چکش اشمیت

توضیحات

در دنیای علم و صنعت، ابزارهایی وجود دارند که از طراحی و کاربرد خارق‌العاده‌ای برخوردارند و چکش اشمیت یکی از آن‌هاست. چکش اشمیت، یا همان چکش بازگشتی، یک ابداع بی‌نظیر است که در زمینه آزمون غیرمخرب در ساخت و ساز و زمین‌شناسی، نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند.

نام چکش اشمیت از نام مخترع خود، ارنست اشمیت، مهندس سوئیسی مشهور، گرفته شده است. وسیله‌ای که او ابداع کرد، ابتکاری نوآورانه بود که در سال‌های اوج توسعه صنعت ساخت و ساز، به عنوان یک ابزار بی‌قابل اندازه برای ارزیابی قدرت و دوام مواد مختلف، به ویژه بتن و سنگ، شناخته شد.

چکش اشمیت که به آن چکش سوئیسی یا چکش برگشتی نیز می‌گویند ، وسیله‌ای برای اندازه‌گیری خواص کشسانی یا مقاومت بتن یا سنگ است که توسط ارنست اشمیت ، مهندس سوئیسی اختراع شد.

چکش اشمیت ، بازگشت یک جرم فنری که با سطح نمونه برخورد می کند را اندازه گیری می کند. چکش آزمایش با انرژی مشخصی به بتن برخورد می کند و برگشت آن به سختی بتن بستگی دارد که توسط تجهیزات آزمایشی اندازه گیری می شود. با ارجاع به نمودار تبدیل می توان از مقدار برگشتی برای تعیین مقاومت فشاری استفاده کرد. هنگام انجام آزمایش ، چکش باید در زوایای قائم به سطح نگه داشته شود که به نوبه خود باید صاف باشد.

خوانش برگشتی تحت تأثیر جهت گیری چکش اشمیت قرار می گیرد ، هنگامی که در یک موقعیت عمودی استفاده می شود (برای مثال در سطح زیرین یک دال معلق) گرانش فاصله بازگشت جرم را افزایش می دهد و بالعکس برای آزمایشی که روی دال کف انجام می شود. چکش اشمیت یک مقیاس دلخواه است که از 10 تا 100 متغیر است.

چکش اشمیت چیست؟

چکش اشمیت یا چکش بازگشتی (Schmidt hammer) یک ابزار غیرمخرب است که برای اندازه‌گیری سختی سطح مواد ساختمانی مانند بتن و سنگ‌ها استفاده می‌شود. این ابزار عموماً در صنعت ساخت و ساز، زمین‌شناسی، آزمون مواد و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ساختار چکش اشمیت

چکش اشمیت دارای ساختاری ساده است که شامل یک مته فلزی استوانه‌ای است که در بالای آن یک سنجشگر (ترانسدیوسر) قرار دارد. برای استفاده از چکش اشمیت، ابتدا مته فلزی به سطح مورد نظر، مانند بتن یا سنگ، ضربه می‌زند. این ضربه باعث ایجاد فشاری بر روی سطح مواد می‌شود.

پس از ضربه، سنجشگر در دستگاه بازتاب نیرو را اندازه‌گیری می‌کند. این بازتاب نیرو، معیاری برای سختی و قدرت مواد است. دستگاه چکش اشمیت با توجه به مقدار بازتاب نیرو، یک عدد را نمایش می‌دهد که به عنوان نشانگر سختی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عدد معمولاً به عنوان “ارزش R” یا “ارزش بازگشت” شناخته می‌شود.

تیپ‌های مختلف چکش اشمیت

چکش اشمیت در انواع متعدد توسط تولیدکنندگان مختلف ساخته شده و در بازار عرضه می‌شود. با توجه به کارایی و نوع بتن و سنگ مورد آزمایش، می‌توان از تیپ‌های مختلف این چکش استفاده کرد. به عنوان مثال، تیپ N از چکش اشمیت مقاومت فشاری بین ۲۰ تا ۶۰ مگاپاسکال را اندازه‌گیری می‌کند و برای کارهای مهندسی مناسب است. اگر قطعات مورد آزمایش شما کمتر از ۱۰۰ میلی‌متر باشد، از چکش اشمیت تیپ L استفاده می‌شود که انرژی ضربه آن سه برابر کمتر از تیپ N است. همچنین، چکش‌های تیپ NR/LR واجهش را به صورت یک نمودار نشان می‌دهند و این نمودار بر روی نوار کاغذ ثبت می‌شود.

عملکرد چکش اشمیت

آزمایش چکش اشمیت بر اساس اصلی عمل می‌کند که بازتاب یک جسم ارتجاعی به سختی سطحی که به آن برخورد می‌کند وابسته است. در چکش اشمیت، یک جسم متصل به یک فنر وجود دارد. این جسم متصل به فنر با کشیدن فنر تا یک نقطه مشخص، انرژی ثابتی به آن اعطا می‌شود. این فنر با فشار دادن چکش به سطح صاف بتن فشرده می‌شود.

پس از آزاد کردن، جسم تحت تأثیر بازتاب قرار می‌گیرد و به مقداری که توسط جسم طی شده است و بر حسب درصدی از انبساط اولیه فنر بیان می‌شود، عدد بازتاب نامیده می‌شود. این مقدار توسط یک نشانگر روی یک مقیاس مدرج نمایش داده می‌شود. عدد بازتاب یک اندازه مطلق است، زیرا به انرژی ذخیره شده در فنر و به مقدار جرم وابستگی دارد.

عوامل تاثیر گذار در نتیجه ی آزمایش چکش اشمیت :

• یخ زدگی بتن عدد نهایی را بالاتر نشان می دهد.
•  دمای چکش اشمیت
• افقی یا عمودی بودن جهت ضربه زدن
• اختلاف نتایج نهایی حتی در چکش اشمیت هایی که از یک کارخانه هستند طبیعی است.
• کالیبراسیون دستگاه
• نمایش نتایج نهایی یکسان در صفحه مانیتور کالیبره نشان دهنده نتایج صحیح برای سایر نمونه ها نمیباشد.

کاربرد چکش اشمیت دیجیتال چیست؟

کاربرد چکش اشمیت دیجیتال نسبت به کاربرد چکش اشمیت آنالوگ دارای مزایای بیشتری است. چکش اشمیت دیجیتال دارای صفحه نمایش دیجیتال است و امکان ذخیره اطلاعات در دستگاه وجود دارد. با استفاده از یک کابل مخصوص، می‌توان این دستگاه را به کامپیوتر متصل کرده و اطلاعات آن را به راحتی مشاهده و تحلیل کرد. همچنین، قابلیت اتصال این دستگاه به پرینتر نیز وجود دارد، به طوری که می‌توان اطلاعات موجود در حافظه دستگاه را به راحتی چاپ کرد.

نرم‌افزار موجود در این دستگاه سازگاری با سیستم عامل ویندوز را دارد. با استفاده از چکش اشمیت دیجیتال، سرعت کار مهندسان افزایش می‌یابد و با دقت بیشتری سختی بتن اندازه‌گیری می‌شود. امکان حذف خطای کاربری نیز به دلیل قابلیت ذخیره اطلاعات و اتصال به کامپیوتر وجود دارد.

با استفاده از این دستگاه، می‌توان پارامترهایی مانند جهت وارد شدن ضربه به سطح بتن، استاندارد، زمان، عمق کربناسیون، منحنی تبدیل، واحد و ذخیره منحنی تبدیل R به مقاومت فشاری را تعریف کرد. به خوشبختی، با استفاده از این دستگاه، می‌توان به راحتی و به صورت اتوماتیک میزان مقاومت بتن را اندازه‌گیری کرد.

 عوامل موثر در نتایج حاصل از چکش اشمیت

عواملی مانند نسبت‌های اختلاط، سن و نوع عمل آوری بتن، میزان صافی سطح بتن، رطوبت، کربناتاسیون سطح، سختی و محل قرارگیری پیستون چکش بر روی سطح بتن از جمله عوامل مؤثر در نتایج حاصل از استفاده از چکش اشمیت هستند.

به عنوان مثال، دمای عمل آوری بتن تأثیرگذار است و در عدد نشان داده شده توسط چکش سوئیسی تأثیر دارد. هرچه سطح بتن صافتر باشد و کمترین تخلخل را داشته باشد، نتایج قابل اعتمادتر خواهند بود. همچنین، هرچه میزان رطوبت در بتن بیشتر باشد، عدد نشان داده شده توسط چکش کمتر خواهد بود؛ این به این معنی است که وجود سیمان بیشتر و آب کمتر در بتن باعث افزایش مقاومت فشاری آن می‌شود.

در طول زمان، کربنات کلسیم روی سطح بتن رسوب می‌یابد و کربناتاسیون روی سطح آن مشاهده می‌شود. برای دستیابی به نتایج دقیق‌تر در چنین شرایطی، پیشنهاد می‌شود تا رسوبات تجمع یافته روی سطح بتن را خراش داده و سپس چکش را بر روی سطح بتن قرار دهید.

یک نکته مهم!

لطفاً توجه داشته باشید که عواملی که باعث لرزش در ساختار بتن می‌شوند، میزان مقاومت بتن را کاهش می‌دهند. همچنین، اندازه ذرات مورد استفاده در ساختار بتن، تناسب بین آب و سیمان در مقاومت بتن و نتایج حاصل از چکش اشمیت را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

پیشنهاد می‌شود در زمان تست مقاومت بتن یا سازه، چکش را حداقلدر ۱۰ نقطه قرار دهید. در صورتی که نتایج حاصل از نقاط مختلف با یکدیگر

تفاوت زیادی داشته باشند، به نتیجه آزمایش اعتماد نکنید. طبق استاندارد، اختلاف عدد نشان داده شده در نقاط نباید بیشتر از ۷ باشد.

روش کار با چکش اشمیت

روش کار با چکش اشمیت برای سنجش سختی بتن به صورت زیر است:

1. میله یا پیستون چکش را با فاصله ۲۰ سانتیمتر از لبه سطح بر روی بتن قرار می‌دهیم.
2. بدنه خارجی چکش را به سطح بتن فشار می‌دهیم تا فنر دستگاه به داخل کشیده شود.
3. زمانی که فنر به نهایت کشیدگی رسید، چکش به سمت بتن حرکت می‌کند.
4. در همین زمان، دستگیره رهایی یا چفت دستگاه را می‌کشیم تا نیرو به سر پیستون وارد شود.
5. در این موقع، جرم و فنر بازگشت پیدا کرده و عقربه به حرکت درآمده و عددی روی دستگاه نمایش داده می‌شود.
6. با استفاده از فرمول‌های فیزیک و عدد به دست آمده، می‌توانیم سختی سطح را اندازه‌گیری کنیم.

با اجرای این روش، می‌توانید سختی بتن را با استفاده از چکش اشمیت اندازه‌گیری کنید.

قیمت چکش اشمیت

نوع کاربرد و استفاده مورد نظر از چکش اشمیت، میزان تخصص و عملکرد مورد نیاز، و ویژگی‌های خاص این استفاده می‌توانند تأثیر زیادی بر قیمت دستگاه داشته باشند. همچنین دقت اندازه‌گیری و قابلیت تنظیم دقت در چکش اشمیت، به همراه دقت و کیفیت قطعات و سنسورهای استفاده شده، می‌توانند قیمت را تحت تأثیر قرار دهند.

علاوه بر موارد فوق، بازه مقاومتی که چکش اشمیت قادر به اندازه‌گیری آن است، نیز می‌تواند تأثیری در قیمت دستگاه داشته باشد. چکش‌های با بازه اندازه‌گیری گسترده‌تر معمولاً به قیمت بالاتری عرضه می‌شوند.

استفاده از جنس‌های با کیفیت و مقاوم در ساختار چکش اشمیت، قیمت را افزایش می‌دهد. به عنوان مثال، استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در پوسته و بدنه چکش، می‌تواند به دستگاه مقاوم و با کیفیت بالا منجر شود که قیمت آن بیشتر است.

همچنین چکش‌های اشمیت می‌توانند به صورت آنالوگ یا دیجیتال باشند. چکش‌های دیجیتال، با ویژگی‌ها و امکانات پیشرفته‌تر، معمولاً قیمت بالاتری نسبت به نسخه‌های آنالوگ دارند. در نهایت برندهای معروف و معتبر ترجیحاً قیمت چکش اشمیت بالاتری برای محصولات خود تعیین می‌کنند. همچنین، کشور تولید کننده و مرکز عرضه نیز می‌توانند در قیمت نهایی تأثیرگذار باشند.