集料堅固性試驗儀通過模擬自然環(huán)境中鹽結晶膨脹對集料的破壞作用，評估集料抵抗劣化的能力，核心原理基于鹽溶液滲透結晶產生的膨脹應力對集料結構的損傷效應。以下是其工作原理的詳細解析：
一、核心原理：鹽結晶膨脹破壞機制
溶液滲透將集料試樣浸入硫酸鈉（Na?SO?）或硫酸鎂（MgSO?）溶液中，溶液通過集料表面孔隙和微裂紋滲透至內部，填充其孔隙結構。此過程依賴毛細作用，溶液逐漸滲入集料內部的微小空隙。
結晶膨脹浸泡后的集料經烘干處理時，水分蒸發(fā)導致溶液濃度升高，達到飽和后鹽類結晶析出。以硫酸鈉為例：
循環(huán)損傷累積通過 ** 浸泡 - 烘干循環(huán)（通常 5 次）** 模擬自然環(huán)境中干濕交替的侵蝕過程，累積損傷效應，最終通過篩分計算集料的質量損失率，判斷其堅固性。
二、儀器組成與功能
浸泡容器
烘干設備
篩分與稱量系統(tǒng)
控制系統(tǒng)
三、試驗流程與關鍵參數
試樣制備
浸泡 - 烘干循環(huán)
篩分與結果計算
\( \text{è′¨é??????¤±???} = \frac{m_0 - m_1}{m_0} \times 100\% \)
損失率越低，集料堅固性越好。
四、不同方法的適用場景
方法 | 適用集料 | 原理特點 |
硫酸鈉法 | 大多數巖石集料（如花崗巖、玄武巖） | 結晶膨脹應力主要由物理作用引起，適用于一般環(huán)境評估。 |
硫酸鎂法 | 碳酸鹽類集料（如石灰?guī)r） | 除物理膨脹外，硫酸鎂與碳酸鹽可能發(fā)生化學反應，加劇破壞，適用于嚴苛環(huán)境（如凍融循環(huán)頻繁地區(qū)）。 |
五、應用意義
通過模擬自然侵蝕過程，集料堅固性試驗儀為評估集料在實際使用中的穩(wěn)定性提供了科學、可靠的方法，是土木工程材料檢測的關鍵設備之一。
