有机合成材料的概念精选(九篇)

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第1篇：有机合成材料的概念范文

（一）知识脉络

本节教材在学生学习了淀粉、纤维素、蛋白质等天然有机高分子化合物之后，很自然地过渡到学习合成有机高分子化合物，首先介绍有机高分子化合物的相对分子质量，然后初浅地以聚乙烯、聚氯乙烯为例介绍有机高分子化合物的结构与基本性质，合成高分子化合物在溶剂中的溶解和在不同温度时的性能变化等性质是与合成高分子化合物的科学研究及生产加工密切相关的；最后简单介绍了常见高分子塑料、橡胶、纤维中某些有代表性的品种。

（二）知识框架

（三）新教材的主要特点：

新教材依然保持紧密联系实际和新的化学知识从生活和生产实际切入的风格，也注意了紧密联系学生已学过的知识如烯烃的加成反应、羧酸的酯化反应等，以帮助他们理解高分子化合物的性质、正确书写重要高聚物加聚反应的化学方程式，复习巩固已学的有机化学知识，也为他们选择后续的选修模块“有机化学基础”奠定必要基础。

二．教学目标

（一）知识与技能目标

1.引导学生初步认识有机高分子化合物的结构、性质及其应用，学会书写重要加聚反应的化学方程式，了解合成高分子化合物的主要类别及其在生产、生活、现代科技发展中的广泛应用。

2.引导学生学习和认识由塑料废弃物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途径和方法，培养他们的绿色化学思想和环境意识，提高他们的科学素养。

3.通过多样化的学习活动（自主检索、收集、分类比较、展示等）使学生了解塑料、合成橡胶、合成纤维的主要品种以及它们的原料来源与石油化工、煤化工的密切联系，同时提高他们的学习能力，丰富他们的学习方式。

（二）过程与方法目标

1.让学生通过网络、书籍等途径收集各种各样的材料及图片、实物，课堂上采用互动式教学，激发学生探究有机合成材料的组成、性能的兴趣。。

2、通过“迁移•应用”、“交流•研讨”、“活动•探究”等活动，提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。

（四）情感态度与价值观目的

1、通过“迁移•应用”、“交流•研讨”、“活动•探究”活动，激发学生探索未知知识的兴趣，让他们享受到探究未知世界的乐趣。

2.引导学生学习和认识由塑料废弃物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途径和方法，培养他们的绿色化学思想和环境意识，提高他们的科学素养。

三、教学重点、难点

（一）知识上重点、难点

重要高聚物的加聚反应及其化学方程式

（三）方法上重点、难点

有机高分子化合物的结构与性质的关系的理解

四、教学准备

（十二）学生准备

1.课前让学生通过网络、书籍等途径收集各种各样的材料及图片、实物。

2.收集有关废弃塑料造成的白色污染、危害及其防治方法的资料。

（十三）教师准备

教学媒体、课件；准备“活动•探究”实验用品。

五、教学方法

问题激疑、实验探究、交流讨论、

六、课时安排

3课时

七、教学过程

第一课时

【引入】人类的生产和生活离不开各种各样的材料，请同学们根据自己收集的资料结合已有的知识对材料进行分类。

【点评】课前让学生通过网络、书籍等途径收集各种各样的材料及图片、实物，课堂上采用互动式教学。

【交流、投影】

无机非金属材料（如：晶体硅、硅酸盐材料等）

无机材料

无机金属材料（包括金属和合金）

材料天然有机高分子材料（如：棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等）

有机材料合成有机高分子材料（如：塑料、涂料、合成纤维、合成橡胶等）

新型有机高分子材料（如：高分子分离膜等）

【联想、质疑】在日常生活中，你一定接触过许多塑料、合成橡胶、合成纤维制品。你能举例说明吗？它们是什么原料制造的？它们具有哪些优于天然材料的性能？

【点评】通过回忆生活中的常识激发学生探究有机合成材料的组成、性能的兴趣。

【练习】计算葡萄糖和硬脂酸甘油酯的相对分子质量。

【质疑】经计算，它们的相对分子质量分别为180和890。数值已经不小，但是，我们仍称它们为低分子化合物，简称小分子；那么，什么是高分子化合物或高分子呢？

【讲述】如果有机化合物的相对分子质量达到几万到几百万，我们就称它们为有机高分子化合物，简称高分子或聚合物。像以前所学过的淀粉、纤维素、蛋白质等物质都属于有机高分子化合物。有机高分子化合物的结构有哪些特点呢？

【引题、板书】一、有机高分子化合物

1.有机高分子化合物的结构特点

【讲述】有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但是它们的结构并不复杂，通常是由简单的结构单元连接而成的，例如，聚乙烯是由结构单元重复连接而成的，聚氯乙烯是由结构单元重复连接

而成的，其中的n表示结构单元重复的次数。

【投影讲述】高分子中的结构单元连接成长链，这就是通常所说的高分子的线型结构。具有线型结构的高分子，可以不带支链，也可以带支链。高分子链上如果有能起反应的原子或原子团，当这些原子或原子团发生反应时，高分子链之间将形成化学键，产生一定的交联形成网状结构，这就是高分子的体型结构。

【过渡】由于有机高分子化合物的相对分子质量大及其结构的特点，因而使它们具有与小分子不同的一些性质。

【活动、探究】将教材的“观察•思考”涉及的实验改成学生分组实验（2～4人一组）。

1.从废旧轮胎上刮下的一些橡胶粉末约0.5g放入试管中，加入5mL汽油，观察粉末能否溶解。

2.取内径比实验室用导气胶管外径稍大的试管，胶管与试管等长。向试管中加入少量汽油后，将胶管插入试管，再用滴管向胶管内孔中滴满汽油，稍侯，可见胶管伸长。

3.取一小块聚乙烯塑料碎片，用酒精灯加热直至熔化时停止加热，等冷却后再加热，反复几次后点燃，观察变化的全过程。

【交流、讨论、板书】2.有机高分子化合物的主要性质

⑴溶解性：难溶于水，在有机溶剂中也只能溶胀并极缓慢。

⑵热塑性和热固性

⑶电绝缘性

⑷不耐高温易燃烧

【讲述】聚乙烯塑料受热到一定温度范围时，开始变软，直到熔化成流动的液体。冷却后又变为固体。加热后又熔化，这种现象就是线型高分子的热塑性。有些体型高分子一经加工成型就不会受热熔化，因而具有热固性，如酚醛树脂。高分子化合物中的原子是以共价键结合的，因此它们一般不导电。

【小结】结构决定性质，性质决定用途，正因为有机高分子化合物有以上的主要性质，决定了高分子材料在国民经济发展和现代科学技术中的重要作用。

作业：探究活动：学生分为若干小组通过去图书馆、上网查阅资料探究以下问题：

1．我们身边有哪些高分子化合物；

2．高分子化合物对工农业生产和生活有哪些重要作用；

3．了解高分子化合物的新发展，例如可导电的高分子材料、可降解塑料等。

并动员学生运用所学知识回答下列问题：

1．为什么聚乙烯塑料凉鞋破裂可以热补，而电木插座不能热修补。

2．装苯的试剂瓶不能用普通的胶塞的原因。

3．家贸市场上出售的香油的胶塞为什么要用玻璃纸包起来，如果不包起来会出现什么后果。

第二课时

【联想、质疑】现在，人们在日常生活中经常与塑料打交道，工农业生产和国防建设也大量使用塑料。那么，究竟什么是塑料？它们是怎样制成的？

【讲述】塑料的主要成分是被称为合成树脂的有机高分子化合物。例如，聚乙烯就是生产聚乙烯塑料的合成树脂。聚乙烯是以石油化工产品乙烯为原料，在适宜的温度、压强和引发剂存在的条件下发生反应而制得的。反应时，乙烯分子中碳碳双键中的一个键断裂，然后相互两两加成而聚成含n个结构单元的相对分子质量达几万以上的聚乙烯树脂。

【板书】二、塑料

【讲述】讲述聚合反应和加聚反应的概念。

【讲述、投影】塑料与合成树脂

⑴塑料是由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、色料、防老剂等添加剂组成的。

⑵树脂是指还没有跟各种添加剂混合的高聚物。

⑶有些塑料基本上是由合成树脂所组成的，不含或少含其它添加剂，如有机玻璃等。

【迁移、应用】氯乙烯、苯乙烯、四氟乙烯在引发剂作用下经过聚合反应所得聚合物都是重要的合成树脂。⑴它们为什么和乙烯一样，也能发生加聚反应？⑵写出化学反应式。

【交流、讨论】组织学生交流讨论聚合反应的书写技巧，尤其苯乙烯的聚合反应，可以适当点拨：将苯基（—C6H5）当作支链，使双键碳原子作为端点碳原子，以便于两两加成聚合。

【阅读】塑料王与工程塑料ABS的用途。

【过渡】聚乙烯是当今世界上产量最大的塑料产品，它有着广泛的应用。

【阅读、讨论】聚乙烯的性质和用途。

【讲述】塑料工业的发展，极大地提高了人们的生活质量，但是这些结构稳定、难以分解的塑料废弃物的急剧增加也带来了严重的环境问题。全世界每年产生数千万吨的废旧塑料，比如聚乙烯、聚苯乙烯等它们聚集在海洋里、地面上、土壤中，造成白色污染。白色污染已成为困扰人类社会的一大公害。减少与消除白色污染既要全社会共同努力，从我做起，少用并及时回收、再生，也要依靠科技，生产可降解的塑料。

【指导阅读】塑料的回收利用与可降解塑料。

作业：探究活动：

1.收集有关废弃塑料造成的白色污染、危害及其防治方法，在各社区进行宣传或提出倡议。

2.课外实验，参照教材第97页动手实践的方法进行废旧塑料裂解得燃气与燃油的实验。

3.收集橡胶制品的图片

第三课时

【引题】今天我们讨论第二大合成材料合成橡胶。

三、合成橡胶

【展示】展示课前同学们收集的橡胶制品的图片。

【交流、研讨】结合你已有的知识和生活常识思考：

1.橡胶的特性是什么？由此决定着它有哪些用途？

2.根据来源和组成不同，常用的橡胶有哪几种？

【讲述】构成橡胶的高分子链在无外力作用时呈卷曲状，而且有柔性，受外力时可伸直，但取消外力后又可恢复原状，因此橡胶是具有高弹性的高分子化合物。根据来源和组成不同，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。合成橡胶往往具有高弹性、绝缘性以及耐油、耐酸碱、耐高温或低温等特性，因此具有广泛的应用。

【讲述】顺丁橡胶是化学家们最早模拟天然橡胶制得的合成橡胶，它具有较高的耐磨性，广泛用于制造轮胎、耐寒制品及胶鞋、胶布、海绵胶等。利用工具栏讲解顺丁橡胶的合成，并以顺丁橡胶的高分子链的卷曲认识橡胶的高弹性。

【质疑】为什么实验室的橡胶管在空气中易老化？为什么盛酸的试剂瓶要用玻璃塞？

【过渡】常用的橡胶除天然橡胶、顺丁橡胶外还有其它的通用橡胶。

【阅读、讲述】阅读表3-4-1几种常用橡胶的性能和用途，以说明当今合成橡胶的广泛应用，以及“挑战者”航天飞机失事的悲惨事件就是由于橡胶密封圈失灵造成的。

【过渡】接下来讨论第三大合成材料合成纤维。

【交流、研讨】生活中你们知道哪些是纤维制品呢？棉花、羊毛、蚕丝与锦纶、涤纶有何区别？纤维素是如何分类的？

【投影、讲述】1.纤维素分类

纤维素：棉、麻

天然纤维蛋白质：丝、毛

纤维人造纤维：人造棉、人造丝

化学纤维合成纤维：锦纶、腈纶

第2篇：有机合成材料的概念范文

关键词：教育游戏；初中；化学教学；应用

引言：化学作为初中课堂上的主要教学内容，对学生今后的学习和生活有着非常重要的作用，但是化W具有较强的概念性，而初中生又受到自身年龄、阅历等方面的制约，对概念性知识的理解能力较差，为了解决这一问题就需要教师将教育游戏与教学内容进行有机结合，通过提高学生在课堂上的参与度，激发学生的学习兴趣，从而提高教学的质量和效率。

一、教育游戏在初中化学教学中应用的意义

（一）丰富课堂内容

将教育游戏与教学内容进行合理的结合可以增加学生对知识的理解程度，通过提高学生在课堂上的参与度，使学生全身心地投入到化学的学习之中，与此同时，合理运用教育游戏还可以达到丰富课堂内容的效果，让学生在轻松和谐的课堂氛围中进行化学学习。

（二）提高教学质量

与化学相关的教育游戏种类繁多，具有内容和形式丰富多样的特点，所以合理的运用教育游戏可以充分的调动起学生的积极性，让学生主动对所学习的内容进行更深层次的探索，提高教学质量。

（三）提高教学效率

由于化学具有较强的概念性，而初中生很难对枯燥、无趣的概念性知识产生兴趣，这对于提高初中生的化学水平是非常不利的，而将教育游戏引入课堂可以在一定程度上缓解化学的单调性，激发学生的学习兴趣，达到提高教学效率的目的。

二、教育游戏在初中化学教学中的应用方法

（一）创设相关问题情境

随着新课改的大力推行，学生在课堂上的主体作用逐渐被人们所熟知，这就需要教师及时转变自身的教学理念，将激发学生的学习兴趣作为教学的首要目标，通过引导和鼓励的方式，让学生主动对所学习的知识进行更深层次的思考和探索，从而提高学生的综合能力。创设问题情境是激发学生的好奇心和积极性最有效的方法之一，所以教师可以将教学内容与教育游戏相结合，达到提高教学质量和效率的目的。例如，教师在对《质量守恒定律》进行讲解的过程中，就可以将质量守恒定律的内容与学生们所熟知的“火洞”游戏相结合，即将燃烧物放入一个有窟窿的铁皮罐头之中，然后拿着拴在罐头上的绳子对罐头进行晃动，这时燃烧物就会开始燃烧，从而出现火焰。当教师在将课堂上通过录像对这个游戏进行展示时，会充分的调动起学生的好奇心，此时教师再根据教学内容提出“在燃烧物进行燃烧时，需要不断的向罐头里添加新的燃烧物，那么罐头的重量是不是会有所增加”等问题，引发学生的思考，而思考的过程就在很大程度上加深了学生对质量守恒定律的理解。

（二）突破教学内容中的重、难点

化学作为一门严谨的学科，包含了很多概念性的内容，这些概念就是学生在进行化学学习的过程中最主要的障碍，在传统的教学方法中，教师通常会通过自己的口述对概念进行讲解说明，但是由于初中生受到自身年龄、阅历等方面的制约，还没有形成相对完善的思维模式，所以仅仅通过教师的讲述很难使他们对所学习的内容进行透彻的理解，这时就需要具象的事物进行辅助教学。在课堂上进行教育游戏不仅可以让学生对所学习的知识进行全方位、多领域的了解，还可以通过提高学生在课堂上的参与度，激发学生的学习兴趣。譬如，学生在对《燃烧和灭火》一课进行学习时，教师可以通过多媒体设施将火焰进行栩栩如生的展示，让学生根据自己对知识的理解选择可以扑灭火焰的方式，如果学生选择正确，课件上就会出现该方法的灭火原理，如果学生选择错误，那么电脑就会控制动画，加大火势，并且显示出火灾的严重后果，以此加学生的印象。运用教育游戏进行教学的好处在于可以让学生通过自己的视觉和听觉加深对知识的理解，并且激发起学生的好奇心，使他们主动对化学知识进行学习，提高教学质量和效率。

（三）对知识点进行巩固

教师可以在课堂上适时地加入与教学内容相关的竞赛类教育游戏，这样做既能够增加课堂的趣味性，同时又可以提高学生在课堂上的参与度，使他们全身心地投入到化学的学习中，达到巩固所学知识的目的。例如，学生在对《物质的分类》一课进行学习后，教师可以将CaO、MgO、蒸馏水、纯净水等物质名称写在相应的卡片上，让学生通过自己掌握的知识对卡片进行分类。也可以将学生分成两个小组，由抽签的方式决定哪组先行出题，出题的小组可以列举出一种物质的分类，这时另外一个负责答题的小组就应当将该类别中所包括的物质进行选择，回答正确可以获得相应的分数，错误则要扣掉分数，最终分数高的那一组可以得到教师给予的奖励。通过这种竞争类的教育游戏，可以让学生在不知不觉中加深对于所学知识的印象，并且能够在一定程度上引导学生形成合作意识，这对于提高学生的综合素质是非常有利的。

（四）与实际生活相联系

在进行化学教学的过程中，教师应当将教学内容与实际生活进行有机的结合，这样不仅可以在一定程度上增加教学内容的趣味性，还可以减少学生由于刚接触化学而产生的陌生感。例如，在学习《有机合成材料》一课时，教师可以让学生将生活中常见的橡胶、不锈钢等材料带入课堂，让学生点燃材料，通过材料在燃烧过程中发出的气味和火焰的颜色对其材质进行判断。这样的教育游戏不仅会提高学生的实践能力，还可以激发学生的学习兴趣。

结论：综上所述，在初中化学课堂上合理的运用教育游戏能够提高教学的质量和效率，教师需要及时转变自身的教学理念和方法，通过将教学内容与教育游戏相结合的方式，提高学生在课堂上的参与度，激发学生对化学的学习兴趣，使学生主动对所学习的知识进行更深层次的探索，达到提高学生综合素质的目的。

参考文献：

[1]王文斌.初中化学教学课堂游戏的应用方法[J].好家长，2015，25：189.

第3篇：有机合成材料的概念范文

关键词：新课改；化学；教学；思考

一、新课程的特点

（1）教材现代化。新教材将学科中的新成果吸收到教材中来，使教材反映现代科学技术的新成就，与时俱进。

（2）教材生活化。在教材中加强生活中知识的比重，提高知识应用水平。

（3）教材探究化。在教材中反映出学科知识的来龙去脉，使学生不但知其然，而且知其所以然。树立要学真知须躬行的新理念。

（4）教材趣味化。增加教材的可读性，增加化学史介绍、家庭小实验和精美的插图等，提高学生学习化学的兴趣。

二、树立新的教学观

实施新课程，教师要摒弃过于注重知识讲授和学科本位的教学观，加强教学科研，提高自身素质，努力提高教学的趣味性，切实加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，善于整合课程资源，处理好传授知识与培养能力的关系。善于引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习。指导和鼓励学生设定符合实际且具有“挑战性”的“可以跳过去的障碍”的目标，激励学生自主学习。要相信任何一个学生都有学习的潜力，相信学生的缺点是可以改正的，把学生当作课堂教学的伙伴，且将这种信息传递给学生，使他们对学习充满信心，对困难有克服的勇气。要针对学生易受暗示、好胜心强等心理特点，向学生灌输“每个人都能成功”的思想。使课程内容更直观、更

生动、更形象，使学习由“难”变“易”，学生由“厌学”变为“乐学”，将学习视为愉快的活动，使学生接受新知识、新事物、新思想、新思维没有任何障碍，全身心沉浸于“创新”的学习活动中，甚至进入一个完全的“自由王国”让学生在课堂上真正象著名教育家夸美纽斯所说的那样： 能看见的东西用视觉，有滋味的东西用味觉，能感触到的东西用触觉。使学生活动成为教学的中心环节，在宽松、自然、和谐的氛围中，让知识和能力如泉水般流进学生的心田。

三、新课改下，化学教学应注意的问题

1. 教师的主导作用不应被弱化。

随着新课程教学改革的深入，强调学生是课堂教学的主人以及凸显学生在教学中的主体地位的声音越来越大，而教师在教学中的主导地位却或多或少地被弱化了。诚然，学生是学习真正的主人，但不能因此而忽略教师在教学中的主导作用，新课程教学不能从一个极端走向另一个极端#在课堂教学中，老师要尊重学生的主体地位，引导他们发现问题、思考问题、探索问题，但学生毕竟是学生，他们的知识基础。探索能力以及生活阅历还很有限，离开了老师的帮助是很难凭自己的能力获得新知的#教学实践也证明，如果老师过分地放手，不积极地参与到学生的学习活动中，教学的效果将是大打折扣的。

因此，在具体的教学中，为了能更好地体现学生的主体地位，老师的主导作用是不应该被弱化的，恰恰相反，为了能使学生获得更大的发展空间，应该重视教师的主导作用。初中化学对于学生来说是全新的学科，学生没有多少化学的基础知识，从概念的认识，到原理的理解，以至于实验的操作技能都离不开老师的指导、老师在教学中应该根据学生的实际情况，引导他们去探索化学问题，在具体的科学探究过程中，应该为学生提供轻松的学习环境、自由想象的空间、充分发表自己观点的机会，从而真正地做到师生互动，并使学生在快乐中体会到科学探究的整个过程，从而激发他们的学习热情，培养他们的探知能力与创新能力。

2. 加强探究式教学，培养学生的探究能力。

在传统的教学中，偏重于知识与技能的传授，老师教学的主要目的就是让学生多掌握知识，并在各类考试中取得比较好的成绩，这种教学模式培养出来的学生往往高分低能，不能适应时代的发展。当今世界，科技发展迅速，学生在学校里再怎么努力，也不可能学到未来工作所需要的所有知识，只有让学生学会学习，学会探知才能适应未来社会发展的需要。因此，新课改大力提倡进行探究式教学，目的就是让学生学会学习，学会探知，从而培养他们的探索能力与创新能力。

新教材上编写了很多适应学生进行探究的实验，但只凭这些实验还是远远不够的，因此，为了更好地培养学生的探索能力与创新能力，有必要加强探究性实验的教学。在具体的教学中，老师可以根据学校、学生的实际情况，增加一些探究性实验，从而能更好地满足学生发展的需要。

3. 要重视与生活的联系。

新课改提出从生活走进化学，从化学走向社会，因此，化学教学应该从学生熟悉的生活中的现象入手，引导他们发现生活中的化学问题并进行科学探究，然后再利用化学知识来分析生活中的现象，解决生活中遇到的化学问题#比如，在教学“酸的通性”时，可以让学生用 pH试纸测测家里饮用水以及肥皂水、洗发水等液体的 pH数值，从而了解各种液体的酸碱性；在教学有机合成材料知识的时候，可以向学生介绍有机化学的发展前沿与研究热点：世界上每年合成的数以百万计的新化合物中约70%是有机化合物，其中很多新的合成物被广泛地运用于能源、医药、生命科学、交通环境等相关行业里，它直接与间接地为人类提供了大量的必需品。

参考文献

[1]毕晓琳.新课程理念下初中化学教学策略的研究[D].山东师范大学，2008.

第4篇：有机合成材料的概念范文

（20XX——20XX学年

第X学期）

（本文档共

【

6

】页/【

2098

】字）

单位

姓名

20XX年X月

九年级下学期化学

线上教学和返校开学的教学衔接计划

一、

指导思想

结合此次线上空中课堂和科任教师直播教学内容和以及本班学生掌握情况，致力于构建开放而有活力的语文教学体系，促进学生学习方式的改变，全面提高每一个学生的学科素养，为孩子的终身学习、生活和工作奠定坚实的学科基础。

二、

班级学生情况分析

本班现有学生X人，其中男生X人，女生X人。经过本学期为期几周的线上“空中课堂”和科任教师线上直播教学，根据学生平时上交作业和家庭作业上交情况来看，有的同学对语文的兴趣较浓，基础知识和能力掌握较好，能主动学习，但有个别学生自制力较差，无论是听课还是作业都不够认真，甚至出现应付的情况，由于线上教学老师不在身边，家长也有自己的工作要做，个别情况下不能及时陪同孩子观看空中课堂，这就导致拉大了学生之间掌握知识情况的差异。

三、

教材分析

现行教材体系的第一个特点是分散难点，梯度合理，又突出重点。以学生的实际知识引入，学习元素和化合物知识，同时有计划地穿插安排部分基本概念，基本理论和定律。这样使教材内容的理论与实际很好地结合，有利于培养学生运用化学基本理论和基本概念解决生活和生产中常见的化学问题的能力，还可以分散学习基本概念和基本理论，以减轻学习时的困难。为了有利于教师安排教学和便于学生学习和掌握，每章教材的篇幅力求短小，重点较突出。第二个特点，突出了以实验为基础的，以动手操作能力要求，每一块中都有许多学生实验和实验探究，同时又注意了学生能力的培养。

本学期的教学内容共包括三个单元。其中，第十单元：酸和碱。介绍了常见的酸和碱及酸碱中和反应。第十一单元：盐和化肥。介绍了生活中常见的盐及化肥。第十二单元：化学与生活。介绍了人类重要的营养物质、化学元素与人体健康及有机合成材料。

每个单元的选材都基本贴近生活，贴近实际，只要教师灵活运用教材，都将会使学生感到化学源于生活又服务于生活，从而激发学生学习化学的兴趣，并调动他们学习的积极性。各个单元都基本体现了以点带面，通过个性归纳共性的特点。

在介绍复分解反应时，先通过典型反应让学生认识复分解反应的特点及发生的条件，再通过酸碱盐溶解性表及复分解反应的条件会判断溶液中的两种物质能否发生复分解反应并能根据复分解反应的特点写出不熟悉的化学方程式进行有关计算等等。因此在本学期的教学中教师既要重视知识教学，更要善于培养学生分析归纳及灵活运用所学知识解决实际问题的能力。

四、教学目标要求

（一）

理论知识联系生产实际、

自然和社会现象的实际，学生的生活实际，使学生学以致用。激发学生学习化学的兴趣。培养学生的科学态度和科学的学习方法，培养学生的能力和创新精神，使学生会初步运用化学知识解释或解决一些简单的化学问题。

（二）

使学生学习一些化学基本概念和原理，学习常见地元素和化合物的基础知识，掌握化学实验和化学计算基本技能，并了解化学在生产中的实际应用。

（三）

激发学生学习化学的兴趣，培养学生科学严谨的态度和科学的方法。培养学生动手和创新精神。使学生初步运用化学知识来解释或解决简单的化学问题逐步养成自己动手操作和能力。观察问题和分析问题的能力。

（四）

针对中考改革的新动向，把握中考改革的方向，培养学生适应中考及答案的各种技巧。

（五）

重视基础知识和基本技能，注意启发学生的智力，培养学生的能力。

五、

开学安排

（一）

对“空中课堂” 讲过的知识运用课堂时间进行回顾复习，不放过任何一个知识点，使学生对已经掌握的知识进行复习巩固，还未掌握的知识达到掌握的状态，缩小学生之间的差距，为后续教学工作的展开打好基础。

（二）

根据学生学习情况，利用一定的时间和精力，以测试的方式了解学生在线上教学阶段对每一课每一个知识点的掌握情况，加强指导，严格要求。

（三）

学习新知识的同时，坚持不懈地抓好学生良好学习习惯的培养。尤其是培养学生养成乐于倾听、勇于发言和认真写字的习惯。对学生多一些宽容，以欣赏的眼光看待他们，对学困生多鼓励，提高他们的学习兴趣，消除学生在“空中课堂”线上教学活动中未掌握知识而产生的消极心理，增强他们的学习信心。

（四）

充分利用现代教育技术，让学生通多媒体进行自主学习。

（五）

帮助学生完成初中化学学习的过渡。我们要切实作好初中化学的教学，在教学进度上不能急于结束课程，提早复习，面向中考追求升学。而要在教学中时刻向学生渗透化学学习的方法和规律，培养学生初步的化学思维能力。

（六）

帮助学生养成看教材的好习惯。根据以往九年级的学生的学习经验来看：很多学生心气浮躁、眼高手低,

平时不重视教材中的基知识，甚至不屑于做课后题，相反，却一心扑在做各种习题册和难题上，结果一些人连最基本的化合价、化学式都写不明白。因此在本学期将注重这方面的指导。

（七）

落实分层教学。根据学生的学习程度分层布置学习任务，随机抽查督促，使每位学生根据自己的情况及时完成学习任务，从而使他们都学有所获，体验到成功的快乐，并帮助他们树立学习的信心。

（八）

第5篇：有机合成材料的概念范文

关键词：创新；教育；数学

初中化学教学大纲指出：“初级中学的化学教学是化学教育的启蒙阶段。要贯彻全面发展的方针，着眼于提高全民族的素质，以培养学生创新精神和实践能力为重点，面向全体学生，以化学基础知识教育学生，培养学生的基本技能和能力，为学生参加社会主义建设和进一步学习打好初步基础。”所以说，在化学教学中培养学生的创新能力，是进行素质教育的一项重要任务，是落实素质教育的核心。

长期以来，中学化学教学传统的教育模式只是把学生当成一个具有存储知识功能的容器，忽视了学生创新能力的培养。学生自主学习的意识较差，教师的任务只是照本宣科，大多数学生缺乏自己独立解决问题的意识和能力。因此，在化学教学过程中，教师一定要结合素质教育的要求，充分发挥学生的主动性，充分挖掘学生潜力，培养学生的创新意识，提高学生的创新能力。

一、教师教育理念要转变

在素质教育中，教师首先要更新教育理念，转变教学思想，把培养学生自主学习的能力、创新能力作为素质教育中的首要任务。教育不应该仅仅是训练和灌输知识的工具，它应该是发展认知能力的手段。教师要彻底改变以往“封闭式”“填鸭式”的教学模式，使学生积极参与，能力得到充分的发展。另一方面教师需要认清的问题是创造力与智力的关系。有的学生智商高，创造力不一定强，而创造力强的学生往往有更多的不合乎传统的兴趣，他们常常不按常规“出牌”，被教师认为增加了教学负担。实际上，教师的这种看法极易束缚学生的创新能力的发展。作为初中化学教师必须从根本上转变传统的教育观和人才观，在化学教学中，要注重学生创造素质的培养、创新潜能的开发，时刻注意体现化学思想、概念规律在认识上的创新和应用上的创新，促使学生在学习化学过程中发现问题，运用自己的智慧去解决问题，循序渐进地培养学生创新能力。

二、发挥学生的主动能动性，培养学生的创新思维

教师要高度重视课堂教学内容的时代性，适时引入最新的化学成就，介绍学科新动向，让学生接受更多的科学技术信息，引导他们去学习更多、更新的知识，培养他们的创新意识，使他们深刻认识到知识无止境、创新无止境。例如在教学《有机合成材料》时，教师可组织学生认识人们对于应用纤维的发展，让学生了解化学知识对促进社会发展的作用，增强学生创新的使命感。

创新思维是人的创新能力形成的核心与关键，它不仅能揭示客观事物的本质和内在联系，更重要的是能产生出新颖的、前所未有的成果。培养学生创新思维的形式和方法多种多样，在具体的教学过程中，教师可以运用直观启发方法、设疑启发方法、比较启发方法、情景启发方法、类推启发方法等等，来强化训练，提高学生的创新思维能力。

在教学过程中，教师要注重对学生创新人格的培养。比如教师可以在教学过程中为学生介绍不盲从权威的科学家伽利略、勤于思考善于总结的道尔顿、阿伏加德罗及为了我国的强大而奋发拼搏的化学家侯德榜、唐敖庆等，以这些人的事迹来激发学生勇于探索、积极进取的科学热情，提高学生的创意意识，培养学生的创新能力。

三、以改革实验教学为手段，切实培养学生的创新能力

课堂是教学的主阵地，课堂教学则是实施创新教育的基础与手段。化学是一门实验性很强的学科，实验教学在实施素质教育的过程中，可以充分激发学生学习兴趣，提高学生实践能力，还能为学生创设学习情境、创新氛围，培养学生的创新意识，提高学生的化学素养，进而全面提高教育效率。

在化学实验教学中，教师除了教会学生学会实验的具体做法、掌握一些基本的实验技能，还要注重培养他们的化学创新能力，引导他们学会研究化学问题的实验方法。教师可以进行一些创新设计，让学生选择器材、设计实验方法，在实验中发现问题和寻找解决问题的方法等等，培养学生自己动脑、动手、动口的良好习惯，发挥学生学习的主动性，使学生解决问题的信心、毅力和创造力得到有效的培养，从而达到培养其创造性思维的良好教学效果。

在必要时，教师可以对教材中有些演示实验进行改进，例如浓硫酸的特性，书本上基本上要做三次试验，改用蔗糖进行试验，很快说明问题，得到结论。通过两次实验的比较，让学生自己去发现问题、解决问题，并对自己的主动出击、解决问题的能力充满自信，发现改进实验并没有多难，只要把学过的知识和技能灵活地运用到实践中，就能解决许多现实中的问题。

在现阶段的中学化学教学中，教材中的大多数实验包括训练、检测和验证等几个方面，主要目的是考查学生掌握基本仪器的操作，对物质的某些特性和某些化学量的测定方法的考查，以及验证所学化学规律的正确性等，但是在对有关探索性、设计性方面则涉及不多，从而影响了学生通过实践、实验来模仿前辈科学家的发现过程，阻碍了学生独立设计实验能力的培养。所以说，当今的中学化学教学亟待加强学生实验设计训练的实验份量，让学生不再照着教材做实验，而是达到通过自己的努力，能逐做部分实验设计，让学生自己能去选择仪器、去运用仪器，能去做出实验步骤的方案，甚至自己去设计简单的装置、步骤等。在实际的实验中，教师要培养学生在各种因素中取舍、对所得的信息进行筛选的能力，训练学生分析、抽象、综合、表达的能力，使学生逐步养成通过自己的实践、实验去培养自己的创新思维、锻炼自己的创新能力。

教师在实际教学中，要结合化学教材、课堂教学引导学生进行研究性学习，让他们去大胆实践，尽可能取得应用知识解决问题的经验，提高应用知识、解决实际问题的能力，真正体现化学教学的目的：从生活中来，回到生活中。

第6篇：有机合成材料的概念范文

1、生活垃圾

生活垃圾系指居民生活、商业活动、市政建设、机关办公等过程产生的固体废弃物。生活垃圾的数量、组成及性质正随着城乡建设和发展以及人们生活水平的提高而发生变化。例如，一地区家庭燃料以煤为主，则排放的垃圾成分以无机物为主，而在供应暖气和燃气的小区，其产生的垃圾成分则以有机物为主。目前，我国仅少数大中城市对垃圾进行了袋装排放和分类收集处理，而混合垃圾的收集、清运、处理和利用是相当困难的。我国是世界上人口最多的国家，现有城市350多个，城市人口达2亿多，年产生活垃圾5000多万t，并且每年还以10%的速度增长着。2002年我国生活垃圾清运量为13638万t，其中生活垃圾无害化处理量为7404万t，生活垃圾无害化处理率为54．3%。

2、有害固体废弃物和放射性固体废弃物

有害固体废弃物又称为危险固体废弃物。这类废弃物含有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性物质，因而可能会对人类的生活环境产生危害。为此，1983年联合国环境规划署已将有害固体废弃物列为全球重大环境问题而加以重点管理。这类固体废弃物数量一般较少，且约有一半为化学工业固体废弃物。据统计，2002年我国危险固体废弃物产生量达1000万t。放射性固体废弃物主要来源于核电站用后核燃料的排放、研究机构的同位素应用、医疗单位放射性废弃物处理等。生活垃圾、一般工业固体废弃物、有害固体废弃物和放射性固体废弃物四类固体废弃物中，放射性固体废弃物和有害固体废弃物由于其对环境危害大，属于专门管理物质。

二、农用固体废弃物的污染危害

固体废弃物不仅排放量大，而且分散，特别是某些固体废弃物中还含有相当数量的有机物质或氮、磷、钾等植物营养成分，因此固体废弃物的农业应用就成了解决固体废弃物问题的重要途径之一。但如果固体废弃物农用不合理，也会对农业环境产生不同程度的危害。

1、农用一般固体废弃物可能产生的危害

生活垃圾含有较多的有机物质和植物营养成分，用于农田往往可以收到改良土壤、培肥地力和增加作物产量的效果。因此，垃圾农用、进行资源化处理的优越性近年来受到了人们广泛关注。另一方面，由于垃圾成分复杂，颗粒粗细不等，且含有较多的重金属和虫卵、病原微生物，如果处理不当，就有可能造成程度不等的环境污染与危害。首先，易于对土壤理化性质产生不良影响。中国农业科学院土壤肥料研究所试验结果表明，当每公顷施用150t未经严格处理的垃圾时，0～20cm的土层中土壤石砾(粒径＞2mm)和砂粒(粒径＞0．01mm)组分上升，土壤黏粒(粒径＜0．005mm)和粉砂粒(粒径0．010～0．005mm)组分下降，从而使土壤保水、保肥能力下降，土壤阳离子代换量减小13%～22%，引起了氮素和钾素严重流失。其次，长期施用垃圾将有可能引起农田土壤重金属含量积累。中国农科院土壤肥料研究所在小麦田连续两年进行试验，当每年每公顷施用垃圾7．5t时，结果发现小麦籽粒中重金属含量明显高于未施垃圾的处理。第三，日益增多的有机合成材料及其制品会随垃圾进入农田，造成对环境的污染。残破的塑料薄膜等有机化工产品随垃圾进入农田，不仅阻碍了土壤水分输送和植物根系的伸长，同时，由于这些有机化工产品还会缓慢地释放出有毒有害物质，从而污染土壤和水环境。第四，垃圾如果未经严格无害化处理而施于农田，将会把大量的病原菌、病毒和寄生虫卵带入土壤，成为各种疾病的传播源。为此，垃圾农用必须经过认真的挑选和严格的处理，在保证农田土壤和生态环境不被污染的前提下方可作为土壤改良剂或肥料使用。

2、污泥的危害

污泥是污水处理厂处理污水、沉淀于污水处理池中的固体成分;污泥经脱水后其有机质含量一般在45%～80%，灰分量为20%～50%，且含有比较丰富的氮、磷、钾及微量元素，因此脱水后的污泥经常被作为土壤改良剂或肥料施于农田。但是污泥成分复杂，一般总是含有重金属、病原微生物以及有机化合物等一些有毒有害成分，例如污泥中的重金属含量往往要比污水高几倍到几十倍。所以，如果污泥施用不当，不仅会影响作物生长、造成土壤污染，还会增加污染物在农产品中的含量，这些污染物进入食物链后会进一步危害人、畜健康。而且对于污泥中的重金属等污染物尚无有效的无害化处理方法。除重金属外，有些污泥还存在着pH过高、过低或盐分含量高等问题，如果长期大量地施用污泥会使土壤理化性质变劣，如使土壤变得板结、发生次生盐渍化等。另外，由于污泥中含有大量的有机物质，且多呈还原条件，特别是施入水田后，常常导致土壤氧化还原电位下降，土壤处于强烈还原条件，致使作物根系发育不良，甚至造成烂秧。污泥中含有的细菌和寄生虫卵，也有可能危害牧草和蔬菜等作物生长，并易使疾病得到传播。

3、粉煤灰的危害

粉煤灰是燃煤电厂或工厂燃煤动力车间燃煤燃烧后排放的废弃物，其成分大多数为极细的海绵状空心玻璃球体，还有一些结晶物质和未燃烧碳。粉煤灰的理化性质取决于燃煤的品种、产地和燃煤粉碎的细度、燃烧方式和灰渣的收集方法(以水冲洗后沉淀或干燥状态直接排放)。粉煤灰含有Al、Si、Fe、Ca、S、B、Zn等微量元素，一般为微碱性，pH为8～9。由于粉煤灰中含有较多的Si、Ca及某些微量元素，可以将其作为原料生产硅钙肥。另外，粉煤灰也可以作为添加剂，加入到有机复混肥中，以提高有机复混肥的造粒强度，改善肥料的理化性状;还可将粉煤灰和其他有机废弃物相混合制成土壤改良剂、人造营养土等，用于土壤改良和花卉等特殊作物的生产。显然，如果粉煤灰用量过大，则会导致农田土壤pH升高、土壤砂化，并造成土壤的重金属污染。

三、固体废弃物污染的防治

与废水、废气和噪声污染相比，固体废弃物具有移动性，不易扩散，存续时间长，污染后果有可能需要较长时间才显现出来等特点。也就是说，固体废弃物往往又是污染其他环境要素的二次污染源，因此应通过清洁生产等新技术、新工艺的应用尽量减少固体废弃物的排放量，还要加强对固体废弃物的管理，通过对固体废弃物的综合开发利用，变害为利，实现固体废弃物资源化，减少对环境的污染负荷。

1、控制固体废弃物污染的技术政策

自20世纪70年代以来，许多发达国家由于固体废弃物处置场所紧张，处置费用昂贵，加之资源短缺，提出了“资源循环”的理念，开始对固体废弃物进行综合处理，以实现固体废弃物资源化。我国于80年代初期开始推行固体废弃物资源化技术，并于80年代中期提出了“资源化、无害化和减量化”这一控制固体废弃物污染的技术政策，后来又提出了“循环经济”的概念。由于资金、技术等方面的原因，我国固体废弃物处理利用是以减量化为前提、无害化为先导、资源化为目的而开展的。减量化是通过技术进步和工艺的革新，尽量减少生产过程固体废弃物的排放量;对于已经排放出来的固体废弃物，采取措施减少其数量或减小其体积，如经过堆肥、焚烧等处理减量化，都可使排放出的固体废弃物的数量和体积大为减少。无害化是指用卫生填埋、高温堆肥、沼气发酵、焚烧、热解等方法处理固体废弃物，使之达到不损害人体健康和不污染周围环境的要求。无害化处理的方法很多，应根据固体废弃物的类型与特点以及处理所需费用的高低选择适当的处理方法。资源化则是指采取工艺措施从固体废弃物中回收有用的物质和能源，或使固体废弃物得到再次利用，如可将粉煤灰制成硅钙肥，把钢渣用作生产水泥的原料等。

2、固体废弃物污染的控制途径

（1）完善和改造生产工艺。不同的生产工艺直接决定着固体废物的生成量及其种类。目前我国与发达国家相比，不少企业的技术、装备、生产工艺水平落后，资源和能源使用不合理，生产的产品产量低、质量差，生产过程中物料浪费大、能耗高，因而产生了大量固体废弃物。所以，要解决固体废弃物排放数量大的问题，首先就要从改造老企业设备、革新生产工艺入手，在减少能耗和提高原料利用效率的同时，减少固体废弃物排放量，从而实现“清洁生产”。

（2）推行原料多级利用工艺。从不同产品的生产过程来看，生产一种产品所产生的废弃物可能就是生产下一个产品的原料。因此推行原料多级利用工艺，使生产第一种产品产生的废物成为生产第二种产品的原料，而生产第二种产品产生的废物又成为生产第三种产品的原料，如此多级利用一种原料，可使排放到环境的废弃物数量最少，而经济、环境和社会的综合效益是佳。

（3）综合利用固体废弃物。采取适当的措施与加工工艺对固体废弃物进行处理使之得到综合利用，对于解决固体废弃物排放所产生的环境问题是十分有效的。例如，对城市生活垃圾可采取先将铁、玻璃和塑料从中分拣出来并分别加以回收利用，再对剩余部分做高温堆肥处理使之转化为有机肥料等，都是固体废弃物综合利用的例子。

（4）对固体废弃物进行无害化处理和处置。根据固体废弃物种类及其成分的不同，可采取热处理、固化处理和堆肥发酵处理等方法对固体废弃物进行处理，使之达到相关排放标准，实现固体废弃物的无害化。

3、严格执行固体废弃物农用控制标准

第7篇：有机合成材料的概念范文

关键词:绿色建筑;设计方法;医院建筑

1绿色建筑设计概述

1．1绿色建筑设计的内涵

绿色建筑设计是基于建筑功能与周边环境相互协调的基础上，充分考虑人与自然的友好共生关系，以周边生态系统的良性循环为基本原则，在自然环境允许的负荷范围内，树立绿色健康建筑系统的目标。绿色建筑设计是在不损坏生态环境的前提下，综合考虑建筑设计、使用、管理与再生等全过程的发展特点，从而科学建设满足人类健康发展需求的生存建筑空间环境，其突破了传统建筑超越生物圈的时空限制，并紧密联系建筑与环境、经济之间的关系，不再因只孤立考虑自身系统发展而忽视自然生态稳定，是一种综合性、开放性的营建系统。

1．2绿色建筑设计的类型

绿色建筑设计分为基础级、一星级、二星级以及三星级四个类型标准，其均需要满足《绿色建筑评价标准》的所有控制项要求。新时期绿色建筑设计的控制项与全文强制性规范有效衔接，已成为全面执行绿色建筑标准的主要依据。

1．3绿色建筑设计的特点、发展及主要影响

绿色建筑设计的特点主要表现在以下几个方面:第一，符合全生命周期理论，尽量做到节约资源、节约能源、回归自然，同时降低污染标准要求，以最大限度实现人与自然和谐相处。第二，在绿色建筑设计时，要重点突出室内环境，提高室内环境对居住者健康、舒适以及综合利用的功能要求，力求内外环境的相互平衡。第三，绿色建设设计能够降低对周边环境的污染破坏力度，尤其是严格控制废气、废水等的排放，能够有效改善居住区的水质。第四，绿色建筑使用的施工材料必须符合国家环保要求，同时尽量应用可再生材料，以避免有机合成材料在后期使用过程中释放有害物质，从而威胁居住者身体健康。第五，绿色建筑与节能技术的有效结合，通过广泛应用太阳能、风能、地热等可再生资源和清洁能源，既能保证地面供暖系统、空调系统以及照明系统性能正常发挥的同时，又能减轻对周边自然生态系统的污染以及有效节约不可再生的能源资源。绿色建筑设计是我国实施可持续发展战略的重要组成部分，也是时展的必然要求，更是未来建筑行业的发展趋势。自2006年颁布《绿色建筑评价标准》以来，外加国家财政对绿色建筑的大力支持，使得我国绿色建筑评价标识数量得到了大幅度增长，绿色建筑行业的市场规模也稳步提升。当前我国绿色建筑已进入规模化发展时代，为有效应对全球气候变化、资源能源短缺以及生态环境恶化的挑战，绿色建筑设计势必朝着更加积极、良性的方向持续发展。绿色建筑设计的应用不仅能够有效降低能源资源的消耗，提升资源利用率，还能通过利用清洁能源、绿色施工材料和技术而最大限度保护周边自然生态系统，降低建筑设计、施工、使用对周边环境的破坏，有助于实现人与自然和谐相处。另外，绿色建筑设计的高效应用，可以积极构建良好、健康的室内外环境，其更加符合新时期居住者对建筑功能的需求，有利于推动和谐社会的建立。

1．4绿色建筑设计的研究

从整体布局、框架结构以及空间塑造三方面来研究绿色建筑设计。首先，从整体布局而言，绿色建筑设计要充分衡量建筑物自身的功能和后期使用特点，以科学规划交通线路、基础设施建设以及建筑密度等内容，从而保证平面交通流线和空间交通流线组织科学合理。其次，从框架结构而言，绿色建筑设计离不开绿色施工材料的支撑。以医院建筑为例，其在进行绿色建筑设计时，吊顶可选用环保矿棉板、石膏板，墙面可采用耐擦洗的环保型涂料，门窗可采用隔音、隔热、易消毒清理的铝合金和环保型木质材料，从而降低建筑施工对周边环境的污染以及降低能源资源的消耗。最后，绿色建筑设计也要充分考虑空间的可塑性以及各种设施设备空间的科学布置，既要确保水、电、暖等各项隐蔽工程的布局合理、使用安全可靠，又要使整个室内空间具有灵活性，形成规整有序、条理清晰地布局，在增强居住者舒适度的基础上，满足未来增设设备的需求。

2绿色建筑设计理念及设计实践

2．1绿色建筑设计

绿色建筑设计是指在整个建筑设计过程中，充分考虑并严格贯彻落实国家有关绿色建筑等的理念和指导，通过对整个建筑生命周期的全过程阶段进行监督和管理，确保其用水、用电、建筑材料等的使用过程中都能做到降低能源资源消耗，最大限度减轻建筑设计对周边生态系统的影响和破坏，并为新时期人们的生产生活提供良好的居住环境和生存空间，从而实现人与自然和谐相处。

2．2绿色建筑设计的低碳

低碳是指在整个绿色建筑设计过程中，减少化石能源的使用量，从而降低二氧化碳的排放量，提高能效利用率。应用绿色建筑设计理念时要重视采用绿色清洁能源或者可再生能源，如太阳能、风能等，同时可加大对工业余热等废气能源的回收再利用力度。在考虑自然环境的基础上，利用自然通风采光原理，充分利用自然资源，以减少空调、采暖设备耗费的能源，都能实现低碳环保的目的。

2．3绿色建筑设计的改造

绿色建筑设计的改造主要是将部分不符合绿色设计理念的建筑进行升级改造，以落实绿色建筑、环境保护、持续发展的理念。按照建筑功能分区、分项计量的方式，科学计量建筑各功能分区的能源资源耗损，以帮助人们有针对性地进行改造。如根据实际的气候条件，合理选用可再生能源和绿色施工技术或者在建筑设计时尽量将配电室、空调机房等耗能较多的设施设备靠近负荷中心，从而节省管道线路的输配系统能耗等，都能实现节能减排环保的目标。

3绿色建筑设计方法在医院建筑中的应用

3．1绿色建筑设计理念

绿色建筑设计理念主要包括节约能源、资源、保护环境、回归自然等。如在节约能源方面，所有的材料和资源都要遵循清洁、健康和可再生的原则，通过利用太阳能、地热、风能等清洁能源以及可再生的建筑材料，减少传统采暖设施和建设材料的使用力度，并遵循能源战略化管理手段，在提高医院建设能源使用效果的同时，降低建筑投入使用后对自然生态系统和环境的污染，能实现医院建设和自然、社会的和谐共生。回归自然理念是指在采用绿色建筑设计方法时要遵循身心愉悦的原则，基于舒适性角度，从人体工学和以人为本的设计理念出发，通过为居住者提供健康、无害、舒适的室内外环境，保障安全的水源和饮食供应，提供健康环保的生态建筑和景观设计，让居住者感到身心愉悦。

3．2医院建筑的绿色建筑设计功能

医院建筑作为公共服务场所，其日均人流量较大、能源资源消耗较多。因此，在医院建筑中应用绿色建筑设计理念，要结合医院的实际功能需求，合理选择满足城市规划、医疗卫生网点布局需求以及服务人数和服务半径科学的建筑地址，并根据医院各科室的职能进行有针对性地设计。如根据医院各功能相互关联的特性，将其分为医疗区、感染区、服务区、污染区以及行政区等五部分，便于合理划分医院外部的入口和内部交通流线，从而保证患者就医诊治的快速高效。重视应用绿色材料、绿色施工技术等有助于改变传统医院能源消耗较多的发展现状，既能实现能源资源的最大化利用，降低医院正常运营的经济投入成本，又能有效保护周边生态系统，严格贯彻落实国家可持续发展和绿色建筑的相关战略。通常情况下医院的氛围相对紧张、压抑，而新时期现代医疗理念等的发展，使得康养于一体的观念逐渐被大众认可和接受，这就对医院的居住环境、整体氛围等提出了新的要求。绿色建筑设计在医院建筑中的广泛应用，既能扩增适宜的人性化配套建设，又能充分利用周边自然资源，将建筑内部人员集聚部位与外部庭院以及其他景观相互渗透和融合，有助于增加室内空间的延伸性，从而给患者更加舒适的居住体验，能够让患者保持良好的心态接受治疗。

3．3绿色建筑设计方法要点

首先，在医院建筑中应用绿色建筑设计方法，要注意充分利用有限的城市土地资源，充分考虑医院建筑涵盖的安全、简洁、高效的交通设计，集约化的功能空间布局以及人性化配套设施的建设，从而采用高效集中的空间布局形式有效提高医院建筑的空间利用率。其次，绿色建筑设计方法要遵循因地制宜的生态设计理念，充分利用可再生能源和清洁能源，在适应医院建筑周边地理环境和气候特点的基础上，进行生态化绿色设计，以在保证建筑物自然采光能力的同时，将太阳能、地热能等可再生资源融入其中，有效节省保温采光等方面的能源资源。如为满足室内采光和供热需求，可通过科学设计室内外空间渗透，通过直接通风和自然采光以及内外部景观相互渗透的方式，既能保证室内空气质量，减少细菌滋生，防止与其他空间交叉感染，又能提高医院的资源利用率，降低建筑常规能源的消耗。再次，合理选用绿色建筑技术和施工材料，包括常见的水循环系统、智能集成控制系统、隔热技术以及自然通风技术、照明技术等绿色建筑技术，从而有效降低建筑施工对周边环境的负面影响，真正贯彻落实国家可持续发展战略。最后，采用绿色建筑设计方法要坚持以人为本的管理理念，医院作为特殊的公共服务机构，在建筑设计时要充分考虑其对外服务职能。通过扩大建筑周边绿化面积、丰富基础配套建设、增设室内绿化景观等绿色建筑设计方案，能够拉近医患关系，缓和医院紧张、压抑的环境，有助于提升医院的服务效果。

3．4绿色建筑设计方法的具体流程

第一，前期策划阶段。在医院建筑中应用绿色建筑设计方法首先需要选择优秀、专业的设计团队，包含绿色建筑工程师以及景观设计、室内设计、专项技术专家等在内的优秀成员，保证其能够明确医院建筑绿色设计的必要性，并加强各项目负责人的沟通联系力度，使其积极参与医院绿色建筑设计方案讨论，确保其在医院绿色建筑总体规划和全局因素规划的基础上，充分考虑医院建设项目与周边环境的协调一致性，从而科学确定建筑密度及容积率。坚持以人为本的设计理念，准确围绕“两方便”原则，既要满足后期医护人员参与救治、患者及家属诊疗康复的使用需求，又要营造良好的就医和工作空间，从而带给患者及其医护人员相对舒适的真实体验，这既能让患者在就诊过程中感到温馨舒适，又能有效提高医院的服务水平。现代医院发展迅速，尤其是各项科学技术的应用，因此，设计人员在建设医院绿色建筑设计时，还需要具有前瞻性意识和眼光，充分考虑医院后期发展规划，从而为医院后期改造留下空间。第二，中期设计和建造阶段。绿色建筑设计方案的最终确定需要先后经过方案研讨、下发各专业领域、设计绿色建筑设计方案、审核设计指标、反复优化设计指标以及完善设计方案等。因此，绿色建筑设计方法的确定是一项系统分析和统筹规划的过程，其需要对多项方案进行全面、综合的对比和评估，而基于生命周期的绿色医院建筑设计方法是较为可靠、客观、科学的。在中期设计和建造阶段，要充分考虑医院职能，从而强调医院公共开放设计的安全性，以通过合理分布组织流线等方式，保证其设计方法在实际运营中具有可控性，避免因交叉感染而造成污染情况。医院涉及职能部门众多，不同专业科室对环境的建设需求具有不同要求，因此，在每个设计可变环节变量时都要详细参数描述，并采用重复优化的方式和流程，确保参数的具体数值能够从粗放模糊到精细清晰，直到得出最优解，从而保证医院建筑的绿色建筑设计方法更加高效、科学，设计内容更加完善、丰富。第三，投入使用和拆除后。绿色建筑设计的重点在于降低对周边环境的污染、提高能源资源利用率。部分建筑材料和化学物质在后期实际使用过程中没有完全被消耗，只是存在部分损耗，这时经过物理、化学、生物等处理方式进行回收处理，能够将其变成新资源用于下一级次。因此在医院建筑投入使用后，要重视废物回收利用，尤其是医院建筑拆除后产生的废旧可回收建筑材料，这有助于将废弃物和污染物的产出降到最低，能够满足全生命周期理论的绿色医院设计方法，也是绿色建筑体系的内在机制要求。因此，在进行医院建筑时采用绿色建筑设计方法要重视对医院建筑投入使用和拆除后等整个过程的跟踪评估管理，从而保证每个建筑环节都符合高效节能环保的绿色建筑设计状态。如医院建筑材料中常见的废旧玻璃材料、塑料、砖块、石膏墙板等都能实现废物回收再利用，并可建成新组件。美国德克萨斯州的奥斯汀城，便将石膏墙板碾碎用于粘良剂，用回收的沥青、砖块以及混凝土等作为填充物或粒料，因此其是十大绿色建筑之一。

参考文献

［1］王潇．绿色建筑理念在医疗建筑设计过程中的应用分析［J］．绿色环保建材，2021，(02):63-64．

［2］孙畅．医院的绿色建筑设计研究［J］．建筑技术开发，2020，47(18):5-6．

第8篇：有机合成材料的概念范文

关键词：超高性能混凝土；制备技术；材性；工程应用；细观力学分析

中图分类号：TU528.2文献标志码：A

0引言

混凝土是一种水泥基复合材料，它是以水泥为胶结剂，结合各种集料、外加剂等而形成的水硬性胶凝材料。混凝土是当今用量最大的建筑材料，与其他建筑材料相比，混凝土生产能耗低、原料来源广、工艺简便、成本低廉且具有耐久、防火、适应性强、应用方便等特点。从社会发展和技术进步的角度来看，在今后相当长的时间内，混凝土仍是应用最广、用量最大的建筑材料。然而，由于混凝土自重大、脆性大和强度（尤其是抗拉强度）低，影响和限制了它的使用范围；同时，对于低强度的混凝土，在满足相同功能时用量较大，这加剧了对自然资源和能源的消耗，另外也增加了废气和粉尘的排放，增大了对能源的需求和环境的污染。

20世纪以来，随着社会经济的发展，工程结构朝更高、更长、更深方向发展，这对混凝土的强度提出了新的要求。为满足这种要求，随着科技的进步，混凝土的强度得到了不断的提高。在20世纪20年代、50年代和70年代，混凝土的平均抗压强度可分别达到20，30，40 MPa。20世纪70年代末，由于减水剂和高活性掺合料的开发和应用，强度超过60 MPa的高强混凝土（High Strength Concrete，HSC）应运而生，此后在土木工程中得到越来越广泛的应用[15]。

然而，单纯提高混凝土抗压强度，并不能改变其脆性大、抗拉强度低的不足。采用纤维增强的方法，产生了纤维增强混凝土（Fiber Reinforced Concrete，FRC）[4，6]，其所用纤维按材料性质可划分为金属纤维、无机纤维和有机纤维等，最常用的是金属纤维中的钢纤维。随着社会的发展，许多特殊工程，如近海和海岸工程、海上石油钻井平台、海底隧道、地下空间、核废料容器、核反应堆防护罩等，对混凝土的耐腐蚀性、耐久性和抵抗各种恶劣环境的能力等也提出了更高的要求。因此，人们又提出了将HSC包含在内的高性能混凝土（High Performance Concrete，HPC）的概念。

在HPC应用发展的同时，人们并没有停止对混凝土向更高强度、更高性能发展的追求。1972～1973年，Brunauer等在《Cement and Concrete Research》杂志上发表了有关Hardened Portland Cement Pastes of Low Porosity的系列论文，报道了抗压强度达到240 MPa的低孔隙率的水泥基材料，但是研究中并未采用萘系和聚合物高效减水剂，该技术没有在工程中得到推广应用[3]。Bache采用细料致密法（Densified with Small Particles，DSP），通过发挥硅灰与高效减水剂的组合作用，以达到减小孔隙率的目的，制备出强度为150～200 MPa的混凝土，其产品在市场上以DENSIT商标的混凝土制品出现[3，7]。Birchall等[8]开发出无宏观缺陷（Macro Defect Free，MDF）水泥基材料，抗压强度可达到200 MPa。MDF水泥基材料问世后，引起了有关学者的广泛关注，并开展了许多有关这类材料优异性能和高强机理的研究。此外，Roy在1972年获得了抗压强度达到650 MPa的水泥基材料。美国的CEMCOM公司采用不锈钢粉也制备出超高强材料DASH47[3]。20世纪90年代，法国Bouygues公司在DSP，MDF及钢纤维混凝土等研究的基础上，研发出了活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC）[910]。RPC分为2个等级，强度在200 MPa以内的称为RPC200，强度在200 MPa以上、800 MPa以下的称为RPC800[910]。1994年，Larrard等[11]首次提出了超高性能混凝土（Ultrahigh Performance Concrete，UHPC）的概念。

直至今天，有关水泥基向更高强度发展的研究报道仍不断地出现，然而具有工程应用前景的并不多：有些因为价格太高，有些因为制备技术太复杂，而有些则在强度提高的同时某些性能指标下降。因此，以RPC制备原理为基础的UHPC材料的研究与应用，是当今水泥基材料发展的主要方向之一。美国国家科学基金会于1989年投资建立了一个“高级水泥基材料科技中心”，并为该中心提供了1 000万美元的科研经费[5]。美国联邦公路局以RPC为研究对象，对UHPC开展了系统的研究，进行了1 000多个试件的测试，研究内容包括配制技术、强度、耐久性和长期性能等力学性能[12]。在此基础上，美国密歇根州交通技术研究院开展了进一步的研究[13]。法国土木工程学会在大量研究的基础上，于2002年制订了超高性能纤维混凝土的指南（初稿）[14]。日本土木工程协会也于2004年制订了相应的设计施工指南（初稿），并于2006年出版了英文版本[15]。韩国提出了一个超级桥梁（Super Bridge 200）的计划，希望通过应用UHPC建造桥梁，减少20%的工程造价，在10年内节省20亿美元的投资，减少44%二氧化碳的排放量和减少20%的养护费用[16]。中国从20世纪90年代开始了UHPC的研究，取得了一系列的成果，国家标准《活性粉末混凝土》已在征求意见[17]。

2004年9月在德国的卡塞尔举行的UHPC国际会议上，与会专家认为UHPC虽然被命名为混凝土材料，但是却可以认为是一种新型材料，是新一代水泥基建筑材料[18]。2009年在法国马赛举行的超高性能纤维增强混凝土（Ultrahigh Performance Fiber Reinforced Concrete，UHPFRC）国际会议上，与会专家认为因UHPFRC低碳环保且性能优异，可以用来建造低碳混凝土结构，在未来必将得到大力发展[19]。尽管UHPC自出现以来，不断被应用于桥梁、建筑、核电、市政、海洋等工程之中，然而应用发展远低于预期。以应用最多的桥梁为例，自1997年第一座UHPC桥――加拿大魁北克省Sherbrooke的RPC桥建成以来，十几年间全世界也仅建成30余座，且以中小跨径与人行桥为主[20]。在中国，UHPC实际工程应用也极少，以桥梁为例，仅在铁路上有1座梁桥的应用，目前1座公路梁桥正在建设之中。在中国处于大规模工程建设的背景下，UHPC在中国的应用显得更为滞后。这种应用不理想的状况，究其原因：一方面，有关UHPC的研究主要集中在发达国家，而这些国家已完成大规模的基础设施建设，推动其研究与应用的市场动力不足；另一方面，发展中国家虽然有较大的基础设施建设的需求，但是基础研究不足和UHPC价格较高，影响了其在工程中的应用。

在今后相当长一段时间内，中国仍处于大建设时期，随着对节能减排、可持续发展要求的不断提高，对混凝土性能的要求也将越来越高，因此UHPC具有广阔的应用前景。2014年3月4日，住房和城乡建设部、工业和信息化部召开了高性能混凝土推广应用指导组成立暨第一次工作会。会议认为，高性能混凝土推广应用是强化节能减排、防治大气污染的有效途径，能提高建筑质量，延长建筑物寿命，提升防灾减灾能力，有利于推动水泥工业结构调整。在节能减排方面，据专家估算，以目前中国每年混凝土的使用量4×109 m3测算，通过推广高性能混凝土，合理使用掺合料，每立方米混凝土可节约水泥25 kg，实现年节约水泥1×108 t，进而减少消耗石灰石1.1×108 t、粘土6×107 t，节约标准煤1.2×107 t，减少排放二氧化碳7.5×107 t[21]。若能推广应用UHPC，成效显然更大，同时也能为中国UHPC技术、混凝土材料与工程结构领先于世界做出积极的贡献。因此，开展UHPC的制备技术与工程应用基础研究，具有重要的意义。为此，国家自然科学基金委员会与福建省人民政府设立的“促进海峡两岸科技合作联合基金”2013年资助了“超高性能混凝土制备与工程应用基础研究”项目。在该项目的指南建议、项目申请、项目获批后的研究计划制订中，笔者查阅了大量的研究资料，结合前期研究成果，对UHPC的研究现状有了较为全面的了解。为促使该项目的顺利进行，并推动中国UHPC研究与应用的不断发展，整理撰写了本文。

1UHPC制备基本原理与技术指标

1.1UHPC制备基本原理

对普通混凝土的研究，人们认识到混凝土作为一种多孔的不均匀材料，孔结构是影响其强度的主要因素，而固体混合物的颗粒体系所具有的高堆积密实度是混凝土获得高强度的关键。因此，减小孔隙率、优化孔结构、提高密实度、掺入纤维是UHPC制备的基本原理和主要方法，以RPC为例，其获得超高性能的主要途径有以下几种[9]：

（1）剔除粗骨料，限制细骨料的最大粒径不大于300 μm，提高了骨料的均匀性。

（2）通过优化细骨料的级配，使其密布整个颗粒空间，增大了骨料的密实度。

（3）掺入硅粉、粉煤灰等超细活性矿物掺合料，使其具有很好的微粉填充效应，并通过化学反应降低孔隙率，减小孔径，优化了内部孔结构。

（4）在硬化过程中，通过加压和热养护，减少化学收缩，并将CSH转化成托贝莫来石，继而成为硬硅钙石，改善材料的微观结构。

（5）通过添加短而细的钢纤维，改善材料延性。

中国正在制订的国家标准《活性粉末混凝土》（征求意见稿）[17]中对RPC的定义为：以水泥、矿物掺合料、细骨料、高强度微细钢纤维或有机合成纤维等原料生产的超高性能纤维增强细骨料混凝土。从上述定义可见，它对养护制度、配合比中的一些组分并没有严格的限制，如有些结构需要现场浇注，蒸压养护较为困难而采用常规养护时，如果骨料强度高且表面粗糙，也可得到强度为200 MPa的RPC[22]。

UHPC基于RPC的制备原理，如采用小粒径骨料，掺入钢纤维和采用蒸压养护等，但是对骨料的粒径、养护制度、配合比中的组分等则没有严格的限制，如采用常规养护工艺也可配制出强度超过150 MPa的UHPC。文献[23]中采用常规材料，不采用热养护、预压等特殊工艺，也制备出强度超过200 MPa，可泵送浇注的UHPC，其技术包括选择低需水量的水泥和硅灰、合理的砂浆水泥比、硅灰水泥比和水灰比等。文献[24]中采用普通材料和常温养护，制备出坍落度为268 mm，90 d强度为175.8 MPa的混凝土。文献[25]中采用常规材料和养护，制备出抗压强度超过200 MPa的混凝土，掺入质量分数为1%的钢纤维的抗拉强度可达到15.9 MPa。

1.2UHPC技术指标

在UHPC的研究中，有些继续采用RPC的名称，有些直接称之为UHPC，还有一些则称之为UHPFRC，如法国与日本的相关指南[1415]，有的则认为UHPFRC就是RPC，是UHPC与FRC相结合的产物[26]，目前对这些名词还没有统一公认的定义。从内涵来看，RPC，UHPC与UHPFRC有许多相同之处；相对来说，UHPC的范围大些，RPC和UHPFRC的范围小些，这也可以直接从字面上看出来。本文中在引用参考文献时，保持原文献的材料名称，在进行综述分析时，则统称为UHPC。

关于UHPC或RPC的技术指标，目前也没有统一公认的定义。法国UHPFRC指南[14]中，定义它为具有150 MPa以上抗压强度，有纤维加强以确保非脆，采用特殊骨料的高粘性材料。日本UHPFRC指南[15]中，定义它为一种纤维加劲的水泥基复合材料，抗压强度超过150 MPa，抗拉强度超过5 MPa，开裂强度超过4 MPa，并给出了基本组成：最大粒径小于2.5 mm的骨料、水泥和火山灰，水灰比小于0.24；掺入不低于2%体积掺量、长度为10～20 mm、直径为0.1～0.25 mm、抗拉强度不小于2 GPa的加劲纤维。

中国的国家标准《活性粉末混凝土》（征求意见稿）[17]中对RPC按力学性能的等级划分见表1。从表1可知，它对抗压强度要求最低为100 MPa，比法国、日本的抗压强度150 MPa要低。

表1活性粉末混凝土力学性能的等级划分

Tab.1Grade Classification of Mechanic Properties of RPC等级1抗压强度标准值/MPa1抗折强度/MPa1弹性模量/GPaR10011001≥121≥40R12011201≥141≥40R14011401≥181≥40R16011601≥221≥40R18011801≥241≥402制备技术

2.1材料组分与配合比

如同其他混凝土材料的研究一样，UHPC的研究也是从材料制备开始的。各国研究者结合当地的材料开展了大量的配合比设计，中国也开展了许多的研究，如文献[27]～[32]。

UHPC作为一种高技术的新型材料，成本较高是影响其工程应用的一个重要因素。文献[33]中对一些RPC试验的原材料进行分析，发现其成本均在4 000元・m-3以上，最高达到8 000元・m-3，远高于普通混凝土的价格。为此，提出了RPC性价比计算方法，并以钢纤维掺量为主要参数进行研究。

由于RPC中的钢纤维为细钢纤维，且为了防锈而镀铜，其较高的价格是RPC材料成本较高的主要原因，因此，许多研究围绕钢纤维及其替代品展开。文献[34]中采用碳纤维替代部分钢纤维进行RPC的配制，发现RPC的抗折强度下降而抗压强度有所提高。文献[35]中采用碳纤维替代钢纤维配制RPC，结果表明，最终破坏形态表现出很大的脆性破坏。此外，还有学者对聚丙烯纤维RPC和混杂纤维RPC开展了研究，将低模量的聚丙烯纤维、中模量的耐碱玻璃纤维和高模量的钢纤维混杂掺入RPC，可使RPC的一些力学性能得到一定程度的改善而提高[3642]。美国规范在AASHTO Type Ⅱ梁中采用80级焊接钢筋网以取代UHPC中的钢纤维，其抗剪强度超过采用钢纤维的UHPC梁，且施工方便，成本大大降低[43]。

为降低成本，研究人员还开展了采用替代材料减少UHPC中水泥、硅灰用量的研究，如钢渣粉、超细粉煤灰、石粉、偏高岭土、火电厂微珠、超细矿渣、稻壳灰等，不仅能降低造价，而且利于环保[4450]。

文献[51]中开展低水泥用量的RPC研究，用粉煤灰取代了60%的水泥，在凝结硬化过程中施加压力，得到338 MPa的RPC。在RPC中采用粉煤灰和矿渣替代水泥和硅灰，可减少高效减水剂的用量，并减少RPC的水化热和收缩[40]。文献[52]中采用棕榈油灰取代50%的胶凝材料，配制的UHPC具有158.28 MPa的抗压强度、46.69 MPa的弯拉强度和13.78 MPa的直拉强度。文献[53]中采用稻壳灰取代硅灰，在标准养护制度下，可制备出强度超过150 MPa的UHPC，当采用水泥+10%硅灰+10%稻壳灰时，得到的UHPC性能最好。在RPC的凝结硬化过程，加入部分水化水泥基材料（PHCM），能促进水泥水化，增加CSH生成量，使RPC具有较高的早期强度[54]。

由于胶凝材料（水泥和硅灰）表面特性不同，可选择多种减水剂进行耦合使用，其效果更好[55]。在UHPC配合比设计中采用修正的安德烈亚森颗粒密实模型，可以降低胶凝材料的用量，如养护28 d后，仍有很多水泥没有水化，则可采用一些便宜的材料来替代，如石粉[56]。文献[57]中提高RPC的硅灰含量，使配制的RPC强度得到提高的同时，其表观密度降低到1 900 kg・m-3。

另外，为减少对天然骨料的开采，研究人员还探索利用其他材料来替代UHPC中的石英砂等，如采用烧结铝矾土[40]、机制砂石[58]和丘砂[5960]等。文献[61]中采用铁矿石尾矿替代UHPC中的天然骨料，由于较差的界面，工作性和强度下降。文献[62]中将废弃混凝土块放入UHPC中，可减少早期收缩，制成自约束收缩UHPC。文献[63]中采用超细水泥制备了新型超高性能混凝土SCRPC，避免了硅灰的使用，且便于现场养护与施工。

2.2拌制与养护技术

与普通混凝土不同的是，RPC由于采用基体材料+细粒径组分材料+钢纤维进行配制，在拌制过程中容易聚团，影响RPC成型的均质性和材料性质，是备受工程界关心的一个主要问题。各国学者对需要采用的搅拌设备、混合料的拌制时间与顺序等也开展了相应的研究，如Collepardi等[64]的研究表明，搅拌1 min后添加减水剂的RPC，其工作性能要优于即时掺入减水剂的RPC[64]。文献[65]中介绍了常规搅拌工艺配制的RPC的特性，制定了加料顺序。文献[66]中研究了3种不同的投料搅拌方法，试验结果表明，不同的投料次序对RPC的抗折强度和抗压强度有一定影响，尤其对RPC流动性的影响较大。此外，RPC浇注时钢纤维方向分布对RPC的拉抗强度等性能有较大影响。为寻找有效控制钢纤维方向的方法，文献[67]中通过数值分析和试验研究，探讨了通过挤压改变钢纤维排列方向的方法；文献[68]中采用管壁效应和混凝土流动方向等方法，改变钢纤维在试件内的排列方向，试件成型后的X射线图像表明，该措施取得了良好效果。

高温、加压养护制度是UHPC获得高性能的重要手段，温度越高、时间越长，参加反应的硅灰越多，内部结构也就越密实。文献[69]中指出，与90 ℃热养护相比，在20 ℃标准养护条件下的UHPFRC试块，抗压强度降低20%，抗弯强度降低10%，断裂能降低15%。高温、加压养护制度是RPC获得高性能的重要手段，如RPC中含有火山灰活性物质，在不同养护制度下，RPC的力学性能有较大差异[1415]。以29Si磁共振方法（29Si NMR）量测水泥、硅灰、石英粉等胶结粉体在不同养护条件下的水化程度，可确立有效且经济的养护方式[70]。Richard等[10]的研究表明，90 ℃热养护能加速火山灰反应，并改变已形成水化物的微观结构，高温养护（250 ℃～400 ℃）能促使结晶水化物的形成与硬化浆体的脱水。Dallaire等[71]的研究表明，RPC试件在加压50 MPa和400 ℃的条件下养护48 h后，其抗压强度可达到500 MPa。Cheyrezy等[72]通过热重分析和X射线衍射对热养护下传统RPC的微观结构进行分析，认为传统RPC在养护温度介于150 ℃～200 ℃之间时，孔隙率最小。对采用蒸汽养护、滞后蒸养与降温蒸养以及常规养护这4种养护方式进行了对比试验，结果表明，蒸养对材性的影响最大，而采用蒸养但滞后蒸养与降温蒸养对材性的影响较小[72]。蒸养能提高材料的抗压强度、抗拉强度和弹性模量，减小徐变，加快收缩速度，提高抗渗能力[12]。然而，蒸汽或蒸压养护给施工带来困难，也提高了制备成本。因此，不采用蒸汽或蒸压养护时，如何获得RPC材料的高性能，也成为研究的一个热点。吴炎海等[7377]也都开展了不同养护制度和龄期对RPC材料性能影响的研究，结果表明，蒸养对提高材料性能具有极其有利的作用，并提出了相应的最佳养护条件。

养护时的压力对UHPC的性能也有影响。研究结果表明，在凝结过程施加5～25 MPa的预压力时，RPC的抗弯强度可提高34%～66%，韧性可提高3.39～4.81倍，这是由于预压力可消除孔隙和自由水，使颗粒更加紧密[78]。蒸压时间、温度和压力均会影响RPC的性能；对于每一个压力和温度，存在一个临界蒸压时间；蒸压时间过长，反而会使其力学性能有所下降[79]。蒸压养护对提高RPC抗压强度作用明显，但是其抗折强度和韧性反而低于28 d标准养护的RPC，这可能与蒸压养护对提高钢纤维和水泥石的粘结作用不大有关[22，79]，而在RPC中增加粉煤灰和矿渣用量可减少蒸压情况下其抗折强度和韧性的降低[79]。3超高性能机理

3.1微观结构

文献[80]中从测量的纳米尺度力学性能出发，采用四层次多尺度微观结构模型，精确计算UHPC的刚度，且证实了纤维基体界面是无缺陷的。此后，许多学者采用SEM，EDS微区元素点分析与X射线衍射等试验，对RPC的微观结构开展了研究，进一步揭示了RPC形成高性能的基本原理。

RPC密实度与强度之间存在着高度的相关性[8081]，但是最大密实度并不代表最高强度，强度取决于其微观结构和水化阶段的性能[8283]。蒸压养护能降低CSH凝胶中的CaO/SiO2，使RPC中形成针状和片状的托勃莫来石[40，84]。电导率与水化度存在一种函数关系，当水化度达到26%时，孔隙不连续，采用超声波技术可以监测凝结硬化过程RPC的孔隙半径的变化[81，85]。UHPC孔结构可用表面分维来表示，且建立了混凝土的纹理、硅酸盐链长（表面分维）和CSH量的关系[85]。

高温可促进水泥、硅灰和石英粉的化学反应，当温度达到250 ℃时，RPC中出现硬硅钙石。随着养护温度的增加，CSH平均链长增加[8687]。碱激发水泥RPC （ARPC）在抗压强度相同情况下，具有更高的抗弯性能、断裂能以及与钢筋的粘结性能；由于ARPC的CaO/SiO2较低，其纳米的孔结构有利于水分的逸出，内部孔压力较低，因此具有更好的抗火性能[8889]。

3.2纤维增强增韧机理

研究结果表明，未掺入钢纤维的UHPC，在进行受压试验时由于内部积聚的能量太大而呈现爆炸性破坏，表现出较普通混凝土和高强混凝土更大的脆性。因此，UHPC一般掺有纤维，故它也可视为基体与纤维的复合材料。纤维主要以细钢纤维为主，直径较小，为0.20～0.22 mm，长细比较大，为55～70，而UHPC基体的胶凝粒径小，因而它与基材间的粘结滑移、纤维的拉拔、纤维桥接和裂缝的偏转作用以及对混凝土材性的增强机理都有其自身的特性。为此，对纤维的增强增韧机理开展了大量的研究。

文献[90]中研究了钢纤维分布角度分别为0°，30°，45°，60°，90°时对RPC断裂性能的影响。结果表明：当分布角度为0°时，构件的平均应变最大，其变化规律为0°～60°降低，60°～90°增加；轴拉构件在0°～40°之间为延性破坏，60°～90°之间为脆性破坏，40°～60°则处于中间状态，RPC的伪应变强化效应与钢纤维的分布特征有较大的关系，但是纤维分布方向对抗压强度的影响较小。

大量的研究表明，钢纤维对UHPC的抗拉强度和韧性有明显的提高作用，这种提高作用，在不影响钢纤维分布均匀性的前提下（一般在3.5%～4%之间），与钢纤维的掺量成正比[9193]。受拉破坏时，在开裂口处由于钢纤维的桥搭作用，与普通混凝土相比，它的抗拉强度和韧性有很大的提高，其破坏形式是钢纤维被拔出破坏，而不是拉断破坏[9496]。

对抗压强度，钢纤维也有一定的增强作用，但是一般认为存在一个界限掺量，当超过这个掺量时，抗压强度不升反降。对于这个界限掺量，各国学者有不同的看法，从2%到4%都有[97100]。

为探讨纤维对UHPC强度（尤其是抗拉强度）影响的细观作用机理，一些研究对纤维与UHPC基体的相互作用开展了研究。文献[101]中提出了一种新型的抗拉试验方法（在夹具和试件间采用转换板，使拉应力均匀）用于测试纤维的拔出试验。通过优化UHPC基体的材料配制比例，镀铜直纤维与UHPC的最大等效粘结应力可达到22 MPa，纤维的最大拉应力可达到1 840 MPa，拉出所需要的能耗为71 J・mm-2，其粘结强度、纤维最大应力和拉出耗能分别为HSC的7倍、4倍和20倍；此外，UHPC的拉拔荷载位移曲线达到最大荷载后没有出现像HSC曲线的突然下降现象，表明UHPC与纤维的摩擦因数更大，其密实性较HSC更好[102]。文献[103]中研究镀铜直纤维、变形纤维（弯勾纤维和扭转纤维）物理化学界面的粘结性能，变形纤维的粘结强度47 MPa是直纤维的5倍。通过优化UHPFRC的配合比，直纤维的粘结强度可以从10 MPa提高到20 MPa。硅灰对粘结性能有利，最优的硅灰水泥比为20%～30%，当硅灰水泥比为30%时，其粘结强度可提高14%[104]。文献[105]中认为，掺入质量分数为3%的钢纤维，其抗压强度、弹性模量、收缩性能和界面性能最好，并给出了粘结应力滑移模型。4材料性能研究

4.1拉、压强度等基本力学性能

在强度等力学性能方面，主要研究内容有抗压强度、抗拉强度、韧性、弹性模量和应力应变曲线、极限应变、泊松比、平均断裂能、延性、热膨胀系数等，其中，抗压强度、抗拉强度是UHPC最基本的力学性能，已开展了大量的研究。

在材料性能的测试方面，与普通混凝土和高强混凝土一样，UHPC也存在着尺寸效应问题，因此如何根据其特点，制定统一的测试标准，已成为研究的主要内容。由于UHPC基体组成材料的最大粒径不超过1 mm，因此除了一般混凝土测试方法外，研究人员还采用了砂浆或胶砂的测试方法。中国学者常采用边长为150 mm（混凝土标准试件）、100 mm（混凝土非标准试件）、70.7 mm（建筑砂浆试件）和40 mm（胶砂试件）等立方体试件和尺寸为150 mm×150 mm×300 mm和100 mm×100 mm×300 mm等棱柱体试件[106112]；国外研究人员常采用Φ76×153，Φ100×200，Φ90×180等圆柱体试件[12，109111]。文献[110]中的研究结果表明，如果不掺入纤维，RPC的尺寸效应与普通混凝土或高性能混凝土大致相同，但是如果掺入纤维，RPC的尺寸效应变得明显。文献[112]中认为，与掺入纤维的UHPFRC相比，不掺入纤维的UHPC抗压强度的变异系数较大。总的来说，小尺寸试件所测的强度要大于大尺寸试件，但是各尺寸试件所测强度之间的比值，目前还没有统一的结论。

文献[108]中认为，边长分别为70.7 mm和40 mm的试件对应的是建筑砂浆和水泥胶砂试件规格和测试方法，与现有普通混凝土或高强混凝土的测试方法之间存在一定的差异，不应作为RPC抗压强度的测试试件。鉴于一般检测机构或实验室的压力机能力，文献[17]，[106]，[108]中均建议采用边长为100 mm的RPC立方体试块为标准测试试件。根据不同形状试件的测试结果可知，立方体试件的抗压强度大于棱柱体的抗压强度，文献[108]中汇总了65个试验样本，得出二者之间的比值为0.87，略高于《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）[113]中规定的高强混凝土C80的二者比值0.82。

目前混凝土抗拉强度主要的测试方法有轴拉试验、劈裂试验和抗折试验3种。由于混凝土材料的抗压强度高，抗拉强度低，且抗拉强度测试难度较大，在结构中发挥的作用较小，因此抗拉强度的测试并没有得到重视，各种测试结果之间的关系以及工程中的应用标准还不统一。虽然UHPC的拉压比与普通混凝土的拉压比相差不大，但是其抗拉强度绝对值已达到10 MPa或更高，在结构受力中能发挥一定的作用，因此，UHPC的抗拉强度研究受到了重视。UHPC的抗拉强度测试方法，基本沿用了普通混凝土的3种测试方法，研究结果表明，同普通混凝土一样，UHPC测得的抗拉强度从高到低依次为轴拉强度、劈拉强度以及弯拉强度，但是对于各种测试结果之间的比值量化关系，目前为止还没有公认的定论[12，91，100，108]。

除抗压强度、抗拉强度外，许多研究者对UHPC的其他材性进行了综合性的研究。美国联邦公路局[12]和美国密歇根州交通技术研究院[13]对UHPC的强度、耐久性、长期性能等力学性能进行了较为系统的研究，为其在美国桥梁工程中的应用奠定了理论基础。文献[114]中研究了RPC200的棱柱体抗压强度、立方体抗压强度、劈拉强度、弹性模量、峰值应变、泊松比等参数，并建立了弹性模量和峰值应变的拟合公式。文献[115]中采用超声波技术来测定UHPC的弹性模量和泊松比。文献[110]中认为，ACI公式可以预测UHPC的弹性模量。

Fehling等[116]研究了不同钢纤维掺量UHPC的受压应力应变曲线，认为不掺入钢纤维UHPC受压破坏时呈现爆炸性，无曲线下降段；掺入钢纤维UHPC的应力应变曲线则存在明显的下降段，但是随着钢纤维掺量和分布的不同，曲线下降段的斜率不同。对于应力应变曲线的上升段，不同养护方式所对应的系数也是不一样的[110]。Prabha等[109]通过MTS测得不同钢纤维种类和掺量RPC的单轴受压应力应变全曲线，认为RPC的应力应变曲线上升段近似呈直线，下降段的形状则取决于钢纤维含量和种类。纤维的形状（光滑、弯钩、扭转）对抗拉强度、峰值应变和耗能能力的影响较小，而纤维的体积掺量起决定性的作用；光滑纤维与UHPC基体的粘结强度高，所以未必需要弯钩和扭转的纤维[117]。Fujikake等[118]采用伺服控制试验机，研究了不同应变率对RPC受拉应力应变全曲线的影响。结果表明，初裂抗拉强度和极限抗拉强度都随着加载速率的提高而增加。

文献[119]中对抗拉和抗压本构关系测试方法进行了改进，研究发现，钢纤维对抗拉强度提高明显，但是对抗压强度和弹性模量提高不明显。文献[120]，[121]中由弯曲试验采用反向分析方法来量化UHPFRC的受拉应力应变关系，并将计算结果与直拉试验结果（DTTs）进行了比较，发现峰值应力和对应的应变略微偏大。

Liang等[31，33，108]研究了不同砂胶比、水胶比、钢纤维掺量对RPC强度的影响。结果表明：随砂胶比的增大，RPC的抗折强度、抗压强度均减小；随水胶比的增大，RPC的抗折强度增大，但是抗压强度在水胶比为0.18时达到最大值；随钢纤维掺量的增大，RPC的轴拉强度、劈拉强度和抗折强度均增大，但是抗压强度在钢纤维掺量2%时达到最大值。

4.2体积稳定性

收缩、徐变等体积稳定性是RPC长期性能研究的主要内容[1213，122124]。研究结果表明：由于孔隙致密，采用蒸汽养护的RPC收缩和徐变均减小，收缩的速度较普通混凝土快，在24 h内可完成总收缩量的1/2，这有利于预应力RPC构件工厂化生产时生产效率的提高；随着水灰比和高效减水剂掺量的增加，RPC收缩增大[125]。对于温度20 ℃、相对湿度50%下养护的RPC，标准试件（75 mm×75 mm×280 mm）1 d的总收缩为377×10-6，7 d的总收缩为488×10-6，其早期收缩占总收缩的77%；与标准试件相比，小试件（25 mm×25 mm×280 mm）的总收缩较大[126]。

在RPC中掺入SAP（Superabsorbent Polymer）和SRA（Shrinkagereducing Admixture）可使RPC的自收缩降低[127]。在阻止水蒸发方面，采用石蜡效果比较好。在凝结时间试验中，当抗穿透压力为1.5 MPa时，UHPC的应力开始发展，这个时间比初凝时间早0.6 h，该时间被定义为零应力点；自收缩应变比总应变大，15 d时为6.13×10-4。超声波技术可用于测量其早期抗拉强度和弹性模量[128]。文献[129]中认为：零应力点是浇注后6 h；从6～15 h，自收缩应变为5.77×10-4；由于自干燥，30 d时，自收缩应变为7.53×10-4；因为玻璃纤维增强复合材料（GFRP）的刚度最低，只有普通钢筋的1/4，采用GFRP的自收缩应力只有采用普通钢筋变形的66.5%～70.1%；钢筋表面特性对自收缩影响不大。文献[130]中认为，掺入纤维可以减少SRA从UHPC中的渗出，减少早期收缩，从而提高UHPC的抗裂性。高温养护加速了水化和自干燥过程，所以UHPC自收缩增加[131]。

对于预测长期性能来说，采用拉伸徐变比抗拉强度更合适，因为拉伸徐变更为敏感且重要。热处理和钢纤维对拉伸徐变性能的影响较大，由于纤维基体界面在热处理下变得致密，短直钢纤维能降低UHPC的拉伸徐变[132]。对于徐变，虽然徐变系数较小，但是由于材料的强度提高，早龄期加载产生的徐变变形还是相当可观的，因此，工程应用中应尽可能地采用晚龄期加载。

4.3耐久性

对于RPC的耐久性研究，其主要集中在抗除冰盐腐蚀、抗氯离子渗透能力以及抗冻融循环能力等方面[1213，133136]。

大量的研究均表明：RPC具有非常致密的细观结构和很强的抗渗透能力以及很好的抗冻融循环能力[137]；UHPC的耐水性比普通混凝土好（以渗出的钙为指标）[138]，UHPC具有很好的水密性和愈合裂缝的能力[139]，UHPC耐硫酸盐、氯盐，但是不耐高浓度硫酸[140]。文献[141]中指出：UHPC的抗弯强度是抗压强度的16%～18%；将冻融循环1 098次构件与放置于20 ℃的水中养护1年的构件相比，其抗压强度和弹性模量反而增加。文献[142]中指出，气体渗透法比孔结构能更准确评价UHPFRC的耐久性；UHPFRC的耐久性较普通混凝土和砂浆好。

4.4其他性能

研究人员对UHPC的其他性能也开展了研究，如高温、抗爆抗冲击、粘结性能等。

UHPC立方体抗压强度在温度达到100 ℃时开始下降，在200 ℃～500 ℃之间时增加，温度超过600 ℃后又开始下降。当温度低于300 ℃时，UHPC立方体抗压强度随着纤维掺量的增加而增加，但是当温度高于300 ℃时，UHPC立方体抗压强度随着纤维掺量的增加而降低。UHPC立方体抗拉强度在200 ℃时开始下降，在200 ℃～300 ℃之间时增加，温度超过300 ℃后又开始下降。当温度低于600 ℃时，UHPC立方体抗拉强度随着纤维掺量的增加而增加，但是当温度高于600 ℃时，UHPC立方体抗拉强度随着纤维掺量的增加而降低。在火灾环境下，UHPC抗拉强度降低速度比其抗压强度快，UHPC强度降低速度和质量损失率低于普通混凝土和高性能混凝土[143145]。在UHPC中复掺钢纤维和聚丙烯纤维，聚丙烯纤维在高温下融化后，为蒸汽提供逸出通道，提高了UHPC的抗火性能，但是其效果不如高强混凝土和高性能混凝土[146]。

UHPC抗爆性优于普通混凝土[147]，穿透深度小于C30混凝土的1/2[148]，钢纤维可避免它在动荷载下产生粉碎性破坏[149150]。Lai等[151]建立了受冲击后RPC的本构关系，并模拟了其冲击破坏过程。Tai[152]建立了动能量耗能能力与高应变率、钢纤维含量之间的关系。文献[153]中研究了弯曲荷载和剪切荷载下的UHPC动力特性，给出了动力增长系数的变化规律。文献[154]中的研究发现，UHPC在动载下的抗压强度、劈拉强度对应变率和应力率很敏感。文献[155]中采用离散元编制并验证了模拟弹体侵彻的程序CORTUF。

UHPC的粘结性能包括它与钢筋的粘结性能和它与其他混凝土的粘结性能。文献[156]，[157]中研究了光圆钢筋与RPC的粘结性能。文献[158]中研究了高强钢筋与RPC的粘结性能，结果表明，与普通混凝土相比，高强钢筋与RPC的荷载滑移曲线上升段较陡，下降段平缓或有回升。文献[159]中研究了碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP）筋与UHPFRC的粘结，发现光圆CFRP筋的粘结强度与磨砂CFRP筋的相差不多；随着CFRP筋直径和锚固长度的增大，粘结强度降低，破坏发生在CFRP筋外层。此外，有些学者还研究了RPC的断裂性能[96]、抗裂评价方法[160]、疲劳损伤[161]等。5工程应用研究

5.1基本构件的受力性能

配筋RPC梁和预应力RPC梁受力性能的研究，主要集中在RPC较高的抗拉能力对结构正截面和斜截面抗裂性能与极限承载力影响的分析上，研究结果表明，在设计计算中应以充分考虑RPC材料优良的抗拉能力[162172]。与普通梁相比，UHPFRC梁具有更好的极限荷载、刚度和抗裂性能[171]。浇注UHPC方法不同，即从梁的中间部位开始浇注和从梁的端部开始浇注，钢纤维的方向不同，UHPC梁的抗弯性能也不同[172]。文献[173]中研究了UHPC梁的扭转性能，发现随着配箍率的增加，极限扭转强度和扭转刚度增加，且极限扭转强度随着纵筋配筋率的增加而增加。

与配普通钢筋相比，采用高强钢筋的UHPC梁具有较好的延性和较高的富余承载力[174]。在梁中采用UHPC作为受拉钢筋，可承担30 MPa的弯曲拉伸强度，且没有任何滑移现象，梁具有较好的延性[175]。与没有钢骨的UHPC梁相比，预应力钢骨UHPC梁具有较高的富余抗剪承载力、裂后刚度以及较好的剪切延性[176]。

对UHPC梁板的抗冲击能力也进行了研究，在没有箍筋情况下，冲击荷载作用下的RPC梁产生很多细小的裂缝，发生延性的弯曲破坏[177]。在RPC梁中，加载速度的增加将使其极限荷载、荷载位移曲线下降段的斜率和极限挠度得到提高[178]。文献[179]中研究了UHPFRC在冲击荷载和静力荷载下的反应；在冲击荷载下，板的强度和断裂能远大于静力荷载时的。文献[180]中对UHPFRC板在冲击荷载下的性能进行了数值模拟，在该模型中考虑了UHPFRC的应变软化，并进行了参数分析。文献[181]中比较了普通混凝土柱和UHPC柱在冲击荷载下的性能，并进行了仿真分析。