石子表观密度简易检测新方法探讨

石子表观密度简易检测新方法探讨

刘红霞

内蒙古自治区建设工程质量检测鉴定和能效测评中心

内蒙古自治区呼和浩特市010020

摘要：石子的表观密度取决于其组成的矿物密度及孔隙量，是使用绝对体积法计算混凝土配合比的一个重要指标，也是计算混凝土方量或计算对给定体积混凝土所需石子数量的必要指标。基于此，本文详细分析了石子表观密度简易检测新方法。

关键词：石子；表观密度；检测方法

经广口瓶石子表观密度检测方法的改进简化及优化了试验过程，但测量数据准确性未受到不利影响。在实际工程项目中，使用这种新方法能有效提高效率，并且在简化试样后，不易因操作失误而导致结果误差。建议石子表观密度测量方法能更快获得准确数据，为工程活动的开展提供及时参考，是施工技术创新优化的体现。

一、石子表观密度

石子是广义上的说法，泛指白石子、彩色石子、黑色石子、碎石、砾石、卵石等。表观密度是指材料的质量与表观体积之比，表观体积是实体积加闭口孔隙体积。我国石子表观密度平均为2680kg/m3，最大值为3150kg/m3，最小为2500kg/m3。

二、试验

1、标准检测方法

①仪器设备：液体天平；吊篮(直径与高度150mm，孔径2～3mm孔洞的耐锈蚀金属板制成)；水容器；烘箱(温度在105±5℃)；温度计(0～100℃)；试验筛(筛孔公称直径5.00mm方形网)；带盖容器；浅盘与毛巾等。

②试验方法。a.从石子中筛出公称粒径小于5.00mm颗粒，用清水冲洗干净，并将其分成两份备用。b.取一份试样将其浸入装满水的容器中，容器内水面至少比其高50mm。c.浸泡24h后，将试样装入吊篮中，并移至有可控开关的溢流槽中(水面应比试样高出至少50mm)，上下升降吊篮以排除气泡(升降高度为30～50 mm)。d.测量水温，经溢流孔控制水面高度，使其与溢流孔齐平，并用天平称量吊篮和试样在水中质量(m2)。e.提起吊篮，将试样置于浅盘，在(105±5)℃烘箱中烘干至恒重，然后将其移至带盖容器中冷却至室温，再称取质量(m0)。f.用相同方法在相同温度水中称取吊篮质量(m1)。

③表观密度计算公式：

其中：是水温对表观密度影响的修正系数。

2、溢流水槽法

①仪器设备：烘箱(温度在105±5℃)；秤(称量20kg，感量20g)；带阀门溢流槽；试验筛(筛孔公称直径5.00mm方形网)；毛巾、刷子等。

②试验方法：a.从试样中筛出公称粒径小于5.00mm颗粒，用清水冲洗干净，并将其分成两份备用。b.取试样浸入装满水的容器中，容器内水面至少比试样高50mm。c.浸泡24h后，将试样装入可控开关溢流槽，注入一些饮用水(水面高度应超过试样)，以晃动排除试样间气泡。d.排出气泡后，继续向水槽中加入饮用水，打开阀门，经溢流孔控制水面高度，当水面高度与溢流孔齐平时，关闭阀门，擦干水槽内壁上液滴和水槽外水分后，称取试样、水、水槽总质量(m1)。e.从水槽中取出试样，倒入浅盘中，在(105±5)℃烘箱中烘干至恒重，然后将烘干试样移至带盖容器，冷却至室温称取质量(m0)。f.清洗水槽，重新装满饮用水(经溢流孔控制水面高度)，擦干水槽内壁液滴及水槽外水分后，称取水与水槽总质量(m2)。

③表观密度计算公式：

3、改进的广口瓶法

①仪器设备：烘箱(温度105±5℃)；秤(称量20kg，感量20g)；广口瓶(容量2500mL，磨口，带玻璃片)；试验筛(筛孔公称直径5.00mm方形网)；毛巾、刷子等。

②试验方法：a.从石子中筛出公称粒径小于5.00mm颗粒，用清水冲洗干净，分成两份待用。b.取试样将其浸入装满水的容器中，容器内水面至少比试样高50mm。c.浸泡24h后，将试样装入广口瓶(装样时，应倾斜放置)，注入一些饮用水(水面高度应超过试样)，用玻璃片盖住瓶口，并经晃动来排除试样间气泡。d.排尽气泡后，继续向瓶中加入饮用水，直到水面凸出瓶口边缘，用玻璃片紧贴瓶口水面，沿瓶口快速滑行。用毛巾擦干瓶外水分，称取试样、水、瓶、玻璃片总质量(m1)。e.从瓶中取出试样，倒入浅盘，在(105±5)℃烘箱中烘干至恒重，再将烘干试样移至带盖容器中，冷却至室温，称取质量量(m0)。f.将广口瓶清洗干净，重新装满饮用水，直到瓶口边缘凸出水面，用玻璃片紧贴瓶口水面，将瓶外水分擦干，称取水、瓶、玻璃片总质量(m2)。

③表观密度计算公式：

三、结果与讨论

采用上述方法对粒径从5～10mm、5～25mm、16～31.5mm、20～40mm石子进行不同试验，结果表明，液体天平法与改进的广口瓶法得到的数据相对稳定，波动小，而溢流水槽法得到的结果波动大，且有两组数据相差超过20kg/m3，表明改进后广口瓶法比溢流水槽法具有更高稳定性及更强可重复性。还可发现，与液体天平法相比，改进的广口瓶法具有约15kg/m3较低数值，原因是在液体天平法中吊篮底部及侧壁孔洞增大了水与试样间接触面积，从而在相同试样质量条件下减少了其体积，因此，测得的表观密度值增加，并且此值更接近真实值，所以在实际试验中，可将

15kg/m3修正值加至改进的广口瓶法数据中，作为最终结果。

因2500mL广口瓶无法完全容纳最大粒径为40mm石子，因此将最大粒径40mm石子分两次试验，为判断这两次试验是否会有误差，本文对16～31.5mm石子进行了两次试验，结果如表1所示。

表1

通过与一次全部装入试验比较，发现当分为两次试验时，用改进广口瓶法测量的表观密度随试验次数的变化较小，表明改进的广口瓶法能通过分为两次试验来实现对最大粒径40mm石子的检测。再用改进的广口瓶法对不同粒度和产地石子进行试验，并经液体天平法进行比较，得到与上述数据相似结果，表明改进的广口瓶法具有良好稳定性及广泛适用性。

溢流水槽法虽然克服了广口瓶直径与容积问题，但灵敏度差，不能准确反映试样质量的微小变化，稳定性差。改进的广口瓶法使用了直径为80mm广口瓶，这样石子易于通过，并且容积足以容纳最大粒径31.5mm颗粒，并且分开装时不会引入误差，所以改进的广口瓶法被认为是一种简单、可行、准确、可靠替代方法。

总之，在现行的石子表观密度检测标准中，标准检测方法为液体天平法，但在实际工程中，这种方法在石子表面的密度检测试验中存在一定问题，如广口瓶容积及尺寸限制了试验的进行，若能改进一种新的检测石子表观密度方法，是关乎实际使用问题，对提高工程效率与检测数据准确性起着重要作用。

参考文献：

[1]李进.石子表观密度简易检测新方法探讨[J].山西建筑,2017(33):138-139.