密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量,以g/cm3表示。密度是石料基本性质指标之一,根据密度和表观密度可以计算石料的孔隙率。
为了获得绝对密实状态的试样,须将石料磨成细粉,以排除其内部孔隙,再用排液置换法求出其绝对密实体积。
(1)主要仪器设备。
1)密度瓶:短颈量瓶,容积100mL。
2)天平:最小分度值0.001g。
3)轧石机、球磨机、研钵、筛子、恒温水槽、真空抽气设备、烘箱、干燥器、锥形玻璃漏斗和瓷皿、滴管、中骨匙和温度计等。
(2)试样制备。
将石样打碎并磨成细粉,使完全通过筛孔为0.315mm的筛子。再将细粉放入105~110℃的烘箱内烘至恒量,烘干时间一般为6~12h,然后置于干燥器内冷却至室温20±2℃备用。
(3)试验步骤。
1)用四分法取两份岩粉,每份试样从中称取15gm1,精确至0.001g (本试验称量精度相同),用漏斗灌入洗净烘干的密度瓶中,并注入试液至瓶的一半处,摇动密度瓶使岩粉分散。(www.xing528.com)
2)当使用洁净水作试液时,可采用沸煮法或真空抽气法排除气体。当使用煤油作试液时,应当采用真空抽气法排除气体。采用沸煮法排除气体时,沸腾时间自悬液沸腾时算起不得少于1h;采用真空抽气法排除气体时,真空压力表读数宜为100kPa,抽气时间维持1~2h,直至无气泡溢出为止。
3)将经过排除气体的密度瓶取出擦干,冷却至室温,再向密度瓶中注入排除气体且同温条件的试液,使接近满瓶,然后置于恒温水槽(20±2℃)内。待密度瓶内温度稳定,上部悬液澄清后,塞好瓶塞,使多余试液溢出。从恒温水槽内取出密度瓶,擦干瓶外水分,立即称其质量m3。
4)倾出悬液,洗净密度瓶,注入经排除气体并与试验同温度的试液至密度瓶,再置于恒温水槽内。待瓶内试液的温度稳定后,塞好瓶塞,将溢出瓶外的试液擦干,立即称其质量m2。
(4)试验结果处理。
1)按式(10.1)计算岩石密度值(精确至0.01g/cm3)
式中:ρ为岩石的密度,g/cm3;m1为岩粉的质量,g;m2为密度瓶与试液的总质量,g;m3为密度瓶、试液与岩粉的总质量,g;ρwt为与试验同温度试液的密度,g/cm3,采用煤油时,其密度按式(10.2)计算
式中:m4为密度瓶的质量,g;m5为密度瓶与煤油的总质量,g;m6为密度瓶与经排除气体的洁净水的总质量,g;:ρw 为水的密度,一般取1g/cm3。
2)以两个试样测值的算术平均值作为试验结果,当两个测值之差超过0.02g/cm3时,应重新取样进行试验。
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