范围

      本方法适用于土粒密度的测定。

原理

      土粒密度是单位土粒容积的土粒质量。测定土粒密度通常采用比重瓶法，将已知质量的土样放入水中，排尽空气，求出由土样置换出的水的体积;再以烘干土样的质量(105°C) 除以求得的土样固相体积，即得土粒密度。含可溶性盐或活性胶体较多的土壤，要用非极性液体代替水，用真空抽气代替煮沸以排除土样中的空气。

试剂

      1、无二氧化碳水:蒸馏水煮沸5min后冷却至室温，现用现制备。

      2、煤油: 真空除气。

仪器

      1、比重瓶，50mL。

      2、真空干燥器。

      3、真空泵。

      4、称量瓶。

      5、恒温水槽。

操作步骤

      1、称取通过2mm筛孔的风千土样10g (精确至0.001g)，倾入50mL比重瓶内。向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水至比重瓶容积的一半处，然后徐徐摇动，使土样与水充分混合。将比重瓶置于电热板砂盘上加热，保持沸腾lh。煮沸过程中要经常摇动比重瓶以逐出土样中的空气，使土样和水充分接触混合。煮沸时温度不可过高，否则易造成土液溅出。

      2、从砂盘上取下比重瓶，冷却后将无二氧化碳水加入比重瓶，至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬浮液澄清后，加满无二氧化碳水。然后塞好瓶塞，使多余的水自瓶塞毛细管中溢出。用滤纸擦干比重瓶外壁后称量(精确至0.001)，同时用温度计测定瓶内的水温ti(精确至0.1℃)，求得mbws1。

      3、将比重瓶中的土液倾出，洗净比重瓶，注满无二氧化碳水，测量瓶内水温t2。用无二氧化碳水加满至瓶口，塞上瓶塞，用滤纸擦干比重瓶外壁，称取t2时的比重瓶+水质量(mbw2)。如每个比重瓶事先都经过校正，在测定时可省去此步骤，直接由t1在比重瓶的校正曲线上求得t1时这个比重瓶的比重并+水质量mbw1(见6.3和图1)，否则要根据mbw2,计算mbw1(见6结果计算)。

      4、含可溶性盐或活性胶体较多的土样，要用非极性液体煤油代替无二氧化碳水，用真空抽气法排除土样中的空气。将加有土样和水的比重瓶置于真空干燥器中，用真空泵连续抽气，抽气时间不得少于0.5h,并经常摇晃比重瓶，直至无气泡逸出为止。停止抽气后仍需在干燥器中静置15min 以上。其它操作与5.1-5.3相同，但须用烘干土样(105℃) 代替风干土样进行测定。

      5、同时 称取通过2mm筛孔的风千土样10g (精确至0.001g)置于称量瓶中，在105℃烘箱内烘干4h~6h，在干燥器中冷却后称至恒量，由此求出倾入比重瓶内的烘干土样的质量ms。

计算结果

      1、用无二氧化碳水测定时按(1)式计算:

式(1)中: ps——土粒密度，g/cm3;
Pw1——t1℃时无二氧化碳水密度，g/cm3;
ms——烘干土样质量，g;
mbw1——t1℃时比重瓶+水质量，g;
mbws1——t1℃时比重瓶+水+土样质量，g。

       当t1≠t2时，必须将t时的比重瓶+水的质量(mbw)校正至t°C时的比重瓶+水的质量(mbw)。

       由表1查得ti和t2时水的密度，忽略温度变化所引起的比重瓶的胀缩，ti和t2时水的密度差乘以比重瓶容积(V)，即得由t2换算至ti时比重瓶中水质量的校正数。比重瓶的容积由(2)式求得，

式(2)中: mb——比重瓶资量，g;
Pw2——t2时水的密度，g/cm3。

      2、用非极性液体煤油测定时按(3)式计算:

式(3)中: ps——土粒密度，g/cm3;
Pk——t1℃煤油的密度，g/cm3;
ms——烘干土样质量，g;
mbk——t1℃时比重瓶+煤油质量，g;
mbks——t1℃时比重瓶+煤油+土样质量，g。

      3、比重瓶的校正

      ①洗净比重瓶， 置于105C烘箱中烘干，取出放入干燥器中，冷却后称量(精确至0.001g)。

      ②向比重瓶内加入无二氧化碳水或煤油，使液面近至刻度。

      ③将盛水或煤油的比重瓶放入恒温水槽中，控制温度使槽中水的温度自5C逐步升高至35℃。在各不同温度下，调整各比重瓶液面到瓶塞口，然后塞紧瓶塞，用滤纸擦干比重瓶外壁后称量(精确至0.001g)。

      ④用上述称得的各不同温度下相应的比重瓶+水(煤油)质量的数值作纵座标，以温度为横座标，绘制比重瓶校正曲线( 见图1)。 每一比重瓶必须作相应的校正曲线。

      允许差

      样品进行两份平行测定，取其算术平均值，取两位小数。两份平行测定结果允许差为0.02。