泰州市精泰儀器儀表有限公司
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石料物理性質(zhì):
真密度實驗:李氏密度瓶法
石料的密度又稱真實密度,是在規(guī)定條件105℃±5℃時烘干至恒重,再冷卻至溫度20℃)下,石料單位真實體積(不含孔隙體積)的質(zhì)量(g/cm3)。真密度是石料的物理常數(shù)之一,也是石料孔隙率計算的參數(shù)之一。
加注:P%=(1-(ρb / ρt))×100%
密度大小取決于造巖礦物種類、巖石的組織結(jié)構(gòu)等。石料的密度越大,其工程性能越好,一般工程用石料的密度在2.5~3.1 g/cm3。
石料密度用(1)李氏密度瓶、(2)(比重瓶法)測定。
李氏瓶法、比重瓶法是按“置換”原理,用煤油置換出質(zhì)量石粉的實體體積。
一、試驗?zāi)康模?/strong>
本試驗是測定含有水溶性礦物成份石料在規(guī)定溫度下烘干至恒重時,石料礦質(zhì)單位體積(不含開口與閉口孔隙)的質(zhì)量,并為計算石料孔隙率提供依據(jù)。
二、主要儀器設(shè)備、用具:
(1)李氏瓶:容積為220~250mL,帶有長約18~20㎝、直徑約1㎝的細頸,細頸上有刻度讀數(shù),準(zhǔn)確至0.1mL。
(2)軋石機;(3)烘箱;(4)天平(稱量500g感量0.01g);(5)球磨機、(6)量筒、(7)研缽、(8)漏斗、(9)溫度計、(10)小勺、(11)抽氣機、(12)礦物油(煤油):無水,使用前需過濾,并抽去煤油中的空氣(或手搖排氣)。瓷皿、濾紙、干燥器、0.25㎜篩等。(13)恒溫水槽:測定密度時,需在相同溫度下得到兩次讀數(shù),因此需備恒溫水槽或其它保持恒溫的盛水玻璃容器,恒溫容器應(yīng)能保持在(t℃±1℃)t=20刻度線。
三、試樣制備:初碎、過0.25㎜篩子。
取代表性巖石試樣在小型軋石機上初碎(或手工初碎),再置于球磨機中進一步磨碎,然后用研缽研細,全部粉碎成能通過0.25㎜=250μm篩子的石粉。60目
四、試驗步驟:
(1)稱取100g,烘至恒重,冷卻至室溫備用。
用瓷皿稱取石粉100g,置于105℃±℃的烘箱中烘至恒重,烘干時間一般為6~12h,然后置于干燥器中冷卻至室溫備用。
(2)將煤油灌入瓶中至零刻度線以上,置于t℃恒溫水中,恒溫0.5h,記下第一次讀數(shù)V1,準(zhǔn)確至0.05mL。
將抽去空氣的煤油灌入李氏比重瓶中至零刻度線以上,并讀取起始讀數(shù)(以彎液面的下部為準(zhǔn));再將李氏比重瓶置于t℃恒溫水槽內(nèi),使刻度部分浸入水中(水溫務(wù)必控制在李氏比重瓶標(biāo)定刻度時的溫度),恒溫0.5h,記下第一次讀數(shù)V1,準(zhǔn)確至0.05mL。
(3)仔細擦凈瓶;
從恒溫水槽中取出李氏比重瓶,用濾紙將李氏比重瓶內(nèi)零點起始讀數(shù)以上的沒有煤油的部分仔細擦凈。
(4)準(zhǔn)確稱出質(zhì)量(m1) (準(zhǔn)確至0.001g)
準(zhǔn)確稱出冷卻后的瓷皿加石粉的合質(zhì)量 (m1) (準(zhǔn)確至0.001g),用牛骨勺小心地將石粉通過漏斗裝入瓶中,使液面上至20mL刻度處(或略高于20mL刻度處),在傾注時勿使石粉粘附于液以上的瓶頸內(nèi)壁上。搖動李氏比重瓶,排去其中的空氣,或用抽氣機抽氣,至液體不再發(fā)生氣泡時為止。再放入恒溫水槽,在相同溫度下(與第一次讀數(shù)時的溫度相同)恒溫0.5h記下第二次讀數(shù)。V2準(zhǔn)確稱出瓷皿加剩余石粉的合品質(zhì)m2 。
五、結(jié)果整理:
(1)計算石料的密度,準(zhǔn)確至0.01g/㎝³:
式中: ρt=(m1- m2)/(v1- v2)(g/cm3)
ρ——石料密度,g/㎝³;
m1______試驗前石粉加瓷皿的和質(zhì)量,g;
m2———試驗后剩余石粉加瓷皿的和質(zhì)量,g;
V——被石粉所排開的液體體積,即第二次讀數(shù)(V2)-第一次讀數(shù)(V1) cm³。
(2)、以兩次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值,如兩次試驗結(jié)果之差大于0.02 g/㎝³時,應(yīng)重新取樣進行試驗。
【注意事項】
(1)該方法適合測定如水泥、石灰、粉煤灰等任何粉狀材料的密度。
(2)鐵屑用磁鐵吸凈:密度試驗要將石料磨成石粉,石粉中的鐵屑在烘干前務(wù)必用磁鐵吸干凈,但瀝青混合料用礦粉則不必。
(3)慢裝料:在向密度瓶中加入石粉過程中應(yīng)盡量減少石粉飛揚和散落,同時加入速度不能快,加一勺等下落到瓶底后再加下一勺,否則將會出現(xiàn)堵塞的情況。
(4)清理;石粉加畢后 ,應(yīng)將漏斗上、密度瓶口上的石粉用毛筆及其它合適工具清理入密度瓶中。
(5)分析粘壁原因:試驗中如出現(xiàn)石粉粘在密度瓶內(nèi)壁上的情況,說明石粉未干,或煤油中含有水分,或密度瓶不干凈,應(yīng)找出原因重新試驗。
(6)清洗干凈保存:試驗完后,密度瓶用煤油清洗干凈保存,不必用水清洗,若用水清洗再試驗前務(wù)必烘干。
毛體積密度試驗(靜水稱量法)
在規(guī)定條件下(105℃±5℃烘至恒重,稱空氣中質(zhì)量,吸飽水后稱空氣中質(zhì)量與水中質(zhì)量)。單位毛體積(含實體體積、開口和閉口孔隙體積,即試件外輪廓包圍的體積)之石料的質(zhì)量稱為毛體積密度(g/cm³)。毛體積密度是石料的物理常數(shù)之一,也是石料孔隙率計算的參數(shù)之一。毛體積密度越大,石料孔隙率越小,工程性能越好。毛體積密度用水中稱量法測定。對遇水崩解、溶解、膨脹或較松軟的石料應(yīng)采用封臘法。
測定石料單位體積之固體材料的質(zhì)量。起水化反應(yīng)不宜用本法。
(1)測定石料在干燥狀態(tài)下包括孔隙在內(nèi)的單位體積之固體材料的質(zhì)量。
(2)遇水崩解、易溶和有干縮濕脹性的松軟石料不宜用靜水稱量法測定密度。
試件加工設(shè)備:切石機、鉆石機、磨平機及小錘等。
工業(yè)天平:稱量500g,感量0.01g。
烘箱:能使溫度控制在105±5℃的范圍內(nèi)。
靜水力學(xué)天平:平衡盤、吊鉤、吊網(wǎng)、盛水溶器等。
三、試樣:
將石料試樣錘打成粒徑約50mm的不規(guī)則形狀試件至少3快或?qū)⑹显嚇又瞥蛇呴L50mm立方體試件(或直徑與高均為50mm的圓柱體試件)3個,沖洗干凈,注明編號備用。
步驟:
(1)烘至恒重,冷卻至室溫。
將試件放入烘箱,在105±5℃下烘至恒重,烘干時間一般12~24h,取出試件置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫。
(2)稱量m,準(zhǔn)確至0.01g。
從干燥齊內(nèi)取出試件,放在天平上稱量m,準(zhǔn)確至0.01g
(3)試件浸水48h。
將稱量后的試件置于盛水容器內(nèi),先注水至試件高度的1/4處,以后每隔2h分別注水至試件高度的1/2和3/4,6h后將水加至高出試件頂面20mm以上,以利試件內(nèi)空氣出。試件全部被水淹沒后再自由吸水48h。
(4)取出浸水試件,用濕布擦去試件表面水分,立即稱其質(zhì)量m1。
(5)再稱得吸水飽和后試件水中的品質(zhì)m2。
五、結(jié)果整理:石料毛體積密度按下式計算,準(zhǔn)確至0.01g/cm³;
式中:
ρh=m×ρ/(m1-m2)=m×ρ/v
ρh——石料毛體積密度,g/cm³;
m——烘干至恒重時的試件品質(zhì),g;
V——石料體積,cm³;
m1————面干吸水飽和試件在空氣中的質(zhì)量,g;
m2——面干吸水飽和試件在水中的質(zhì)量,g;
ρ——水的密度,計算時取1 g/cm3。
表觀密度(視密度):
(1)試樣務(wù)必烘干至恒重,一般烘干時間不少于12h。
(2)宜于采用規(guī)則試樣:試樣可以采用規(guī)則試樣,也可以采用不規(guī)則試樣,但據(jù)比較試驗結(jié)果,規(guī)則試樣的密度略大于不規(guī)則試樣,所以雖規(guī)定可以采用不規(guī)則試樣,但傾向采用規(guī)則試樣。
毛體積密度試驗(蠟封法)
測定石料在干燥狀態(tài)下包括孔隙在內(nèi)的單位體積之固體材料的質(zhì)量。
本法宜用于遇水崩解、溶解和干縮濕脹性松軟石料的密度測定。
二、儀器、材料:靜水力天平、平蘅盤、吊網(wǎng)、盛水容器等。
石蠟(密度一般為 0.93g/cm³)。
試樣:將石料試樣錘打成粒徑約50mm的不規(guī)則形狀試件至少3快或?qū)⑹显嚇又瞥蛇呴L50mm的立方體試件(或直徑與高均為50mm圓柱體試件)3個,沖洗干凈,注明編號備用。
步驟:
(1)烘至恒重,冷卻至室溫。
將試件放入烘箱,在105±5℃下烘至恒重,烘干時間一般為12~24h,取出置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫。
(2)稱其質(zhì)量m,(準(zhǔn)確至0.01g/cm³)。
從干燥器中取出試件,放在天平上稱其質(zhì)量m,(準(zhǔn)確至0.01g/cm³)。
(3)稱出涂有石蠟試件的品質(zhì)m1。
將石蠟加熱熔化,至稍高于熔點(石蠟熔點在55-58℃),用軟毛刷在石料試件表面涂上一層厚度不大于1mm的石蠟層,冷卻后準(zhǔn)確稱出涂有石蠟試件的質(zhì)量m1。
(4)將涂有石蠟的試件系于天平上,稱出其在水中的質(zhì)量m2。
(5)檢查試件。
擦干試件表面的水分,在空氣中重新稱取蠟封試件的質(zhì)量。檢查此時蠟封試件的質(zhì)量是否大于浸水前的質(zhì)量m1如超過0.05g時,說明試件蠟封不好,水以浸入試件,應(yīng)取件重新測定。
五、結(jié)果整理:石料毛體積密度按式計算,準(zhǔn)確0.01g/m³;
m
ρh=--------------------------------
(m1-m2)/ ρw -(m1-m)/ ρp
ρh——石料毛體積密度,g/cm³;
m——烘干至恒重時的試件品質(zhì),g;
m1——涂石蠟后的試件在空氣在中的質(zhì)量,g;
m2——涂石蠟后的試件在水中的品質(zhì),g;
ρp——石蠟的密度,g/m³;0.92/cm3.
ρw——水的密度,計算時取1g/cm³
石料物理性質(zhì)試驗: 飽水率試驗(真空法)
測定石料的飽水率:
石料飽水率是指石料在常溫(20±2℃)和真空(真空度為20mmHg)條件下的更加大吸水質(zhì)量占烘干石料試件質(zhì)量的百分率。
1、試件加工設(shè)備:切石機、鉆石機、磨平機及小錘等。
2、工業(yè)天平:稱量500g,感量0.01g。
3、抽氣設(shè)備:抽氣機、水銀壓力計、真空干燥器、凈氣瓶。
試樣:
將石料試樣制成直徑和高均為50mm的圓柱或邊長為50mm的正方體試件;(如采用不規(guī)則試件,其邊長不得小于40mm-60mm,)每組試件至少3個,石質(zhì)組織不均勻者,每組試件不少于5個。用毛刷將試件洗滌干凈,并用不易被水浸褪掉的顏料編號;對有裂紋的試件應(yīng)棄之不用。
步驟:
1、烘至恒重,冷卻至室溫,稱其質(zhì)量m1準(zhǔn)確至0.01g
將試件放入溫度為105±5℃的烘箱內(nèi)烘至恒重,烘干時間一般為12~24h,取出置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫,稱其質(zhì)量m1,準(zhǔn)確至0.01g(后皆同)。
2、將試件置于真空干燥器中,注入水,稱其品質(zhì)m2。
將稱量后的試件置于真空干燥器中,注入清水,水面高出試件頂面20mm以上,開動抽氣機,使產(chǎn)生20mmHg之真空,保持此真空狀態(tài)直至無氣泡發(fā)生時為止(不少于4h)。關(guān)上抽氣機,在水中保持試件2h。擰開真空干燥器的開關(guān),取出試件,用濕紗布擦去表面水分,立即稱其質(zhì)量m2。
五、結(jié)果整理:
用下式計算石料吸水率,準(zhǔn)確至0.01%:
wx%=(m2-m1)/m1×100
wx——石料吸水率,%;
m1——烘至恒重時的試件品質(zhì),g;
m2——吸水至恒重時的試件品質(zhì),g。
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