В мире уже больше 300 лет существует такой способ оценки твёрдости материалов как склерометрия. Этот способ был впервые описан ещё в XVII веке, и был основан на царапании материалов напильником.
Идея о том, чтобы измерять прочность материалов путём их царапания, была выдвинута Реомюром ещё в 1722-ом году. И только в 1824-ом году, в Австралии впервые в мире предложили использовать 10-ти балльную шкалу для того чтобы можно было чётко классифицировать твёрдые материалы по прочности. Эта шкала подразумевала под собой, способность твёрдых материалов царапаться в сравнении с некоторыми эталонами. Чем больше значение от 1 до 10-ти, тем твёрже материал. В качестве эталонных материалов использовали самые распространённые минералы.
Таблица твёрдости материалов:
- Тальк,
- Гипс,
- Кальцит,
- Флюорит,
- Апатит,
- Ортоклаз,
- Кварц,
- Топаз,
- Корунд,
- Алмаз.
На данный момент эта шкала не используется, так как раньше, но она до сих пор имеет большое значение в минералогии.
Термин «Склерометр» впервые появился и был введён в употребление в 1833-ем году, после того как немецкий физик Людвиг Фридрих Вильгельм Август Зеебек изобрёл свой прибор для царапания и назвал его склерометром. Первые склерометры появились задолго до этого, но их никак не называли, либо называли по-простому «прибор для царапания».
С тех пор склерометры только совершенствовались, и в начале 40-х годов прошлого века, приборы для царапания были вытеснены новым видом склерометров, которые работали по принципу вдавливания.
В настоящее время склерометром называют любые устройства, которые измеряют механические параметры веществ, такие как: твёрдость, износостойкость, пластичность путём их царапания. Хотя на самом деле слово склерометр означает «измеритель твёрдости».
В данной статье мы рассмотрим механический склерометр Склерометр ОМШ-1 и электронный ОНИКС-2.3, и опишем методы их применения.
Склерометр ОМШ-1 (механический).
Данный прибор представляет из себя корпус цилиндрической формы, внутрь которого встроен ударный механизм со специальными пружинами и индикаторная стрелка со шкалой, по которой и определяется прочность материалов.
Склерометр ОМШ-1 используется для определения прочности бетона методом «упругого отскока». Такой метод может быть применён для марок бетона от М50 до М500, что соответствует давлению от 5 до 50 МПа, а сам прибор работает в диапазоне от 5 до 40 МПа. При этом толщина конструкции должна быть не менее 100 мм.
Для того чтобы воспользоваться данным устройством, нужно приложить прибор рабочим концом к испытуемой поверхности, так чтобы сила при нажатии на прибор была направлена перпендикулярно к плоскости. После этого нужно нажать на прибор до того момента, когда сработает боёк, но не менее 20-ти секунд. В момент срабатывания и отскока бойка, стрелка зафиксируется на шкале с указанием величины его отскока. После чего прочность бетона определяется по графику расположенному ниже.
Как видно в верхней части графика, при наклонном расположении испытуемой поверхности, необходимо это учитывать при определении прочности материала, а в данном случае бетона.
Данный график построен на зависимости между прочностью бетона и твёрдости при ударе бойка. Он был построен на основе большого количества испытаний на бетонных кубиках, после чего данные кубики были раздавлены под прессом, для того чтобы убедится в правильности интерпретации показаний склерометра. На основе этого, в правой части графика указывается процент возможной ошибки рассеивания.
Как я писал выше, кроме механических склерометров, так же существуют и электронные, типа ОНИКС-2.3.
Склерометр ОНИКС-2.3 (электронный).
Данный прибор применяется для определения прочности любых однородных материалов, таких как бетон, кирпич, цветные металлы, мрамор и композиты.
Данный прибор имеет высокую точность, так как способен выполнять любые измерения с погрешностью менее 5%. Но диапазон его использования чуть меньше, чем у механического и составляет от 0,5 до 30 МПа.
При изготовлении данного прибора, впервые был применён запатентованный метод многопараметрических измерений, который значительно повышает точность результатов тестирования. Так же в этот прибор был встроен температурный датчик, с помощью которого учитывается температура в момент измерения и прибор вносит соответствующие корректировки в результаты тестирования.
При этом прибор работает всего от двух «пальчиковых» аккумуляторов (типа АА) и имеет встроенное зарядное устройство, память на 1000 записей и подсветку экрана.
Так же у ОНИКС-2.3 есть две версии исполнения, для лёгких и тяжёлых бетонов.
