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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：中科光析科學技術研究所檢測中心

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度較低、抗凍融能力差、易風化，可能影響建筑物的基礎承載力、邊坡穩(wěn)定性或地下工程的耐久性。因此，準確測定巖石的吸水性是進行工程設計與施工前不可或缺的關鍵環(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)濟性提供科學依據(jù)。

檢測項目

巖石吸水性檢測的核心項目主要包括：

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

進行巖石吸水性檢測所需的常用儀器設備包括：

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。
煮沸設備 (煮水容器、電爐)：用于煮沸法強制飽和試樣。
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，進行自然吸水或飽水后的養(yǎng)護。
干燥器：用于冷卻烘干后的試樣，避免吸收空氣中的水分。
排水設備 (軟質(zhì)毛巾、吸水紙)：用于吸除試樣表面自由水。
游標卡尺：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：按標準要求（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或按標準要求，保持規(guī)定時間（如4小時）。緩慢恢復常壓，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為強制飽和后的質(zhì)量)
計算結果取各試樣測定值的算術平均值。

檢測標準

巖石吸水性檢測必須嚴格遵循國家或行業(yè)頒布的技術標準，以確保結果的可靠性和可比性。國內(nèi)常用的主要標準包括：

GB/T 50266-2013 《工程巖體試驗方法標準》：這是國內(nèi)工程巖體（包括巖石）物理力學性質(zhì)測試的基礎性標準，其中詳細規(guī)定了巖石吸水性（吸水率）的試驗方法、試樣規(guī)格、試驗步驟和結果計算。
JTG E41-2005 《公路工程巖石試驗規(guī)程》：公路交通行業(yè)針對巖石試驗的標準，也包含了巖石吸水率試驗的詳細規(guī)定。
SL/T 264-2020 《水利水電工程巖石試驗規(guī)程》：水利水電行業(yè)標準，對巖石物理性質(zhì)試驗（包括吸水性）有專門要求。
國際標準：如 ASTM D2216《實驗室測定土壤與巖石含水量的標準試驗方法》中也有相關內(nèi)容，或ISO相關標準。

進行檢測時，必須依據(jù)具體的工程領域或合同要求，選擇適用的現(xiàn)行有效標準執(zhí)行，并明確標注所依據(jù)的標準編號。