砂試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書

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1目的

1.1為了規(guī)范土建試驗(yàn)室對(duì)砂檢驗(yàn)的工作程序，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作，特制定此作業(yè)指導(dǎo)

書。

2適用范圍

本作業(yè)指導(dǎo)書適用于工業(yè)與民用建筑和構(gòu)筑中水泥砼及制品用的砂，道路工程與水

利工程可參照本法。

3編制依據(jù)

3.1GB/T14684-2001《建筑用砂》

3.2JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》

4作業(yè)項(xiàng)目概述

4.1天然砂----由自然條件作用而形成的，?粒徑在5mm以下的巖石顆粒。

4.2含泥量-----粒徑小于80μm顆粒的含量。

4.3泥塊含量-----砂中粒徑大于1.25mm，經(jīng)水洗、手捏后變成小于630μm顆粒的含量；

粗骨料中粒徑大于5mm，經(jīng)水洗、手捏后變成小于2.5mm的顆粒含量。

4.4堅(jiān)固性----在氣候、環(huán)境變化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。

4.5輕物質(zhì)----砂中相對(duì)密度小于2000kg/m3的物質(zhì)。?

4.6堿活性集料----能與水泥或混凝土中的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的集料。

4.7表觀密度-----集料顆粒單位體積（包括內(nèi)封閉孔隙）的質(zhì)量。

4.8緊密密度-----集料按規(guī)定方法顛實(shí)后單位體積的質(zhì)量。

4.9堆積密度-----集料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。

5檢測(cè)準(zhǔn)備

5.1人員

凡從事本試驗(yàn)的人員，都必須經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，且考核合格，并取得相應(yīng)的上崗

證書。

5.2設(shè)備儀器

搖篩機(jī)；放大鏡；鋼針；燒杯；玻璃棒；方孔徑5mm篩；電子天平（稱量500g，

感量0.01g）；電子天平（稱量1000g，感量1g）；烘箱；方孔套篩；孔徑80μm和1.25mm篩各一個(gè)；淺盤；容量筒（內(nèi)徑108mm，凈高109mm，?筒壁厚2mm，容積約為1L，筒底厚為5mm）；李氏瓶。氫氧化鈉溶液3％、硫酸、酒精等。

6檢測(cè)條件

試驗(yàn)室的溫度應(yīng)保持在15℃～30℃。

7檢測(cè)順序

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7.1取樣方法

7.1.1在料堆上取樣時(shí)，取樣部位應(yīng)均勻分布。取樣前先將取樣部位表面鏟除，?然后

由各部位抽取大致相等的砂共8份，組成一組樣品。

7.1.2從皮帶運(yùn)輸機(jī)上取樣時(shí)，應(yīng)在皮帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾的出料處用接料器定時(shí)抽取砂4份

組成一組樣品。

7.1.3從火車、汽車、貨船上取樣時(shí)，從不同部位和深度取大致相等的砂8份，組成一

組樣品。

7.2試驗(yàn)步驟7.2.1顆粒級(jí)配

7.2.1.1按規(guī)定取樣,并將試樣縮分至約1100g，放在烘箱中于105±5）℃下烘干至恒

重，待冷卻至室溫后，篩除大于9.50mm的顆粒（并算出其篩余百分率），分為大致相等的兩份備用。

7.2.1.2稱取試樣500g，精確至1g。將試樣倒入按孔徑大小從上到下組合的套篩（附

篩底）上，然后進(jìn)行篩分。

7.2.1.3將套篩置于搖篩機(jī)上,搖10min;取下套篩,按篩孔大小順序再逐個(gè)用手篩,篩

至每分鐘通過量小于試樣總量0.1%為止。

7.2.1.4稱出各號(hào)篩的篩余量，精確至1g,，試樣在各篩上的篩余量不得超過按式(1)

計(jì)算出的量，超過時(shí)應(yīng)按下列方法之一處理。

G=A×d1/2/200（1）

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式中：G——在一個(gè)篩上的篩余量，g；

A——篩孔面積，mm2；

D——篩孔尺寸mm。

A）將該粒級(jí)試樣分成少于按式（1）計(jì)算出的量，分別篩分，并以篩余量之和

作為該號(hào)篩的篩余量。

B）將該粒級(jí)及以下各粒級(jí)的篩余混合均勻，稱出其質(zhì)量，精確至1g。再用四

分法縮分為大致相等的兩份，取其中一份，稱出其質(zhì)量，精確至1g，繼續(xù)

篩分。計(jì)算該粒級(jí)及以下各粒級(jí)的分計(jì)篩余量時(shí)應(yīng)根據(jù)縮分比例進(jìn)行修

正。

7.2.1.5結(jié)果計(jì)算與評(píng)定

A.

B.計(jì)算分計(jì)篩余百分率：各號(hào)篩的篩余量與試樣總量之比，計(jì)算精確至0.1%。計(jì)算累計(jì)篩余百分率：該號(hào)篩的篩余百分率加上該號(hào)篩以上各篩余百分率之

和，計(jì)算精確至0.1%。篩分后，如每號(hào)篩的篩余量與篩底的剩余量之和同原

試樣質(zhì)量之差超過1%時(shí)，須重新試驗(yàn)。

C.砂的細(xì)度模數(shù)按式(2)計(jì)算,精確至0.01：

Mx=（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1/100-A1（2）

式中：Mx——細(xì)度模數(shù)；

A1、A2、A3、A4、A5、A6——分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、

300μm、150μm篩的累計(jì)篩余百分率。

D.累計(jì)篩余百分率取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至1%。細(xì)

度模數(shù)取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至0.1；如兩次試驗(yàn)的

細(xì)度模數(shù)之差超過0.20時(shí)，須重新試驗(yàn)。

7.2.2云母量測(cè)定砂中的近似百分含量

7.2.2.1按規(guī)定取樣,并將試樣縮分至約150g，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒

重，待冷卻至室溫后，篩除大于4.75mm及小于300μm的顆粒備用。

7.2.2.2稱取試樣15g，精確至0.01g。將試樣倒入搪瓷盤中攤開，在放大鏡下用鋼針

挑出全部云母，稱出云母質(zhì)量，精確至0.01g。

7.2.2.3結(jié)果計(jì)算與評(píng)定

云母含量按式下式計(jì)算，精確至0.1%：

ωm=m/m0×100%

式中：ωm——云母含量，%；

m0——烘干試樣質(zhì)量，g；

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m——云母質(zhì)量，g；

7.2.3有機(jī)物---測(cè)定天然砂中的有機(jī)物含量是否達(dá)到影響砼質(zhì)量的程度。

7.2.3.1按規(guī)定取樣,并將試樣縮分至約500g，風(fēng)干后,篩除大于4.75mm備用。

7.2.3.2向250mL容量筒中裝入風(fēng)干試樣至130mL刻度處，然后注入濃度為3%的氫

氧化鈉溶液至200mL刻度處，加塞后劇烈搖動(dòng)，靜止24h。

7.2.3.3比較試樣上部的溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的顏色，盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液與盛裝試樣的容量筒大

小應(yīng)一致。

7.2.3.4結(jié)果評(píng)定

試樣上部的溶液顏色淺于標(biāo)準(zhǔn)溶液顏色時(shí)，則表示試樣有機(jī)物含量合格，若兩種溶液的顏色接近,應(yīng)把試樣連同上部溶液一起倒入燒杯中，放在60℃～70℃的水浴中，加熱2h～3h，然后再與標(biāo)準(zhǔn)溶液比較，如淺于標(biāo)準(zhǔn)溶液，則認(rèn)為有機(jī)物含量合格；如深于標(biāo)準(zhǔn)溶液，則應(yīng)對(duì)配制成的水泥砂漿作進(jìn)一步試驗(yàn)。即將一份原試樣用3%氫氧化鈉溶液洗除有機(jī)質(zhì)，再用清水淋洗干凈，與另一份原試樣分別按相同的配合比按GB/T17671制成水泥砂漿，測(cè)定28d的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)原試樣制成的水泥砂漿強(qiáng)度不低于洗除有機(jī)物后試樣制成的水泥砂漿強(qiáng)度的95%時(shí)，則認(rèn)為有機(jī)物含量合格。

7.2.4堅(jiān)固性--適用于硫酸鈉飽和溶液滲入形成結(jié)晶時(shí)的裂張力對(duì)砂的破壞程度，來間

接判斷其堅(jiān)固性。

7.2.4.1配制溶液

配制試驗(yàn)溶液：在1000mL蒸餾水中（溫度30～50℃）加入無水硫酸鈉300～350g，邊加入邊用玻璃捧攪拌使溶液飽和，冷卻至20～25℃，保持48h，此溶液即為試驗(yàn)溶液，相對(duì)密度為1151～1174kg/m3。

7.2.4.2將縮分后的樣品用水沖洗干凈放在105±5℃下烘干到恒量。冷卻至室溫備

用。

7.2.4.3稱取公稱顆粒分別為315～630μm、630μm～1.25mm、1.25～2.50mm、2.50～

5.00mm的試樣各100g.若是特細(xì)砂，應(yīng)篩去公稱粒徑160μm以下和2.50mm

以上的顆粒，稱取公稱粒徑分別為160～315μm、315～630μm、630μm～

1.25mm、1.25～2.50mm的試樣各100g。分別裝入網(wǎng)藍(lán)并侵入盛有硫酸納溶液

的容器中，溶液體積應(yīng)不少于試樣總體積的5倍，上下升降25次，以排除試

樣中的汽泡，?然后靜置于容器中，溫度保持在20～25℃，浸泡20h，把網(wǎng)籃

從溶液中取出，放在烘箱中于105±5℃下烘4h，至此完成了第一次試驗(yàn)，待

試驗(yàn)冷卻至20～25℃后，再按上述方法進(jìn)行第二次試驗(yàn)。從第二次試驗(yàn)開始，

浸泡與烘干時(shí)間均為4h。如此循環(huán)5次。

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7.2.4.4最后一次試驗(yàn)后，在20～25℃的清水中沖凈試樣，直至沖洗后的水加入少量

鋇溶液且不出現(xiàn)白色渾濁為止，洗后試樣放烘箱中于105±5℃下烘干至恒量，冷卻至室溫。

7.2.4.5結(jié)果計(jì)算與評(píng)定

（1）試樣中各級(jí)顆粒的分計(jì)質(zhì)量質(zhì)量損失百分率δ

（mi-m，

i）

δji=──────×100%

mi

式中：δji--各級(jí)顆粒的分計(jì)質(zhì)量損失百分率，％

mi--各級(jí)試樣試驗(yàn)前質(zhì)量，g

m，

i--各級(jí)試樣篩余顆粒的烘干質(zhì)量（g）

（2）300μm～4.75mm粒級(jí)試樣的總質(zhì)量損失百分率δj按下式計(jì)算，精確1％。

（a1δj1+a2δj2+a3δj3+a4δj4）

δj=─────────────────×100%

（a1+a2+a3+a4）

式中：δj—試樣的總質(zhì)量損失率，％

a1、a2、a3、a4、—公稱粒級(jí)分別為315～630μm、630μm～1.25mm、

1.25～2.50mm、2.50～5.00mm粒級(jí)在篩除小于公稱

粒徑315μm及大于公稱粒級(jí)5.00mm顆粒后的原

試樣中所占的百分率，％

δj1、ji按下式計(jì)算，精確至0.1％。δj2、δj3、δj4—公稱粒級(jí)分別為315～630μm、630μm～1.25mm、

1.25～2.50mm、2.50～5.00mm各粒級(jí)的分計(jì)質(zhì)量損

失百分率，％

（3）特細(xì)砂按下式計(jì)算，精確1％。

（a0δj0+a1δj1+a2δj2+a3δj3）

δj=─────────────────×100%

（a0+a1+a2+a3）

式中：δj—試樣的總質(zhì)量損失率，％

a0、a1、a2、a3—公稱粒級(jí)分別為160～315μm、315～630μm、630

μm～1.25mm、1.25～2.50mm粒級(jí)在篩除小于公稱粒

徑160μm及大于公稱粒級(jí)2.50mm顆粒后的原試樣

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中所占的百分率，％

δj0、δj1、δj2、δj3—公稱粒級(jí)分別為160～315μm、315～630μm、630

μm～1.25mm、1.25～2.50mm各粒級(jí)的分計(jì)質(zhì)量損

失百分率，％

7.2.5壓碎值指標(biāo)

7.2.5.1儀器設(shè)備

鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在（105±5）℃；天平：稱量10kg或1000g，感量1g；壓力試驗(yàn)機(jī)：50～1000kN；方孔篩：孔徑為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm及300μm的篩各一只；受壓鋼模：由圓筒、底盤和加壓塊組成；

搪瓷盤、小勺、毛刷等。

7.2.5.2按規(guī)定取樣,放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，待冷卻至室溫后，篩除

大于4.75mm及小于300μm的顆粒，然后按1.篩分成300μm～600μm；600

μm～1.18mm；1.18mm～2.36mm及2.36mm～4.75mm四個(gè)粒級(jí)，每級(jí)1000g

備用。

稱取單粒級(jí)試樣330g，精確至1g。將試樣倒入已裝組成的受壓鋼模(12)

式中：Yi——第i單粒級(jí)壓碎指標(biāo)值，%；

G1——試樣的篩余量，g；

G2——通過量，g。

第i單粒級(jí)壓碎指標(biāo)值取三次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至1%。

取最大單粒級(jí)壓碎指標(biāo)值作為其壓碎指標(biāo)值。

7.2.6含水量

7.2.6.1由樣品中稱重約500g試樣兩份，分別放入已知重量的干燥容器(m1)中稱重，

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記下每盤試樣與容器的總重(m2)。

7.2.6.2將容器連同試樣放入溫度為105℃的烘箱中烘干至恒重，稱量烘干后的試樣與

容器的總重(m3)。

7.2.6.3砂的含水率ωwc按下式計(jì)算。（精確至0.1％）。

m2-m3

ωWC＝------------×100（％）

m3-m1

以兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值。

7.2.7吸水率

7.2.7.1飽和面干試樣的制備，是將樣品在潮濕狀態(tài)下用四分法縮分至1000g，拌勻后

分成兩份，分別裝入淺盤或其它合適的容器中，注入清水，使水面高出試樣表

面20mm左右（水溫控制在20℃±5℃）。用玻璃棒連續(xù)攪拌5min，以排除氣泡。

靜置24h以后，細(xì)心地倒去試樣上的水，并用吸管吸去余水。再將試樣在盤中

攤開，用手提吹風(fēng)機(jī)緩緩吹入暖風(fēng)，并不斷翻拌試樣，使砂表面的水分在各部

位均勻蒸發(fā)。然后將試樣松散地一次裝滿飽和面干試模中，搗25次（搗棒端

面距試樣表面不超過10mm，任其自由落下），搗完后，留下的空隙不用再裝滿，

從垂直方向徐徐提起試模。試樣呈JGJ52-2006標(biāo)準(zhǔn)中圖6.4.3(b)，如不符

JGJ52-2006要求，調(diào)整到要求為止。

7.2.7.2立即稱取飽和面干試樣500克，放入已知質(zhì)量（m1）燒杯中，于溫度為（105

±5）℃的烘箱中烘干至恒重。并在干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱取干樣與燒杯的

總質(zhì)量（m2）。

7.2.7.3吸水率(ωwa)應(yīng)按下式計(jì)算，精確至0.1%:

ωwa＝[500-（m2-m1）]／（m2-m1）×100％

7.2.7.4以兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值，當(dāng)兩次結(jié)果之差大于0.2%時(shí)，應(yīng)

重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。

7.2.8含泥量

7.2.8.1儀器設(shè)備：鼓風(fēng)烘箱：能使溫度控制在（105±5）℃；天平：稱量1000g，感

量0.1g；

方孔篩：孔徑為75μm、及1.18mm的篩各一只；容器：要求淘洗試樣時(shí)，

保持試樣不濺出（深度大于250mm）；搪瓷盤毛刷等。

7.2.8.2按規(guī)定取樣,并將試樣縮分至約1100g，放在烘箱中于（105±5）℃下烘干至

恒重，待冷卻至室溫后，分為大致相等的兩份備用。

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7.2.8.3稱取試樣500g，精確至0.1g。將試樣倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高

于試樣面約150mm，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，浸?h，然后用手在水中淘洗試樣，使

塵屑、淤泥和粘土與砂粒分離，把渾水緩緩倒入1.18mm及75μm的套篩上

（1.18mm篩放在75μm篩上面），濾去小于75μm的顆粒。試驗(yàn)前篩子的兩面

應(yīng)先用水潤濕，在整個(gè)過程中應(yīng)小心防止砂粒流失。

7.2.8.4再向容器中注入清水，重復(fù)上述操作，直至容器（3）

式中：εc——含泥量，%；

m0——試驗(yàn)前烘干試樣的質(zhì)量，g；

m1——試驗(yàn)后烘干試樣的質(zhì)量，g；

b)含泥量取兩個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果算術(shù)平均值作為測(cè)定值。

7.2.9砂的堆積密度和緊密密度

7.2.9.1按規(guī)定取樣,用搪瓷盤取試樣約1L，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒重，

待冷卻至室溫后，篩除大于4.75mm的顆粒，分為大至相等兩份備用。

7.2.9.2松散堆積密度：取試樣一份，用漏斗或料勺將試樣從容量筒中心上方50mm處

徐徐倒入，讓試樣以自由落體落下，當(dāng)容量筒上部試樣呈堆體，且容量筒四周

溢滿時(shí)，即停止加料。然后用直尺沿筒口中心線向兩邊刮平（試驗(yàn)過程應(yīng)防止

觸動(dòng)容量筒），稱出試樣和容量筒總質(zhì)量，精確至1g。

7.2.9.3緊密堆積密度：取試樣一份分兩次裝入容量筒，裝完第一層后，在筒底墊放一

根直徑為10mm的圓鋼，將筒按住，左右交替擊地面各25次。然后裝入第二層，

第二層裝滿后用同樣方法顛實(shí)（但筒底所墊鋼棒的方向與第一層時(shí)的方向垂

直）后，再加試樣直至超過筒口，然后用直尺沿筒口中心線向兩邊刮平，稱

出試樣和容量筒總質(zhì)量，精確至1g。

7.2.9.4砂的松散或緊密堆積密度按式（14）計(jì)算，精確至10kg/m3：

ρ1=m2-m1/V×1000(14)

式中：ρ1——松散或緊密堆積密度，kg/m3；

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m2——容量筒和試樣總質(zhì)量，kg；

m1——容量筒質(zhì)量，kg；

V——容量筒的容積，L。

7.2.9.5空隙率按式（15）計(jì)算，精確至1%：

Vl=（1-ρl/ρ）×100%（15）

Vc=（1-ρc/ρ）×100%（15）

式中：Vl——堆積密度空隙率，%；

Vc——緊密密度空隙率，%；

ρl——堆積密度，kg/m3；

ρc——緊密密度，kg/m3；

ρ——試樣的表觀密度，kg/m3。

7.2.9.6堆積密度取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至10kg/m3；空隙率取兩次試驗(yàn)

結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至1%。

7.2.9.7容量筒的校準(zhǔn)方法

將室溫為（20±2）℃的飲用水裝滿容量筒，用一玻璃板沿筒口推移，使其緊

貼水面。擦干筒外壁水分，然后稱出其質(zhì)量，精確至1g。容量筒容積按式（16）

計(jì)算，精確至1mL：

V=m′1-m′2（16）

式中：V——容量筒容積，mL；

m′1——容量筒、玻璃板和水的總質(zhì)量，g；

m′2——容量筒和玻璃板質(zhì)量，g。

7.2.10砂的表觀密度

7.2.10.1按規(guī)定取樣,并將試樣縮分至約660g，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒

重，待冷卻至室溫后，分為大至相等兩份備用。

7.2.10.2稱取試樣300g，精確至1g。將試樣倒入容量瓶，注入冷開水至接近500mL

的刻度處，用手旋轉(zhuǎn)搖動(dòng)容量瓶，使砂樣充分搖動(dòng)，排除氣泡，塞緊瓶蓋，靜

置24h。然后用滴管小心加水至容量瓶500mL刻度處，塞緊瓶塞，擦干瓶外

水分，稱出其質(zhì)量，精確至1g。

7.2.10.3倒出瓶內(nèi)水和試樣，洗凈容量瓶，再向容量瓶內(nèi)注入水（應(yīng)與7.3.7.3條水溫

相差不超過2℃范圍內(nèi)）至500mL刻度處，塞緊瓶塞，擦干瓶外水分，稱出

其質(zhì)量，精確至1g。

7.2.10.4結(jié)果計(jì)算與評(píng)定

砂試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書

砂的表觀密度按式（13）計(jì)算，精確至10kg/m3：

ρ=(m0/(v2-v1)+αt)×1000(13)

式中：ρ——表觀密度，kg/m3；

m0——烘干試樣的質(zhì)量，g；

v1——水的原有體積，mL；

v2——試樣及水的體積；Ml

αt——考慮稱量時(shí)的水溫對(duì)水相對(duì)密度影響的修正系數(shù)

7.2.10.5表觀密度取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至10kg/m3；如兩次試驗(yàn)結(jié)果之

差大于20kg/m3，須重新試驗(yàn)。

7.2.11泥塊含量

7.2.11.1按規(guī)定取樣,并將試樣縮分至約5000g，放在烘箱中于(105±5)℃下烘干至恒

重，待冷卻至室溫后，篩除小于1.18mm的顆粒，分為大致相等的兩份備用。

7.2.11.2稱取試樣200g，精確至0.1g。將試樣倒入淘洗容器中，注入清水，使水面高

于試樣面約150mm，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，浸?4h。然后用手在水中碾碎泥塊，

再把試樣放在600μm篩上，用水淘洗，直至容器（5）

式中：Qb——泥塊含量，%；

G1——1.18mm篩篩余試樣的質(zhì)量，g；

G2——試驗(yàn)后烘干試樣的質(zhì)量，g；

B.泥塊含量取兩次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值，精確至0.1%。

7.2.12輕物質(zhì)含量

7.2.12.1試劑和材料

a氯化鋅：化學(xué)純；

b重液：向1000ml的量杯中加水至600ml刻度處，再加入1500ml氯化鋅；用

玻璃棒攪拌使氯化鋅全部溶解，待冷卻至室溫后，將部分溶液倒入250ml

量筒中測(cè)其相對(duì)密度；若相對(duì)密度小于20