前言

本试验箱适用于《T0364—2024粗集料冻融试验》测定纯水或氯化钠水溶液浸泡并经冻融循环作用前后粗集料的质量损失，评价粗集料抗冻融性能和耐久性。该设备可广泛应用于道路工程、建筑材料质量检测、科研院所等领域的粗集料耐久性检测。

TD364-2型全自动粗集料冻融试验箱

第一章 产品概述

1.1 产品用途

TD364-2型全自动粗集料冻融试验箱是依据中华人民共和国行业标准《T0364—2024粗集料冻融试验》设计制造的全自动化检测设备。主要用于评价粗集料在反复冻融循环作用下的抗冻融性能和耐久性，适用于评估道路工程、水利工程及建筑工程中使用的粗集料质量。

本设备可采用两种试验方法：一是纯水浸泡冻融法，适用于一般地区；二是氯化钠水溶液（1%）浸泡冻融法，适用于易受融雪剂、除冰盐影响的地区或沿海地区。通过测定冻融循环前后粗集料的质量损失百分率，可准确评价集料的抗冻耐久性能。

1.2 主要特点

本试验箱采用先进的微电脑温度控制系统，实现冻融循环全过程自动化控制，具有以下显著特点：

温度控制精确可靠：采用高精度温度传感器和智能温控算法，确保箱内温度严格按照标准要求的温度曲线变化，控温精度达到±2.5℃。设备能够精确实现20℃降至0～-1℃、再降至-17.5℃±2.5℃的降温过程，以及各温度段的保温时间控制。

自动化程度高：设备可自动完成整个冻融循环过程，包括降温、保温、升温、融化等全部环节，自动记录温度变化数据，减少人工操作带来的误差。一键启动即可完成全部10次冻融循环试验，中途无需人工干预。

箱内温度分布均匀：采用强制空气循环系统，确保箱内各位置温度分布均匀，顶部25cm处和底部25cm处温差不大于2℃，满足标准对温度均匀性的严格要求。

安全保护功能完善：设备配备多重保护功能，包括超温保护、制冷系统保护、电源保护等，确保设备安全可靠运行。异常情况下自动报警并采取保护措施。

人机界面友好：采用大屏幕液晶显示，实时显示箱内温度、循环次数、剩余时间等关键参数，操作简便直观。预设多种试验程序，也可根据需要自定义试验参数。

1.3 型号含义

TD364-2型號表示意义如下：TD为土工仪器类代号，364表示按照T0364标准设计的试验设备，2表示第二次改型设计。该型号表明本设备完全符合T0364—2024标准的各项技术要求。

第二章 技术参数

2.1 主体规格参数

本试验箱的主体规格参数直接关系到试验的准确性和可靠性，用户在选购和使用时应重点关注以下技术指标：

温度控制范围：-25℃至+20℃，能够满足标准要求的全部温度区间。降温能力：从20℃降至-17.5℃的时间为180min±60min，符合标准要求。保温温度精度：-17.5℃±2.5℃，0～-1℃区间精度满足要求。

控温方式：采用PID智能温控系统，配合变频压缩机和加热器，实现精确温度控制。温度传感器：量程-35～50℃，分度值0.5℃，满足标准对温度测量的精度要求。

有效容积：根据标准要求设计，可容纳不少于10个试样容器（具体数量根据容器尺寸而定），确保试样容器之间、试样容器与箱壁间距不小于50mm的要求。

电源要求：220V±10%，50Hz，功率根据不同工况在1.5kW至3kW之间。整机重量约150kg，外形尺寸约1200mm×800mm×1800mm（长×宽×高）。

2.2 温度性能指标

温度显示分辨率：0.1℃，确保温度变化可被精确监测。箱内温度均匀性：顶部25cm与底部25cm温差不大于2℃，满足标准要求。温度传感器布点：箱内设置多个温度传感器，自动监测并记录温度数据。

升温速率：可调节，默认设置按照标准曲线运行。降温速率：可调节，默认设置按照标准曲线运行。一个完整冻融循环时间：约24小时，符合标准要求。

2.3 控制系统参数

控制系统采用嵌入式工业控制计算机，具备强大的数据处理能力和稳定可靠的运行性能。主要控制参数如下：

控制方式：全自动闭环控制，PID调节算法。人机界面：7英寸彩色触摸屏，中文菜单显示。数据存储：可存储不少于100组试验数据，支持USB导出。打印功能：可选配微型打印机，自动打印试验报告。

通讯接口：USB、RS232，可连接上位机软件。报警功能：温度异常、电源故障、设备异常等情况自动声光报警。保护功能：过载保护、过温保护、制冷系统保护等。

第三章 结构组成

3.1 整体结构

TD364-2型全自动粗集料冻融试验箱采用整体式设计，主要由箱体、制冷系统、加热系统、空气循环系统、温度控制系统、试样架等部分组成。设备外观整洁大方，操作方便，维护简单。

箱体采用优质钢板制作，表面经喷塑处理，具有良好的防腐性能和美观度。箱体内胆采用不锈钢材质，耐腐蚀、易清洁。保温层采用高效保温材料，确保箱内温度稳定并降低能耗。

箱体正面设有操作面板，包括触摸屏显示器、电源开关、紧急停止按钮等。箱体侧面设有电源进线口、通讯接口等。箱体背面设有制冷系统连接管道、散热风扇等。

3.2 制冷系统

制冷系统是试验箱的核心组成部分，直接影响温度控制精度和设备可靠性。本设备采用国际知名品牌压缩机和制冷部件，制冷效率高、运行稳定、噪音低。

制冷系统采用双级制冷设计，第一级为预冷系统，第二级为主制冷系统。预冷系统先将空气冷却至一定温度，再由主制冷系统进一步降温至目标温度。这种设计可提高制冷效率，缩短降温时间。

制冷系统还配备有热气旁通阀，用于除霜和温度调节。当箱内温度接近目标温度时，热气旁通阀自动调节，防止温度过冲。蒸发器采用大面积翅片式设计，换热效率高。

3.3 加热系统

加热系统主要用于升温阶段和维持特定温度区间，确保温度按照标准曲线变化。加热系统采用PTC加热器，具有加热速度快、温度均匀、安全可靠的特点。

加热系统功率根据箱体容积和温度控制要求设计，可满足标准要求的升温速率。加热器安装在箱体内部适当位置，配合空气循环系统，使箱内温度分布均匀。温度控制系统根据设定温度与实际温度的差值，自动调节加热功率。

3.4 空气循环系统

空气循环系统确保箱内空气充分流动，使温度分布均匀。该系统由离心风机、风道、导流板等组成。风机采用低噪音、大风量设计，保证空气循环效果。

风道设计经过优化计算，使气流均匀分布到箱内各位置。导流板可调节风向，消除温度死角。空气循环系统与温度控制系统联动，根据温度状态自动调节风速。

3.5 温度控制系统

温度控制系统是设备的“大脑”，负责整个试验过程的控制和数据采集。系统由温度传感器、控制器、功率模块、显示模块等组成。

温度传感器采用高精度铂电阻传感器，测量精度高、稳定性好。传感器布置在箱内多个位置，实时采集温度数据并取平均值作为控制依据。控制器采用先进的PID算法，结合模糊控制技术，实现精确温度控制。

显示模块采用彩色触摸屏，图形化显示温度曲线和试验状态。用户可通过触摸屏设置试验参数、查看试验数据、导出试验报告等。系统还配备有USB接口和RS232通讯接口，方便数据管理和远程控制。

3.6 试样架

试样架用于放置试样容器，结构设计满足标准要求。试样架采用不锈钢材质，坚固耐用、防腐蚀。架体尺寸和开孔位置经过计算，确保试样容器之间、试样容器与箱壁、底部间距不小于50mm。

试样架设计为可拆卸式，方便清洁和维护。架体底部设有滚轮，便于移动。架子上设有定位装置，防止试样容器在试验过程中移动或倾倒。

第四章 安装与调试

4.1 安装环境要求

设备安装环境对试验结果和设备寿命有重要影响，应满足以下要求：

空间要求：设备周围应留有足够的空间，便于操作和维护。设备背面距墙不小于100cm，侧面距墙不小于50cm，顶部距天花板不小于100cm。确保通风良好，便于散热。

环境温度：设备应在15℃至30℃的环境温度下运行，环境温度波动不大于±5℃。避免阳光直射设备，不要将设备放置在空调出风口或暖气附近。

电源要求：使用独立的电源插座，电源电压220V±10%，频率50Hz。插座应接地良好，防止漏电。避免与大功率电器共用同一电源线路。

地面要求：设备应安装在平整、坚固的地面上，建议使用水平仪调整设备水平，倾斜度不超过1%。地面承重能力应满足设备重量要求。

4.2 开箱检查

设备送达后，应进行开箱检查，确认设备完好无损：

外观检查：检查设备外观是否有划痕、变形、锈蚀等损伤。检查各部件是否齐全，包括主机、试样架、温度传感器、说明书、合格证等。

文件检查：随机文件应包括使用说明书、合格证、保修卡、装箱清单等。核对装箱清单，确保配件齐全。

内部检查：打开箱门，检查箱内各部件是否安装到位，有无松动或损坏。检查温度传感器安装是否正确，线路连接是否牢固。

4.3 安装步骤

设备安装应按照以下步骤进行：

第一步，定位放置：将设备搬运至安装位置，去除包装材料。调整设备水平，使用水平仪检测，确保四个支脚受力均匀。

第二步，连接电源：将电源线插入独立的接地插座。检查电源电压是否在规定范围内。打开电源开关，检查设备是否能正常启动。

第三步，检查各系统：启动设备，检查制冷系统、加热系统、空气循环系统是否正常运行。观察触摸屏显示是否正常，各参数是否在正常范围。

第四步，空载调试：不放置试样，运行一个完整的冻融循环，检查温度控制是否准确，温度曲线是否符合标准要求。记录调试数据，确认设备性能满足要求。

4.4 温度校准

为确保试验精度，设备安装后应进行温度校准：

校准方法：使用标准温度计（精度高于设备自带温度传感器）进行对比校准。将标准温度计放置在箱内中心位置，与设备温度传感器同时测量温度。对比两者读数，如有偏差则进行校正。

校准周期：建议首次使用前进行校准，之后每半年校准一次。如发现温度控制异常，应及时校准。校准应由专业人员进行，或联系厂家技术支持。

第五章 操作程序

5.1 试验前准备

在进行正式试验前，应做好以下准备工作：

样品制备：按照T0364—2024标准要求，将样品用9.5mm、13.2mm（或16mm）方孔筛充分过筛，取9.5～13.2mm（或9.5～16mm）粒级颗粒。将所取颗粒缩分至不少于2000g的试样二份。如采用4.75～9.5mm粒级，则缩分至不少于1000g的试样二份。

样品清洗：将试样浸泡在水中，借助金属丝刷将颗粒表面洗刷干净，经多次漂洗至水清澈为止。清洗过程中不得散失颗粒。清洗完成后沥干水分。

样品烘干：将清洗后的试样放入烘箱，在105℃±5℃温度下烘干至恒重。取出后冷却至室温备用。注意烘箱应符合T0302中相关要求。

溶液配制：根据试验方法准备试验用水或氯化钠水溶液。纯水法使用蒸馏水或去离子水。氯化钠水溶液法需在1980g水中加入20g氯化钠（NaCl分析纯级），拌和均匀配制1%氯化钠水溶液。

5.2 试样装填

试样装填步骤如下：

第一步，称取干燥试样质量（m₀），精确到1g。记录数据备用。

第二步，将干燥试样放入试样容器中。试样容器应为金属罐，厚度约0.6mm，内径120～140mm，内高度170～220mm，容积约2000mL。容器应配有密闭性能良好的盖子。

第三步，加入配制好的溶液（纯水或1%氯化钠水溶液），至浸没试样顶面10mm以上。

第四步，不加盖子，在20℃±5℃条件下浸泡24h±1h。

第五步，检查试样容器内液位，必要时添加溶液至浸没试样顶面10mm以上。

第六步，盖上容器盖，确保密封良好。将试样容器放入试验箱内的试样架上。注意各试样容器之间、试样容器与箱壁、底部间距不小于50mm。

5.3 试验参数设置

根据试验要求设置相应参数：

温度曲线选择：设备预设标准温度曲线，按照T0364—2024标准要求设置。温度曲线包括：20℃±5℃降至0～-1℃（150min±60min），在0～-1℃保温210min±90min；0～-1℃降至-17.5℃±2.5℃（180min±60min），在-17.5℃±2.5℃保温不少于240min。

循环次数设置：标准要求共完成10个冻融循环。在控制面板上设置循环次数为10次。

融化条件设置：冻结完成后，将试样容器取出浸泡在约20℃±3℃水中使结冰融化。当试样温度达到20℃±3℃时认为完全融化。一个冻融循环应在24小时内完成。

如需中途暂停试验，可在-17.5℃±2.5℃持续保温，但不得超过72h。

5.4 启动试验

完成上述设置后，按照以下步骤启动试验：

确认试样容器放置到位，所有连接线缆已连接牢固。确认各参数设置正确无误。点击控制面板上的“启动”按钮，设备开始运行。

设备将自动按照设定的温度曲线进行降温、保温、升温、融化过程。一个循环完成后自动进入下一个循环，无需人工干预。

试验过程中，触摸屏实时显示当前温度、循环次数、剩余时间等信息。可随时查看历史温度曲线，了解试验进程。

5.5 试验

完成10结束次冻融循环后，设备自动停机或提示试验完成。此时按照以下步骤处理：

打开试验箱门，取出试样容器。注意取出时避免烫伤或冻伤。打开试样容器盖，沥干水分。

将试样放入烘箱，在105℃±5℃温度下烘干至恒重。取出后冷却至室温。

用4.75mm试验筛（若采用4.75～9.5mm粒级，则用2.36mm筛）充分筛分。称取筛上颗粒质量（m₁），精确到1g。

按照标准公式计算质量损失百分率。取两份试样质量损失百分率的算术平均值作为试验结果，精确至1%。

第六章 数据处理与结果计算

6.1 数据记录

试验过程中应详细记录各项数据，包括：

样品信息：样品编号、名称、产地、规格、接样日期、试验日期等。试验条件：试验方法（纯水法或氯化钠水溶液法）、冻融循环次数、浸泡温度等。

温度数据：每个冻融循环的最高温度、最低温度、保温温度及持续时间等。质量数据：冻融前干燥试样质量（m₀）、冻融后筛上干燥试样质量（m₁）。

设备信息：主要仪器设备的名称、型号及编号。

6.2 结果计算

纯水法的试样质量损失按式（T0364-1）计算，精确至0.1%：

S_fm = (m₀ - m₁) / m₀ × 100

式中：S_fm——纯水法的试样质量损失（%）；m₀——冻融前的试样干燥质量（g）；m₁——冻融后的筛上试样干燥质量（g）。

氯化钠水溶液法的试样质量损失百分率按式（T0364-2）计算，精确至0.1%：

S_fNaCl = (m₀ - m₁) / m₀ × 100

式中：S_fNaCl——氯化钠水溶液法的试样质量损失百分率（%）；m₀——冻融前的试样干燥质量（g）；m₁——冻融后的筛上试样干燥质量（g）。

取相应两份试样质量损失百分率的算术平均值作为试验结果，精确至1%。

6.3 允许误差

质量损失重复性试验的允许误差为1%。即同一试验方法下，两次平行试验结果之差不应超过1%。若超过允许误差，应重新进行试验。

6.4 试验报告

试验报告应包括以下内容：

试验项目名称和执行标准。样品的编号、名称、产地和规格。接样日期、样品描述。试验日期、样品缩分方法。主要仪器设备的名称、型号及编号。冻融溶液名称、恒温温度，一个冻融循环温度曲线。质量损失百分率试验结果。需要说明的其他内容。

第七章 维护与保养

7.1 日常维护

为确保设备正常运行和试验结果准确性，应进行日常维护：

每次试验前后，清洁箱体内壁和试样架。用软布擦拭箱体内壁，去除凝结的水珠和杂物。检查试样架是否干净，必要时进行清洗。

检查温度传感器探头是否有污物覆盖，如有应轻轻擦拭干净。检查各连接线缆是否松动或损坏。

保持设备周围环境整洁，确保通风散热良好。定期检查设备水平是否发生变化，必要时调整。

7.2 定期保养

除日常维护外，还应进行定期保养：

每月检查制冷系统管路是否有泄漏或异常。检查压缩机运行声音是否正常，有无异常噪音。检查散热风扇是否正常运转，散热片是否清洁。

每季度对设备进行全面清洁，包括箱体内壁、风道、蒸发器等。检查各紧固件是否松动，必要时进行紧固。校准温度传感器，确保测量精度。

每年由专业人员进行设备全面检修，包括电气系统、控制系统、制冷系统等。检查制冷剂压力是否正常，必要时补充或更换制冷剂。

7.3 长期停用

如需长期停用设备，应做好以下工作：

将设备内部擦拭干净，晾干后关闭箱门。切断电源，拔掉电源插头。用防尘罩覆盖设备，防止灰尘进入。

再次使用时，应先检查设备状态，确认正常后再启动运行。建议先进行空载调试，确认温度控制正常后再进行正式试验。

第八章 故障分析与排除

8.1 常见故障及原因

设备运行中可能出现的常见故障及原因分析如下：

温度显示异常：可能是温度传感器故障、线路连接不良、控制器故障等。应检查传感器是否损坏，线路是否松动，必要时更换传感器。

制冷效果差：可能是制冷剂泄漏、压缩机故障、散热不良等。应检查制冷系统压力是否正常，散热风扇是否正常运转，散热片是否清洁。

升温效果差：可能是加热器故障、继电器故障、控制参数设置不当等。应检查加热器是否正常工作，电路连接是否可靠。

噪音异常：可能是风机轴承磨损、压缩机故障、紧固件松动等。应停机检查，确定噪音来源后进行相应处理。

触摸屏无响应：可能是触摸屏故障、控制系统死机等。应尝试重启设备，如仍不能解决，应联系厂家维修。

8.2 故障排除方法

针对上述常见故障，可采取以下排除方法：

对于温度显示异常：首先检查温度传感器探头是否有污物覆盖，用软布轻轻擦拭。如仍不正常，检查传感器线路连接是否牢固。如确认传感器损坏，应更换同规格传感器。

对于制冷效果差：首先检查设备周围环境温度是否过高，通风是否良好。检查散热风扇是否正常运转，散热片是否积尘。如环境温度过高，应采取措施降低环境温度或改善通风。如制冷剂不足，应联系专业人员补充。

对于升温效果差：检查加热器是否正常工作，用万用表测量加热器电阻是否正常。如加热器损坏，应更换同规格加热器。检查继电器是否正常动作，控制参数是否合理。

对于噪音异常：立即停机检查。检查各部件安装是否牢固，风机是否有异物卡住。如风机轴承磨损，应更换风机。如压缩机故障，应联系专业维修人员处理。

对于触摸屏无响应：首先尝试长按电源键重启设备。如重启无效，检查触摸屏表面是否有水渍或异物。如确认触摸屏故障，应联系厂家维修。

8.3 维修服务

设备出现故障时，应首先按照上述方法进行排查。如无法自行解决，应联系厂家或专业维修人员进行维修。维修时应提供设备型号、序列号、故障现象等信息。

质保期内设备故障，厂家提供免费维修服务。质保期外维修，厂家收取相应费用。维修后应填写维修记录，记录故障原因、维修内容、维修人员等信息。

第九章 安全注意事项

9.1 电气安全

设备使用时应注意以下电气安全事项：

设备必须接地良好，防止漏电触电。使用前检查电源线是否完好，有无破损或老化。严禁用湿手操作设备，防止触电。

设备出现异常气味、冒烟等情况时，应立即切断电源，联系维修人员检查。不要自行拆卸电气部件，防止触电或损坏设备。

9.2 低温防护

试验过程中涉及低温操作，应注意以下安全事项：

从试验箱内取出试样容器时，应佩戴隔热手套，防止冻伤。试验箱运行过程中，箱内温度较低，不要将手伸入箱内。

试样容器在-17.5℃温度下存放较长时间后，表面温度很低，取出时应小心操作。

9.3 高温防护

样品烘干过程中涉及高温操作，应注意以下安全事项：

使用烘箱时，应佩戴隔热手套，防止烫伤。打开烘箱门时，应先稍微打开一条缝隙，让热空气逸出后再完全打开。

刚完成试验的试样容器温度可能较高，不要直接用手触摸。

9.4 其他注意事项

设备运行过程中，不要阻塞通风口。不要在设备上放置重物或液体。儿童应远离设备，不要让儿童操作设备。试验过程中如需离开，应确保设备正常运行后再离开。

第十章 质量保证与技术服务

10.1 质量保证

本公司对所生产的TD364-2型全自动粗集料冻融试验箱提供质量保证服务。产品质量保证期自设备验收合格之日起计算，保修期为一年。

在质量保证期内，因设备制造质量问题导致的故障，本公司负责免费维修或更换零部件。因用户使用不当或人为损坏导致的故障，不在免费维修范围内。

10.2 技术服务

本公司提供以下技术服务：

设备安装调试：专业人员上门安装调试，确保设备正常运行。操作培训：现场培训操作人员，使其掌握设备操作方法和注意事项。

技术咨询：提供电话或在线技术支持，解答用户在使用过程中遇到的问题。设备维修：提供专业维修服务，修复设备故障，确保设备性能。

定期回访：定期联系用户，了解设备使用情况，提供技术支持和建议。

10.3 配件供应

本公司长期供应设备配件，包括温度传感器、加热器、制冷配件、控制系统配件等。用户可通过电话或邮件订购配件，提供设备型号和配件名称即可。

附录

附录A 冻融循环温度曲线图

一个标准冻融循环的温度曲线如图所示：

降温阶段一：从20℃±5℃降至0～-1℃，时间150min±60min。保温阶段一：在0～-1℃保温，时间210min±90min。降温阶段二：从0～-1℃降至-17.5℃±2.5℃，时间180min±60min。保温阶段二：在-17.5℃±2.5℃保温，时间不少于240min。升温融化阶段：从-17.5℃±2.5℃升至20℃±3℃，在20℃±3℃水中浸泡融化。

一个完整冻融循环应在24小时内完成。

附录B 试验记录表

试验记录表格式示例：

附录C 设备维护检查表

设备维护检查表格式示例：

声明

本说明书内容如有变动，恕不另行通知。本公司保留对产品进行改进的权利，如有疑问请与本公司联系。