Použitým spôsobom merania patrí Schmidtovo kladivko medzi tzv. „tvrdomerné “ (sklerometrické) metódy, keď sa požadovaná veličina zisťuje nepriamo prostredníctvom merania veľkosti pružnej reakcie od vyvodeného úderu. Vnútorný rázový člen prístroja – „kladivo“ narazí definovanou energiou na povrch betónu a odrazí sa späť. Veľkosť odrazu je závislá od tvrdosti betónu. Pomocou prepočtového diagramu pozostávajúceho z troch kriviek, ktoré zodpovedajú trom základným smerom rázu, tj hore, dole, alebo vodorovne – sa určuje pevnosť v tlaku v N/mm2. Pre stanovenie optimálneho priebehu týchto kriviek bolo v rôznych laboratóriách a skúšobných ústavoch premeraných na 20.000 betónových kociek. Takto stanovené krivky majú dnes v minimálne šesťdesiatich krajinách sveta záväznú platnosť pre betón zhotovený z portlandského cementu as obvyklými prímesami.

Pretože sa pri týchto skúškach betón vôbec neporuší, alebo sa poruší len tak málo, že tým nie je narušená funkcia skúšobného telesa, dielca alebo konštrukcie, patrí táto skúška medzi tzv. „nedeštruktívne“ metódy skúšania betónu.

Porovnanie s inými metódami

Výsledkom merania Schmidtovým kladivkom je tzv. „pevnosť betónu v tlaku s nezaručenou presnosťou (Rbe)“. Túto pevnosť je možné porovnať s tzv. „krychelnou pevnosťou betónu“, zisťovanou laboratórne stláčaním skúšobných kociek, ktoré boli zhotovené súčasne s výrobou príslušnej betónovej konštrukcie. Táto metóda však vypovedá skôr o kvalite použitej betónovej zmesi, než o kvalite betónovej konštrukcie z nej vyrobenej. Odlišné zhutnenie, iné podmienky tvrdnutia, nedostatočné množstvo skúšobných vzoriek a napokon tiež neúmyselné, či zámerné rozdiely v zložení môžu výsledok tejto skúšky skresliť.

Ďalšou metódou skúšania kvality betónu súultrazvukové merania. Zatiaľ čo pri meraní Schmidtovým kladivkom sa jedná o povrchové meranie na konkrétnom mieste, ultrazvukovým prístrojom je možné merať čas, ktorý potrebuje ultrazvukový signál na prechod celou vrstvou betónu a tým posudzovať kvalitu betónového prvku v celom priereze. Je síce vypracovaná kombinovaná metóda zložená z merania Schmidtovým kladivkom a ultrazvukovým prístrojom, ktorá dáva presnejšie výsledky, avšak pri podlahách je nevýhodou, že je možné ultrazvukom vykonávať iba tzv. nepriame meranie (tj na ploche), čím je potlačený vlastný efekt kombinovanej metódy. V pôvodnej ČSN 73 1373 sú uvedené ešte ďalšie tvrdomerné metódy (napr. Waitzmannovo kladivko, guličkový a špičákový tvrdomer), avšak tieto sa už v praxi spravidla nepoužívajú.

Tvrdomerné kladivko SCHMIDT bolo pôvodne podľa zákona č.505/1990 Zb. o metrológii vedené ako stanovené meradlo s predpísanou lehotou metrologického overovania 1 rok. V súčasnej dobe je už zo stanovených meradiel vybraté. Toto meradlo sa teraz kalibruje, užívateľ si stanovuje kalibračné lehoty sám. Podľa odporúčania výrobcu aj dlhoročných skúseností akreditovaného kalibračného laboratória, je vhodné dodržiavať aj naďalej jednoročné kalibračné lehoty.

Výber typu tvrdomeru betónu (Schmidtova kladivka):

podľa očakávanej pevnosti a druhu podlahovej konštrukcie je nutné najskôr vybrať vhodný typ Schmidtovho kladivka.

• Model N: základný typ používaný v rozsahu kubickej pevnosti 10 až 70 MPa v normálnom pozemnom a mostnom staviteľstve. Vhodný pre betónové podlahové konštrukcie.
• Model L: typ so zníženou rázovou energiou (cca 1/3) oproti modelu N, používaný v rozsahu kubickej pevnosti 10 až 70 MPa. Týmto modelom sa skúšajú tenkovrstvové stavebné prvky a konštrukcie s hrúbkou pod 100 mm, aby sa zabránilo vzniku rázom vyvolaných vibrácií, ktoré by ovplyvnili namerané hodnoty. Vhodný na meranie tenkovrstvových betónových poterov. Používa sa však aj na meranie pevnosti betónov s nižšími pevnosťami.
• Model P: typový rad určený na skúšanie stavebných materiálov s nízkou tvrdosťou a pevnosťou a na skúšanie počiatočných pevností mált. Na skúšanie podláh sa používa výnimočne.

Modely N a L sa dodávajú aj v modifikácii s registračným zariadením, ktoré zaznamenáva namerané hodnoty na registračnej páske. Odpadá tým nutnosť zaznamenávania či diktovania nameraných hodnôt a hlavne nebezpečenstvo vzniku chýb pri prenose. Skúška tak zaberie menej času, odstráni sa nebezpečenstvo vzniku chyby z odčítania a okrem toho zostane vo forme registračnej pásky zachovaný dokument, ktorý môže aj dodatočne poskytovať informácie o výsledkoch skúšok. Z tohto dôvodu môžeme tento typ prístrojov veľmi odporučiť. Pre väčšiu početnosť meraní sa potom už oplatí zvážiť obstaranie tvrdomeru. prevedenie N, alebo L), kde navyše vnútorné programové vybavenie obsahuje už vyššie zmienené prevodné krivky (možno doplniť aj vlastnými špeciálnymi) a na displeji, príp. po pripojení na PC, je možné odčítať už priamo prepočítané pevnostné hodnoty a ďalej s nimi v požadovanom programe pracovať.

Voľba a úprava skúšobných miest:< /strong>

Betón sa skúša na vybraných skúšobných miestach, ktoré sa volia tak, aby svojim rozložením a počtom reprezentovali skúšanú plochu betónu. Rozloženie skúšobných miest je uvedené v STN EN 12504-2, ktorou bola nahradená pôvodná česká norma ČSN 73 1373. Tieto skúšobné miesta sa označujú a zakresľujú do skúšobných protokolov a správy o vykonanej skúške. Veľkosť skúšobných miest musí byť taká, aby sa na nich dal vykonať potrebný počet meraní vzájomne dostatočne vzdialených. Betón v skúšobných miestach musí byť rovnomerný, bez štrkových miest. Pred vlastným meraním sa vybrúsením za sucha pomocou brúsneho kameňa odstráni na skúšobných miestach skarbonatovaná vrstva betónu (cementové mlieko). Týmto je betón pripravený na vykonanie merania. Uvedená norma predpisuje, že pred každým meraním sa majú vykonať aspoň 3 rázy nanečisto, aby sa overila správnosť funkcie prístroja. Pred každou sériou skúšok na povrchu betónu sa musí tvrdomer overiť na kalibračnej kovadline, ako aj po ukončení skúšania. Namerané hodnoty je potrebné porovnať a podľa toho posúdiť správnosť funkcie tvrdomeru.

Spôsob merania:

razník tvrdomeru sa priloží na skúšobnom mieste kolmo na povrch betónu, pričom sa celý tvrdomer stláča plynulým pohybom, až sa vyvodí ráz. V tomto okamihu je vo vnútri tvrdomeru proti razníku vrhnuté silou pružiny nárazové závažie, ktoré je po údere odmrštené určitý úsek späť. Veľkosť úseku ukáže ručička na stupnici. Pri základných modeloch N a L sa po každom ráze zistená hodnota zapíše, pri registračných modeloch postačí mať vopred stanovený plán rozmiestnenia skúšobných miest merania, kontrolovať iba, či namerané hodnoty neprevyšujú stanovený rozptyl a odpočítať ich napr. až po skončení merania v kancelárii. Na každom skúšobnom mieste sa vykoná najmenej deväť čítaní. Každý skúšobný bod musí byť vzdialený najmenej 25 mm od susedného bodu aj od hrany konštrukcie.

Vyhodnotenie merania:

zo všetkých platných meraní na jednom skúšobnom mieste sa vypočíta podľa originálneho znenia normy STN EN 12504-2 medián (v slovenskom preklade chybne uvedená stredná hodnota). Ak viac ako 20% všetkých čítaní sa líši od hodnotie vypočítaného mediánu o viac ako 6 jednotiek, potom celá sada čítania musí byť zamietnutá.

Pevnosť betónu zistíme odčítaním z prevodného diagramu, alebo tabuľky pre príslušný typ tvrdomeru a zaokrúhlime ju na celé číslo. Zistené hodnoty uvedieme do tabuľky, ktorá je súčasťou skúšobného protokolu. Ten musí obsahovať všetky potrebné náležitosti pre presnú identifikáciu miest merania, tabuľku nameraných a prepočítaných hodnôt vrátane ďalších predpísaných formálnych náležitostí ako sú dátum, čas, podmienky prostredia (teplota, vlhkosť), zachovanie postupu uvedeného normou vr. identifikácia kalibračnej nákovy, mená - kto vykonával meranie, kto vyhodnocoval a pod.

Časté chyby merania tvrdosti betónu Schmidtovým kladivkom:

• Použitie Schmidtovho kladivka na meranie iných materiálov, než pre ktoré sú zostavené kalibračné vzťahy. Schmidtovo kladivko je určené len na meranie obyčajného hutného betónu, ktorý je zhotovený z bežne používaného kameniva s objemovou hmotnosťou zŕn väčšou ako 2500 kg/m3 a z portlandského cementu. Z tohto dôvodu je nevhodné použitie tejto metódy napríklad na meranie pevnosti v tlaku betónových podláh s finálnou úpravou, napr. minerálnymi vsypmi, alebo inak povrchovo upravenými.
• Nedostatočná, alebo dokonca žiadna príprava povrchu skúšobného miesta. Zvlášť u betónov so silnou vrstvou vyplaveného cementového mlieka je tak meranie úplne znehodnotené. To sa týka aj betónových podláh zasypaných začerstva cementom a zahladených, tzv. „gletovaných“ podlah. Tento spôsob úpravy povrchu sa predtým používal na zvýšenie pevnosti inak nekvalitných betónov s nízkou pevnosťou. Pokiaľ vykonáme meranie na tejto vrstve, zistíme vysoké pevnosti. V prípade, že povrch obrúsime, zistíme väčšinou veľmi nízku pevnosť, neumožňujúcu žiadnu bežnú finálnu úpravu povrchu.
• Meranie na štrkovitom betóne s veľkými zrnami kameniva. Ak vykonáme skúšobné meranie na kamenive, zaznamenáme vysokú hodnotu, ktorá však nezodpovedá pevnosti betónu. V spojení s nízkym počtom meraní dôjde k značnému skresleniu výsledkov.
• Meranie na extrémne tenkých plávajúcich poteroch. Ak sa meranie vykonáva na potere, ktorého hrúbka sa pohybuje okolo 2-4 cm , ktorý zároveň nie je pevne spojený s podkladom („duté miesta“), nemožno túto metódu použiť. Tenká vrstva poteru pod úderom razníka Schmidtovho kladivka pruží a zistená hodnota následne nezodpovedá skutočnosti. Takéto merania sprevádzajú charakteristický „dutý“ zvuk a na ukazovateli sa obvykle neukáže žiadna hodnota, príp. veľmi nízka.
• Nevyčistený, nezriadený prístroj. Vzhľadom na podmienky, v akých sa Schmidtovo kladivko používa, najmä vysoké prašnosti na stavbách, je nutné ho podľa frekvencie používania dávať čistiť a nastavovať v autorizovanom servise. Neodporúča sa vykonávať demontáž a čistenie vlastnými silami, pretože po zostavení nie je možnosť správneho nastavenia a kontroly meraných hodnôt na stanovenej metrologicky naviazanej nákova. V žiadnom prípade sa nesmú pri údržbe prístroja používať oleje alebo tuky – ich použitie má za následok spolu s prachom z prevádzky vznik brúsnej pasty, následné skresľovanie nameraných hodnôt až zadretiu. Neoddeliteľnou súčasťou postupu pred každou kalibráciou vykonávanou akreditovaným kalibračným laboratóriom je kompletná repasia prístroja a prípadná výmena opotrebovaných či porušených dielov za originálne nové.
• Nekvalifikovaná obsluha. Tiež kvalifikácia pracovníka vykonávajúceho skúšku je veľmi dôležitá. Ten musí vedieť posúdiť, či na stanovenom mieste možno vykonať po riadnej úprave povrchu plnohodnotné meranie, musí s citom dodržiavať vždy kolmý smer tvrdomeru k povrchu meraného miesta a pevné pritlačenie k povrchu, aby nedošlo k odskočeniu celého prístroja, a pod. Okrem iného sú nutné aj znalosti metrológie pre správne spracovanie a vyhodnotenie výsledkov .

Súvisiace normy:

• ČSN EN 12504-2 Nedeštruktívne skúšanie - Stanovenie tvrdosti odrazovým tvrdomerom
• ČSN EN 12390-3 Pevnosť v tlaku skúšobných telies
• ČSN 75 4505 Podlahy – spoločné ustanovenia
• ISO 8045 (medzinárodný)
• EN 12398 (európska)
• BS 1881 Part 202 (Veľká Británia)
• ASTM C 805 (USA)
• NEN 3880 A 607 (Holandsko)
• DIN 1048 Teil 2 (Nemecko)
• NF P 18-417 (Francúzsko)
• B 15-225 (Belgicko)
• UNI 7997 (Taliansko)
• UNE 83.307 (Španielsko)