自由膨脹率是人工製備的烘乾、碾細的土試樣，在水中膨脹增加的體積與原始體積之比，以百分率表示。它說明土粒在無結構力影響下的膨脹特性，主要受土中粘粒含量和礦物成分支配。粘粒含量愈高，礦物親水性愈強，自由膨脹率愈大。
基本介紹
- 中文名：自由膨脹率
- 外文名：free swelling ratio，coefficient of free swelling
- 學科：工程地質學
- 詞目：自由膨脹率
基本信息,簡介,試驗,
基本信息
簡介
自由膨脹率為鬆散的烘乾土粒在水中和空氣分別自由堆積的體積之差與在空氣中自由堆積的體積之比，以百分數表示，用以判定無結構力的鬆散土粒在水中的膨脹特性.
自由膨脹率是反映黏性土的膨脹性的指標之一,對判別膨脹土有較大參考價值.由於試驗所需儀器設備簡單,操作簡便,自由膨脹率試驗是目前國內測定黏性土脹縮特性時採用較多的試驗項目.
自由膨脹率測定儀
自由膨脹率測定儀一為測水泥漿體凝結前膨脹率，一為測水泥漿中後期膨脹率。
測凝結前膨脹率是結合泌水率的測試進行的，即將測試好泌水的水泥漿繼續靜置21h（實際上距製漿時間為24h）後量測水泥漿膨脹後的漿面高度。膨脹的體積除以水泥漿原體積即為膨脹率。
計算公式如下：
膨脹率=（膨脹後的水泥漿面高度-最初填灌的水泥漿面高度）/最初填灌的水泥漿面高度*100% 測中後期膨脹率的方法為：用4cm*4cm*16cm水泥軟練砂漿三聯模，在其兩端鑲銅測頭，水泥漿入模後24h拆模，並量測試件長度作為試件初始長度。試驗在20℃標準條件下進行，前14d為水中養護，14～18d在濕空氣中養護。分別測量試件2d，3d，7d，14d，28d的長度。膨脹的長度除以試件基長即為膨脹率，
計算公式如下：
膨脹率=（膨脹後的長度-初始長度）/試塊基長*100%
試驗
l、取代表性風乾土樣碾碎，使其全部通過0.5mm篩。混合均勻後，取約50g放入盛土盒內，移如烘箱，在105～ll0℃溫度下烘至恆溫取出，放在乾燥器內冷卻至室溫。
2、將無頸漏斗裝在支架上，漏斗下口對正量土杯中心，並保持距杯口l0mm距離，如圖所示。
3、從乾煤器內取出土樣，用匙將土樣倒入杯中，盛滿後沿杯口刮平土面，再將量土杯中土樣倒入匙中，把量土杯按圖所示仍放在漏斗下口正中處。將匙中土樣一次倒入後移開漏斗，用平口刀垂直於杯口輕輕颳去多餘土樣(嚴防震動)，稱記杯中土質量。
4、按本規程3規定，稱取第二個試樣，進行平行測定，兩次質量差值不得大於0.1g。
5、將最筒置於試驗台上，注入蒸餾水30mL，並加入5mL5%的分析純氯化鈉溶液，然後將土杯中的土樣倒入量簡內。
6、用攪拌器攪拌量簡內懸液，攪拌器應上至液面下至底，攪拌10次(時間約10s)，取出攪拌器，將攪拌器上附著的上粒沖洗入量筒，並沖洗量筒內壁，使量筒內液面約至50ml。刻度處。
7、待懸液澄清後，每隔2h測讀1次試樣體積，體積估讀全0.1 mL。讀數時要求視線與土面在同一平面上，若土面傾斜，取高低面讀數的平均值。當兩次讀數差值不大於0.2 mL時，即認為膨脹穩定。用此穩定讀數計算自由膨脹率。
8、按下列公式計算土樣的自由膨脹率： FS=V-V0/V0 X 100 式中：FS一自由膨脹率，%，計算至1%； V-土樣在量筒中膨脹穩定後的 體積，mL； V0-量土杯容積，mL，即乾土自由堆積體積。
9、使用後立即擦拭乾淨，放於乾燥處。
