工程材料学总结
道路工程材料是研究道路与桥梁建筑用各种材料的组成、性能和应用的一门课程。
土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称,主要包括土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料等。
道路工程材料的技术性质:
1、物理性质(是材料的基本性质)包括物理常数(密度、孔隙率、空隙率)及吸水率等
2、力学性质
3、耐久性(自然因素如温度变化、冻融循环、氧化作用、酸碱腐蚀等)
4、工艺性(流动性)
道路工程材料的技术标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准等。
第一章 石料与集料
岩石是指在各种地质作用下,按一定方式组合而成的矿物集合体,它是组成地壳及地幔的主要矿物。分为单矿岩(石灰岩)和复矿岩(花岗岩)。岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩(深成岩花岗岩、喷出岩玄武岩、火山岩火山凝灰岩)是所有岩石中最原始的岩石。
沉积岩,是地表的主要岩类。
变质作用:是指在地壳内部高温、高压和热液的综合作用下,原有岩石的结构和组织改变或部分矿物再结晶,从而生成与原岩结构性质不同的新岩石的过程。
石料的技术性质
1、物理性质:物理常数(密度、毛体积密度、孔隙率)、吸水性(吸水率、饱和吸水率、饱水系数)、膨胀性(自由膨胀率、侧向约束膨胀率、膨胀压力)、耐崩解性(崩解指数)。
2、力学性质:(单轴抗压强度、单轴压缩变形、劈裂强度、抗剪强度、点荷载强度、抗折强度)石料的抗压强度和抗磨耗性是考察路用石料性能的两个主要指标。
3、耐久性:采用抗冻性试验和坚固性试验进行评价。抗冻性试验两个直接指标:冻融系数和质量损失率;坚固性试验采用浸泡前后的质量损失率。
4、化学性质(酸碱性、黏附性)
石料的技术标准
按技术要求的不同,路用石料分为如下四个岩类:岩浆岩类、石灰岩类、砂岩及片岩类、砾岩。以上各组按其物理力学性质(主要为饱水状态下的抗压强度和磨耗率)可分为四个等级:1级(最坚强岩石)、2级(坚强岩石)、3级(中等强度岩石)、4级(较软岩石)。
集料是由不用粒径矿质颗粒组成,并在混合料中起骨架和填充作用的粒料。按粒径范围分为粗集料、细集料和矿粉。
矿粉是指由石灰岩或岩浆岩等憎水性碱类石料经磨细加工得到的,在混合料中起填充作用的,以碳酸钙为主要成分的矿物质粉末,也成填料。
砾石(自然)、碎石(机械破碎)粒径大于4.75mm 天然砂包括河砂、海砂和山砂。粒径小于4.75mm 人工砂从广义上包括机制砂、矿渣砂和煅烧砂。其中机制砂又称破碎砂,粒径小于2.36mm的人工砂。
石屑:也称筛屑通过最小筛孔(2.36mm或者4.75mm)的筛下部分。
集料的技术性质
物理性质(物理常数和加工特性)
物理常数:表观密度、毛体积密度
加工特性:堆积密度、空隙率、粗集料骨架间隙率VCA、细集料的棱角性、粗集料的针片状颗粒含量、含泥量(粒径小于0.075mm)和泥块含量(>4.75,1.18;<2.36,0.6)、表面特征(粗糙程度和孔隙特征)。
细集料的棱角性采用间隙率法和流动时间法测定。(沥青混合料的抗流动变形能力和水泥混凝土的和易性)
对于粗集料针片状颗粒含量测定方法,水泥混凝土用集料采用规准仪法,沥青混合料用集料采用卡尺法。
含泥量和泥块含量反映了集料的洁净程度,细集料以含泥量表征,粗集料以泥块含量表征。
集料的表面特征主要影响集料与结合料之间的粘结性能,从而影响到混合料的强度尤其是抗折强度。
力学性质
压碎值抵抗压碎的能力
磨光值PSV抵抗轮胎磨光作用能力的指标
冲击值AIV抵抗多次连续重复冲击荷载作用的能力
磨耗值抵抗车轮撞击及磨耗的能力。洛杉矶磨耗试验又称搁板式磨耗试验(沥青混合料和基层所用集料),道瑞磨耗试验(沥青混合料抗滑表层所用集料)
坚固性硫酸钠饱和溶液
化学性质
集料碱活性:集料碱活性反应两种:碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应。以集料试件在规定龄期内的膨胀率表征。
有机物含量
细集料的SO3含量、云母含量、轻物质含量
集料的技术要求
沥青混合料用集料技术要求、路面水泥混凝土用集料技术要求、桥涵水泥混凝土用集料技术要求。
矿粉的技术指标(密度、亲水系数、塑性指数、加热稳定性)
塑性指数是评价矿粉中黏性土成分含量的指标;加热安定性是矿粉在热拌过程中受热而不产生变质的性能,评价矿粉(除石灰石粉、磨细生石灰粉、水泥外)易受热变质成分的含量。
矿质混合料组成设计的目的就是根据目标级配范围要求,确定各种集料在矿质混合料中的合理比例。
将两种或两种以上的集料掺配使用,即掺配成矿质混合料,简称矿料。
集料中各组成颗粒的分级和搭配称为级配。级配通过筛分试验确定。分计筛余百分率、累计筛余百分率、通过百分率、粗度(细度模数)细度模数越大,表示细集料越粗。
级配曲线:连续级配(平顺圆滑)和间断级配(剔除一个或几个分级,不连续)。
级配理论:最大密度曲线理论(连续级配)和粒子干涉理论(连续级配+间断级配)
第二章 无机结合料
石灰
欠火往往是由于石灰岩原料尺寸过大、料快粒径搭配不当、装料过多或是煅烧温度不够、时间不足等原因造成的,密度大,眼色发青。过火多是由煅烧温度过高、时间过长而引起的。
在石灰的各组成分中,产生黏结性的有效成分是活性CaO和MgO,石灰中的CaO分为两类(结合CaO和游离CaO(活性、非活性(粉碎转化)))。
水化+硬化(干燥硬化和碳酸化)
石灰的技术性质(生石灰和熟石灰)
石灰的技术标准(生石灰、生石灰粉、消石灰粉)
水泥
水泥按主要水硬性物质,分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥(凝结速度快,早强、耐热性能好而且耐硫酸盐腐蚀)、硫铝酸盐水泥(硬化后体积膨胀)、铁铝酸盐水泥。
按性能和用途不同,分为通用水泥、专用水泥和特种水泥三大类。
通用水泥:大量用于一般土木工程的水泥,按其所掺混合材的种类及数量不同,分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(普通水泥)、矿渣硅酸盐水泥(矿渣水泥)、火山灰质硅酸盐水泥(火山灰水泥)、粉煤灰硅酸盐水泥(粉煤灰水泥)和复合硅酸盐水泥(复合水泥)等。
专用水泥:适应于专门用途的水泥,如道路水泥、大坝水泥、砌筑水泥等
特种水泥:某种性能比较突出的水泥,如快硬性水泥、水化热水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥。
普通硅酸盐水泥主要含有CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3.硅酸盐水泥孰料是一种多矿物组成的结晶细小的人造岩石,或者说它是一种多矿物的聚集体。
C3S水化过程分为五个阶段:诱导前期、诱导期、加速期、减速期、稳定期等。
从整体来看,凝结于硬化是同一过程的不同阶段。凝结标志着水泥浆失去流动性而具有一定的塑性强度,硬化则表示水泥浆固化后所形成的结构具有一定的机械强度。水泥的凝结硬化分为四个阶段:初始反应期、诱导期、凝结期、硬化期。
硅酸盐水泥的技术性质
化学性质:氧化镁、三氧化硫、烧失量、不溶物、碱
物理性质:细度、水泥净浆标准稠度、凝结时间、体积安定性、强度
细度:水泥颗粒的粗细程度。测定方法80µm筛筛析法和比表面积测定法(勃氏法)。筛析法有干筛、水筛、负压筛法;在没有负压筛析仪和水筛的情况下,容许用手工干筛法测定。
水泥净浆标准稠度:水泥的凝结时间与体积安定性测试结果有关。采用标准法维卡仪测定。
凝结时间采用标准法维卡仪测定。
体积安定性:反映水泥浆在凝结硬化过程中体积膨胀变形的均匀程度。测定方法有雷氏夹法和试饼法,当发生争议时,以雷氏夹法为准。
强度是水泥技术要求中最基本的指标。我国水泥的强度检验采用《水泥胶砂强度检验方法ISO法》来评定水泥的强度等级。ISO法规定,以1:3的水泥和标准砂,用0.5的水灰比拌制一组塑性胶砂,制成40mm×40mm×160mm的标准试件。在标准养护条件下,达到规定龄期(3d,28d),测定其抗折和抗压强度,按《通用硅酸盐水泥》中规定的最低强度值来评定其所属等级。
水泥型号:普通型和早强型(R型)
强度等级:按规定龄期的抗压和抗折强度来划分,以MPa表示其强度等级。硅酸盐水泥分三个强度等级六种类型,42.5R,52.5R,62.5R。
水泥技术标准
废品:氧化镁、初凝时间、安定性
不合格品:细度、烧失量、终凝时间和混合材掺量超过最大限量或强度低于商品强度等级以及水泥包装标志不全
水泥石的腐蚀:淡水侵蚀(溶析性侵蚀或者溶出性侵蚀)、硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀。防治:根据腐蚀环境特点,合理选用水泥品种;提高水泥石的密实度、敷设耐腐蚀保护层(如耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青)。
道路硅酸盐水泥:以适当成分的生料烧至部分熔融,所得的以硅酸钙为主要成分和较多量的铁铝酸钙的硅酸盐熟料。道路水泥是一种强度高(特别是抗折强度)、耐磨性好、干缩性好、抗冲击好、抗冻性和抗硫酸性比较好的专用水泥。
矿物组成要求:C3A(≤5%),C4AF(≥16%)
化学组成要求:氧化镁、三氧化硫、烧失量、游离氧化钙、含碱量。
物理力学性质:细度、凝结时间、安定性、干缩性、耐磨性、强度(32.5,42.5,52.5)。
水泥混合材料(活性混合材料(粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰)、非活性混合材料(填充性混合材料)、窑灰)
掺混合材的水泥:矿渣硅酸盐水泥P·S、火山灰质硅酸盐水泥P·P、粉煤灰硅酸盐水泥P·F。
膨胀水泥:是硬化过程中不产生收缩,而具有一定膨胀性能的水泥。
彩色水泥:一般用白色硅酸盐水泥熟料、颜料和石膏共同磨细制得。
第三章 有机结合料
焦油沥青是干馏有机燃料(煤、岩、材料等)所收集的焦油经加工而得到的一种沥青材料。按干馏原料不同,焦油沥青分为煤沥青、木沥青、页岩沥青。在道路工程中,最常用的主要是石油沥青和煤沥青,其次是天然沥青。
石油沥青分子表达式:CnH2n+aObScNd 石油沥青路用技术性质
物理性质:密度、体膨胀系数、介电常数
路用性质:黏滞性、低温性能、沥青的感温性、加热稳定性、沥青的黏弹性、黏附性
黏滞性:指标黏度,为防止路面出现车辙,首要考虑参数。绝对黏度(动力黏度、运动黏度、表观黏度)相对黏度(针入度、沥青标准黏度试验、软化点)
低温性能:延性(延度)、脆性(弗拉斯脆点试验)、低温劲度和蠕变速率(弯曲梁流变试验BBR(Rending Bean Rheometer))、直接拉伸试验。
感温性:将沥青黏度随温度变化的感应性称为感温性。评价方法(针入度指数(PI)法和针入度-黏度指数(PVN)法)。
加热稳定性:老化后,针入度减小,软化点增大,延度减小。要对沥青材料进行加热质量损失和加热后残留物性质的试验。道路石油沥青:薄膜烘箱加热试验(TFOT)和旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT),这两个试验短期老化。测定其质量变化、25℃残留针入度比及10℃或15℃的残留延度;液体石油沥青:蒸馏试验,测定225℃前、315℃、360℃前蒸馏体积的变化,蒸馏后残留残留物的性质主要测定25℃的针入度、25℃的延度、5℃的延度。长期老化试验:压力老化试验PAV
沥青的黏弹性:黏弹性物体在应力保持不变的情况下,应变随时间而增加的现象,称为蠕变;在保持应变不变的条件下,应力随时间增加而减小的现象称为应力松弛。劲度模量和沥青动态剪切流变试验DSR,美国SHRP沥青结合料路用性能规范采用动态剪切流变仪DSR评价沥青的高温稳定性,复数剪切模量G*和相位角δ来表征其黏性和弹性性质。
黏附性:水煮法(>13.2mm)、水浸法(≤13.2mm)其他性质(安全性、溶解度、含水率)
安全性:闪点和燃点
溶解度:三氯乙烯
含水率;溢锅
我国道路石油沥青分为黏稠道路石油沥青(AH和A、针入度+气候分区)和液体石油沥青(AL:R、M、S)。
改姓沥青:
橡胶类改姓沥青:丁苯橡胶SBR和氯丁橡胶CR是最为常用的橡胶类改姓材料。
热塑性橡胶类改姓沥青:热塑性丁苯橡胶SBS 第四章 普通水泥混凝土
水泥混凝土是由水泥、水、粗集料(石子)、细集料(砂)按预先设计的比例进行掺配,并在必要时加入适量外加剂、掺合料或其他改姓材料,经搅拌、成型、养护后而得到的具有一定强度和耐久性的人造石材,常简称混凝土。
水泥混凝土的技术性质(和易性或工作性、力学性质、耐久性)
和易性:流动性、振实性、黏聚性、保水性。测定方法:坍落度试验(坍落度不小于10mm)、维勃稠度试验(小于10mm)影响因素:组成材料的影响(水灰比、单位用水量、砂率、水泥的品种和细度、集料的性质、外加剂)、外界因素的影响(环境因素、时间因素)
力学性质:强度和变形
强度:立方体抗压强度fcu:按照标准方法制成150mm的立方体试件,在标准养护条件(温度20℃±2℃,相对湿度95%以上)下养护至28d龄期,按标准方法测定其受压极限破坏荷载。立方体抗压强度标准值和强度等级(根据立方体抗压强度标准值确定);轴心抗压强度、抗弯拉强度(抗折强度)、劈裂抗拉强度。
变形:混凝土的变形主要有弹性变形、徐变变形、温度变形和干缩变形等四类。
耐久性:抗冻性(抗冻强度)、抗渗性(抗渗强度)、耐磨性(单位面积的磨损量)、混凝土中的碱集料反应(ARR)
碱集料反应:混凝土中水泥中的碱与某些碱活性集料在有水存在的条件下发生化学反应,可引起混凝土产生膨胀、开裂,甚至破坏,包括碱硅酸反应(ASR)、碱碳酸盐反应(ACR).采用岩相法判断集料中是否存在于碱发生反应的活性成分。若集料中含有活性二氧化硅,应采用化学法和砂浆长度法进行检验;若含有活性碳酸盐的集料,应使用岩石柱法进行检验。
混凝土配合比设计的主要内容包括:
根据经验公式和试验参数确定各组成材料的比例,得出初步配合比;
以初步配合比在试验室进行试拌,观察混凝土拌和的施工和易性是否满足要求,调整后提出基准配合比;
对混凝土进行强度复核,如有其他要求,也应作出相应的检验复核,以便确定出满足施工、强度和耐久性要求且经济合理的设计配合比;
在施工现场,依据现场砂石材料的含水率对配合比进行修正,得出施工配合比。
配合比设计指标,主要考虑混凝土拌和物的施工和易性(坍落度)、硬化混凝土的强度(配置强度)和耐久性(取决于密实程度,它又取决于最大水灰比和最小水泥用量)。
混凝土外加剂是在混凝土拌和时或拌和前掺入的,掺量一般不大于水泥质量的5%,并能按要求改变混凝土性能的材料。减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂
第五章 新型水泥混凝土
聚合物水泥混凝土(PCC)或聚合物改性水泥混凝土(PMC),是在普通水泥混凝土的拌和物种加入单体或聚合物,浇筑后经养护和聚合而成的一种水泥混凝土。
纤维增强混凝土简称纤维混凝土,指在素混凝土基体中掺入均匀分散的短纤维而组成的一种复合材料。
透水性混凝土(PC)也称多孔混凝土,它是由特殊级配的集料、水泥、外加剂和水等经特定工艺配制而成的,其内部有很大比例的贯通性孔隙。
露石混凝土路面(EACCP),是在面层水泥混凝土混合料铺筑完成后,喷洒露石剂并覆盖塑料膜养生,期间通过露石剂作用对水泥混凝土表面层进行化学处理,延缓表面一定厚度水泥砂浆的凝结,但不影响主题混凝土的正常凝结硬化,当主体混凝土达到一定强度后,刷洗其表面,进行表面除浆,露出均匀分布的粗集料,这样所形成的水泥路面叫露石混凝土路面。
彩色混凝土是以白色水泥、彩色水泥或白色水泥掺入彩色颜料,以及彩色集料和白色或浅色集料按一定比例配制而成的混凝土。
第六章 无机结合料稳定类材料
无机结合料稳定类材料可以用做路面结构的基层和底基层或者垫层。
水泥不能稳定有机质或者硫酸盐含量较高的土。用水泥稳定砂性土、粉性土、黏性土以及其他细粒土得到的混合料简称为水泥图;用水泥稳定级配碎石或为筛分的碎石简称为水泥碎石;用水泥稳定天然砂砾简称为水泥砂砾。
用石灰稳定细粒土得到的混合料简称石灰土。石灰稳定集料包括用石灰稳定天然砂砾土火级配砂砾(无土)简称石灰砂砾土。用石灰稳定天然碎石土和级配碎石(包括未筛分碎石)得到的混合料简称为石灰碎石土。
水泥强度形成原理:水泥水化、离子交换作用、化学激发作用、碳酸化作用。
水泥强度影响因素:土质、水泥的成分和剂量、含水率、施工工艺
石灰土强度形成原理:离子交换作用、结晶硬化作用、火山灰作用、碳酸化作用。
石灰土强度影响因素:土质、灰质、石灰剂量、含水率、密实度、龄期、养生条件(温度和湿度)。
石灰、粉煤灰简称二灰,石灰煤渣简称二渣,二渣中加入一定量粗集料简称三渣。用二灰稳定细粒土,简称二灰土;用二灰稳定砂砾、碎石等简称为二灰砂砾或二灰碎石。第七章 普通沥青混合料
沥青混合料是由粗集料、细集料、矿粉与沥青以及外加剂所组成的一种复合材料。矿料与沥青结合料经拌和而形成的混合料的总称,其中矿料起骨架作用,沥青与填料起胶结和填充作用。
沥青混合料的分类方法取决于矿料的级配、集料的最大粒径、压实空隙率和沥青品种。
按结合料类型分为石油沥青混合料(黏稠石油沥青混合料、乳化石油沥青混合料、液体石油沥青混合料)和煤沥青混合料;按矿料的级配类型分为连续级配沥青混合料、间断级配沥青混合料;按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配沥青混合料、半开级配沥青混合料、开级配沥青混合料;按矿料公称最大粒径分为特粗粒式混合料、粗粒式沥青混合料、中粒式沥青混合料、细粒式沥青混合料、砂粒式沥青混合料;按制造工艺分为热拌热铺沥青混合料HMA、常温沥青混合料(乳化沥青或液体沥青)、再生沥青混合料。
沥青混合料结构强度的影响因素:沥青性质对黏结力c的影响;矿料性能对内摩阻角φ的影响;矿料与沥青交互作用高能力的影响;矿料比表面积与沥青用量的影响;温度和变形速率的影响。
沥青混合料的路用性能:高温稳定性、低温抗裂性、耐久性(水稳定性、抗老化性)、抗滑性。
高温稳定性:评价方法:马歇尔稳定度试验,评价指标马歇尔稳定度MS和流值FL;车辙试验进行抗车辙能力检验,评价指标动稳定度DS。
低温抗裂性:预估开裂温度;评价其低温变形能力或应变松弛能力;评价其断裂能。相关试验:直接(间接)拉伸试验、低温蠕变实验、低温弯曲试验(其破坏应变作为评价改姓沥青混合料的低温抗裂性能指标)、约束试件的温度应力试验。
水稳定性:评价方法:沥青与集料的黏附性试验(水煮法、水浸法、光电比色法、搅动水净吸附法)、浸水试验(浸水前后的马歇尔稳定度比值、车辙深度比值、劈裂强度比值和抗压强度比值)、冻融劈裂试验(冻融劈裂强度比TSR)
沥青混合料技术性质
沥青路面使用性能气候分区(设计高温
3、设计低温
4、设计雨量4)
沥青混合料的体积特征参数由密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA等指标表征。
沥青混合料的技术标准
密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准;沥青混合料高温稳定性车辙试验的技术标准、沥青混合料水稳定性检验的技术标准;沥青混合料低温抗裂性能检验技术标准;沥青混合料渗水系数检验技术标准。
沥青混合料配合比设计包括三个阶段:目标配合比设计阶段(矿料组成设计与最佳沥青用量OAC)、生产配合比设计阶段、生产配合比验证即试验路试铺阶段。最终可以确定沥青混合料中组成材料品种、矿质集料级配和沥青用量。
第八章 其他沥青混合料
沥青稳定碎石混合料ATB,属路面柔性结构层材料,具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和抗疲劳性。不易收缩开裂和水损害。
沥青玛蹄脂碎石混合料SMA,SMA是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配的粗集料骨架间隙中,组成一体所形成的沥青混合料。它属于骨架密实结构。SMA的材料结构组成特点三多一少,即粗集料含量多、矿粉含量多、沥青含量多、细集料用量少。
开级配抗滑磨耗层OGFC,是一种多孔性排水式沥青混合料,具有优良的表面功能。它指具有连通大空隙的沥青混合料铺筑,能迅速从内部排走路表雨水,具有防滑、抗车辙及降低噪声的路面。
乳化沥青混合料是采用乳化沥青与矿料在常温状态下拌和的,经铺筑与压实成后形成的沥青混合料。
沥青稀浆封层是适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥青、外掺剂和水,按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料,将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层,其混合料简称稀浆混合料。
微表处是适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与聚合物改性乳化沥青、外掺剂和水,按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料,将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层,其混合料简称稀浆混合料。
根据乳化沥青特性和使用目的,稀浆封层混合料分为普通乳化沥青稀浆封层(普通稀浆封层ES)和改姓乳化沥青稀浆封层(改姓稀浆封层),用于精细表面处治封层的改姓稀浆封层又简称作微表处MS
目前, 与之配套的实验教学课程一般为基础性验证实验, 主要穿插在理论课程中, 并且依附于理论教学的进度[2], 例如常用合金钢的显微组织观察和分析、热处理工艺的制订、布洛维硬度检测等等。工程材料学是一门实验科学, 但当今大多数高校重理论轻实践, 导致实际教学中理论教学和实验教学通常无法有机结合, 各实验课程间缺乏关联性和整体性, 造成学生学习兴趣不浓, 更不利于培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力[3]。鉴于此, 我校特对工程材料学实验教学进行了改革, 整合原来附属于理论课程的单个实验, 开设专业综合性、设计性实验以培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。
1 实验教学存在的问题
21 世纪是培养具有创新精神和实践能力的高素质人才的关键时期, 加强高校实验教学改革刻不容缓。实验教学相对理论教学更具直观性、 实践性、 综合性和创新性, 它具有课堂理论教学所不可替代的作用, 并且能将所学理论知识充分运用于实践中。理论教学和实验教学都是培养学生具有创新精神和实践能力的不可或缺的重要方面。
当前, 实验教学改革中存在许多问题亟须解决:从实验内容方面看, 以验证性、演示性的基础实验为主, 实验内容比较陈旧;从实验教学观念看, 过分重视理论知识传授、轻视动手能力培养, 把实验教学作为理论教学的附属品, 使其机械依附于理论课程;从实验教学方法看, 实验方法比较落后, 给予学生在自主方面的机会和空间很少, 缺乏对学生动手能力的培养。
2 实验教学改革的内容
2.1 实验教学内容改革
我校将传统的依附于理论教学的单一实验课程改革为综合性、设计性的实验课程, 具体思路如图1 所示。实验课上, 教师提供给学生工程上常见的各类失效零件, 学生自由分组讨论本组的零件的失效形式, 教师引导学生设计可行性的钢种并进行热处理工艺操作, 最后检测力学性能是否合格。另外, 我们还提出了一个钢种多种用途的实验设计思想。例如:GCr15一般用作轴承套圈, 有时也用作冲模和量具。根据其不同工况条件, 学生设计不同的热处理工艺以满足其性能要求。这种综合性、设计性的实验教学遵循理论教学的基本思路, 二者相互契合, 能充分激发学生的主动性和创造性。学生能积极思考问题, 并运用所学专业知识分析问题和解决问题。
2.2 实验教学方法改革
(1) 开放实验室。传统的实验教学方法过于单一, 通常是学生课前预习并完成预习报告, 之后在规定的时间进入实验室, 教师进行简单的讲解后学生按照实验讲义一步一步完成实验, 得出实验结果。实验教学时间比较紧张, 学生很难独立思考, 并且学生自由发挥的余地很少, 因而很难提升学生分析问题和解决问题的能力, 不利于培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。我校通过优化实验教师队伍、整合实验仪器设备资源、全天候开放实验室并让学生自己设计实验, 为学生提供了良好的实验条件, 能够充分调动学生的积极性并培养学生创新意识。
(2) 网上答疑。近年来, 因高校连续扩招和部属院校归地方管理等原因, 导致教学投入不足, 许多实验仪器设备的技术性能低, 实验教学手段的陈旧、落后已经是一个极其突出的问题, 已经不能适应创新教育对人才培养的要求。创新教育要求实验教学手段要紧跟社会经济发展的步伐, 实验教学要与现代信息技术相结合。我校将实验教学资源整合, 形成了一个信息化的网上互动平台。学生在实验中遇到任何问题都可以适时与教师探讨, 学生成为实验的主体而教师只需辅助学生完成实验。
(3) 科研项目。科研项目一般是本行业相关的比较热门和亟须解决的问题。教师将科研项目分割成几个不同的小实验, 学生先了解相关研究背景, 并设计实验方案, 最后亲自动手完成实验。在整个实验过程中, 学生既了解了相关行业的前沿科学问题, 又提升了动手能力。
3 实验教学改革的实施与成效
实验教学改革的目的是提高学生的动手能力和培养学生的创新意识。通过综合性、设计性实验, 学生根据自己的兴趣选定不同的失效零件, 依据已掌握的基本理论知识, 进行钢种设计、热处理工艺和实施方案设计及每个环节的独立动手操作等来完成整个实验过程, 这样就把学生推到了实验教学的前台, 使学生真正成为实验教学的主体。通过一系列的过程, 学生能够深刻体会材料—工艺—组织—性能之间的联系, 并且能运用自己所学的知识联系操作过程来指出组织中的缺陷产生的原因并分析其对性能的影响。能把知识应用到分析和解决问题上, 这才是学习的真正目的。
通过开放实验室, 为学生个性发展提供了自由空间, 适应了不同学生的兴趣和需要。当学生对实验产生浓厚的兴趣时, 他就能够积极地思考, 大胆地探索, 变被动为主动。通过网上答疑, 学生玩手机和电脑的时间大大减少, 成绩明显比上一届学生好。教师也能感受到学生的专业知识和动手能力更加扎实。通过科研项目, 学生能够解决实际生产中的问题。学生参加各类比赛能够获得奖励, 毕业论文也能够顺利获得省级优秀论文, 从而大大提升学生的成就感。
4 结束语
综合性、设计性实验对学生提出了更高的要求, 实验内容具有较高的综合性和知识的渗透性, 实验过程与解决实际科研问题具有较高的相似性。综合性、设计性实验教学能够给学生提供一个良好的自我能力展示的机会, 而且能够鼓励和帮助学生将自己的优势最大限度地发挥出来。另外, 综合性、设计性实验不同于验证性实验和演示性实验, 学生不仅要对相关专业知识有深入了解, 而且对其他知识也必须有一定的了解, 因而能够拓宽学生知识面、提高其综合素质。总之, 综合性、设计性实验教学能充分发挥学生的主体作用, 提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力, 从而培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。
摘要:本文分析了工程材料学实验教学中存在的常见问题, 提出了一种综合性、设计性的实验教学模式, 并探讨了这种实验教学改革的实施和成效。实践表明:综合性、设计性实验教学能充分发挥学生的主体作用, 提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力, 从而培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。
关键词:工程材料学,实验教学改革,综合性、设计性实验,创新型复合人才
参考文献
[1]袁广银.基础理论与前沿研究相结合——工程材料学教学体会[J].中国现代教育装备, 2013 (19) :23-24.
[2]韦青燕.专业课程实验教学研究与探索[J].实验科学与技术, 2013 (4) :111-114.
[3]吕霞付, 王平, 罗萍.加强实验教学示范中心建设, 培养学生创新能力[J].实验技术与管理, 2013 (5) :95-98.
一、教学改革
1.1工作基礎
“九五”期间天津大学材料力学教研室积极开展材料力学教学内容和课程体系改革的研究与实践,是教育部《面向21世纪里学系列课程教学内容与课程体系改革的研究与实践》的主持单位之一;在《国家工科力学基础课程教学基地》建设中,天津大学材料力学课程建设进一步得到发展和加强,深入开展了教学内容与课程体系、教学方法与教学手段、实验室建设与实验内容、考试、考核方法等改革,以材料力学课程新体系为主要内容的《工科基础力学创新体系的建设与实践》2000年获天津市优秀教学成果一等奖,2001年获国家优秀教学成果二等奖。
学校与国家工科力学基础课程教学基地都十分重视《材料力学》的课程建设与教学改革。近年来在政策与经费上给予了优先的考虑,对《材料力学》的精品课程建设,网络课程建设,多媒体课件,教改项目立项等都给予了大力的支持。在实验室建设,实验仪器的更新,实验教学的改革方面学校都投入了大量的资金。
1.2教学内容
材料力学课程改革简介《材料力学》是工科重要的基础课,该门课程从面向新世纪对工程技术人才培养的目标与要求出发,对教学内容与课程体系进行了改革,改革主要包括以下两个方面。在教学方面,重组《材料力学》课程体系,突出了课程的任务,训练了学生用计算方法分析与解决工程问题的能力。新课程体系打破了按基本变形小循环的编排方式,按知识单元重组课程内容,将雷同内容归并成章,达到触类旁通的效果。新体系分为基础篇、扩展篇和接口篇,以适应不同类型专业对课程内容的需求。接口篇引入反映近代科技成果的新内容,该篇采用研究型的学习方法,以培养学生的自学能力。
改革后的多模块化教学内容实现了精简学时因材施教,材料力学分为四种类型,(1)48学时(工程力学),(2)64学时,(3)80学时,(4)96学时,可供不同工科的不同需求,提高了总体教学效率。
新的教学内容注重启发式教学,注重培养学生定性分析结果正确性的能力,培养学生创新能力;并且经过多年的教学实践,已经取得了显著效果。以材料力学课程新体系为主要内容的“工科基础力学创新体系的建设与实践”成果2000年获天津市优秀教学成果一等奖。
《材料力学》实验是教学改革方面的一个重要内容,主要工作包括:改革实验教学的内容与方法,更新实验教学理念,构建了三个层次的材料力学实验教学体系①对经典实验进行设备更新改造,增加了实验内容,如拉伸实验和电测主应力实验。增加设备套数,扩大规模,同时增加实验中的可思考内容,②开设了一批选做实验③开发了一批综合性研究型实验。
1.3教学方法
材力课程教师在教学活动中充分发挥教师主导作用和学生主体作用,在授课过程中,注重内容表达的启发性,在教学安排上,引导学生积极思维激励学生的主观能动作用,在教学形式上,采用多种方式积极探索提高学生创新能力培养的途径,开展学生课外教学实践活动,鼓励和引导学生研究问题和撰写论文的能力,学生自己选题、查资料,经过讨论、计算和结果分析等过程写成研究论文,培养学生主动学习研究性学习的能力。
为确保基本要求的教学质量,引导学生从记忆型、模仿型向思考型发展,我们进行了考试考核方法改革的实践,开展了有限开卷考试、论文成绩与闭卷考试成绩结合的改革工作,受到学生的好评。
开展了双语教学工作,编辑了适合课程基本要求的材料力学双语自编教材。收集建立了国外高水平教材的有关素材和参考资料库,为教师研习和消化国外高水平原版教材课程教学内容提供直接帮助。
1.4 教学手段
材料力学教学积极采用采用现代化教学技术,广泛采用多媒体教学手段进行教学,取得了很好的效果. 《材料力学示教型CAI课件》参加国家“十五”规划教材的立体化出版工作。《材料力学》建有网络课程,开发网上教学资源,发展远程教育,流媒体课件可以网上使用。已经建成适用于自己的教学系统;学生课后学习可用《材料力学》导学系统,教师备课可采用《材料力学》课程素材库、试题库等,课堂教学采用新的课程体系、CAI多媒体电子课件,对于已有的助教型教学软件,教师使用前进行二次开发,形成自己的备课风格,材力教师积极采用多媒体教学课件,并且在实践中不断的改进,使其在提高教学效率和教学质量方面发挥作用,将多媒体与黑板教学相结合,多媒体教学内容占总内容的70%以上,增加了课堂知识的容量,提高了授课质量和教学质量,受到学生的欢迎。
1.5教材及相关资料
材料力学课程注重教材建设,已出版1本面向21世纪课程材料力学教材和6本其它材力教材以及材力教学参考书,所编教材从内容到结构层次能够体现教学大纲要求,符合认识规律,循序渐进,层次清晰,例题丰富,便于学生的自学。
作为一名材料设备系统的新人,我认真的看完了各项目部的工作总结报告,现将各报告总结如下,请领导予以批评指正。
一、青岛毕家上流项目部2012设备管理所遇到的工作困难主要有以下几点:
1.项目所租赁的机械设备均由甲方指定,造成我方租赁成本昂贵,造成了不必要的浪费。本针对这一问题,我单位需尽量与甲方沟通,保证我方的最大利益。
2.施工现场机械设备管理混乱,工作人员不服从指挥,至使工作效率低下。面对这种情况,提高现场机械设备的管理水平,合理安排现场机械施工,提供机械使用率,做好工作人员技术培训将会有效的改善这一工作中问题。
3.与甲方合同方面存在的问题。与甲方进行有效的沟通,尽可能的达成合同方面一致,更好的实现规范化管理。
二、市政项目部2012材料设备管理所遇到的困难及所存在的问题如下:
1.信息化材料管理人员缺乏,实际工作经验欠缺,实际工作量较大。本加强材料人员信息化管理培训,提升工作能力,更好的实现信息化管理,以满足实际工作需要。
2.因停工所导致的进场材料、半成品保护及损耗问题严重。争取早日开工,与甲方进行协调,尽可能的向甲方提出赔偿申请,以挽回材料消耗的损失。
三、承德御龙湾项目部12现场材料设备存在问题及解决方案:
1.钢筋加工过程中浪费现象严重,重复利用率低。加强对施工方工人的监督与管理,建立严格的奖惩制度,以此来保证施工中材料的合理利用。
2.现场危险物品堆放不合理,存在安全隐患。对危险品的进出场和堆放要严格记录和管理势在必行。
3.配备设备管理人员,加强人员岗位培训、建立健全设备管理制度是本的工作重点。
四、电力基站项目部材料管理的问题及解决措施:
1.施工管理中分包队伍管理不严格,材料乱堆乱放,现场混乱,针对这一现像,加强人员管理培训是行之有效的方法。
2.采购环节应尽量落实集团公司集中采购制度,预算精细化,降低采购成本,避免浪费,增加企业效益。
3.材料管理遵守公司材料管理流程制度,以更好的实现管理科学化。
五、中信少海东湖项目部材料设备工作中遇到的问题如下:
1.材料计划不准确,材料浪费严重。做好实际调查,加大材料监管力度将会有效遏制此现象的再度发生。
2.材料采购中材料款的支付问题,材料款有供货方垫付将增加材料成本,对工程盈利非常不利。尽可能的做好市场调查,选择好的供货方,协调材料款的问题。
3.材料合同及发票问题。在材料采购过程中假发票现象依然存在,与供货商采购合同的签订存在不平等性。杜绝个人户头出现,更好的规范合同修订条款,以保障项目盈利的最大化。
4.设备管理人员工作经验欠缺,管理不到位,加强岗位培训,实行规范化管理。
六、科技大厦项目部设备、材料现场管理问题:
1.材料浪费现象严重,针对这一现象实行严格管理,加强监督,杜绝此类现象的发生。
2.设备管理不到位,存在安全隐患,规范设备管理,严格按要求操作是下一步设备改进的重点。
总 结
以上各项目部存在待解决的共性问题主要有:
(一)在岗材料设备人员的培训问题。公司需加强在岗人员的专业培训,建立健全良好的培训制度,使在岗人员拥有过硬的业务水平与工作能力,只有具备更加专业的工作水平才能为企业创造更大的价值。
(二)材料的浪费问题。各项目部均存在一定的材料浪费问题,针对这一现象,应严格遵守集团公司的材料管理制度,材料人员对项目部材料的验收、复检、交接、入库、出库及各个环节加强管理,确保材料的充分利用。
浙江汇宇营建集团建筑营造有限公司在建的浙江海陆房地产开发有限公司明珠花园工程位于富阳市江滨西大道15号,总建筑面积为31585平方米,地下一层,地上二十二层,框剪结构。在积极争创双标样板工地实行安全目标管理以来,我们项目部以部颁标准为准绳,积极开展现场安全达标创优活动。通过争创双标样板及目标管理,认真做好现场防护工作,从开工至今没有发生各种工伤、设备事故,实现了安全生产。我们项目部对各班组签订了安全生产责任书,同时我们对各班组制定了安全生产达标教条考核办法,将达标任务分解落实到各班组,工程完工后的责任书落实情况和经济考核挂钩。通过公司领导的重视,项目部的共同努力,在富阳市安全大检查受到通报表扬和嘉奖。项目部具体采取了以下措施:
我们根据上级和公司关于开展安全月活动的通知精神,并结合本项目部争创双标样板工地的要求,认真开展2003年安全月活动,专门成立了争创样板和开展安全月活动领导小组,由项目经理为组长,项目部管理人员、班组长为组员组成的小组,成员分布在各项工作岗位上,积极开展活动,在活动期间我们制订了一系列的安全生产、文明施工措施:
1、现场硬件到位,加强投入;
2、软件进一步深化,加强宣传教育;
3、严格按国家JGJ59—99《建筑施工安全检查标准》执行;
4、对施工现场重点部位加强防护,尤其是对高空坠落、触电事故、物体打击为重点,经常检查发现隐患及时整改;
5、在活动中公司、项目部十分重视,经常定期检查安全工作,并召开专项会议。由于采取了一系列安全措施,加强了现场管理,取得了优异的成绩。其次我们认真抓好安全宣传教育工作,下发了《安全须知》小册子,使职工掌握了一定的安全技术规范,提高自我防护意识,促进了安全达标活动,为安全达标创造了条件。我们在争创活动期间经常对各班组进行每周一次和不定期的安全检查,各班组每天组织安全活动,上班前的安全检查和交底,把检查、交底、教育、验收结合起来,贯穿于施工全过程,并积极做好预防预检工作。如在高空作业、配电用电方面作为重点来抓,对高温、冬季施工我们进行了季节性检查,中途进行抽查。
今后 我们将继续抓好施工现场的安全生产、文明施工工作,不断改进,不断提高,再接再厉使本工程的安全生产、文明施工工作再上一个新台阶。
工程技术研究中心总结汇报材料2007-02-06 09:53:06
一、工程中心的基本情况
工程研究开发中心主要研究内容包括高效节能油浸式电力变压器、浇注和非晶合金干式变压器、组合式变压器、智能型箱式变电站、高低压配电柜、电缆分支箱等。中心有名从事新产品研究开发、产品设计、工艺制作且专业造诣深厚的工程技术人员,占企业总人数的以上,且设施配备齐全,有布局合理的研究基地平方米和试验场所平方米。且配备了现代信息网络,运用平面和三维以及数据库变压器产品创新设计平台和管理工具。中心技术力量雄厚,具备较强的研究开发各类电力变压器产品的能力。
二、资金投入情况:
中心依托单位一贯注重科技兴厂,走科技创新发展的道路。过去中心平均每年投入多万元经费用于新产品的研究开发。××年组建市级工程中心时计划投入万元,实际完成投入万元,完成固定资产投入多万元;组建省级工程中心我们将遵循省科技厅关于省级工程研究开发中心的要求、规划和布局原则进行组建。计划第一年投入万元,第二年万元,第三年万元,合计总投入万元。
三、中心科研成果情况:
工程研究开发中心,创建于年,当时名叫研究中心,于××年定为市级工程研究开发中心,名叫工程研究开发中心。历年来,中心自行研制开发的产品有低损耗电力变压器、新高效节能电力变压器、全密封电力变压器、非晶合金铁芯干式变压器、组合式电力变压器、箱式变电站和高低压配电柜,与华南理工大学合作的有三相互不干扰全密封电力变压器,与广东工学院合作有变压器波纹
油箱自动折叠生产线微机控制系统等产品,其中型产品是率先全国同行而研制开发的(当时全国变压器行业是生产产品);型高效节能油浸式电力变压器和非晶合金铁芯干式变压器获国家级重点新产品称号,三相互不干扰电力变压器被列入国家级火炬计划,多项产品获省市科技进步奖,在知识产权方面有实用型专利项,发明专利项。与此同时,企业除注重新产品的开发以外,还竭力打造企业品牌,增强产品竞争力和企业的市场影响力,于××年获得了广东省著名商标。
四、经济效益和社会效益
实现科技产业化是我们的最终目的,以上科研成果,不同程度地给我们带来了巨大的经济效益。企业每年总销售额超亿元,新产品的销售额占企业总销售额的以上,年创税利超千万元,人平产值达万元,在变压器行业名列前茅。
社会效益充分体现在节能降耗、环境保护上,这不仅符合国家的能源环保
政策,在当前能源危机的形势下具有重大意义,同时也体现了人性化的设计理念。例如:型全密封电力变压器产品,其铁芯是选用新型高性能导磁材料,采用五级以上渐进式接缝结构,即提高了铁芯整体的机械强度,也确保了产品的低损耗、低空载电流和低噪音,产品线圈绕组选用新型导电材料冷挤压成型无氧铜,采用新型筒式结构及帘式油道新的绝缘散热结构,有效提高了产品的耐短路能力及降低材料耗用和负载损耗,产品外壳采用波纹油箱,整体结构紧凑美观且散热性能好,因此产品具有低损耗、低噪音、体积小等特点,其社会效益是显而易见的。
五、中心的发展思路
中心将一如既往地沿着科技创新、不断开拓新产品的发展道路走下去,坚持自主开发、产学研合作并存的方针,按照省级工程中心的标准和要求来规划和布局,并进行技术目标凝炼,创新能力的提高和高质量科研人员的培养,实
现科技产业化,开发出更多适应市场要求的高科技产品,做到生产一代、储备一代、研制一代,将研究中心建成一个具有可持续创新发展的在省变压器行业起引领作用的电力变压器研究开发基地,推动企业及行业的科技进步,做行业的领头羊。
目前,我们根据市场的发展需求,将要和正在研发的产品有非晶合金电力变压器、卷铁芯变压器、和智能型自保护电力变电系统等。非晶合金铁芯变压器是与日本日立公司、沈阳变压器研究所合作的项目,该产品具有显著的节能效果,与硅钢片变压器相比空载损耗下降至,空载电流下降;智能型自保护电力变电系统是与广东工业大学合作的项目,其特点是自动对设备进行保护,使设备在运行状态下实现无人值守并确保供电的安全可靠,且通过稳定的通讯网络将电力系统工作状态信息及时反馈到指挥控制中心实现集中监控和指挥。可广泛应用于传统变电站、箱式变电站、移动式变电站及独立配电变压器和高低压开关柜,并延伸到整个电力变配电系统中,实现智能化自保护运行。
总之,工程中心希望能通过引进技术和自主开发,促进企业成为技术开发主体,为企业提供成熟配套的工艺、技术、装备,提高和加快成果的产业,并不断推出具有良好市场前景的新产品;提供企业经济增长的支撑点;同时开展多种形式的国际合作与交流,为企业的发展发挥更大的作用。
两年调查数据和分析结果表明, 我国目前防水材料的应用情况与国家产业政策是相符的。2003年建设部227号《关于加强建筑防水材料生产与应用管理工作的意见》文件, 明确提出了限制发展和使用沥青复合胎柔性防水卷材和聚乙烯膜层厚度在0.5 mm以下的聚乙烯丙纶双面复合卷材;建设部218号、659号技术公告也将上述两种材料列为限制使用技术范围。调查数据显示, 沥青复合胎柔性防水卷材占总应用量的比例由2006年的7.54%降低到了2007年的4.83%, 聚乙烯丙纶双面复合卷材也从10.38%降低到7.19%, 可见这两种材料的应用呈下降趋势。另外, 限制生产的纸胎油毡和禁止在房屋建筑防水工程使用的焦油型聚氨酯防水涂料等材料应用量极少, 已基本退出市场。而国家大力推广的SBS、APP、PVC、EPDM防水卷材和聚合物水泥基、聚氨酯防水涂料得到了大量应用。其中SBS防水卷材两年来的应用比例分别为37.08%和25.85%, 一直稳居首位;聚合物水泥基涂料应用比例从2006年的4.51%上升到2007年的9.04%, 排名从第8位上升到第3位;单、双组分聚氨酯防水涂料的应用比例更是从2006年的7.66%上升到2007年的10%;APP、PVC和EPDM卷材三类材料应用比例总和在2007年也达到了7%。
2 防水材料虽然种类很多, 但在各类工程中选材相对集中
列入工程调查中的防水材料有近40种, 但据统计, 2006年、2007年应用量排名前10位的防水材料, 即SBS改性沥青卷材、自粘橡胶沥青防水卷材、聚合物水泥基涂料、聚乙烯丙纶双面复合卷材、单双组分聚氨酯涂料、沥青复合胎柔性防水卷材、丙烯酸涂料、APP改性沥青卷材和水泥基渗透结晶型防水材料等, 加起来共占调查总应用量的比例分别为90.99%和82.67%。这说明, 虽然我国防水材料种类很多, 但工程选材还是相对集中的, 基本上集中在10种左右的防水材料, 成熟的应用技术和众多的工程实践案例成为工程选材的主要依据。
3 整个市场呈卷材为主、其他多种材料并存的格局
按防水材料的大类进行统计, 2006年、2007年各大类防水材料的应用量占调查总用量的比例分别为:防水卷材占76.43%和66.93%、防水涂料占13.52%和27.49%、刚性防水材料占8.90%和5.17%、其它多种防水材料占1.15%和0.41%。两年来变化不大, 这说明我国防水材料的应用格局仍以卷材为主, 其他多种材料并存;除了一些特殊工程外, 在大型公共建筑、一般民用建筑、工业建筑、住宅等工程上, 大面积施工时选用卷材作为主材被市场所认同。
4 不同的建筑类别所选主导防水材料各不相同
两次调查均按大型公共建筑、一般民用建筑、住宅建筑、工业建筑、公共交通、水工及特殊构筑物等6大类建筑进行了防水材料的工程应用统计, 结果显示, 不同的建筑类别中由不同的防水材料占据应用的主导地位。
1) 在大型公共建筑、一般民用建筑、住宅建筑、工业建筑中, SBS改性沥青卷材2006年的应用比例分别为37.06%、30.89%、19.98%和27.07%, 到了2007年已上升到46.48%、32.62%、30.70%和31.63%, 以明显优势占据首位。由于这4大类建筑是防水材料的主要应用领域, 因此, SBS改性沥青卷材成为目前我国建筑防水材料行业无可争议的主导品种。
2) 在公共交通 (公路、隧道、铁路、桥梁、机场跑道) 工程中, 2007年氯丁胶乳改性沥青涂料、自粘橡胶沥青防水卷材、聚脲涂料及高强度聚氨酯涂料的应用量占据前3位, 应用比例分别为37.42%、26.18%和6.29%。随着公路、铁路、桥梁混凝土防水要求的提高, 一些高性能专用高分子涂料得到大量应用, 而由于自粘卷材施工的方便快捷, 在地下与隧道工程中应用量呈快速增长趋势。
3) 在水工及特殊构筑物中, 膨润土防水毯、双组分聚氨酯涂料、其他合成高分子卷材应用量占据前3位。当前, 很多人工湖、景观水池、垃圾填埋场, 倾向于选用膨润土防水毯作为防渗主材, 由于材料本身的优良性能和施工快捷, 加上已在国内众多重点工程中得到成功应用, 因此膨润土防水毯在此类特殊工程中应用较多。
5 不同的工程部位, 防水选材特点明显
1) 平屋面和斜屋面等屋面工程中以卷材应用为主。2006年, 在平屋面应用量占前5位的防水材料中, 卷材所占的比例为74.14%;在斜屋面应用量占前5位的防水材料中, 卷材所占的比例为68.06%。2007年, 在平屋面应用量占前5位的防水材料中, 卷材占73.1%;在斜屋面应用量占前5位的防水材料中, 卷材占56.7%。
2) 地下工程防水选材较为集中, SBS改性沥青卷材、自粘橡胶沥青防水卷材、水泥基渗透结晶型防水材料、聚合物水泥基涂料这几种成熟的防水材料及应用技术已成为首选, 在本工程部位中所占总比接近70%。
3) 墙体防水工程中, 聚合物水泥基涂料、丙烯酸涂料等防水涂料及防水干粉砂浆应用比例超过一半, 成为墙体防水工程的主要选材。
4) 在地铁隧道各工程部位中, 2007年各类自粘卷材的应用比例合计占44.19%, 而2006年各类自粘卷材的应用比例合计仅占5.50%。两年的统计数据还显示, 聚氯乙烯卷材、聚氨酯防水涂料和SBS改性沥青防水卷材也是地铁隧道各部位防水的主要选材。
5) 路桥防水是一个全新的领域, 防水材料与与应用技术的研究得到普遍重视, 相应的标准和规范相继出台。调查分析显示, 路桥防水工程选用材料基本上都是路桥防水相关标准和规范中列为允许选用的材料, 比如高聚物改性沥青防水卷材、聚脲涂料及高强度聚氨酯涂料等。
温室是以采光覆盖材料作为围护结构,辅以温度调节、通风换气、自动灌溉、湿度调节等环境调控设施设备,以及苗床、灌溉、施肥、照明等栽培种植设施设备,在冬季培育喜温植物或育苗的建筑。作为我国设施农业的重要组成部分,温室有效提高了单位土地产出,增加了农民收入,促进了农业产业结构调整,增强了农业综合生产能力和竞争力。
作为温室工程的重要配件之一,覆盖材料的主要作用是将作物与外界环境隔离,使作物处于一个相对封闭的、更适于生长的可控环境条件之中,通过覆盖材料使作物生长的室内环境与外界环境之间不断进行能量(光照、热能)和物质(水分、气体、肥料等)的流动和交换,二者相互影响、相互作用。伴随科技的逐渐进步,温室工程覆盖材料也从古罗马时期的半透明云母片到17世纪欧洲的普通玻璃,再到20世纪兴起的塑料薄膜、阳光板等材料,品种日益丰富多样,各个地区可以选择最适宜本地气候环境的覆盖材料。举例来说,我国和日本、韩国等亚洲国家塑料薄膜温室应用最为广泛,美国及以荷兰为代表的北欧国家则多采用玻璃温室,法国等南欧国家多采用塑料温室。业界对于覆盖材料的评价指标主要有保温性、透光性、耐久性、防滴性、力学性能及单位成本等。目前,国内温室常用的覆盖材料主要有塑料薄膜、玻璃和阳光板三大类。
塑料薄膜。特点是价格便宜,安装简单,维护成本低,使用方便,品种多样,因而广泛用于日光温室、塑料大棚及其他简易结构温室。传统的塑料薄膜缺点比较明显,包括使用寿命短、保温能力差、透光率低等。随着温室行业的不断进步和发展,各类新型、组合型薄膜层出不穷。常见的有聚乙烯膜(PE)、聚氯乙烯膜(PVC),及以三层共挤复合聚乙烯薄膜(PEP)为代表的复合功能膜,这类复合膜的内、外表层为聚乙烯(PE),中间层为酸酯乙烯树脂(EVA),在高保溫、防雾滴、抗紫外线、耐候性和高强度方面表现优异。
玻璃。最常用的是浮法平板玻璃。其优点是透光性能极佳,在波长330nm~4000nm波段范围内透光率可达90%;保温性能好、表面亲水性好、防雾滴能力强、热胀冷缩系数低、结构系数可靠。同时由于对紫外线透过率低、耐老化性能好、使用寿命长,一般在25年以上。其缺点是自重大,骨架承受荷载高,导致骨架用量大、总体造价高。另外,玻璃抗冲击性差,易碎,需视情况采用钢化玻璃,并搭配柔性镶嵌材料使用。
阳光板。又称为聚碳酸酯(PC)板,属于硬质塑料覆盖材料,有平板、波纹板和多层中空板等多个系列,是目前塑料应用中最先进的聚合物之一,常用于大型连栋温室。其优点是透光性强、自重轻、抗冲击强度高,隔热、阻燃、使用寿命长,防雾滴性好、安装方便,缺点是价格较高,需要投入的费用较大。
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