8.3　密度计法

8.3.1　本试验所采用的主要仪器设备应符合下列规定：

1　土壤密度计：

1）甲种：刻度单位以20℃时每1000mL悬液内所含土质量的克数表示，刻度为0～50，最小分度值为0.5；

2）乙种：刻度单位以20℃时悬液比重表示，刻度值为0.995～1.020，最小分度值为0.0002。

2　量筒：容积1000mL，内径宜为60mm，自筒内底面至筒口高宜为450mm，刻度0～1000mL，筒内底面应平整。

3　土样筛：孔径为0.5mm、0.25mm、0.075mm。

4　洗筛：孔径为0.075mm。

5　洗筛漏斗：直径大于洗筛直径10mm～50mm，使洗筛嵌入漏斗中。

6　天平：称量200g，感量0.01g。

7　温度计：刻度0℃～50℃，分度值0.5℃。

8　搅拌器：轮径50mm，孔径宜为3mm；杆长宜为450mm。

9　瓷杯：容积500mL～1000mL。

10　其他：电热干燥箱、秒表、500mL锥形瓶、加热设备、带橡皮头的研钵、小烧杯等。

8.3.2　本试验所采用的主要试剂应符合下列规定：

1　4％六偏磷酸钠溶液：称取化学纯六偏磷酸钠40g［（NaPO3）6］，加纯水溶解后稀释至1000mL，保存期一个月；

2　10％盐酸：量取化学纯盐酸（36％～38％HCl）10mL，加纯水稀释至100mL；

3　5％氯化钡：称取化学纯氯化钡（BaCl2）5g，加纯水溶解后稀释至100mL；

4　10％硝酸：量取化学纯硝酸（65％～68％HNO3）10mL，加纯水稀释至100mL；

5　5％硝酸银：称取化学纯硝酸银（AgNO3）5g，加纯水溶解后稀释至100mL，贮存于棕色瓶中。

8.3.3　密度计法颗粒分析试验应按下列步骤进行：

1　本试验宜采用风干试样。易溶盐含量大于0.5％的试样和含选矿药剂等能使悬液产生聚凝现象时，宜根据试样的性质，选取试样应按本规程第4.2.4条的规定进行洗盐；当试样中含有机物时，宜按本规程第4.3.3条规定进行有机质预处理；当试样为酸、碱处理过的土和尾矿时，宜按本规程第4.4.3、4.5.3条规定进行酸处理和碱处理。

2　易溶盐含量检验可用电导法或目测法，应按本规程第4.2.3条规定进行；检验洗盐效果应采用化学试剂检测法和电导（率）仪检测法，应按本规程第4.2.5条规定进行。

3　称取具有代表性风干试样200g～300g，过2mm筛，求出筛上试样占总质量的百分数，取筛下试样测定风干含水率。

4　试样干质量为30g时所需的风干（天然）土质量，应按下列公式计算：

1）当易溶盐含量小于1％时应按式（8.3.3-1）计算，结果应精确至0.1g：

2）当易溶盐含量大于1％时应按式（8.3.3-2）计算，结果应精确至0.1g：

式中：m——风干（天然）土质量（g）；

w——风干（天然）土含水率（％）；

W——易溶盐含量（％）。

5　将称取的试样放入锥形瓶中。加入250mL～350mL纯水浸泡，天然湿土浸泡时间宜为2h～4h；风干状态试样和尾矿浸泡时间不得少于12h。

6　将锥形瓶置于加热设备上，加热煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起，粉土和粉质黏土煮沸时间不得少于40min，尾土、黏土煮沸时间不得少于1h。

7　将冷却后的悬液倒入瓷杯中，静置1min～2min，将上部悬液通过洗筛倒入量筒。杯底沉淀物用带橡皮头研杵细心研散，加纯水，经搅拌后，静置1min～2min，再将上部悬液通过洗筛倒入量筒。如此反复操作，直至杯内悬液澄清为止。将杯中土粒全部倒入洗筛内，以纯水冲洗筛内，直至筛内仅存大于0.075mm的土粒为止。

8　将留在洗筛上的颗粒洗入蒸发皿内，倾去上部清水，烘干称其质量，应按本规程第8.2.3条的规定进行筛分。并应按式（8.2.6）计算小于某粒径的颗粒质量百分数。

9　向量筒中加入浓度为4％的六偏磷酸钠溶液10mL，加纯水至量筒1000mL。

10　用搅拌器沿悬液深度上下搅拌30次（当悬液表面出现泡沫时，应加6％双氧水数滴消除）。时间为1min。在取出搅拌器的同时立即开动秒表，测经1min、5min、30min、120min、180min、1440min密度计读数，根据试样情况或实际需要，可增加密度计读数或缩短最后一次读数的时间。

11　每次读数前10s～15s，将密度计放入悬液内，放入深度应根据土性较前一次深5mm～20mm，并注意密度计浮泡应保持在量筒中部位置，且不得贴近量筒内壁。每次测记读数后，应立即取出密度计，放入盛有纯水的量筒中洗净，并测记相应的悬液温度，准确至0.5℃。密度计读数以弯液面上缘为准，甲种密度计读数应准确至0.5g，估读至0.1g；乙种密度计读数应准确至0.001，估读至0.0001。

8.3.4　颗粒粒径应按式（8.3.4）计算，结果应精确至0.1mm：

式中：d——颗粒粒径（mm）；

η——水的动力黏滞系数（kPa·s×10-6），其值应按表8.3.4选取；

Gs——土粒比重；

GwT——温度T℃时水的比重；

ρw0——4℃时水的密度（g/cm3）；

g——重力加速度，g=9.80665m/s2；

L——相应于时间t内的土粒有效沉降距离（cm）；

t——沉降时间（s）。

8.3.5　小于某粒径的颗粒质量百分数应按式（8.3.5-1）、式（8.3.5-2）计算，结果应精确至0.1％：

1）甲种密度计：

式中：X——小于某粒径的土质量百分数（％）；

md——试样干土质量（g）；

Cs——土粒比重校正值，其值应按表8.3.5-1选取；

R——甲种密度计读数；

mt——温度校正值，其值应按表8.3.5-2选取；

n——弯液面校正值；

CD——分散剂校正值。

2）乙种密度计：

式中：V——悬液体积，V=1000mL；

——土粒比重校正值，其值应按表8.3.5-1选取；

R′——乙种密度计读数；

——温度校正值，其值应按表8.3.5-2选取；

n′——弯液面校正值；

——分散剂校正值；

ρw20——温度为20℃时纯水密度，ρw20=0.998232g/cm3。

8.3.6　颗粒粒径分布曲线的绘制，应按本规程第8.2.5条的规定进行，并求出土中各粒组的颗粒质量百分数。

8.3.7　密度计法颗粒分析试验记录应按表8.3.7填列。