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砂石基本性能实验（表观密度 松堆密度 空隙率）
一、实验目的与要求
通过表观密度、堆积密度的测定，计算出材料的孔隙率及空隙率，从而了解材料的构造特征，便于掌握材料的特性和使用功能。
二、实验仪器
1、砂的表观密度（容量瓶法）：容量瓶（500mL），电子秤、铝制料勺、浅盘、滴管等。
2、石子的表观密度
广口瓶法：广口瓶、玻璃片、天平、浅盘、毛巾、电子秤等。
液体比重天平法：静水天平、配套器具、烘箱等。
3、砂松堆密度：下料漏斗、标准容器、台秤等。
4、石松堆密度：标准容器、小铲、台秤等。
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三、实验操作
（一）砂表观密度
1、称取烘干砂300g（
）；
2、在容量瓶内注入水至瓶颈刻度线，擦干瓶外水分，称其质量（
）
3、倒出容量瓶内部分水，剩余至约球部高度的1/3。将300g砂全装入容量瓶，倾斜约45度摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动（排除气泡）。静置一段时间后用滴管添水至瓶颈刻度线，擦干瓶外水分，称其质量（
）
（二）石子的表观密度（广口瓶法）
1、称取烘干石（）；
2、将水注满广口瓶，用玻璃片封住瓶口，擦干瓶外水分后称其质量（）；
3、倒出广口瓶内水约1/2，倾斜放置广口瓶，将石装入其中。然后注满水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡。再静置一段时间，将水注满广口瓶，用玻璃片封住瓶口，擦干瓶外水分，称其质量（）。
（三）石子的表观密度（液体比重天平法）
1、称取烘干石（）；
2、将干石装入吊篮，并浸入生水容器，同时上下升降吊篮排除气泡。
3、调整好容器中水的高度后，称量出吊篮及石子在水中的质量（）。
4、调整好容器中水的高度后，称量出吊篮在水中的质量（）。
5、测量水温。
（四）堆积密度实验
1、砂松散堆积密度
（1）称取标准容器的质量（），测定标准容器的体积 (V)。将标准容器置于下料漏斗下面，使下料漏斗对正中心；
（2）用铝制料勺将试样装入下料漏斗，打开活动门，使试样徐徐落入标准容器直至试样装满并超出标准容器筒口，移开漏斗；
（3）用直尺将多余的试样沿筒口中心线向相反方向刮平，称其质（）。
2、石松散堆积密度
（1）称取标准容器的质量（）及测定标准容器的体积(V)；
（2）取一份试样，用小铲将试样从容量筒上方50mm处加入，至容器上部试样呈锥体且四周溢满时；
（3）使表面凸起部分体积和凹陷部分体积大致相等。称取总质量（）。
四、数据处理TOP
-
（一）砂表观密度
1、按下式计算砂的表观密度，精确至
。
-
：不同水温对砂的表观密度影响的修正系数
水温/℃ 15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
0.002
0.003
0.003
0.004
0.004
0.005
0.005
0.006
0.006
0.007
0.008
2、以两个平行试样试验结果的算术平均值作为最后结果。两次测定结果的差值不应大于
，否则重做。
-
（二）石表观密度
1、按下式计算石子的表观密度，精确至 。
-
：不同水温对砂的表观密度影响的修正系数
2、以两个平行试样试验结果的算术平均值作为最后结果。两次测定结果的差值不应大于 ，否则重做。对于颗粒材质不均匀的材料，两次测定结果差值若大于该值，可取4次试验结果的算术平均值。
-
（三）堆积密度试验
1、砂松散堆积密度
（1）按下式计算试样的散堆积密度，精确至 。
（2）以两个平行试样试验结果的算术平均值作为最后结果，精确至 。
2、石子松散堆积密度试验
（1）按下式计算试样的松散堆积密度，精确至 。
-
（2）以两次试验结果的算术平均值作为最后结果。
-
（四）空隙率
1、空隙率，精确至1％
式中 ρ1——材料的松散堆积密度；ρ2——材料的表观密度。
2、以两次试验结果的算术平均值作为最后结果。
五、实验注意事项
- 1、砂表观密度试验时：
- 1）加砂后应将粘在容量瓶颈内壁冲洗进容量瓶。
- 2）水+砂+瓶和水+砂两次称量注意瓶塞。
- 3）赶气泡时间尽量延长，5min以上。
- 2、石表观密度试验时：
- 1）加石时应将广口瓶倾斜。
- 2）水应加到瓶口高出，盖玻璃板应水平推移。
- 3）升降吊篮排除气泡时，石子不得露出液面。
- 3、砂堆积密度试验时：注意不要振动容器筒。
- 4、因课堂时间、操作进度等原因，实验的步骤和方法与标准方法中有所差异。《建设用砂》GB/T14684标准中，测定砂表观密度，水温应在15~25℃，砂+水+容量瓶的质量要静置24小时后进行称量。《建设用卵石、碎石》GB/T14685标准中，测定石子表观密度，水温应在15~25℃，石子和吊篮在水中的质量要静置24小时后进行称量。
六、思考与讨论
- 1、比较试验结果与经验数据，分析原因。
- 2、砂表观密度试验时，未赶干净气泡对结果有什么影响？
- 3、石表观密度试验时，玻璃板下有气泡对结果有什么影响？
- 4、砂堆积密度试验时，若使容器筒产生振动，对结果有什么影响？
- 5、 乌鸦一定能到喝水？
- 6、比较各组试验结果,分析差异及讨论影响因素？
1、称取烘干砂300g（）；
2、在容量瓶内注入水至瓶颈刻度线，擦干瓶外水分，称其质量（）
3、倒出容量瓶内部分水，剩余至约球部高度的1/3。将300g砂全装入容量瓶，倾斜约45度摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动（排除气泡）。静置一段时间后用滴管添水至瓶颈刻度线，擦干瓶外水分，称其质量（）
1、称取烘干石（）；
2、将水注满广口瓶，用玻璃片封住瓶口，擦干瓶外水分后称其质量（）；
3、倒出广口瓶内水约1/2，倾斜放置广口瓶，将石装入其中。然后注满水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡。再静置一段时间，将水注满广口瓶，用玻璃片封住瓶口，擦干瓶外水分，称其质量（）。
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1、称取烘干石（）；
2、将干石装入吊篮，并浸入生水容器，同时上下升降吊篮排除气泡。
3、调整好容器中水的高度后，称量出吊篮及石子在水中的质量（）。
4、调整好容器中水的高度后，称量出吊篮在水中的质量（）。
5、测量水温。
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1、砂松散堆积密度
（1）称取标准容器的质量（），测定标准容器的体积 (V)。将标准容器置于下料漏斗下面，使下料漏斗对正中心；
（2）用铝制料勺将试样装入下料漏斗，打开活动门，使试样徐徐落入标准容器直至试样装满并超出标准容器筒口，移开漏斗；
）。
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2、石松散堆积密度
（1）称取标准容器的质量（）及测定标准容器的体积(V)；
（2）取一份试样，用小铲将试样从容量筒上方50mm处加入，至容器上部试样呈锥体且四周溢满时；
（3）使表面凸起部分体积和凹陷部分体积大致相等。称取总质量（）。
四、数据处理TOP
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（一）砂表观密度
1、按下式计算砂的表观密度，精确至 。 -
：不同水温对砂的表观密度影响的修正系数
水温/℃15
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0.004
0.005
0.005
0.006
0.006
0.007
0.008
2、以两个平行试样试验结果的算术平均值作为最后结果。两次测定结果的差值不应大于
，否则重做。 -
（二）石表观密度
1、按下式计算石子的表观密度，精确至 。 -
2、以两个平行试样试验结果的算术平均值作为最后结果。两次测定结果的差值不应大于
：不同水温对砂的表观密度影响的修正系数 ，否则重做。对于颗粒材质不均匀的材料，两次测定结果差值若大于该值，可取4次试验结果的算术平均值。 -
（三）堆积密度试验
1、砂松散堆积密度
（1）按下式计算试样的散堆积密度，精确至 。
（2）以两个平行试样试验结果的算术平均值作为最后结果，精确至 。
2、石子松散堆积密度试验
（1）按下式计算试样的松散堆积密度，精确至 。
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（2）以两次试验结果的算术平均值作为最后结果。
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（四）空隙率
2、以两次试验结果的算术平均值作为最后结果。
1、空隙率，精确至1％
式中 ρ1——材料的松散堆积密度；ρ2——材料的表观密度。 - 1、砂表观密度试验时：
- 1）加砂后应将粘在容量瓶颈内壁冲洗进容量瓶。
- 2）水+砂+瓶和水+砂两次称量注意瓶塞。
- 3）赶气泡时间尽量延长，5min以上。
- 2、石表观密度试验时：
- 1）加石时应将广口瓶倾斜。
- 2）水应加到瓶口高出，盖玻璃板应水平推移。
- 3）升降吊篮排除气泡时，石子不得露出液面。
- 3、砂堆积密度试验时：注意不要振动容器筒。
- 4、因课堂时间、操作进度等原因，实验的步骤和方法与标准方法中有所差异。《建设用砂》GB/T14684标准中，测定砂表观密度，水温应在15~25℃，砂+水+容量瓶的质量要静置24小时后进行称量。《建设用卵石、碎石》GB/T14685标准中，测定石子表观密度，水温应在15~25℃，石子和吊篮在水中的质量要静置24小时后进行称量。
- 1、比较试验结果与经验数据，分析原因。
- 2、砂表观密度试验时，未赶干净气泡对结果有什么影响？
- 3、石表观密度试验时，玻璃板下有气泡对结果有什么影响？
- 4、砂堆积密度试验时，若使容器筒产生振动，对结果有什么影响？
- 5、 乌鸦一定能到喝水？
- 6、比较各组试验结果,分析差异及讨论影响因素？
五、实验注意事项
六、思考与讨论