颗分试验

llccqq · 发表于 2011-6-14 06:52

密度计法是土工试验中对细粒土进行颗粒分析的常用方法
之一，其依据主要是水利部发布的中华人民共和国行业标准SL
237．1999土工试验规程和国家质量技术监督局、中华人民共和国
建设部联合发布的中华人民共和国国家标准GB／r 50123．1999
土工试验方法标准，以下为叙述方便简称《规程》和《标准》。
1 试验仪器的合理选用和改进的操作步骤
1．1 主要仪器设备和分散剂
TM-85型土壤密度计；恒温水浴箱(0℃ ～100℃)；孔径
0．075 ITlnl洗筛(200目)；洗筛漏斗(直径略大于洗筛)；搅拌器；煮
沸设备(附冷凝管)；电子天平(准确至0．01 g)；锥形瓶；量筒(直
径6．0 erl‘l±0．1 erl‘l，全容量刻度线高度35．0锄±0．1锄；容积
1 000 mL，分度值10 mE)；4％浓度的六偏磷酸钠；温度计(刻度
0℃-50℃ ，分度值0．5℃)。、
1．2 样品制备
1)称取具有代表性风干土样200 g-300 g，用木杵碾碎后过
2 1Tlnl筛，求出筛上试样占土样总质量的百分比。
2)用目测法(有条件的可采用电导法)检验风干土样是否需
要洗盐，经检验不需要洗盐可进行下一步试验，否则须洗盐后才
进行下一步试验。
3)取2 nⅡn筛下土样测定风干含水率，用电子天平称取试样
干质量为30 g时所需的风干土质量；或取烘干土样30 g倒入锥
形瓶中，注水200 mE ，浸泡过夜。
4)将锥形瓶放在煮沸设备上，连接冷凝管进行煮沸。无冷凝
设备时，煮沸时如水分蒸发过快应向锥形瓶内补充水，否则煮沸
分散法效果不佳(如条件允许可参照美国标准AST-MD422土粒
径分析采用高速机械搅拌法，分散效果更好)。
1．3 密度计悬液的制备
1)向冷却后的悬液中加入4％浓度的六偏磷酸钠溶液10 mE ，
对加入六偏磷酸钠后产生凝聚的土，应选用其他分散剂，如1％硅
酸钠或浓度6％的双氧水。
2)用带橡皮头的研杵细心研磨搅拌后，将锥形瓶内悬液及土
颗粒倒入洗筛，用水将锥形瓶内土粒全部洗入洗筛。
3)将洗筛略倾斜，使筛上沉淀物集中于洗筛一侧，用研杵研
磨后，再用胶头滴管吸水后冲洗沉淀物，如此反复操作，直至洗下
的悬液澄清为止。
4)将洗筛漏斗侧壁的悬液用胶头滴管冲洗入量筒，向量筒内
加纯水，使量筒内悬液达1 000 mE ，将量筒放在恒温水浴中恒温
至20℃ 。
1．4 搅拌及读数
1)用温度计测量悬液温度达20℃后开始搅拌，用搅拌器在
量筒内沿整个悬液深度上下搅拌约1 min，往复各约30次，搅拌
时勿使悬液溅出筒外。如条件有限可采用人工搅拌法，对量筒底
部沉淀物搅拌次数应稍多一些，然后呈螺旋形上升搅拌，往复各
约60次，使悬液内土粒均匀分布。
2)取出搅拌器，将密度计放入悬液中同时开动秒表。测经
1 min，5 m_in，30 rain，120 rain，1 440 min时的密度计读数。可根
据需要，增加密度计读数或缩短最后一次读数时间，每次读数时
应在预定时间前大约30 S将密度计小心放入，并根据前一次读数
结果放在比上次读数略小的刻度处，放好后慢慢放手，切忌避免
密度计上下振动，并注意读数时密度计浮泡应保持在量筒中部位
置，不得贴近筒壁。
2 两种试验方法和试验结果的对比分析
2．1 仪器选择不同
本改进方法选用TM-85型土壤密度计，可免去刻度，弯月面
校正及土粒沉降距离校正值等繁琐的校正过程，既简化了试验步
骤，又避免了校正过程中存在的偶然误差，提高了试验的准确性
和精确度。恒温水浴的选用也是为了避免温度校正，可避免因温
度计的反复测量对量筒内悬液造成扰动而降低试验的准确度。
2．2 分散剂加入顺序不同
《规程》和《标准》要求将过筛悬液倒入量筒后加入分散剂，分
散剂仅在密度计测试过程中发挥分散作用；而改进方法在煮沸冷
却后即加入分散剂，分散剂在研磨、搅拌及密度计测试过程中皆
起作用，分散剂作用时间差别较大，后者中分散剂充分发挥了分
散作用。
2．3 悬液制备方法不同
《规程》和《标准》要求将冷却后的悬液倒入瓷杯中，静置约
1 rain，将上部悬液倒入量筒。杯底沉淀物用带橡皮头研杵细心
研散，加水，经搅拌后，静置约1 min，再将上部悬液倒入量筒。如
此反复操作，直至杯内悬液澄清为止。
按照《规程》和《标准》中的操作步骤进行多次试验，发现研磨
效果不好，研磨时向瓷杯中加水量难掌握，瓷杯内悬液未澄清前，