropowe, belki)

• Ocena twardości betonu w konstrukcjach hydrotechnicznych (zbiorniki, kanały)

• Badanie betonu w konstrukcjach portowych i nabrzeżach

• Ocena właściwości betonu w halach przemysłowych i zbiornikach

• Kontrola jakości betonowych nawierzchni drogowych i parkingów

• Ocena wytrzymałości betonowej podpory mostowej przed naprawą

• Wstępne wykrywanie stref wysolonego betonu i korozji zbrojenia

• Ocena skuteczności impregnacji betonu po aplikacji środków ochronnych

• Kontrola betonowej obudowy tuneli i szybów

• Szybka ocena betonu w trudno dostępnych miejscach (filarach, fundamentach)

• Weryfikacja jakości betonu przy odbiorze konstrukcji zalewanych

• Ocena twardości betonu w wielopoziomowych garażach i parkingach

• Kontrola betonu w prefabrykowanych zbiornikach na chemikalia

• Badanie betonu w fundamentach i słupach turbin wiatrowych

• Ocena twardości betonu w ścianach oporowych i gabionach

• Kontrola wytrzymałości betonu w betonowych ścianach szczelnych wykopów

• Ocena jakości betonu podczas recyklingu kruszywa betonowego

• Kontrola betonu na elementach hydrotechnicznych (zapory, śluzy)

• Weryfikacja zgodności betonu z normami po wystąpieniu pęknięć

• Diagnostyka betonu po pożarze – ocena uszkodzeń powierzchniowych

• Ocena odkształceń i twardości betonu w ciągach pieszo-jezdnych

• Badanie odporności betonu na cykle zamrażania i odmrażania

• Kontrola wytrzymałości betonowych płyt lotniskowych i manewrowych

• Ocena stanu technicznego betonu w obiektach sportowych (trybuny, trybuny)

• Badanie twardości powierzchni betonowych elementów architektonicznych (fasady, detale)

• Badanie betonu w studzienkach kanalizacyjnych ciśnieniowych

• Ocena betonu w konstrukcjach odwodnień liniowych przy drogach

• Badanie betonu w stopach fundamentowych dźwigów i żurawi budowlanych - także dla potrzeb UDT

• Ocena betonu w studzienkach szczelnych oczyszczalni ścieków

• Weryfikacja betonu w elementach basenów przemysłowych na chemikalia

• Diagnostyka betonu w zbiornikach wodnych bud­ownictwa wodnego

• Kontrola betonu w fundamentach wież chłodniczych

• Kontrola betonu w nadprożach okiennych budynków mieszkalnych

• Badanie betonu w żelbetowych zbiornikach retencyjnych

• Weryfikacja betonu w prefabrykowanych ławach fundamentowych

• Ocena betonu w prefabrykowanych słupach elektroenergetycznych

• Diagnostyka betonu w betonowych strukturach wsparcia kolei linowych

• Badanie betonu w płytach podłogowych i posadzkach

• Ocena betonu w prefabrykowanych belkach podwalinowych

• Ocena betonu w prefabrykowanych kanałach odprowadzających wodę