Файл: Ананьин, Г. П. Управление качеством продукции на заводах железобетонных изделий учебное пособие.pdf

т 84 -

Отношение линейного коэффициента к плотности среды назы­ вается массовый коэффициентом поглощения гамма-лучей:

он характеризует уменьшение интенсивности гамма-излучения при его взаимодействии со слоем вещества, имеющего объем I см8 и массу I г.

Рис. 32. Схема процесса взаимодействия гамма-квантов с веществом

При сквозном просвечивании взаимодействие гамма-квантов с веществом будет описываться уравнением

Цг - линейный коэффициент поглощения;

А- толщина поглотителя.

- 85

Решая уравнение относительно /г , получаем

Из уравнения (123) при сквозном просвечивании няериала можно определить плотность среды

3 том случае, когда гамма-лучи не проходят через материал или когда при сквозном просвечивании невозможно замерить их интенсивность на выходе из среды, прибегают к регистрации ха­ рактеристик рассеянного излучения, которые связаны с плотвост.'-. материала следующей зависимостью:

/Го,/грИнтенсивности падающего и рассеянного излучений;

у- расстояние от рассеивающей поверхности до детек­

Если известна интенсивность гамма-лучей после взаимодей­ ствия с веществом при сквозном просвечивании, то интенсивность рассеянного излучения

- 86 -

При испытаниях строительных материалов, в том числе бетон­ ных элементов, составляющие уравнения (125) являются постоянны­

Из приведенных зависимостей следует, что гамма-излучение мохет использоваться для определения плотности бетона и дру­ гих связанных с ней характеристик, а также для контроля ка­ чества уплотнения бетонных смесей.

Частным случаем применения гамма-лучей является радиа­ ционная дефектоскопия, основанная на тормозном излучении, возникающем при торможении в среде заряженных частиц. В этом случае источником иалучения служат бетатроны, которые являют­ ся электромагнитными ускорителями электронов.

Радиационная дефектоскопия может быть применена для контроля состояния арматуры, ее положения, соединения отдель­ ных элементов, а также для выявления трещин и полостей в бе­ тоне. При контроле изделий из однородных материалов этот вид дефектоскопии основав на величине разности поглощения излуче­ ния в основном материале и дефектном участке. Прибор регист­ рирует изменение интенсивности излучения за просвечиваемым телом.

Изменение интенсивности излучения при наличии дефекта в контролируемом объекте может быть выявлено в том случае, если оно превысит среднеквадратичные флюктуации (отклонения

от среднего значения при нормальном распределении) интенсив­ ности тбрмозного излучения, обусловленные его квантовым ха­ рактером. Следовательно, чувствительность дефектоскопии опре­ делится наименьшим размером дефекта ДДГмин, создающего измене­ ние интенбивности излучения, превышающее эти среднеквадратич­ ные флюктуации:

-87 -

iя

тлВ1(ЕМЮ exp[ { ц Х(ЕМН) d х

Выражение в квадратных скобках характеризует спектраль ный состав применяемого потока тормозного излучения при его начальной энергии .

Массовый коэффициент поглощения для крупного заполните­ ля и цемента практически одинаков. Поэтому разница в поглоще­ нии излучения в бетоне зависит от относительной разности плот­ ностей заполнителя и среды,чувствительность дефектоскопии в

Выявление дефекта в бетонных и железобетонных изделиях зависит от их формы и типа. Поэтому при радиационном контроле бетонных и железобетонных изделий следует пользоваться рас­ четными формулами, устанавливающими зависимость между разме­ рами и формой дефекта:

- 89

нами водорода. Наличие в исфюдуеиои материале воды является основной причиной замедления быстрых нейтронов.

Плотность потока тепловых нейтронов, возникающих в резуль­ тате расоеяния, зависит от числа атомов водорода в единице

Т- среднее время существования нейтронов тепловых энергий;

LH- размер нейтронного зонда - расстояние между источ­ ником излучения и индикатором нейтронов;

Lp - длина замедления рассеянного теплового нейтрона, зависящая от вида и влажности минерала.

Наличие водорода в исходных материалах, бетонных смеоях и готовых изделиях связано как с присутствием его в минералах,

так и с их влажностью. Последнее обстоятельство позволяет оце­ нивать нейтронным способом влажность и пористость железобетон­ ных изделий в процессе их изготовления.

К радиационным методам исследования можно отнести также применение рентгеновских лучей.

Рентгеновы лучи - электромагнитное излучение с длиной волны от нескольких сотых до двадцати ангстрем. Малая длина волны обуславливает большую проникающую способность лучей в вещеотве, которая возрастает с увеличением частоты волн, так как их длина становится меньше расстояний между атомами и мо­ лекулами. Скорость распространения рентгеновских лучей близка к скорости света, коэффициент преломления незначителен.

Рентгеновы лучи при распространении в веществе рассеива­ ются и поглощаются. Рассеяние происходит з результате столк­ новения лучей о различными частицами, а поглощение - вследст­ вие перехода в энергию вторичного излучения._______

Рассеяние и поглощение лучей в веществе обуславливаю* сни­ жение интенсивности потока рентгеновских лучей. Интенсивность

- 90 -

Потока прошедших черев вещество лучей

(135)

где 10р- интенсивность излучения на входе в среду;

v - полный коэффициент поглощения, равный сумме коэф­ фициентов собственно поглощения и рассеяния;

X - толщина слоя вещества.

Рентгеновы лучи могут быть применены для исследования различных материалов, в том числе бетонных и железобетонных изделий. Метод поглощения, основанный на зависимости (135), дает возможность определять размещение арматуры, выявлять . раковины и другие дефекты.

Методы рентгеноструктурного и рентгеноспектрального ана­

Наиболее распространенными приборами радиационного конт­ роля железобетонных изделий являются радиоизотопные прио'оры и бетатроны, принцип работы которых основан на изменении ин­ тенсивности гамма-излучения при просвечивании материала.

На рис. 33 показана схема устройства для измерения плот­ ности бетонных элементов с помощью гамма-лучей.

Рис. 33. Устройство для изме­ рения плотности бетонных элементов с помощью гамма-лучей:

I - П-образная пространственная ра­ ма-держатель; 2 - соединительные элементы; 3 - перемещаемые перекла­ дины; 4 - зажимы; 5 - радиоактивный источник излучения с экранирующим кон жухом; 6 - детектор радиоактивного

излучения; 7 - ручка

- 91 -

Устройство представляет 'собою пространственную раму, кото­ рая с помощью перекладин закрепляется на испытываемом изделии. На раме расположены радиоизотопный источник излучения и детек­ тор, огражденные экранирующими кожухами.

Характеристика наиболее распространенных радиоизотопных приборов контроля приведена в табл. 5.

Прибор РИП-бетон работает на основе зависимости между объемным весом материала и интенсивностью раосеянного гаммаизлучения.

Прибор состоит из поверхностного датчика рассеянного из­ лучения, регистрирующего устройства со стрелочным индикато­ ром, и соединительного кабеля. Источником гамма-лучей служит изотоп Сf 1 . Приемником излучения является оцинтилляционный

ды от +5 до +40°С и относительной влажности воздуха до 80%. Объемный вес бетона определяется по тарировочному гра­

фику, откорректированному в условиях данного производства. Прибор РЙП-бетог обеспечивает точный и оперативный конт­

роль’объемного веса, прост в обслуживании, надежен в эксплуата­ ции и полностью безопасен для обслуживающего персонала, не тре­ бует дополнительных радиационно-защитных мероприятий.

Прибор ИПР-1 позволяет измерять объемный вео бетонной омеси, ее однородность по плотности, выбирать оптимальные режимы виброуплотнения смеси и определять эффективность работы вибро­ уплотняющегооборудования.

Принцип действия прибора основан на оолаблении интенсив­ ности широкого пучка гамма-лучей, проходящих через олой бетон­ ной смеси.

Прибор состоит ие датчика-зонда, регистрирующего прибора и соединительного кабеля^. В качестве источников-излучения ис­

Прибор обеспечивает нормальную работу при колебаниях на­ пряжения в сети +10$, температуре окружающей среды 5 - 35°С и относительной влажности воздуха до 80$. Прибор надежен в экс-