化學材料與工程范文
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篇1
關鍵詞水工隧洞 混凝土 化學灌漿工程 材料 施工工藝 選擇
中圖分類號: TV672+.1 文獻標識碼: A 文章編號:
前言
根據2010年10月01日開始實施的我國第一部關于化學灌漿施工的規(guī)范DL/T 5406-2010 《水工建筑物化學灌漿施工規(guī)范》的定義,化學灌漿是利用鉆孔、埋管、貼嘴等設施,將化學漿液注入基巖、覆蓋層(砂層)、混凝土裂縫、結構縫等需處理的工程部位,使其充填、擴散、膠凝、固結,達到防滲堵漏、補強加固目的的工程措施?;瘜W灌漿是在水泥等粒狀灌漿材料應用基礎上發(fā)展起來的,其所用灌漿材料為真溶液,與顆粒性石灰、粘土和水泥灌漿材料相比,可灌性好、膠凝時間可按工程需要調節(jié)、粘結強度高,因此,某些用水泥灌漿不能解決的工程問題,采用化學灌漿材料處理或進行復合灌漿,基本上都可以獲得滿意的解決。目前,運用化學灌漿技術解決工程中防滲堵漏與加固補強兩大方面的工程問題取得了卓越成效。今后,隨著DL/T 5406-2010 《水工建筑物化學灌漿施工規(guī)范》、JC/T 2037-2010《丙烯酸鹽灌漿材料》及JC/T 2041-2010《聚氨酯灌漿材料》等一系列規(guī)范的實施以及我國經濟建設的快速發(fā)展,化學灌漿將會在水利水電、交通、采礦、建筑行業(yè)和文物保護方面的得到越來越廣泛的應用。本文結合四川瀘定水電站2#泄洪洞的混凝土裂縫及施工縫滲水等缺陷的試驗研究處理,對如何合理選擇水工隧洞混凝土化學灌漿工程材料及施工工藝進行了探討,對不同類型的混凝土缺陷選用了針對性化學灌漿材料及施工工藝,對今后類似工程的處理具有一定的指導意義。
正確選用化學灌漿材料是保障化學灌漿工程效果和耐久性的關鍵
成功的化學灌漿處理工程應是能滿足設計或使用要求與保證化學灌漿處理工程的耐久性兩個方面。水利水電行業(yè)是我國應用化學灌漿技術最早的行業(yè),由于工程的重要性,對化灌漿材施灌效果和耐久性的要求十分重視,一般都必須經過現場工藝性試驗并進行各項試驗檢測,以選出性能效果最好的材料進行工程應用,下面結合瀘定水電站施工實際進行相關介紹。
四川瀘定水電站為大渡河干流水電梯級開發(fā)的第十二級水電站,位于甘孜藏族自治州瀘定縣境內,2#泄洪洞位于大渡河右岸, 長1431m,縱坡約11.23‰,為特大斷面水工隧洞。隧洞襯砌厚度140~160cm,襯砌后過水斷面為13×19m,該洞室底板迎水面及邊墻采用了C40HF抗沖耐磨混凝土襯砌。在施工過程中,由于溫度應力及基礎約束等多方面因素影響,墻拱C40HF抗沖耐磨混凝土襯砌范圍內發(fā)生了較多裂縫。根據統(tǒng)計,裂縫總長4811m,其中2459m為滲水裂縫,其余為干縫。滲水裂縫寬度均大于0.2mm(大部分集中在0.2~0.4mm之間)、與水平夾角大部分大于45°,且主要集中在局部地段、滲水量較大。此外,在部分施工縫位置,也出現了少量滲漏水流淌的現象。通過分類調查統(tǒng)計顯示,本工程出現的裂縫類型為小于0.2mm的淺表裂縫、大于0.2mm的干裂縫、大于0.2mm的滲水裂縫(滲水量小,未出現明顯流淌現象)、大于0.2mm的滲水裂縫(滲水量大,出現較大流淌現象)等四種類型。由于裂縫類型的不同,并結合水工隧洞工程耐久性的要求,需要對不同類型、不同特性的化學灌漿材料進行合理選擇。
化學灌漿材料品種很多,分類方法也很多,除按照組成化學灌漿材料主要材料的成分進行分類外,也可按灌漿目的分為防滲堵漏、固結補強兩類,這些材料都有一定的獨特性能,使用的針對性強,使用時應根據工程處理的要求加以選用。常見的兩大類型化學灌漿材料見下表。
常用的兩大類型化學灌漿材料
類型 名 稱 特性及使用條件 備注
防滲堵漏型 丙烯酰胺
(丙凝) 固化體具有彈性,抗?jié)B性能好,凝固速度快,有失水干縮和再次遇水膨脹性能,適于防滲堵漏,是曾經普遍使用的化學灌漿材料,但由于毒性較大,目前國外已禁止使用,我國已不提倡使用。
聚氨酯 分為水溶性聚氨酯和油溶性聚氨酯:其中水溶性聚氨酯又分為高強度(HW)、低強度(LW)兩類,兩者能以任意比例互溶,以得到不同性能的固結體。其特點是與水反應迅速,并能與水形成凝膠體,呈柔性彈性體,適用于大流量的快速堵水與潮濕裂縫的防滲處理,但由于其強度低,不具備對混凝土的補強作用,且其泡沫易破裂而產生收縮,耐久性較差,主要用于各種防滲堵漏工程;油溶性聚氨酯與水不相容,只能溶于有機溶劑,并與水或其他活性氫基團反應而固化,其反應速度較快,形成的固結體呈剛性,一般強度較高,既可用于防滲堵漏工程,也可用于補強加固工程。
丙烯酸鹽 性能與丙凝類似,目前研制出的第二代丙烯酸鹽灌漿材料已達到實際無毒級別,是取代丙凝的理想材料,多使用在地基處理和防滲堵漏上,成本較水溶性聚氨酯高。
水玻璃 最早使用的化學灌漿材料,具有無毒、價廉、黏度小等特點,是多數防滲堵漏材料的首選,特別是水泥-水玻璃體系在工程中得到了廣泛的應用,但由于強度低、耐久性差,一般只在臨時性工程中使用。
固結補強型 環(huán)氧樹脂 結構中含有環(huán)氧基團,能與活性基團反應,生成穩(wěn)定的高分子結構。具有強度高、收縮小、粘結力強、耐老化性能好的特點,常用于混凝土結構和地基基礎的補強、加固與防滲處理,是使用最為廣泛的化學材料之一。但由于其屬于固化時間比較長的灌漿材料,因此對于有流動水的場合,不宜采用。
油溶性
聚氨酯 與水不相容,只能溶于有機溶劑,并與水或其他活性氫基團反應而固化,其反應速度較快,形成的固結體呈剛性,一般強度較高,可用于補強加固工程,但不適用于混凝土結構裂縫。
甲基丙烯酸甲酯
(甲凝) 黏度低(低于水),可灌性好,但固化過程中體積有收縮。比重低于水,不能灌注有水裂縫,適于灌注δ=0.05~0.1mm的發(fā)絲裂縫,常用于混凝土干細裂縫和文物修復處理。
然而以上兩種類型的化灌漿材的功能并非絕然分開。第一種類型中的水玻璃,亦可單獨或與水泥混合用于強度要求較低的土基的半永久性補強材料,聚氨酯中強度較高的油溶性聚氨酯也可用于非結構性混凝土裂縫補強。而少數親水性較好且固化較快的改性環(huán)氧漿材對滲流量小的混凝土結構裂縫具有排水補強功能,但出水量較大的工程不能用作堵水材料。所以,在實際應用中應根據工程實際情況合理地選用漿材。對于混凝土裂縫化灌處理的合理選擇原則一般應考慮以下幾個方面:
1)要根據工程使用要求選擇漿材
首先應考慮工程要求是防滲堵漏還是補強加固,亦或是既要防滲堵漏又要求進行加固補強;要根據滲漏量大小和補強的要求在上述兩類材料中進行選擇,補強要求不高,可選擇聚氨酯;對滲漏量小而補強要求高的可選擇親水性的改性環(huán)氧漿材;對伸縮縫、變形縫、活動性裂縫及出水量大、有流動水的化灌應選擇聚氨酯材料。
篇2
關鍵詞: 卓越工程師教育培養(yǎng)計劃; 材料力學; 教學改革
中圖分類號: G642.3 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2012)01-0152-01
1 引言
2010年,教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“卓越計劃”),提出了一種高校與行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制?!白吭接媱潯笔菄彝菩薪逃母?,創(chuàng)建具有中國特色高等工程教育模式的重要舉措。通過企業(yè)的深度參與,以實際工程為背景,可培養(yǎng)大量具有實踐能力和創(chuàng)新能力的工程技術人才,為國家走向新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國提供優(yōu)質的人力資源[1]。近年來,參與的高校都對相關專業(yè)的課程設置、教學內容、教學手段和考核方式等進行了深入的改革,探索適合本校的人才培養(yǎng)模式。材料力學是一門重要的專業(yè)基礎科,具有基礎理論和工程應用雙重特性,是工科大學生從專業(yè)基礎課到專業(yè)課學習的重要橋梁,在工科的課程體系中占有十分重要的地位。但是,現有材料力學的教學內容側重于知識的完整性和系統(tǒng)性,更注重理論知識的傳授,忽視了與工程實踐的結合,不利于培養(yǎng)學生解決生產實踐問題的能力,與“卓越計劃”的要求有一定的差距。因此,如何對材料力學教學進行改革,在理論知識傳授的同時培養(yǎng)學生的工程素質、工程意識和工程實踐能力,是材料力學教學中面臨的一個重要課題。
2 聯(lián)系工程實際,更新教學內容
材料力學課程是一門具有很強實踐性的學科,它的教學內容與生產實際密切相關。但是,現有的材料力學教材中多數仍采用傳統(tǒng)的教學理念,注重理論的推導,忽視與工程實踐的結合。因此,在教材中多數的例題和習題都是采用理想化和抽象化的力學模型,如梁、桿等,在內容上也僅說明了這些力學模型在不同變形下強度、剛度等的計算和校核。因此,會給學生造成一種錯覺,認為這門課就是學習幾種題型的求解,無法明確學習的目的和意義,削弱了學生的積極性和主動性,更不利于學生實踐能力的提高。針對“卓越計劃”的要求,應對材料力學的教學內容和知識點的編排進行更新,突出該課程與工程實踐的聯(lián)系。在介紹每一種基本變形時,可大量地引進與其相關的工程實例,介紹如何將具體的構件簡化為簡單的力學模型,使學生能夠了解各種力學模型的意義、適用范圍和限制條件。其次,應對于授課內容進行適當的選擇,在保持理論體系完整性的前提下,刪除一些難度較大、推導繁瑣,且在工程中應用不多的內容,適當增加一些與工程實踐緊密聯(lián)系的內容。在教學中應以實際工程為背景,工程技術為主線,突出問題的共性和差異。例如,在材料力學中,所有變形的破壞判據都是最大的作用(如應力、變形)要小于相應的許用值,而各章節(jié)的不同處在于最大值的計算。通過加強對問題共性的認識和差異的比較,學生對于課程的理解會更加系統(tǒng)和透徹。而且,教學的重點不能僅停留在如何解題,應從力學模型的建立、破壞判據的選擇,結構參數的確定等方面引導學生,使他們能夠初步具備分析和解決簡單工程問題的能力。
3 結合現代技術,優(yōu)化教學手段
隨著教學改革的不斷深入,實踐環(huán)節(jié)和專業(yè)課時逐漸增加,材料力學作為基礎課程,課時已大幅減少。為了能在有限的課時內完成教學內容,多媒體技術已廣泛應用于材料力學的教學。作為一種先進的教學手段,多媒體教學不需要寫黑板,節(jié)約了大量的時間,提高了教學的效率。另一方面,多媒體教學可以加入圖片、聲音、動畫,課堂的信息量大,直觀性強。通過課件能夠把抽象的力學模型與具體的工程構件聯(lián)系起來,更有利于學生的理解。但是,由于課件中每一屏的容量有限,對于一些具有承繼性的推導來說,在換屏后學生無法記住前面的內容,對于后續(xù)的推導就很難理解。而且,由于換屏速度太快,學生沒有理解、吸收的時間,學習的效果也不佳。教學實踐證明,單純地運用多媒體教學雖然可以提高教學效率,但教學效果不夠理想。采用傳統(tǒng)板書與現代教學手段相結合的方式,可以有效解決上述問題。以梁彎曲正應力的推導為例,利用多媒體演示梁彎曲的變形,引出平面假設,并逐步推導正應力的計算公式。在多媒體演示的過程中,對于每個關鍵步驟,如變形幾何關系、應力應變關系和物理關系等,在黑板上將相應的內容寫下來。這樣,既可以提醒學生本堂課的重點,又可以使授課具有連貫性。講課結束后,學生可以通過板書了解這節(jié)內容的脈絡和重點。同時,還可建立課程的網站,將教學計劃、每章的重點和難點,以及典型例題等公布在網站上,實現師生間資源的共享,方便學生的自主學習。在網站上還可設立答疑的平臺,老師定期回答學生在學習中遇到的問題,實現師生間的信息互動。
4 參與實踐科研,改革評價體系
傳統(tǒng)的材料力學考核模式與高等數學等基礎課的形式完全相同,是通過單一的閉卷考試來考察學生掌握理論知識的能力。根據“卓越計劃”的要求,學生不僅需要掌握基本的理論知識,還應該具有一定的實踐能力。因此,應對現有的考核體系進行改革。在材料力學的考核體系中,除了常規(guī)的考試成績、作業(yè)成績,還應包括大作業(yè)、試驗成績、實踐成績、競賽科研等。借鑒機械設計課程設計的形式,教師可以采用分組布置大作業(yè)的形式,讓學生自主完成一些簡單機構的設計。例如,在組合變形這一章,可要求學生設計減速箱中齒輪軸的材料、形狀等。通過解決這些實際的工程問題,學生可以綜合地運用所學的知識,能夠學以致用,可提高學生學習的主動性。在實驗教學環(huán)節(jié)中,應盡量減少演示性、驗證性的試驗,增加一些設計性的試驗。鼓勵學生參與試驗,自己設計各種試驗,提高動手能力。由于材料力學課程的一些概念比較抽象,且學校試驗室的設備有限,教師可帶學生到工程實地參觀各種機構,使學生能夠直觀地了解材料力學與工程的關系。鼓勵學生參加各種學科競賽,如大學生結構大賽,或在班級內組織類似的競賽。在競賽過程中,教師應全程、深入地參與。教師應介紹比賽涉及到的知識點,指導學生制作模型,解答學生遇到的問題,從專業(yè)的角度分析獲勝作品的優(yōu)點和失敗作品的不足。通過豐富多彩的實踐活動,可進一步加深學生對于課程內容的理解,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。同時,還可吸收部分優(yōu)秀的學生參與教師的科研,做一些力所能及的工作,使學生能盡早培養(yǎng)科研意識、熟悉科研環(huán)境,了解科研方法,鍛煉科研能力。
5 結束語
“卓越計劃”是我國高等教育改革中的一個重要舉措,它的順利實施對于全面提高人才培養(yǎng)質量具有十分重要的示范和領導作用。材料力學課程不僅是學習科技知識的基礎課程,也是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要渠道。因此,材料力學課程的改革是“卓越計劃”中重要的一環(huán),只有在教學過程中融知識傳授、能力培養(yǎng)與創(chuàng)新教育為一體,才能培養(yǎng)出適應現代需求的創(chuàng)新型工程技術人才。
參考文獻:
[1] 張韋韋.教育部啟動實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”[J].教育與職業(yè),2010,(7):20.
[2] 林健.面向卓越工程師培養(yǎng)的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究,2011,(05):1-8.
篇3
關鍵詞:卓越計劃;材料專業(yè);就業(yè)適應性
一、“卓越計劃”的實施背景和主要內容
卓越工程師是適應經濟社會發(fā)展需要的,具有較強創(chuàng)新能力、綜合素質高的各類型工程技術人才,進而能夠為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人力資源強國服務。
“卓越計劃。培養(yǎng)的標準體系包括通用標準、行業(yè)標準以及學校標準三個層面。
首先,要掌握扎實的工科基礎知識和本專業(yè)的學科理論知識,能夠對生產工藝、設備與制造、包裝、工廠或工程進行設計,了解本專業(yè)的發(fā)展現狀和趨勢,了解本專業(yè)領域的技術標準、相關行業(yè)政策、法律和法規(guī)。其次,應具有發(fā)現問題、分析問題、解決問題的主動意識及實踐能力,即能敏感地在生產、管理、服務第一線發(fā)現潛在問題,通過分析和思考,熟練運用各種知識、經驗、專業(yè)技能,最終解決現實問題。
二、影響大學畢業(yè)生就業(yè)適應性的因素
就業(yè)適應性也叫職業(yè)適應性,是指一個人對從事一種職業(yè)或特定工作時所應該具備的知識、能力和素質的總和,是其內在因素和成長環(huán)境共同作用而造就和形成的。就業(yè)適應性包括諸多方面,可因職業(yè)不同而會有不同的要求,從目前情況看,影響學生就業(yè)適應性的因素有學校和學生兩方面。
2.1學校方面的因素
由于受傳統(tǒng)教育觀念和教學模式的影響。近些年來,我國工科類本科生教育多以知識傳授為主,往往將此做法置于教學的中心位置,而輕視對學生能力的培養(yǎng),特別是學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。從教學大綱、教學計劃、教學方法等多方面都可以看出,高校的教育是以老師為主體,學生為客體,這就很容易導致學生習慣被動、消極與盲從地接受老師知識的灌輸,不愿意動腦筋,從而扼殺了學生的學習積極性和創(chuàng)新意識。況且,老師也可能在某些知識方面存有不足,如果一些學生不假思索地接受知識,就容易受教師主觀臆斷的影響。
2.2學生方面的因素
許多高校大學生雖然選擇了現在所學的專業(yè),但實際并不了解自己學的專業(yè)具體是做什么,對專業(yè)學習的意義也認識不足,加之易受社會浮躁和功利思想的影響,缺乏職業(yè)規(guī)劃。在應試教育體制下,學生習慣考前“突擊”,而忽視平時有關工程基本功的訓練。還有的學生將精力過多地沉浸在各種課外活動或個人生活中,難以系統(tǒng)地學到專業(yè)知識,更談不上提高專業(yè)實踐能力。其結果,幾年下來,學生對所學知識往往知之甚少,甚至道不出個所以然來,畢業(yè)后難以勝任工作的需求,進而導致學生就業(yè)適應性差。
三、“卓越計劃”對材料專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)適應性的促進作用
實施“卓越計劃”的目標是克服我國目前嚴重的工科類教育與產業(yè)脫節(jié),理論與實踐脫節(jié)的問題,改革現有的工程技術人才培養(yǎng)模式,實現理論教學與實踐教學的有機統(tǒng)一,實現學校學習與校外實踐的有機結合,真正使工科類本科生的知識、能力、素質能夠有機協(xié)調地發(fā)展,從而培養(yǎng)造就一批創(chuàng)新能力強、綜合素質高、適應經濟社會發(fā)展需要的各類型工程技術人才。
3.1行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程,根據上述的分析,企業(yè)尚沒有深入參與到教學中,具體表現在沒有提供給學校足夠的行業(yè)信息,很多學生沒能到企業(yè)頂崗實習,很多教師也沒有在企業(yè)任職的經歷。這些都是造成學生就業(yè)適應性差的原因。對此,“卓越計劃”提倡企業(yè)深度參與到教學中,讓企業(yè)的專業(yè)人士參與到教學計劃的制定和實施中來,企業(yè)給學生提供實習的機會并參與指導學生完成畢業(yè)設計,為老師提供任職輪崗的機會等等。實踐表明,企業(yè)深入參與到教學中,必定會給高校的教學帶來一定的促進作用,進而縮短學生的就業(yè)適應周期。
篇4
關鍵詞:巖土;加固技術;工程;注漿
中圖分類號:TU753 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)05-0156-02
隨著近代建筑工程的迅猛發(fā)展,巖土加固技術作為一種能解決眾多工程難題的技術在工程領域得到了廣泛應用,在建造鐵路、隧道、橋梁、公路各個方面,都必須應用到巖土加固技術,它幫助工程師們成功的解決了許多地下水害難題,對加固工程有著不可替代的作用。巖土加固技術隨著科技的發(fā)展也在不斷更新,技術變得更為先進,為了更好的了解巖土加固技術的應用現狀和未來發(fā)展方向,我們對巖土加固技術進行詳細的闡述,主要從巖土注漿和巖土加固兩方面進行分析。
1 巖土注漿技術
1.1 化學注漿材料的分類和發(fā)展
①酸性水玻璃漿材。酸性水玻璃多用于北方的堿性土質地區(qū),是代替水泥堿性水玻璃漿液的一種新型材料,具有無毒、環(huán)保和造價低的優(yōu)點,在粉細砂加固工程中得到廣泛的應用,具有較高的抗壓強度和較為可靠的穩(wěn)定度,可用于大壩防滲漏等工程項目中。②丙烯酸鹽漿材。丙烯酸鹽漿材也是新型的一種低毒性的化學材料,未來的巖土加固技術中主要將運用的是低毒或無毒材料,旨在減少化學材料對環(huán)境的污染和破壞,丙烯酸鹽漿材主要有著良好的防滲透能力,因此丙烯酸鹽漿材一旦進入工業(yè)化,必將得到大規(guī)模的應用。③高強木素漿材。高強木素是一種以紙漿廢液為原料的環(huán)保的新型化學材料,能從亞硫酸鹽造紙排出的廢液中獲得,具有較高的強度,無毒廉價的特點使其必將有著很大的用武之地,未來的巖土加固技術中可以用它來加固含水地層等工程。④PBM混凝土。聚合物混凝土(PBM)具有水下快速固化的特點,是一種新型的聚合物材料,具有優(yōu)秀的抗壓抗拉性能,抗酸能力強,是巖土加固技術中應用最廣泛的材料之一,廣泛應用于高速公路、機場、橋梁的建設中,能快速修復滲水部位,曾應用于對錢塘江大壩的修補工程,在未來巖土加固技術中也必將有著廣泛的應用。
1.2 水泥注漿技術的應用及發(fā)展
①超細水泥。從20世紀80年代開始,超細水泥在建筑工程的廣泛采用極大的加速了注漿技術的發(fā)展,眾所周知,傳統(tǒng)的普通水泥顆粒大,滲透系數低,因此顆粒小的超細水泥一經出現,就在地下工程施工中得到了廣泛的應用,我國也應為超細水泥步入了世界建筑的先進行列。②高水速凝材料。我國在20世紀90年代開始在工程中使用高水速凝材料,高水速凝材料是一種新型的水硬性凝膠材料,它最突出的優(yōu)點是結石體含水率高和結石體強度高,并且能夠節(jié)省用料,因此從英國引進之后就廣泛應用到采礦等工程中去,我國在20世紀90年代也建立了自己的高速水凝材料生產線。③硅粉水泥漿材。硅粉水泥漿材也是一種新型材料,它是生產硅過程中的副產品,一般用途是將硅粉摻雜到水泥中去,用來提高混凝土的受力強度,在建造地基時可以使用硅粉水泥漿材,能使基礎下沉得到良好的控制。④納米水泥材料。納米材料是20世紀90年代出現的新型學科,納米材料的尺寸非常小,單位在納米級,因此納米材料的化學活性很高,易于與其他材料相混合,納米材料的力學強度也較大,常用在文物保護中,用來隔離油和水對物質的侵蝕,防污染能力強,納米水泥材料作為一種新興的材料在未來會有著巨大的用武之地。
1.3 特殊注漿技術
①樁基擴底注漿。樁基擴底注漿的作用是用來提高樁底地基的穩(wěn)定性和承載力,還能提高樁的抗震性能。與傳統(tǒng)的樁底技術相比,樁基擴底注漿能與巖土體產生固結,能節(jié)約混凝土的用量,廣泛應用于流水線施工中,能節(jié)省資金,并能達到很好的穩(wěn)固效果,特別適用于高層建筑的樁基施工中。②煤層滅火注漿。為了防止煤礦材料的自燃,斷絕礦體與空氣的隔絕,目前國內外普遍采用的是煤層滅火注漿技術,這種技術的主要是通過噴灑幾種漿液,達到覆蓋煤礦裂縫,從而斷絕與空氣的接觸而達到阻燃滅火的目的,煤層滅火注漿材料的吸水性強,自身不燃燒且造價低,因此在煤礦工程中具有廣泛的應用。煤層滅火注漿概念的提出以及技術的應用對西部大開發(fā)有著重要的意義,除了用煤層滅火注漿技術外,也可采用化學材料進行滅火。③靜壓注漿。靜壓注漿技術的基礎是高噴掏土技術,高噴掏土技術能糾正地基土層隨時間的流逝引起的變形等問題,能完全解決工程中的地基下沉問題,具有很好的穩(wěn)定性能,是加固地基的重要方法。羅馬比薩斜塔的傾斜度的控制,就是運用的高噴掏土靜壓注漿技術,在未來建設概念性大樓的過程中起著至關重要的作用。④粉噴加固技術。粉噴加固技術是通過化學反應生成穩(wěn)定的水化物,生成的水化物強度較高,更能夠吸收材料周圍的水分,因此廣泛應用于各種軟土地基巖土加工工程中。該技術中粉的配料主要為水泥、生石灰和粉煤灰。⑤高噴封樁堵水技術。我國具有廣闊的海岸線,因此如何對珊瑚礁地基進行加固也成為了巖土加固技術的重要課題。珊瑚礁地基的地下水主要呈堿性,因此為了引入淡水、堵住堿性水的滲漏就引進了高噴封樁堵水技術。珊瑚礁地層主要由細砂、中粗砂和珊瑚碎屑組成,對防水防滲要求高,因此在西沙群島等海島的珊瑚礁地基的建設中,采用的是高噴封樁堵水技術,這種技術在國內剛開始應用就取得了巨大的好評,在未來可以廣泛推廣應用于珊瑚礁地層的工程建筑中去,也具有一定的節(jié)約混凝土的特性。⑥樹根樁加固技術。樹根樁加固技術是運用旋轉法將鋼筋放入地基,從而達到加固地基糾正扭偏的作用,由于樹根樁加固技術中的樹根樁角度可任意傾斜,因此可以最大限度的維持工程中結構物和地基的平衡狀態(tài),并且樹根樁加固技術中運用的三維結構可以很好地加固地基的穩(wěn)定度,樹根樁加固技術的施工過程較為簡單,不需要動用大型機械設備,基于其方便操作、加固性好、平衡度強和節(jié)約成本的特點,樹根樁加固技術在未來必然有著廣闊的發(fā)展前途。
2 巖土錨固技術
2.1 預應力錨索
預應力錨索是巖土加工技術中一項廣泛應用的成熟技術,在巖土加固工程中,預應力錨固技術廣泛應用于水利、橋梁和隧道的建設,能有針對性的解決巖土加固工程中的難題,能較好的調整和改善地基,是防止山體滑坡和大規(guī)模工程坍塌的重要手段,預應力錨索技術的發(fā)展大大的推動了巖土加固技術的創(chuàng)新和改革。
預應力錨索運用于橋梁的建設中,能顯著的提高工程效率,成為巖土加固技術中的新亮點。在我國西南山區(qū)的公路和鐵路建筑中,預應力錨索技術得到了廣泛的應用。如在西南的地形險峻的盤山公路的建設中,采用預應力錨索技術很好的分散了公路對山體的壓力,能有力的減少山體滑坡現象的發(fā)生。預應力錨索技術建造的加固體結構合理,壽命長,能承受較大的壓力,因此廣泛應用于山坡公路的維護和建筑中。
在建立核電站的深基坑時,針對當地地質和水利條件,利用預應力錨索技術穩(wěn)定山體,固定地基,經濟合理的完成了預設任務,施工方法較為簡單,節(jié)省了大量的建筑成本,提高了加固體的力學性能,確保了周邊人員和建筑物的安全,調節(jié)合適的沉降量,取得了良好的效果。
預應力錨索的發(fā)展非常迅速,從上世紀五十年代開始應用至今,技術的發(fā)展和更新?lián)Q代快,時刻跟隨時代的步伐,廣泛應用于公路橋梁和城市立交橋的建筑中。立交橋中加固技術的應用至關重要,采用預應力錨索技術,能使混凝土結構的剛性增強,使結構內部的內力分布合理,在減少截面尺寸的基礎上大大的提高了力學性能。
隨著技術的革新,體外預應力技術是一種加固鋼筋混凝土和剛體結構的一種新方法,是一種將預應力錨索和物件體外里混合的技術,橋梁的拉索機構和索道都運用到了這種新技術,體外預應力技術使橋梁和建筑的跨越能力有了顯著地提高,體外預應力技術也可以用來加固舊橋,增強橋梁的承重能力,摩擦阻力小,便于檢測和維護。這種新型的技術在國外發(fā)達國家已經得到應用,但由于成本高、技術復雜的特點,我國的體外預應力技術仍在研究和推廣,體外預應力技術的發(fā)展將成為未來巖土加固技術的新的課題和重要發(fā)展方向。
2.2 預加固技術
隨著我國鐵路事業(yè)的發(fā)展,隧道的建筑技術也在不斷改進。為保證隧道工程的施工安全和工程的順利進行,巖土加固技術就顯得尤為重要。在隧道施工過程進行時,要提前運用預加固技術增加巖土自身的穩(wěn)固性,通過改善其內部力學性能狀態(tài)來達到對巖土的預加固的目的。
水平注漿成拱技術是廣泛應用于隧道地層施工中的一種預加固新技術,通過將混合好的漿液注入到隧道土層中去,使隧道的強度和穩(wěn)固性能得到提高,這種技術在應用中已經有了很多成功的案例,在未來巖土加固過程中必將得到更成功的應用。
2.3 化學錨固技術
化學錨固技術與傳統(tǒng)的機械錨相比,具有抗震性能好、耐疲勞和不易老化的特點,廣泛應用于煤礦支護工程和高速公路的路基維護中,化學錨固技術主要是將鋼板用化學粘合劑固定在需要加固的建筑表面,以此來增加鋼筋混凝土的抗彎能力,在地震頻發(fā)地區(qū)的建筑樓房工程中可運用這項技術,加固和增強墻體的承載能力,保護重要的建筑物?;瘜W錨固技術在未來的巖土加固技術領域有著廣闊的發(fā)展前景。
2.4 土釘墻技術
土釘墻技術從20世紀70年展至今,已成為了一個獨立的土加固技術的學科分支,有著至關重要的應用,主要運用在建筑深基坑和大廈的建設中,目前國內外很多大廈的建造都運用到了土釘墻技術。
3 結 語
綜上所述,我國在地質系統(tǒng)的勘察和對地基的加固和建筑方面已經邁入了國際優(yōu)秀行列,巖土加固技術的課題越來越多,我國在地質勘查方面有著明顯的優(yōu)勢,為巖土加固技術的研究提供了重要的參考資料。我國目前運用的眾多巖土加固技術已基本滿足日常建筑工程的需要,但仍需研究更為先進的建筑技術,針對不同的地址和結構體研究不同的加固方法。為此,我國技術工作人員應進一步加強對巖土加固技術重要性的認識,在現有的基礎上不斷開拓創(chuàng)新,研制多種專用的巖土加固設備和儀器,更有力的承擔國內外巖土加固工程,提高我國巖土加固技術的綜合水準。
參考文獻:
[1] 陳耕野,杜嘉鴻.新世紀巖土加固技術的回顧與展望[J].探礦工程,2009,(34).
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一、 化學材料與奧運
化學材料為奧運不僅能雪中送炭,而且會錦上添花.
1. 建筑
2012年倫敦奧運會主場館“倫敦碗”所用的鋼材量只有2008年北京主場館“鳥巢”鋼材量的1/3,堪稱物美價廉,為奧運史留下了一筆寶貴的遺產.
例:下列關于鋼筋的說法中錯誤的是( )
A. 鋼筋是混合物
B. 鋼筋屬于金屬材料
C. 鋼筋的韌性優(yōu)于生鐵
D. 鋼筋混凝土就是鋼筋和混凝土的合成材料
解析 鋼筋是鋼制產品之一,而鋼是鐵的一種合金,是含碳量在0.03%~2%之間的混合物,屬金屬材料,其韌性、可塑性等性能優(yōu)良,生鐵則硬而脆,易折斷;鋼筋混凝土是鋼筋與水泥沙漿凝固后形成的建筑構件,屬于復合材料.故選D.
2. 吉祥物
2012年奧運吉祥物“溫洛克”和“曼德維爾”,向世界傳遞著友誼、和平、積極進取的奧運精神.
例 為兒童的安全考慮,制作吉祥物的外部材料為純羊毛纖維,內充物為無毒的合成纖維(聚酯纖維,化學式為(COC6H4COOCH2CH2O)n ,簡稱PET).下列說法正確的是( )
A. 制作溫洛克的內充物是引起白色污染的主要物質?搖
B. 純羊毛和合成纖維可用燃燒法區(qū)別
C. 制作溫洛克的外部材料屬于有機合成材料
D. 合成纖維的吸水性和透氣性比純羊毛好
解析 制作吉祥物的外部材料純羊毛屬于天然有機高分子,內充無毒的合成纖維屬于合成材料.造成“白色污染”的主要物質是大量廢棄的、不易降解的塑料制品,而不是無毒的合成纖維.區(qū)別天然纖維和人造纖維的簡便方法是燃燒法,天然纖維燃燒時有種燒焦羽毛的特殊氣味,灰燼較多,用手一壓就變成粉末,而人造纖維燃燒時無焦糊味,且燃燒后的剩余物較硬,用手擠壓不成粉末.純羊毛的吸水性和透氣性都比合成纖維的好.故選B.
3. 火炬
奧運火炬是奧林匹克圣火的載體.2012年倫敦奧運會火炬采用輕薄高品質的航天鋁合金材料制造,火炬長800mm,重800克,是歷屆奧運會最為輕盈的一支火炬,選用航天和汽車制造領域常用的一種鋁合金材料制造火炬,鋁合金重量輕,但延展性和抗熱性都非常好.
例 鋁是一種重要的輕金屬,常以氧化鋁、硫化鋁(Al2S3)等形式存在,其中Al2S3中硫元素的化合價為,鋁元素的質量分數為.工業(yè)上常用電解氧化鋁的方法制取鋁,同時還生成氧氣,化學方程式為,該反應的基本類型為.
解析 (1)根據化合價原則,化合物中各元素化合價的代數和為零,鋁元素只有一種化合價+3價,可知硫元素的化合價為-2價.
(2) 鋁元素的質量分數=■×100%=36%
(3) 電解氧化鋁的化學方程式為2Al2O3 ■4Al + 3O2,屬于分解反應.
二、 化學材料與生活
化學材料伴隨著人們的“衣、食、住、行”,讓人們的生活更加美好.
1. 衣
例: 右圖是某短大衣標簽的部分內容,下列認識錯誤的是( )
A. 該短大衣是由兩種材料制成的
B. 羊毛和滌綸均屬于有機高分子材料
C. 滌綸屬于天然纖維
D. 可以通過灼燒來區(qū)別滌綸和羊毛
解析 羊毛屬于天然纖維,滌綸屬于合成纖維,但都是有機高分子;滌綸和羊毛在燃燒時氣味和灰燼的硬度都有所不同,通過灼燒的方法可以區(qū)分兩類纖維.故選C.
2. 食
家庭廚房就是一個化學小世界,“鍋碗瓢盆”和“柴米油鹽醬醋茶”中包含著許多化學知識.
例: (1) 下列廚房用品所使用的主要材料,屬于金屬材料的是(填序號,下同);屬于有機合成材料的是;屬于天然纖維的是.
①紫砂鍋 ②陶瓷碗 ③不銹鋼水瓢 ④塑料盆 ⑤純棉圍裙
⑥腈綸桌布 ⑦橡膠手套 ⑧塑料保鮮膜
(2) 塑料保鮮膜需要用無毒的聚乙烯制成,有不法商販為牟取暴利而用劣質聚氯乙烯塑料生產保鮮膜,對人體健康帶來極大傷害.你有辦法簡單區(qū)分它們嗎?
解析 (1)屬于金屬材料的是③;屬于有機合成材料的是④⑥⑦⑧;屬于天然材料的是⑤.
(2) 聚乙烯組成中只含C、H元素,易燃燒,完全燃燒時只生成CO2和H2O,而聚氯乙烯組成中除含C、H元素外,還含有Cl元素,不太容易燃燒,且燃燒時還會有HCl氣體產生,有刺激性氣味.故利用塑料薄膜的燃燒現象和燃燒時放出氣體的氣味不同,簡易鑒別它們.
3. 住
例 上海靜安區(qū)高層住宅發(fā)生大火,本次火災得以在短時間內急速蔓延燒透整棟建筑物,元兇極有可能是施工隊所使用的保溫材料聚氨酯(PU)材料.事故現場違規(guī)使用大量尼龍網、聚氨酯泡沫等易燃材料,由四個無證電焊工違章操作引起.試回答下列問題:
(1) 聚氨酯泡沫塑料屬于(填“有機”或“無機”)材料.請根據這次火災,回答聚氨酯泡沫塑料的一點化學性質_______________.
(2) 聚氨酯材料的保溫性能好,但阻燃性能差,易燃加速火勢蔓延,且快速釋放出有毒氣體.燃燒速度快導致火勢加速蔓延,燃燒時產生的煙氣中含有一種能與血液中血紅蛋白結合的有毒氣體,該氣體的化學式為________.
(3) 氫氧化鎂是一種新型的阻燃劑.當溫度達到380℃時,氫氧化鎂開始分解出水蒸氣,同時生成耐高溫的氧化鎂固體.利用氫氧化鎂這一性質,將它添加在塑料等易燃性材料中能起阻燃作用.根據滅火原理初步分析氫氧化鎂能作阻燃劑的原因為______________,則氫氧化鎂受熱分解的化學方程式為,發(fā)生反應的基本類型為.
解析 (1) 塑料屬于有機合成材料;有可燃性等;
(2) 可燃物不完全燃燒時,其中的碳、氫元素會轉變?yōu)橛卸镜腃O、碳氫化合物等氣體,其中CO會與血液中血紅蛋白結合,使之失去攜氧能力,導致中毒甚至死亡;
(3) 氫氧化鎂高溫下分解產生的水蒸氣和耐高溫的氧化鎂固體,覆蓋在燃燒物的表面,阻止其與氧氣接觸,使燃燒停止.Mg(OH)2 ■ MgO+H2O,屬于分解反應.
4. 行
2012 年京滬高鐵全線通車,全程運行時間僅需4個多小時,正線全長1318公里,技術標準為I級雙線電氣化,時速380公里.在軌道系統(tǒng)上創(chuàng)造了多項世界及中國第一,為滿足列車安全、高速、平穩(wěn)的運行,京滬高鐵正線采用了世界最先進的中國鐵路Ⅱ型板式軌道系統(tǒng),該軌道系統(tǒng)以混凝土道板、底座結構代替?zhèn)鹘y(tǒng)鐵路的道砟,可以減小高速運行下的列車振動噪聲小,而且軌道幾何平順性好,乘客舒適度好.
高溫例:在施工建設中,工程技術人員常用點燃鋁熱劑(鋁粉和氧化鐵粉末的混合物,反應能釋放大量的熱量)的方法來生成熔融狀態(tài)的鐵,從而焊接鋼軌間的縫隙,同時得到另一種氧化物.反應的化學方程式為,其中還原劑是,反應過程中轉化為熱能,屬于反應.
解析 Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe;Al ;化學能;置換反應
三、 化學材料與航天
神九載人,“飛吻”天宮,為中國航天史上掀開極具突破性的一章.為未來中國空間站的建立,奠定了堅實的基礎.中國計劃2020年將建成自己的太空家園,屆時中國空間站將成為世界唯一的空間站.
例: 用鎳鈦合金制成的宇宙飛船自展天線,在低溫下被折疊,進入太空后,在陽光照射下可重新展開,恢復成原狀.鎳鈦合金被人們稱為“形狀記憶合金”,關于此天線制作材料的描述錯誤的是( )
A. 具有形狀記憶功能
B. 具有很低的熔點
C. 具有良好的延展性
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[關鍵詞]橋梁工程;樁基施工;溶洞地區(qū);靜壓化學灌漿法;施工要點
前言
橋梁是跨越大型水系,使車輛和行人能順利通過的建筑構造物,橋梁的基礎是橋梁構造的主要部分,對于橋梁穩(wěn)定起到安全作用。我國是個多山的國家,特別是石灰?guī)r體的山脈較多,容易在物理、化學的作用下形成溶洞,橋梁基礎施工時出現溶洞是比較常見的現象。溶洞會造成掉鉆、卡錘、塌孔、漏漿等常見的事故,對橋梁的施工產生了嚴重的影響,甚至對橋梁的運行帶來安全的隱患。因此有必要加強對橋梁樁基溶洞施工的相關研究,利用設計、規(guī)劃、管理和技術的手段提升橋梁壯壯在溶洞地區(qū)的安全性和穩(wěn)定性。靜壓化學灌漿法是針對橋梁樁基區(qū)域出現溶洞的加強措施,是將一定的化學材料通過壓送設備灌入縫隙或溶洞內部,在溶洞和縫隙滲透、擴散、膠凝,以增加橋梁樁基區(qū)域的地層強度,保證橋梁樁基的穩(wěn)定,提高橋梁工程的安全的一項實用技術。橋梁施工者應該提高樁基工作的重視程度,特別應該重點關注溶洞抵御的橋梁樁基施工,熟悉以靜壓化學灌漿法為代表的加強技術,通過做好靜壓化學灌漿施工前準備工作,加強靜壓化學灌漿施工中技術和質量管理,達到提高橋梁樁基強度的效果,更好地實現橋梁施工的整體安全。
1.溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工準備的控制要點
1.1溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工方案準備
首先,應該把橋梁樁基施工作為近一時期工作的重中之重。其次,組織技術人員對溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工進行討論和相關學習。其三,了解橋梁樁基溶洞的概況,熟悉施工的環(huán)境和制約的條件。其四,確定成孔工藝和處理溶洞的初步方法。最后,對下放鋼護筒的支護方案進行討論。
1.2溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工前的人員準備
首先,組織橋梁樁基施工的技術人員和施工人員研究溶洞處理的相關措施。其次,成立溶洞施工緊急情況應急處理小組,指導日常施工,應對溶洞施工中突況。最后,做好橋梁樁基施工人員的組織體系建設,做到分工明確、各執(zhí)其責。
1.3溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工前的材料準備
首先,確保溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工中常見的片石、粘土、水泥、編織袋、鋼護筒等需要檢驗數量和質量,對于水泥應該進行先期試驗。其次,確保溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工中輔助材料的質量,特別是化學凝固劑的質量和性能應該嚴格控制。最后,做好溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工機械的配備工作,對裝載機、吊車、運輸車輛和小斗車等機械做到性能達標。
2.溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工的技術要點
2.1溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工的方案
首先,橋梁樁基溶洞一般處于地下較深位置,常常不能選擇爆破、填充混凝土等方法處理,最有效和比較經濟的方法是靜壓化學灌漿法,同時也可兼用噴射灌漿法,促進溶洞填充物的強度加強。其次,采用靜壓化學灌漿的漿材可在短時間內凝固,一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙,充填溶洞的空間,在樁體周圍形成防水帷幕,防止流砂和保證護壁泥漿不流失;另一方面,提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻,防止坍孔。起到加強溶洞強度的作用。其三、溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工的主要機械設備:泥漿泵、型鉆機,泥漿攪拌機、貯漿槽以及高壓灌漿管等。最后,在一些區(qū)域需要下放護筒進行加強,需要考慮護筒的直徑。
2.2溶洞頂部沖孔作業(yè)的要點
首先,根據施工前取得的溶洞資料,科學進行施工準備。其次,施工中,當鉆孔接近溶洞頂部時,提起鉆頭、鉆桿,移開鉆機,采用沖擊鉆機沖孔,用沖擊鉆沖孔時,要求輕錘慢打,使孔壁圓滑堅固。最后,做好沖孔作業(yè)的設備檢查,特別是卡口和鋼絲繩應該實地測試。
2.3對溶洞區(qū)靜壓化學灌漿發(fā)的體會
首先,應該有效防止鉆孔樁施工時出現泥漿流失、流砂及坍孔等嚴重事故。其次,要確保成孔及水下水泥混凝土澆注等工序順利完成。其三,套內護筒法要求對施工過程的每個環(huán)節(jié)應該落實到細節(jié),使之順利成孔,從確定內護筒長度、內徑到沉放方法乃至內外護筒間空隙、內護筒與溶洞底部間空隙的處理。最后,嚴把溶洞區(qū)靜壓化學灌漿施工的技術關,不但可有效縮短施工工期,而且確保工程質量與經濟效益的雙贏。
在溶洞地區(qū)進行橋梁樁基施工是比較困難的,如何在施工中實施對樁基質量的有效控制顯得尤為重要。本方結合京珠高速公路粵境南段靠椅山至大鎮(zhèn)段的實踐經驗,對如何根據工程特性選擇合適的施工方法,保證樁基的質量作了初步探討,希望在同類的工程施工中提供參考。廖誤之外,敬請指正。
篇7
關鍵詞:土木工程 技術質量 發(fā)展
一、土木工程的概念及特征
1.概念
土木工程在我國有很早的發(fā)展歷史,中外學者對之都有一定程度的研究,由于各自的觀點及研究方向不同,學者們對其下的概念也并未統(tǒng)一。筆者在總結以往學者研究成果的基礎上,也有自己的見解。土木工程,顧名思義,實乃土、木二者結構所造工程之意。說得最直觀一點就是修房造屋、建橋鋪路。早期的土木工程用到的材料無非就是木、石、土三種材料,直到后來科技的發(fā)展,土木工程行業(yè)才引進了鋼筋混泥土以及高分子化學材料等。因此,筆者認為:土木工程是是指應用各種建筑材料所進行的建設工程的總稱,它不但包括整個勘察、設計、施工的過程,而且包括工程建設的成果,如公路、橋梁、樓房、地下設施等等。土木工程的發(fā)展,既方便了普通居民的生活,同時也方便了我國軍事領域各種設施的發(fā)展。在發(fā)展的過程中,土木工程也呈現出自己獨有的特征。
2.特征
(1)勘察、設計、施工過程的復雜性。一項工程在進行建造之前,需要進行工程建造地址的前期勘測工作,在這一階段需要反復勘測地址,考慮各種有利和不利因素,特別是遇到復雜地質條件時,勘測工作需要特別仔細,不得有半點馬虎大意。工程在進行施工之前,應當由專門的設計機構進行設計,設計主要是以圖形、模型和圖紙的方式展現出來。在設計階段,需要充分考慮建造物的承重結構、外形圖案以及避免惡劣天氣的方案,如避雷針的設計。一個優(yōu)秀的建筑物,必然有一個特別好的勘測、設計和施工,三者缺一不可。
(2)選取建筑材料的獨特性。土木工程離不開材料的選取,特別是現代建筑行業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的材料已經不能滿足其需要。很多外形獨特,功能特別的建筑物對建筑材料的選取也有特別的要求,如隔音玻璃的使用、高強度輕薄型材料的使用以及超輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料的應用等等,無一不表明土木工程行業(yè)建筑材料選取的獨特性。然而,高質量的建筑材料必然要高昂的價格,同時,也并不是所有的高質量的建筑材料都適合所有的建筑物,因而,我們應當繼續(xù)探索,善于發(fā)現新生事物,使得土木工程行業(yè)能夠發(fā)展得更好。
(3)建筑對象的廣泛性。土木工程建造的對象特別多,主要包括陸地和海洋。陸地的建筑又分為地上和地下。地上主要有公路、鐵路、房屋、隧道以及峽谷之間的橋梁等等;地下的建筑如地下管道、管線、地下軍工廠、地下實驗場等等。土木工程海洋領域如圍海造田、海上橋梁、海底電纜及管道等等設施。無論是陸地還是空中,土木工程技術都發(fā)揮了應有的作用,可見,其對象非常的廣泛。
二、土木工程的歷史發(fā)展狀況
1.古代土木工程發(fā)展狀況
我國古代的土木工程比較發(fā)達,在時間上有一個很大的跨度,它起始于公元前5000年,直到17世紀中葉,這期間經歷了大約7000年時間。著名的萬里長城、都江堰水利工程、趙州橋等古建筑都是我國古代土木工程發(fā)展留下的寶貴遺產。雖然那時的發(fā)展水平有限,古建筑沒有應用到一點現代科技因素,但至今仍巍然屹立。它們的存在表明了我國古代土木工程行業(yè)發(fā)展水平之高,不只是在國內,即便與國際相比也毫不遜色。
2.近代土木工程的發(fā)展狀況
近代土木工程的大發(fā)展大致時間是17世紀中葉到20世紀中葉,大約歷經了300年時間。在這一發(fā)展期間,人們開始傾向于研究人造建筑材料并應用到建筑行業(yè)中來,人造材料的應用逐漸占據了主流地位,大有取代傳統(tǒng)材料之勢。隨著人造材料的大量應用,傳統(tǒng)的建造理念已經被徹底顛覆,人們不再迷戀于長期建造經驗,開始注重科學建造理念的培養(yǎng)。建造技術方面,大型機械設備開始應用,各種新的施工方法也開始應用,人們開始嘗試挑戰(zhàn)復雜的建筑環(huán)境,著名的埃菲爾鐵塔就是這一時期建成,直到今天依然是世界奇跡。
3.現代土木工程發(fā)展狀況
20世紀中葉是現代土木工程發(fā)展的起始時間?,F代土木工程完全依托于現代科學技術的發(fā)展。各種新型建筑機械大量應用到建筑行業(yè)中來,如高分子化學材料、高強度鋼筋混泥土、高強低合金鋼等等應用非常廣泛。在設計構圖方面,大型計算機的運用增強了建筑設計運算和繪圖的能力,力學分析與計算更加科學化。高難度的施工作業(yè)已經不再是不可逾越的鴻溝,如高原凍土、海底隧道等在前人想都不敢想象的事情,如今變?yōu)楝F實。
三、土木工程未來發(fā)展前景
隨著科技不斷地進步,我國改革的浪潮勢如破竹。在科技與改革雙重作用下,我國的經濟突飛猛進,經濟的發(fā)展又推動了建筑行業(yè)的發(fā)展。展望未來,城市化的進程逐步加深,這為土木工程的發(fā)展提供了契機,我國將面臨空前的建設。在建設大潮下,如何站穩(wěn)腳跟,并于國際接軌,是土木工程行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。作為新世紀的一代,我們能夠在這樣一個大環(huán)境中施展才干、向國際水平發(fā)起沖擊是十分幸運的。然而,如何把握世紀之交時土木工程學科的發(fā)展趨勢,開創(chuàng)具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元,是對我們跨世紀一代人的嚴峻考驗。隨著土木工程行業(yè)的發(fā)展,地球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的,而人口增長的速度是不斷加快的。因此,人類為了爭取生存,會不斷地拓展土木工程的領域,未來土木工程發(fā)展的必然趨勢是:向高空、地下、海洋、沙漠、太空等領域發(fā)展。這樣的發(fā)展領域看似遙遠,實際非常的迫切。因為地球的承載能力是有限的,而人口不斷呈上升趨勢,人們?yōu)榱松畋厝灰笈d土木,長此以往,地球將超限,威脅人類的生存。為了緩解這一緊張態(tài)勢,人類不得不考慮向另外的方向發(fā)展。另外,由于自然災害頻發(fā),對土木工程提出了新的課題,對于如何有效避免災害襲擊,成了土木行業(yè)的一大考驗。未來的土木工程不僅要求具備抗震、抗洪、抗風等性能,而且要求具備抗暴、抗海嘯、防火、防撞、防輻射等性能。相信隨著科技的發(fā)展,土木工程所面臨的難題都將迎刃而解。
參考文獻:
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【關鍵詞】混凝土;深層裂縫;原因;方案;處治對策
水庫大壩不僅為防汛抗洪調度、確保一方平安做出了巨大貢獻,而且兼顧灌溉、發(fā)電、供水的重任,因此,確保水庫大壩的安全就尤為重要。水利工程大壩由混凝土和鋼筋混凝土承擔,因此混凝土在工程建筑物中顯得尤其重要。但混凝土壩在施工過程中會出現各種裂縫,其原因主要是溫度變化引起的,這種裂縫特別是深層裂縫和貫穿裂縫,對混凝土壩的整體性、耐久性和防滲能力具有嚴重的危害。為了確?;炷链髩蔚陌踩烷L期可靠運行,必須對裂縫產生原因進行分析,進而采取處治對策。
1.工程概況
某水庫工程是以發(fā)電為主,兼有防洪、灌溉、養(yǎng)殖和旅游等綜合利用效益水利樞紐工程,水庫具有不完全多年調節(jié)能力。
2.裂縫特點及產生原因分析
2.1壩體裂縫特點
(1)開裂的位置較為奇怪,發(fā)生在大壩內部。
(2)縫面的面積較大,極為少見。
2.2裂縫原因分析
產生裂縫的主要原因有以下幾個:
(1)大壩采用的混凝土溫度控制措施不合理,使二冷過程中未在高程方向上形成相對均勻的溫度梯度,使二冷區(qū)與未二冷區(qū)交界處溫度梯度過大;同高程范圍內左右岸大壩混凝土二期冷卻不同步,在左右岸分界處形成明顯溫度梯度;二期冷卻沿上下游方向劃分的不同封拱溫度分區(qū)冷卻開始時間不同步。這些是導致大壩混凝土開裂的一個重要因素。
(2)大壩按照設計要求進行15~21d的一冷,但通水過程中還存在一定的缺陷,降溫不均勻,并且在二冷開始前,壩體溫度平均回升4℃左右,以致二冷降溫幅度過大(按觀測到的壩內最高溫度計算,最大降幅為18℃~19℃),這是產生裂縫的重要原因。
(3)已進行封拱灌漿的下部拱壩對上部各壩段混凝土產生的約束是導致大壩混凝土開裂的重要因素。
(4)對于底寬較大的拱壩,二冷6m蓋重明顯偏小,加劇了裂縫的產生。
3.裂縫處理方案及處理原則
3.1裂縫處理方案
由于拱壩本身受力特性,裂縫處理目的以補強加固為主,經過前期鉆孔電視觀測,裂縫寬度一般在1mm以內,處理方法應以化學灌漿為主?;瘜W灌漿材料雖然較昂貴,但屬于真溶液,比水泥具有更好的可灌性,而且可按工程需要調節(jié)漿液的凝固時間,有的化學灌漿材料還具有較高的粘結強度,用于結構補強可獲得較好的效果。
3.2處理原則
利用壩后馬道、棧橋、排架和檢查廊道打設灌漿孔穿過壩體裂縫,通過灌漿孔將環(huán)氧漿材灌入裂縫中,將裂縫填充密實并與縫面混凝土有效粘結??紤]到裂縫分布范圍較大,可視壩體結構分區(qū)灌漿。化灌材料性能首先須符合JC/T1041-2007《混凝土裂縫用環(huán)氧樹脂灌漿材料》,再根據生產性試驗及灌漿情況調整。施工必須通過招標選擇國內有類似工程經驗、有強大實力的單位實施。
4.混凝土深層裂縫化學灌漿工藝技術
本工程裂縫處理從2008年5月開始至2009年12月,期間經過了生產性試驗階段、高程1061m以下裂縫處理、高程1061~1084m裂縫處理、高程1084m以上裂縫處理共4個階段。每個階段每個灌區(qū)都根據具體情況制定灌漿方案,每個階段每個灌區(qū)都根據灌漿情況進行總結分析,根據總結分析來優(yōu)化調整灌漿工藝參數,最終總結完成了適合大范圍深層裂縫灌漿的施工技術。
4.1工藝流程
孔位布置鉆孔單孔壓水孔內物探測試射漿管安裝灌區(qū)壓水及外漏封堵方案擬定、模擬灌漿壓氣排水化學灌漿灌后質量檢查。
4.2布孔
根據生產性試驗,擬定間排距6m(高差)×4m(間距),通過壓水檢查情況可進行加密,漿液擴散半徑能滿足要求。
4.3鉆孔
考慮到盡量減少化學漿液孔占量,鉆孔孔徑盡可能小,但應滿足能通入射漿管,目前國內類似化灌工程基本采用60mm孔。在鉆孔設備選用上,考慮到后續(xù)孔內物探的效果,且避免更多的粉沫污染縫面,本工程均選用地質鉆機造孔。
4.4單孔分段壓水
單孔壓水檢查采用正規(guī)單點法壓水,由孔底向孔口分段壓水,分段長度為5m,壓水壓力為0.5MPa。壓水過程中通過流量的變化大致確定裂縫部位,便于與孔內物探成果相互驗證。
4.5孔內物探
鉆孔及單孔壓水試驗完成后,將孔內沖洗干凈,進行數字成像測試。主要查明以下內容:鉆孔孔深、裂縫距離孔口位置、裂縫縫面充填情況、裂縫寬度及孔內其它情況。
4.6射漿管安裝
根據各灌漿孔的孔深,用4″鋼管接箍連接到孔底作為射漿管,射漿管距孔底深度不大于10cm。為減少化灌孔占量,曾提出將止?jié){塞設置在裂縫外端一定距離,裂縫端灌化學材料,另外段灌水泥漿。試驗表明橡膠止?jié){塞容易被化學材料腐蝕,密封效果不好,且不能重復使用。又提出采用模袋法制作止?jié){塞,現場試驗發(fā)現由于鉆孔較深,按預定位置放置模袋難度較大;又因鉆孔孔徑較小,同時放置射漿管及模袋注漿管難度較大,模袋密封效果受孔壁情況影響,綜合技術經濟分析,采用孔口灌漿方式??卓诙斡每煊膊牧下裨O進漿管(射漿管)和排氣管,封堵密實,防止?jié){液外漏。
4.7灌區(qū)壓水及漏點封堵
灌區(qū)壓水是指對擬灌區(qū)域內所有孔進行全孔壓水,壓水順序為從下層往上層,壓力為0.5MPa。上層的灌漿孔返水后,再從上層的進漿孔壓水,依次逐層實施,直到灌區(qū)頂層灌漿孔返水并關閉閥門,測出灌區(qū)穩(wěn)定流量。灌區(qū)壓水檢查的目的是全面了解灌區(qū)各孔串通情況、串漏量大小、查出外漏部位及外漏量等。對灌區(qū)漏點一般采用直接封堵的方法,實踐發(fā)現外漏點可在灌漿過程中進行排氣和排水,對提高灌漿效果有利,因此此后對灌區(qū)漏點采用埋管封堵的方法。
4.8灌漿方案擬定及模擬灌漿
根據灌區(qū)壓水成果,制定出針對本灌區(qū)的化學灌漿施工方案。由于化學灌漿的不可逆性及重要性,灌漿過程必須受控,因此有必要進行模擬灌漿,以便掌握各種情況??紤]水的價格低廉及粘度與環(huán)氧漿液接近,本工程采用水模擬漿液進行灌漿,進一步確認灌區(qū)的封閉性、外漏處理效果、是否會有其它特殊情況發(fā)生、灌區(qū)總灌水量等。通過模擬灌漿,可較合理地計劃灌漿材料用量,讓灌漿實施人員掌握整個灌漿工藝流程和應急處理方法,從而保證灌漿施工效果。模擬灌漿進一步清洗了裂縫縫面,有利于環(huán)氧灌漿材料的粘結,可提高灌漿效果;同時,也驗證了擬定灌漿方案的可行性。模擬灌漿在整個灌漿過程中起了非常大的作用,今后類似大規(guī)模化學灌漿均可參照實施此工序。
4.9壓氣排水
壓氣排水至少兩次,第二次在灌漿過程中進行,風壓不超過最大灌漿壓力的50%。灌漿孔之間有互相串通的,壓氣吹水時敞開該高程或其它高程所有灌漿孔進行排水。沒有互相連通的,利用灌漿管壓風,出漿管排水,盡量確??變扰c裂縫面無積水。
5.混凝土深層裂縫化學灌漿材料技術
5.1材料性能
本工程對環(huán)氧灌漿材料性能指標要求嚴格,各項指標在滿足JC/T1041-2007《混凝土裂縫用環(huán)氧樹脂灌漿材料》基礎上,通過現場生產性試驗及各階段技術總結,不斷對材料性能提出改進要求,主要對起始粘度、可操作時間、本體抗壓強度進行了改進,最終環(huán)氧灌漿材料性能指標見表1、表2。
5.2材料配制
化學灌漿材料的配制根據廠家提供的配比,材料用量用電子秤稱取,材料配比不符合要求的漿液禁止使用,確保用于灌漿的材料符合技術要求。
化灌材料在混合過程中會產生熱量,該熱量又會引起材料的加速變稠與固化,一旦材料的粘度變大,其可灌性就會下降,因此控制材料的發(fā)熱與保證其正常固化時間顯得十分重要,在配合比方面采用以下控制措施:
①在材料供應商專業(yè)人員配合下,材料配制由專人負責,并做好溫度記錄;
②采用專用配漿桶進行配漿,桶外層加冰冷卻,控制好配制漿液的溫度,保持在5℃~35℃;
③嚴格控制材料的配合比,確保材料的性能與灌漿效果;
④在滿足灌漿速度的前提下,盡量采用多次少量的配制原則,每次配制好的材料要求在可操作時間內使用;
⑤漿液混合要在專用的容器內進行,同時該容器要置于陰涼的棚子內,避免陽光直射;在氣溫較高或拌和量較多時,采用冷卻設備進行降溫;
⑥漿液混合及使用過程中,要定時對混合物充分攪拌,一方面使其均勻混合,另一方面讓其加大與空氣接觸,充分散熱。
5.3材料檢測
為有效控制材料各項性能指標符合設計要求,每批材料均抽樣在現場實驗室進行性能檢測,并同時送第三方進行檢測。其中對力學性能指標分7d、28d、60d三次檢測,確保性能受控。
6.結語
水庫大壩的安全關系到國民經濟的建設和人民群眾的生命財產安全,因此,確保其安全可靠運行意義重大。本工程已竣工并運行,經現場實際觀察與記錄,未發(fā)現出現裂縫,大壩至今運行正常,由此可見,上述裂縫的處治是行之有效的,相信其經驗可為今后缺陷水庫混凝土壩裂縫處理提供借鑒。
參考文獻:
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【關鍵詞】高壓噴射灌漿;作用;優(yōu)勢;施工要點;注意事項
【中圖分類號】TU125 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3954(2011)02-0043-01
引言
高壓噴射灌漿基本原理是借助于高壓射流沖擊、破壞被灌地層結構,同時灌入水泥漿或混合漿,使?jié){液與被灌地層顆粒摻混,形成符合設計要求的凝結體,借以達到加固地基和防滲的目的。
一、灌漿的概念及作用
灌漿(Grouting),就是將某種具有流動性和膠凝性的漿液,按一定的配比要求,通過鉆孔用灌漿設備壓入建筑物或其基礎部分縫隙中的措施。灌漿又稱注漿,其實質是使?jié){液在被灌載體中滲透、擴散、充塞,經一定時間后凝固和硬化,從而達到加固載體和抗?jié)B防水的目的。
灌漿的作用主要體現在下面幾個方面:充填作用。漿液凝成的結石將地層空隙充填起來,可以阻止水流通過,提高地層的密實性;壓密作用。在漿液被壓入的過程中,將對地層產生擠壓,從而使那些無法進入漿液的細小裂隙和孔隙受到壓縮或擠密,使地層密實性和力學性能都得到提高;粘合作用。某些漿液的膠凝性質可以使己經脫松的巖塊、建筑物裂縫等充填并粘合在一起,使其聯(lián)合承載能力得到改善;固化作用。某些漿材(例如水泥和某些化灌材料)可與地層中的粘土等松軟物質發(fā)生化學反應,將其凝固成堅固的“類巖體”。
二、高壓噴射灌槳技術的優(yōu)勢
1、適用范圍廣。高噴灌漿可用于工程新建之前,也可用于工程修建之中,特別是用于工程建成之后,顯示出不損壞建筑物的上部結構和不影響運營使用的長處。
2、施工簡便。施工時只需在土層中鉆一個孔徑為50mm或300mm的小孔,便可在土中噴射形成0.4~4.0m的固結體,因而能貼近已有建筑物基礎建設新建筑物。
3、固結體形狀可以控制。為滿足工程的需要,在噴射過程中,可調整旋噴速度和提升速度,增減噴射壓力,可更換不同孔徑噴嘴改變流量,使用固結體成為設計所需要的形狀。
4、料源廣闊、價格低廉。噴射的漿液是以水泥為主,化學材料為輔,除了在要求速凝超早強時使用化學材料外,一般的地基工程使用價格低廉的425號普通硅酸鹽水泥。此外,還可以在水泥中加人一定數量的粉煤灰,這不但利用了廢材,又降低了注漿材料的成本。
5、設備簡單、管理方便。高壓噴射灌漿全套設備結構緊湊、體積小、機動性強、占地少,能在狹窄和低矮的現場施工,且施工管理簡便:在單管、二重管、三重管噴射過程中,通過對噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測,即可間接地了解其效果和存在的問題,以便及時調整噴射參數或改變工藝,保重固結質量。在多重噴射時,更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之,施工管理十分有效。
三、高壓噴射灌槳的工藝與施工要點
1、鉆孔 造孔過程中做好充填堵漏,使孔內泥漿保持正常循環(huán),返出孔外,直至終孔。跟管鉆進,邊鉆進邊跟入套管,直至終孔。鉆進時應注意保證鉆機垂直,偏斜率應≤1%。
施工中需注意,當孔深達到設計深度時,應提取巖芯,經檢驗認可后方可終孔。終孔后要測斜驗收,合格后搬遷孔位。
2、下入噴射桿 泥漿固壁的鉆孔可以將噴射桿直接下入孔內,直至孔底。跟管鉆進的鉆孔,有2種情況:①拔管前在套管內注入密度大的塑性泥漿,注滿后起拔套管,邊起拔邊注入,使?jié){面長期保持與孔口齊平,直至套管全部拔出,而后再將噴射桿下入孔內直至孔底。②也可先在套管內下入管壁均勻的PVC管,直到套管底部,起護壁作用,而后將套管全部拔出,再將噴射桿下入到管底部。
3、高噴施工 施工中所用技術參數因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同,提升速度也有差異。對各類地層而言,若使用同一種施工方法則水壓、氣壓、漿壓的變化不大,而提升速度變化,是影響高噴質量的主要因素。
一般情況下,確定提升速度應注意下列問題:①因地層而異在砂層中提升速度可稍快,砂卵(礫)石層中應放慢些,含有大粒徑(40cm以上)塊石或塊石比較集中的地層應更慢。②因分序而異先序孔提升速度可稍慢,后序孔相對來講可稍快。③高噴施工中發(fā)現孔內返漿量減少時宜放慢提升速度。
4、墻置的確定 根據設計要求平整好場地,要求場地內地下無障礙物,對某些作業(yè)地基軟、不平整,有可能引起整機翻倒引起事故的地段,一定要采取防范措施,在平整場地上對墻體中心線進行測量定位。
5、噴墻管理 應控制好掘進速度和灌漿壓力、提升速度,送氣量的大小應使?jié){液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發(fā)生離析和斷漿現象,保證墻體均勻,無夾心層,若發(fā)生管道堵塞或因故短暫停機,應迅速搶修。如噴射過程中因發(fā)生事故停噴超過1h~2h,就需要做特殊處理方才能繼續(xù)噴灌,恢復噴射時要求從停噴深度以下0.5m開始提升噴射。
6、質量檢測
(1)防滲墻的滲透性。灌漿施工結束待防滲墻體凝固30d后,將550m的灌漿壩段分為4個檢查段,在這4處設置防滲檢查試驗圍井,用注水試驗測定封閉圍井的滲透性來判斷防滲墻質量。從試驗結果看,防滲墻質量均達到優(yōu)或良。
(2)防滲墻的連續(xù)性及厚度。施工結束30d后,采用地質雷達技術對防滲墻的連續(xù)性和厚度進行檢測,查驗防滲是否達到了設計要求的平均厚度,以及防滲墻體方向和垂向深度的連續(xù)性是否達到設計要求。
(3)防滲墻體結石體的強度。分別在檢查段之間防滲墻交叉接觸位置布置檢查孔,在檢查孔的中部取樣品做物理力學試驗,以查驗施工是否達到了工程設計要求。
四、高噴技術施工中需注意的事項
為保證高噴防滲墻的連續(xù)性,則必須要使各孔的凝結體在有效范圍內牢固可靠連接上,為此如何選用結構布置形式和孔與孔的距離則很重要。在防滲工程中,孔距的選擇至關重要,它不僅關系到凝結體能否可靠地連接,而且也影響工程的進度、造價??拙鄳鶕貙拥牡刭|條件,對防滲性能的要求、高噴灌漿的施工方法和工藝、結構形式、孔深及其它因素綜合考慮而定。應控制好掘進速度和灌漿壓力、提升速度,送氣量的大小,應使?jié){液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發(fā)生離析和不允許發(fā)生斷漿現象,保證墻體均勻,無夾心層,若發(fā)生管道堵塞或因故暫停機,應迅速搶修。
五、結語
灌漿技術作為水工建筑物地基處理中常用和重要的工程措施,在大壩壩基防滲和加固處理中得到廣泛的應用大多數水庫、大壩的地基均需進行處理后,才能達到穩(wěn)定與防滲的要求隨著水利水電建設的發(fā)展,國內可用于修建水庫、大壩比較好的地基也越來越少,因此,灌漿技術在水利工程地基處理中已經成為一個非常重要的技術手段。
參考文獻:
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關鍵詞:化學分析 質量控制 技術實驗 使用管理
隨著科學技術的不斷發(fā)展和應用,越來越多的新材料憑借更高的質量和更加低廉的價格不斷的涌入市場。但是在研究前期對于材料性能分析過程之中,必須要充分了解材料的化學性質,這樣才可以從根本上保證實驗的科學性和安全性?;瘜W分析主要是對材料進行實際的研究,通?;瘜W定量分析主要目的是為了評估材料的實際價值,以及預測后期使用之后的效果。同時,在研究判定材料過程中,必須對材料的質量有所了解,這樣才可以根據相應的比重得到相應的結果,從而增強檢測的可行性。同時,在對化學材料進行分析測定過程中,分析的技術人員的操作不當、儀器性能不穩(wěn)定以及分析環(huán)境的溫度等因素不達標,都會導致材料分析過程中質量控制結果的偏倚。因此在具體的材料分析過程中,關于質量控制的精確性要盡可能的在預測范圍之中將誤差降到最低,這樣才可以保證材料在今后研發(fā)應用中,達到實際預測的目的。下面主要分析在化學分析中,影響質量控制的幾大原因。
一、化學分析人員的專業(yè)素質
在化學分析過程中,分析人員作為其中所扮演的最主要的角色而存在。分析人員的主觀認知勢必會導致化學分析中質量控制的精準性。因此必須要完善分析人員的職業(yè)技能,同時,注重對于化學分析人員責任心的培養(yǎng)。
1.化學分析人員必須獲得國家資格認可
由于化學分析職業(yè)的特殊性,對于工作人員的技術要求較高。因此在人用人員方面,必須要選擇接受統(tǒng)一培訓和測試,由國家相關部門認可的資格證書才可以得到聘用?;瘜W分析同其他職業(yè)最大的差別就是試驗性,沒有相關的專業(yè)知識很難保證實驗的科學性,同時對于工作人員其自身的安全也得不到保護。對于檢驗人員和儀器的操作人員而言,他們必須獲得化學分析相關部門聯(lián)合質量部門等統(tǒng)一辦法的資格證書才可以上崗任職。對于那些沒有資格證書但經驗豐富的人員,要敦促他們參與崗前培訓,學習相應的科學知識后再投入到工作當中,勢必會更加優(yōu)秀。
2.組織化學分析人員進行定期培訓
從事化學分析的人員除了具有良好的專業(yè)知識素養(yǎng)以外,還要具有高度的責任心和經驗。因此,對于化學分析人員必須進行定期培訓,對于一些人員要進行相應的“情商培訓”,即對于他們耐心細心責任心的培養(yǎng),這是作為一個化學分析人員的基本素質。同時,對于化學分析人員要定期進行體檢,化學分析主要從事于化學產品的實驗和研究,對于那些眼部病變、色盲色弱等疾病要定期檢查,一旦發(fā)現,將其分配到其他適合的崗位當中去。這樣為的是保證在化學分析過程中質量控制可以達到最優(yōu)。同時,將隱患排除在萌芽狀態(tài)。分析人員也可以通過定期的培訓交流心得體會,增強團隊合作精神,這樣有益于化學分析過程中人員的交流,從而促進質量控制的有效進行。
3.優(yōu)化化學分析人員和崗位配比結構
化學實驗的一個明顯特征就是工序復雜,而且反復性強。因此,基于現實和成本考慮,就要求化學分析人員在實驗室掌握多個流程的操作方法。這樣才可以保證在實際工作中,化學分析人員能夠輕松應付一切其他非自己特長的操作方法,這樣不僅節(jié)省了時間,而且也可以提高在質量控制過程中,降低其他分析人員的犯錯率,從而提高實驗效率。這也符合當下對于復合型人才的要求,“十字型人才”走到哪里都是工作崗位上的佼佼者。因此,要提高化學分析人員對于實驗室操作流程的掌握,從而可以優(yōu)化人員結構,使得每一個工作人員的資源優(yōu)勢得到最大發(fā)揮,盡可能有效精確的檢測實驗室的實驗進展。
二、分析儀器使用與管理
1.對于計量儀器的購買嚴把質量關
分析儀器在采購過程中必須嚴格選購,器皿類器具優(yōu)先選擇有計量器具生產許可證的企業(yè)生產的產品,一般該類企業(yè)會在器皿或其標簽上打印有“CMC”標記。對于那些假冒偽劣的沒有加貼標記的定量器皿一定要慎重選擇。因為,實驗儀器的質量直接關乎到化學實驗的結果。對于分析儀器的選購要進行統(tǒng)一編號并對設備的有效信息進行標識,這樣可以在今后的使用過程中出現問題,可以找到相關負責人負責售后。分析儀器要實行全程管理,即把儀器的調研、安裝、調試、使用、維修、改造、報廢的全過程作為管理對象,盡可能消除故障產生的誘因。把儀器的壽命周期作為一個整體進行系統(tǒng)分析、綜合管理,使分析儀器處在最佳分析狀態(tài),建立完備的儀器使用、維護、保養(yǎng)履歷檔案。
2.重視計量儀器日常維護工作的開展
將強計量儀器的日常維護除了可以延長自身的使用壽命之外,還可以確保其在使用過程中擁有更高的精確度。因此對于計量儀器的日常維護工作也不可大意。所謂“失之毫厘謬以千里”這句話在化學分析當中,尤其是在質量控制領域中,可以得到最直接的詮釋。定期進行對計量儀器的維護也可以及時及早的發(fā)現其中潛在的問題,從而盡可能快的將問題解決,保證在今后使用過程之中,儀器可以呈現一個良好的狀態(tài)進行使用。由于在化學分析的實驗過程中,一些物質的吸附性、腐蝕性較強,很容易導致內部零件發(fā)生化學反應,因此定期檢查清理,也有助于在實際的試驗中更好的把握對于質量的控制。
3.加強對于計量儀器定期的校驗與檢定
在使用分析儀器之前,必須要按照規(guī)定的要求對其進行周期檢定,滿足分析需求并取得質量部門簽發(fā)的校驗或檢定合格證才能投入使用。對于器皿類計量器具(如容量瓶、移液管等)在購入后應先檢定,檢定合格后才可以投入實驗使用。其它計量類分析儀器在使用一段時間后,要進行必要的周期性校驗或定期檢定。因為各個物質的化學性不同,如果產品不達標,在實驗過程之中,除了是潛在的安全隱患意外,還會影響到化學分析中的質量控制。因此,儀器校驗必須按照質量管理部門頒布的校驗規(guī)程進行,儀器的校驗與檢定須由熟悉儀器操作、具有校驗資格的人員校驗。
三、試劑材料的使用與管理
化學實驗中離不開試劑材料,試劑是檢驗化學材料特性的重要工具,通過試劑材料,研究人員可以清晰的看到化學物質的基本特征。從而判斷在接下來的試驗中采取何種手段進行,因此試劑材料作為化學實驗接下來進行的“風向標”,對于化學分析中的質量控制也具有重要的作用。因此,也要重視對于試劑材料的使用和管理。
1.化學試劑使用與管理
化學試劑的管理作為分析化學實驗室質量管理的重要一環(huán),其自身質量的好壞將直接影響到分析結果的準確性。因此,對于化學實驗室的化學試劑有必要建立化學品數據庫和制定《化學品管理規(guī)程》,對化學試劑的采購、儲存、領用、使用和回收實行全程管理。此外,在選擇化學試劑過程中,有一個問題是要引起工作人員重視的,那就是對于化學試劑等級的選擇?;瘜W試劑的作用是判斷物質含量的多少,因此選擇的化學試劑濃度等級不是同試劑效果行成正比的,因此,在選擇過程中,一定要選擇與實際情況相符的,可以適度偏高的濃度試劑。
2.標準物質的使用與管理
標準物質的管理是分析化學實驗室質量管理的重要組成部分。標準物質是一種或多種經確定了高穩(wěn)定度的物理、化學和計量學特性,并經正式批準可作為標準使用,以便用來校準測量器具、評價分析方法或給材料賦值的物質或材料。標準物質是量值傳遞和溯源的一種重要物質,它在實際的化學分析實驗中扮演著保證測量過程和結果更加精準的角色。
標準物質直接或間接地決定了樣品中被測量的測量值,也就決定了分析結果的準確性;標準物質的不確定度也常常是分析結果最大的不確定度分量,因此標準物質對化學分析結果起著決定性的影響。
在標準物質選擇過程中,重點需要注意的就是物質的質量。當下一些不法商販為了牟取私利,在市場上販賣假冒偽劣產品,或者以次充好。如果使用了這些物質,那么實驗過程中標準物質的性質便發(fā)生了根本行的變化,同時也會給實驗人員帶來一定的誤差,從而在錯誤認知的引導下化學分析工作的順利進行。因此采購人員在選購過程中,一定要謹慎選取,同時由于標準物質對于環(huán)境要求特殊,在存放過程中也需要遵從相關的存放要求,對于使用日期作出明顯的表示,從而方便在化學分析中對于質量控制研究的進行。
四、實驗室制度與分析方法
化學實驗室是化學分析的空間承載體,由于化學物質在保管、存放、儲藏等都需要在特殊條件下才可以保證其質量,因此化學實驗室便是最佳的存放地點。所謂“無規(guī)不成方圓”,一個合理的實驗室,也應該擁有自己的管理制度和方法。因此,完善實驗室制度為的就是給科學實驗創(chuàng)造一個良好的空間,從而保證在化學分析實驗在一個更加科學合理的環(huán)境下順利進行。
1.盲樣考核制度
盲樣考核是對分析人員責任心和分析結果符合性的一種考察方式。盲樣考核石油單盲樣考核和雙盲樣考核兩項構成。單盲樣是實驗室質量負責人清楚樣品為考核樣品,但考核對象不知道樣品為考核樣品;雙盲樣是質量管理部門清楚樣品為考核樣品,但實驗室和考核對象都不知道該樣品為考核樣品。盲樣考核作為對于工作人員考核的直接方法普遍應用在實驗室當中,因此盲樣考核要有計劃、有重點的進行。這樣才可以實現盲樣考核的真正意圖。考核是否合格的判定依據是:以標準物質作為盲樣進行考核的分析結果誤差須在分析方法的不確定度范圍內;對重復測樣方法進行考核的兩次分析結果的差值應小于3σ。通過對于盲樣考核制度的使用,既可以敦促實驗室中的工作人員的學習能力,也可以讓他們明白自己的欠缺,從而學習更正。
2.不確定度的評價制度
測量不確定度評定正是度量測量結果可信度的一種方法。測量不確定度是表征合理地賦予被測量值的分散性,與測量結果相聯(lián)系的參數。在實際的化學分析中,對于那些對于分析結果處于臨界值或客戶有要求的產品在分析過程中,一般都需要給出分析結果的不確定度。通過不確定度的評定可以具體發(fā)現那些影響分析結果的不確定度來源,從而對于那些不確定度進行有針對性的測量,通過識別來消除影響分析結果的主要因素,從而通過置換作用來檢測出產品的真正物質含量,這種方法對于實驗室中的實驗在進行過程中,以及對于方法的選用都具有優(yōu)化作用。
參考文獻
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