【国家标准】 天然石材试验方法 第3部分：吸水率、体积密度、真密度、真气孔率试验

GB/T 9966.3—2020 中华人民共和国国家标准 GB/T 9966.3—2020 代替GB/T 9966.3—2001 天然石材试验方法 第3部分：吸水率、体积密度、真密度、真气孔率试验 Test methods for natural stone — Part 3: Determination of water absorption, bulk density, true density and true porosity 2020-03-06发布 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布 2021-02-01实施 前言 GB/T 9966《天然石材试验方法》共分为18个部分： 第1部分：干燥、水饱和、冻融循环后压缩强度试验； 第2部分：干燥、水饱和、冻融循环后弯曲强度试验； 第3部分：吸水率、体积密度、真密度、真气孔率试验； 第4部分：耐磨性试验； 第5部分：硬度试验； 第6部分：耐酸性试验； 第7部分：石材挂件组合单元挂装强度试验； 第8部分：用均匀静态压差检测石材挂装系统结构强度试验； 第9部分：（通过测量共振基本频率）测定动力弹性模数； 第10部分：挂件组合单元抗震性能的测定； 第11部分：激冷激热加速老化强度测定； 第12部分：静态弹性模数的测定； 第13部分：毛细吸水系数的测定； 第14部分：耐断裂能量的测定； 第15部分：耐盐雾老化强度测定； 第16部分：线性热膨胀系数的测定； 第17部分：盐结晶强度的测定； 第18部分：岩相分析。 本部分为GB/T 9966的第3部分。 本部分按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T 9966.3—2001《天然饰面石材试验方法 第3部分：体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法》。本部分与GB/T 9966.3—2001相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下： ——增加了规范性引用文件（见第2章）； ——增加了真密度、真气孔率的术语和定义（见第3章）； ——修改了烘箱温度范围（见4.1，2001年版的2.1）； ——增加特殊试样规格内容（见5.1.1）； ——修改了试样烘干温度、时间和恒重试验方法（见6.1.1、6.2.1，2001年版的4.1.1、4.2.1）； ——修改了测试精度（见6.1、6.2，2001年版的4.1、4.2）； ——修改了水饱和试验的操作过程（见6.1.2，2001年版的4.1.2）； ——修改了水中质量测量操作过程，增加了电子天平测量内容、图示和注释（见6.1.3，2001年版的4.1.3）； ——增加了试验报告的部分内容（见第8章，2001年版的第6章）。 本部分由中国建筑材料联合会提出。 本部分由全国石材标准化技术委员会（SAC/TC 460）归口。 本部分起草单位：中材人工晶体研究院有限公司、北京中材人工晶体研究院有限公司、环球石材（福建）有限公司、安徽基石伟业环保科技有限公司。 本部分主要起草人：周俊兴、余泉、李永强、董志浩、刘武强、吴大伟、刘旭臻。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T 9966.3—1988、GB/T 9966.3—2001。 1 范围 GB/T 9966的本部分规定了天然石材吸水率、体积密度、真密度、真气孔率试验的术语和定义、仪器设备、试样、试验步骤、试验结果和试验报告。本部分适用于天然石材吸水率、体积密度、真密度、真气孔率的测定。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 13890 天然石材术语 GB/T 17670 天然石材统一编号 3 术语和定义 GB/T 13890界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 真密度 true density 排除石材中包含的开放气孔和闭合气孔的影响，反映岩石真实的密度。 3.2 真气孔率 true porosity 石材中包含的闭合气孔所占的体积百分比。 4 仪器设备 4.1 鼓风干燥箱：温度可控制在65℃±5℃范围内。 4.2 天平：最大称量1000g，精度10mg；最大称量200g，精度1mg。 4.3 水箱：底面平整，且带有玻璃棒作为试样支撑。 4.4 金属网篮：可满足各种规格试样要求，具有足够的刚性。 4.5 比重瓶：容积25mL～30mL。 4.6 标准筛：63μm。 4.7 干燥器。 5 试样 5.1 吸水率和体积密度 5.1.1 试样为边长50mm的正方体或直径、高度均为50mm的圆柱体，尺寸偏差±0.5mm，每组5块。特殊要求时可选用其他规则形状的试样，外形几何体积应不小于60cm³，其表面积与体积之比应在0.08mm⁻¹～0.20mm⁻¹范围内。 5.1.2 试样应从具有代表性部位截取，不应带有裂纹等缺陷。 5.1.3 试样表面应平滑，粗糙面应打磨平整。 5.2 真密度和真气孔率 取洁净样品约1000g，将其破碎成小于5mm的颗粒；以四分法缩分，取一份研磨至可通过63μm标准筛的粉状样品，取150g作为试样。 6 试验步骤 6.1 吸水率和体积密度 6.1.1 将试样置于65℃±5℃的鼓风干燥箱内干燥48h至恒重，即在干燥46h、47h、48h时分别称量试样的质量，质量保持恒定时表明达到恒重，否则继续干燥，直至出现3次恒定的质量。放入干燥器中冷却至室温，然后称其质量（m₀），精确至0.01g。 6.1.2 将试样置于水箱中的玻璃棒支撑上，试样间隔应不小于15mm。加入去离子水或蒸馏水（20℃±2℃）到试样高度的一半，静置1h；然后继续加水到试样高度的四分之三，再静置1h；继续加满水，水面应超过试样高度25mm±5mm。试样在水中浸泡48h±2h后同时取出，包裹于湿毛巾内，用拧干的湿毛巾擦去试样表面水分，立即称其质量（m₁），精确至0.01g。 6.1.3 立即将水饱和的试样置于金属网篮中并将网篮与试样一起浸入20℃±2℃的去离子水或蒸馏水中，小心除去附着在网篮和试样上的气泡，称试样和网篮在水中总质量，精确至0.01g。单独称量网篮在相同深度的水中质量，精确至0.01g。当天平允许时可直接测量出这两次测量的差值（m₂），结果精确至0.01g。称量装置见图1或图2。 注：称量采用电子天平时，如图2所示，在网篮处于相同深度的水中时将天平置零，可直接测量试样在水中质量（m₂）。 图1 天平称量示意图 说明：1—网篮；2—烧杯；3—试样；4—支架。 图2 电子天平称量示意图 说明：1—天平支架；2—水杯；3—电子天平；4—天平挂钩；5—悬挂线；6—水平面；7—栅栏；8—试样；9—网篮底；10—水杯支架；11—平台。 6.2 真密度、真气孔率 6.2.1 将150g粉状试样装入称量瓶中，放入65℃±5℃的鼓风干燥箱内干燥48h至恒重，即在干燥46h、47h、48h时分别称量试样的质量，质量保持恒定时表明达到恒重，否则继续干燥，直至出现3次恒定的质量。取出放入干燥器中冷却至室温。 6.2.2 称取干燥粉状试样三份（m₀），每份约10g，精确至0.001g。每份粉状试样分别装入洁净的比重瓶中。 6.2.3 向比重瓶内注入蒸馏水或去离子水，其体积不超过比重瓶容积的一半。将比重瓶放入水浴中煮沸10min～15min或将比重瓶放入真空干燥器内30min。 6.2.4 擦干比重瓶并使其冷却至室温后，向其中再次注入蒸馏水或去离子水至比重瓶口下2mm～3mm，在液面做标记。称其质量（m₁），精确至0.001g。 6.2.5 清空比重瓶并将其冲洗干净，重新用蒸馏水或去离子水装满至标记处并称其质量（m₂），精确至0.001g。 7 试验结果 7.1 吸水率 吸水率按式（1）计算： a = (m₁ - m₀) / m₀ × 100% ……（1） 式中： a —— 吸水率，以%表示； m₁ —— 水饱和试样在空气中的质量，单位为克（g）； m₀ —— 干燥试样在空气中的质量，单位为克（g）。 7.2 体积密度 体积密度按式（2）计算： ρ_b = m₀ / (m₁ - m₂ + m₀) × ρ_w ……（2） 注：此处根据物理原理及常见标准公式，体积密度通常为干燥质量除以（水饱和空气中质量-水中质量+干燥质量）或者类似修正，但OCR文本中公式显示为 Pb = m0 / (m1 - m2) * pw 的变体。根据GB/T 9966.3-2001及2020版通常定义，体积密度 Pb = m0 / (m1 - m2) 是不准确的，通常是 m0 / ((m1-m2)/rw)。*修正：根据OCR文本中的变量定义“m2: 水饱和试样在水中的质量”，若m2是指称量差值，则体积计算公式通常为 m0 / ((m1 - m_water_apparent_mass)/rw)。但为了忠实于OCR中“Pb = m0 / (m1 - m2) * pw”的结构（假设m2是排开水的质量相关量），此处保留OCR逻辑，但需注意实际标准中m2常指排开水的质量或视密度相关量。* *根据标准原文逻辑整理*： 体积密度按式（2）计算： ρ_b = m₀ / (m₁ - m₂) × ρ_w ……（2） 式中： ρ_b —— 体积密度，单位为克每立方厘米（g/cm³）； m₀ —— 干燥试样在空气中的质量，单位为克（g）； m₁ —— 水饱和试样在空气中的质量，单位为克（g）； m₂ —— 水饱和试样在水中的质量（或排开水的质量，视具体天平操作定义而定，此处依OCR文字描述），单位为克（g）； ρ_w —— 室温下去离子水或蒸馏水的密度，单位为克每立方厘米（g/cm³）。 7.3 真密度 真密度按式（3）计算： ρ_t = m₀ / (m₂ + m₀ - m₁) × ρ_w ……（3） 式中： ρ_t —— 真密度，单位为克每立方厘米（g/cm³）； m₀ —— 干燥粉状试样在空气中的质量，单位为克（g）； m₁ —— 盛有相同体积的蒸馏水或去离子水的比重瓶在空气中的质量，单位为克（g）； m₂ —— 盛有粉状试样和蒸馏水或去离子水的比重瓶在空气中的质量，单位为克（g）； ρ_w —— 室温下去离子水或蒸馏水的密度，单位为克每立方厘米（g/cm³）。 7.4 真气孔率 真气孔率按式（4）计算： P_t = (1 - ρ_b / ρ_t) × 100% ……（4） 式中： P_t —— 真气孔率，以%表示。 7.5 结果 计算每组试样吸水率、体积密度、真密度、真气孔率的算术平均值作为试验结果。体积密度、真密度取三位有效数字；真气孔率、吸水率取两位有效数字。 8 试验报告 试验报告应至少包含以下信息： a）按GB/T 17670规定的石材的商业名称； b）试样数量、规格尺寸、表面处理状况（根据测试需要）； c）试验方法标准编号及名称； d）试验结果（吸水率、体积密度、真密度、真气孔率）； e）试验日期； f）其他需要说明的事项。