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关键词:建筑材料 化工 现状
一、 主要新型建筑材料的发展情况与趋势分析
1.新型墙体材料
新型墙体材料墙体材料有很强的地方性和区域性,其发展受到各国资源、自然条件、工业和科学技术水平、建筑风格、民族习俗等多方面的影响。尽管各发达国家情况不同,但共同特点是:走节能、节土、低污染、轻质、高强度、配套化、易于施工、劳动强度低的新型墙体材料发展道路。总的发展趋势是:产品结构趋向合理。以黏土为原料的产品大幅度减少,并向空心化和装饰化方向发展;石膏制品以纸面石膏板为主,增长迅速;建筑砌块持续增长,并向系列化方向发展,产品以砼砌块为主,且向空心化发展,装饰砌块和多功能、易施工的砌块也将得到发展;质量轻、强度高、保温性能好的功能性复合墙板将迅速发展。
2.化学建材和新型建筑装饰装修材料
(1)塑料门窗塑料门窗生产技术先进,产品质量好、档次高。在生产技术方面:型材生产发展了型材共挤出工艺、型材贴膜工艺、型材喷涂工艺、型材印刷工艺、型材高速挤出工艺、型材冷却新技术等新工艺。门窗组装设备向连续化方向发展,型材送进、切割、打孔铣槽、贴标记一人操作一条线。另外,焊接生产线从焊接到清角全部自动化,自动安装五金件,全线实现计算机控制。塑料门窗总的发展趋势是朝着绝缘性好、多颜色、视角和触觉良好、复合化的方向发展。
(2)塑料管材塑料管材的发展趋势是由重质向轻质发展。80年代末、90年代初,欧洲开发了铝塑复合管、交联聚乙烯管、改性聚丙烯管等新型管材的生产技术与装备。近年来,美国成功地开发了发泡的ABS管和PVC发泡共挤出复合管材,后一种管材的结构中间是发泡层、内外两层是密实层的三层结构。这种管材与普通PVC管材相比,不仅性能好,而且价格低。今后塑料管的技术发展重点将主要放在提高生产效率、降低成本和开发新的应用领域等方面。
(3)建筑涂料建筑涂料的发展趋势是重视基础材料和配方的研究,向无公害、功能型方向发展。水乳性涂料仍将是建筑涂料的主流,无机高分子涂料将得到大发展,弹性涂料受到欢迎。具有防火(报警)、杀虫、防潮、防霉、防污、防震、防结露、吸收射线、高光亮度、取暖、防止砼渗水、防海水侵蚀等功能型涂料将广泛地生产使用。粉末涂料随着喷涂技术的发展将迅速发展。纳米材料等高技术也将广泛应用于涂料工业。
3.新型防水密封材料
发达国家非常注重基础原材料的研究,以改性沥青油毡和高分子防水卷材为主导屋面防水材料,防水涂料只是作为对油毡与高分子防水卷材的一种补充。密封材料因建筑节能的需要将得到高速发展。改性沥青防水卷材在美、法、意、挪威、日本、荷兰等国家仍将占主导地位。高分子防水卷材应用将呈增长趋势,并向复合化方向发展。防水涂料以橡胶类为主,并向功能化发展。
防水密封材料生产技术先进,设备日趋复杂,精度和自动化程度越来越高。改性沥青油毡、高分子防水卷材的设备向大型化发展。高档防水涂料生产设备正规化,除可控制温度、速度的搅拌装置外,还有研磨生产预处理、自动称量、自动灌装等装置,设备型号、功能越来越全。
二、国内新型建材行业与国外先进水平的差距分析
1.新型墙体材料
(1)产品结构落后工业发达国家的新型墙体材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化和装饰化方向发展,产品结构趋于合理。我国新型墙体材料这几年虽有所发展,占墙体材料总量的比例已提高到28%,但代表墙体材料现代化水平的各种轻质、复合板和复合墙板仍然极少,尤其是工业化生产的装饰外墙板,可供建筑业选择使用的更少。
(2)企业规模小、装备陈旧、工艺落后国内新型墙体材料企业生产规模小,设备陈旧,工艺落后,劳动生产率低,生产过程资源和能源消耗大、成本高、企业经济效益差。具有世界先进水平的大规模生产线近几年也有建设,但所占比例极低。工业发达国家新型墙体材料都实现了规模化和自动化生产,生产成本低,劳动生产率高。
(3)新型墙体材料的产品质量较差功能、外观及一些强度指标等不能达到国际同类产品的标准,绝大多数产品在墙体应用中仍需外装修。
2.新型建筑装饰装修材料
国内装饰装修材料工业与工业发达国家的差距主要表现在:
(1)企业生产规模小、市场竞争能力不强国内装饰装修材料生产企业绝大部分是小、土、散企业,生产规模小,企业技术素质差,生产费用大,成本高,劳动生产率低、经济效益差,发展根基很脆弱,市场竞争能力不强。如建筑涂料的生产,国际上著名的跨国公司的年产量都在几万吨乃至几十万吨。但国内万吨规模的建筑涂料厂极少,绝大部分为年产1000吨以下的小企业。
(2)技术创新能力差产品更新换代能力弱、款式旧、档次低、配套性差。国外非常重视研究装饰装修材料的市场需要,及时更新花色、品种。以壁纸为例,欧、美、日等国的壁纸已发展了几百个花型,几千个花色,并且已达到系列化、标准化,可选性强。与国外比较,国内壁纸品种、花色还很少,款式较陈旧,档次低,可选性不强,材料配套性差,难以满足更高层次的需要。
(3)产品质量差国外公司和企业为确保产品质量,都进行了ISO9001的认证,有完善的质量管理体系,有明确的质量方针和质量目标。相比之下,国内企业质量意识较差。如一些塑料门窗型材企业,为了降低生产成本,不按科学配方生产,加大碳酸钙的含量,致使产品性能大大降低。此外,门窗五金件和密封材料缺少技术标准,档次偏低。
3.新型防水密封材料国内新型防水密封材料与发达国家的差距主要表现在:
(1)市场占有率低工业发达国家改性沥青油毡和高分子防水卷材的市场占有率很高,如意大利、法国、英国、德国和美国改性沥青油毡和高分子防水卷材的市场占有率已达到80%~97%,而我国的市场占有率仅为19%。
(2)产品质量差、配套性差我国防水密封材料产品质量差,假冒的SBS改性油毡等低劣产品泛滥。国外改性沥青油毡和EPDM防水卷材已开始实现产品、配套材料、施工机具等配套供应,而我国在这方面才刚刚起步。
(3)技术落后、创新能力弱与国外相比,我国新型防水材料还存在产品标准偏低,施工技术落后,研究力量薄弱等差距。
关键词:新型;建筑材料;特点
随着经济的发展,推动了科学技术的发展,各种新型建筑材料凭借其各自特点广泛应用于建筑工程之中,新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,包括的品种和门类很多。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,还可以使建筑物内外更具现代气息,满足人们的审美要求;有的新型建材可以显著减轻建筑物自重,为推广轻型建筑结构创造了条件,推动了建筑施工品质,大大加快了建房速度。
1 新型建筑材料的特点
新型建材具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,还可以使建筑物内外更具现代气息,满足人们的审美要求。有的新型建材可以显著减轻建筑物自重,为推广轻型建筑结构创造 条件,推动了建筑施工技术现代化大大加快了建房速度。新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,主要包括新型墙体材料、高分子化学建材、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。
2 典型的新型建材的发展应用
2.1 新型墙体材料
我国新型墙体材料发展较快,新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。要想新型墙体材料占墙材总量的比例上升,重点是建设上档次、上水平、规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高弧度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块,重点发展机械化挤压式生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材,并配合建设部门推广应用轻钢结构体系,发展各种装配式条板。
2.2 高分子化学建材
目前,最活跃的领域是含氟树脂和有机硅改性树脂的研究。建筑防水密封材料在国外竞争激烈,产品更新快,向高分子树脂和高分子改性沥青为基料的方向发展;沥青油毡胎基向玻纤胎基、化纤胎基或树脂薄膜胎基方向发展;屋面防水构造由多层向单层、双层方向发展;施工技术由热熔粘结向常温、自粘、机械固定等方向发展。
2.3 新型保温材料
我国保温材料工业经过多年的努力,不少产品从无到有,从单一到多样化,质量从低到高,已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业,技术、生产装备水平也有了较大提高有些产品已达到90 年代国际先进水平。但由于我国保温材材料工业起步晚,总体技术和装备水平较低,在建筑领域的应用技术有待完善,在很大程度上影响了保温材料的推广应用。近年来,保温材料工业重复建设现象严重,全国各地蜂涌而上,几年间上百条生产线投产,而在应用领域的开发上却投入不多,造成了目前投资效益低,供过大于求的局面。
2.4 新型防水密封材料
防水材料已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面,目前拥有包括沥青油毡(含改沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。我国防水材料基本上形成了品种门类齐全,产品规格、档次配套,工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系,国外有的品种我们基本上都有。
2.5 新型建筑装饰材料
筑装饰装修材料品种门类繁多,更新换代十分迅速。目前花色品种已达4000多种,已基本形成初具规模、产品门类较齐全的工业体系。建筑装饰装修材料与人民生活水平提高和居住条件改善密切相关,是极具发展潜力的建筑材料品种之一。它的品种、质量和配套水平的高低决定着建筑物装饰档次的高低,对美化城乡建筑、改善人民居住和工作环境有着十分重要的意义。
3 新型建材发展建议
3.1 继续推进经济体制改革,不断深化改革
对于新型建筑材料主导产品的研发和推广应该强化指导管理,有重点的发展市场效益和市场前景较好的产品。对于技术欠缺以及市场竞争力不强的产品要提高研究水平,促进其发展,增强其市场竞争力。如,我国发展较好的防水材料就应该加强宣传,提高其市场知名度。而我国的保温材料中,建筑用矿物棉还有待进一步提高技术研究投入。以提高其市场竞争力。
3.2 对于新型建筑材料的科研投入有待进一步提高
在我国现有的新型建筑材料上面,很多材料的质量有一些不稳定。这就反映了我国在这方面的科研技术还不够,建筑材料缺乏过硬的技术支持。因此,我国需要进一步提高我国的科研力度,积极学习和借鉴国外的优秀经验,结合我国实际生产处技术过硬的产品。
3.3 还要加强我国新型建筑材料的应用步伐
从而形成新型建材的生产集团。通过建筑材料应用速度加快,从而形成新型建材的生产集团,进一步提高生产力,降低生产成本,增强建材企业的市场竞争力。建筑材料的快速应用和新型建材企业的集团化发展也有利于建材使用的配套标准建立。从而规范新型建材市场。
3.4 确定新型建材及制品发展的主导产品,加强结构调整的导向工作
新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的,大力发展各种轻质板材和硷砌块,开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨醋防水涂料和硅酮、聚氨醋密封材料保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品门窗重点发展塑料门窗,并注意解决好款式新颖、功能各异的设计和高档五金件的开发配套上下水管道重点发展塑料管材件,并解决好管材与管件的配套问题。无机非金属新材料重点发展建筑、石油化工、电子、汽车等支柱产业所需的各类玻璃钢和制品,以及农渔业等行业所需的玻璃钢渔船、风力发电叶片等产品,不断提高集约化程度和产业化水平。
总之,建筑业的进步不近要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以显著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面积,提高抗震能力,便于机械化施工和提高施工效率,而且同等情况下可以降低建筑造价。因此要确定新型建材及制品发展的主导产品,加强结构调整的导向工作,加大科研开发的力度,提高技术装备水平,加强产品在工程技术应用的研究,加快新型建材及制品的应用步伐。
参考文献
[1] 江海强.现代高层建筑队新型建筑材料的采用分析[J].才智,2010 (15).
【关键词】高分子材料专业;大学生就业;复合型人才
【Abstract】This paper have supposed a series countermeasures in view of the dilemma of university students’ employment, which based on analying the requirement of polymer materials profession. In respect of graduates themselves, enterprise and government,college teaching reform, we provided new thoughts to improve university students’ employment.
【Key words】Polymer materials profession;University students’ employment; Inter-disciplinary talent
0 引言
进入21世纪以来中国社会正发生着日新月异的变化,经济发展迅速、科技发展迅猛、产业结构转型加剧、人们文化价值观也在多元化等等[1]。社会大背景下高分子行业大学生就业呈现出许多新的现象,一方面大学生就业难,另一方面企业人才难觅[2]。就业形势日益紧张的形式下,如何使高校的人才培养符合就业市场需求,做到企业有所用、人才有所为是十分重要的课题[3]。本文分析了当代高分子材料专业大学生就业的现状,并针对其弊端提出了一些建设性对策,以更好地满足企业需求,同时提高本专业大学生的就业率及满意度。
1 高分子材料专业人才需求分析
高分子材料专业是在大量的科学实验和工程实践基础上发展并运用于生产实践的学科。该专业毕业的大学生就业面很广,即可以继续深造攻读硕士、博士学位,也可以在高分子材料的合成、改性、成型加工等方面及其相关领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计等岗位工作。但是,随着产业结构的优化,企业对高分子材料专业本科层次人才的需求正在发生着变化;另外,全国一般的综合性大学都开设了高分子材料专业,每年有大量的毕业生涌入市场,竞争非常激烈。
通过对中国石化、杜邦、巴斯夫等高分子专业知名企业,以及吉林建筑大学近几年高分子专业毕业生就业去向的调查,目前该专业毕业生就业呈现出如下特征:
1.1 企业方面
就业市场供过于求的矛盾日渐凸显,招聘单位的门槛也在拔高,很少考虑岗位实际需要,对毕业生所提要求过高。中国石化如上海金山石化、吉林石化、燕山石化等大型的国有企业,往往优先招聘985、211大学的毕业生,所学专业严格对口;杜邦、拜耳、巴斯夫等知名外企,要求有丰富的实践或社会工作经验,对英语要求过六级。另外,这些大型的正规企业提供的职位有限,远远不能满足大学生的就业需要。
就业压力增大的形势下,很多大学生尤其是二本类高校毕业生只能选择去中小型企业发展。这类中小型企业为了适应市场需要,常常需要改进配方及工艺,更改设备设计等,因此他们希望大学生既有较好的专业知识,更有较强的动手实践能力以及解决实际问题能力,即需要集技术、研究、创新于一身的复合型人才。大学生必须熟悉生产一线的工作,才能提出问题并加以改进。然而,大学毕业生往往怕吃苦不愿像工人一样翻三班,更有甚者索性辞职、频繁跳槽,自然缺少实践经验的积累,更加欠缺解决实际问题的能力。这也正是出现企业用工难,而毕业生就业难这一矛盾的主要原因。
高分子材料相关的生产企业大多建在郊区或比较边远的地区,缺少现代化气息。然而,大学毕业生往往对大城市趋之若鹜,对小城市不屑一顾。当代大学生无论是个人还是家长都投入了很多的财力及精力,对未来的收益有较高的期望,都向往去发达地区、收入高的企业工作,这就影响了大学生到基层就业理念的形成。这些地域的限制,也成为大学生就业难的重要原因。
1.2 学校方面
一直以来,高等学校采用传统的教学模式,缺乏创新,学生所学知识与现实生产有较大差距;学校教育实践环节薄弱,造成学生动手实践能力差、缺乏创新能力及解决实践问题的能力。这些也是造成高分子专业毕业生与企业需要脱节的原因之一。为此,高等教育必须反思,突破本专业传统的教育模式,以就业为导向,不断调整专业知识结构,增强毕业生实力,以提高就业竞争力。
2 解决对策
2.1 毕业生转变求职观念,树立新型就业观
毕业生应该转变求职观念,合理调整就业期望值,不把“高薪”作为唯一择业标准,不好高骛远。珍惜就业机会,主动到基层就业,施展自身才华;要树立“先就业,后择业,再创业”的新型就业观,在实践中不断调适,找准个人期望与社会需求的契合点,科学择业,积极创业。毕业生在校期间要打好专业基础,努力提升自身综合素质,以提高社会就业适应性和就业弹性。
2.2 加大政府引导力度,完善企业聘用机制
做好政策引导,加强宏观调控。政府运用经济杠杆,对人才资源配置加以引导和调节,对于到城乡基层、中小企业、艰苦边远地区工作的大学生,在待遇和生活条件等方面给予优惠政策,鼓励和吸引人才去工作。
对企业而言,要摒弃招聘过程中过分强调工作经验的行为,注重大学生职业发展道路上的可塑造性,加强人才储备;同时,密切与高校的合作,提供实习岗位等,为企业与人才的快速接轨创造条件。整个社会要营造良好的社会舆论环境和广泛的社会支持网络,共同促进大学生就业。
2.3 面向企业需求, 进行教学改革
加强校企合作,派专业老师深入到相关企业做深度的调研,不断调整教学内容,优化课程配置,强化高分子材料专业课程设置与企业岗位的衔接,可以使毕业生很快适应岗位角色。
强化实践能力的培养。实践环节是培养学生综合运用所学专业知识解决实际问题能力的关键。一方面,开展多层次实验教学,培养学生基本实验技能及多种能力。设置基础实验,巩固理论教学内容;开设综合型实验,可以加强学生综合运用知识的能力;增设研究型实验,目的是加强学生实验的自主性和能动性,培养学生独立实验和分析问题能力。另一方面,完善实习实训教学体系。实习实训也是实践教学的重要组成部分。为完善本专业的实习实训教学体系,我校从大二到大四每学年都开展实习课程。首先要在保持原有的吉化厂、苯板生产企业等实习基地的基础上,不断开发新的实训基地,如绿色节能建筑材料生产厂、汽车配件生产企业、地热管生产等企业实训,将理论知识与实践相衔接,同时学习现代化工艺控制手段。
4 结语
在大学生就业的市场化道路上,需要政府、社会、学校以及学生自身的相互配合,四方联动才能有效促进大学生就业。以就业为导向,高校积极开展高分子材料专业的教学改革,才能培养出满足相关企业的生产工艺、设备、产品开发等综合要求的复合型人才。
【参考文献】
[1]陈秀梅.多维理论视角下的大学生就业实证研究综述[J].中国电力教育,2014(297):227-229.
关键词:建筑工程;技术;创新与发展
中图分类号:F407文献标识码: A
施工技术的不断创新是确保建筑工程质量提升的关键因素,新的施工技术给建筑施工企业的发展注入了新的生机与活力,因此,我们应该高度重视新技术的研究与应用。
一、我国土建工程的现状
近年来,随着我国科学技术的不断发展和经济实力的不断增强,我国土木工程业事业获得了突飞猛进的发展。现如今土木工程在实践和研究方面已经取得了显著的成就,无论是结构力学分析还是结构设计的理论和方法以及结构的施工工艺,都取得了非常大的突破,尤其是近年来,随着科学技术的发展,在高层大跨结构方面的成就更是令世人瞩目。然而,我国土建工程技术仍存在许多问题,在项目建设工程中,常会出现工程结构位移、变形、渗漏水、刚度和强度不足、断面尺寸不精确等问题,这些问题的出现将会严重影响到整个土建工程的质量。一般情况下。出现这些问题的原因除了人为原因和外部环境的影响外,便是由于施工技术存在不足导致的。
二、当前土建工程技术存在的问题
在土木建设的施工过程中,经常会遇到质量方面的问题,比如,建筑结构发生位移、工程体形变形、结构层发生渗水、通风结构强度较低、断面尺寸误差较大等等。造成这些问题的既有环境因素,也有人为操作原因,但最根本的还是我国土建施工技术相对落后。随着建筑要求的不断提高,一些技术已经不能满足这些要求。土建施工技术的问题主要体现在以下几个方面:
1.工程防水施工技术
在进行建筑施工时,工程防水技术是指施工部位和水接触的地方发生水的渗漏及产生裂缝等问题。我国在工业和民用建筑中推行钢筋混凝土装配式平房结构,沥青油毡做成的防水层和屋面,起到了很好的防水效果。我国的刚性防水技术也较为成熟。它是以水泥,砂,石为原材料病残如少量外加剂或高分子聚合物材料,通过调整配合比,降低空隙率,改善孔结构,或通过补偿收缩,提高混凝土的防渗能力,使建筑物达到防水要求的技术。
2.混凝土施工技术
混凝土施工在土建工程中占据着主要地位。混凝土是由胶凝材料、骨料和水按适当比例配置,再经过一定时间硬化而成的人工石材。混凝土的硬度高、坚固耐用、原料来源广泛、制作方法简单、成本低廉、可塑性强、适用于各种自然环境,是世界上使用量最大的人工建筑材料,广泛使用于房屋、桥梁、公路等构造。该技术的实现必须准备好混凝土浇筑机、混凝土运输设备、振捣机器等,然后按照工程计划设计规范要求进行合理施工。在施工过程中常遇见的问题有工程结构表面出现裂缝、混凝土配合比例出错、施工流程出错等。所以必须准备计算配合比,采取合理的施工工艺。
3.钢筋工程施工技术
钢筋作为钢筋混凝土构件的主要材料,在结构工程中起着重要作用,钢筋工程关系到结构安全,必须按规范、操作规程和设计图纸施工。钢筋工质量检验不能马虎从事,要及时纠正施工中差错,确保工程质量。首先需要查验钢材质保书和复验报告,杜绝使用劣质钢材。钢筋焊接接头,按规定取样测试合格后方可使用,焊工需有上岗证。然后检查安装好的钢筋,按图核对钢筋的直径、根数、形状。钢筋绑扎需牢固,表面要洁净,模板内无碎砖、木屑、油污等杂物。还须对钢筋的接头、锚固、位置等仔细查验。只有采取合理的施工技术,保证钢筋施工工程的质量,才能确保土建结构的安全性,避免安全事故的发生。
三、土建工程技术的创新与发展
作为土木建筑施工中的重要环节,建筑技术的创新与发展,不仅可以提高工程施工质量的同时,而且在一定程度上可以促进整个建筑行业的发展。现如今,对于不同的建筑结构,新生了不同的具有代表性的技术创新成果,分别为:
1.新型抗震技术
目前世界各国采用建筑的方法,绝大多数都是插入式整体结构,这种结构是以吸收地震能量为主。即将建筑物的基础和上部结构设计为绝对不可分割的整体插入地球,在这种情况下,人们为了增强建筑物的抗震能力,通常加强钢筋水泥的强度但是这样仍然不能解决问题。采用新型抗震技术,例如,在建筑物的地基与立柱之间安装了一个隔震装置。这个装置在地震波的冲击下,也是可以滑动的。这样,地震通过地基打击上部建筑的通道就完全被切断了。同时,还在建筑的加装了一些具有很大弹性的消震装置,这些装置可以跟随地震波的振动而伸缩,把地震波挡在建筑地基以外,从而在很大程度上减小了地震对人们造成的生命和财产损失。
2.新型岩溶注浆技术
岩溶地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态现象。它对铁路路基沉降存在极为严重的危害作用。岩溶注浆原则是在土石界面处,高压注入水泥浆封堵溶洞、溶蚀、裂隙以及地下水潜蚀作用下形成的土洞、溶洞,充填土石中裂隙,形成水平帷幕封堵地表水通过,以便缓和地基不均匀沉降、岩溶塌陷及地表水或地下水活动而造成的裂隙继续扩大对地基的影响。因此,综合性分析,采用合理有效的基体处理措施,对于那些处于岩溶地区的复杂工程有着重要的作用。
3.新型结构振动控制技术
新型结构振动控制技术在目前已经成为结构工程学科中一个十分活跃的研究领域,被称为土木工程的高科技领域。结构振动控制技术,就是指通过采取一定的控制措施以减轻或抑制结构由于动力荷载所引起的反应。结构控制与结构振动反应信息、载荷传递信息等有着一定的关系,它可分为主控制、半主动控制、被动控制和混合型控制四类。
4.新型高分子材料的应用
在土建工程施工过程中,高分子材料的应用能够显著增强地基基础的承载能力,同时对地下水起到一定的阻隔作用,加强地基的安全性和稳固性、延长其使用寿命,改善混凝土的性质,增强建筑物保温、耐火、耐腐蚀的性能。以下将详细介绍高分子材料在土建工程施工技术方面的应用:
(1)高性能混凝土技术。高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。
(2)土工复合材料。土工复合材料是一种新型材料,是土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料,将其两种或两种以上的材料互相组合起来就成为土工复合材料,用于软基排水固结处理、路基纵横排水、建筑地下排水管道、集水井、支挡建筑物的墙后排水等。
(3)高分子化学灌浆材料。高分子化学灌浆时高分子应用化学的一个新领域,也是工程建设中一项新技术高分子化学灌浆时把由单体或低聚物等组成的浆液灌入所需处理的部位,经聚合、交联等化学反应,生成高聚物。使被灌物形成整体,达到防渗、堵漏和加固的目的。目前高分子化学灌浆材料主要有环氧树脂类灌浆材料、丙烯酰胺灌浆材料材料和木质素类灌浆材料等
综上所述,我国建筑工程施工技术的整体水平离世界先进水平尚有一定差距,这就要求土建工程企业在今后的发展中,能够结合着我国土建工程的实际发展状况,积极创新施工技术,并在此基础上不断学习国先进的施工技术,将其运用到我国的土建施工中。只有这样,才能在满足土建施工需求的同时,进一步推动我国土建行业的发展,为我国社会主义的发展做出应有的贡献。
参考文献
[1] 江广武.浅谈建筑工程的质量检测[J].中小企业管理与科技,2010,(07).
[2]吴旭辉,浅谈土建工程的施工创新技术与应用,中国房地产业2011.
【关键词】建筑质量;建筑材料;检测方法
一.建筑材料的分类与检验项目
房屋建筑材料根据其在建筑物中的部位或使用性能,大体上分为三大类,即建筑结构材料(建筑物受力构件和结构所用的材料)、墙体材料(建筑物内、外及隔墙所用的材料)、建筑功能材料(承担某建筑功能的非承重用的材料)。施工现场所用的建筑材料品种繁多,进场检测、试验材料项目要服从国家、行业及当地建设主管部门(或所属有关部门)的规定,并服从《省建筑工程竣工技术档案编制办法》。 例如配制混凝土用的水泥,需按批检验其安定性、 强度、凝结时间和细度;混凝土用粗骨料按常规进行颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等检验项目,如若用于≥C35的混凝土须做压碎指标,新采用的质地疏松的骨料还应做坚固性试验,活性骨料做活性试验等。对于合成高分子防水材料,按GB18173.1—2000《高分子防水材料——第一部分片材》,应按批检验其物理性能,例如断裂拉伸强度、胶断伸长率、不透水性和低温弯折。
总之,材料检测试验项目的确定应以确保工程质量为前提,只检验其原始合格证明而不按规定抽样试验,或虽抽样试验但检测项目不全,都是不符合要求的。
二.取样的数量和方法
取样要有代表性,一般是以一批材料不同部位随机抽取规定数量的样品(钢材是从规定部位截取),即不仅取样数量要正确,而且取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性,数量过少、取样部位及方法的偏差,都会使试验误差增大,甚至会得出相反的结果。但是,在实际检测中经常会出现取样不具有代表性、取样的数量不够、取样方法不正确等问题。例如袋装水泥要从该批不少于20袋水泥中任取等量样品,总质量至少12kg。在实际工作中,多次遇到送检人员一次性提取半袋或整袋水泥作为样品,经检测水泥强度值不符合标准要求的情况,后经现场按标准要求取样后复试,试验结果则完全符合国家标准;又如送检钢筋焊接试件时,有的是用工地的废钢筋头作为模拟试件或者取样方法不正确;再如钢筋气压焊焊件按标准应送检6根,3根做拉伸试验,3根做弯曲试验,而有的只送检3根试件,这样即使3根试件的拉伸试验结果全部合格,仍无法判定该批试件是否合格。
三.常用建筑材料检测技术要点论述
在建筑材料质量控制的实践中,我们深刻地体会到,工程材料的质量监控要采取施工单位自检和监理单位平行检测、跟踪检测、见证取样相结合的办法,检测和试验相结合,完善“企业自检、社会监理、政府监督” 的质量保证体系,牢固树立“百年大计、质量第一” 的方针。 现总结几种建筑材料的检测取样试验方法。
3.1 钢筋的检测
钢筋进场时,应按照现行国家标准《钢筋砼用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件作力学性能检验,其质量必须符合有关标准规定。1)取样时,从任一钢筋端头,截取500mm2~1000mm的钢筋,再进行取样。2)冷拉钢筋:应进行分批验收,每批重量不大于20t的同等级、 同直径的冷拉钢筋为一个检验批。3)钢筋焊接。钢筋焊接在建筑施工中一般分为:闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊、预埋件T型接头埋弧压力焊、钢筋气压焊。
(1)闪光对焊:其机械性能试验包括拉伸试验和弯曲试验,拉伸试件长度一般≥500mm(500mm~650mm),冷弯试件长度一般250mm(250mm~350mm)。
(2)电阻点焊:热轧钢筋点焊做抗剪试验,试件长度一般≥600mm;拔低碳钢丝焊点,除作抗剪试验外,还应对较小钢丝做拉伸试验,试件长度一般≥500mm(500mm~650mm)。
(3)电弧焊与电渣压力焊:在现场安装条件下都做拉伸试验,试件长度一般≥500 mm(500mm~650mm)。
3.2 水泥、砂石的检测
砂石、水泥、外加剂是建筑工程中最基本的、也是用量最大的建筑材料,以往建筑工程在对这些产品检验时,只是检验产品的强度和一些与强度有关的常规性技术指标。而如今对砂、石和水泥甚至包括回填上都要进行放射性的检测。
水泥进场验收:水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查,并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验,其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时,应进行复验,并按复验结果使用。
砂石取样方法:在料堆水取样时,取样部位应均匀分布。在料堆的顶部、中部、底部各均匀分布的5个不同部位取得,组成一组样品,砂子在各部位抽取大致相等的8份,石子在各部位抽取大致相等的15份。砂石、水泥送检的同时,进行砼配合比、砂浆配比的检验工作,一般是与砂石、水泥检验报告同期出示。在第一次使用配合比搅拌砼或砌筑砂浆时,应至少留置一组标准标养试件(标养条件:温度为20±30℃,相对湿度为90%,试件间距为10mm~20mm)作为验证配合比的依据。同时,根据砂浆配比,对所搅拌的砌筑砂浆用砂的粒径、水泥用量、搅拌时间、砂浆和易性等进行检验试验。
3.3 砼工程
结构混凝土的强度等级必须符合设计要求,用于检查结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土的浇筑地点随机抽取,应及时检查施工记录及试件强度实验报告。对有抗渗要求的混凝土结构,其混凝土试件应在浇筑地点随机取样 ,抗渗试验报告也应随时检查以保障施工质量。
检测时环境温度与湿度的控制温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响,故在标准中对材料养护、测试时的环境条件有明确的规定,必须严格遵守。如GB/T17671 —1999《水泥胶砂强度检验方法》规定,试体成型时的环境温度应稳定保持在20℃± 2℃,相对湿度应>50%;试体拆模前的养护温度为20℃±1℃,相对湿度应>90%;试体在水中养护的温度控制在200C±10C。又如弹性体改性沥青防水卷材(SBS)等防水材料,其性能对环境温度较为敏感,进行拉伸试验时要求室温控制在23℃±2℃。
四、结束语
综上所述,建筑材料的检测是确保工程使用材料质量和工程质量的重要举措。在施工之前,一定要高度重视建筑材料的检测工作,严格执行质量标准,并不断地总结经验教训,不断提高实际操作水平,保证检测结果的准确性,从中确保建筑材料的质量和工程的使用安全。
参考文献:
关键词:防火涂料;使用;问题分析;措施
中图分类号: X928.7文献标识码:A 文章编号:
1前言
随着高分子材料在各种场合的广泛应用,火灾的潜在危险也在增加,随之产生大量涉及消防安全的隐患,一旦发生火灾,给人们生命财产造成巨大损失。关于阻燃高分子材料的研究在近20年来引起了人们的广泛关注,并且在许多国家已经以立法的形式强制在某些领域必须采用阻燃材料与阻燃技术。过去常采用卤、锑阻燃体系来提高高分子材料的阻燃性,但由于该体系在燃烧时产生大量的烟雾及含卤的有毒有害气体造成二次灾害,危及人们的生命安全。为此,低烟无卤阻燃材料的研究和开发倍受人们的重视,并有逐渐取代含卤阻燃材料的趋势。本文重点探讨的公共娱乐场所属于人员密集型场所,其内部环境一般比较嘈杂,内部装修也往往大量地使用易燃、可燃材料,使火灾荷载加大,一旦发生火灾,会加速火灾蔓延。因此我们只有对建筑物内部的结构、组件和家具等进行阻燃处理,才能有效的预防和控制初起火灾。
2防火涂料的发展历程
防火涂料可谓历史悠久,早在古罗马时代就有人开始把木材漫涂醋和粘士浆液来进行难燃处理。发展到近代,则用石膏、灰泥、水泥等与水调和,涂覆于建筑物表面,使之隔热防火。后来,有人曾仔细观察蛇被烧的变化,蛇体膨胀、冒气和起泡,蛇体发生蜷缩,而内部机体则受到一定程度的保护。由此启发而发明了以汽油、二甲苯之类为有机溶剂的膨胀型防火涂料。20世纪30年代已有以水玻璃为黏结剂,加矿粉为填料的无机防火涂料。我国的防火涂料研究起步较晚,但发展速度很快。近代的防火涂料的研制和应用起始于50年代后期,即以硅酸和开发新型防火涂料的工作,主要是溶剂型的。70年代末,公安部四川消防研究所开始研究防火涂料,首先研究出膨胀型过氯乙烯防火涂料,后来又研究出膨胀型丙烯酸乳胶防火涂料。从80年代中期开始,公安部四川消防科学研究所率先研制成LG钢结构防火涂料,与北京建筑材料防火公司共同研制成LB钢结构膨胀型防火涂料。1990年开始,防火涂料得以迅速发展,防火涂料的产量和品种数目剧增,全国注册生产厂家不下百家。随着经济建设的不断深入,防火涂料的需求量会迅速大增加。
3公共娱乐场所的定义
所谓公共娱乐场所一般是指舞厅、酒吧、卡拉OK、夜总会、歌舞酒楼、桑拿娱乐中心等供人们潇洒娱乐的地方。从消防角度来讲,就是人员相对集中、可燃物多、电器设备多、装修豪华、火灾条件下易造成人员伤亡的娱乐场所。
4公共娱乐场所火灾的特点
4.1 燃烧猛烈迅速、易形成立体燃烧
公共娱乐场所尤其是歌舞厅、影剧院、礼堂等,建筑跨度大,空间巨大,空气流通快,加之可燃物多,一旦发生火灾,室内温度迅速升高,火势发展速度快,燃烧猛烈,快速形成大面积立体燃烧形势,并极易造成房屋的倒塌,往往会给扑救工作带来很大的困难。
4.2 燃烧产物毒性大,易造成人员伤亡
公共娱乐场所内可燃物的燃烧产物烟雾浓、毒性大,如一般的公共娱乐场所内都陈设有大量桌椅、木隔断及吊顶、墙板等木制材料,木材在受热分解后发生热裂解反应,在200℃左右开始,主要生成一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、甲酸、乙酸等产物。娱乐场所内还大量使用地毯、窗帘、饰物等麻织物,而纺织品燃烧时产生的二氧化氮和其他氮的氧化物,会引起肺的强烈刺激,从而引起即刻死亡及滞后性死亡。尤其是一些公共娱乐场所在装修施工中,业主往往为了效果、美观,而大量采用高分子聚合物,燃烧时会散发出大量有毒气体,仅产生的氰化氢达到350ppm 时,就可迅速致人窒息性死亡。
4.3 人员高度密集,疏散工作难度大
公共娱乐场所营业期间人员密集性高,特别在节假日期间,超员严重,一旦发生火灾,极易出现拥挤,踩踏等情况,严重影响人员疏散。同时,部分公共娱乐场所为防止客人“跑单”等,擅自锁闭安全出口,在门窗上设置铁栅栏等障碍物,也是发生火灾时影响疏散和灭火救援、导致重大人员伤亡的主要原因。如2000 年12月25日洛阳东都商厦火灾,舞厅定员200 人,但失火时严重超员,建筑物共4座敞开式楼梯,其中3座装有铁栅栏并上锁,另1座敞开楼梯被浓烟封堵,导致309人死亡。
4.4 公共娱乐场所建筑外窗随意封闭装修
国家对地下建筑内设置公共娱乐场所有更加严格的要求,但值得关注的是,近年发生的多起公共娱乐场所亡人火灾。究其原因,建筑物原先本设计了多处窗户,用于自然排烟,而在后期经营过程中,经营者出于建筑保温、减少噪音、遮蔽光线、装修美观、封闭空间等种种目的,通过装修、装饰将窗户部分遮挡甚至完全封堵,使原合格建筑变为地上密闭场所形同地下建筑,致使发生火灾时大量高温有毒烟气聚集,造成火灾时排烟不畅或无法排烟,导致大量人员伤亡,并妨碍了消防官兵的灭火救援工作。
5公共娱乐场所防火涂料使用依据及存在的问题
5.1 公共娱乐场所防火涂料使用依据
针对公共娱乐场所火灾频发,人员伤亡、财产损失较大的情况,我国已对建筑装修材料的耐火性能倍加重视,国家的防火设计规范对相关材料、构件等提出了严格的防火、阻燃要求,主要有:
1. GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》和GB50016-2006《建筑设计防火规范》规定: 耐火等级为一、二级的建筑物,其柱、梁、楼板、疏散楼梯和屋顶承重构件应采用耐火极限在0.5~3h 非燃烧体,虽然钢材是非燃烧体,但其耐火极限仅为0.25h,在火灾中很容易因丧失机械强度而坍塌。因此,为避免产生二次灾害,使承重钢结构能在火灾事故中,在规定的时间内保持必要的强度,须对其采取涂覆防火涂料等防火措施加以保护,以满足规范要求。
关键词 建筑工程;防渗漏;施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)031-090-01
近年来,随着技术的不断更新发展,新型墙体材料已经在建设中得到广泛的应用。但是建筑墙体的渗漏以及开裂现象也越来越多,主要表现为卫生间渗漏以及外墙渗漏、厨房渗漏等等。这些渗漏情况给人们的日常生活带来了很大的不便,也影响了施工单位的信誉。因此,开发研究防渗漏技术具有重要的实践意义。
1 导致房屋建筑出现渗漏现象的因素分析
1.1 施工材料上存在问题分析
首先是墙体砌块上,当前建筑工程在施工时,一般是使用新型的墙体材料,例如灰砂砖、空心砖以及小型砌块等材料,以起到填充外墙体作用。但是这些新型墙体材料都是非承重性建筑材料,在运输和施工的过程中很容易出现不同程度的损坏情况。如果在施工时,使用了这些已经损坏的墙体材料,房屋建筑在今后的使用过程中将不可避免的碰到渗漏问题。同时,在进行房屋装修以及安装暗管的过程中,也非常容易导致这些墙体材料的开裂以及破损、脱落,从而在今后的使用过程中很容易出现渗漏问题。此外,这些墙体材料中所含的水分会随着时间的推移而蒸发,含水量的降低会使得墙体材料不均匀,当收缩变形的程度较大时,就很容易出现墙体开裂现象。
其次,是墙体的框架一般是使用钢筋混凝土进行施工。这些施工的建筑材料一般具有热胀冷缩的性质,并且钢筋混凝土的线膨胀系数与墙体砌块的系数不一致,钢筋混凝土的膨胀系数要大于墙体砌块的系数。当温度的变化比较大时,各种材料的变形以及伸缩程度相差比较大,而且彼此之间又是相互制约相互牵连的状态,因此,很容易产生墙体开裂现象。当有风时,雨水很容易透过这些裂缝渗入室内,从而产生渗漏现象。
最后,是砌筑所用的砂浆可能不符合具体的施工要求。在施工时,砂浆所选的种类以及强度等级和配合比都会影响到实际施工状况。在验收砂浆的强度时,同一批砂浆的强度标准应该大于或等于对应的立方体强度设计标准,强度标准最小一组的平均值也应当大于且等于对应立方体强度抗压水平的0.75倍。
1.2 施工技术上存在的问题分析
外墙的预留孔没有处理好,容易出现渗水情况。在对外墙进行施工后,在外墙上会留下模板穿墙时的螺孔以及预留在脚手架上的槽钢孔洞,如果在封墙时没有封严密的话,就会出现缝隙,从而很容易导致渗漏现象出现。另外,如果施工时,竖向头缝里边砂浆砌筑的不够严密,水平灰缝中的刮浆就会很容易进入砖孔里。而且在施工前如果没有按照相关规定湿润砖头的话,砂浆中的水分会很容易砖吸收掉,从而导致砂浆的收缩开裂。
在进行房屋建筑表层的水平构件施工时,按照相关规定应当维持一定的坡度,同时,在接触墙面的部分必须有一个合适的弧角。例如窗台和阳台如果没有坡度或倒坡的话,下雨时很容易积水,然后再渗漏到建筑墙体的内部,从而可能会导致更严重的问题出现。
进行防水施工时,对建筑的灌水试验存在遗漏现象,并且忽视了在填充墙和剪力墙中间拉结钢筋。尤其是在墙与梁底的连接部分,缺少连接钢筋,同时镶嵌又不够严密,都会引发渗漏的现象产生。
2 房屋建筑防渗漏措施分析
2.1 严格控制好建筑施材料质量
如果要提高房屋建筑的防渗漏水平,首先必须确保建筑施工材料的质量合格。如果建筑材料本身存在质量问题,即使施工技术再好也保证不了房屋建筑的防渗漏水平。因此,1)要确保外墙抹灰和砌墙施工过程中的砂含泥量低于5%,同时应当将砂的粒径控制在规定的范围内。在外墙上必须涂抹防水剂以及砂浆抗裂剂,以提高墙体的抗渗漏能力。2)应当严格对用来砌墙的多孔砖、空心砖以及混凝土砌块等建筑材料的检查,确保材料的尺寸和质量都符合具体的施工要求,检查取样时应当严格依照取样送检的相关制度来进行。只有检验合格的建筑材料才可以进入施工现场施工。3)筑砌砂浆的水泥必须采用防渗漏比较强的水泥,严禁采用收缩性大的矿渣水泥、粉煤灰水泥以及硅酸盐水泥等,水泥进场后应当立即取样并送到专业检测实验室进行复核,复核合格以后才可以使用。
2.2 采取在外墙铺贴面砖的施工方法
关键词:微胶囊;相变材料;制备方法;应用
中图分类号:TB34 文献标志码:A
Progress in the Research of Microcapsule Phase-change Materials
Abstract: The research and applications of microcapsule phase-change materials have attracted wide attention of scholars both at home and abroad and now have become the research hotspots in the energy storage field. The paper introduced microencapsulation technology and the composition of microcapsule phase-change materials, particularly the two preparation methods for microcapsule phase-change materials: in-situ polymerization and interfacial polymerization. It also summed up the applications of microcapsule phase-change materials in textile industry, building industry and other fields and forecast their future development.
Key words: microcapsule; phase-change material; preparation method; application
相变材料由于在储能方面具有良好的控温性能,已广泛应用于纺织、建筑材料和其它控温应用领域。但热传导效率低这一缺点限制了其储能系统中能量的提取和利用,因此通过对相变材料进行封装,增大其比表面积,可提高传热效率。微胶囊化相变材料是利用微胶囊技术将相变材料包裹在壁材内,与传统相变材料相比,其粒径小,具有较大的比表面积且有更好的岽递效果。此外,微胶囊的核壳结构还可以起到保护相变材料的作用,防止其挥发泄漏。因此,实现固-液相变材料的宏观固化,拓宽相变材料的应用领域,提高其传热和使用效率,具有重要的研究价值。
1 微胶囊相变材料
1.1 微胶囊技术
微胶囊相变材料就是利用微胶囊技术,通过物理或化学的方法将具有特定相转变温度的相变材料进行包覆,形成微米级的胶囊结构。相变材料的微胶囊化解决了其泄漏、相分离及腐烛等问题,提高了材料的稳定性;同时,由于壳材较薄,胶囊粒径较小,材料的传热性能和加工性能得到了明显改善。
1.2 微胶囊相变材料的组成
目前,已经微胶囊化的相变材料以石蜡烃类为主,其它相变材料的研究相对较少。在一些建筑中,不同熔点的石蜡得到了广泛应用,这主要是由于纯烷烃的价格较高,而石蜡的价格较低,更易获得用户的青睐。
囊壁材料种类与微胶囊制备工艺直接相关,也直接影响微胶囊相变材料的使用性能。囊壁材料要求无毒、性能稳定、成壁性好、刺激性低,目前主要包括天然材料、半合成材料和高分子材料三大类。其中,天然高分子材料主要包括明胶、阿拉伯树胶和琼脂等;半合成高分子材料主要包括羧甲基纤维素、乙基纤维素和邻苯二甲酸醋酸纤维素;全合成高分子材料主要包括聚乳酸、聚醚、聚脲和聚硅氧烷等。
2 微胶囊相变材料的制备
微胶囊相变材料的制备主要有物理法、化学法以及物理化学法三大类,其中采用化学法制备的微胶囊相变材料因具有良好的致密性和热稳定性等而成为研究热点,其中尤以界面聚合和原位聚合方面的研究居多。鉴于此,本文重点对化学制备法中的原位聚合法及界面聚合法进行综述。
2.1 原位聚合法
在原位聚合法的胶囊化过程中,单体在微胶囊体系的连续相中是可溶的,而聚合物在整个体系中是不可溶的,因此在液滴表面,聚合单体产生相对低分子量的预聚物;当预聚物尺寸逐步增大后,沉积在芯材物质的表面,由于交联及聚合的不断进行,最终形成固体的胶囊外壳。
Yu等采用原位聚合法,以三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,正十二醇为芯材合成了包封效率高达97.5%的微胶囊。他们将两种乳化剂SMA和0P-10以质量比4∶1复配作为乳化剂,在正十二醇投料质量分数为69%、乳化搅拌速度为4 500 r/min的制备工艺下得到相变温度为24 ℃,相变焓为167 J/g,平均粒径为30 μm的微胶囊相变材料。
Choi等合成了以正十四烷为芯材的微胶囊相变材料。研究发现,高速剪切乳化机的乳化转速是影响微胶囊尺寸和粒径分布的重要因素。随着乳化转速的增加,微胶囊的粒径逐渐减小并且分布的规整度有所提高。实验表明,最佳乳化转速为8 000 r/min。
史汝琨等制备的微胶囊产品平均粒径为149.3 μm,分散性较好。DSC测试结果表明,正十八烷熔融温度为35.9 ℃,熔融相变焓为307.1 J/g;结晶温度为21.8 ℃,结晶相变焓为298.8 J/g。相变微胶囊的熔融温度为35.5 ℃,熔融相变焓为228.1 J/g;结晶温度为19.0 ℃,结晶相变焓为219.0 J/g。从测试结果可以看出,胶囊化后相变材料的熔融温度基本没有发生改变,因此可以认为其相变行为没有发生改变;相变热焓却有较大幅度降低,这是因为胶囊化后壁材的存在降低了相变材料的传热性能,使其能量密度降低,因此相变焓降低。
刘美娟等进行了微胶囊的制备。结果表明,微胶囊平均粒径约为142.6 μm,正十八烷经微胶囊化后,完全分解温度从225.3 ℃提高到274.5 ℃,耐热稳定性明显提高。
王立新等以蜜胺树脂为壁材,一种有机复合材料为芯材,采用原位聚合法制得了一种相变点为24 ℃、相变焓为225.5 J/g的复合相变材料。实验结果表明:制备的微胶囊颗粒分布均匀,平均粒径为 5 ~ 6 μm,致密性较好,具有一定的强度。TG测试结果表明,由于壁材的保护作用,使得破裂后芯材的分解速度小于单一芯材的分解速度,这表明壁材对芯材进行了较为有效的包覆。
马烽等制得了平均粒径为10 μm、相变潜热为68.36 J/g的微胶囊相变材料。对所制备的微胶囊进行融化-凝固测试分析,结果表明,经过100次连续融化和凝固循环后,相变材料的总重量损失为1.2%,这说明所制备的微胶囊相变材料具有很好的致密性和稳定性。
原位聚合法制备的微胶囊相变材料具有良好的化学稳定性和机械强度,三聚氰胺-甲醛树脂和脲醛树脂已经广泛应用于微胶囊相变材料的壁材。但这种制备方法在胶囊壁材形成后不可避免会有甲醛残留,存在环境污染和危害健康问题。目前主要通过以下几种方法降低甲醛含量:(1)利用甲醇对其改性,通过增加壳材结构,使游离甲醛含量降低;(2)研究表明,氯化铵可以使残余甲醛含量从125 mg/kg降至12 mg/kg;(3)通过分 3 次加入三聚氰胺的方法,同样可以降低微胶囊相变材料中甲醛的含量。
2.2 界面聚合法
界面聚合法是将芯材乳化分散在一个溶有壁材的连续相中,然后单体经聚合反应在芯材表面形成微胶囊。该工艺简单方便,反应速度快,但反应过程中囊芯与反应单体、乳化剂等副反应的发生对微胶囊性能有明显影响。
Chen等以硬脂酸丁酯为芯材,采用界面聚合法制备了聚脲微胶囊相变材料。他们先把甲苯二异氰酸酯(TDI)和硬脂酸丁酯溶于有机溶剂环已烷中,而后将该混合物加入到含有乳化剂OP-10的水溶液中,以500 r/min的转速搅拌形成水包油(O/W)乳液,数分钟后将另一种水溶性单体乙二胺(EDA)加入其中,并在65 ℃下反应 2 ~ 3 h,最后得到相变温度为29 ℃、相变焓为80 J/g、平均粒径20 ~ 35 μm的微胶囊相变材料。
Zhang等合成了正十八烷聚脲微胶囊,聚脲由于具有良好的物理性能和化学稳定性被认为是一种理想的壁材,而且和三聚氰胺-甲醛树脂和脲醛树脂相比,不会引起环境和健康问题。
Tseng等使用二乙烯三胺(DETA)做U链剂与2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)反应,成功合成了包覆正十八烷的聚脲微胶囊相变材料。结果表明:乳化转速为3 000 r/min、DETA和TDI的摩尔比为1.01(DETA=3.6 g)时储热效果最好。
Pascu等用环氧树脂和羧酸合成了微胶囊相变材料,实验结果表明:在较低转速下会制得较大颗粒的微胶囊,粒径在100 ~ 400 μm之间,当转速增加到一定程度后,粒径降至10 ~ 50 μm。此外,研究发现,反应单体之间的交联影响微胶囊相变材料的表面形貌。
唐易达等用丙三醇改性聚脲树脂为壳体制备了微胶囊相变材料。其SEM图片表明,所制备的微胶囊平均粒径为3 ~ 6 μm,胶囊表面光滑致密。将微胶囊在120 ℃烘箱中持续烘干 1 h后发现,经过丙三醇改性后,微胶囊的致密性比未改性时有了大幅提高。
陆少锋等制备了以硬脂酸丁酯为芯材的聚脲微胶囊相变材料,当芯壁比为 2 时包裹效率可达93.2%,微胶囊具有良好的表面形貌。研究发现,分批加入DETA有助于提高微胶囊的致密性和耐热稳定性。
Wei等研发了一种可用于纺织产品的具有智能调温功能的微胶囊相变材料。SEM观察显示,微胶囊表面光滑,胶囊颗粒呈球形分布。所制备微胶囊的相变温度与人体舒适温度范围一致,相变潜热为118 J/g,经过计算得出石蜡的包封率为84%,且该胶囊在一定浓度的无水乙醇、丙酮及酸碱中具有很好的稳定性。
3 微胶囊相变材料的应用
目前,微胶囊相变材料已广泛应用于太阳能和核能储存系统、建筑节能、纺织纤维、服饰、泡沫塑料、涂层以及复合材料中。下文将主要介绍微胶囊相变材料在纺织、建筑等领域的应用情况。
3.1 在纺织品中的应用
20世纪80年代初,美国国家航空航天局(NASA)首先研究开发了一种智能控温纺织品。美国Outlast公司在Y. G. Bryant等人的技术基础上,在聚丙烯腈(PAN)的硫氰酸钠溶液中加入微胶囊相变材料,研制出了蓄能控温腈纶。微胶囊相变材料在纺织行业的应用发展迅速,特别是在西欧、日本及北美等地的应用持续增长。目前该材料已应用于多种纺织品中,如军用飞行员用保暖手套和作战靴、民用滑雪服、床上用品、汽车内饰、医用颈套和绷带等。
Giraud等采用聚氨酯做壁材将磷酸盐进行微胶囊化,将其整理到棉织物上,赋予织物阻燃性能。他们分别研究了聚醚和聚酯两种类型壁材微胶囊的阻燃性能,结果表明:经过两种微胶囊整理后的棉织物对于热传递均有明显的阻滞作用,并且聚酯微胶囊效果更佳。
Shin等将含有二十烷的三聚氰胺-甲醛微胶囊应用到纺织品上,结果显示微胶囊有较高的相变潜热,整理后的纺织品经过 5 次水洗后依然能保持40%的蓄热能力。
Onder等对 3 种整理到机织物上的正十六烷、正十八烷和正十九烷微胶囊分别进行了储热性能测试和稳定性测试。实验结果表明,在特定的温度区间内整理后织物的蓄热能力是普通织物的2.5 ~ 4.5倍。
Kim等对用正十八烷微胶囊整理的100%涤纶织物的控温性能进行了研究,结果显示:经过微胶囊整理后的织物在能量的储存和释放、稳定性和热敏特性等方面均表现良好。
3.2 在建筑节能领域的应用
在传统建筑材料中,复合相变材料可以制成相变蓄能建筑材料,这对于降低建筑运行能耗、节省运行费用具有重要意义。
国外有关将微胶囊相变材料应用于建筑领域的研究很多。Shilei等将微胶囊相变材料混入石膏板中,经过测试发现相变材料墙板能够减少室内空气波动,可以有效维持室内温度,降低能耗。Lee等将微胶囊相变材料混入石膏板和烯烃薄膜中,结果显示未混入微胶囊相变材料的石膏板的热导率是0.144 W/(m・K),混入相变材料后其热导率在0.128 ~ 0.163 W/(m・K)之间。随着包覆相变材料的薄膜厚度的增加,蓄热能力进一步增强。Gabeza等对添加相变材料和未添加相变材料的混凝土房间进行了 6 个月的实验,结果表明相变材料在混凝土墙上的应用具有明显的节能效果。
国内有关建筑领域用微胶囊相变材料的研究,目前较少涉及应用方面,大部分集中在适用于建筑的相变材料微胶囊的制备上。秦鹏华等人分别以高密度聚乙烯和低密度聚乙烯为支撑制备了形状稳定的相变材料,将两种相变材料分别与混凝土掺混,研究了其耐热稳定性。研究表明:以高密度聚乙烯为支撑材料的相变材料在稳定性和热性能方面均优于低密度聚乙烯,掺混了微胶囊相变材料的混凝土其单位体积的储热量也有较大提高。苏峻峰制得了一种可用于建筑材料的微胶囊相变材料,测试表明,其节能效果可达15.6%,且储能过程具有可逆性和连续性。
3.3 其他领域
除了上述领域,微胶囊相变材料还可以用于其它场合,如在军事方面,可以模拟真实目标的热红外辐射,达到示假目的;或者利用其相性能降低目标物表面温度,减少热红外辐射,起到隐身效果。利用微胶囊相变材料的相变潜热来吸收电子设备在短时间内产生的大量热量,并将热量储存于相变材料中,电子设备的温度便可在一定时间内维持在安全使用范围内。
4 结语
虽然现在对于相变材料的微胶囊化已经取得了很大进展,但仍需进一步研究。今后的研究重点仍集中于如何提高微胶囊的致密性以及相变材料的相变潜热、耐热稳定性和导热性能,通过开发复合材料以解决单一材料性能上的缺陷和不足,在此基础上,研究如何降低成本,实现工业化生产等。可以预测,微胶囊相变材料将成为相变材料领域的研究热点和重要方向。
参考文献
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【关键词】建筑材料;试验;检测;方法
近年来,随着检测技术更加趋于成熟和先进,有关检测的标准,规范先继颁布,实施,促进了检测工作的规范化,对保证工作质量起到了重要作用。本文笔者结合多年工作实践,就建筑材料的试验和检测提出如下的一些看法,供参考。
1 检测试验项目的确定
由于施工所用的建筑材料品种多,进场检测、试验材料项目要服从国家、行业及当地建设主管部门(或所属有关部门)的规定,并服从《省建筑工程竣工技术档案编制办法》。例如配制混凝土用的水泥,需按批检验其安定性、强度、凝结时间和细度;混凝土用粗骨料按常规进行颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等检验项目,如若用于≥C35的混凝土须做压碎指标,新采用的质地疏松的骨料还应做坚固性试验,活性骨料做活性试验等。对于合成高分子防水材料,按GBl8173.1-2000《高分子防水材料――第一部分片材》,应按批检验其物理性能,例如断裂拉伸强度、胶断伸长率、不透水性和低温弯折。总之,材料检测试验项目的确定应以确保工程质量为前提,只检验其原始合格证明而不按规定抽样试验,或虽抽样试验但检测项目不全,都是不符合要求的。
2 取样的数量和方法
取样要有代表性,一般是以一批材料(不同材料每批数量不同)不同部位随机抽取规定数量的样品(钢材是从规定部位截取),即不仅取样数量要正确,而且取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性,数量过少、取样部位及方法的偏差,都会使试验误差增大,甚至会得出相反的结果。但是,在实际检测中经常会出现取样不具有代表性、取样的数量不够、取样方法不正确等问题。例如袋装水泥要从该批不少于20袋水泥中任取等量样品,总质量至少12kg。在实际工作中,多次遇到送检人员一次性提取半袋或整袋水泥作为品,经检测水泥强度值不符合标准要求的情况,后经现场按标准要求取样后复试,试验结果则完全符合国家标准;又如送检钢筋焊接试件时,有的是用工地的废钢筋头作为模拟试件或者取样方法不正确;再如钢筋气压焊焊件按标准应送检6根,3根做拉伸试验,3根做弯曲试验,而有的只送检3根试件,这样即使3根试件的拉伸试验结果全部合格,仍无法判定该批试件是否合格。
3 检测时环境温度与湿度的控制
温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响,故在标准中对材料养护、测试时的环境条件有明确的规定,必须严格遵守。如GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》规定,试体成型时的环境温度应稳定保持在20℃±2℃,相对湿度应>50%;试体拆模前的养护温度为20℃±1℃,相对湿度应>90%;试体在水中养护的温度控制在20℃±1℃。又如弹性体改性沥青防水卷材(SBS)等防水材料,其性能对环境温度较为敏感,进行拉伸试验时要求室温控制在23℃±2℃。
4 试验机加荷速度的控制
在常温试验情况下,如果在测试材料力学性能时加荷速度较快,试件的变形将滞后于加在其上的荷载,测出的强度值就会高于材料固有的强度。例如在测试钢筋的屈服点时如果加荷速度较快,屈服点值会有所提高;测定水泥、混凝土、砖等试件的抗折、抗压时,加荷速度的快慢对测定结果都有影响。因此,应严格按照材料的相关标准和操作规程操作试验机,加荷要连续均匀,当试件开始迅速变形接近破坏时,停止调整试验机油门,直至测出试件最大的荷载值。在进行钢筋拉伸试验时,当拉伸到出现颈缩时可逐渐减小油门,使颈缩现象缓慢发展直至试件断裂,以减轻试验机的振动和响声。一般情况下,标准中的加荷速度是以应力(N/mm2、kN/mm2等)为单位的,为了更加直观方便,也可以折算为试验机度盘上的格数。如在采用2000kN的压力机进行混凝土试件的抗压试验时,试验机共有3个量程:铊A的量程为0-500kN,lkN/格;铊A+B的量程为0-1000kN,2kN/格:铊A+B+C的量程为O-2000kN,4kN/格,折算后的加荷速度见表1。其他如钢筋的力学试验,也可绘制类似的表格贴在试验机上。
5 减少试验误差
在试验过程中,虽然严格按标准的规定进行,但由于试验操作者的熟练程度、材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响,总会使试验结果出现误差,若该误差不超出标准规定的范围是允许的。试验通常有3种误差,第1种是同一组试件之间的误差,若该误差超出范围,试验应重做。例如混凝土试件的抗压、抗折强度值中,有两个测定值与中间值的差值均超过中间值的15%,则该组试验无效;第2种是同一个样品分成2个或3个试样,用相同的方法在同一仪器上分别试验,所得出的结果之间的误差,称为平行试验误差。例如砂的筛分析,两次试验求得的细度模数之差≯0.20,表现密度两次试验之差≯20kg/m3等;第3种误差是用同一材料、同一样品在不同试验设备上所获得的试验结果的误差,称为再现性误差或对比试验误差。一般是将水泥、钢材等较匀质材料的样品等分为两份,1份交当地权威性的测试中心,另1份本单位留存,分析比较两个测试单位的试验结果,如果相对误差较大,应找出原因并采取措施加以改进。根据需要,这种试验每年可进行1-2次,以提高试验质量。这里应该指出的是,有个别的试验室在进行钢筋拉伸试验时,只拉伸到试件出现颈缩而不拉断裂是不正确的,这种情况不属于试验误差。
钢筋不拉断,其测得的伸长率要比规定的试件断后的伸长率低,这是与标准规定相违背的。对于钢筋焊接件,由于不测定伸长率,可在试件出现颈缩现象后停机。
6 试验数据的取舍
由于各种原因,有时同一组试件试验结果的离散性较大。为了保证试验结果的准确性,标准对一些材料的试验结果有取舍的要求。例如水泥胶砂强度抗折试验,当3个强度值中有超出平均值±10%的时需剔除该数值,计算平均值;混凝土和砂浆的抗压试件强度平均值的计算等,也都有各自的数据取舍方法。计算后的数据的修约方法按GB/T8107-87《数据修改的规则》进行,并按标准规定保留相应的位数,其尾数要按“四舍六入五单双法”处理。例如GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》规定,钢材(包括钢筋)的性能试验结果,应按照相关产品标准的要求进行修约。如果未规定具体要求的,强度值~1000N/mm2时,修约间隔ION/mm2。修约间隔为5N/mm2时,其简易方法是:要修约的尾数位数值≤2.5的修约为0;尾数位数值在2.5~7.5时,修约为5;尾数位≥7.5时修约为10。例如某钢筋试验后计算的6=487.8MPa,修约后6=490MPa。又如砂的表观密度测定,根据GB/T14684-2001健筑用砂表观密度、堆积密度、空隙率》的规定,需做两次试验,每次试验后计算得到的表观密度属中间过程,不应对每次试验后计算得到的表观密度值修约成尾数为0,只需对两次结果的平均值的尾数修约为0即可,否则会增大数值传递过程中的误差,影响试验结果。有时试验结果还会出现比预期的值过高或过低、同一组试件数据相差悬殊、同一试件各项性能指标相互矛盾等异常现象,这需要认真对待,查明原因,并及时复试和复验。