Почему «неразрушайка» стала стандартом стройконтроля
| Аргумент | Что даёт |
|---|---|
| Бережёт конструкцию | Не требуется керновый выруб, не ослабляем сечение |
| Скорость | 100–150 м² за смену небольшой бригадой |
| Экономия | Выпадает до 90 % затрат на восстановление керновых отверстий |
| Трассируемость | Данные фиксируются GPS-метками и BIM-узлами → сравниваем динамику за годы |
| Регламент | Большинство норм 2020-х допускают приёмку бетона по НК без кернов, если есть калибровка на 3–5 образцах |
🟢Краткая карта методов НК (чтобы понимать ландшафт)🟢
| Класс метода | Принцип | Глубина | Прочность? | Доп.-задачи |
|---|---|---|---|---|
| UPV (Ultrasonic Pulse Velocity) | Скорость продольной волны | 0,3–1,5 м | Да | Поиск пустот/трещин |
| Склерометр (Schmidt hammer) | Отскок бойка | 25–30 мм | Да | Быстрый скрининг поверхности |
| SonReb | UPV + R-число | 0,3–1,5 м | Да, ±7 % | Повышенная точность |
| Windsor Probe | Энергия вбиваемого штыря | 50–75 мм | Да | Толстый защитный слой |
| Pull-off / Pull-out | Усилие отрыва грибка/петли | 15-30 мм | Да | Адгезия ремонтных слоёв |
| Impact-Echo / IE | Резонансная частота плиты | 0,1–2,0 м | Косвенно | Толщина, пустоты |
| GPR (радар) | Электромагн. волна 700-2600 МГц | 0,5–0,8 м | Нет | Расположение арматуры |
| Ультразвуковая томография 3-D | Мульти-UPV + инверс. алгоритм | 0,3–2,0 м | Да | Объёмное картирование дефектов |
В материале фокусируемся на UPV, склерометре и их гибриде SonReb как на самых распространённых и признанных регламентом.
Ультразвуковой метод (UPV) — теория, практика, грабли
🟢Физика процесса🟢
Скорость продольной волны
где
- E — динамический модуль упругости,
- ν — коэффициент Пуассона,
- ρ — плотность бетона.
Высокая V ⇢ высокий E и, как правило, выше R<sub>c</sub>.
🟢Стандарты и диапазоны🟢
| Норма | Актуальная редакция | Диапазон частот | Точность |
|---|---|---|---|
| ASTM C597-22 | 02.2023 утв. DoD ASTM International | ASTM | 24–150 кГц | ±0,01 µs |
| EN 12504-4:2021 | Действ. в ЕС с 01.09.2021 iTeh Standards | 40–150 кГц | ±1 % трассы |
| ГОСТ 17624-2012 | РФ, ЕАЭС | 40–60 кГц | ±2 % |
🟢Классификация по скорости (типичное увлажнённое состояние)🟢:
| V, км/с | Предварительная оценка класса бетона |
|---|---|
| < 3,0 | B10 и ниже / дефект |
| 3,0–3,5 | B15–B20 |
| 3,5–4,2 | B25–B30 |
| > 4,2 | B35+ или высокоплотный |
Диапазоны справочные; для отчёта применяйте калибровочную кривую объекта.
🟢Оборудование и его тонкости🟢
| Узел | Типовые решения | Лайф-хак |
|---|---|---|
| Преобразователи | 54 кГц универсал; 82 кГц — тонкие элементы | Для тяжёлого бетона используйте ≤ 40 кГц |
| Куплер | Глицерин, вазелин, эпоксид | Зимою берите силикон-гель — не густеет до –20 °C |
| Модуль записи | 250 МС/с, ≥ 12-бит АЦП | Экспорт .csv + Bluetooth на планшет |
| Опции | Томографическая решётка 64 каналов, B-scan | Снижает время обследования тоннеля ×5 |
Процедура контроля (пошагово)
- Маркировка сетки: 0,5×0,5 м (монолит) или 0,2×0,2 м (балка).
- Шлифовка точек ⌀ 30 мм, пока не исчезнет цементное молочко.
- Наносим куплер тонким слоем, фиксируем датчики (прямая схема).
- Запускаем 3 сериала (минимум) и берём среднее t.
- Корректировки:
- ∆t<sub>темп</sub> = –0,2 %/°C свыше +20 °C;
- ∆t<sub>влага</sub> = +0,1 % на каждые –1 % W/C от проектного.
- Заносим данные в форму EN-12504-4, прикладываем фото/скрин трассы.
Расшифровка и «красные флаги»
| Признак трассы | Возможная проблема | Действие |
|---|---|---|
| Запаздывание > 0,4 µs на участке | Рыхлая зона, гнездо | Усиленный скан + вскрытие точечно |
| Сдвоенный пик | Трещина/пустота 0,1–1 мм | IE-скан или эндоскопия |
| V ↓ вдоль арм. стержня | Коррозия/сцепление ослабло | Потенциометр + вскрытие |
Склерометрия (отскок Шмидта)
🟢Нормативка🟢
| Норма | Энергия молотка | Условия |
|---|---|---|
| ASTM C805-18 | 2,207 Н·м (тип N) | t 10 … 35 °C, влага ≤ 8 % |
| EN 12504-2:2020 | N (2,2 Н·м), L (0,735 Н·м) | + поправки за угол удара |
| ГОСТ 22690-2015 | Ш-225, Ш-75 Электронный фонд правовой информации | Точка ≥ 25 мм от края |
🟢Факторы, влияющие на R-число🟢
- Влажность: Поверхностно-сухой бетон даёт ↓ R на 4–6 ед.
- Карбонизация: Через 10 лет R завышен до 20 %. Снимите слой 2 мм шлифдиском.
- Угол удара: Вертикальный вверх — –4 ед., вниз — +6 ед. (таблицы поправок).
- Размер заполнителя: При D<sub>max</sub> > 25 мм увеличивается разброс, делайте 16 ударов вместо 10.
🟢Практика: оптимальный протокол «10 + 2»🟢
- На одном узле наносим 12 ударов.
- Отбрасываем 2 экстремума; вычисляем среднее 10.
- Каждые 50 ударов проверяем прибор на крейдоглифе 500 ± 10 R.
- При расхождении > ±2 R молоток перенастраиваем или меняем боёк.
🟢Вывод в прочность🟢
Табличная корреляция (тип N, поверхность сухая, t 20 °C):
| R | B-класс (предвар.)* |
|---|---|
| 20 | B10 |
| 25 | B15 |
| 30 | B20 |
| 35 | B25 |
| 40 | B30 |
| 45 | B35 |
* Для отчётов обязателен свой градуировочный график по 3-5 кернам согласно ГОСТ 22690.
Гибрид SonReb
🟢Суть🟢
R<sub>c</sub> — прочность; S — число отскока; V — скорость UPV.
Коэффициенты a, b, c подбираются регрессией. I
SO 1920-7 рекомендует минимум 5 кернов, коэффициент детерминации R² > 0,8.
🟢Типовые коэффициенты для тяжёлого бетона (лит. обзор 2024 г.)🟢
| Источник | a | b | c | Диапазон (МПа) |
|---|---|---|---|---|
| Malhotra & Carino (2023) | 0,00029 | 1,02 | 2,25 | 10–60 |
| Screening Eagle (2024) | 6,3·10⁻¹¹ | 1,41 | 2,70 | 20–70 |
| Yue et al. (2025) | 1,9·10⁻¹⁰ | 1,27 | 2,46 | 15–80 |
Важно: даже «усреднённые» коэффициенты дают ±7 % (лучше склерометра), но для критичных сооружений (мост, атомный объект) строим индивидуальную кривую.
Погрешности, статистика, доверие
| Источник ошибки | Вклад | Ликвидация |
|---|---|---|
| Трасса < 250 мм | +3 % | Увеличить L или перейти на косую схему |
| Температурный градиент > 5 °C | +2 % | Прогреть/охладить поверхность до равновесия |
| Зависимость от оператора (склер.) | ±4 R | 1 оператор = 1 плита; учётного опыта ≥ 200 ударов |
| Некорректный пробоотбор керна | ±5 % | Выбирать керн в трети пролёта, Ø 100 мм |
Статистическая приёмка (пример EN-1992 + ISO 2394):
n ≥ 15измерений на элемент,- коэффициент вариации Cv ≤ 8 %,
Rk = Rmean – 1,64·σдолжен ≥ R<sub>проекта</sub>.
🟢Расширенный набор инструментов (2025+)🟢
- Ultrasonic Tomography Array (UTA) — 64 элементных датчика, 3-D реконструкция за один проход; исследование Scopus (2024) показывает определение пустоты ⌀ 10 мм на глубине 800 мм
- AI-анализ трасс — нейросеть CNN автоматически классифицирует сигналы (трещина, пустота, однородный бетон) и уменьшает человеческий фактор.
- Беспилотные НК-дроны — лёгкий склерометр + лазерная позиционирование; вертикальные фасады высотой 60 м без лесов.
- Эмбед-сенсоры — ультразвуковые пьезо-пластины, замоноличенные в бетоне; служат «черным ящиком» (UPV-модуль растёт ⇢ бетон твердеет).
🟢Кейсы из практики🟢
Мост А-37, Германия (2023)
Задача: убедиться в прочности пролётов перед усилением FRP.
Метод: сетка 0,25 м, UPV + склерометр, SonReb-калибровка по 6 кернам.
Вывод: 8 % участков < B25 → локальное внешнее армирование; ремонты сократили бюджет на €1,2 млн.
12-этаж. ЖК «Солнце», Россия (2024)
Проблема: жалобы жильцов на трещины.
Диагностика: UPV-скан + IE.
Находка: скрытые пустоты вокруг выпусков Ø 20 мм, VP ↓ 18 %.
Решение: вакуум-инъектирование полиуретаном, повторный UPV спустя 14 суток = +23 % к V.
Исторический собор XIV в., Испания (2025)
Ограничение: нельзя делать керны.
Подход: цифровой склерометр SilverSchmidt + UTA-B-scan.
Результат: карбонизированный слой 5 мм, под ним B25; прочность достаточна → реставрация ведётся без стальных обхваток.
🟢Выбор прибора и бюджет (ценовой коридор Q2 2025)🟢
| Прибор | Назначение | Цена, € |
|---|---|---|
| Proceq Pundit PD8000 | UPV, томография | 7 500 |
| Controls Digi-Plus 58-G0215 | UPV базовый | 3 400 |
| SilverSchmidt PC-N | Склерометр, дигитальный | 1 800 |
| Ш-225А (Россия) | Склерометр аналог | 260 |
| MIRA Lite | 3-D ультразвуковая решётка | 15 000 |
| Windsor HP-Probe | Пневмо-зонд | 2 900 |
Эконом-сет (ш-225А + базовый UPV) окупается при обследовании 500 м² в сезон.
🟢Квалификация персонала🟢
| Система | Уровни | Длительность курса |
|---|---|---|
| ISO 9712 / EN 4179 | Level I, II, III | 40 / 80 / 120 ч |
| SNT-TC-1A (ASNT) | I, II | 3-5 дней + экзамен |
| НАКС (РФ) | НК-бет-1, НК-бет-2 | 56 ч |
Рекомендация: на крупных объектах (ТЭЦ, аэропорт) требуйте Level II UPV + Level II Rebound для руководителя группы.
🟢Интеграция с BIM и цифровым двойником🟢
- Импорт .csv в Revit/Navis — точки превращаются в цветовую карту прочности.
- IFC-атрибут
Pset_Concrete.StrengthNDT = {method, Rc, date}. - Dash-борды Grafana: тренды V и R по времени; уведомление, если падение > 5 %.
- API связка облачных репозиториев (ScreeningEagle + Trimble Connect) ↔ веб-клиент заказчика.
🟢Часто задаваемые вопросы🟢
Нужно ли сверлить керны, если SonReb показывает B30 и выше?
По EN-13791 : 2019 возможно принимать бетон без кернов, если
n ≥ 18иσ ≤ 8 %, но в России ГОСТ 31937-2011 требует минимум 3 керна для любой важной несущей схемы.
Как UPV реагирует на фибробетон?
Металл-фибра почти не меняет V (рост < 1 %), но влияет на затухание. Стекло- и ПП-фибра — нейтральны.
Можно ли тестировать при –10 °C?
ASTM допускает до –15 °C при прогретых датчиках; используйте глицерин-силикагель, избегайте воды.
🟢Пошаговый чек-лист для инженера НК🟢
- Изучить проект (класс бетона, состав, добавки).
- Согласовать точки: сетка, глубина, объём выборки.
- Калибровать прибор (1 день, эталонный блок).
- Провести контроль (UPV → склерометр → при неоднородности — IE).
- Обработать данные (SonReb, статистика, карты).
- Составить отчёт с фото, привязкой координат, выводами.
- Резервировать керны (если нужно).
- Подписать заказчиком.
- Архивировать данные в облаке ≥ 10 лет.
🟢Тренды 2026+🟢
- Многочастотный UPV (MF-UPV) — одновременный пуск 30/55/80 кГц; машин-ленинг отделяет дифракцию от рассеяния.
- Умный склерометр с гироскопом-IMU — автоматически учитывает угол удара.
- Роботы-краулеры на антеннах MIRA сканируют underside моста без перекрытия движения.
- Цифровой паспорт бетона — все UPV-логи попадают в единый блокчейн-реестр жизненного цикла сооружения.
🟢Выводы🟢
- UPV — незаменим для глубинного анализа и поиска дефектов;
- Склерометр — быстрый и дешёвый, но «видит» лишь кожу;
- SonReb — золотая середина точности (±7 %) без ямочного кернирования;
- Чем раньше внедрён НК-мониторинг, тем дешевле обслуживание: статистика мостов показала экономию на ремонтах до 40 %;
- Комбинация новой техники (AI, 3-D) + грамотная калибровка + подготовленный персонал превращает «неразрушайку» в мощный инструмент управления жизненным циклом железобетона.
Следуя описанным протоколам и стандартам ASTM C597-22, EN 12504-4:2021 и ГОСТ 22690-2015, вы получите надёжные, юридически выверенные значения прочности без единой пробитой дыры в конструкции.
