科宇儀器新標準巖石真空飽水試驗裝置的使用說明

一、裝置概述

巖石真空飽水試驗裝置是測定巖石吸水率、孔隙率等指標的關(guān)鍵設(shè)備，通過抽真空排出巖石內(nèi)部孔隙空氣，使水充分滲入孔隙，以此精準獲取巖石的吸水性參數(shù)，為巖石工程的穩(wěn)定性評估、建筑材料選用等提供重要依據(jù)。本裝置符合GB/T50123-2019《土工試驗方法標準》等相關(guān)標準要求，適用于各類巖石試樣的真空飽水試驗，尤其針對孔隙率低、結(jié)構(gòu)致密或含封閉孔隙的巖石，飽水優(yōu)于常規(guī)方法^。

二、裝置結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

（一）結(jié)構(gòu)組成

裝置主要由真空泵、飽和缸、真空表、抽氣閥門、注水閥門、恒壓微調(diào)閥門等部分組成^。其中，飽和缸缸體采用不銹鋼材質(zhì)，具備耐腐蝕、強度高的特點；缸蓋選用加厚有機玻璃，透光性好，便于觀察試驗過程，且配有U型硅膠密封圈，確保裝置密封性。真空泵為裝置提供真空動力，真空表實時顯示缸內(nèi)真空度，抽氣與注水閥門分別控制抽氣和注水流程，恒壓微調(diào)閥門用于試驗結(jié)束后的泄壓操作^。

（二）技術(shù)參數(shù)

1. 電源電壓：220V；

2. 真空泵功率：200W；

3. 真空度范圍：-0.1Mpa - 0Mpa；

4. 飽和缸容積：直徑300mm，深度340mm；

5. 定時范圍：0 - 9999分鐘，可根據(jù)試驗需求靈活設(shè)置^。

三、試驗前準備工作

（一）試樣制備與處理

1. 試樣規(guī)格：優(yōu)先選用規(guī)則立方體（邊長50mm/70mm）或圓柱體（直徑50mm、高度50 - 100mm）試樣，確保表面平整、無明顯裂隙、缺棱掉角。不規(guī)則試樣需采用蠟封法處理非透水表面，僅保留天然透水界面。每組試驗至少準備3個平行試樣，若巖石組織不均勻，試樣數(shù)量應不少于5個，且同一組試樣的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)需保持一致，尺寸偏差≤±2mm^。

2. 試樣清潔與干燥：用毛刷清除試樣表面浮塵、碎屑，若表面有油污，需用無水乙醇擦拭干凈并自然風干，禁止高溫烘干，防止巖石結(jié)構(gòu)被破壞。隨后將試樣放入溫度為105℃ - 110℃的烘箱內(nèi)烘至恒量，烘干時間一般為12h - 24h，取出后置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫（20℃±2℃），稱取其干燥質(zhì)量并記錄^。

（二）儀器檢查與調(diào)試

1. 稱量設(shè)備校準：使用精度≥0.01g的電子天平，試驗前用標準砝碼進行校準，確保稱量誤差≤±0.02g。

2. 裝置密封性檢查：接通電源打開開關(guān)，關(guān)閉微調(diào)閥門，進行抽空測試，觀察真空表數(shù)值變化，若真空度無法穩(wěn)定上升或下降過快，需檢查缸蓋螺母是否擰緊、密封圈是否完好，及時排查并解決漏氣問題^。

3. 真空泵調(diào)試：打開真空泵上面的塑料蓋，加入適量真空油，將帶有螺母的連接管與真空泵和缸蓋上面的任意一個閥門接口連接好，確保連接緊密。

四、具體操作步驟

（一）裝樣與注水

1. 先將罐體蓋圓周的螺母松開，向飽和缸內(nèi)注入約三分之一的自來水，將已記錄干燥質(zhì)量的試樣平穩(wěn)放入水中，確保試樣間距≥10mm，避免相互擠壓。接著繼續(xù)加入自來水，直至水面距離罐體口下1 - 2厘米為宜^。

2. 把罐體蓋子蓋好，均勻擰緊周圍螺母，保證缸體密封良好^。

（二）抽真空操作

1. 關(guān)閉注水閥門，打開連接真空泵的抽氣閥門，插上真空泵電源并打開開關(guān)，開始抽真空。抽氣過程中需密切關(guān)注真空表數(shù)值，當真空度達到0.1Mpa左右時（具體可根據(jù)試驗要求調(diào)整），保持該真空狀態(tài)。若抽氣過程中真空表數(shù)值下降，需檢查裝置密封性，及時處理漏氣點^。

2. 根據(jù)巖石類型和試驗規(guī)范，通過撥碼開關(guān)設(shè)置工作時間，致密巖石抽真空時間不少于4h，多孔巖石可適當延長，直至試樣孔隙內(nèi)無氣泡冒出^。

（三）注水與恒壓

當真空狀態(tài)達到規(guī)定時間后，保持真空泵運行，緩慢打開注水閥門，使水徐徐注入飽和缸，直至水面高出試樣頂面20mm左右。注水過程中需控制水流速度，避免水流沖擊試樣帶入氣泡^。之后關(guān)閉抽氣閥門和真空泵，讓試樣在恒壓狀態(tài)下繼續(xù)浸泡，浸泡時間根據(jù)巖石類型確定，致密巖石浸泡≥48小時，多孔巖石浸泡≥72小時，直至試樣質(zhì)量變化率≤0.1%/24小時，視為達到飽和狀態(tài)^。

（四）泄壓與取樣

試驗結(jié)束后，緩慢打開恒壓微調(diào)閥門進行泄壓，避免因壓力驟變導致試樣損壞或缸蓋彈出。待缸內(nèi)壓力恢復至大氣壓后，打開缸蓋，撈出試樣，立即用水泡過的濕毛巾迅速包裹試樣，吸附表面水分，然后將試樣放在電子天平上稱取飽水質(zhì)量并記錄^。

五、試驗數(shù)據(jù)計算

（一）吸水率計算

巖石吸水率按下式計算： $W_a=\frac{m_1 - m}×100%$ 式中：$W_a$為巖石吸水率（%）；$m$為試樣烘干至恒量時的質(zhì)量（g）；$m_1$為試樣飽水后的質(zhì)量（g）^。

（二）孔隙率計算

巖石孔隙率可通過吸水率與巖石密度等參數(shù)計算得出，具體公式如下：
=\frac×100%$ 式中：
$為巖石孔隙率（%）；$ρ_s$為巖石的視密度（g/cm3）；$ρ_w$為水的密度（g/cm3），通常取1g/cm3^。

六、裝置維護與保養(yǎng)

1. 日常清潔：試驗結(jié)束后，及時清理飽和缸內(nèi)的殘留水和雜質(zhì)，用干凈的抹布將裝置表面擦拭干凈，保持干燥整潔。

2. 真空泵維護：真空泵內(nèi)的潤滑油需每半年更換一次，確保真空泵正常運行。更換潤滑油時，應先將舊油排出，再注入新的專用真空油。

3. 密封部件檢查：定期檢查U型硅膠密封圈、閥門密封墊等部件的磨損情況，若發(fā)現(xiàn)老化、破損，應及時更換，保證裝置的密封性^。

4. 存放要求：裝置應存放在干燥、通風、無腐蝕性氣體的環(huán)境中，避免陽光直射，長期不使用時，需將裝置擦拭干凈并做好防塵措施。

七、注意事項

1. 試驗過程中，操作人員需全程關(guān)注裝置運行狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)異常聲響、真空度異常波動等情況，應立即停止試驗，排查故障^。

2. 抽真空和注水操作時，動作應緩慢平穩(wěn)，避免因壓力變化過快導致試樣損壞或真空泵噴油^。

3. 試樣飽水后稱重需迅速進行，防止試樣表面水分蒸發(fā)影響測量結(jié)果的準確性^。

4. 嚴格按照標準要求制備和處理試樣，確保試驗數(shù)據(jù)的可靠性和可比性^。