核子密度儀在堆石混凝土中的應用

王 冰

（山西省水利水電科學研究院，山西 太原 030002）

0 引言

自密實堆石混凝土（以下簡稱“堆石混凝土”）是采用初步篩選的塊石直接入倉，然后澆筑自密實混凝土，利用自密實混凝土的高流動性能，使其填充到堆石的空隙中，形成完整、密實、有較高強度的混凝土砌石體。由此可見，堆石混凝土的密實性直接影響施工主體的質量，是檢測其質量的重要指標之一。以下就圍灘水電站使用MC-3型核子濕度密度儀檢測堆石混凝土密實性做簡要介紹和可行性分析。

1 核子密度儀工作原理

核子密度儀內部有一個含銫137γ源和镅241-鈹中子源的復合源。其中γ源用于測量密度，中子源用于測量含水量。

1.1 密度測量原理

銫137γ源釋放出γ射線進入被測材料中與物質原子的外圍電子發生碰撞而產生康普頓散射，散射后的γ射線能量減少，方向發生改變。物質的密度越大，康普頓散射的γ射線越多，于是通過測量散射后的γ射線數量，即可判斷被測物質的密度。

1.2 含水量測量原理

由镅241-鈹中子源產生的快中子射入被測材料中，與料層內物質發生碰撞、散射、減速、擴散，使快中子變成熱中子，并被探測器探測。上述過程主要是由物質中的含氫量決定，而氫主要存在于水中，若被測材料含水量大，熱中子數就多，反之就少。因此熱中子數的多少即可反映含水量的大小。

2 核子密度儀檢測方法

對于各種土壤和沒有凝固的水泥混凝土材料，通常采用透射法。該方法是在被檢測材料中用鋼釬鉆一個垂直的檢測孔，然后將儀器的探測桿伸入到被檢測材料中，在各個深度上檢測材料的密度和濕度。……