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巖石吸水性檢測

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發(fā)布時間：2025-07-29 23:49:37 更新時間：2025-07-28 23:49:38

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

巖石吸水性檢測

巖石吸水性是評價巖石物理性質(zhì)的重要指標(biāo)之一，它是指在常壓條件下，巖石能夠吸收并容納水分的性能，通常以吸水率（自然吸水率、飽和吸水率）表示。該指標(biāo)對于工程地質(zhì)勘察、巖體穩(wěn)定性評價、水利水電工程、隧道工程、建筑材料選擇等具有極其重要的意義。例如，高吸水率的巖石通常強(qiáng)度較低、抗凍融能力差、易風(fēng)化，可能影響建筑物的基礎(chǔ)承載力、邊坡穩(wěn)定性或地下工程的耐久性。因此，準(zhǔn)確測定巖石的吸水性是進(jìn)行工程設(shè)計與施工前不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過吸水性檢測，可以深入了解巖石內(nèi)部孔隙、裂隙的發(fā)育程度及連通性，為工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性提供科學(xué)依據(jù)。

檢測項(xiàng)目

巖石吸水性檢測的核心項(xiàng)目主要包括：

自然吸水率 (Wa)：指巖石試樣在常壓、室溫條件下，自由浸水至飽和狀態(tài)所吸收水分的質(zhì)量與試樣烘干質(zhì)量的百分比。
飽和吸水率 (Wsa)：指巖石試樣在強(qiáng)制飽和條件下（如煮沸法或真空抽氣法），完全飽水后所吸收水分的質(zhì)量與試樣烘干質(zhì)量的百分比。它更能反映巖石內(nèi)總開孔隙的吸水能力。
吸水速率：部分研究中還需考察巖石吸水達(dá)到飽和所需的時間或特定時間內(nèi)的吸水量變化。

檢測儀器

進(jìn)行巖石吸水性檢測所需的常用儀器設(shè)備包括：

烘箱：用于將巖石試樣烘干至恒重，溫度通?？刂圃?05°C至110°C。
電子天平：精度需達(dá)到0.01g，用于精確稱量巖石試樣的干質(zhì)量和飽水質(zhì)量。
煮沸設(shè)備 (煮水容器、電爐)：用于煮沸法強(qiáng)制飽和試樣。
真空抽氣飽和裝置 (真空泵、真空干燥器、真空表)：用于真空抽氣法強(qiáng)制飽和試樣。
浸水容器 (水箱/水槽)：用于盛放蒸餾水或純水浸泡試樣，進(jìn)行自然吸水或飽水后的養(yǎng)護(hù)。
干燥器：用于冷卻烘干后的試樣，避免吸收空氣中的水分。
排水設(shè)備 (軟質(zhì)毛巾、吸水紙)：用于吸除試樣表面自由水。
游標(biāo)卡尺：用于測量試樣的尺寸，計算體積密度（若需要）。

檢測方法

巖石吸水性檢測的主要方法遵循以下步驟：

試樣制備：按標(biāo)準(zhǔn)要求（通常為直徑或邊長為48-54mm的圓柱體或立方體）制備巖石試樣，數(shù)量一般不少于3塊。試樣應(yīng)無可見裂紋，形態(tài)規(guī)整。
烘干：將試樣放入烘箱，在105°C-110°C下烘至恒重（通常24小時以上）。取出后放入干燥器冷卻至室溫，稱取其干質(zhì)量（Md）。
吸水飽和：
- 自然吸水率測定法：將烘干冷卻后的試樣放入盛有蒸餾水的容器中，試樣間距應(yīng)大于10mm，水面高出試樣頂面20mm以上。在室溫下自由吸水48小時。
- 飽和吸水率測定法 (煮沸法)：將試樣放入煮水容器，注入蒸餾水浸沒試樣，煮沸6小時以上（保持水面始終淹沒試樣），停止煮沸后自然冷卻至室溫（注意保持淹沒狀態(tài)）。
- 飽和吸水率測定法 (真空抽氣法)：將試樣放入真空干燥器內(nèi)，注入蒸餾水淹沒試樣。抽真空至真空度接近0.1MPa或按標(biāo)準(zhǔn)要求，保持規(guī)定時間（如4小時）。緩慢恢復(fù)常壓，試樣在水中繼續(xù)浸泡規(guī)定時間（如4小時）。
飽水質(zhì)量稱量：取出飽水后的試樣，迅速用濕毛巾或吸水紙吸干試樣表面自由水（直到無水滴落下），立即稱取其飽水質(zhì)量（Mw）。此步驟應(yīng)快速完成，防止水分蒸發(fā)。
計算：
- 自然吸水率 (Wa) = [(Mw - Md) / Md] * 100%
- 飽和吸水率 (Wsa) = [(Mw - Md) / Md] * 100% (Mw為強(qiáng)制飽和后的質(zhì)量)
計算結(jié)果取各試樣測定值的算術(shù)平均值。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

巖石吸水性檢測必須嚴(yán)格遵循國家或行業(yè)頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以確保結(jié)果的可靠性和可比性。國內(nèi)常用的主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

GB/T 50266-2013 《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》：這是國內(nèi)工程巖體（包括巖石）物理力學(xué)性質(zhì)測試的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，其中詳細(xì)規(guī)定了巖石吸水性（吸水率）的試驗(yàn)方法、試樣規(guī)格、試驗(yàn)步驟和結(jié)果計算。
JTG E41-2005 《公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》：公路交通行業(yè)針對巖石試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，也包含了巖石吸水率試驗(yàn)的詳細(xì)規(guī)定。
SL/T 264-2020 《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》：水利水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對巖石物理性質(zhì)試驗(yàn)（包括吸水性）有專門要求。
國際標(biāo)準(zhǔn)：如 ASTM D2216《實(shí)驗(yàn)室測定土壤與巖石含水量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》中也有相關(guān)內(nèi)容，或ISO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

進(jìn)行檢測時，必須依據(jù)具體的工程領(lǐng)域或合同要求，選擇適用的現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并明確標(biāo)注所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)編號。