В практике возведения бетонных зданий и сооружений часто приходится оперативно определять качество готового бетона. В условиях стройплощадки предпочтение отдаётся методам, которые позволяют просто, быстро и сравнительно точно установить требуемые параметры. Одним из инструментов, при помощи которых решаются подобные задачи, является молоток Физделя.
Устройство
Молоток с шариковой головкой, изобретённый И.А. Физделем, представляет собой инструмент, в боёк которого завальцован шарик из закалённой стали (используются шарики от соответствующих подшипников). Сам инструмент предельно прост и состоит из следующих частей:
- Блока/носика.
- Деревянной ручки длиной 300 мм.
- Корпуса бойка.
- Посадочного гнезда под шарик.
- Шарика.
Молоток Физделя требователен к размерам и массе отдельных элементов. Так, масса молотка должна составлять 250 г, а диаметр шарика – 17,483 мм. Это существенно, ибо на вторичном рынке нередко встречаются б/у молотки Физделя, которые ранее использовались, например, для наклёпывания автомобильных рессор (твёрдость шарика, изготовленного из сталей типа ШХ15, достигает 62…64 HRC). Естественно, что рабочие характеристики такого инструмента не отвечают эталонным (в частности, шарик часто заклинивается), а потому и полученными результатами невозможно воспользоваться.
Принцип действия
Все инструменты подобного типа (включая и известный молоток Кашкарова) используют результаты пластической деформации бетона под действием ударных нагрузок. Благодаря сферической форме шарика, эти деформации локализуются в малой зоне, в связи с чем их можно считать однородными. Диаметр отпечатка, оставленного шариком, будет определять прочность бетона.
Тест с применением молотка Физделя необходимо проводить на участках, прочность которых определяет прочность всего сооружения. К выбранным участкам предъявляются следующие требования:
- Поверхность должна быть ровной и гладкой, тщательно очищенной от прилипших частиц.
- Подготовленную поверхность обрабатывают водой до удаления слоя затвердевшего известкового молока.
- Минимальная площадь испытуемой поверхности составляет 400 см2; этого достаточно для повторения испытания не менее 8…10 раз.
- К участку, выбранному для тестирования, не должны примыкать торцевые части бетонных элементов, углы и острые кромки. Поры в материале должны отсутствовать.
- Расстояния между осями смежных отпечатков не могут быть менее 35…40 мм (для железобетона – 40….45 мм).
Эффективность метода зависит от однородности бетона: при наличии крупного заполнителя – щебня фракций от 30 мм и более – точность результата будет невысокой.
Последовательность тестирования
Перед использованием твёрдость шарика, вмонтированного в боёк молотка Физделя, необходимо проверить. Для этого к изделию прилагается испытательная таблица, где по диаметру отпечатка на эталонной поверхности устанавливается твёрдость шарика по Бринеллю или Роквеллу. Затем по бетону наносят 2…3 удара. Точность результата увеличивается, если между шариком и бетоном проложить лист белой бумаги (а, если есть возможность – ещё и лист копировальной бумаги). Тогда след от отпечатка получается более чётким.
Диаметр следа от шарика измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях, при этом точность отсчёта не может быть ниже 0,1 мм. Для анализа принимается среднее арифметическое значение. При резко отличающихся показаниях, проверку повторяют в другом месте тестируемой поверхности.
Обработка полученных результатов
В среднем диапазоне значений прочности бетона закалённый шарик оставляет сферическое углубление диаметром от 3,5 до 6,5 мм. Для повышения точности считывания в особо ответственных случаях используют лупу, либо специальный шаблон. Он включает в себя две мерных линейки, расположенные под углом 2,87°. Шаблон накладывают на края лунки и производят измерения.
Более удобно применять эталонный график или экспериментальные таблицы. С их помощью качество бетона можно установить так:
- Диаметру лунки от 10 до 12 мм соответствует прочность бетона от 10 до 5 МПа.
- От 8 до 10 мм – от 16 до 10 МПа.
- От 7 до 8 мм – от 22 до 16 МПа.
- От 6,5 до 7 мм – от 30 до 22,5 МПа.
Удары молотком Физделя должны наноситься правой рукой, от локтя и с примерно одинаковым усилием.