2.2.15　材料的密度试验

1.材料的密度试验

（1）试验目的。测定材料的密度，了解密度的测定方法，进一步加深对密度概念的理解。

（2）密度试验所用仪器。密度瓶（如图2-5所示，又名李氏瓶）、量筒、烘箱、干燥器、温度计、天平（500g，感量0.01g）、漏斗和小勺等。

（3）试料准备。将试样研碎，通过900孔/cm2筛，除去筛余物，放在105～110℃烘箱中，烘至恒重，再放入干燥器中冷却至室温。

（4）操作步骤。

1）在密度瓶中注入与试样不起反应的液体至凸颈下部刻度线零处，记下刻度数，将李氏瓶放在盛水的容器中，在试验过程中保持水温为20℃。

2）用天平称取60～90g试样，用小勺和漏斗小心地将试样徐徐送入密度瓶中，要防止在密度瓶后部发生堵塞，直至液面上升到20mL刻度左右为止，再称剩余的试样质量，计算出装入瓶内的试样质量m（g）。

3）轻轻振动密度瓶，使液体中的气泡排出，记下液面刻度，根据前后两次液面读数，算出液面上升的体积，记为瓶内试样所占的绝对体积V（cm3）。

（5）试验结果计算。按下式计算出密度ρ精确至0.01g/cm3。

式中：m——装入瓶中试样的质量（g）；

V——装入瓶中试样的绝对体积（cm3）；

ρ——材料的密度（g/cm3）。

密度试验用两个试样平行进行，以其结果的算术平均值作为最后结果，但两结果之差应不超过0.02g/cm3。

2.材料的体积密度试验

（1）试验目的。测定材料的体积密度，了解体积密度的测定方法。

（2）体积试验所用仪器。游标卡尺（精度为0.1mm）、天平（感量为0.1g）、烘箱、干燥器、漏斗、直尺和搪瓷盘等。

（3）操作步骤。

1）将欲测材料形状规则的试件放入105～110℃烘箱中烘至恒重，取出置入干燥器中，冷却至室温。

2）用卡尺量出试件尺寸（每边测3次，取平均值），并计算出体积V0（cm3），称试样质量为m（g），则表观密度ρ0（kg/m3）为：

以5次试验结果的平均值为最后结果，精确至10kg/m3。

3.材料堆积密度试验

（1）试验目的。测定材料的堆积密度，了解堆积密度的测定方法。

（2）堆积密度试验所用仪器。标准容器、天平（感量为0.1g）、烘箱、干燥器、漏斗和钢尺等。

（3）试料准备。将试样放在105～110℃烘箱中烘至恒重，再放入干燥器中冷却至室温。

（4）操作步骤。

1）材料松散堆积密度的测定。称标准容器的质量m1，将散粒材料（试样）经过漏斗（或标准斜面），徐徐地装入容器内，漏斗口（或斜面底）距容器口为5cm，待容器顶上形成锥形，将多余的材料用钢尺沿容器口中心线向两个相反方向刮平，称容器和材料总量m2。

2）紧堆积密度的测定。称标准容器的质量m1。取另一份试样，分两层装入标准容器内。装完一层后，在筒底垫放一根φ10mm钢筋，将筒按住，左右交替颠击地面各25下，再装第二层，把垫放的钢筋转90°，再按同法颠击。加料至试样超出容器口，用钢尺沿容器中心线向两个相反方向刮平，称其质量m2。

3）结果计算。堆积密度ρ′（kg/m3）按下式计算：

式中：m2——容器和试样总质量（kg）；

m1——容器质量（kg）；

——容器的容积（m3）。

以两次试验结果的算术平均值作为堆积密度测定的结果。

4）容器容积的校正。以（20±5）℃的饮用水装满容器，用玻璃板沿容器口滑移，使其紧贴容器。擦干容器外壁上的水分，称其质量。事先称得玻璃板与容器的总质量m′2，单位以kg计。容器的容积V按下式计算：

4.材料的吸水率试验

（1）试验目的。测定材料的吸水率，了解材料吸水率的测定方法。

（2）吸水率试验所用仪器。天平（称量为1000g，感量为0.1g）、水槽和烘箱等。

（3）操作步骤。

1）将试件置于烘箱中，以不超过110℃的温度烘至恒重，称其质量m（g）。

2）将试件放入水槽中，试件之间应留1～2cm的间隔，试件底部应用玻璃棒垫起，避免与槽底直接接触。

3）将水注入水槽中，使水面至试件高度的1/4处，2h后加水至试件高度的1/2，隔2h再加入水至试件高度的3/4处，又隔2h加水至高出试件1～2cm，再经一天后取出试件。这样逐次加水能使试件中的空气逐渐逸出。

4）取出试件后，用拧干的湿毛巾轻轻抹去试件表面的水分（不得来回擦拭）。称其质量，称量后仍放回槽中浸水。

以后每隔一昼夜用同样方法称取试样质量，直至试件浸水至恒定质量为止（质量相差不超过0.05g时），此时称得的试件质量为m1（g）。

（4）试验结果计算。按下式计算质量吸水率W质及体积吸水率W体：

式中：V1——材料吸水饱和时水的体积（cm3）；

V0——干燥材料自然状态下时的体积（cm3）；

ρ0——试样的表观密度（g/cm3）；

ρH2O——水的密度，常温时ρH2O=1g/cm3。

最后取三个试件的吸水率计算其平均值。