Молоток кашкарова инструкция по применению

Определение качества готовых бетонных изделий часто предполагает измерение их прочности. К сожалению, в отличие от металлов, бетон не является однородной структурой, к тому же он достаточно хрупок. Поэтому прямые измерения механических характеристик данного материала либо требуют специальных лабораторных исследований, либо характеризуются большой погрешностью, достигающей 70…75 %. Разумным компромиссом при неразрушающем контроле качества бетона является применение молотка Кашкарова.

Устройство и принцип действия

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.

Компактность инструмента и простота метода (при сравнительно высокой точности и воспроизводимости результатов) предопределили широкое использование молотка конструкции Кашкарова в сравнении с приспособлениями аналогичного назначения (имеются в виду молоток Шмидта, молоток Физделя и пр.).

Молоток Кашкарова состоит из следующих деталей:

1. Стального корпуса.
2. Обрезиненной рукоятки.
3. Ударной полусферической головки (допускается её изготовление в форме усечённого конуса), которая имеет резьбовую часть.
4. Пружины с гужоном.
5. Стакана.
6. Закалённого шарика.
7. 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.
8. Сменной металлической пластинки.

Достоинством конструкции является независимость полученного результата от условий проведения испытания.

Инструкция по применению

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 d_э, полученные с использованием стационарного испытательного оборудования.

Тогда прочность бетона можно установить по следующим данным:

• d/d_э = 2,2…2,7 – 15…10 МПа;
• d/d_э = 1,9…2,2 – 19…15 МПа;
• d/d_э = 1,5…1,9 – 26…19 МПа;
• d/d_э = 1,3…1,5 – 30…26 МПа.

Здесь d – усреднённый размер отпечатка в бетонном изделии по результатам испытания, которые выполнены молотком Кашкарова.

Особенности молотков Кашкарова

В строительстве довольно часто приходится определять прочность бетона. Особенно это касается несущих конструкций зданий. Прочность бетона гарантирует не только долговечность строения. От нее зависит и максимальная масса, которой можно нагрузить объект. Одним из способов определения данного показателя является использование молотка Кашкарова. О том, что собой представляет данный инструмент, а также как им правильно пользоваться, и пойдет речь в статье.

Что это такое?

Молоток Кашкарова – это измерительный прибор, который способен определить показатель, указывающий прочность бетона на сжатие путем пластических деформаций. Несмотря на то что данный прибор дает довольно неточные показатели, он часто применяется на строительных площадках, где производятся монолитные работы, а также на заводах железобетонных конструкций.

Такая конструкция молотка позволяет практически полностью убрать влияние силы удара на бетонный образец. При этом отпечаток от удара остается сразу и на испытуемом бетоне, и на эталонном стержне.

Эталонные стержни изготавливаются из стальной заготовки горячей прокатки, из которой производят арматуру. Используются ВстЗсп и ВстЗпс, которые соответствуют ГОСТ 380. Образцы обладают временным сопротивлением разрыву. Стержни проходят проверку на заводе-изготовителе.

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. Чтобы проверить прочность бетона при помощи молотка Кашкарова, вам требуется выбрать участок бетонного объекта размером 10х10 см. Он должен быть ровным, без выемок и бугорков, должны отсутствовать видимые поры. Отступ от края изделия должен составлять более 5 см.

Нужно взять молоток Кашкарова, вставить в соответствующий паз эталонный стержень острым концом внутрь. На выбранный участок бетона следует уложить чистый листок бумаги и кусочек «копирки». Затем нужно ударить молотком по заготовке, как описано выше. После каждого удара следует продвигать эталон на новый участок и заменять лист бумаги. Следующий удар должен приходиться на новое место (на расстоянии от предыдущего более 3 см).

На следующем шаге нужно замерить отпечатки. Если разница полученных показателей составляет более 12%, следует все исследования повторить заново. Исходя из полученных показателей определяется класс бетона, при этом выбирается наименьший из получившихся показателей.

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 процентов, 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.

Где купить?

Купить молоток Кашкарова можно в одном из специализированных магазинов, продающих различные измерительные приборы. Также его можно заказать в интернет-магазине аналогичной направленности. Стоимость данного прибора – от 2500 рублей. При этом дополнительно к инструменту необходимо будет приобрести эталонные стержни, комплект из десяти штук которых обойдется вам в 2000 рублей.

Больше о молотках Кашкарова смотрите в видео ниже.

Научно-исследовательский институт
организации и управления в строительстве
при Московском
инженерно-строительном институте
им. В.В. Куйбышева Минвуза СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ
ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
ЭТАЛОННЫМ МОЛОТКОМ
КАШКАРОВА
по ГОСТ
22690.2-77

Москва Стройиздат 1985

В Рекомендациях развивается и
дополняется метод определения прочности бетона эталонным молотком,
регламентированный ГОСТ
22690.2-77 «Бетон тяжелый. Метод определения прочности эталонным молотком
Кашкарова».

Рассмотрены вопросы,
связанные с применением неразрушающего контроля при определении прочности
бетона эталонным молотком на заводах железобетонных изделий, домостроительных
комбинатах, в монолитных конструкциях и сооружениях в сельском и промышленном
строительстве; даны рекомендации по оценке результатов испытаний в летних и
зимних условиях.

Рекомендации разработаны
НИИОУС при МИСИ им. В.В. Куйбышева (д-р техн. наук Т.Н. Цай, кандидаты техн.
наук К.П. Кашкаров, А.Ф. Котлов и Н.В. Свечин).

Предназначены для
инженерно-технических работников заводских, построечных и центральных
лабораторий, трестов Оргтехстрой и других организаций, а также могут быть
использованы в качестве учебного пособия для институтов и техникумов
строительного профиля.

Табл. 13, ил. 12.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Метод определения прочности на сжатие
бетона эталонным молотком Кашкарова основан на зависимости между прочностью
бетона Rф и величиной
косвенной характеристики прочности бетона H. В качестве
косвенной характеристики прочности бетона принимается соотношение диаметров
отпечатков на бетоне и стальном эталонном стержне.

Метод применим для
определения прочности бетона в диапазоне 4,9 — 49 МПа (50 — 500 кгс/см²).

1.2. Прочность бетона определяется по
предварительно установленным экспериментально градуировочным зависимостям между
прочностью на сжатие бетонных образцов, испытанных по ГОСТ
10180-78, и ее косвенной характеристикой.

1.3. Результаты испытания эталонным молотком
не зависят от силы удара молотка по бетону, от положения и массы испытываемой
конструкции.

Существенным фактором,
влияющим на связь между прочностью бетона R^ф и характеристикой H, является
свойство поверхностного, примыкавшего к опалубке, слоя бетона.

1.4. Прочность бетона рекомендуется определять
приборами механического действия, как правило, при положительной температуре
бетона. Допускается определение прочности бетона эталонным молотком при
отрицательной температуре наружного воздуха, если эталонные стержни и
испытываемые бетонные конструкции находятся в одинаковых температурных
условиях. Методика таких испытаний приведена в прил. I настоящих Рекомендаций.

2.1. Для определения прочности бетона на
сжатие применяют эталонный молоток Кашкарова и эталонные стержни (рис. 1).

2.2. Твердость индентора (шарика) диаметром от
15 до 16,7^*, измеренная на приборе Роквелла, должна быть не менее HRC 60 при параметре шероховатости его поверхности R_a £ 0,32 мкм по ГОСТ 2789-73
с изм. Допускается увеличение параметра шероховатости индентора при
эксплуатации эталонного молотка до 5 мкм.

_____________

^* Величина диаметра уточнена в соответствии с поправкой к п.
2.1 ГОСТ
22690.2-77, опубликованной в ИУС № 5 1980 г.

Рис. 1.
Конструкция эталонного молотка

1 — испытываемый бетон; 2 — индентор (шарик); 3
— эталонный стержень; 4 — стакан; 5 — пружина; 6 — корпус;
7 — головка

2.3. Эталонные молотки снабжаются шариками с
неповрежденной никелировкой по ГОСТ 2789-73
с изм. При эксплуатации молотка никелировка шарика, как правило, повреждается,
поэтому при отсутствии возможности замены шарика новым градуировочную
зависимость Н — R^ф необходимо проверить вновь.

2.4. Эталонные стержни изготовляются на
токарном станке из круглой прутковой стали, не имеющей следов ржавчины, марки
ВСт3сп2 или ВСт3пс2, диаметром 12 или 10 мм с учетом рекомендаций п. 2.12. Дополнительной обработки
прутков, кроме их очистки от окалины, не требуется. Длина эталонных стержней
должна быть 100 — 150 мм.

В соответствии с ГОСТ
22690.2-77 эталонные стержни рекомендуется изготовлять из стали, имеющей
временное сопротивление разрыву 412 — 451 МПа (42 — 46 кгс/мм²). При
отсутствии прутков, удовлетворяющих этому требованию, допускается изготовлять
эталонные стержни из прутков с другими временными сопротивлениями разрыву, но
удовлетворяющими требованию ГОСТ 1497-73 с изм. для стали
ВСт3сп2 или ВСт3пс2. Методика корректировки результатов испытаний при
использовании эталонных стержней с разными временными сопротивлениями разрыву,
а также методика поверки эталонных стержней приведены в прил. 2 настоящих Рекомендаций.

2.5. При хранении эталонных стержней
рекомендуется на них наклеивать бирки с указанием временного сопротивления
разрыву и покрывать бескислотной смазкой, при этом температура воздуха в
помещении должна быть положительной.

2.6. Эталонный стержень перед испытанием
очищается от смазки и устанавливается в эталонный молоток между шариком и
хвостовиком головки (см. рис. 1).
Контакт между индентором и стержнем обеспечивается пружиной.

2.7. Для измерения отпечатков на бетоне и
эталонном стержне рекомендуется применять угловой масштаб (рис. 2), изготовляемый из стандартных
мерительных линеек, на которых цифры 10, 11, 12 и т.д. заклеиваются и вместо
них проставляются 0, 1, 2, 3 и т.д.; допускается использовать лупу с
измерительной линейкой или другой инструмент, позволяющий производить замеры с
точностью до 0,1 мм.

2.8. В соответствии с решением Управления
государственных испытаний и надзора средств измерений Госстандарта СССР
поверительные испытания эталонного молотка как прибора, не имеющего шкалы, не
делаются, а поверке подлежат только физико-механические свойства эталонных
стержней.

2.9. Эталонные молотки серийного изготовления
должны укомплектовываться угловым масштабом (или другим измерительным
инструментом), 10 запасными инденторами (шариками), эталонными стержнями и
эталономером. Число эталонных стержней может зависеть от требований заказчика,
но не должно быть менее 40.

Эталонные молотки
изготовляются и ремонтируются по рабочим чертежам, выполненным по системе ЕСКД
и ТУ, согласованным с Госстандартом СССР.

2.10. Чертеж молотка, приведенный в ГОСТ
22690.2-77, не имеет размеров, поэтому использование его для изготовления и
ремонта эталонных молотков не допускается.

2.11. Ремонт эталонных молотков производится в механических цехах или
мастерских ведомственного подчинения. При повреждении ручки молотка ее следует заменить на
новую с расширенным местом приварки к корпусу (рис. 2, 3 прил. 3).

Рис. 2. Угловой
масштаб

1 — приклеенная бумага; 2 — клейкая прозрачная пленка

2.12. В эталонных молотках, рассчитанных на использование
стержней диаметром 10 мм для перехода на стержни диаметром 12 мм в стакане
расширяется прорезь до ширины 12,3 мм и укорачивается на 2 мм хвостовик головки
(рис. 4 прил. 3).

При проскакивании шарика в
отверстие его допускается заменить на другой — с большим диаметром (до 16,7 мм)
или изготовить новый стакан (рис. 5
прил. 3).

3. ИСПЫТАНИЕ ПРОЧНОСТИ
БЕТОНА ЭТАЛОННЫМ МОЛОТКОМ.

3.1. При испытании эталонным молотком бетонных
образцов и конструкций удары наносятся по поверхностям, примыкавшим к
металлическим стенкам формы. Испытываемая поверхность должна быть чистой.
Затвердевшее цементное молоко на испытываемых участках не удаляется, и шлифовка
поверхности бетона абразивными
материалами, как правило, не производится, так как это может снизить точность
метода.

Рис. 3. Способы
испытания бетона

А — нанесение ударов
эталонным молотком; Б — нанесение ударов на узких ребрах конструкции

Рис. 4.
Перемещение стержня

а — до удара; б — после
удара

Допускается шлифовка
поверхностей, распалубка которых производится немедленно после формовки, как,
например, у многопустотных настилов.

Удары молотком наносят
способами А и Б (рис. 3)
с такой силой, чтобы размеры отпечатков на эталонном стержне получились не
менее 2,5 мм и не возникали в бетоне трещины. При испытаниях способом Б по
головке эталонного молотка наносят удары обычным молотком массой около 1 кг.

3.2. После каждого удара отпечаток на
поверхности бетона очерчивается и нумеруется карандашом.

3.3. Перед нанесением следующего удара
стержень не вынимают из молотка, а зажимают пальцами на расстоянии 10 — 12 мм
от края стакана и передвигают (рис. 4)
на это расстояние до упора пальцев в стакан.

3.4. После выполнения серии ударов на
намеченном участке измеряют диаметры отпечатков на бетоне. Эталонный стержень
вынимают из молотка и поверхность его по линии только что полученных отпечатков
подшлифовывают (для их отчетливости) тупым ножом или использованным стержнем.
После этого замеряют размеры наибольших диаметров отпечатков (эллипсов).

3.5. Отпечатки неправильной формы на бетоне,
образовавшиеся от косого удара или удара по крупному заполнителю или пустоте,
отбраковывают, при этом отбраковывают и соответствующие парные с ними отпечатки
на эталонном стержне (они помечаются напильником) и вместо них делают новые
отпечатки.

3.6. Измеряют отпечатки на бетоне и на
эталонном стержне с погрешностью до 0,1 мм. При использовании углового масштаба
каждое нанесенное на нем деление в миллиметрах читается как 0,1 мм. Угловой
масштаб надвигают на отпечаток так, чтобы он занимал симметричное положение по
отношению к наибольшему размеру отпечатка на эталонном стержне или на бетоне. В
месте касания к отпечатку значения делений линеек должны совпадать.

3.7. Для каждого образца или участка испытания
на конструкции суммируют размеры отпечатков на бетоне и соответственно на
эталонном стержне и находят величину косвенной характеристики прочности бетона H:

Н = åd_б/åd₀,                                                                    (1)

где åd_б и åd₀ — сумма диаметров отпечатков
соответственно на бетоне и эталонном стержне.

3.8. Ряд отпечатков на эталонном стержне для
определения прочности бетона на одном образце или участке конструкции помечают
насечкой напильником сразу после их замера. На одном стержне (поворачивая его)
можно произвести до 25 — 40 испытаний по четырем образующим линиям.

4. ПОСТРОЕНИЕ ГРАДУИРОВОЧНЫХ
ЗАВИСИМОСТЕЙ

4.1. Градуировочную зависимость рекомендуется
строить по результатам испытания не менее 20 серий контрольных образцов.

4.2. Для построения градуировочной зависимости
используют контрольные образцы-кубы с ребрами размером 150 мм, отвечающие
требованиям ГОСТ 10180-78
или кубы с ребрами размером 100 мм, используемые для контроля прочности бетона
данной конструкции¹.

______________

¹ Прочность контрольных кубов приводится по ГОСТ
10180-78 применительно к кубам с ребрами размером 150 мм.

4.3. Образцы должны иметь одинаковые состав,
продолжительность и условия твердения с бетоном, применяемым для изготовления
контролируемых конструкций. Смазка, вид, интенсивность и толщина форм для
образцов должны соответствовать смазке форм для изготовляемых конструкций. Для
распространения градуировочной зависимости в более широком диапазоне изменения
прочности целесообразно изготовлять до 40 % образцов с отклонением по
цементно-водному отношению до ±0,4.

Для приготовления основной
части образцов берут пробы из бетонной смеси для бетонирования конструкций в
течение не менее двух недель в разные смены. Образцы с другими цементно-водными
отношениями, обеспечивающими большую или меньшую прочность по сравнению с
требуемой, изготовляют на бетономешалке в лаборатории.

Образцы подвергаются такому
же режиму твердения как и конструкции.

4.4. Для контроля передаточной прочности
бетона предварительно напряженных конструкций градуировочная зависимость должна
быть построена в горячих образцах. Образцы после распалубки должны испытываться
эталонным молотком не позднее 5 мин, а под прессом — 10 мин.

4.5. Эталонные стержни и испытываемые бетонные
конструкции должны находиться в одинаковых температурных условиях. При
испытании прочности бетона при отрицательной температуре наружного воздуха
зимой или при положительной температуре (30 — 40 °С) летом эталонные стержни
должны находиться около конструкций не менее 30 мин.

4.6. Образцы, испытываемые эталонным молотком,
устанавливают на массивное основание (фундамент, кирпичная кладка). На каждом из них делают не менее 5
отпечатков. При этом расстояния между точками, в которых наносят удары, и от
точек до ребра образца должны быть соответственно не менее 30 и 35 мм.

При использовании
образцов-кубов с ребрами размером 100 мы на одной стороне рекомендуется сделать
не более 4 отпечатков. Бели прочность в них будет менее 14,7 МПа (150 кгс/см²),
необходимо сделать по одному отпечатку в центре каждой стороны, примыкавшей к
стенке формы. Удары эталонным молотком следует наносить способом Б.

4.7. После осмотра образцы с трещинами
отбраковывают, измеряют отпечатки на бетоне и на эталонном стержне и испытывают
образцы на сжатие в соответствии с ГОСТ 10180-78.

4.8. Из полученных результатов испытаний
образцов эталонный молотком и под прессом отбраковывают анормальные результаты
согласно прил. 3 ГОСТ
22690.0-77.

4.9. Влажность бетона на испытываемом участке
не должна отличаться от влажности бетона образцов, испытанных при построении
градуировочной зависимости, более чем на 30 %.

4.10. Примеры построения градуировочной
зависимости приведены в прил. 4.
Допускается также графический метод построения градуировочной зависимости.

4.11. Достоверность построенной градуировочной
зависимости оценивается по среднему квадратичному отклонению S_т и коэффициенту эффективности F_эф.

4.12. Среднее квадратичное отклонение
градуировочной зависимости S_т вычисляется по формуле

                                              (2)

где  и  — средние прочности бетона в i-ой серии образцов, определенные соответственно при испытании
образцов на прессе и неразрушающим методом; N_т — число серий образцов, использованных для
построения градуировочной зависимости.

4.13. Коэффициент эффективности градуировочной
зависимости F_эф вычисляется по формуле¹

_____________

¹ Рекомендуется при этом пользоваться микрокалькулятором.

                                                            (3)

где S_о —
среднее квадратичное отклонение фактической средней прочности бетона серии
образцов, испытанных на прессе, определяемое по формуле

                                             (4)

где  — средняя прочность бетона образцов, использованных для
построения градуировочной зависимости, вычисляемая по формуле

                                                                          (5)

Градуировочная зависимость
должна иметь коэффициент эффективности F_эф не менее 2 и среднее квадратичное
отклонение S_т не более 12 % фактической средней прочности бетона по всем сериям
образцов, используемых для построения зависимости .

Рис. 5.
Унифицированная градуировочная зависимость; Н — прочность в кубах с
длиной ребра 150 мм

Примечание. При промежуточных значениях Н определяют R^н.у интерполяцией.

4.14. При F_эф < 2 или  указанную зависимость можно
использовать только для определения ориентировочных значений прочности бетона в
конструкциях.

4.15. Примеры вычислений S_т и F_эф
приведены в прил. 4.

4.16. Градуировочную зависимость рекомендуется
устанавливать не реже двух раз в год и каждый раз — при изменении материалов,
применяемых для приготовления бетона и технологии изготовления конструкций.

4.17. Унифицированная зависимость Н — R^н.у
(рис. 5), построенная на основе
испытаний 147 серий контрольных кубов, изготовленных из бетонной смеси,
выпускаемой заводами ЖБИ Москвы, приведена в следующей таблице:

Эта смесь изготовлялась из
кварцевого песка средней крупности известнякового, доломитового и гранитного
щебня, при Ц/В от 3 до 1, с термообработкой при температуре 80 — 90 °С,
естественном твердении и при использовании эмульсионной смазки для форм.

4.18. Унифицированная зависимость (см. рис. 5 и таблицу), приведенная к кубам с
ребрами размером 150 мм может быть использована для определения прочности
бетона при обязательной привязке ее к местным условиям, материалам и маркам.

4.19. Прочность бетона  в конструкциях с использованием
приведенной на рис. 5 и в таблице
унифицированной зависимости определяется по формуле

                                                          (6)

где  — прочность
бетона с использованием унифицированной зависимости, приведенной на рис. 5 и в таблице настоящих Рекомендаций.

Привязка производится
вычислением коэффициента совпадения, определяемого по результатам параллельного
испытания эталонным молотком и разрушения на прессе серий контрольных кубов,
изготовленных из бетонной смеси, для которого будет использоваться зависимость.
Коэффициент совпадения K_совп определяется по формуле

                                                        (6)

Коэффициент совпадения
определяется как средний из коэффициентов, полученных по каждой серии образцов.

4.20. Привязку унифицированной зависимости
рекомендуется делать на 15 сериях контрольных образцов, приготовленных в
течение не менее двух недель. При этом необходимо вычислить величины S_т по формуле (2),  — по
формуле (6) и F_эф — по формуле (3).

Контрольные образцы для
определения коэффициента совпадения и величины погрешности привязки делают
только на бетоносмесительном узле.

Характер ранее построенной
унифицированной градуировочной зависимости установлен, поэтому дополнительных
образцов с иным цементно-водным отношением делать не нужно.

Величины S_т и F_эф должны удовлетворять требованиям п. 4.13.

4.21. В случае, если оценка прочности бетона
статистическим методом невозможна, привязку унифицированной зависимости рекомендуется
осуществлять не менее чем по шести сериям образцов (кубов), изготовленных на
бетоносмесительном узле в течение одной недели.

4.22. Для экспертной оценки прочности бетона, а
также в целях арбитража, в изготовленных конструкциях и сооружениях допускается
определять K_совп по результатам испытаний образцов, изготовленных в
соответствии с полученными от завода-поставщика данными о составе бетона (вид
бетона, поставщик, активность цемента, водоцементное отношение, модуль
крупности и вид песка, вид и размер щебня, режим твердения и средняя плотность
бетона). Коэффициент совпадения в этом случае также определяется по шести
сериям образцов (кубов), изготовленных в строительной лаборатории заказчика.

Если изготовить образцы для
привязки нельзя, то K_совп следует определить не менее чем на трех
кернах, выбуренных или вырезанных из испытываемых конструкций, или по
результатам испытаний на отрыв со скалыванием в соответствии с ГОСТ 21243-75.

Приложение 1

ВЛИЯНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР НАРУЖНОГО ВОЗДУХА НА
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

1. Шесть серий образцов определенной марки
бетона, для которой построена градуировочная зависимость, допытываются
эталонным молотком при t
= 18 — 20 °С

По боковым сторонам образцов
наносят один-два отпечатка; всего пять отпечатков. Получают косвенную
характеристику прочности , определяемую по формуле

                                                          (1)

Образцы и стержни сразу
выносят на улицу под навес и оставляют на морозе не менее 8 ч. Перед испытанием
на морозе поверхности образцов протирают от возможного инея и испытывают
эталонным молотком с охлажденными стержнями. Получают косвенную характеристику
прочности, определяемую по формуле

                                                         (2)

Влияние отрицательной
температуры воздуха на результат определения прочности бетона устанавливается в
виде коэффициента K_отр, определяемого по формуле

                                                          (3)

Образцы испытывают при t = минус 10 °С, а при необходимости — при t = минус 20 или минус 30 °С. Коэффициенты влияния при других
температурах определяют интерполяцией. Образцы оттаивают в теплом помещении и
испытывают в прессе через 6 — 3 ч.

2. При испытании бетона в
конструкции следят, чтобы поверхность ее была сухой. Для ударов эталонным
молотком необходимо использовать охлажденные эталонные стержни. Полученный
результат косвенной характеристики прочности бетона  умножают на
коэффициент отрицательной температуры K_отр

                                                             (4)

по градуировочной кривой Н
— R^ф, построенной
для положительной температуры, или по унифицированной зависимости рис. 5 и табл. 1, привязанной к местным материалам, по Н определяется
R^н.у.

3. Опыты подтвердили, что
значение K_отр близко к
единице при t = от минус 10 до минус 22 °С. Отрицательная температура воздуха
одинаково действует на твердость стали эталонных стержней и бетона. Если K_отр отличается
от единицы больше, чем на ±10 %, для устойчивой температуры наружного воздуха
от минус 15 до минус 30 °С строят градуировочные зависимости на 15 сериях
образцов с учетом рекомендаций п. 1
настоящего приложения. Допускается использование унифицированной зависимости с
привязкой к данной марке бетона. По «теплым» и «холодным» отпечаткам определяют
два уравнения для ,  и , . По последнему уравнению для «холодных» отпечатков определяют
прочность бетона на морозе.

Таблица 1

Пример.
Приводятся данные московского завода железобетонных конструкций, на котором
определялся коэффициент K_отр с
наступлением морозов (t = от минус 8 до
минус 12 °С) по методике, указанной в п. 1
настоящего приложения. Испытывались контрольные кубы с ребрами размером 100 мм
28-дневного возраста, хранившиеся в нормальных условиях. Образцы перед
испытанием были помещены в лабораторию, где находились в течение 1 — 3 дней при
t = 18
— 20° С для подсушивания их поверхностей. В табл. 1 приведены результаты испытаний шести серий образцов (по
два образца в серии) в теплом помещении и на морозе в виде отношений åd_б/åd_э для
определения K_отр.

Среднее значение K_отр отличается от единицы не более чем на ±10 %, поэтому новая
градуировочная зависимость не строится.

Прочность образцов после
оттаивания R^ф = 20,0 — 29,6 МПа (215 — 318 кгс/см²).

Приложение 2

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ПРОВЕРКА ЭТАЛОННЫХ СТЕРЖНЕЙ В
СООТВЕТСТВИИ С МЕТОДИКОЙ, УТВЕРЖДЕННОЙ ВСЕСОЮЗНЫМ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ
ИНСТИТУТОМ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ (ВНИИФТРИ)
ГОССТАНДАРТА СССР

Для установления величины
временного сопротивления эталонных стержней следует произвести их испытания по ГОСТ 12004-81 на
разрывной машине мощностью до 98 кН (10 тс), удовлетворяющей ГОСТ
1497-73 с изм. и ГОСТ 7855-74. При этом для испытаний используют эталонные
стержни длиной 150 мм, закрепляемые в захватах машины таким образом, чтобы
средняя часть образца была свободной.

Испытывается не менее 10
стержней от каждой партии. Партией следует считать серию эталонных стержней,
изготовленных из пучка
прутков массой не более 500 кг одной заводской плавки, подтвержденных заводским
сертификатом. Допускается при отсутствии сертификата испытывать по два образца
из каждого прутка, который образует партию эталонных стержней.

Таблица 2

Рис. 1. Эталономер

1 — контрольный стержень; 2 — шарик; 3 —
испытываемый стержень

Результаты поверочных
испытаний эталонных стержней оформляются в виде ведомости, в которой против
каждого номера испытанного стержня указывается его временное сопротивление
разрыву s_р, а в конце ведомости — среднее значение  для данной партии
эталонных стержней, определяемое по формуле

                                                            (5)

где п — число
испытанных в данной партии образцов.

Все партии эталонных стержней
следует маркировать с градацией через 19,6 МПа (2 кгс/мм²).
Например, в партию с маркировкой 44 входят стержни с s_р = 421 — 441 МПа (43 — 45 кгс/мм²).

Партия эталонных стержней
признается пригодной для использования, если величина коэффициента вариации V, определяемого не менее чем из десяти результатов, не превышает 5,5
%:

                                                         (6)

где S — среднеквадратичное отклонение
временного сопротивления разрыву 10 образцов. Партии эталонных стержней
бракуются, если

Бирку с обозначением марки
партии, например, партии 44, необходимо приклеивать к каждому пучку эталонных
стержней.

В случае использования
эталонных стержней с временным сопротивлением разрыву s¢_р, отличающимся более чем на ±19,6 МПа (±2 кгс/мм²),
применяемых для построения градуировочной зависимости или «привязки»
зависимости, приведенной на рис. 5
или в таблице настоящих Рекомендаций, необходимо определять коэффициент K_э по формуле

                                                 (7)

Например, необходимо
определить K_э для перехода
при испытаниях с эталонных стержней марки 44 на эталонные стержни марки 38.
Тогда K_э = 1 + (44 —
38)/200 = 1,03.

Исправленное значение Н¢ = 1,03 Н.

Если требуемой разрывной
машины нет, допускается определять K_э эталономером, приведенным на рис. 1 настоящего приложения. Для этого необходимо иметь также
не менее трех стержней с s_р = 431 МПа (44 кгс/мм²), которые используются как
контрольные (табл. 2).

В эталономер вставляют два
эталонных стержня: контрольный — выше шарика и испытываемый — ниже шарика.
После каждого удара слесарным молотком массой около 1 кг оба стержня
передвигают на новую позицию. На каждом новом стержне делают пять отпечатков.

Несовпадение K_э с величиной s_нов/s₄₄ происходит из-за разного положения
стержней (контрольный стержень вверху).

Исправленное значение Н¢ равно: Н¢ = K_эН.

Например, для s_о = 362 МПа (38 кгс/мм²) Н¢ = 1,03 Н. По исправленному значению Н¢ находят R^н.у по зависимости Н — R^ф или по унифицированной зависимости, приведенной на рис. 5 и в таблице настоящих Рекомендаций.

Приложение 3

ЧЕРТЕЖИ ДЛЯ РЕМОНТА ЭТАЛОННОГО МОЛОТКА КАШКАРОВА

Чертежи для ремонта
эталонного молотка Кашкарова приведены на рис. 2 — 5.

Рис. 2.
Упрочненная ручка к эталонному молотку

Рис. 3. Приварка ручки к корпусу

Рис. 4. Укорочение хвостовика головки

Рис. 5. Новый
стакан для эталонных стержней диаметром 12 мм

Приложение 4

ПОСТРОЕНИЕ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ЗАВИСИМОСТИ И ЕЕ
ОЦЕНКА ПО ВЕЛИЧИНАМ S_т И
F_эф*

_____________

^* Вместо построений новых зависимостей рекомендуется
использовать унифицированную зависимость с привязкой к местным условиям,
приведенную на рис. 5 и в табл. 1 настоящих Рекомендаций.

Пример 1. Требуется построить градуировочную
зависимость для бетона марки М300 (стеновые панели). Совокупность образцов
включает бетон прочностью R^ф = 21,6 — 42,3 МПа (220- 430 кгс/см²).

Для данного участка кривой,
как видно из рис. 5 настоящих
Рекомендаций, можно использовать гиперболу R^н, уравнение которой имеет вид

R^н = а₀
+ a₁/H.                                                           (8)

Это уравнение может быть
преобразовано в уравнение линейного вида R^н = а₀ + a₁Z при введении новой Переменной Z = 1/Н. Тогда
для определения коэффициентов а₀ и a₁ могут быть использованы формулы (4) и (3) прил. 2 ГОСТ
22690.0-77:

                                   (9)

                                                       (10)

Данные для вычисления
коэффициентов а₀ и а₁ приведены в табл. 3 настоящего приложения.

Подставляя эти данные в
формулы (9) и (10) настоящего приложения, получим: a₁ = (93,14×100²)/884
= 1054. Уравнение прямой будет иметь вид:

R^н = -402 + 1054Z.                                                    (11)

Делаем обратную подстановку и
получаем уравнение гиперболы (рис. 6
настоящего приложения).

R^н = 1054/Н — 402.                                                    (12)

Полученная кривая для
прочности бетона марки М300 может быть использована в пределах Н = 1,72
— 1,28.

При вычислении разностей по
графам 4 и 5 табл. 3 необходимо,
чтобы сумма отрицательных и положительных отклонений была равна нулю. Небольшое
несовпадение между плюсами и минусами делится поровну. Для удобства записи
квадраты разностей в графе 6 увеличены в 100 раз, поэтому для вычисления a₁ в числитель
введен множитель 100² = 10000. Чтобы вычислить уравнение (12) используются данные табл. 3, но в МПа¹; а₀
= (93,14×9,807)/(884×10²) = 103,5 МПа.

______________

¹ В соответствии с «Перечнем единиц физических величин,
подлежащих применению в строительстве» (СН
528-80).

Для вычисления а₁
определяем:  = (6664×9,807)/(27×10²)
= 31,1 МПа (317 кгс/см²);  = 14507/21 — 0,691; а₀
= 31,1 — 103,5 × 0,691 =
-38,4; R^н = -38,4 + 103,5Z.

Таблица 3

Делая обратную
подстановку, получим уравнение гиперболы

R^н = 103,5/H — 38,4.                                                         (13)

Погрешность установленной
зависимости оценивается величиной среднеквадратичного отклонения S_т, определяемого по формуле (2)
настоящих Рекомендаций.

Величина S_т, отнесенная к средней прочности серий образцов, равна S_т × 100 %/Ф = [(13,15´100 %)]/317,4 = 4,13 %.

Для вычисления коэффициента
эффективности F_эф по формуле (3)
предварительно определяем по формуле (4)
величину  =
[(220 — 317)² + (200 — 317)² + … + (350 — 317)²]/20
= 5170.

Это полученное значение
подставляем в формулу (3) настоящих
Рекомендаций F_эф = 5170/172,6
= 29,9.

Поскольку S_т´100/R^ф = 4,13 % < 12 % и F_эф
= 29,9 > 2, то полученная градуировочная зависимость может быть использована
для определения прочности бетона марки М 300.

Таблица 4

Рис. 6.
Градуировочная зависимость R^н = 1054/Н — 402

Рис. 7.
Градуировочная зависимость R^н = 1419 — 771H

Пример 2. Требуется построить градуировочную
зависимость для бетона марки М400, используемого в колоннах, балках и коротких
сваях. Для определения прочности бетона с помощью молотка, а затем под прессом
было испытано 24 серии контрольных образцов, каждая из которых состоит из трех
образцов-близнецов.

Допустим, что в результате
проверки на анормальность в соответствии с прил. 1 ГОСТ
22690.0-77 пригодной была признана 21 серия образцов. Из рассмотрения
унифицированной градуировочной зависимости, приведенной на рис. 6 и в таблице настоящих Рекомендаций,
видно, что для бетона с прочностью R^ф >
34,3 МПа (360 кгс/см²) участок унифицированной градуировочной
зависимости имеет линейный характер, поэтому целесообразно использовать
линейное уравнение, приведенное в прил. 2 ГОСТ
22690.0-77:

R^н = a₀ — а₁Н.                                                           (14)

Данные для определения а₀,
а₁, S_т и F_эф приведены в табл. 4 настоящего приложения.

Вычисляем:  

Находим уравнение
градуировочной зависимости (рис. 7):

R^н = а₀ + а₁Н = 1419 —
771Н.                                             (15)

В табл. 4 настоящего приложения приведены также фактические
величины прочности бетона R^ф и R^н, определенные по результатам испытаний
неразрушающим методом, и результаты подсчетов, необходимые для вычисления S_т и F_эф: S_т =  = 25,9 кгс/см² (2,54 МПа).

Величина S_т, отнесенная к средней прочности образцов , равна: S_т/R^ф×100 % = 25,9/401×100 % = 6.45 %;  = 70997/20 = 3550; F_эф = 3550/25,9² = 3550/670 = 5,3.

Таблица 5

Построенная градуировочная зависимость может быть
использована для определения прочности бетона, так как  и F_эф
> 2.

Используя те же данные из
табл. 4, найдем градуировочную
зависимость.

Вычислим коэффициенты а₀
и а₁; a₁ = (-78,39 × 9,807)/(0,0016 × 10)² = -47,8 МПа; а₀ = 39,3 + 47,8 × 1,32 = 39,4 + 64,5 = 104,8.

Уравнение будет иметь вид:

R^н = 104,8 — 47,8Н.                                                       (16)

Пример 3. Приводятся данные Московского завода
железобетонных конструкций, на котором сделана привязка унифицированной
зависимости, изображенной на рис. 5
настоящих Рекомендаций.

Привязка сделана для
нестатистического контроля прочности бетона в конструкциях по 6 сериям
контрольных кубов. В табл. 5
приведены данные испытаний прочности этих кубов эталонным молотком и в прессе,
а также величины K_совп, вычисленные
по формуле (7) настоящих
Рекомендаций.

Прочность бетона,
определенная эталонным молотком, равна R^н = R^н.у × 0,998 » R^н.у.

Для определения прочности
бетона в конструкциях необходимо методом статистического контроля знать S_т и F_эф унифицированной зависимости для 12 — 15 серий образцов,
рассчитываемых по формулам (2) и (5) настоящих Рекомендаций. С этой целью
добавлено 9 серий образцов, каждая из которых состоит из 3 кубов.

Расчет приведен в табл. 6.

Средняя R^ф = 2637/15 = 17,4 МПа (177 кгс/см²). Коэффициент
совпадения для 15 серий K_совп = 0,994. В табл. 6 уже учтено R^н = R^н.у
× 0,994.

Определяемое по формуле (2) настоящих Рекомендаций S_т = 0,85 МПа (8,65 кгс/см²).

Отношение

Определяемое по формуле (4) настоящих Рекомендаций S₀ = 1,9 МПа (19,4
кгс/см²).

Определяемое по формуле (3) F_эф = 4,95, что
более 2.

Таблица 6

Пример 4. Привязка унифицированной кривой осуществлена к стеновым панелям
из бетона марки М300 кассетного производства. Отпускная прочность для лета R_отп = 0,70×300 = 210 кгс/см² (20,3 МПа)
завод определял прочность бетона методом статистического контроля в
соответствии с ГОСТ 18105.1-80, ГОСТ 18105.2-80, поэтому снизилась отпускная
прочность бетона R_отп до 6,6 МПа (170 кгс/см²).

В табл. 6 приводятся данные испытаний для 15 серий образцов,
причем некоторые из них не набрали отпускной прочности. Такие панели,
изготовленные из бетонной смеси, оставляют в цехе (летом на складе) на одни —
двое суток, с последующей проверкой прочности бетона по дополнительным кубам
или эталонным молотком.

Если контрольные кубы
показывают недостаточную прочность, то конструкции оставляют на заводе на
несколько дней и определяют прочность бетона методом нестатистического
контроля.

Приложение 5

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ ПРИ
ЭКСПЕРТНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЯХ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА¹

______________

¹ К.П. Кашкаров. Контроль прочности бетона и раствора в
изделиях и сооружениях. — М.: Стройиздат, 1967.

1. При необходимости определения прочности
бетона в возведенных и эксплуатируемых сооружениях не всегда представляется
возможность построить градуированную зависимость, но и осуществить привязку
имеющейся. В этих случаях ориентировочную оценку прочности бетона могут дать
специалисты только в области экспертизы конструкций.

Таблица 7

При этом рекомендуется использовать унифицированную зависимость,
приведенную на рис. 5 и в таблице
настоящих Рекомендаций, без привязки к местным условиям.

2. При обследовании часто
приходится использовать одну и ту же градуировочную зависимость для
конструкций, при изготовлении которых использовались различные виды смазок.

Прочность бетона R^н таких
конструкций следует определять по формуле R^н = R^н.уK_см,

где K_см —
коэффициент, учитывающий разницу в смазке образцов для градуировочной
зависимости и форм для изготовления обследуемых конструкций.

Если вид смазки нельзя
установить из достаточно достоверных источников, рекомендуется пользоваться
табл. 7 для определения коэффициента
K_см.

3. В случае необходимости
нанесения ударов по затертым верхним поверхностям конструкции результаты
унифицированной кривой (рис. 5 и
таблица) рекомендуется уменьшать умножением на коэффициент шероховатости K_ш = 0,85.

4. При износе поверхности
шарика (никелировка шарика полностью стерта) рекомендуется вводить коэффициент
шероховатости K_ш = 0,8 — 0,9.

5. При экспертной оценке
прочности бетона естественного твердения по унифицированной кривой (рис. 5) рекомендуется вводить коэффициенты в
зависимости от возраста бетона: при твердении в течение 3 сут — 1,4; 7 сут —
1,2; 28 сут — 1,1; 56 сут — 1.

СОДЕРЖАНИЕ

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.

Конструкция инструмента

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.

Видео

В сюжете — Определение прочности железобетонных опор методом пластического отпечатка

В сюжете — Контроль прочности бетона молотком Кашкарова

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Молоток Шмидта (Склерометр) — назначение, виды, инструкция по применению

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2021/11/Molotok-Kashkarova.html

Проводя исследования прочностных характеристик бетона, нам следует не только понимать процесс испытания, но и подготовить все необходимые инструменты для замера образца и помещения его в испытательные условия. Итак, для того, чтобы произвести испытания нам понадобятся:

1) Непосредственно сам эталонный молоток Кашкарова

2) Штангенциркуль для измерения отверстий

3) Эталонный стальной стержень (d=1 см)

4) Специально подготовленные для испытания кубы из бетона со стороной 10см

5) Линейка

Но прежде, чем перейти к описанию процесса испытания, предлагаем определить преимущества определения прочности бетона молотком Кашкарова перед методами неразрушающей проверки.

Итак, давайте рассмотрим, к примеру, работу гидравлического пресса.

Как мы знаем, основным критерием прочности бетона является максимальный прочностной предел при сжатии. Определить эту прочность можно как раз с помощью гидравлического пресса, способного в точности воссоздать давление на бетон, которое будет присутствовать в реальных условиях эксплуатации. Но и у этого устройства есть множество недостатков, среди которых особенно выделяются три:

1) Мы не можем точно воссоздать окружающую среду строительной площадки, поэтому мы не знаем, как будут зависеть от ее изменения прочностные характеристики бетона.

2) Зависимость прочностных характеристик бетона от расположения непосредственно в самой конструкции, приводит к тому, что, проводя испытания на гидравлическом прессе, мы не можем имитировать точную нагрузку по зонам.

3) Важную роль играют нагрузки на монолит в действующих конструкциях, а мы не сможем пересчитать несущую способность сооружений на реконструкции, уже введенных в эксплуатацию.

Все эти минусы способен нивелировать только динамический метод испытаний бетона, и один из самых востребованных среди них, как мы уже говорили ранее, – это молоток Кашкарова.

И тут налицо у нас ряд преимуществ этого метода перед всеми прочими:

· Испытание не требует лабораторных условий

· Погружение штампа в бетон происходит за счет удара

· Наличие таблиц для установки точных прочностных характеристик.

· Устройство молотка позволяет получать точные данные вне зависимости от приложенной силы.

Молоток Кашкарова интересен тем, что при проведении испытания любым другим механическим молотком верных показаний можно достичь только при одинаковой силе удара, и для этого нам регулярно нужно проводить проверки состояния их пружин.
А как же нам провести точное испытание с одинаковой силой удара? Все просто: нам и не нужно применять одинаковую силу удара. Отпечаток, который мы измеряем, остается не только на бетоне, но и на эталонном стержне, прочностные характеристики которого нам известны, поэтому установить соотношение этих характеристик легко, а полученные данные будут точными. И это нам дает полную независимость от силы удара при работе с молотком Кашкарова.

А провести необходимые испытания достаточно просто: по конструкции, которую нам необходимо исследовать, мы наносим несколько ударов. Сила удара должна быть такой, чтобы мы смогли получить удобно измеряемые отпечатки. Это позволит нам провести эксперимент с достаточной точностью. Расстояние до каждого следующего отпечатка не должно быть меньше 3 см, а расстояние до края конструкции не должно быть меньше 5 см. Эталонный стержень также необходимо передвигать на 1 см после каждого удара.

Диаметр измеряем при помощи штангенциркуля или подобных приспособлений, дающих точность до 0,1 мм.