石料密度试验.docx

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石料密度试验

石料密度试验

比重瓶法

一、目的和适用范围

石料的密度是指在100℃～110℃下烘至石料矿质单位体积（不包括开口与闭口孔

隙体积）的质量。

本方法适用于不含水溶性矿物成分的石料的密度测定。

二、主要试验步骤

1、粉碎岩石试样成能通过0.25mm的石粉。

2、用四分法取烘干的石粉倒入比重瓶，（称取时精确至0.0001g，本试验精度

均同）煮沸比重瓶里的悬液为止。

恒温后加入蒸馏水置于恒温水槽中，温度稳定后

称其质量。

3、到出悬液，注入蒸馏水，到恒温水箱恒温。

温度稳定后，称取其质量。

三、结果整理

石料密度值：

（精确至0.01g/cm3）

Pt=m1*Pwt/（m1+m2-m3）

Pt--石料密度，g/cm3

Pwt--t℃时蒸馏水的密度，g/cm3

m1--烘干试样的质量，g

m2--瓶加水的合质量，g

m3--瓶、水与试样的总质量，g

以两次试验结果的算术平均值为测定值，如两次试验结果之差大于0.02g/cm3时，应重新取样试验。

李氏比重瓶法

一、目的和适用范围

对含有水溶性矿物成分的岩石宜选用本法测定密度。

二、主要步骤

1、贯入煤油读出比重瓶的始度数，将李氏比重瓶置于恒温箱中恒温，读出第一次读数，精确至。

2、称出冷却后的瓷皿加石粉质量（精确至0.0001g，以下同）。

将石粉加入瓶中，摇匀，排出空气，放入恒温箱中恒温，记下第二次读数。

3、称出瓷皿加剩余石粉的合质量。

三、结果整理

Pt=（m1-m2）/V

V＝V2-V1

Pt--石料密度，g/cm3

m1--试验前石粉加瓷皿合质量，g

m2--试验后剩余石粉加瓷皿的合质量，g

V--被石粉所排开的液体体积，cm3

石料单轴抗压强度试验

一、目的与适用范围

本试验是测定规则形状岩石试样单轴抗压强度的方法。

主要用于岩石的强度的强度分机和延性描述。

本方法采用饱水状态下的岩石立方体（或圆柱体）试件的抗压强度来评定岩石强度（包括碎石或软石的原始岩石强度）。

二、主要试验步骤

1、量取立方体的变长，计算其顶面和底面面积的算术平均值作为计算抗压强度所用的界面积。

2、对试件进行饱水处理后进行强度试验。

记录试件的最大荷载记录以N表示，精度1％。

四、结果整理

公式：

R=P/A

R--岩石的抗压强度，MPa

P--极限破坏时的荷载，N

A--试件的界面积，mm2

取6个试件试验结果的算数平均值作为测定值，如6个中的2个与其他4个试件抗压强度的算术平均值相差3倍以上，则取试验结果相接近的4个试件的算术平均值作为抗压强度测定值。

有显著层理的岩石，取垂直与平行层理方向的试件强度的平均值作为试验结果

石料毛体积密度及孔隙率试验

　　　　　　石料毛体积密度试验（静水称量法）

一、目的和适用范围

　　测定石料在干燥状态下包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。

　　遇水崩解、易溶和有干缩湿胀性的松软石料不宜用静水称量法测定溶液。

二、仪器设备

　　试件加工设备，工业天平，烘箱

三、试验步骤

　　1、将试件放入烘箱，在105℃±5℃下烘至恒量，烘干时间一般为12－24h，取出试件置于干燥器内冷却至室温。

　　2、从干燥器内取出试件，放在天平上称量，精确至0.01g。

　　3、将称量后的试件置于盛水容器内，先注水至试件高度的1/4处，以后每隔2h分别注水至试件高度的1/2和3/4，6h后将水加至高出试件顶面20mm以上，以利试件内空气逸出。

试件全部被水淹没后再自由吸水48h。

　　4、取出浸水试件，用湿纱布擦去试件表面水分，立即称其质量。

三、结果整理

　　ρh=m/V

V=（m1-m2）/ρw

ρh－石料毛体积密度

m－烘干至恒量时的试件质量

V－石料体积

m1－面干吸水饱和试件在空气中的质量

m2－面干吸水饱和试件在水中的质量

ρw－水的密度

　　　　　　　　　　　　毛体积密度试验（蜡封法）

一、目的和适用范围

　　测定石料在干燥状态下包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。

　　遇水崩解、易溶和有干缩湿胀性的松软石料不宜用静水称量法测定溶液。

二、仪器设备

　　石蜡，软毛刷

三、试验步骤

　　1、将试件放入烘箱，在105℃±5℃下烘至恒量，烘干时间一般为12－24h，取出试件置于干燥器内冷却至室温。

　　2、从干燥器内取出试件，放在天平上称量，精确至0.01g。

　　3、将石蜡加热熔化，至稍高于熔点，用软毛刷在石料试件表面涂上一层厚度不大于1mm的石蜡层，冷却后准确称出涂有石蜡试件的质量。

　　4、将涂有石蜡的试件系于天平上，称出其在水中的质量。

　　5、擦干试件表面的水分，在空气中重新称取蜡封试件的质量，检查此时蜡封试件的质量是否大于浸水前的质量m1。

如超过0.05g时，说明试件蜡封不好，水己浸入试件，应取试件重新测定。

四、结果整理

　ρh=m/ν

ν=（m1-m2）/ρw-（m1-m2）/ρp

ρh－石料毛体积密度

m－烘干至恒量时的试件质量

m1－涂石蜡后试件在空气中的质量

m2－涂石蜡后试件在水中的质量

ρw－水的密度

ρp－石蜡的密度

　　　　　　　　　　　　　　　　　孔隙率

一、目的和适用范围

　　计算石料的孔隙率。

二、结果整理

　　　n=（1-ρ/ρt）*100

n－石料孔隙率，%

ρ－石料的毛体积密度

ρt－石料的密度

石料磨耗试验

磨耗试验（洛杉矶法）

一、目的和适用范围

　　1、测定石料的磨耗率。

　　2、石料磨耗率是指石料抵抗冲击、边缘剪力和磨擦的联合作用的性质。

二、仪器设备

　　小型碎石机，洛杉矶式磨耗机，台称，筛子

三、试验步骤

　　1、将试样用水冲洗干净，置于温度为105℃±5℃的烘箱中，烘至恒量，按规定称取试件，装入磨耗机之圆筒中，并加直径为48mm的钢球12个，每个质量为405-450g，总质量为5000±50g，盖好筒盖，将计数器调整至零位。

　　2、开动磨耗机，以30-33r/min之转速转动500转后停止，取出试样。

　　3、用直径2mm的圆孔筛或边长1.6mm的方孔筛，筛去试样中的石屑，用水洗净留在筛上的试样，烘于恒，并准确称出其质量。

四、结果整理

　　　　　Q磨=（m1-m2）*100/m1

Q磨-石料磨耗率，%

m1-装入圆筒中的试样质量，g

m2-试验后洗净烘干的试样质量，g

　　　　　　　　　　　石料磨耗试验（狄法尔法）

一、目的和适用范围

　　1、测定石料的磨耗率。

　　2、石料磨耗率是指石料抵抗冲击、边缘剪力和磨擦的联合作用的性质。

　　3、本法在无洛杉矶试验设备情况下方允许使用。

二、仪器设备

　　狄法尔式磨耗试验机

三、试验步骤

　　1、将称量好的两份试样分别放入磨耗机的两圆筒中，调整计数器到零位。

　　2、开动磨耗试验机，以30-33r/min转速旋转至10000转止，取出试样。

　　3、用直径2mm的圆孔筛或边长方孔筛，筛去试样中的石屑，用水冲洗留在筛上的试样，烘至恒量，准确称出其质量。

四、结果整理

　　　　　Q磨=（m1-m2）*100/m1

Q磨-石料磨耗率，%

m1-装入圆筒中的试样质量，g

m2-试验后洗净烘干的试样质量，g

石料含水率、吸水率、及饱水率试验

A.含水率试验

一、目的与适用范围

测定石料含水率。

石料含水率是试件在105±5℃下烘干至恒量时所去水的质量与试件干质量的比值，以百分率表示，含水率试验适用于不含结晶水矿物的石料。

二、试验主要步骤

制备好的试件（不宜少于五个，质量不少于40g）称量（m1），精确至0.01g。

将试件105±5℃下烘干至恒量。

烘干时间一般为12～24小时。

烘干冷却后的试件称量，精确至0.01g。

（m2）

三、计算

石料含水率ω（精确至）:

ω＝（m1-m2）×100／m2

B.吸水率试验

一、目的与适用范围

测定石料吸水率。

吸水率是指在室内常温（20±2℃）和大气压下石料的吸水率。

二、试验主要步骤

将制备好的试件在105±5℃下烘干至恒量，烘干时间一般为12～24小时。

烘干冷却后的试件称量，精确至0.01g。

（m1）

将称量后的试件置于盛水容器内，先注水至试件高度的1/4处，以后每隔2小时注水至试件高度的1/2处和3/4处，6小时后将水加至高出试件顶面20mm以上，试件全部浸水后自由吸水48小时。

浸水48小时后的试件用拧干湿毛巾轻轻擦去试件表面水（不得吸走空隙内的水），立即称量（m2）

三、计算

石料吸水率ωx（精确至%）:

ωx＝（m2-m1）×100／m1

C.饱水率试验

一、目的与适用范围

测定石料饱水率。

饱水率是指在常温（20±2℃）和真空（真空度为20mmHg）条件下的最大吸水质量占烘干石料试件质量的百分率。

二、试验主要步骤

将制备好的试件在105±5℃下烘干至恒量，烘干时间一般为12～24小时。

烘干冷却后的试件称量，精确至0.01g。

（m1）

将称量后的试件置于真空干燥器中，注入清水（水面高出试件表面20mm以上），在20mmHg之真空下保持至无气泡发生为止（不少于4小时），之后关闭抽气机，在水中保持2小时。

取出试件用拧干湿毛巾轻轻擦去试件表面水（不得吸走空隙内的水），立即称量（m2）

三、计算

石料饱水率ωy（精确至%）:

ωy＝（m2-m1）×100／m1

石料毛体积密度及孔隙率试验――静水法、蜡封法

石料毛体积密度试验（静水称量法）

一、目的和适用范围

　　测定石料在干燥状态下包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。

　　遇水崩解、易溶和有干缩湿胀性的松软石料不宜用静水称量法测定溶液。

二、仪器设备

　　试件加工设备，工业天平，烘箱

三、试验步骤

　　1、将试件放入烘箱，在105℃±5℃下烘至恒量，烘干时间一般为12－24h，取出试件置于干燥器内冷却至室温。

　　2、从干燥器内取出试件，放在天平上称量，精确至0.01g。

　　3、将称量后的试件置于盛水容器内，先注水至试件高度的1/4处，以后每隔2h分别注水至试件高度的1/2和3/4，6h后将水加至高出试件顶面20mm以上，以利试件内空气逸出。

试件全部被水淹没后再自由吸水48h。

　　4、取出浸水试件，用湿纱布擦去试件表面水分，立即称其质量。

三、结果整理

　　ρh=m/V

V=（m1-m2）/ρw

ρh－石料毛体积密度

m－烘干至恒量时的试件质量

V－石料体积

m1－面干吸水饱和试件在空气中的质量

m2－面干吸水饱和试件在水中的质量

ρw－水的密度

　　　　　　　　　　　　毛体积密度试验（蜡封法）

一、目的和适用范围

　　测定石料在干燥状态下包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。

　　遇水崩解、易溶和有干缩湿胀性的松软石料不宜用静水称量法测定溶液。

二、仪器设备

　　石蜡，软毛刷

三、试验步骤

　　1、将试件放入烘箱，在105℃±5℃下烘至恒量，烘干时间一般为12－24h，取出试件置于干燥器内冷却至室温。

　　2、从干燥器内取出试件，放在天平上称量，精确至0.01g。

　　3、将石蜡加热熔化，至稍高于熔点，用软毛刷在石料试件表面涂上一层厚度不大于1mm的石蜡层，冷却后准确称出涂有石蜡试件的质量。

　　4、将涂有石蜡的试件系于天平上，称出其在水中的质量。

　　5、擦干试件表面的水分，在空气中重新称取蜡封试件的质量，检查此时蜡封试件的质量是否大于浸水前的质量m1。

如超过0.05g时，说明试件蜡封不好，水己浸入试件，应取试件重新测定。

四、结果整理

　ρh=m/ν

ν=（m1-m2）/ρw-（m1-m2）/ρp

ρh－石料毛体积密度

m－烘干至恒量时的试件质量

m1－涂石蜡后试件在空气中的质量

m2－涂石蜡后试件在水中的质量

ρw－水的密度

ρp－石蜡的密度

石料毛体积密度试验（量积法）

一、目的和适用范围

　　测定规则几何形状的石料，在干燥状态下包括孔隙在内的单位体积固体材料的质量。

二、仪器设备

　　试件加工设备，工业天平，烘箱

三、试验步骤

　　1、将试件放入烘箱，在105℃±5℃下烘至恒量，烘干时间一般为12－24h，取出试件置于干燥器内冷却至室温。

　　2、从干燥器内取出试件，放在天平上称量，精确至0.01g。

　　3、用卡尺测量试件尺寸，精确至0.1mm。

三、结果整理

　　ρh=m/V

ρh－石料毛体积密度

m－烘干至恒量时的试件质量

V－石料体积

　　　　　　　　　　　　　　　　　孔隙率

一、目的和适用范围

　　计算石料的孔隙率。

二、结果整理

　　　n=（1-ρ/ρt）*100

n－石料孔隙率，%

ρ－石料的毛体积密度

ρt－石料的密度

岩石密度试验――JTG

岩石密度试验

一、目的和适用范围

岩石的密度是选择建筑材料、研究岩石风化、评价地基基础工程岩体稳定性及确定围岩压力等必需的计算指标。

本方法用洁净水做试液时适用于不含水溶性矿物成分的岩石的密度测定，对含水溶性矿物成分的岩石应使用中性液体如煤油做试验。

二、主要试验步骤

1、粉碎岩石试样成能通过0.315mm的岩粉。

2、将岩粉烘干至恒量。

3、用四分法取两份烘干的岩粉，每份15g（m1），精确至0.001g，本试验精度

均同）用漏斗灌入洗净烘干的密度瓶中，摇动使瓶内岩粉分散。

4、用沸煮法排除空气

5、冷却至室温，向密度瓶中注入排除气体且同温条件的试液。

置于恒温水槽。

稳定后取出，称其质量（m3）

6、倾出悬液，注入蒸馏水，到恒温水箱恒温。

温度稳定后，称取其质量（m2）。

三、结果整理

岩石密度值：

（精确至0.01g/cm3）

Pt=m1*Pwt/（m1+m2-m3）

Pt--石料密度，g/cm3

Pwt--t℃时蒸馏水的密度，g/cm3

m1-岩粉的质量，g

m2-密度瓶加试液合质量，g

m3-密度瓶加试液加岩粉的总质量，g

以两次试验结果的算术平均值为测定值，如两次试验结果之差大于0.02g/cm3时，应重新取样试验。

岩石毛体积密度试验――JTG

石料毛体积密度试验

一、目的和适用范围

本方法是一个间接反映岩石致密程度、孔隙发育程度的参数，也是评价工程岩体稳定性及确定围岩压力等必需的计算指标。

根据岩石含水状态，毛体积密度可分为干密度、饱和密度和天然密度。

岩石毛体积密度试验可分为量积法、水中称量法和蜡封法。

量积法适用于能制备成规则试件的各类岩石；水中称量法适用于除遇水崩解、溶解和干缩湿胀外的其他各类岩石；蜡封法适用于不能用量积法或直接在水中称量进行试验的岩石。

二、仪器设备

切石机、钻石机、磨石机等岩石试件加工设备；天平、烘箱、石蜡、水中称量装置。

三、试验步骤：

水中称量法：

　　1、将试件放入烘箱，在105℃～110℃下烘至恒量，烘干时间一般为12－24h，取出试件置于干燥器内冷却至室温。

称干试件质量。

精确至0.01g。

量测精确至0.01mm。

2、将干试件进入水中进行饱和，饱和方法可依岩石性质选用煮沸法或真空抽气法。

3、取出浸水试件，用湿纱布擦去试件表面水分，立即称其质量。

4、将试件放在水中称量装置的丝网上，称取试件在水中的质量。

在称量过程中，称量装置的液面应始终保持同一高度，并记下水温。

蜡封法：

　　1、将试件放入烘箱，在105℃±5℃下烘至恒量，烘干时间一般为12－24h，取出试件置于干燥器内冷却至室温。

　　2、从干燥器内取出试件，放在天平上称量，精确至0.01g。

　　3、将石蜡加热熔化，至稍高于熔点，用软毛刷在石料试件表面涂上一层厚度不大于1mm的石蜡层，冷却后准确称出涂有石蜡试件的质量。

　　4、将涂有石蜡的试件系于天平上，称出其在水中的质量。

　　5、擦干试件表面的水分，在空气中重新称取蜡封试件的质量，检查此时蜡封试件的质量是否大于浸水前的质量m1。

如超过0.05g时，说明试件蜡封不好，水己浸入试件，应取试件重新测定。

量积法：

1、试件的直径或边长

2、量测试件高度

3、测定天然密度

4、测定饱和密度

5、测定干密度

四、试验结果处理：

毛体积密度试验结果精确至0.01g/cm3，3个试件平行试验。

组织均匀的岩石毛体积密度应为3个试件的结果之平均值；组织不均匀的岩石，毛体积密度应列出每个试件的试验结果。

岩石吸水性试验――JTG

目的与适用范围：

3.1.1主界面含水率试验用于测定岩石在天然状态下的含水率。

3.1.2本方法采用烘干法。

对于不含结晶水矿物的岩石烘干温度为105℃～110℃，烘干时间一般为12h～24h；对于含结晶水矿物的岩石烘干温度宜控制在为60℃±5℃下进行测定，烘干时间一般为24h～48h。

仪器设备：

烘箱、干燥器、天平（感量0.01g）、称量盒。

试验步骤：

3.3.1称已烘干的称量盒质量（m0），精确至0.01g。

3.3.2称烘干前的试样和称量盒的合质量（m1），精确至0.01g。

3.3.3根据岩石含或不含结晶水按条规定的温度范围和时间烘干至恒量，称烘干后的试样和称量盒的合质量（m2），精确至0.01g。

结果整理

3.4.1岩石含水率按下式（T0202-1）计算：

w=[（m1－m2）/（m2－m0）]×100

3.4.2以5个试样的算术平均值作为试验结果，计算精确至%。

岩石单轴抗压强度试验――JTG

一、目的与适用范围

本试验是测定规则形状岩石试样单轴抗压强度的方法。

主要用于岩石的强度的强度分级和岩性描述。

本方法采用饱水状态下的岩石立方体（或圆柱体）试件的抗压强度来评定岩石强度（包括碎石或软石的原始岩石强度）。

二、主要试验步骤

1、量取立方体的边长，计算其顶面和底面面积的算术平均值作为计算抗压强度所用的截面积。

2、对试件进行饱水处理后进行强度试验。

记录试件的最大荷载记录以N为单位，精度1％。

四、结果整理

公式：

R=P/A

R--岩石的抗压强度，MPa

P--极限破坏时的荷载，N

A--试件的截面积，mm2

Kp=Rw/Rd

Kp：

软化系数

Rw：

岩石饱和状态下的单轴抗压强度（MPa）

Rd:

岩石烘干状态下的单轴抗压强度（MPa）

抗压强度取6个试件试验结果的算数平均值作为测定值。

计算精确至。

软化系数计算精确至，3个试件平行测定，取算术平均值；3个值中最大与最小之差不应超过平均值的20％，否则，应另取第四个试件，并在4个试件中取最接近的3个值的平均值作为试验结果，同时在报告中将4个值全部给出。

岩石含水率试验――JTG

含水率试验

一、目的与适用范围

测定岩石在天然状态下的含水率。

岩石的含水率可间接的反映岩石中空隙的多少、岩石的致密程度等特性。

本试验采用烘干法。

二、试验主要步骤

制备好的试件（不宜少于五个，质量不少于40g）称量（m1），精确至0.01g。

将试件105±5℃下烘干至恒量。

烘干时间一般为12～24小时。

烘干冷却后的试件称量，精确至0.01g。

（m2）

三、计算

石料含水率ω（精确至）:

ω＝（m1-m2）×100／（m2－m0）

以5个试件的算术平均值作为试验结果。

岩石坚固性试验――JTG

目的与适用范围：

3.1.1岩石的坚固性试验是确定岩石试样经饱和硫酸盐溶液多次浸泡与烘干循环后而不发生显著破坏或强度降低的性能。

仪器设备：

切石机、天平、烘箱、温度计、密度计、放大镜等。

试验步骤：

3.3.1饱和硫酸盐溶液的配制

约400g的无水硫酸钠（或800g的结晶硫酸钠）溶解于温度为30℃～50℃的1000mmL纯净水中配制而成。

（搅拌过程中溶液密度在1150㎏/m3～1175㎏/m3）

3.3.2称量经烘干、冷却至室温的质量，精确至0.01g。

3.3.3将试件烘干、浸泡、冷却，反复共5次循环。

3.3.4称量洗净后的烘干试件质量。

结果整理

3.4.1岩石的坚固性试验质量损失率，按下式（T0242-1）计算，试验结果精确至%。

Q=[（m1－mf2）/m1]×100

Q取3个试件试验结果的算术平均值。

岩石抗冻性试验――JTG

目的与适用范围：

3.1.1岩石的抗冻性是用来评估岩石在饱和状态下经受规定次数的冻融循环后抵抗破坏的能力，岩石抗冻性对于不同的工程环境气候有不同的要求。

冻融次数规定：

在严寒地区（最冷月的月平均气温低于-15℃）为25次；在寒冷地区（最冷月的月平均气温低于-15℃～-5℃）为15次。

仪器设备：

切石机、冰箱、天平、放大镜、烘箱。

试验步骤：

3.3.1每组试件不应少于3个，此外再制备同样试件3个，用于做冻融系数试验。

3.3.2称量经烘干、冷却至室温的质量（ms），精确至0.01g。

3.3.3按规定的温度、时间和循环次数进行冻融试验，称量冻融试验后的试件饱水质量m′f，称其烘干质量mf。

3.3.4测定冻融试验后的试件饱水抗压强度Rf和未冻融的试件饱水抗压强度Rs。

结果整理

3.4.1岩石冻融试验后的质量损失率（L），按下式（T0241-1）计算，试验结果精确至%。

L=[（ms－mf）/ms]×100

L取3个试件试验结果的算术平均值。

3.4.2岩石的冻融系数（ω′sa）下式（T0241-2）计算，试验结果精确至%。

ω′sa=[（m′f－mf）/mf]×100

3.4.3岩石冻融后的吸水率按（kf）下式（T0241-3）计算，试验结果精确至。

kf=Rf/Rs