Всем известно, что прочность бетона и железобетонных изделий – основа прочности и надёжности всего строения. Большие строительные компании и заводы в своём составе имеют лаборатории, которые и отслеживают качество бетонных изделий. Но если, к примеру, фундамент залит, а его технические характеристики под сомнением. Что делать тогда, как можно проверить прочность залитого бетонного раствора? Вариантов несколько. Один из них – применение молотка Кашкарова. В статье мастер сантехник расскажет, что это такое, из чего он состоит, почему называется молотком, и как с ним надо работать.
Молоток Кашкарова представляет собой инструмент для косвенного определения прочности бетона без разрушения или повреждения конструкции. Оценка производится методом пластической деформации – по размерам отпечатка, который получен на эталонной пластинке. Технология получения результата соответствует техническим требованиям основных нормативных документов — ГОСТ 22690-88, ГОСТ 28570-90, ГОСТ 18105-2010 и ГОСТ 10180-2012.
Молоток Кашкарова состоит из следующих деталей:
- Стального корпуса.
- С рукояткой или без.
- Ударной полусферической головки (допускается её изготовление в форме усечённого конуса), которая имеет резьбовую часть.
- Пружины с гужоном.
- Стакана.
- Закалённого шарика.
- Заострённого стержня из стали с пределом прочности не менее 415 МПа, имеющего строго определённые размеры. Обычно предлагаются комплекты таких стержней ( не менее 40) с различными механическими характеристиками, что расширяет область применения устройства.
- Сменной металлической пластинки.
Принцип действия
Основным показателем при определении прочности бетона является его предел при сжатии. Для того чтобы определить прочность материала, по испытуемому образцу необходимо ударить молотком. Удар наносится строго под углом 90 градусов. Чтобы результат был максимально приближен к реальным показателям, следует нанести не менее пяти ударов. Учтите, что на один эталонный стержень можно нанести только 4 отметины. Расстояние между ударами должно быть не менее 1,2 см.
Чтобы выяснить прочность бетона, необходимо выбрать на самом материале и на металлическом стержне молотка отметки с наибольшим диаметром. При этом отпечаток должен иметь правильную форму. Отметины с искаженным контуром не учитываются.
С помощью измерительной лупы замеряется диаметр отпечатков. Вместо лупы, здесь также можно использовать штангенциркуль. Затем нужно сложить размеры отпечатка на эталоне и на бетоне, разделить полученное число на два. Итоговый результат и покажет, какова прочность бетонного образца. При этом получившийся показатель должен лежать в диапазоне 50-500 кг/ куб. см. При определении прочности бетона с помощью молотка Кашкарова применяются таблицы, составленные экспериментальным способом.
Как правильно проводить исследование
Каждый молоток Кашкарова продается в комплекте с инструкцией по применению, в которой четко описано, как правильно применять данный измерительный инструмент.
Испытание по методу Кашкарова не зависит от силы удара и скорости, которую получают подвижные детали устройства. Не требуется также установка каких-либо дополнительных деталей. Перед испытанием стержень должен быть очищен от загрязнений и следов смазки.
Последовательность определения прочности бетона такова. По ударной головке при помощи слесарного молотка наносится серия ударов (после каждого удара молоток Кашкарова смещается на величину, немного превышающую диаметр шарика). Если после первого удара на поверхности бетона возникла сетка трещин, то испытание продолжают в другом месте конструкции.
При ударе закалённый шарик сжимает пружину и воздействует на стержень, который перемещается и деформирует эталонную пластинку, вставляемую перед испытанием с противоположной стороны корпуса. На пластине остаётся отпечаток, диаметр и глубина которого характеризуют удельное усилие, приложенное к бетону.
Возврат головки в исходное положение обеспечивается пружиной, а сила сжатия ограничивается гужоном. Ход стержня может регулироваться ввинчиванием или вывинчиванием головки в корпусе. Точность направления обеспечивается посадкой нижней части головки по внутренним поверхностям стакана и корпуса.
Неизбежные неточности метода связаны с тем, что при ударе закалённый шарик оставляет в бетоне вмятину, диаметр которой хотя и является характеристикой прочности бетона, но в то же время и ухудшает внешний вид конструкции, что не всегда приемлемо. Для минимизации погрешности рекомендуется наносить удар по наиболее гладкой части бетонной поверхности, а между шариком и бетоном иметь лист плотной бумаги.
Среднее соотношение между диаметрами трёх-четырёх отпечатков с использованием калибровочной таблицы показывает прочность бетона. Используя тарировочный график, получают:
- При пределе на сжатие от 3 до 18 МПа диаметр отпечатка составляет 3,0…1,7 мм;
- При пределе на сжатие от 18 до 60 МПа диаметр отпечатка составляет 1,6…1,1 мм.
Детализированная градация приводится в инструкции производителя молотка Кашкарова. Для повышения точности используют и дополнительные таблицы (см, например, ВСН 02-69), учитывающие марку бетона и условия его твердения. Для этого у проверяющего обязательно должны иметься данные по эталонному отпечатку dэ, полученные с использованием стационарного испытательного оборудования.
Тогда прочность бетона можно установить по следующим данным:
- d/dэ = 2,2…2,7 – 15…10 МПа;
- d/dэ = 1,9…2,2 – 19…15 МПа;
- d/dэ = 1,5…1,9 – 26…19 МПа;
- d/dэ = 1,3…1,5 – 30…26 МПа.
Здесь d – усреднённый размер отпечатка в бетонном изделии по результатам испытания, которые выполнены молотком Кашкарова.
На результат исследования пониженные температуры воздуха практически не оказывают влияния. Поэтому использовать данный измерительный инструмент разрешено при температуре окружающей среды до -20 градусов. Однако при этом температурные показатели бетона и эталонных стержней должны быть одинаковыми. Это значит, что перед исследованием, проводимым на морозе, эталонные стержни необходимо оставить на улице как минимум на 12 часов.
Преимущества и недостатки
У молотка Кашкарова есть как плюсы, так и минусы. К преимуществам использования данного инструмента относится в первую очередь легкость проводимого измерения. С таким исследованием справится даже новичок в деле строительства.
Для испытания не приходится разрушать образец, то есть исследование можно проводить прямо на готовом изделии. Это особенно важно, если предметы исследования являются крупногабаритными. Также к плюсам можно отнести стоимость прибора. Такой инструмент можно приобрести для использования в быту, например, возводя монолитный дом для себя.
Но есть у молотка Кашкарова и значительные недостатки. Погрешность прибора составляет от 12 до 20 %, что довольно много. Современные электрические склерометры дают более точные результаты. Прочность бетона определяется только в поверхностных слоях (глубиной 1 см). Как известно, эти слои часто подвержены разрушению ввиду карбонизации. Кроме того, прибор практически нечувствителен к прочности крупного заполнителя и его зерновому составу.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Молоток Шмидта (Склерометр) — назначение, виды, инструкция по применению