4.4　石表觀密度試驗

4.4.1　試驗目的

①掌握石表觀密度的測量意義。

②掌握測定石表觀密度的基本方法。

4.4.2　試驗依據

本試驗參考標準為《建設用卵石、碎石》（GB/T 14685—2011）。實驗室環境要求室溫應控制在（20±5）℃。

表觀密度為材料在自然狀態下單位表觀體積（包括真實體積、閉口孔隙體積及開口孔體積）的質量。測定石的表觀密度，用于混凝土配合比設計。對于形狀規則的材料，直接測量體積；對于形狀不規則的材料，可用蠟封法封閉孔隙，然后再用排液法測量體積；對于混凝土用的砂石骨料，直接用排液法測量體積，此時的體積是實體積與閉口孔隙體積之和，即不包括與外界連通的開口孔隙體積。由于砂石比較密實，孔隙很少，開口孔隙體積更少，所以用排液法測得的密度也稱為表觀密度。材料的含水狀態變化時，其質量和體積均發生變化。通常所說的表觀密度是指材料在干燥的狀態下的表觀密度，其他表觀密度測定時應注明含水情況。

4.4.3　試驗設備及耗材

電子天平（稱量2kg，感量1g；稱量5kg，感量5g，其型號及尺寸應能允許在臂上懸掛試樣的吊籃，并能將吊籃放在水中稱量）、吊籃（直徑和高度均為150mm，由孔徑為1～2mm的篩網或鉆有2～3mm孔洞的耐銹蝕金屬板制成）、廣口瓶（1000mL，磨口）、玻璃片（尺寸約100mm×100mm）、鼓風干燥箱［溫度控制范圍為（105±5）℃］、淺盤、4.75mm方孔篩、溫度計、毛巾、盛水容器、碎石或卵石、自來水。

4.4.4　試驗步驟

標準法（液體比重天平法）

①按本書中“4.1骨料取樣與縮分試驗”方法取樣，并縮分至略大于表4-8規定的質量，風干后篩除小于4.75mm的顆粒，然后洗刷干凈，分為大致相等的兩份備用。

②取試樣一份裝入吊籃，并浸入盛水的容器中，水面至少高出試樣50mm。

③浸泡24h后，移放到稱量用的盛水容器中，并用上下升降吊籃的方法排除氣泡（試樣不得露出水面）。吊籃每升降一次約1s，升降高度為30～50mm。

④用溫度計測定水溫后（此時吊籃應全浸在水中），準確稱出吊籃及試樣在水中的質量，精確至5g。稱量時盛水容器中水面的高度由容器的溢流孔控制。

⑤提起吊籃，將試樣倒入淺盤，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒重，待冷卻至室溫后，稱出其質量，精確至5g。

⑥稱出吊籃在同樣溫度水中的質量，精確至5g。稱量時盛水容器的水面高度仍由溢流孔控制。

廣口瓶法

注意：本方法不宜用于測定最大粒徑大于37.5mm的碎石或卵石的表觀密度。

①按本書中“4.1骨料取樣與縮分試驗”方法取樣，并縮分至略大于表4-8規定的質量，風干后篩除小于4.75mm的顆粒，然后洗刷干凈，分為大致相等的兩份備用。

②將試樣浸水飽和，然后裝入廣口瓶中。裝試樣時，廣口瓶應傾斜放置，注入自來水，用玻璃片覆蓋瓶口。

③采用上下左右搖晃的方法排除氣泡，氣泡排盡后，向瓶中添加自來水，直至水面凸出瓶口邊緣。

④用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其緊貼瓶口水面。擦干瓶外水分后，稱出試樣、水、瓶和玻璃片總質量，精確至1g。

⑤將瓶中試樣倒入瓷托盤，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒重，待冷卻至室溫后，稱出其質量，精確至1g。

⑥將瓶洗凈并重新注入自來水，用玻璃片緊貼瓶口水面，擦干瓶外水分后，稱出水、瓶和玻璃片總質量，精確至1g。

4.4.5　數據處理

標準法（液體比重天平法）

表觀密度按式（4-3）計算，精確至10kg/m3。

　　（4-3）

式中　ρ0——表觀密度，kg/m3；

m0——烘干后試樣的質量，g；

m1——吊籃及試樣在水中的質量，g；

m2——吊籃在水中的質量，g；

ρ水——水的表觀密度，kg/m3，取1000；

αt——水溫對表觀密度影響的修正系數，見表4-9。

廣口瓶法

表觀密度按式（4-4）計算，精確至10kg/m3。

　　（4-4）

式中　ρ0——表觀密度，kg/m3；

m0——試樣的烘干質量，g；

m1——試樣、水、瓶和玻璃片總質量，g；

m2——水、瓶和玻璃片總質量，g；

αt——水溫對砂的表觀密度影響的修正系數，見表4-9。

表觀密度取兩次試驗結果的算術平均值，兩次試驗結果之差大于20kg/m3，應重新試驗。對顆粒材質不均勻的試樣，如兩次試驗結果之差超過20kg/m3，可取4次試驗結果的算術平均值。

4.4.6　思考題

①表觀密度和真實密度之間有何區別？

②為什么石表觀密度測定不需要封蠟操作？

③測定表觀密度的意義是什么？