Контроль влажности песка, керамики, бетонной смеси и других строительных материалов можно осуществлять при помощи источников быстрых нейтронов. При прохождении через влажный материал нейтроны сталкиваются с ядрами атомов и теряют свою кинетическую энергию. Потеря энергии будет тем больше, чем меньше атомный вес элемента. Поэтому максимальное замедление нейтронов будет при столкновении их с ядрами водорода. Уже при 19 столкновениях с ядрами водорода быстрый нейтрон с энергией в несколько миллионов электрон-вольт превращается в медленный (тепловой) нейтрон с энергией 0,025 эв. Таким образом, регистрируя количество медленных нейтронов, получаемых в результате облучения песка быстрыми нейтронами, можно с достаточной точностью определить содержание водорода, а следовательно, и воды в исследуемом песке.
Нейтронный метод измерения влажности не получил еще широкого распространения в строительстве из-за сложности аппаратуры, однако этот метод является наиболее перспективным, поскольку получаемые результаты не зависят от состава и плотности песка, температуры и содержания в нем солей.
Определение влажности жесткой бетонной смеси может быть произведено также с помощью нейтронного измерителя, основанного на интенсивности замедления быстрых нейтронов, подобно описанному раньше три рассмотрении контроля влажности песка.
черт. № 180. Схема определения степени уплотнения бетонной смеси с помощью радиоактивного плотномера:
1 — источник 1 -излучений; 2 — плечи; 3 — счетчики импульсов; 4 — трубчатая стойка; 5 — рукоятка; 6 — электрические провода; 7 — пульт регистрации излучения
Прибор построен таким образом, что источник быстрых нейтронов и детектор располагаются в одном блоке вне исследуемого материала. Такая схема при достаточной чувствительности позволяет контролировать влажность при приготовлении, транспортировании и укладке бетонной смеси. Схема предусматривает использование — двух датчиков с диапазоном измерения влажности от 0 до 12% типа.: СТС-5 и от 8 до 18% типа СТС-6. Датчики состоят из источника быстрых нейтронов, счетчиков, свинцовых фильтров и кожуха с биологической защитой из смеси парафина с карбидом бора.
Показания детектора медленных нейтронов в зависимости от влажности могут быть выражены формулой
Использование нейтронного измерителя в системе контроля влажности бетонной смеси в бетоно-смесителях и на вибропрокатном стане Козлова позволило определять влажность с точностью 0,5% в течение 15-30 сек.
Для определения дефектов в бетоне используется у-графический метод. При этом методе ослабление у-лучей, вызванное изменением плотности и однородности просвечиваемого материала, фиксируется рентгеновской пленкой (черт. № 181). На более толстых участках изделий и с более плотным материалом ослабление у-лучей будет большим, а следовательно, и на рентгеновской пленке эти участки получаются светлыми. Тонкие участки изделия, участки с дефектами и менее плотным материалом на рентгеновской пленке всегда будут получаться в виде темных или черных пятен. Наличие арматуры в железобетонных изделиях значительно ослабляет у-лучи, так как плотность стали примерно в три раза больше плотности бетона, и на пленке арматура просвечивается в виде светлых полос.
черт. № 181. Схема контроля: бетонных изделий графическим методом:
1 — контейнер с изотопом;. 2 — контролируемое изделие; 3 — дефект в изделии; 4 — кассета с пленкой; 5 —
фотопленка; 6 — изображение дефекта на пленке; 7- экран
Весьма эффективно радиометрические методы могут быть использованы для определения коррозии бетона внутренних поверхностей железобетонных трубопроводов, а также установления величины изнашиваемости стальных трубопроводов при перекачке по ним абразивных строительных материалов. Наличие коррозии в материале может быть определено по изменению условий рассеяния и отражения у-лучей, прошедших через стенку испытуемой трубы.
Контроль расположения арматуры. Для определения расположения арматуры в железобетонных конструкциях и толщины защитного слоя бетона используют метод у-графии, при котором с одной стороны исследуемой конструкции располагается контейнер с радиоактивным источником, а с другой — кассета, с рентгеновской, пленкой.
черт. № 182. Схема контроля расположения арматуры в железобетонных изделиях:
а- при внутреннем расположении изотопа; б — при наружном расположении изотопа, 1- радиоактивный изотоп; 2 — защитный контейнер; 3 — железобетонная конструкция; 4- кассета с пленкой
При просвечивании толстостенных железобетонных конструкций толщиной 10-200 см радиоактивный источник лучше располагать внутри конструкции. Исследованиями чехословацкого ученого — Арношта Геника установлено, что при расположении радиоактивного источника внутри тела конструкции (черт. № 182) снимки получаются более контрастными, на снимках арматура противоположных сторон конструкции не накладывается друг на друга, а также создаются более благоприятные условия работы с радиоактивным изотопом с точки зрения охраны труда.
Для расположения радиоактивного источника в теле конструкции на уровне нейтральной оси высверливается отверстие диаметром 10 мм, через которое с помощью специального стержня вводится радиоактивный источник; в качестве последнего используется радиоактивный кобальт.
