آزمایش چکش اشمیت

نحوه عملکرد چکش اشمیت

اساس کار چکش اشمیت بر مبنای میزان بازتاب یک جرم الاستیک از سطح مورد آزمایش است. در این دستگاه جرم متصل به فنر با کشیدن فنر تا نقطه ای معین، انرژی ثابتی را ذخیره می کند. با فشردن چکش بر سطح بتن و رها کردن جرم میله چکش تحت تاثیر نیروی بازتاب قرار می گیرد و مسافتی که جرم طی می کند به صورت درصدی از انبساط اولیه فنر نمایش داده می شود. عدد بازتاب حاصل، مقداری مطلق است که به انرژی ذخیره شده در فنر و جرم وابسته است.

چکش اشمیت بر اساس اصل بازتاب یک جرم الاستیک از سطح مصالح کار می کند. با فشردن چکش به سطح صاف و رها کردن جرم متصل به فنر، انرژی ذخیره شده در فنر آزاد می شود. جرم پس از برخورد با سطح، به سمت بالا باز می گردد و ارتفاع بازگشت آن (عدد بازتاب) به صورت درصدی از انبساط اولیه فنر نمایش داده می شود. این عدد شاخصی از سختی سطح مصالح است که به مقاومت فشاری آن مرتبط است. عدد بازتاب به انرژی ذخیره شده در فنر و جرم وابسته است و یک مقدار مطلق محسوب می شود.

سختی سطح سنگ ها با مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته آنها ارتباط مستقیم دارد و تابعی از عواملی چون نوع کانی ها، اندازه دانه ها، چسبندگی بین دانه ها و رفتار الاستیک و پلاستیک سنگ است. چکش اشمیت، روشی استاندارد (مطابق استاندارد ISRM) برای تعیین سختی سنگ و بتن است که در آن ارتفاع بازگشت جرم، مقیاسی برای سنجش سختی محسوب می شود. هرگونه تغییر شکل پلاستیک، انرژی بازگشت را کاهش می دهد. این روش برای سنگ های بسیار نرم یا بسیار سخت محدودیت هایی دارد. چکش های اشمیت مورد استفاده در بتن معمولا انرژی ضربه حدود 207.2 ژول دارند و برای بتن با مقاومت 10 تا 70 مگاپاسکال مناسب هستند.

در حین آزمایش قسمت لاستیکی سر چکش (پلونگر) فشرده و سپس به عقب رانده می شود. اندازه گیری نیروی وارد شده و میزان ارتجاع پلونگر به کمک فرمول ها و ثابت های عددی، به مقاومت و مدول الاستیسیته بتن تبدیل می شود. به طور کلی بتن با مقاومت کمتر انرژی بیشتری جذب می کند و ارتجاع پلونگر در آن کمتر است. برخی از چکش های اشمیت دارای نموداری هستند که مقاومت بتن را بر اساس میزان ارتجاع نشان می دهد و نیازی به محاسبات اضافی نیست. بنابراین آزمایش چکش اشمیت بر مبنای ارتباط بین بازتاب جرم الاستیک و سختی سطح مصالح استوار است.