真密度測量儀能準(zhǔn)確測定粉體、塊狀固體、漿狀物質(zhì)、泡沫等多種材料的真密度和骨架體積(含閉孔),該儀器廣泛應(yīng)用于高等院校、研究機構(gòu)、企業(yè)的材料分析檢測實驗室,為食品安全、新能源、新材料、環(huán)保、礦產(chǎn)等行業(yè)的材料檢測提供重要的科學(xué)依據(jù)。 在地質(zhì)工程、材料科學(xué)及巖土力學(xué)研究中,巖石真密度的精準(zhǔn)測定對分析其物理性質(zhì)和工程特性具有重要意義。真密度指排除所有孔隙(包括開口與閉口孔隙)后單位體積的質(zhì)量,其測量結(jié)果直接影響孔隙率、滲透率等關(guān)鍵參數(shù)的計算。選擇合適的巖石試樣是確保數(shù)據(jù)可靠性的前提,需從以下維度進(jìn)行嚴(yán)格篩選:
一、試樣代表性原則
1.地質(zhì)特征覆蓋
應(yīng)選取待測巖層中具有典型礦物組成和結(jié)構(gòu)特征的樣本,避免采集風(fēng)化層或裂隙密集區(qū)巖塊。例如在花崗巖密度測試中,需包含石英、長石等主要礦物成分的均勻分布區(qū)域。
對于層狀巖石(如頁巖),需垂直于層理方向取樣,以反映不同取向下的密度差異。
2.尺寸與形態(tài)規(guī)范
規(guī)則試樣:優(yōu)先采用圓柱體(直徑50mm±2mm、高徑比2:1)或立方體(邊長50mm±2mm),每組不少于3個平行樣,以滿足統(tǒng)計學(xué)要求。
不規(guī)則試樣:宜選用邊長40~60mm的渾圓形巖塊,表面經(jīng)打磨處理至粗糙度≤0.05mm,確保密封材料(如石蠟)能有效包裹且不滲入孔隙。
二、物理狀態(tài)控制
1.含水率管理
遇水不崩解、不溶解的巖石可采用自由吸水法預(yù)處理;而含水溶性礦物(如石膏)的巖樣則需在干燥環(huán)境中快速完成測試,防止水分干擾。
強制飽和后的試樣需經(jīng)48小時烘干(105~110℃)至恒重,冷卻過程須置于干燥器內(nèi)以避免吸濕。
2.缺陷規(guī)避
剔除帶有可見裂紋、松散顆?;蛉藶閾p傷的試樣,這些缺陷會導(dǎo)致排水法測量時體積偏大,進(jìn)而使真密度值偏低。
對于多孔火山巖等特殊類型,建議結(jié)合顯微鏡觀察確認(rèn)微裂隙發(fā)育程度,必要時采用真空抽氣法替代煮沸法進(jìn)行飽水處理。
三、制備工藝優(yōu)化
1.破碎與篩分
磁性巖石(如磁鐵礦)需手工研磨并通過0.2~0.3mm分樣篩,非磁性巖石可使用機械粉碎設(shè)備,過程中用磁鐵吸附鐵屑雜質(zhì)。
研磨至通過63μm標(biāo)準(zhǔn)篩的粉狀樣品適用于比重瓶法,該細(xì)度能保證在水中充分分散并排出微小孔隙內(nèi)的空氣。
2.密封處理技巧
蠟封法操作時,需將試樣浸入熔融石蠟后迅速提出,形成厚度均勻的密封層。若使用高分子樹脂涂料,則需控制固化時間以防收縮變形。
優(yōu)質(zhì)的巖石試樣應(yīng)兼具地質(zhì)代表性、幾何規(guī)范性和物理穩(wěn)定性。在實際檢測中,還需根據(jù)巖石類型靈活調(diào)整制樣方案,并定期校驗儀器設(shè)備(如天平精度、真空度指標(biāo)),才能獲得誤差小于±1%的可靠數(shù)據(jù)。