自由膨胀率

工程地质学术语

自由膨胀率是人工制备的烘干、碾细的土试样，在水中膨胀增加的体积与原始体积之比，以百分率表示。它说明土粒在无结构力影响下的膨胀特性，主要受土中粘粒含量和矿物成分支配。粘粒含量愈高，矿物亲水性愈强，自由膨胀率愈大。

简介

自由膨胀率为松散的烘干土粒在水中和空气分别自由堆积的体积之差与在空气中自由堆积的体积之比，以百分数表示，用以判定无结构力的松散土粒在水中的膨胀特性.

自由膨胀率是反映黏性土的膨胀性的指标之一,对判别膨胀土有较大参考价值.由于试验所需仪器设备简单,操作简便,自由膨胀率试验是目前国内测定黏性土胀缩特性时采用较多的试验项目.

一为测水泥浆体凝结前膨胀率，一为测水泥浆中后期膨胀率。

测凝结前膨胀率是结合泌水率的测试进行的，即将测试好泌水的水泥浆继续静置21h（实际上距制浆时间为24h）后量测水泥浆膨胀后的浆面高度。膨胀的体积除以水泥浆原体积即为膨胀率。

计算公式如下：

膨胀率=（膨胀后的水泥浆面高度-最初填灌的水泥浆面高度）/最初填灌的水泥浆面高度*100% 测中后期膨胀率的方法为：用4cm*4cm*16cm水泥软练砂浆三联模，在其两端镶铜测头，水泥浆入模后24h拆模，并量测试件长度作为试件初始长度。试验在20℃标准条件下进行，前14d为水中养护，14～18d在湿空气中养护。分别测量试件2d，3d，7d，14d，28d的长度。膨胀的长度除以试件基长即为膨胀率，

计算公式如下：

膨胀率=（膨胀后的长度-初始长度）/试块基长*100%

试验

1、取代表性风干土样碾碎，使其全部通过0.5mm筛。混合均匀后，取约50g放入盛土盒内，移如烘箱，在105～110℃温度下烘至恒温取出，放在干燥器内冷却至室温。

2、将无颈漏斗装在支架上，漏斗下口对正量土杯中心，并保持距杯口10mm距离，如图1所示。

3、从干煤器内取出土样，用匙将土样倒入杯中，盛满后沿杯口刮平土面，再将量土杯中土样倒入匙中，把量土杯按图所示仍放在漏斗下口正中处。将匙中土样一次倒入后移开漏斗，用平口刀垂直于杯口轻轻刮去多余土样(严防震动)，称记杯中土质量。

4、按本规程3规定，称取第二个试样，进行平行测定，两次质量差值不得大于0.1g。

5、将最筒置于试验台上，注入蒸馏水30mL，并加入5mL 5%的分析纯氯化钠溶液，然后将土杯中的土样倒入量简内。

6、用搅拌器搅拌量简内悬液，搅拌器应上至液面下至底，搅拌10次(时间约10s)，取出搅拌器，将搅拌器上附着的上粒冲洗入量筒，并冲洗量筒内壁，使量筒内液面约至50ml。刻度处。

7、待悬液澄清后，每隔2h测读1次试样体积，体积估读全0.1mL。读数时要求视线与土面在同一平面上，若土面倾斜，取高低面读数的平均值。当两次读数差值不大于0.2mL时，即认为膨胀稳定。用此稳定读数计算自由膨胀率。

8、按下列公式计算土样的自由膨胀率： FS=V-V0/V0×100% 式中：FS一自由膨胀率，%，计算至1%；V-土样在量筒中膨胀稳定后的体积，mL；V0-量土杯容积，mL，即干土自由堆积体积。

9、使用后立即擦拭干净，放于干燥处。