核子密度仪的功能作用-应用工程-2009

检测结果准确



检定合格的核子仪在标准材料块上的检测结 果要求必须是材料块标准密度值（或含水量 值）±16千克/立方米范围内。 核子仪对位于放射源与探测器之间的材料总 重量进行响应，测试不受被测试材料中的化 学的、矿物的或质地成分的影响。测试非常 正确性，无论材料是否均匀，或颗粒是粗是 细。 核子仪在已知密度、湿度的标准材料块上进 行校准，保证了核子仪检测的准确性。

D2950-05 采用核子法现场检测沥青混凝土的密度标准 方法Standard test Methods for Density of Bituminous
Concrete in Place by Nuclear Methods

C1040-05 采用核子法现场检测非硬化和硬化混凝土， 包括碾压混凝土密度的标准方法Standard Test Methods
其它密度检测方法
我国道路和水利水电建设领域的许多地方
还主要依靠灌砂法、环刀法、取芯法和碾 压程序来控制工程压实质量。或者用灌砂 法等与核子仪进行对比试验，以前者的检 测结果为准对核子仪进行校正，然后用于 工程检测。下面主要以灌砂法为例来说明 这些传统检测方法为何不适宜用于工程质 量控制和验收检验。
为满足不同的测试要求，核子密度仪具备： 常规测量模式、
薄层测量模式和
沟槽测量模式
常规测量模式
常规测试模式是核子仪最常用的检测模式。
常规检测模式可以使用透射法和反射法两 种检测方法。
检测地表到地表以下5-30厘米任意深度的
材料的平均密度和固定深度的材料的平均 湿度。
核子仪的基本测试方法
for In-Place Density of Unhardened and Hardened Concrete, Including Roller Compacted Concrete, By Nuclear Methods
各国核子仪标准
中国国家标准


GB50092-96《沥青路面施工及验收规范》等
检测成本低、经济效益好
在工程碾压施工过程中，核子仪可以在两次碾压 的间隙，对压实度进行准确的快速检测。在碾压 机械不需要停工的前提下，使现场技术人员准确 了解每次碾压的压实效果，可以对整个碾压施工 进行精确控制。从而保证以最经济的碾压程序获 得最好的压实效果，而不会出现碾压不充分和过 碾两种情况。 操作一台仪器只需要一名技术人员。虽然购置核 子仪需要一定的成本，但是核子法可以通过提高 施工速度，缩短工期，而创造巨大的经济效益。

STP 208-5 CEMENT TREATED SOILS DENSITY_IN_PLACE BY NUCLEAR METHODSTP 204-6ASPHALT MIXES DENSITY-IN-PLACE BY NUCLEAR GAUGESTP 205-7SOILS DENSITY-IN-PLACE BY NUCLEAR GAUGE
核子密度仪的功能和作用
核子仪的基本测试功能


核子仪用于施工现场快速准确地检测建筑 材料的湿密度（总密度）和含水量（湿 度）。 完成一次检测通常只需要1分钟或更短时 间。
核子仪可以测试的建筑材料
核子仪可以检测的材料： 任何类型的土壤 任何粒径和体积的岩石 各种土石混合物等土工 各种水泥混凝土 沥青混合料等材料。
薄层测量模式

专为路面面层压实测试而设计，不必打孔，实 现无损检测，检测面层厚度最薄为0.25厘米， 最厚可以为7.62厘米。只有少数型号的核子仪 具有薄层测量技术，目前国内市场上只有CPN MC-4型核子仪具备此项功能。
典型的应用有以下几个方面。在沥青混合料压 实过程中快速检测压实度，在沥青混合料的温 度下降以前，指导现场施工人员决定是否需要 对混合料再次碾压。用于水泥混凝土的碾压施 工。在混凝土碾压之后，立即测试压实度、含 水量和空隙率，在混凝土凝固以前，使现场施 工人员可以迅速判断是否需要进一步的碾压。
无损检测

核子仪使用透射法进行检测只需要钻 一个直径为20毫米的测试孔，这样小 的孔通常不需要修补。如果使用反射 法，对被测试材料完全没有破获。 灌沙、取芯等传统方法，需要在材料 中挖一个直径为150毫米的洞， 这样 大的洞必需回填修补。

试样体积大

检测结果更有代表性。采用反向散射法时被 检测试样的体积约为0.0028m3，采用直接透 射法时约为0.0057 m3。

美国AASHTO交通标准
310-06采用核子法现场检测土壤和土 壤-集料的密度和含水量的标准方法（浅 层） Standard Specification for In-Place Density and Moisture Content of Soil and Soil-Aggregate by Nuclear Methods (Shallow Depth T 271-83 (2004)采用核子法现场检测塑 性和硬化波特兰水泥混凝土的密度的标 准方法Standard Test Method for Density of Plastic and Hardened Portland Cement Concrete In-Place by Nuclear Methods
SL275-2001《核子水分—密度仪现场测试规程》 TB10102-2004 J338-2004 《铁路工程土工试验规 程》 JTG E60-2008 《公路路基路面现场测试规程》 /T0922-2008《核子密湿度仪测定压实度试验方法》
中国水利部行业标准
中国铁道部行业标准
中国交通部行业标准

薄层测试模式-沥青面层检测
薄层测试模式-沥青面层检测
沟槽测量模式
沟槽测量模式用于沟槽、沟渠回填土料的
检测。传统的压实度、含水量的测量方式 用于沟槽测试时更加困难且难以保证测试 准确。MC-4型核子仪拥有非常准确的沟槽 测量模式自动校准程序，使沟槽、沟渠回 填土料的压实检测与地面上的检测工作一 样方便、准确。

操作简单


比较先进的核子仪自动化程度高，进行一 次检测，只需要按一个开始键。普通技术 人员半个小时就可以掌握所有的现场检测 需要的技术。 操作员几乎不可能有潜在的错误。仪器进 行测试只需要最低限度的指令。仪器自动 计算和显示测试结果并给出单位。不同于 灌沙法测试，许多操作环节都会影响检测 结果。
沟槽测量模式
核子仪对粗粒材料的密度检测
核子仪密度检测区域 如果测试深度为15厘米（6英 寸），被测试材料的试样体积，在采用直接透射法时 约为0.0057立方米（0.20立方英尺）。
仪器密度检测结果与材料粒径的关系
穿透材料的γ射线会被仪器中的密度检测管检
测到。如果材料的密度较低，较多的射线就 会穿过材料；反之较少。射线计数管将会检 测并统计穿透被测材料的射线量、被材料反 射和吸收的射线量。这些射线计数同检测区 域中所有原子的总质量相关。核子仪测量的 密度实际是检测区域中单位体积的材料总的 原子量。如果检测区域中材料的密度不变， 仅仅是材料粒径发生变化，仪器的密度检测 结果不会有任何变化。
核子仪的应用现状

上个世纪七十年代美国制定了核子仪ASTM国际 标准和相应的AASHTO标准，促进了核子仪技术 的发展和应用。美国交通研究理事会 （Transportation Research Board）的调查表明， 早在上个世纪的七八十年代，几乎所有的美国和 加拿大的交通主管政府机构都将核子法作为土壤、 集料和沥青混合料的密度检测和湿度检测的工程 验收和质量控制的方法。
对于各种土壤和没有凝固的水泥混凝土等
材料，通常采用透射法。这个方法是在被 测试材料中用钢钎钻一个垂直的测试孔， 然后将仪器的探测杆伸入到被测试材料中， 在各个深度上检测材料的密度和湿度。
ຫໍສະໝຸດ Baidu 对于石头、沥青混合料和凝结后的混凝土
等不能造孔的材料，通常采用反射法。这 个方法是将仪器放置于被测试材料的表面， 根据被测试材料的厚度和种类采用适应的 测试档位，直接检测材料的密度、压实度 等指标。
核子仪用于检测土石坝-小浪底工程
核子仪用于检测RCC坝-龙滩工程
核子仪用于检测RCC坝-龙滩工程
核子仪用于检测RCC-三峡三期围堰
核子仪用于检测高速公路基层

核子仪用 于检测高 速公路基 层
核子仪用于检测公路路基和工程审计
核子仪用于检测水泥混凝土
核子仪用于检测沥青路面
核子湿度/密度测试仪三种测量模式

与其它传统密度检测方法相比 核子仪的主要长处和优点
检测结果精密度高

采用反射法检测湿密度，常规的精密度值 小于10 kg/m3。对于直接透射法，常规的 精密度值小于5 kg/m3。对于含水量，常 规的精密度值小于14.8kg/m3。测量的精 密度，有的核子仪在每次检测结束时可以 立即显示出来。
核子仪可以应用的土木工程项目和 适用的测试领域

核子仪可以用于公路的地基、基层和面层、 铁路路基、水库堤坝、机场跑道以及港口、 发电厂、高等级赛车跑道、高层建筑等土 木工程的现场施工的质量控制、监理检测、 工程验收。核子仪可以用于各种土木工程 的养护检测及各种研究和开发。用于实验 室和工程试验区段可以快速、准确获取各 项施工参考数据。
核子法的国际和各国标准

ASTM国际标准 D 6938-06采用核子法现场检测土壤和土壤-集料的密 度和含水量的标准方法（浅层）Standard Test Methods
for In-Place Density and Water Content of Soil and SoilAggregate by Nuclear Methods (Shallow Depth)
在同一个检测地点相同的检测深度，核子仪 可以围绕检测孔旋转到不同的检测方向，对 附近材料进行检测，可以将不同方向的检测 结果的平均值作为该点的检测结果，每个被 测试样的体积就可以增大2-4倍。

检测速度快、效率高

核子仪完成一次测试只需要1-5分钟。 每个检测孔可以检测从地表到地下30cm任意深 度的材料。 可以同时检测同一材料的密度和湿度。 允许在同一个地点进行多次重复检测并对项目 的质量进行统计分析。 灌沙法或取芯法最少1-2小时完成一次测试。 完成相同的检测数量，核子法的检测效率是传 统检测方法的数十倍。
T
英国BS标准和加拿大STP标准
BS 1377-4:1990土木工程与压实有关的土壤检测 方法Methods of test for soils for civil engineering purposes Compaction-related tests BS 1377-9 1990适用于检测细粒、中粒和粗粒土 的核子检测法 Nuclear methods suitable for fine-, medium-, and coarse-grained soils.
检测结果客观公正
检测过程中几乎不受任何人为因素的影响。
用仪器进行检测，无论是施工方、监理还 是业主人员得到的检测结果都是一样的， 避免因检测结果不同产生的矛盾和纠纷。
使用安全

核子仪采用不锈钢双层密封的微量放射源，通过 专门的设计，核子仪的表面剂量率低于操作人员 或是公众需进行特别防护的水平。手提式核子密 度/湿度土壤测试仪的商业应用已经超过35年之久， 目前大约有 20,000 台核子仪在全世界范围内应用 于土木工程、地质学、农业和环境测试中。没有 任何仪器操作人员受到的放射线剂量超过国际辐 射防护委员会的 5 雷姆 / 年的职业界限。实际上， 操作员受到的辐射只是这个界限的很小的一部分， 少于我们从自然界获得本底辐射的年平均值。从 未有案例表明任何人由于使用核子仪而受到长期 或短期辐射伤害。
国际标准对核子仪检测范围的规定
ASTM D 6938-06《采用核子法现场检测土壤 和土壤-集料的密度和含水量的标准方法（浅 层）》规定：本试验方法可快速、无损地现场 测定土壤和岩石的密度和水分含量； D2950规定了用核子法现场检测沥青混凝土的 密度的标准方法； C1040规定了采用核子法现场检测非硬化和硬 化混凝土，包括碾压混凝土密度的标准方法。 以上标准完全没有对核子仪检测的材料粒径、 级配等因素没有任何限制。