4.4　石表观密度试验

4.4.1　试验目的

①掌握石表观密度的测量意义。

②掌握测定石表观密度的基本方法。

4.4.2　试验依据

本试验参考标准为《建设用卵石、碎石》（GB/T 14685—2011）。实验室环境要求室温应控制在（20±5）℃。

表观密度为材料在自然状态下单位表观体积（包括真实体积、闭口孔隙体积及开口孔体积）的质量。测定石的表观密度，用于混凝土配合比设计。对于形状规则的材料，直接测量体积；对于形状不规则的材料，可用蜡封法封闭孔隙，然后再用排液法测量体积；对于混凝土用的砂石骨料，直接用排液法测量体积，此时的体积是实体积与闭口孔隙体积之和，即不包括与外界连通的开口孔隙体积。由于砂石比较密实，孔隙很少，开口孔隙体积更少，所以用排液法测得的密度也称为表观密度。材料的含水状态变化时，其质量和体积均发生变化。通常所说的表观密度是指材料在干燥的状态下的表观密度，其他表观密度测定时应注明含水情况。

4.4.3　试验设备及耗材

电子天平（称量2kg，感量1g；称量5kg，感量5g，其型号及尺寸应能允许在臂上悬挂试样的吊篮，并能将吊篮放在水中称量）、吊篮（直径和高度均为150mm，由孔径为1～2mm的筛网或钻有2～3mm孔洞的耐锈蚀金属板制成）、广口瓶（1000mL，磨口）、玻璃片（尺寸约100mm×100mm）、鼓风干燥箱［温度控制范围为（105±5）℃］、浅盘、4.75mm方孔筛、温度计、毛巾、盛水容器、碎石或卵石、自来水。

4.4.4　试验步骤

标准法（液体比重天平法）

①按本书中“4.1骨料取样与缩分试验”方法取样，并缩分至略大于表4-8规定的质量，风干后筛除小于4.75mm的颗粒，然后洗刷干净，分为大致相等的两份备用。

②取试样一份装入吊篮，并浸入盛水的容器中，水面至少高出试样50mm。

③浸泡24h后，移放到称量用的盛水容器中，并用上下升降吊篮的方法排除气泡（试样不得露出水面）。吊篮每升降一次约1s，升降高度为30～50mm。

④用温度计测定水温后（此时吊篮应全浸在水中），准确称出吊篮及试样在水中的质量，精确至5g。称量时盛水容器中水面的高度由容器的溢流孔控制。

⑤提起吊篮，将试样倒入浅盘，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒重，待冷却至室温后，称出其质量，精确至5g。

⑥称出吊篮在同样温度水中的质量，精确至5g。称量时盛水容器的水面高度仍由溢流孔控制。

广口瓶法

注意：本方法不宜用于测定最大粒径大于37.5mm的碎石或卵石的表观密度。

①按本书中“4.1骨料取样与缩分试验”方法取样，并缩分至略大于表4-8规定的质量，风干后筛除小于4.75mm的颗粒，然后洗刷干净，分为大致相等的两份备用。

②将试样浸水饱和，然后装入广口瓶中。装试样时，广口瓶应倾斜放置，注入自来水，用玻璃片覆盖瓶口。

③采用上下左右摇晃的方法排除气泡，气泡排尽后，向瓶中添加自来水，直至水面凸出瓶口边缘。

④用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分后，称出试样、水、瓶和玻璃片总质量，精确至1g。

⑤将瓶中试样倒入瓷托盘，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒重，待冷却至室温后，称出其质量，精确至1g。

⑥将瓶洗净并重新注入自来水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后，称出水、瓶和玻璃片总质量，精确至1g。

4.4.5　数据处理

标准法（液体比重天平法）

表观密度按式（4-3）计算，精确至10kg/m3。

　　（4-3）

式中　ρ0——表观密度，kg/m3；

m0——烘干后试样的质量，g；

m1——吊篮及试样在水中的质量，g；

m2——吊篮在水中的质量，g；

ρ水——水的表观密度，kg/m3，取1000；

αt——水温对表观密度影响的修正系数，见表4-9。

广口瓶法

表观密度按式（4-4）计算，精确至10kg/m3。

　　（4-4）

式中　ρ0——表观密度，kg/m3；

m0——试样的烘干质量，g；

m1——试样、水、瓶和玻璃片总质量，g；

m2——水、瓶和玻璃片总质量，g；

αt——水温对砂的表观密度影响的修正系数，见表4-9。

表观密度取两次试验结果的算术平均值，两次试验结果之差大于20kg/m3，应重新试验。对颗粒材质不均匀的试样，如两次试验结果之差超过20kg/m3，可取4次试验结果的算术平均值。

4.4.6　思考题

①表观密度和真实密度之间有何区别？

②为什么石表观密度测定不需要封蜡操作？

③测定表观密度的意义是什么？