核子水分一密度仪现场测试规程.pdf
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1、ICSl7060A 53 S L中华人民共和国水利行业标准SL 2752014替代SL 2752001Field test methods for nuclear density7-moisture gauges2014031 9发布 20140619实施F觏鼍吵 中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于批准发布水利行业标准的公告()2014年第14号中华人民共和国水利部批准核子水分密度仪现场测试规程(sL 275 2014)为水利行业标准,现予以公布。序号 标准名称 标准编号 替代标准号 发布日期 实施日期, SI275 2014 SL 275 2001 2014319 201461
2、9水利部2014年3月20日1目 次前言第1部分:表层型第2部分;深层型SL 2752014117SL 2752014前 言本标准依据标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写(GBT 112009)对(SL 2752001)进行了修订。本标准分为两部分:第1部分:表层型;第2部分:深层型。本标准与SL 2752001版比较有下列变化:体例格式按照GBT 11要求进行编制;规定了核子水分一密度仪经过标定和校正,其检测结果可作为工程质量评定和验收的依据;增加了有关仪器使用的辐射安全要求。本标准中的强制性条款有:第1部分712 f)、附录B,第2部分712 f)。以黑体字标识,必须严格执行。本标准
3、批准部门:中华人民共和国水利部。本标准主持机构:水利部综合事业局。本标准解释单位:水利部综合事业局。本标准主编单位:南京水利科学研究院。本标准出版、发行单位:中国水利水电出版社。本标准主要起草人:程和森、曹更新、王守家、沈杰。本标准审查会议技术负责人:邓英春。本标准体例格式审查人:于爱华。本标准所替代标准的历次版本发布情况为:SL 275 2001ICS 17060A 53 S L中华人民共和国水利行业标准SL 2752014替代SL 27512001第1部分:表层型Field test methods for nuclear densit)7-moisture gaugesPart 1:Fi
4、eld test methods for nuclear surface densit,r-moisture gauges20140319发布 201406-19实施中华人民共和国水利部发布SL 2752014目 次1 范围2术语和定义3总贝04测量设备和辅助设施41测量设备42辅助设施5标准计数51一般规定52标准计数检验6现场校正61一般规定62密度和水分标样法63原位取样法7现场测试71一般规定72土石材料密度和含水量现场测试 73混凝土密度现场测试-74沥青混凝土密度现场测试8报告书81报告书封面82报告书内容附录A(资料性附录) 测量精密度与测量误差附录B(规范性附录) 辐射安全附录
5、C(资料性附录) 现场测试记录格式2334555556777899901111234第1部分:表层型1范围本部分标准规定了使用表层型核子水分一密度仪现场测定土石材料原位密度、(包括碾压混凝土和沥青混凝土)原位密度的方法以及辐射安全要求。本部分标准适用于采用y一射线背向散射法和y一射线透射法测定材料表层密度被氢原子慢化原理测定材料表层原位含水量,并由此计算碾压施工压实度。2术语和定义SL 2752014含水量和混凝土以及采用快中子21表层型核子水分一密度仪nuclear surface densitymoisture gauge利用y射线背向散射法或透射法测量材料表层原位密度,同时利用快中子被氢
6、原子慢化方法测量材料表层原位含水量的核子检测仪器的总称。22土石湿密度和干密度wet density and dry density of soil and rock单位体积内土石颗粒和其孔隙中水的质量总和称为湿密度,当仅包含土石颗粒质量时称为干密度。单位为gcm3或kgm3。23混凝土和沥青混凝土密度density of concnte and bituminous concrete单位体积内混凝土(包括其已结固的化合水和游离水)总质量称作混凝土密度;单位体积内沥青混凝土总质量称作沥青混凝土密度。单位为gcm3或kgm3。24土石含水量moisture or water content of
7、 soil and rock土石单位体积内所含水的质量。单位为gcm3或kgm3。25土石含水率moisture percentage or water content of soil and rock单位体积内所含水的质量与土石颗粒质量之比值。以百分数表示()。26土石孔隙率porosity of soil and rock土石的孔隙体积与土石总体积的比值。以百分数表示()。27压实度compactness填土压实控制的干密度或压实后碾压混凝土、沥青混凝土的密度,前者相应于实验室标准击实试验所得最大干密度之比值,后者相应于实验室标准击实试验所得最大密度之比值。以百分数表示()。28y一射线背
8、向散射法yray backscattering method当y射线源和7一射线探测器其间用铅屏蔽并同时放置在被测材料表面,y一射线源所发射出的y一射线进入被测材料,经一次或多次散射,改变原来运动方向而损失能量,最终到达y一射线探测器而被记录。这种通过测最散射y一射线计数率来测定被测材料密度的方法称作y一射线背向散射法。3SL 275201429y一射线透射法 yray transmission method当y一射线源所发射出的y一光子穿入被测材料,一部分被吸收;另一部分穿过被测材料,最终到达y一射线探测器而被记录。这种通过测量透射y一射线计数率来测定被测材料密度的方法称作y一射线透射法。2
9、10快中子慢化moderation of fast neutron中子源所发射出的快中子进入被测材料,与被测材料中含有的各种元素原子的原子核发生多次碰撞而被减速,其能量逐渐损失,此过程称作快中子慢化。21l热中子thermal neutron快中子为被测材料中所含氢物质(如水)慢化(减速),其能量逐渐损失,最后与慢化物质分子热运动交换能量,直至平衡。此时的低能中子称作热中子(室温时它的能量为0025 eV)。212计数率count rate单位时间内,表层型核予水分一密度仪所测取的y一射线或热中子计数。前者称作y一射线计数率,后者称作热中子计数率。以“cpm”表示。213测量计数measure
10、d count将表层型核子水分一密度仪放置在被测材料上进行测量时,在设定的测量时间内,仪器所测取的y一射线或热中子计数,前者称作密度测量计数,后者称作水分测量计数。以脉冲计数的“次”表示。214标准计数standard count将表层型核子水分一密度仪放置在标准块上,在规定的测量条件下和测量时间内所测取的y一射线或热中子计数。前者称作密度标准计数,后者称作水分标准计数。以脉冲计数的“次,表示。215计数比count ratio测量计数与标准计数之比。简称为CR。216测深度measuring depth测量密度或含水量时,至少有95数量的被记录的y一光子或热中子抵达探测器之前到达被测材料的深
11、度。单位为cm或mm。217测量精密度measurement precision在规定条件下,对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测得值间的一致程度。218测量误差 measurement errorerror of measurement测得的量值减去参考量值。3总则31表层型核子水分一密度仪在出厂前,应经过厂家标定,并应同时具备产品合格证和厂家标定报告。32表层型核子水分一密度仪在用于现场测试之前,应由用户进行现场校正,并且在相同条件下连续4SL 2752014测量过程中宜每隔36个月进行一次现场校正。每当被测材料化学成分有明显改变时,应及时进行现场校正。33表层型核子水分一密度仪新购仪
12、器在首次使用前,或在使用中每隔12个月,或在大修后,应由有资质的专门机构进行检定,检定合格方可使用。34表层型核子水分一密度仪按规定方法进行标定和校正后,其检测结果可作为工程质量评定与验收的依据。35表层型核子水分一密度仪的使用、保管、运输和报废应符合国家辐射防护有关法规和标准的规定。36使用表层型核子水分一密度仪进行现场测试时,除应符合本部分标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。4测量设备和辅助设施41测量设备测量设备包括主机和辅助部分。a)主机包括:y一射线源:铯一137(”7Cs),为双层不锈钢封焊的固体密封源。中子源:镅一241一铍(2“AmBe),为双层不锈钢封焊的固体密封源。或钚
13、一239一铍中子源(2”PuBe)。7一射线探测器:盖革一弥勒气体计数管(GM计数管)或由碘化钠闪烁体和光电倍增管所组成的闪烁探测器。热中子探测器:氦一3(3He)正比气体计数管,或三氟化硼(BF,)正比气体计数管,或锂玻璃闪烁探测器。b)辅助部分:定标器电子线路:提供给y一射线探测器和热中子探测器工作的高、低电压电源,并对来自探测器的测试信号进行甄别、放大和记录的相关电子线路。记录仪表:包含微处理器和数据采集、处理、显示、存储系统。电源:可充电电池组,或干电池。仪器机箱。42辅助设施辅助设施主要包括:a)标准块:由聚乙烯厚板制成,用于测取仪器标准计数。b)钢钎、起拔器。c)导板:焊有垂向导管
14、的铝合金或钢质平板,用于辅助造孔和刮平测点地面。d)铁锤、充电器、仪器包装运输箱和个人辐射剂量元件。5标准计数51一般规定511技术要求a)在现场测试前,以及在测试过程中对仪器是否处于正常状态产生怀疑时,都应测量仪器标准计数。标准计数检验合格后仪器方可使用。5SL 2752014b)每次测量标准计数采用的方式和测量条件应相同,并符合仪器使用说明书的有关要求。c)标准块密度不宜小于169cm3,含水量不宜大于0249cm3。可将标准块放置在干燥、平坦的压实土石、混凝土、沥青混凝土和其他建筑材料表面。也可按照仪器说明书要求将标准块放置在所配置的仪器包装箱上或支架上。d)测量标准计数时,应将仪器放置
15、在标准块上,并将仪器源杆放置在安全位置。e)标准块表面和仪器底面应无油垢、尘土,两者应有良好的接触。512环境和安全要求a)进行标准计数测量时,仪器周围8m以内不应有其他放射源,3m以内不应有影响仪器测量的物体。b)环境温度与现场测量的环境温度应相近并在允许范围内。当室内外温差很大时,仪器由室内拿到现场时应在现场适应大约20min后再进行标准计数测量。如测试当日温度变化很大,宜在现场测试过程中间适当增加标准计数测量次数。c)进行标准计数测量时,测量人员应与仪器保持2m以上距离。513记录要求应完整记录和保留仪器标准计数测量的相关资料(如时间、地点、条件和环境等)。52标准计数检验521标准计数
16、检验分为手动单次测量方法和自动连续多次测量方法。两种方法均按51的规定测取新的标准计数。522应根据不同型号仪器及其使用说明书的要求,选择测量方法,进行标准计数的测取和检验。523手动单次测量方法:a)当仪器有测取和存储过合格的标准计数时,按公式(1)检验标准计数是否合格:Il一月o I20n。f (1)式中:n,新测取的密度或水分标准计数;一一仪器先前已测取的4个密度或水分标准计数的平均值;,预置比例因子。该比例因子一般为1或仪器生产厂家提供。b)当仪器还没有测取和存储过合格的标准计数,或者其测量地区环境放射性本底与先前测量地区有所不同,应先重新测取和输入4个密度或水分标准计数并取其平均值,
17、再按523 a)对新测取的标准计数进行检验。c)当新测取的密度和水分标准计数分别符合公式(2)和公式(3)时,则该新测取的密度或水分标准计数为合格,否则视为不合格。n1一n。|001o (2)I】一no j002n。 (3)式中:n。新测取的密度或水分标准计数;no仪器先前已测取的4个密度或水分标准计数的平均值。524自动连续多次测量方法:a)按公式(4)检验标准计数是否合格:6SL 2752014075圭125 (4)”f式中:n一组所有单次测取的密度或水分标准计数的平均值;一该组单次测取的密度或水分标准计数的标准差。b)当新测取标准计数符合公式(4)的规定范围,则该新测取的标准计数为合格,
18、否则视为不合格。525当第一次检验不合格时,可再次测取检验。其间可让仪器开机继续稳定一段时间,并按51的规定检查标准计数测取条件。如不符合,应及时纠正后再继续测取检验。如多次测取检验仍不合格,则认为仪器不能正常工作。526新测取的且检验合格的标准计数宜予以输入,以取代先前测取并已输人仪器的标准计数。6现场校正61一般规定611相同被测材料在相同测量条件下,进行现场连续测试时,宜每隔36个月进行一次现场校正。当被测材料在化学成分、结构组成及配合比与先前的测量材料有明显差异时,仪器在现场测试前,应进行现场校正。612应根据被测材料性质选择仪器现场校正方法,可采用密度和水分标样法,也可采用原位取样法
19、。613仪器现场校正所采用的被测材料和所采用的测量条件应与仪器现场测试时的被测材料和测量条件相同。现场校正所采用的被测材料的密度和含水量范围应包含现场测试中被测材料的密度和含水量变化范围。614进行现场校正时,应满足512 a)和c)的要求。615现场校正时仪器测量时间应不小于4min。62密度和水分标样法621标样应符合下列规定:a)应采用现场被测材料制作密度和水分标样。b)标样应不小于下列尺寸:背向散射法密度测量:600mm450mm250mm。透射法密度测量:600mmX 600mm400mm。水分测量:600mm450mm250mm。c)标样数量分别应有3个。d)应准备3个容器,其尺寸
20、应符合621 b)的规定。622标样制作应符合下列要求:a)土石材料密度标样制作:分别向容器内充填现场被测土石材料,充填时应保持材料原有级配和分布均匀并分层充填和夯实,并保证每层有相同的密实效果,分层厚度可为50mm或lOOmm,直至将容器填满、夯实到容器顶面并最后刮平。校正测试后,测量容器充填体积和称量所充填的土石材料质量,可计算出每个密度标样的密度值。密度值误差应在士o0059cm3范围以内。b)混凝土材料密度标样制作:分别向容器内充填混凝土材料。该混凝土材料和级配应与现场浇筑使用的混凝土材料相同。充填时应分层充填和压实,并保证每层彳相同的密实效果,分层厚度可为30mm或50mm,直至将容
21、器填满,压实到容器顶面并最后刮平。测量容器充填体积和称7SL 2752014量所充填的混凝土质量,可计算出每个密度标样的密度值。密度值误差应在士00059cm3范围以内。c)土石材料水分标样制作:分别向容器内充填现场被测土石材料,充填时应分层充填和压实,保证每层有相同的密实效果,并使其密实程度与现场情况大体相同。分层厚度可为50mm和lOOmm,直至将容器填满、压实,到容器顶面并最后刮平,充填完成后应采用塑料薄膜覆盖其表面。当仪器对以上各个水分标样测量完成后,应取样并采用烘干法测定出每个水分标样的含水量。含水量值误差应在00059cm3范围以内。623标样法密度现场校正步骤及要求:a)仪器开机
22、,预热,按51和52进行检查,并测取和输入合格的密度标准计数。b)应将仪器分别放置在已制作好的土石或混凝土材料的3个密度标样表面,使仪器底面与标样表面在长边方向相一致,且位置居中。c)由素土和细砾土材料制作而成的标样,应按72的规定,对每个标样,采用现场测试所选择的测量深度,测量时间为4min。启动仪器测取3次密度值。取其3次密度值的平均值作为仪器测量结果。d)由粗砾土和砂石料组成的土石材料以及混凝土(包括碾压混凝土)材料制作的标样,应按73的规定,对每个标样,采用现场测试所选择的测量深度,测量时间为4min。启动仪器测取3次密度值。变换仪器在标样上的角度,分别为90。、180。和270。,采
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- 核子 水分 密度仪 现场 测试 规程
