Рекомендуем вам также следующие ресурсы по темам, связаным с домами - строительство, недвижимость, дизайн интерьера :




 Новостройки и новые жилищные комплексы, обзоры

 



РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ исследования материалов и конструкций

 
РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ исследования материалов и конструкций — разновидность, а деструктивных методов, основанных на использовании источников ядерных (гамма-, бета-, нейтронного и других) излучений и радиоактивных изотопов. Гамма-метод позволяет весьма точно определять объемный вес строительных материалов в процессе изготовления элементов конструкций и в готовых сооружениях без отбора образцов и взвешивания. На основе измерения объемного веса могут определяться и другие параметры, прямо или косвенно связанные с ним: пористость, плотность, влажность (по разнице объемного веса сухого и влажного материала), теплофизического свойства (через пористость и влажность), прочность (на основе корреляционной связи объемного веса с прочностью, существующей для некоторых легких бетонов, или в комплексе с акустическими методами).Гамма-дефектоскопия основана на изменении плотности просвечиваемого объекта за счет раковин, каверн и прочих дефектов в материале.
 
На основе гамма-метода создана аппаратура, позволяющая проводить исследования в лабораториях, автоматизировать технологический процесс на заводах строительных материалов и конструкций, контролировать качество работ на строительных площадках, выбирать оптимальный режим вибрирования бетонной смеси, устанавливать местоположение и состояние арматуры и т.д. Определение объемного веса гамма методом основано на взаимодействии гамма-излучения с электронами атомов исследуемого материала. Интенсивность этого взаимодействия пропорциональна плотности электронов, которая для большинства строительных материалов пропорциональна объемному весу и в общем случае зависит от порядкового номера элементов, входящих в состав материала, а также от энергии излучения, которая обычно выражается в миллионах электрон-вольт (Мэв).
 
Для гамма источников, с энергией от 0,3 до 2 Мэв между измеренной интенсивностью излучения и объемным весом большинства строительных материалов существует однозначная связь.В настоящее время для определения объемного веса используются следующие способы: просвечивание в узком пучке гамма лучей, просвечивание в широком пучке гамма лучей и измерение рассеянного гамма- излучения. Просвечивание в узком пучке проводится расположенными по обе стороны изучаемого объекта источником и детектором гамма-излучения, снабженными свинцовыми экранами с узким окном (коллиматоры). Коллиматоры предохраняют детектор от попадания выведенного из пучка рассеянного в материале гамма-излучения. При таких условиях измерения связь между ослаблением гамма-излучения, объемным весом - р и толщиной - d просвечиваемого материала подчиняется простому закону I=I0e—M<P, где — интенсивность излучения, ослабленного при прохождении сквозь материал; 0 — то же, без ослабления в материале, м — массовый коэффициент ослабления, зависящий от энергии излучения и химического состава материала (его величина может быть вычислена или определена по таблицам).
 
Этот способ позволяет определять объемный вес материала с высокой степенью точности без предварительной калибровки измерительной установки. Недостатком его является сравнительная громоздкость измерительных установок при малом объеме исследования.
 
Просвечивание в широком пучке проводится так же, как и в узком пучке, но без экранировки или с частичной экранировкой источника и детектора. Этот способ получил наиболее широкое практическое применение благодаря его простоте и универсальности. Имеются конструкции измерительных устройств с постоянной и переменной базой (расстоянием между источником и детектором). Устройства с жесткой постоянной базой типа «радиоактивной вилки» и Т образного зонда используются для определения объемного веса грунта и свежеуложенного бетона. Устройства с переменной и нежесткой базой применяются, например, для просвечивания строительных деталей, грунта между двумя шпурами или скважинами, а также для определения качества и толщины стенок труб. Связь между изменением интенсивности гамма-излучения и объемным весом зависит от взаимного расположения элементов измерительной установки и изучаемого объекта. Поэтому необходима предварительная, калибровка прибора на образцах известного объемного веса при той же геометрии измерения.
 
Способ измерения рассеянного гамма-излучения отличается от способа просвечивания тем, что он позволяет изучать такие объекты, которые допускают лишь односторонний подход (бетонные покрытия и облицовки, поверхностный слой многослойных конструкций и т. д.). Прибор для измерения рассеянного гамма-излучения состоит из источника и детектора, разделенных свинцовым экраном, который защищает детектор от прямого излучения источника. Гамма-излучение, проходящее в материале, может быть зарегистрировано детектором, расположенным с той же стороны, что и источник, благодаря явлению рассеяния гамма квантов, при котором гамма-кванты, взаимодействуя с электронами вещества, теряют часть энергии, меняют направление движения и возвращаются в то же полупространство, где находится измерительная установка.
 
Соотношение между измеряемой интенсивностью рассеянного излучения и объемным весом материала зависит от расстояния между источником и детектором. При малых расстояниях регистрируемая интенсивность увеличивается с возрастанием объемного веса, при больших расстояниях, наоборот, уменьшается длина базы, при которой меняется знак зависимости между объемным весом и интенсивностью, смещается в сторону больших значений при увеличении энергии гамма-излучения. Поэтому база в приборах, использующих способ рассеянного гамма-излучения, выбирается в зависимости от применяемого источника и интервала изменения объемного веса.
 
Детекторами гамма-излучения служат газоразрядные и сцинтилляционные счетчики, а также фоточувствительная бумага (в гамма - дефектоскопии). В газоразрядных счетчиках энергия гамма кванта преобразуется в электрический импульс. В сцинтилляционных счетчиках энергия гамма кванта преобразуется в световые вспышки люминофора, которые затем, попадая на фото катод фотоэлектронного умножителя, создают импульсы электрического тока с амплитудой, пропорциональной энергии гамма кванта. Электрические импульсы усиливаются, формируются электронной системой и поступают в измерительное устройство. Измерение интенсивности гамма-излучения может производиться подсчетом электрических импульсов за выбранный интервал времени или по величине среднего тока, суммирующей импульсы интегрирующего контура.
 
Нейтронный метод позволяет определять абсолютную влажность материалов, а также пористость, если поры полностью заполнены водой. Этот метод может быть использован для измерения влажности грунтов, сырья в промышленности строительных материалов, для контроля процессов пропаривания и сушки различных сборных строительных изделий, контроля качества бетонирования конструкций различных сооружений. Метод основан на свойстве ядер водорода более интенсивно, чем ядра других элементов, замедлять быстрые нейтроны. Быстрые нейтроны, излучаемые нейтронным источником, обладают большой энергией, от 1 до 10 Мэр. Потеряв энергию в результате замедления, они превращаются в медленные, так называемые тепловые нейтроны, которые интенсивно поглощаются ядрами элементов, входящих в состав строительных материалов.
 
Поскольку интенсивность процесса замедления определяется в первую очередь количеством водорода, плотность медленных нейтронов зависит от содержания в материале воды, включая ее кристаллизационную форму. Прибор для измерения влажности состоит из источника быстрых нейтронов и детектора медленных нейтронов. Если расстояние между источником и детектором мало (до 10—15 см), то между содержанием влаги и измеренной плотностью нейтронов наблюдается зависимость, близкая к прямо пропорциональной. При большой базе эта зависимость становится обратной.
 
Ядерные излучения находят применение в системах: автоматического контроля составляющих бетона по плотности и влажности, измерения количества и качества сыпучих материалов, перемещаемых транспортом, объемного веса жидкости, движущейся по трубопроводу, уровня жидкости в закрытых емкостях. Система из источника и детектора ядерного излучения часто используется в качестве датчика исполнительных органов и блокирующих устройств. В таких системах обычно используется источник бета излучения, представляющего собой поток электронов высоких энергий (до 2 Мэв). Проникающая способность бета-излучения по сравнению с гамма - и нейтронным излучениями невелика. Это упрощает конструкцию экранов и защиты.
 
Радиоактивные изотопы в качестве меченых атомов или радиоактивных индикаторов применяются для изучения процессов миграции отдельных элементов в строительных конструкциях, например серы, или фильтрации воды в грунтах и гидротехнических сооружениях.
Добавка радиоактивных изотопов не меняет ни физических, ни химических свойств изучаемого объекта и позволяет легко контролировать перемещение меченого вещества с помощью радиометрических приборов. Использование изотопов с малым временем жизни позволяет не допускать при этом радиоактивного загрязнения.
 
Лит.: Атомная энергия. Краткая энциклопедия, [М., 1958]; Радиоактивные изотопы и ядерные излучения в народном хозяйстве СССР, т. 2, М., 1961; Лейпунский О. И., Новожилов Б. В., Сахаров В. Н., Распространение гамма квантов в веществе, М., 1960; Беликов М. П., Емельянов В. А., Нестеров В. Е., Применение радиоактивных изотопов в гидротехническом строительстве, М., 1961; Макаров Р.А., Басин Я. Н., Радиоизотопные методы измерений в строительстве. Обзор методов и приборов, основанных на использовании гамма- излучения, М., 1963.
 
 

« Радиатор РАЗРУШЕНИЕ »
Не нашли ответ на свой вопрос? Специалисты на нашем форуме помогут!



 Cерии домов в Москве и области
Конструктивизм зданий
Термины - Крыша
Лестницы