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化学材料与工程精选(九篇)

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化学材料与工程

第1篇:化学材料与工程范文

对于复合材料与工程专业而言,物理化学是一门非常重要的基础化学课程,与专业理论知识紧密联系,学好物理化学是学好复合材料专业知识的前提,但在实际教学中物理化学这门课程在本专业学习中存在一些问题,以下分别阐明现有问题及课改意见。

一、合理安排教学内容及课时

物理化学是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性很强的学科,涉及的公式多,应用条件严格,比较抽象,是学生学习过程中普遍感到难度较大的一门课。在本专业的培养计划中只安排了一学期的课程学习,因此选用高等教育出版社的《物理化学简明教程》作为学习教材。这本教材简明扼要地阐述了物理化学学科的主要内容及材料类学生所需的基础知识,是一本符合本专业实际教学目标的好教材。但由于本专业物理化学的课时较少,最终只能摘取部分章节学习。例如在2010级的教学方案中,只教学了化学反应热力学部分内容(热力学第一定律、热力学第二定律、化学势、多相平衡等章节)及表面现象与分散系统章节,电化学及化学反应动力学两个重要章节都未学习,这无疑会对物理化学课程学习的系统性产生不小的损害。面对这一实际情况,我们完全可以从整个专业的培养计划出发,筛选出多门课程的重叠内容,选排重叠知识在哪门课需要重点学习,在哪门课可以了解。如在物理化学这门课程中多相平衡章节就和材料科学基础课程里相关相图的章节有所重复,对于复合材料与工程专业而言,材料科学基础里的相图知识更重要,因此在物理化学教学中完全可以减少多相平衡的教学任务,简要介绍一些基本概念和原理即可,主要学习可在材料科学基础课程中完成。同时,物理化学中的表面化学章节也与学习材料表界面课程知识重复,在材料表界面课程中更系统丰富地阐述了表面化学,因此在物理化学课程也可以酌情减少教学任务。此外,像胶体化学此类比较简单的内容也可以安排学生自学,如果担心学生的自觉性,就可以一些代表性问题作为作业,让学生完成。

此外,如果有可能就应尽量合理制订培养计划,空出一些课时,把物理化学这门分为两学期学习,因为只有系统、透彻地学习才能让学生真正走进物理化学的世界。

二、改进教学方法

物理化学这门比较让学生学起来吃力的课程,应该积极采取有效的教学方法,改变这一现状。

首先要提高学生的学习兴趣,比如在学习热力学的过程中可以从历史背景及名人轶事出发引出热力学定律,又如在电化学中可以介绍锂电的研究前景、新能源汽车的发展现状等。兴趣始终是学习的最好动力,培养学生的学习兴趣是最大挑战也是最有效的教学方法。

其次采取案例法[3]、类比法[4]等总结所学知识与生活的联系及知识之间的关联对比,加深学生印象,帮助学生更好地理解所学知识。对于案例法,我们可以从工业生产的角度选取一种产品总结其中涉及的化学反应热力学、化学反应动力学等知识,这样可以使学生产生直观的学习感受,应用更好的学习方式。物理化学中有很多知识是可以用类比法学习的,如可逆电池与不可逆电池、理想气体与非理想气体等。这些类比不应由老师直接给出,而应让学生先独自完成这些类比,最后再对学生的类比结果进行查缺补漏,这样不但可以加深学生的学习印象,更可以锻炼学生的自主学习能力。

传统的“满堂灌”教学方法培养出来的学生,最明显的弱点是思维呆板,缺乏创新能力和发散思维[5]。因此,我们可以设置专门的讨论课,在相互交流中使学生的思维活跃起来,对于一些重要概念如热力学部分的焓、熵等,让学生通过独立思考提出见解,得到教师和其他同学的帮助和启发。讨论课不仅能激发学生的学习兴趣,而且能形成良好的相互探讨和交流的学习风气,有利于发散思维及创新能力的发展。

第2篇:化学材料与工程范文

【关键词】高职院校 “教学做一体化” “实验教室” 工程材料与检测

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)32-0052-02

随着我国不断加大对基础设施建设的投入,各地工程不断开工建设,国家对工程技术人员的需求越来越大。在这样的大环境下,高职院校的土木工程专业获得了前所未有的发展机遇,学校的实训基地建设也得到了大力支持。与此同时,社会对高职院校所培养的人才也有了更高的要求。从以前的会动手,到现在的还要会动脑,无疑要求高职院校在教育教学手段上做出改变。

一 高职院校工程材料与检测课程现状

高职院校是国家规定的具有专科层次办学资质的院校,其教育层次低于本科,因此,在生源水平上,学生大多没有良好的学习习惯,学习热情也不高,加之感觉不到学习压力,很容易被周围诸多诱惑吸引而迷失前进的方向,忘记在校学习的目的。考虑到生源的质量,高职院校的课程在教学理念上,不能把教学对象当作“目标明确的成年人”来对待,不能认为“他们已经是成年人了,能对自己的未来负责”,而是要像中学时一样,让他们在课堂上知道“学了这门课,我能干什么”,而且要随着学习的深入,让他们看到自己学到的东西在工作中是怎样发挥作用的。这样才能保持他们对学习的热情,从而完成教学任务。

工程材料与检测是一门基于实验的具有“理论+实践”要求的课程,所教授的是在工程建设过程中使用的水泥、砂石、钢筋、沥青等一切原材料的性质,以及原材料、工程构筑物的质量检测方法、判定依据。学生在学习过程中,要掌握多种常用材料的物理、力学性能,以及国家规范对材料性能指标的要求和这些指标的实验室检测方法。因此,课程中设置了若干个材料实验项目,供学生强化理论知识,并培养动手操作能力。

在教学中,主讲教师多采用在课堂内介绍材料的组成、特性及应用的理论讲解,再到实验室完成实验操作,最终以学生提交的实验报告作为评定学生成绩的标准。但在教学实践中发现,学生理论是否掌握,实验的目的是否明确,操作步骤是否规范,实验报告并不能完全体现。

二 “教学做一体化”教学法的引入

当前高职院校教育强调以服务为宗旨,以就业为导向,以培养高技能人才为目标。学生是否掌握教师传授的知识并融会贯通,是检验教学质量的最终标准。在多年的教学实践中我发现,高职院校学生对课堂理论教学的耐性较低,当课堂内容相对生动有趣时,大部分学生都能跟随教师的思路听下去,但当讲到理论性强一些的内容时,还能保持听课耐性的学生就少了很多。无论什么教学内容,想保持全程活泼生动的难度相当大,以讲授为主的课程模式对知识的传授是有限的。而在实践课上,大部分学生因为能操作仪器,在教师的讲解下能看到自己从一窍不通到基本能操作的过程,就对能动手操作的教学内容保持较高的积极性,经过1~2周的实训,大部分学生都表示比平时课堂学习收获更大。从对比中可以看出,高职院校学生的特点是:动手操作的意愿远大于单纯的动脑学习。为了顺应学生的这一特点,“教学做一体化”的教学方法势在必行。

“教学做一体化”的核心是将讲授、学习、操作整合在一起,以学生动手操作为课堂主要学习形式,在学生操作的同时,教师从旁观察、发现并解答学生出现的问题。在工程材料课程的设计上,则是以砂石基本性质、水泥检测、混凝土、砂浆、钢筋、沥青等若干个实验项目分别作为教学单元,以熟悉掌握实验项目为目的进行项目教学。相比传统的教学方法,课程的表现形式主要有以下两点差别:

1.一体化教学场地

由于课程的主要目的是学生掌握实验操作的步骤,不同的实验项目涉及大大小小的实验设备和仪器,普通教室无法满足数十名学生同时进行学习和操作。因此,必须把教室搬进实验室,在“实验教室”中进行教学和操作。为了同时满足教学和实验的要求,实验教室的内部布置也应针对不同的实验项目,以实验设备为核心,增加教学设备。以水泥实验教室为例,实验教室中教师所在的讲台由实验台取代,实验台上放置水泥实验所需要的量筒、天平、水泥刀、维卡仪、水泥净浆搅拌机等设备,水源、电源齐备。在实验台旁,电脑及多媒体设备也必须到位。讲台下,按班级人数设置若干个学生实验台,以每台4~6人为宜,仪器设备等与教师实验台相同。教室四周设置4~6台水泥胶砂振实台,另外放置一排铁架,放置水泥胶砂试模及油等辅助材料,并在角落堆砌一个水泥试块养护池,以满足水泥试块的养护需要。

2.一体化课堂组织

通过对不同材料实验内容的研究和分析,将各个大的实验项目分解为若干个分部实验,每次课围绕一个分部实验,先由教师进行理论讲授,再组织学生进行实验操作。

在“教学做一体化”教学的水泥技术性质检测章节,水泥需要检测五项技术指标,安排12课时,实验项目有“水泥标准稠度用水量”、“水泥凝结时间”、“水泥体积安定性”、“水泥细度”、“水泥胶砂强度”五项(其中,进行“凝结时间”及“水泥体积安定性”检测的前提条件是水泥净浆达到“标准稠度”,实验项目之间存在前后连续关系,因此安排在同一次课中进行。由于“水泥标准稠度用水量”需要多次重复试验,尝试使用不同的用水量,以期得到标准稠度的水泥浆,故需要安排4个课时以保证实验顺利完成)。

以“水泥标准稠度用水量”课堂组织为例,该课程安排4个课时,分配如下:理论讲授1个课时,演示实验步骤1个课时,学生动手2个课时。

第一,在理论讲授环节,主要利用多媒体课件的图片讲解水泥技术指标对水泥性质的影响,以及对生产实践的意义。通过对比合格与不合格的水泥对工程构筑物的不同影响,让学生对水泥各技术指标的检测的重要性有一定的直观认识,初步建立质量检测意识,重点强调安全意识(包括工程安全、设备安全以及人员的安全)。

第二,理论讲授完成后,介绍“水泥标准稠度用水量”实验需要的各种仪器设备的使用方法以及设备使用的注意事项,并进行演示。在演示过程中,逐一指出实验可能存在的危险,并强调自我保护,尽量减少发生意外的概率。根据《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)对“标准稠度用水量”实验中水泥净浆的搅拌要求,搅拌机会按已编程序低速搅拌120s,停顿15s后高速搅拌120s。根据规范要求,在停顿的15s中,实验者应迅速将粘在搅拌叶上的水泥净浆刮至搅拌锅中。但由于学生首次操作,对机器的运转不熟悉,动作也不可能迅速地完成刮水泥浆的操作,稍有不慎就可能受到突然启动的搅拌叶的伤害。因此,必须提醒学生在停转的15s内不可进行任何操作,以保证安全。搅拌好的净浆需装入圆台试模,在装填的过程中,需强调“插捣”及“振捣”。“插捣”和“振捣”对于水泥产品有着极其重要的意义,能否得到内部均匀、密实的水泥产品,主要就看“插捣”及“振捣”是否充分到位。最后讲解维卡仪的使用,主要讲解读数方法以及判定水泥净浆达到标准稠度的标准。

第三,后两个课时就交由学生自行支配,完成实验内容,教师则巡视全场,及时发现并解决学生在实验中发现的问题,纠正不规范的操作。由于该实验需要不断重复操作,通过反复搅拌水泥浆、检测稠度的过程,让学生对实验室的工作性质有初步的认识,鼓励并要求学生在多次失败后继续坚持实验,直至得出最终结论。

三 “教学做一体化”教学的教学效果

在近一个学期的“教学做一体化”课程实践中,通过对比常规教学与“一体化”教学班级的学习效果,在排除教师差异的影响后,有如下区别:

1.理论知识掌握情况对比

在两个班级的对比中,以相同知识点在讲授一个月后的整体记忆情况来判断,普通班级有34%的学生能直接回答出来,52%的学生表示只有一些印象,需要翻看课本才能作答,另外有14%的学生则毫无反应。而使用“教学做一体化”教学授课的班级对于同一知识点,近80%的学生还有很清晰的记忆,能直接回答,剩余20%的学生则能很快在书上翻找到相应知识点并作答,掌握程度明显好于普通班级。

2.实践操作情况对比

由于普通教学和“一体化”教学在实验进行之前,都会对学生进行演示及讲解,因此两个班级在初次实验的表现基本相同。但采用“一体化”教学的班级在实验原理掌握、操作规范及数据处理能力方面要好于普通班级。

四 结束语

通过对比,采用“教学做一体化”教学法的授课班级的知识掌握程度明显优于普通班,动手能力略高。对高职院校的学生来说,在掌握动手操作技能的基础上,能记住更多的理论知识,不但“能动手”,还“会思考”,使他们区别于其他专科生,接近本科的水平,这使他们在未来的职业道路上会有更广阔的发展空间。

参考文献

第3篇:化学材料与工程范文

关键词:化学大宗材料 采购 质量监督 节点管控

中图分类号:TM621.8 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)06-0320-01

一、引言

电厂化学大宗材料的采购、质量监督等管理水平的优劣关系到火力发电机组的安全、稳定、经济运行以及环境安全、职业健康,不断提升火电厂大宗化学材料采购、质量监督管控水平是电厂化学管理的重要组成部分。

二、管控要点分析

1.总体思路

以化学大宗材料入厂管理流程为基础,将材料采购、入厂质量验收、储存、发放、使用各环节作为管控节点进行分析,寻找最佳管控方法,明确职责及考核细则,形成大宗材料从采购入厂质量验收储存发放使用的一个全过程闭环管理流程,不断完善、不断改进,保证各环节管理规范、有序,最终实现化学大宗材料安全可靠、保质保量地用于发电机组,保证机组安全可靠运行,实现“目标管理、节点控制、闭环落实”。

2.节点质量管控

2.1化学大宗材料采购环节质量管控

2.1.1采购部门应制定具体的采购管理办法,明确采购流程及相关事项。

2.1.2采购人员必须熟悉采购相关法律法规、规章制度,具有一定责任心,具备招标、合同签订等业务能力,同时掌握相关化学大宗材料的基本特性、危害性、急救知识等。

2.1.3大宗化学材料采购须经使用部门提出详细计划,计划应包含名称、数量、使用期限、使用范围、用途的详细说明等内容,经主管领导审批后交采购部门采购。

2.1.4采购部门收到采购计划后,应到具有相应化学材料经营许可证的合法经营单位购买。

2.1.5采购部门按照化学大宗材料使用部门的要求订购所需材料。采购过程中,采购部门应与化学监督技术人员、材料使用部门加强联系,三方共同就采购技术协议、招标等事宜进行沟通,达成一致,技术协议内容应准确无误、符合标准,确保材料采购无差错。

2.1.6采购人员应检查所采购材料应附有出厂检验单和合格证等证明及相关技术资料。

2.1.7按需采购,避免库存积压。

2.1.8采购部门应做好完善的化学大宗材料采购台账备查。

2.2化学大宗材料入厂质量验收环节质量管控

2.2.1化学大宗材料采购到厂后,应由采购部门及时联系化学监督技术人员进行质量检验并安排相关人员按照化学检验人员的要求配合取样工作。

2.2.2进行检验验收的大宗化学材料应有出厂证明、合格证等相关资料且齐全有效。

2.2.3化学大宗材料的质量检验实行入库和出库双重检验,对于直接进入使用部门库房的材料实行入库检验。

2.2.4化学监督技术人员负责对入厂材料进行检验,化验人员应熟悉大宗化学材料的质量标准、技术规范。

2.2.5工业盐酸、工业烧碱、磷酸盐、净水剂、氯酸钠、酸洗用药品应按现行国家和行业标准或经公司认可的企业标准进行质量检验和验收,检验项目应齐全,检验方法符合技术标准,实验仪器已通过标定,数据准确。

2.2.6材料检验完毕后,化学监督技术人员应出具材料质量检验报告,检验报告应格式规范、数据清晰、结论明确,质检人员签字并对出具报告数据负责,化学监督主管监控入厂材料质检过程,对质检报告进行审核批准。

2.2.7经检验鉴定合格的化学材料方可入库,检验不合格的材料由采购部门及时退换,并查明原因,追究相关责任人责任。

2.2.8检验仪器故障时或复查非常规项目时应送有资质单位进行检验。

3.化学大宗材料储存环节质量管控

3.1新购入的大宗化学材料必须先验明材料品名、牌号、合格证书,检查包装完好、标志及有关技术资料齐全,并经化学监督技术人员出具质检合格报告后方可入库。不得入库、储存和发放牌号不明或未经检验合格的大宗化学材料。

3.2化学大宗材料必须储存在专用仓库、专用场地或者专用储存室(以下统称专用仓库)内,储存方式、方法与储存数量必须符合国家标准,并由专人管理。

3.3化学大宗材料专用仓库应当符合国家标准对安全、消防的要求,设置明显标志。专用仓库的储存设备和安全设施应当定期检测。

3.4化学大宗材料库管人员必须熟悉相关材料的有关物理化学性质,以便做好仓库温度控制与通风调节。

3.5对于对人身具有危险性的化学大宗材料(比如酸、碱等)应在醒目位置设置公告栏,公布有关职业危害防治的规章制度、操作规程、职业危害事故应急救援措施和工作场所职业危害因素检测结果。

3.6库存的备用大宗化学材料,应分类、分牌号、分质量,按照化学性质实行定置存放。必须标志清楚,挂牌建帐,且应帐卡物相符,定期盘点无误。

3.7应按照使用部门的要求储存满足生产需要的备用材料,避免库存积压或存量不够。

3.8防止大宗化学材料在储存和发放过程中发生污损变质,应注意:防止潮气进入并避免日晒雨淋,取样工具等必须洁净;大宗化学材料的存放必须严格执行消防规程和化学危险品管理制度,防止发生火灾和泄漏事故;应尽量避免阳光直射及靠近热源。

3.9发现化学大宗材料有变质或有异常现象要进行原因分析,提出改进贮存条件和保护措施,并及时通知有关部门处理。

4.化学大宗材料发放环节质量管控

4.1大宗化学材料的发放,必须依据使用部门的采购计划,登记材料的去向,一次发放量不得超过实际使用量。

4.2加强材料库存及发放管理,防止大宗化学材料错发、错用、错混和变质劣化。

4.3本着先进先出的原则,发放时要有准确登记(名称、数量、发放时间和经手人),且必须有部门领导签字。

4.4如实记录化学材料的储存量、流向和用途,做好台账,防止材料被盗、丢失、误发、误用,发生材料被盗、丢失、误发、误用后立即向安全监察部报告。

4.5化学大宗材料使用环节质量管控

4.5.1化学大宗材料使用部门在收到化学监督技术人员出具的材料质检合格报告后方可使用该材料。

4.5.2化学材料使用人员必须熟悉相关化学材料的特性,根据材料特性在车间、库房等作业场所设置相应的监测、通风、防晒、调温、防火、灭火、防爆、泄压、防毒、消毒、中和、防潮、防雷、防静电、防腐、防渗漏、防护围堤或者隔离操作等安全设施、设备,并按照国家标准和国家有关规定进行维护、保养,保证符合安全运行要求。

4.5.3使用部门若在使用过程中发现异常情况,应及时联系化学监督技术人员检验,确认合格后方可使用。

4.5.4建立和完善大宗化学材料使用记录台帐。

4.5.5合理使用化学材料,不得私自排放和使用,减少浪费,提高经济性。

4.5.6使用完的废料应收集,按照储存要求妥善保存,统一处理,不得随意排放。

4.5.7进行有危险性的工作要戴防护用具(如戴上防护手套、防护眼镜、防护衣服等),使用浓盐酸、浓氨水时应带防护用具,在通风处进行。

三、明确职责、细化考核

1.根据化学大宗材料的管理流程,梳理相关部门的管理职责及分工,制定化学大宗材料管理办法下发至相关部门,做到分工明确、责任到人。

2.针对化学大宗材料的各环节管控过程制定详细的管理考核细则,做到奖惩并举。

四、结论及建议

1.采购环节是大宗化学材料管理的源头,严格采购管理是化学材料管理的基础,应予以重视。

2.材料入厂检验环节是化学大宗材料管理工作的重中之重,必须要高度重视、严格管控。例如,2014年5月21日,某电厂在化学入厂材料检验环节中,检验出聚合铁材料比重、pH、碱化度不符合质检标准,立即退回原厂,避免了一次因化学材料不合格导致的水质污染事故。

第4篇:化学材料与工程范文

关键词:彩钢板,建筑防火,火灾危险性,EPS

中图分类号:S762.3+3 文献标识码:A

一、引言

彩钢板是当前应用较多的材料,它是在钢板的两面分别加入有机涂层而形成的。由于既具有钢材的机械强度,同时又具有良好的装饰性能以及抗腐蚀性能,因此,广泛的应用于建筑、装饰等行业。特别在建筑行业中,由于彩钢板施工简单,成本较低,已经成为很多大型建筑选择的材料类型。彩钢板具有一系列的结构优点,但是在防火性能上并不突出,因此,近年来很多彩钢板建筑火灾时有发生,给人们的生命财产安全造成了极大的威胁。2013年4月14日湖北襄阳市樊城区一景城市花园酒店的火灾及6月3日吉林宝源丰禽业公司的火灾中,都有彩钢板“助纣为虐”的身影。因此,必须了解彩钢板的火灾危险性,在此基础上提出一系列的防火对策,才能为社会稳定发展打下坚实的基础。

二、彩钢板火灾的危险性

彩钢板是一种复合型材料,在钢板和外部涂料层之间还存在夹层,夹层中的芯材主要为环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯材料(EPS),EPS是一种着火点较低并且耐火性能较差的化学材料。彩钢板建筑之所以会发生火灾,主要是由于材料本身的性质造成的。总结起来,彩钢板火灾的危险性可以概括为以下几个方面。

(一) 易燃并且火灾释放热量大

EPS是一种活性较高的复合型化学材料,其熔点以着火点等都较低。研究表明,当温度达到100℃时,EPS开始软化,呈现出一定的流动性;当环境温度达到200℃时,EPS被融化;当环境温度达到380℃时,EPS达到着火点,在明火条件下即可燃烧;而当环境温度达到495℃时,EPS会发生自燃现象。由此可以看出,彩钢板整体根本不具备必要的防火性能,在一定的外界条件下就可燃烧。除了易燃特性之外,彩钢板发生火灾时其释放的热量比一般的木材要高。根据研究表明,EPS的燃烧值为39.4MJ/kg,为一般木材燃烧值的2倍。

(二)发生火灾时会释放大量的有毒气体

由于彩钢板易燃材料EPS为复合型的化学材料,因此,其发生火灾时会产生大量的有毒气体。在彩钢板火灾发生的初期,EPS未完全分解时,其燃烧所产生的一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔等有毒气体只占整体分解物的千分之二左右。但是,随着火灾的加剧,当EPS完全燃烧时,这一数据会急剧增加,特别是其中的一氧化碳等成分会急剧增加。有研究表面,EPS在500℃下燃烧所释放的有毒气体是300℃下有毒气体的80多倍。

(三) 火灾具有较强的隐蔽性

由于彩钢板可以分为多个层,其可燃性的材料主要存在于钢板和涂料层的中间,因此,在发生火灾时,并不是与一般的建筑材料一样从外向内延伸,而是从中间开始,所以,在发生火灾时,很难立刻发现着火点。除了这一基本的火灾发生特点之外,由于EPS材料的特性,首先被软化之后,它会随着结构进行流动,使得燃火材料向其他部位延伸,并且这种流动性是没有任何规律的。因此,当彩钢板发生火灾时,很难进行规律性的阻隔,导致火灾难以控制。

(四)容易造成火灾的扩大和蔓延

由于由于彩钢板施工简单,成本较低,很多人喜欢将它用在简易搭盖上,而很多简易搭盖都是违章建筑,造成防火分区扩大和占用防火间距。加上彩钢板的易燃性、耐火等级低,一旦发生火灾,容易使火灾扩大和蔓延,造成更多的财产损失、甚至人员伤亡。

三、 彩钢板火灾的防火对策

针对彩钢板火灾的危险性特点,在实际的彩钢板建筑防火中应当有针对性的进行防治,并且要将预防性措施作为防火的重要内容。

(一) 从材料源头出发,提高材料的防火性能

当前针对彩钢板材料易燃性的特点,市场上也有阻燃、不燃的彩钢板材料。阻燃、不然彩钢板与一般的彩钢板相比,其夹层中的芯材并不是传统的EPS材料,里面会填充经过阻燃处理的泡沫、岩棉、玻璃棉等,这在一定程度上强化了材料的防火性能。因此,在建筑工程材料选择及施工时,应放弃选择可燃性的彩钢板,而使用阻燃、不燃彩钢板。另外,在材料的购进时,要对材料的燃烧点等进行测试,保证材料符合消防安全要求。另外,对彩钢板开放的接口和断开处,要进行良好的封堵,避免火灾中内部材料软化流动。

(二)加强建筑防火检查,建立主动监控和探测系统

防火检查是减少火灾发生的重要措施,特别是对于彩钢板为主的建筑结构,更应该配备专门的防火检查专员,从火灾的源头出发,减少火灾的发生。在实际中,应主要对以下几个方面的展开检查。第一,防止建筑内出现持续性的明火。对于一些彩钢板为主的工厂车间等,要杜绝持续性明火的出现,在检查过程中,要及时对这样的问题进行处理,从而减少火灾的发生;第二,主动性的降温。在高温夏季中,由于气温较高,彩钢板很容易达到熔点,在明火的作用下会很容易产生火灾。因此,在夏季要主动对彩钢板进行降温,有效的减少火灾的阿生;第三,建立主动监控和探测系统。由于彩钢板火灾的隐蔽性,在实际的火灾监控中,要采用吸气式火灾探测系统,使得火灾发生初期就能够得到控制。

(三)从安全消防角度,科学的划分防火分区

在建筑工程中,彩钢板的使用都是大面积的,例如房顶、围墙等。当发生火灾时,如果整个围墙或者房顶作为一个防火分区,不利于火灾的控制,因此,在建筑工程施工或者防火分区划分过程中,根据空间结构的特点,设立科学的防火分区。第一,在施工过程中,充分利用混凝土梁、柱等结构将彩钢板进行分隔,尽量避免大面积彩钢板的连续存在,减少防火的被动性;第二,尽量缩小防火分区的面积,特别是对于彩钢板密集的区域,要将防火分区空间和面积尽量控制在防火设施能够覆盖的范围内;第三,配备成功组的灭火器材和设备,同时,要配备良好的降温设施,使得防火能够更加符合彩钢板的材料特性。

四、 结语

与其他建筑材料性比,彩钢板的热学性能较为活跃,因此会给建筑防火带来一定的困难。本文在分析过程中,更加针对彩钢板火灾的危险性能,从材料学、消防学等角度提出了一定的防护措施,能够为实际的彩钢板建筑防火提供一定的参考。

参考文献:

第5篇:化学材料与工程范文

在技术市场中,全世界的技术都在不断的提升并且在不同的信息技术和制造技术上都有了飞速的发展,在这些技术发展过程中,对技术起到决定性因素的就是知识,只有通过信息和知识才能使技术更加的完善,通过对新技术和化工技术进行全面的分析和整合才能使机械技术不断的改进,将化工机械技术更全面的带入全新的产业和全新的领域中来,这些都需要技术人员的努力和全身心的投入才可以使各种技术更有权威性更加的适应社会的发展和要求。在近一百年的发展过程中,化工机械的的快速成长也为其带来了一定的地位,并使其在操作上达到了先进的水平。全世界的很多国家在此技术的应用上都有了新的发展和新的领域拓展。这些都是因为先进的生产技术所带来的好处。

2化工机械所使用的都是新的材料技术

在社会发展和历史转变过程中,都是在不断前进的,并且在每一项技术的改造和更新的过程中都是在不断提升的,化工业的机械技术所使用的材料都是全新的,并且它的技术与世界上的很多技术,都是在不断改进的,所以它所使用的材料技术都经过了很多工艺的发展和改变才有了现如今所使用到的材料,并且在化工机械中其材料也有着十分重要的地位。在机械材料的选用上所使用的是无机非金属材料和超低碳镍基耐蚀材料和复合材料,这些材料在国际中都有着其发展地位,并且已经取得了很多优秀的成果,因此它的发展与材料有很大的关系。无机非金属材料通常被用于放射性废料、污水处理、环境保护、粉料输送、熔融金属过滤、能源、医药、食品、化工等各个领域,此材料的使用有着十分大的用途并在每一个领域中都有了它发展的空间。超低碳镍基耐蚀材料是一种具有超高密度的材料它是与很多不同的具有高密度的原料所形成的,这种材料在工业制造过程中应用非常的广阔。复合材料是未来技术发展的一个重大趋势,这种材料在不同的技术中起到了一个十分重要的作用。这三种材料都有各自的特点,并且使用的效果各不相同,为化工机械带来了更好的工艺水平。

3化工机械面临着再制造工程

随着世界的发展和技术的更新,化工机械正在走向全新的再制造工程,并且在整个再制造工程中,为化工业和其它的产业带来了很多的便利条件。国内外都在对再制造工程进行全面的研究和讨论,并且希望将再制造工程做的更加的全面和具体,将全新的技术和材料应用到化工机械当中,并且每一个国家所重视的方面各不相同,很多国家为使再制造工程能够顺利的开发和完成已经形成了研究小组和专门的开发人员对其进行全面具体的研究和整理,使经济技术更加的全面加的实用于整个社会,让化工机械技术更好的利于社会的发展。我国化工机械技术在再制造工程方面也开展了全新的技术设计和研究,都是为了更好的加快技术方面的要求,使技术更加的成熟。

4化工机械技术更加面向高科技工程

化工机械的发展就是为了使技术更快的发展,为了使社会更快的进步,因此在化工机械的发展过程中它也要面临着高科技的挑战,要让化工机械技术尽快的适用到每一个高科技工程当中,这也是企业开发和技术发展的一个新的方向。同时也是技术发展的一个重要的过程。这需要所有技术人员的努力和沟通交流。我国的化工机械目前已经在很多高科技中所应用,但还需要更加具体的工程设计方面的知识,需要我们去开发和管理。

5结语

第6篇:化学材料与工程范文

关键词:硅溶胶 苯丙乳液 硅苯丙 古建保护 复合材料

中图分类号:K928文献标识码: A

我国文物资源极其丰富,其中包括众多的古石质建筑和土遗址等,由于经历了千百年的自然气候影响,普遍遭受到不同程度的破坏,如腐蚀、表面风化、碎裂和变形等,为了把环境对文物的破坏作用降到最低,普遍采用恰当的化学材料来对文物进行保护修复。

目前在古建筑和土遗址的保护修复领域聚合物高分子及其复合材料得到了普遍应用,因其具有良好的化学稳定性、耐热性、耐候性等,主要有:环氧树脂、丙烯酸树脂和有机硅树脂、有机硅氧烷-丙烯酸酯乳液复合材料、硅溶胶-苯丙乳液复合材料等。本文重点介绍硅溶胶-苯丙乳液复合材料(硅苯丙材料)的应用。

硅苯丙材料集合了硅溶胶和苯丙乳液两者的性能优势,同时互相弥补了彼此不足,硅溶胶所成膜具有优异的耐水性、耐腐蚀和耐候性等,其不足是脆性大、韧性差,而苯丙乳液形成的胶膜柔韧性好、抗裂性好、粘结性优异,但耐候性和耐水性差、抗张强度低等。

文章结合传统工艺的施工方法,主要从技术特点、施工条件和工序等方面介绍了硅苯丙材料在古建墙体青砖修复、土遗址抗风化保护、土体粘接加固工程实例中的应用。

1、硅苯丙材料体系

硅苯丙材料体系主要由苯丙乳液和硅溶胶共混而成,含有六偏磷酸钠(分散剂)、磷酸三丁酯(消泡剂)、聚丙烯酸钠(增稠剂)、氨水(pH调节剂)、EL-90(乳化剂)、JFC(渗透剂)、成膜助剂等添加剂,其中苯丙乳液主要以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸酯为反应单体,在引发剂和乳化剂等的作用下制备而成。

硅溶胶在酸性条件下易聚合转变为三维网状结构的溶胶和凝胶;而在碱性条件下,可形成球形SiO2胶体粒子,结构稳定,应用性能更为优良。

2、“硅苯丙”技术工艺的应用和施工

2.1、古建墙体风化青砖的修复

在古建筑的修缮过程中,风化的青砖墙面往往出现严重酥碱、脱皮凹陷和砖体粉化的现象,需要对残损墙面进行表面处理和修复,在确保不对原有墙面造成破坏的情况下,硅苯丙技术可以很好的解决这一问题。通过实践证明,已严重风化的青砖墙面,经过此技术修补后和原始青砖墙面材质接近,观感逼真,抗压强度指标符合标准MU10级要求。为了加强硅苯丙材料与青砖面之间的渗透性和粘接力,可适当提高硅苯丙复合材料中硅溶胶的含量,同时使用适量的渗透剂。

1、施工工序:

基层处理:将已风化的部位清除干净,把清除的砖粉打扫干净。

刷涂底漆:刷涂(界面胶)封闭粉化墙面,对有特殊情况的粉化砖体进行杀菌处理。

刷涂砂体界面剂:用“硅苯丙”稀释液搅合1~3中粒砂刷涂待修补粉化砖面,增大粘接面积和强度。

修补粉化砖:用“硅苯丙”调好腻子修补砖面,过深砖面可用经过界面处理的较小砖块填塞。

做旧处理:由于青砖烧制温度不一,颜色深浅有别,需视情况做旧处理。

2、施工技术要求:

1)为使化学材料胶粒之间更好的胶结固化,施工气温应在10℃以上,雨天不能施工。2)清除粉化砖体面积不小于90%,粉尘必须清理干净。3)、刷涂“硅苯丙”界面剂必须饱满,刷涂吸干为合格。4)、深度大于5需砖块填塞,但砖块必须用界面剂浸泡。5)、批灰饱满后收面,砖面要拉毛。

特别要注意的是施工过程中苯丙乳液的干燥成膜,因聚合物乳液都具有最低成膜温度的性质,施工温度便成为影响硅苯丙性能发挥的关键因素之一。施工温度接近或者低于乳液的最低成膜温度时,乳液颗粒就不易聚集熔结成膜或者成膜不完整、不充分,甚至出现粉状、碎片。本文所使用的含成膜助剂的苯丙乳液的最低成膜温度在10℃以下,所以为了确保硅苯丙材料发挥优异的性能,施工温度应在10℃以上。

2.2、土遗址抗风化保护

土遗址表面抗风化加固工程中,硅苯丙复合材料中的硅溶胶应作为主成分,因为硅溶胶脱水聚集凝结成膜的过程可与土壤中的硅酸钙、碳酸钙发生硬化反应,提高了硅溶胶对黄土块的粘结力,表现出优异的耐水性、耐候性和抗风化性,同时苯丙乳液可以增强加固层与土遗址基体之间的粘结性和加固层的抗裂性能。硅苯丙技术工艺能够有效减少对文物本体的干预,确保文物本体的原始风貌得到保护和延续,经过抗风化处理加固的本体,效果真实质感丰满,外观色差接近。

1、施工工序:

基础清理:对被保护主体风化脱落的松土进行清理,对需要保留的部位,施行“分层加固法”予以保留。

裂缝修补:对小于1的裂缝封堵,防止雨水进一步渗透。

灌浆填充:对大于1以上的裂缝灌浆填充。

塌落山体修复:对山体塌落部位原位回填“次胶土”,并适情打化学桩,内置螺纹钢、铺垫网格、喷涂胶泥层、硬化后回填“次胶土”,恢复山体原貌。

遗址表面抗风化处理:“硅苯丙”原液经现场调试后,喷涂遗址表面。

2、施工技术要求:

为了使复合胶分子更深层渗入土质本体结构内部,要求施工气温10℃以上,有利于渗入土层内部的胶分子更好的粘接;施工前应首先对即将脱落部位加固;对灌浆部位的吸水率要充分了解,不可过大过小。

土壤中含有较多的钙离子等金属矿物离子,钙离子对苯丙乳液的稳定性影响较大,容易造成苯丙乳液破乳现象,因此在制备或者选取苯丙乳液时,采用了阴离子型和非离子型乳化剂按一定配比混合使用,这样既不影响乳化剂的整体乳化效果,也较大的提高了乳液对钙离子的稳定性。

2.3、土体粘接加固技术

通过对配方调整,硅苯丙技术可用于土遗址大面积断裂、塌陷、土窑洞裂缝、土质文物的粘接加固,所要修复的部位采用粘接灌浆处理。由于采用原土作为填料,修补后的部位抗雨水侵蚀,外观颜色一致。施工过程中对土坯与土墙的粘接进行了挂载测试,实测数据如表2所示:

表2 使用配方调整的硅苯丙复合材料的土坯与土墙粘接挂载测试结果

从表2中的测试结果可知,硅苯丙复合材料用于土坯与土墙等的土质材料的粘接加固中表现出了优异的加固粘接性能。

2.4黄土抗渗水保护

硅苯丙材料中的高苯丙乳液可以很好的发挥抗渗水的作用,同时硅溶胶固化后的胶膜组分可为苯丙乳液抗渗水层起到强化支撑作用,通过调整配方,经过处理的黄土,具有很强的抗渗透性能,能有效防止平面屋顶、窑洞、石窟等顶部雨水的渗透。对于地下水位较高的古建基础,能有效隔断地下水对古建基础的侵蚀。

用硅苯丙材料处理过的黄土块,其耐水、耐热抗冻、耐腐蚀、表面强度等性能已通过国家权威部门检测,表现出了良好的性能,检测报告结果如表1所述:

表1 抗风化粘土块的测试报告(2011,质检字第XY015W号)

第7篇:化学材料与工程范文

关键词:化学灌浆材料 化学灌浆工艺 化学灌浆设备 化学灌浆发展

中图分类号:TU4725文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)09-0234-01

将一定量的化学材料进行配制使其成为溶液,然后利用灌浆泵等设备将其灌入底层或者缝隙内,在其胶凝或者固化后,达到改变被灌体物理学的性质,就是我们所说的化学灌浆。目前为止,我国在化学灌浆材料等方面的研究已经取得了显著的成绩,而且化学灌浆技术的工艺也在不断成熟。

一、化学灌浆材料发展与展望

(一)水玻璃灌浆材料

由水玻璃以及相应的胶凝剂混合而成的就是水玻璃浆材,将其注入底层之后,迅速发生反应生成硅酸盐凝胶,从而达到充填土中的孔隙和岩石裂缝,防止渗漏的目的。而且这一材料是化学灌浆中使用的比较早的一种材料,而且其主要的优势就是资源丰富、价格十分的低廉,所以目前对这一材料的使用仍然十分广泛。

(二)丙烯酸盐灌浆材料

丙烯酸盐灌浆材料目前在水利行业的应用已经越来越广泛,这种材料有效解决了目前困扰水利行业的防渗难题。但是其最大的缺点就是强度较差且其使用的交联剂甲撑双丙烯酰胺属于中等毒性化合物。而最近几年,随着科研技术和力量的不断发展,我国的科研院所针对丙烯酸盐灌浆材料主要研究的方向就是提高交联剂的强度。

(三)环氧树脂类浆材料

抗压强度高、粘结力大、收缩性小一级抗酸碱溶液腐蚀等是环氧树脂类浆液凝胶结石体所独有的特点,但是浆液粘度大、可注性差以及与潮湿裂缝粘结力差是其主要的弱点和不足。经过多年来的研究和大量的实验,目前已经研究出了低粘度、高亲水性的新型的环氧树脂浆材,而这也从根本上改进了原有的环氧树脂的缺点。

二、化学灌浆工艺发展与展望

采用怎样的灌浆方法决定了最终的灌浆工艺。虽然灌浆工艺相对较为复杂而且多变,但是灌浆参数始终都是影响灌浆效果的最主要的因素,同时由于灌浆参数确定的难度极大,因此其也是目前灌浆技术和灌浆效果所研究的主要方向。

(一)化学灌浆压力工艺

浆液在地层中扩散的动力主要来自于灌浆的压力,而灌浆压力则对灌浆加固或者防渗效果产生直接的影响。目前国内外对于灌浆压力大小在确定时有最大限度提高灌浆压力以及尽可能降低灌浆压力两种截然不同的观点。

(二)化学灌浆扩散半径距离的准确把控

灌浆工程量和工程的进度是由浆液扩散的半径或者有效的扩散范围决定的,同时企业会随着深入底层的系数、裂隙程度、灌浆压力以及诸如时间的增加而不断增大,同时也会随着浆液粘度和浓度的增加而随之减小。而浆液的扩散半径则可以通过一些成熟的理论公式结合相关的过程经验进行大概的估算,但是因为其所涉及的因素较多,因此通常情况下都是采取工程试验的方式进行最终的确定。

(三)化学灌浆凝固时间控制

由于液体本身具有凝固的特性,所以在某些时候会根据工程的实际需要,将速凝剂、早强剂、塑化剂、分散剂、缓凝剂以及膨胀剂等加到浆液中,达到调节浆液凝固时间或者其他特性的目的。而不论加入哪种制剂,在浆液凝固之前其粘度不会发生改变。

三、化学灌浆设备发展与展望

(一)化学灌浆泵设备

目前我国针对化学灌浆泵的研究十分积极活跃。就目前我国化学灌浆泵领域所使用的灌浆泵动力而言,其主要有手压泵、液压泵、压缩空气驱动化学灌浆泵以及以普通交流电机与机械减速装置相结合单向旋转驱动灌浆泵和以普通直流电机与机械减速装置相结合双向旋转驱动灌浆泵等几种方式。

(二)化学灌浆记录仪设备

长江科学院和中大华瑞开发的两种化学灌浆记录仪是目前国内使用较多的两种记录仪。长江科学院记录仪由于使用的是较为实用的电子秤,所以有效避免了人为读取数据造成的误差,同时也从根本上保证了流量计算的精度。

第8篇:化学材料与工程范文

【关键词】软土地基;处理;技术

1 软土地基的概念

软弱土层是指淤泥、淤泥质土和新近填土等高压缩性土,由软弱土层组成的地基称为软土地基。软土地基的物理性质大部分是饱和且含有机质。一般具有以下特点:含水量较高、孔隙比较大;抗剪强度低;压缩性较高;渗透性很小;有明显的结构性;有明显的流变性。

从软土层的特点来考虑,以其作为建筑物的地基是十分不利的。由于软土的强度很低,承载力特征值的经验值fak 一般为50~80kPa ,不能承受较大的建筑物荷载,否则就可能出现地基的局部破坏以至整体滑动。同时,软土的强度增长比较慢,长期处于软弱状态,影响地基加固的效果。并且软土具有较高的灵敏度,若在地基施工中产生振动、挤压和搅拌等作用,就可能引起软土结构的破坏,降低软土的强度。因此,在软土地基上建造建筑物,就必须对软土地基进行处理。地基处理的目的主要是改善软土的物理力学性质,提高地基土的抗剪强度;降低软弱土的压缩性,减少基础的沉降和不均匀沉降;另外,还可以改善土的透水性;改善土的动力特性,防止液化作用。

2 软土地基可能出现的问题

(1)强度和稳定性问题。当地基的抗剪强度不足以支承上部结构的自重及外荷载时,地基就会产生局部或整体剪切破坏。

(2)压缩及不均匀沉降问题。当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时,会影响结构物的正常使用。特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时,结构可能开裂破坏。

(3)地基的渗漏量超过容许值时,会发生水量损失导致发生事故。

3 软土地基的处理方法

地基处理的目的是利用各种处理方法对地基进行加固,用以改良地基土的工程特性,即提高地基的抗剪强度;降低地基的压缩性;改善地基的透水特性和动力特性以及改善特殊土的不良特性。地基处理方法的选择,首先应根据地基土的类别和土层情况结构的条件、环境条件、施工条件和经验以及工程用料确定出被处理地基的若干种可行方案。在方案的选择中不仅从技术、经济角度而且还要从环境、社会角度进行方案分析,即多因素分析。

3.1 换填垫层法

当软弱土层厚度不很大时,可将处理范围内的软弱土层部分或全部挖除。然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。此法处理的高度一般为2~3m,如果软弱土层厚度过大,则会增大工程成本。通过换填具有较高抗剪强度的地基土,从而达到增强地基承载力的目的,满足构筑物对地基的要求。主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。代表方法有砂垫层法及换填法。

3.2 深层密实法

采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法,对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。适用于软土厚度>3m 的中厚软土的加固,分布面积广的软基加固处理,其加固深度可达到30m。通过振动、挤压使地基中土体密实、固结,并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相气相、液相与固相部分,形成复合地基,达到提高抗剪强度的目的。

主要加固方法:强夯法、土或灰土、粉煤灰加石灰桩法、砂桩法、爆破法、碎石桩法振冲置换法、石灰桩法、水泥粉煤灰碎石桩CFG 桩法、粉喷桩法、旋喷桩法。代表方法有碎石桩法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法、粉喷桩法。

3.3 排水固结法

其基本原理是软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中。随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散,土的有效应力增加,地基抗剪强度相应增加,并使沉降提前完成或提高沉降速率。它适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。

在软土地基上加压并配合内部排水,加速软土地基的排水加快软土固结的处理方法称为排水固结法。适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基。软土地基在附加荷载的作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比减小,产生固结变形。在这个过程中,随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散,土的有效应力增加,并使沉降提前完成或提高沉降速度。

主要加固方法:堆载预压法、砂井法、袋装砂井、真空预压法、电渗排水法、降低地下水位法、塑料排水板法。

3.4 化学加固法

通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料,进行软土地基处理的方法称为化学加固法。适用于处理砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可以在处理裂隙岩体及已有构筑物地基加强中。水泥或其它化学材料注入土体后,与土体发生化学反应,吸收和挤出土中部分水与空气,形成具有较高承载力的复合地基。

主要加固方法:粉喷桩、旋喷桩、注浆、水泥土搅拌法。

3.5 加筋法

它是指在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或增强建筑物整体稳定。主要有土工合成材料、加筋土、土层锚杆、土钉、树根桩法等。

3.6 其它加固方法

除上述软土路基处理方法外,比较常用的还有桩基、沉井、侧向约束法、反压护道法。桩基与沉井常用于在软土地基中建设重要构筑物(桥梁、大型涵洞等)的基础中,根据软弱土层的厚度其下承层土质情况,桩基设计可分为柱桩与摩擦桩两种。常用的桩基有钻孔桩、挖孔桩、管桩、木桩。反压护道法:当软土和沼泽较厚,路堤高度不超过极限高度的2倍时,路堤两侧填筑适当厚度和宽度的护道,在护道附加荷载的作用下,保持地基的平衡,增加抗滑力矩,防止路堤的滑动破坏。施工时,护道尽量与路堤同时填筑,且压实度要达到90%以上。它的特点是施工工艺简单、费用较低,但施工要求范围增大。

侧向约束与反压护道的加固机理均是限制软弱土体向旁挤出,以增加路堤的抗剪能力。侧向约束法适合软土层厚度较小,软土体面积较大的软土地基的加固。反压护道法适合软土体分布面狭窄而软土体厚度较大的软土地基的处理。

第9篇:化学材料与工程范文

【关键词】水利工程;坝体;化学灌浆;加固

由于现代水利工程坝体结构多采用混凝土结构或土石坝结构,其在使用一端时间后长会出现坝体裂缝,坝体裂缝的出现严重影响了坝体的安全,给坝体的使用埋下了隐患。针对这样的情况,如何对水利工程坝体裂缝进行治理成为了水利工程维护、施工企业面临的首要问题。化学灌浆施工方法的出现,为坝体维护治理带来了新的契机,促进了我国水利工程的发展,为我国可持续发展战略的实施奠定了基础。

1.混凝土坝体裂缝对水利工程的影响

现代水利工程为了保障坝体的强度与使用寿命,多采用混凝土作为坝体的主要施工材料。但是混凝土工程经过长时间自然环境的影响,会出现炭化、侵蚀等现象,其中由于混凝土施工过程技术控制原因以及混凝土自身特性等原因,混凝土坝体常会出现裂缝。坝体裂缝使坝体工程内部钢筋结构受到外界物质的侵蚀,导致坝体强度降低,当裂缝宽度达到一定程度还会影响坝体的力学结构,最终导致水利工程坝体使用年限降低。针对这样的情况,加快混凝土坝体裂缝治理、加快新技术应用成为了水利工程养护部门的首要工作。

2.水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固

化学灌浆(Chemical Grouting)是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成真溶液,用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内,使其渗透、扩散、胶凝或固化,以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础,防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。

2.1水利工程混凝土坝体的化学灌浆加固处理技术概述

混凝土坝体裂缝修复的化学灌浆加固处理法适用于深层裂缝和贯穿裂缝的修补与加固。对于灌浆死缝可选用水泥浆材、环氧浆材、高强水溶性聚氨酯浆材等;活缝可选用弹性聚氨酯浆材等。其施工首先要根据原有设计要求对裂缝进行勘察和分析,确定灌浆孔。然后钻孔、洗孔、埋设灌浆管。沿裂缝凿宽、深5~6cm的V形槽,并清洗干净,在槽内涂刷基波,用砂浆嵌填封堵;进行灌浆前要进行压水检查。灌浆结束封孔时的吸浆量应小于0.02l/5min。在进行灌装时要根据裂缝类型的不同使用不同的灌浆方法,垂直裂缝和倾斜裂缝灌浆应从深到浅、自下而上进行;接近水平状裂缝灌浆可从低端或吸浆量大的孔开始。

2.2化学灌浆材料与使用注意事项

目前常用的化学灌浆浆液主要有环氧浆液及丙凝浆液两种。环氧浆液的主要成份是环氧树脂,丙凝浆液的主要成份是丙烯酰胺。环氧浆液的特点是能灌注0.1~0.2的裂缝,可灌性强,收缩性小,强度高,抗渗性能好;丙凝浆液的特点是可灌注细微裂缝,可灌性好,浓度为12~15的浆液与水相似,聚合时间可以控制;该浆液稳定性好,不析水,有一定膨胀性,抗挤力好,是良好的防渗材料。其具体使用需根据坝体裂缝情况选用适宜的材料进行,对于宽度较小,无渗水或有微渗水的裂缝用环氧浆液进行灌注。对于宽度较大,有渗水或渗水量较大的裂缝先用丙凝浆液进行灌注再用环氧浆液灌注。无论是环氧浆液还是丙烯浆液其关注施工必须在12℃~16℃温度环境下进行。

2.3水利工程混凝土坝体化学灌浆加固处理技术的具体施工

水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固施工,首先要对裂缝进行清洁,去除表面杂质以及混凝土钙化物质。具体实施可以采用钢刷刷洗、高压水枪冲洗等方式进行。刷洗后还要对裂缝进行干燥处理,确保灌浆工作面的干净与干燥,为后期的化学灌浆施工打下基础。

其次,为了保障化学灌浆材料与裂缝块石、沙浆结台充分结合,使灌浆过程中不开裂、不漏浆,还要对封堵裂缝表面进行凿槽。凿槽后,先清理槽内碎石屑,用高压水,压缩空气冲洗吹干,然后埋管、灌浆管采用“埋入式”,间距控制在20~50cm之间,根据裂缝宽度与长度的具体情况而定。灌浆管用紫钢管,用快硬水泥埋设。为防止漏浆,U型槽中须用专用材料进行封堵,合适的封堵材料和严密的操作工序是封堵质量好差的关键,要根据坝体设计结构以及坝体受力情况选用适合的化学灌浆材料,以保障灌浆加固的施工质量。

在灌浆结束后,要对缝面进行修整,清楚灌浆管外露部分,并采用增厚涂料涂刷缝面,通过修整是缝面平整。同时还需要在坝体裂缝的顶端两侧打孔,使用环氧灌浆材料和钢箭进行锚固,将裂缝两侧的坝体拉紧。

2.4混凝土坝体化学灌浆质量控制

混凝土坝体化学灌浆过程的控制是保障灌浆质量、保障坝体加固的关键。在施工过程中要通过材料控制、操作方法控制、工艺技术控制等方式保障混凝土坝体化学灌浆质量。首先,要通过对裂缝的勘察与分析,选用适宜的灌浆材料,并在灌浆材料配置过程中严格控制配比,保障灌浆材料质量,为混凝土坝体化学灌浆施工质量打下基础。在施工过程中,还要根据裂缝的情况,单孔一次灌浆或停灌结合等工艺方式,满足裂缝灌浆要求,保障灌浆质量。例如:在进行环氧材料灌浆时,由于环氧材料需一定时间才能固化,因此在灌浆达到一定量后,需停止灌浆,待环氧浆液达到一定固化后再继续进行灌浆。

在进行灌浆施工时,还要根据裂缝走向、裂缝内混凝土情况等进行压力与渗透的控制。如混凝土裂缝内部还有其他横向裂缝,则需在灌浆过程中考虑到横向劣等情况,加大压力,使灌浆材料渗透范围增大,保障灌浆质量。如裂缝内部无其他裂缝,则需在灌浆时控制灌浆压力与渗透范围,压力过小或范围过小,将导致灌浆不饱满,裂缝没有完全堵死,影响灌浆质量。

3.坝体化学灌浆施工质量管理

混凝土坝体一旦出现裂缝其力学结构的变化将导致坝体承受力大幅下降,严重影响坝体安全。因此,即使进行坝体化学灌浆处理,加固坝体时保障水利工程安全稳定运行的关键。在日常坝体检测中,检查人员必须严格遵守职业道德,严密监控坝体情况,及时发现坝体裂缝,并向上级汇报。坝体养护企业或部门,要建立健全的施工质量管理体系,通过对坝体施工技术文件以及裂缝勘探资料的分析,选用适宜的灌浆材料与工艺。在施工过程中通过健全的质量管理体系以及施工技术管理体系的双重控制,保障坝体化学灌浆施工质量。

4.结论

混凝土坝体化学灌浆加固技术的应用已非常广泛,技术也非常成熟。灌浆施工过程只需通过对施工过程材料控制与技术管理即能很好的保障灌浆质量,保障坝体强度。水利工程坝体除在出现裂缝时及时进行化学灌浆加固,还需在日常管理过程中注意混凝土坝体的其他病害,并通过日常养护与定期养护对可能发生的损坏进行防护。减少混凝土坝体裂缝、病害的出现,在裂缝出现初期及时进行加固处理,避免裂缝进一步扩大造成坝体安全隐患。

【参考文献】

[1]钱晓强.水利工程混凝土坝体裂缝的化学灌浆加固[J].水工建设与养护.

[2]李军.混凝土坝体裂缝的处理[J].水利工程师.