Odtrhová zkouška je objektivní a exaktní metoda pro testování stavebních materiálů a konstrukcí. Její název přesně vyjadřuje podstatu: zjištění adhezního napětí v mezní (stykové) vrstvě nebo kohezního napětí v některé z přítomných vrstev, odtrhává-li se něco od něčeho.
Princip a účel odtrhové zkoušky
Zkušebním zařízením se na terč, a potažmo i na materiál, vrstvu nebo souvrství pod ním, vyvozuje pokud možno kolmá síla k připojené ploše terče. Tato síla vzrůstá předepsanou a definovanou rychlostí až do porušení v některé části zkoušeného systému. Vhodným měřícím zařízením se přitom určuje velikost působící síly v každém okamžiku zkoušky a hlavně v okamžiku porušení.
Velikost působící síly, dělená plošným rozměrem terče, udává odtrhovou pevnost. Jde tedy vlastně o pevnost v čistém tahu nejslabší části zkoušeného systému. Cílem je zjištění jednoho z důležitých kvalitativních mechanických parametrů materiálu či soustavy materiálů (vrstev). Jde-li o zkoušku materiálu, jde skutečně pouze o stanovení jeho pevnosti v čistém tahu. Jde-li o souvrství, jde o zjištění nejslabšího článku tohoto souvrství, což může být pevnost v čistém tahu kterékoli z jeho částí nebo soudržnost (přilnavost, adheze) mezi některými z přítomných vrstev.
Kdy a proč se odtrhová zkouška provádí?
Odtrhová zkouška je často předepsána normou, jiným předpisem nebo požadavkem investora s ohledem na další namáhání, které může být jakéhokoli druhu, od mechanického až po opakované zmrazování. Ve většině případů jde o posouzení vlastností souvrství, u nichž je předepsána určitá minimální hodnota tahové pevnosti základní (podkladní) vrstvy systému před pokládáním či nanášením další vrstvy. Po dokončení, někdy i v průběhu prací u vícevrstvých systémů, je třeba se přesvědčit o kvalitě vykonaných prací. K tomu všemu slouží jedinečným způsobem právě odtrhová zkouška. Žádná jiná mechanická zkouška nemůže podat objektivnější výsledky o kvalitě zkoušeného materiálu nebo souvrství.
Důležité parametry a postupy pro objektivní zkoušku
Pro objektivní výsledky je nezbytné důsledné splnění řady parametrů a postupů.
Čtěte také: Postupy pro provádění betonových konstrukcí
Ohraničení plochy zkoušky - vývrt
Plocha, na které se provádí zkouška, musí být přesně a definovaně ohraničena. To se zajišťuje vývrtem (předvrtem), který musí být přesně tak velký, jako jsou použité zkušební terče. Vývrt, který má být nejméně o 5 mm hlubší než poslední hranice mezi vrstvami nebo než povrch při zkoušce materiálu, zajistí, že k porušení dojde na definované ploše. Bez vývrtu nemá odtrhová zkouška žádnou objektivní cenu, jelikož se napětí pod terčem roznáší na stále větší plochu a porušení nastává v náhodně nejslabších místech.
Zkušební terče
Velikost zatěžované plochy (a tedy zkušebního terče) nemá podstatný vliv, pokud průměr terče není alespoň třikrát větší než největší zrno (nehomogenita) zkoušeného materiálu a pokud k porušení dochází při napětí převyšujícím alespoň pětinu odpovídajícího silového rozsahu zkušebního přístroje. Například při odtrhové zkoušce betonové mazaniny s velikostí zrn do 15 mm musí mít terč průměr alespoň 45 mm.
Terče musí být dostatečně tuhé, aby nedocházelo během zatěžování k jejich deformaci a tím nerovnoměrnému rozdělení napětí na stykové ploše. Deformace terčů může způsobit zdánlivě nižší hodnoty odtrhové pevnosti. Terče musí být proto vyrobeny z materiálu s co nejvyšším modulem pružnosti a určitou minimální tloušťkou či s vyztužením, například žebírky nebo radiálními náběhy.
Rychlost zatěžování
Rychlost zatěžování významně ovlivňuje dosažený výsledek. Čím pomaleji je zatěžováno, tím se získá nižší hodnota pevnosti a naopak. Nejčastěji je za rozumnou rychlost zatěžování považováno 100 N/sec a při všech zkouškách by měla být dodržována pro srovnatelné výsledky.
Lepidlo
Lepidlo nesmí chemicky ovlivňovat ani významným způsobem fyzikálně měnit zkoušenou látku (např. hloubkovou penetrací). Tomuto hledisku je třeba věnovat přiměřenou pozornost, jinak lze získat výsledky, které s odtrhovou pevností zkoušeného systému nemají nic společného.
Čtěte také: Norma ČSN EN 13670
Stabilita zkušebního zařízení
Je nutné, aby působící síla byla kolmá ke styčné ploše terče s vyšetřovaným materiálem nebo systémem. Čím blíže bude opěrná plocha (nebo body) k terči, tím přesnější bude měření, neboť působící síla bude působit s větší jistotou kolmo ke stykové ploše terče s podkladem. Mírná nerovnost povrchu přitom nijak nevadí. Obě řešení musí vyvozovat sílu na terč přes funkční kloubové uložení.
Měření a kontrola
Nezbytné je, aby vyvozovaná síla byla měřena elektronicky. Mechanické měření je nepřesné. Rychlost zatěžování při ručním zatěžování musí být nějakým způsobem měřena a zřetelně indikovatelná, což lze zajistit opět pouze elektronicky. Při zatěžování elektrickým motorem je pak nezbytná zpětná vazba, bez které nelze zabezpečit přesnou hodnotu rychlosti zatěžování, což je opět možné jen elektronicky.
Postup provádění zkoušky
- Provedení vývrtu: Prvním úkonem je provedení vývrtu do potřebné hloubky jádrovým vrtákem tak, aby byl co nejpřesnější a odvrtaná spára co nejtenčí a v celé hloubce stejná. Toho se dosáhne použitím vrtáku určeného pro daný materiál a speciálního zařízení k vývrtu, které zajistí stálou stopu, chlazení vrtáku a přiměřené otáčky.
- Příprava povrchu: Před další přípravou zkoušky je třeba povrch dobře mechanicky očistit a, pokud vrtání probíhalo za mokra, vývrt a zkoušené těleso řádně, ale rozumnou teplotou, vysušit. Je třeba úzkostlivě dbát na to, aby teplota horkého vzduchu nepřekročila kritickou teplotu vysušovaného materiálu, nad níž již dochází k nevratným změnám.
- Nalepení zkušebního terče: Na vysušený a očištěný povrch vývrtu se nalepí vhodným lepidlem zkušební terč. Vrstva lepidla by měla být co nejslabší a případné přetoky lepidla na okrajích musí být ještě v čerstvém stavu důsledně odstraněny. Zejména je třeba dbát na to, aby lepidlo nevteklo do vyvrtané spáry.
- Vytvrzení lepidla a osazení přístroje: Po úplném vytvrzení (které je různé podle druhu lepidla a udáno výrobcem, závisle na okolních podmínkách), které by mělo probíhat za mírného tlaku (s terči zatíženými přiměřeným závažím), dochází konečně k osazení zkušebního zařízení a uchycení zkušebních terčů k němu. Je nutné, aby působící síla byla kolmá ke styčné ploše terče s vyšetřovaným materiálem.
Přístroje OP od společnosti COMING Plus a.s.
Úsilím zkušených pracovníků společnosti COMING Plus a.s. byl vyvinut a nyní je běžně vyráběn odtrhový přístroj OP ve třech verzích lišících se komfortem a doplňkovým vybavením. Přístroje jsou konstruovány tak, že lze začít s nejjednodušším přístrojem a postupně jej doplňovat až k nejkomplexnější verzi.
OP 1/X
Přístroj OP 1/X je nejjednodušší, lehce přenosný, ale zajišťuje dvě nejhlavnější funkce: umožňuje měřit napětí (na displeji v MPa pro terč o průměru 50 mm) při rostoucím i klesajícím zatížení, určit a zaznamenat napětí při porušení a zvukově indikuje rychlost zatěžování 100 N/sec. K dalším funkcím patří varování před přetížením a vybitím baterie. X v označení přístroje určuje silový rozsah, postupně 3; 7; 11; 15 a 25 kN. To odpovídá pro nejobvyklejší průměr terče 50 mm napětí cca 1,5; 3,5; 5,5; 7,5 a 12,5 MPa. Zatěžovací část přístroje OP 1 je shodná se zatěžovací částí ostatních verzí přístrojů a zatěžování lze vyvozovat buď ručně vratidlem (základní vybavení), nebo ručně prostřednictvím převodovky. Do základní výbavy patří deset terčů průměru 50 mm, dva terče průměru 100 mm, adaptér pro tyto terče, nástavec ramen vratidla a baterie 9 V.
OP 2/X
Přístroj OP2/X je vybaven v základním provedení komplexní měřicí a řídicí jednotkou (v plastovém pouzdře), která umožňuje specifikovat volitelné parametry zkoušky, jako je průměr kruhového terče nebo plocha terče jiného tvaru, rychlost zatěžování, zobrazení síly nebo napětí na barevném mnohořádkovém displeji, grafické zobrazení skutečné a zvolené rychlosti zatěžování a dále udává řadu dalších potřebných hodnot, vztahujících se ke zkoušce, jako datum a čas měření, pořadové číslo měření. Měřicí jednotka umí komunikovat v českém nebo anglickém jazyce a pracovat s metrickými nebo anglickými jednotkami. Samozřejmostí je i varování před přetížením a údaj o okamžité úrovni nabití akumulátoru. Všechny potřebné údaje o každé zkoušce jsou uvedeny na displeji a zachovány v paměti přístroje, nezávisle na zdroji proudu. Tyto údaje lze vyvolat v digitální nebo grafické formě kdykoli na displeji, nebo vytisknout po připojení minitiskárny, či konečně po připojení k počítači získaná data uložit a zpracovat. Zabudovaný akumulátorový zdroj vystačí pokrýt bez dobíjení nejméně 100 kompletních měření. V základním vybavení tohoto typu přístroje je integrovaný dobíjecí člen měřicí jednotky, 5 terčů průměru 50 mm, po jednom terči průměru 75, 100, 125 a 150 mm, adaptéry pro terče a adaptér pro měření na svislých nebo silně skloněných površích, propojovací kabely a software. Základní zatěžovací systém je ruční vratidlo, lze však použít ruční převodovku i akumulátorový motor s kapacitou akumulátoru až 100 měření, pro jehož zapojení a řízení se zpětnou vazbou je měřící jednotka opatřena. Silové rozsahy jsou obdobné jako u přístroje OP 1 a jsou nastavitelné na měřicí jednotce.
Čtěte také: příprava, nátěry a opravy fasády
OP 3/X
Přístroj OP3/X obsahuje v základním provedení kromě výbavy přístroje OP2/X téměř všechny další doplňky, jako je např. ruční převodovka, akumulátorový motor s nabíjecím zdrojem, minitiskárna s nabíjecím zdrojem, a ještě další adaptér pro měření na silně nerovných površích k zajištění vertikálního postavení zatěžovací jednotky. Měřící jednotka, která je uložena v hliníkovém pouzdře, je vybavena stejným softwarem jako měřící jednotka přístroje OP2/X, v dalším inovovaném typu se však počítá s doplňkovým vybavením, které dále zlepší komfort užití. Klávesnice bude vybavena číselnou stupnicí s možností alfanumerického přepnutí, aby bylo možno nejen využít základní statistický software, ale i zapisovat k jednotlivým měřením poznámky, takže veškeré údaje o každém měření budou soustředěny na jednom místě. Základní vybavení tohoto přístroje je ještě doplněno soupravou lepidel 5×6 g na akrylátové bázi (souprava stačí k přilepení nejméně tří terčů průměru 50 mm).
Tabulka silových rozsahů přístrojů OP (pro terč průměru 50 mm)
| Označení silového rozsahu (X) | Max. síla (kN) | Max. napětí (MPa) |
|---|---|---|
| 0 | 3 | ~1,5 |
| 1 | 7 | ~3,5 |
| 2 | 11 | ~5,5 |
| 3 | 15 | ~7,5 |
| 4 | 25 | ~12,5 |
Ke všem třem přístrojům patří, a je pro správné provedení zkoušky nezbytné, zařízení na provedení bezchybného vývrtu. Takové zařízení musí být stabilní, musí mít možnost proměny otáček, musí být vybaveno vhodným jádrovým vrtákem a zařízením na kontinuální chlazení.
tags: #provadeni #zkousky #betonu #odtrhem #informace