T0116—2007密度计法土壤颗粒分析

1 目的和适用范围

本试验方法适用于分析粒径小于0.075mm的细粒土。

2 仪器设备

2.1 密度计
2.1.1 甲种密度计: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-5〜50,最小分度值为0.5。
2.1.2 乙种密度计:刻度单位以20^时悬液的比重表示，刻度为0.995〜1.020,最小分度值为0.0002。
2.2 量筒：容积为1000mL,内径为60mm，闻度为350mm±10mm，刻度为0〜1000mL。
2.3 细筛:孔径为2mm、0.5nim、0.25mm;洗筛:孔径为0.075mm。
2.4 天平：称量100g，感暈0.lg;称量l00g(或200g)，感量0.0lg。
2.5  温度计:测量范围0〜50℃，精度0.5℃。
2.6 洗筛漏斗:上口直径略大于洗筛直径,下口直径略小于量筒直径。

2.7 煮沸设备:电热板或电砂浴。
2.8 揽拌器:底板直径50mni，孔径约3mm。
2.9 其他:离心机、供箱、三角烧瓶(500mL)、烧杯(400mL)、蒸发皿、研钵、木碾、称量铝盒、秒表等。

3 试剂

浓度25%氨水、氢氧化钠(Na0H)、草酸钠(Na2C204)、六偏磷酸钠[(NaP03)6]、焦磷酸钠(INTa4P4P2(Vl0H20)等;如须进行洗盐手续，应有10%盐酸、5%氯化钡、10%硝酸、5%硝酸银及6%双氧水等。

4 试样

密度计分析土样应采用风干土。土样充分碾散，通过2mm筛（土样风干可在烘箱内以不超过50℃鼓风干燥）。
求出土样的风千含水率，并按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。准确至0.0lg。
      m=ms(l+0.01w)                                (T0116-1)
式中：m——风干土质量(g)，计算至0.01;
      m_s——密度计分析所需干土质量(g);
      w——风干土的含水率(％)。

5 密度计校正

5.1 密度计刻度及弯月面校正:按《标准玻璃浮计检定规程》(JJG 86—2001)进行。土粒沉降距离校正参见本试验条文说明。
5.2 温度校正:当密度计的刻制温度是20℃，而悬液温度不等于20℃时，应进行校正，校正值查表T 0116-1。
               表T 0116-1温度校正值

 
5.3 土粒比重校正:密度计刻度应以土粒比重2.65为准。当试样的土粒比重不等于2.65时，应进行土粒比重校正。校正值查表T 0116-2。
    表T 0116-2土粒比重校正值

 
 
5.4分散剂校正:密度计刻度系以纯水为准，当悬液中加人分散剂时，相对密度增大，故须加以校正。
注纯水人量筒，然后加分散剂，使量筒溶液达1000mL用搅拌器在量筒内沿整个深度上下搅拌均匀，恒温至20℃。然后将密度计放入溶液中，测记密度计读数。此时密度计读数与20℃时纯水中读数之差，即为分散剂校正值。

6 土样分散处理

 
土样的分散处理，采用分散剂。对于使用各种分散剂均不能分散的土样（如盐渍土等），须进行洗盐。
对于一般易分散的土，用25%氨水作为分散剂，其用量为：30g土样中加氨水1mL。对于用氨水不能分散的土样，可根据土样的pH值，分别采用下列分散剂：
6.1 酸性土(pH<6.5)，30g土样加0.5m0l/L氢氧化钠20mL溶液配制方法:称取20gNa0H(化学纯），加蒸馏水溶解后，定容至1000mL，摇匀。
6.2 中性土(pH=6.5〜7.5)，30g土样加0.25m0l/L草酸钠18mL。溶液配制方法:称取33.5gNa20204(化学纯）,加蒸馏水溶解后，定容至1000mL，摇匀。
6.3 碱性土(pH>7.5)，30g土样加0.083m0l/L六偏磷酸钠15mL。溶液配制方法:称取51g(NaP03)6(化学纯），加蒸馏水溶解后，定容至1000mL，摇匀。
6.4 若土的pH大于8,用六偏磷酸钠分散效果不好或不能分散时，则30g土样加0.125m0l/L焦磷酸钠14mL。溶液配制方法:称取55.8gNa4P207.l0H20(化学纯），加蒸馏水溶解后，定容至1000mL，摇匀。
对于强分散剂(如焦磷酸钠)仍不能分散的土，可用阳离子交换树脂(粒径大于2mm的）100g放人土样中一起浸泡，不断摇荡约2h，再过2mm筛，将阳离子交换树脂分开，然后加人0.083m0l/L六偏磷酸15mL。
对于可能含有水溶盐，采用以上方法均不能分散的土样，要进行水溶盐检验。其方法是:取均匀试样约3g，放入烧杯内，注入4〜6mL蒸馏水，用带橡皮头的玻璃棒研散，再加25mL蒸馏水，煮沸5〜l0min，经漏斗注人30mL的试管中，塞住管口，放在试管架上静置一昼夜。若发现管中悬液有凝聚现象(在沉淀物上部呈松散絮绒状），则说明试样中含有足以使悬液中土粒成团下降的水溶盐，要进行洗盐。

7 洗盐(过滤法）

7.1 将分散用的试样放入调土皿内，注入少量蒸馏水，拌和均匀。将滤纸微湿后紧贴于漏斗上，然后将调土皿中土浆迅速倒入漏斗中，并注入热蒸馏水冲洗过滤。附于皿上的土粒要全部洗人漏斗。若发现滤液混浊，须重新过滤。
7.2 应经常使漏斗内的液面保持高出土面约5_。每次加水后，须用表面皿盖住。
7.3 为了检查水溶盐是否已洗干净，可用两个试管各取刚滤F的滤液3〜5mL，管中加入数滴10%盐酸及5%氯化钡;另一管加入数滴10%硝酸及5%硝酸盐。若发现任一管中有白色沉淀时，说明土中的水溶盐仍未洗净，应继续清洗，直至检查时试管中不再发现白色沉淀时为止。将漏斗上的土样细心洗下，风干取样。
8 试验步骤
8.1 将称好的风干土样倒人三角烧瓶中，注入蒸馏水200mL，浸泡一夜。按前述规定加入分散剂。
8.2 将三角烧瓶稍加摇荡后，放在电热器上煮沸40min(若用氨水分散时，要用冷凝管装置;若用阳离子交换树脂时，则不需煮沸）。
8.3 将煮沸后冷却的悬液倒人烧杯中，静置1min。将上部悬液通过0.075mm筛，注人1000mL量筒中。杯中沉土用带橡皮头的玻璃棒细心研磨。加水人杯中，搅拌后静置1min，再将上部悬液通过0.075mm筛，倒入量筒。反复进行，直至静置1min后，上部悬液澄清为止。最后将全部土粒倒入筛内，用水冲洗至仅有大于0.075mm净砂为止。注意量筒内的悬液总量不要超过1000mL。
8.4 将留在筛上的砂粒洗入皿中，风干称量，并计算各粒组颗粒质量占总土质量的百分数。
 
    8.5 向量筒中注入蒸馏水，使悬液恰为1000mL(如用氨水作分散剂时，这时应再加入25%氨水0.50℃，其数量包括在1000mL内）。
8.6 用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌1min，往返约30次，使悬液均匀分布。
8.7 取出搅拌器，同时开动秒表。测记0.5min、1min、5min、15min、30min、60min、120min、240min及1440min的密度计读数，直至小于某粒径的土重百分数小于10%为止。每次读数前10〜20S将密度计小心放入量筒至约接近估计读数的深度。读数以后，取出密度计(0.5min及1min读数除外），小心放人盛有清水的M筒中。每次读数后均须测记悬液温度，准确至0.5℃。
8.8 如一次做一批土样(20个），可先做完每个量筒的0.5min及1min读数，再按以上步骤将每个土样悬液重新依次搅拌一次。然后分别测记各规定时间的读数。同时在每次读数后测记悬液的温度。
8.9 密度计读数均以弯月面上缘为准。甲种密度计应准确至1，估读至0.1;乙种密度计应准确至0.001，估读至0.0001。为方便读数，采用间读法，即0.001读作1，而0.0001读作0.1。这样既便于读数，又便于计算。