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化学材料论文实用13篇

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化学材料论文

篇1

自主学习是新课程改革大力倡导的重要学习方式。学院以“厚基础、宽口径、重能力”的指导思想,遵循认知规律,遵照由提高动手能力到培养创新思维的宗旨,对原有教学课程体系进行了改革。除课堂正常教学外,搭建专业教学课程平台,实现教学课程资源网络化,促进学生独立自主学习习惯的养成和能力的提高。通过BB平台的课程建设,实现专业教学课程资源网络化。现在中国计量学院材料科学与工程学院推出了多门重点建设课程,例如《应用电化学》《材料表面处理》等,教师在充分掌握学生学习情况的基础上,针对大多数同学,课上按教学大纲讲授基本要求范围内的内容;对于能够进行更深度学习、对课程某方面需要进行知识面扩展的学生,在网络教学平台上呈现更多的学习资料、相关文献、实验视频、应用软件、学习网站等,方便他们自主学习、加深知识理解;最终针对学生个体差异,实现分层次教学,促进学生学习能力提高及知识的巩固。教学网络平台的所有课程,将对本专业所有学生公开,方便他们对教学资源的获取及问题反馈。

3实验平台建设及优化

大学本科教育中,实践科研反哺理论教学是重要研究课题之一。学生只有通过充分的实验及实践,才能更有效率地促进理论知识学习,提高教学改革效果。目前,主要在以下方面进行了实验平台的搭建及完善。

3.1实验内容的改革

首先,改变传统专业实验课程设置依附于理论课体系的横向模式,超越单门课程的范围,建立实验课程之间的系统联系,在原有实验课程的基础上设立相对独立的纵向联系的课程,形成纵横交叉的网状专业实验课课程体系,实现专业实验课程之间的纵向联系和贯通。其次,改变实验教学由单一课程和学生班级为单位的组织形式,形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。最后,根据实验教学内容,重新确定了基础实验、设计性实验、综合性实验、设计研究型实验4个层次结构。重点开发了几个培养学生综合设计能力和创新能力的实验,以及培养学生综合应用现论和方法的实验。在实验教学内容改革中,减少了验证性、分析性实验项目,增加了设计性、综合性、创新性实验项目。

3.2依据功能实验室条件,实现资源共享

高校科研平台往往拥有大量贵重实验设备,根据仪器属性,可巧妙设计实验教学内容,综合利用仪器,充分发挥仪器能效。部分科研设备课充当实验教学过程的资源。学生通过学会仪器操作,能掌握仪器基本原理和简单维护知识,进而提高学生动手能力,为以后从事相关专业工作打下坚实的基础。大部分从事教学科研的老师,课余时都有自己的研究课题。对于学生感兴趣的实验,学生可以积极参与教师的科研,甚至仪器设备熟练操作后,独立自主完成其中的一个实验环节,培养其科研的缜密思维及细致耐心、精确的实验操作能力等。目前,不少大三及大四的学生在指导教师的帮助下,承担了省级、校级、院级等科研项目,在综合利用实验室资源的条件下,获得了有效的实验成果,并在SCI收录的国际杂志及国内核心杂志发表数篇论文

3.3实验管理网络实时化

实验管理过程中,可通过网络平台管理,实现学生与教师的实验前、后的部分互动。对于学生来说,可在网上自主选择时段并预约感兴趣的实验项目,通过实验网络平成预习、学习、复习、提问等各项学习任务;对于教师而言,可以对实验教学的全过程实时监控,实现诸如学生网上分组、网上考勤、数据整理及分析、网上答疑等功能,从而使学生实验在老师的指导下有效开展。

3.4建设产学研基地,促进学生社会实践综合能力培养

中国计量学院材料科学与工程学院材料化学专业,主要以高性能磁功能材料与器件、先进炭材料、材料表面处理技术、化学电源等为研究对象,解决企业技术难题及生产中存在的各种关键性难题,满足区域经济发展需求,达到科研为地方经济服务的目的。我院与企业共建校内产学研平台3个、校外产学研基地21个,建立了材料类基础实验教学、专业实验教学、工程技术实践教学以及课外创新实验教学等课外实践教学平台。近期我院又与绍兴康健精密不锈钢有限公司全面开展产学研合作,共建“中国计量学院——绍兴康健精密不锈钢有限公司磁性材料研发中心”,在技术攻关、产品研发、平台搭建、奖学金资助等全方位的合作,支持和激励大学生开展科学研究和创新实践。在生产科研基地,要加强专业实践环节的组织和团队指导,让学生参与到协作单位实际的工程项目中,在教师和工程技术人员的指导下承担实际工程项目的设计和管理,让学生接触技术的核心,使学生通过实战锻炼掌握工艺创新技能。

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材料化学是一个理工结合、学科交叉的新兴学科,在信息、能源、环境、航天等前沿科学领域起到越来越重要的作用。目前, 许多高校设置了材料化学专业实验, 我们根据我校办学经验和实际条件,并结合苏州经济社会发展对人才的需求,建立了与之相适应的培养目标及专业实验内容。为了让学生了解先进的材料合成与制备方法,掌握高技术材料性能的最佳测试技术,具体设置了材料合成与加工和材料性能测试相结合的专业实验教学大纲[1-2]。本文结合我们的教学实践过程,谈一下材料化学专业实验教学过程中的一些做法和体会。

重视实验室建设,保证教学质量。实验室建设主要包括两个方面,硬件条件和软件条件。具体的说,硬件条件包括实验室基础设施建设,实验仪器和大型设备的购置等等;软件条件包括实验教学大纲制定优化,教师队伍思想道德素质,教育教学能力等方面的建设。具备优良的实验室硬件条件和优秀的教师队伍是保证教学质量的必要条件。

1.实验室硬件条件建设

必要的基础设施和优良的实验条件,是顺利开展实验课程,保障实验室安全的先决条件。我校材料化学专业的实验室面积达到500 m2,实验室分为材料合成实验室和材料性能测试实验室两部分,主要承担了材料化学专业的专业实验和本科毕业论文等教学任务。

随着现代化仪器技术的高速发展化学论文,培养掌握现代化测试技术的人才是社会发展的迫切需要。为此,我校花大力气引进了一大批与材料化学专业有关的先进测试仪器,并为材料化学专业开设了现代分析与测试实验课程,主要目的是引导学生全面熟悉和系统掌握测试材料的常规科研方法,包括红外光谱、紫外分光光度计、荧光分光光度计、热分析仪、比表面仪、纳米粒度仪、电化学分析仪等仪器多种测试方法的介绍和使用,这些仪器偏向于基础化学性质研究,它有助于学生掌握材料的各项微观性能。

同时,我们还开设了用于研究材料电学、硬度、力学等性质测试的实验。实验仪器包含了纳米Zeta电位测试仪、体积电阻测试仪、简支梁试验机、布氏硬度计、电热平板硫化机、单螺杆挤出机、桌型老化试验机、氧指数仪等大型仪器。学生在学校里熟悉了这些仪器的操作和使用以后,我们还会积极联系一些相关的单位,引导学生到企业进行相关的实习操作,使学生能够将学到的理论知识和具体实际相结合。

2.实验室软件条件建设

软件条件建设的主要摘要对教学内容深入了解,合理组织编排,采用合适的教育教学手段,与同学多做交流,不断总结教学过程中发现的优缺点,找到最佳的传授知识手段。

2.1 紧跟专业方向特色,制定实验教学大纲

材料化学专业实验从大三开始开设,此时学生以及通过前两年的基础实验课程的学习掌握了实验的基本操作技术,更容易接受一些较为专业,相对复杂的实验项目,同时也要紧跟材料化学专业的专业方向特色,这就成了我们在制定实验教学大纲时的宗旨。

我校的材料化学的专业实验分为高分子与无机两个方向论文格式。我们根据理论课与实验课相衔接的原则,通过开设一些与高分子物理,高分子化学,无机功能材料等课程相关的典型高分子和无机材料合成实验、性能表征及加工修饰实验,加大对学生动手能力的培养力度,使他们对高分子材料研究领域有更深一步的体会,对高分子材料制备工艺、组成、结构与性能之间的相互关系及其规律有更加明确和深刻的认识。

2.2 精心选择实验,合理编排顺序

我校根据材料化学的专业背景和培养目标,对材料化学高分子方向的实验总共安排8个实验,其中6个为必修实验,2个选修实验从教学大纲中的14个实验中根据实验需要选取。8个实验中有材料的合成实验,也有材料性能加工测试实验化学论文,安排实验顺序时我们依据连贯性的原则,尽量使两个甚至三个实验能够串联起来,形成一条链,例如,我们通过“聚乙烯醇缩甲醛(PVF)胶黏剂的制备及性能测定”这个综合性实验,学生可以掌握聚乙烯醇与甲醛在酸性条件下发生缩合反应的基本原理,以及缩合反应的具体实验技术,最后收集到的产物我们可以作为下一个实验“GPC法测定聚合物分子量及分子量分布”的一个辅助测试原材料,学生可以进一步了解凝胶渗透色谱的基本原理,掌握GPC法测定聚合物分子量及分子量分布的实验技术及数据处理。这样的实验安排有利于将各自独立的单个实验有效的串联起来,增加实验的综合性,更加有利于学生以后从事科学研究思路的培养,提高学生分析、解决问题的能力。

2.3严格考核制度,提高学习效果

只有严格要求学生,规范考核制度,才能有效的提高学生的学习效果和学习积极性。我们的教学与考核方式采取实验预习报告、实验操作技能和实验报告综合评价的办法,即实验前,试验中,试验后这样一个办法。实验总成绩采用百分制记分,预习报告占总成绩的30 %,实验操作技能考核占总成绩的30 %,实验报告占总成绩的40 %。只有严格要求学生写实验预习报告,他们才会去查阅本实验相关的文献资料,对实验机理、实验步骤有相当程度的熟悉和了解,尤其对于一些设计性实验,会对实验的设计方案有更多更好的想法与思路,同时也增加了学生做实验的乐趣性。在实验的进行过程中,老师对实验的过程进行指导和监督,对学生提问,考核学生对实验的认识与理解程度,并予以打分。最后,实验报告综合反映了学生对实验的理解,数据处理等的完成情况化学论文,也是评价学生学习效果的一个重要因素。

2.4 加强师资队伍建设,提高教师素质

具备一只优秀的教师队伍是保障本科教学质量的基础和前提。我校材料化学专业实验指导教师和实验专职教师共计5人,其中教授2人,博士3人,硕士2人,已经形成了一支年龄、学历结构较为合理的实验教学队伍。实验专职教师实行坐班制,负责实验室相关仪器的日常管理和养护工作,根据实验教学大纲安排实验教学进程表。我们严格要求实验教师认真备课,每个实验项目开始前都要做预实验,对实验中可能出现的各种现象和各种注意点都记录下来,对于一些实际的样品,测出准确的数据,做到心中有数。实验教师在实验指导过程中要充分调动学生的积极性,激发学生的潜能。激发学生的潜能可以有很多方法,比如说改进实验方法,改变原料配比,改变模具形状,改变测量方式等等,都是很好的尝试[3]。教师的业务水平直接影响到实际的教学效果,所以教师在平时的教学过程中要注重积累,努力提高自身各方面素质。

3. 结语

通过材料化学专业实验的教学实践与探索,我们认识到只有努力加强实验室各方面条件的建设,在教学过程中不断培养学生的兴趣和分析、解决问题的能力,挖掘学生潜能,使学生的综合素质得到提高,从而发挥最佳的教学效果。

参考文献

[1]王秀华,刘莉,阙荣辉.材料化学专业实验教学中学生创新能力的培养.科技信息[J], 2010, 20: 443

[2]陈桂华,闫瑞强.材料化学专业实验教学研究.洛阳师范学院学报[J], 2009, 28(2): 150-151

篇3

早在1872年德国化学家拜耳(A.Bayer)首先发现苯酚与甲醛在酸性条件下加热时能迅速结成红褐色硬块或粘稠物,但因它们无法用经典方法纯化而停止实验。20世纪以后,苯酚已经能从煤焦油中大量获得,甲醛也作为防腐剂大量生产,因此二者的反应产物更加引人关注,希望开发出有用的产品,尽管先后有许多人为之花费了巨大劳动,但都没有达到预期结果。1904年,贝克兰和他的助手也开展这项研究,最初目的只是希望能制成代替天然树脂的绝缘漆,经过三年的艰苦努力,终于在1907年的夏天,不仅制出了绝缘漆,而且还制出了真正的合成可塑性材料——Bakelite,它就是人们熟知的“电木”、“胶木”或酚醛树脂。

Bakelite一经问世,很快厂商发现,它不但可以制造多种电绝缘品,而且还能制日用品,爱迪生(T.Edison)用于制造唱片,不久又在广告中宣称:已经用Bakelite制出上千种产品,于是一时间把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。

以煤焦油为原粒的酚醛树脂,在1940年以前一直居各种合成树脂产量之首,每年达20多万吨,但此后随着石油化工的发展,聚合型的合成树脂如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯以及聚苯乙烯的产量也不断扩大,随着众多年产这类产品10万吨以上大型厂的建立,它们已成当今产量最多的四类合成树脂。合成树脂再加上添加剂,通过各种成型方法即得到塑料制品,到今天塑料的品种有几十种,世界年产量在1.2亿吨左右,我国也在500万吨以上,它们已经成为生产、生活及国防建设的基础材料。

二、从天然纤维到合成纤维

人类使用棉、毛、丝、麻等天然纤维的历史已经有几千年,但由于全球人口的不断增加和对纺织品质量的更高要求,从19世纪起,人们就为寻求新的纺织品原料而努力。

1846年制成硝化纤维;1857年制成铜氨纤维;1865年制成醋酸纤维;1891年制成粘胶纤维。由于粘胶纤维的原料是来源丰富的木材浆粕、棉短绒及棉纱下脚料等,再加上制成的纤维性能好,以至它的产量到20世纪50年代已经超过羊毛。

尽管上述几种称为“纤维素纤维”或“人造纤维”的出现是继纺织机械发明之后的又一次纺织革命,但它仍意味着人只是用化学方法,对天然植物纤维的再加工,而通过化学方法,制取全合成的、性能更为优异的纺织纤维阶段,才迎来了第三次纺织革命。

1928年32岁的美国化学家卡罗塞斯(W.H.Carothers)博士从大学岗位上应聘到杜邦公司,负责对不久前才兴起的高分子化学的基础研究,他们研究了多种脂肪族二元酸与二醇或二元胺的缩合反应,由于保证了反应物料的严格配比,从而获得分子量很高的缩聚物,但大多数产物的熔点偏低、不耐水,虽然有的可以抽丝,但不适于用做纺织纤维。反复不断地失败使卡罗塞斯在精神上受到很大打击,以至身上经常携带着一小瓶准备自杀的氰化钾。一直到工作6年后的1934年,终于在合成的数百种产品中,找到有希望成为优良纺织纤维的聚酰胺-66,尼龙(Nylon)是它在投产时公司使用的商品名。

杜邦公司为了使它工业化,动员了230多名各方面专家,花费2200万美元,到1939年始正式投产。这一成功不仅是合成纤维的第一次重大突破,也是高分子科学的重要进展。

尼龙投产后,杜邦公司马上宣布他们生产了比蜘蛛丝还细,比钢还结实的全新有机纤维。尽管当时第二次世界大战已经开始,仍然引起各方面关注。用它织成的女丝袜,销售第一天就卖出400万双,报纸上还报道了当时许多销售店曾引起“尼龙骚动”的场面,可惜的是卡罗塞斯本人却没有看到这种情况。41岁的他,虽然知道尼龙的研究已经取得突破性进展,但却总感到心力交瘁地被失败所缠绕,终于在1937年服毒自杀,留下深深的遗憾。

1938年德国研制出聚酰胺-6,即聚己内酰胺;1941年英国制出了聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维,商品名Dacron、“的确凉”、或涤纶;1939年德国人又研制出聚丙烯腈纤维,但到1949年才在美国投产,商品名Orlon,我国称腈纶,此又出现多种新型合成纤维,满足了多种需要,但从应用范围和技术成熟等方面看,仍以上述几种为主,其产量约占总量的90%。

三、从天然橡胶到合成橡胶

自然界中虽然含有橡胶的植物很多,但能大量采胶的主要是生长在热带雨区的巴西橡胶树。从树中流出的胶乳,经过凝胶等工艺制成的生橡胶,最初只用于制造一些防水织物、手套、水壶等,但它受温度的影响很大,热时变粘,冷时变硬、变脆,因而用途很少。

1839年美国一家小型橡胶厂的厂主古德易(Goodyear)经过反复摸索,发现生橡胶与硫黄混合加热后能成为一种弹性好、不发粘的弹性体,这一发现推进了橡胶工业迅速发展。在这之前,橡胶的年产量只有388吨,但到1937年已增加到100万吨,即100年间增加了2000倍,这在天然物质利用史上是十分罕见的,尤其是1920年以后,由于汽车工业兴起,进一步扩大需求,以致世界各国开始把天然橡胶作为军用战略物资加以控制,这就迫使美、德等汽车大国,但却是天然橡胶的穷国开展合成橡胶的研究,这种研究是以制造与天然橡胶相同物质为目的开始的,因为人们已知它是由多个异戊二烯分子通过顺式加成形成的聚合体。

1914年爆发第一次世界大战,德国由于受到海上封锁,开展了强制性的合成橡胶研制和生产,终于实现了以电石为原料合成甲基橡胶的工作,到终战的1918年,共生产出2350吨。

战后,由于暂时性天然橡胶过剩,使合成橡胶的生产也告中止,但其研究工作仍在进行。先后研制成聚硫橡胶(1931年投产)、氯丁橡胶(1932年)、丁苯橡胶(1934年)、丁腈橡胶(1937年)等。

第二次世界大战期间,尤其是日本偷袭珍珠港、占领东南亚后,美国开始扩大合成橡胶生产,并纳入国防计划,1942年产量达84.5万吨,其中丁苯橡胶为70.5万吨。1950年以后,由于出现了齐格勒纳塔催化剂,在这种催化剂的作用下,生产出三种新型的定向聚合橡胶,其中的顺丁橡胶,由于它的优异性能,到20世纪80年代产量已上升到仅次于丁苯橡胶的第二位。此后又有热塑性橡胶、粉末橡胶和液体橡胶等问世,进一步满足了尖端科技发展的需要。

回顾过去,展望未来,在新世纪里新技术将更加迅猛发展,与此同时,作为技术革命物质基础的,以合成高分子为代表的新材料的研制和开发,也将越来越起着重要作用。

篇4

随着高等院校办学规模的扩大,社会对各类人才的需求量稳中有增。同时,社会需求的多样化及优质化对各类专业教育和科研提出了更高要求。由原来强调专业对口向懂专业、厚基础、强素质的复合型、创新型实践人才转变。这给教学,特别是以本科毕业论文(设计)(以下简称“毕业论文”)为重要内容的实践教学带来了巨大的挑战。本科毕业论文是教学环节中的一个重要部分,是学生将所学理论知识运用到实际应用的过程,也是培养学生创新能力的一个重要环节,是学生综合运用所学的理论知识和能力的考核,理论联系实际、分析问题和解决问题的能力、创新思维和意识的全面培养和提高的重要阶段。但近年来,高校本科毕业论文的质量受到诸多因素影响,出现了一定下滑。本文针对目前材料学科本科毕业论文中存在的弊端,探索开展多种形式毕业论文的途径和方法,探讨本科毕业论文多样化模式。

一、导致材料学科本科毕业论文质量下降的主要问题

许多教育工作者对导致毕业论文质量下降的主要问题及原因进行了深入分析和探讨。呼汉卫等指出,毕业论文选题不当,学生写作的基本功不扎实,毕业论文不够规范是高等学校毕业论文存在的主要问题。究其原因,存在学生自身学习、教师教学、学校管理以及就业压力增大等四个方面因素。吴小文等认为在材料学科中,毕业论文中存在的主要问题为课题背景不明确,研究进度安排不合理,数据分析不充分以及论文写作不规范等。而教师指导不到位和学生自身努力不够造成了以上结果。陈彩凤等认为影响毕业论文质量的主要因素为,传统教学方法导致学生完成论文的能力不足,实验设备、场地不足,特别是一些公用测试平台的使用限制等严重影响了论文进展;学生对前途的不确定性,特别是面临就业、考研还是出国留学这些选择时,人人心浮气躁,导致了毕业论文流于形式。

在诸多影响毕业论文质量的因素中,学生对课题了解不深入,认为毕业论文是重复性实验,与工作实际情况结合不紧密,导致对毕业论文缺乏动力是重要内因。同时,毕业论文的时间不灵活,与考研面试和应聘时间相冲突是导致毕业论文设计流于形式的重要外因。针对上述弊端,通过毕业论文的多样化模式探索激发学生的兴趣及创新能力,错开毕业论文与考研面试和应聘的时间,创新毕业论文考核方式,达到因人施教的目的,从而提高毕业论文质量。

二、利用毕业论文的多样化提高毕业论文质量

1.毕业论文形式多样化提高学生的能动性和创造性。以金属材料工程专业为例,传统毕业论文形式主要为导师给定论文题目和基本实验思路,学生在指导下按部就班完成实验及论文写作。内容多为重复性的实验,如热处理、制样、性能测试、组织分析等,难于调动学生的积极性与创造性。许多学生认为毕业论文所做的工作与工作中的情况联系不大,对毕业后的工作没有帮助,缺乏动力。另外,不可否认的是,有极少数学生对本专业缺乏兴趣,决定毕业后转行,更不具有主观能动性。这就必然导致毕业论文质量不高。笔者在近三年指导的九位本科毕业生中就遇到一位决定毕业后转行的学生。该生对金属材料实验没有任何兴趣,钟情于软件编程,计划毕业后成为软件工程师。尽管金属材料工程与软件工程貌似没有直接联系,但是很多金属材料性能的测试方法都通过软件控制硬件设备来实现。针对他的个人兴趣,结合本专业实验,笔者确定了他的毕业论文内容,基于Matlab软件编制出一套材料性能数据分析程序,要求相比于原程序,提高数据分析的效率和精度。该题目既迎合了该生对软件编程的兴趣,编制出的程序又能提高其他学生实验中数据分析的效率,一举两得。最终,该生编制的程序获得了学校的创新学分奖励,毕业论文也获得了校优秀论文奖。在指导学生毕业论文过程中,除了可针对学生个人兴趣外,还可针对学生毕业后的出路制定毕业论文题目。如有学生准备考研究生,则可根据他的报考专业制定毕业论文题目,一方面可以促进学生考研,另一方面如果学生进入面试,对报考专业的熟悉也有利于提高复试成绩。会极大激发学生的动能性与创造力。

2.毕业论文时间多样化避开考研面试和应聘的时间。目前,高校毕业论文时间一般安排在第八学期。二月份进入各个实验室,取得指导老师下达的毕业论文任务书,自行查阅相关文献,翻译英文文献。三、四月份进入实验室做实验、进行测试和数据分析,五月份撰写毕业论文,六月初毕业答辩。但是由于全国研究生考试复试时间一般安排在三月底或四月初,这就导致进入复试的学生实验时间被打乱,实验的连续性被打破,实验效果也会大打折扣。同时,考研失利的学生会在三、四月份抓紧时间应聘,无法集中精力在毕业论文上,心浮气躁,导致毕业论文流于形式。因此,灵活安排毕业论文时间有利于解决上述问题。毕业论文时间多样化既考虑到了不同出路学生的具体情况,又将原本集中进行的毕业论文实验分散,有利于合理利用学校实验设备等硬件和师资力量,必然会有助于提高毕业论文质量。

3.毕业论文考核方式多样化因人施教。既然毕业论文形式可以多样化,那么随之而来的则是考核方式的多样化。传统的毕业论文形式仍旧为撰写毕业论文,进行答辩考核。提前进入实验室的学生则鼓励他们在完成实验任务后撰写学术论文,尝试投稿,若稿件被核心期刊接受,则此学术论文便可作为毕业考核方式。而对于选择工厂实习的学生,可以选择撰写一份工厂实习报告作为考核方式。当然,实施毕业论文多样化对学校实验设备等硬件和师资力量等软件的要求大大提高,对于接受毕业实习生的企业也提出了更高要求。这需要从学校、学院到教师都付出更大的努力。

三、结论

本科毕业论文是教学环节中的一个重要部分,是学生将所学理论知识运用到实际应用的过程,也是培养学生创新能力的一个重要环节,在高等学校工科专业教学资源相对紧张、毕业生就业压力不断加大的形势下,提高材料类工科专业本科生毕业论文质量是目前高等院校教育工作者关注的一个重要课题。通过毕业论文的多样化模式探索激发学生的兴趣及创新能力,错开毕业论文与考研面试高峰期的时间,创新毕业论文考核方式,达到因人施教的目的,这需要教育者转变思想观念,大胆创新,并积极采取有效措施,切实解决当前毕业论文面临的问题。

参考文献:

[1]姚明仁.提高本科毕业设计质量的研究与实践[J].中国电力教育,2008,(8):147-148.

[2]呼汉卫,刘正远,张茂仁,陈阿梅.保证本科毕业论文(设计)质量的探索与思考[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2007,(06):394-396.

[3]吴小文,梅乐夫,杜高翔,刘玉芹.材料类专业本科毕业论文质量问题原因及对策[J].科教文汇,2012,(09)中旬刊.

篇5

    化学灌浆(ChemicalGrouting)是将一定的化学材料(无机或有机材料)配制成真溶液,用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内,使其扩散、胶凝或固化,以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项地基处理和混凝土修补技术.即化学灌浆是化学与工程相结合,应用化学科学和化学浆材解决地基和混凝土缺陷处理(加固补强、防渗堵漏),保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项工程技术.随着化学灌浆技术的发展和进步,现己成为现代工程中颇具特色且不可或缺的一项先进技术

    国外化学灌浆最初是适应于地基处理和采矿业发展的需求而发展起来的,其可*性得到公认并被广泛采用至今己有80年以上的历史.我国的化学灌浆技术应用与研究起步较晚,但发展较快并有自已的独创.如果以1953年在佳木斯等地采用碱性水玻璃进行化学灌浆算起,也才只有50年的历史五十年来,我国在化学灌浆技术这个小领域取得了成绩[3],主要表现在以下方面: 

    (1)化学灌浆从无到有,从小到大发展起来,已成为我国现代工程技术不可或缺的一个组成部分

    (2)国外有的常用化学灌浆浆材品种,我国基本上都已开发出来(如环氧[1]、甲凝、丙凝、丙烯酸盐、酸性和碱性水玻璃、水溶性、非水溶性和弹性聚氨酯、脲醛树脂、铬木素等)

    (3)化学灌浆浆材品种开发中还有一些独创.如甲凝、弹性聚氨酯,甲氰凝和环氧—聚氨酯,丙烯酸酯—聚氨酯等互穿网络灌浆材料

    (4)化学灌浆设备的研制开发已基本能适应和满足国内化灌工程的要求[8].如化学灌浆泵、灌浆阻塞器、密闭配输浆装置和各种封缝材料等.

    (5)化学灌浆技术已在国内水电(大坝、堤防、水库、电站)、建筑(地上、地下、人防)、交通(公路、铁路、隧道、桥梁、港口、机场)和采矿等四大部门得到推广应用

    (6)化学灌浆技术应用已解决了许多工程难题,取得良好的效益.以水利为例,如三峡[4]、葛洲坝、龙羊峡、丹江口、陈村、凤滩、万安等水利枢纽都是采用化学灌浆技术解决一些工程技术难题的典型例子

    (7)化学灌浆已从工程完建后的应用,发展到工程兴建前设计中就采用.如三峡化灌帷幕预计15000米,化灌加固地基预计3000米

    (8)化学灌浆技术在一些方面已具国际先进水平,如青海龙羊峡大坝采用中化798环氧浆材处理G4伟晶岩劈裂带和三峡大坝采用CW环氧浆材处理F1096软弱夹层及断层破碎带的水泥—化学复合灌浆技术均堪称国际上处理低渗透性软弱岩土地层的先进技术

    (9)化学灌浆理论上也有一些突破和创新[6][7].如浆液扩散半径的计算理论、浆液湿面粘接理论、减低浆液毒性的拮抗理论、浆液吸渗理论等

    (10)化学灌浆技术出版物取得丰收.自上世纪八十年代以来己出版专着十余部.包括水利学报、水利水电技术、岩土工程学报、岩石力学与工程学报、

    长江科学院院报在内的全国132家科技期刊都选登化学灌浆的研究论文.近5年选登的论文就有200余篇

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第三是摸。装食物的塑料一般摸起来光滑,如果手感不光滑,尤其是发黏的,一定不能用来装食物。

塑料水杯不利健康

塑料杯因其多变的造型、鲜艳的颜色、不怕摔打的特性,受到许多人的喜爱。其实,塑料属于高分子化学材料,常含有聚丙乙烯或PVC(聚氯乙烯)等有毒的化学物质,用塑料杯装热水或开水时,这些有毒的化学物质很容易析入水中。另外,塑料杯易生细菌,不易洗净,因为塑料表面看似光滑,实际它的内部微观构造有很多孔隙,易藏留污物。如选用塑料杯,应选择符合国家标准的食用级塑料所制的水杯。

当心邻苯二甲酸盐和酚甲烷

据美国最新一期《环境观察》杂志报道,一种广泛存在于塑料玩具、奶瓶和其他塑料消费品中的人工合成化学物质――邻苯二甲酸盐,可能危害男婴的生殖器官,影响孩子的性征发育,甚至引起生殖系统的癌症。几乎在同时,一份发表在《内分泌月刊》上的论文指出,酚甲烷也是一种在塑料制品中常用的化学物质,可能导致女性患上乳腺癌。

慎选慎用塑料食品袋

有关专家提醒:在选择和使用塑料食品袋或一次性餐盒时要慎选慎用。

购买熟食、点心等直接入口的食物时,最好自带餐具或标准塑料食品袋。购买标准塑料食品袋,最好到正规的商场(店)购买知名品牌的产品,产品的外包装袋上要有中文标识,标有厂名、厂址和执行标准,并在明显处注明“食品用”字样。同时,冰箱里的冷藏、冷冻食品也应该用保鲜膜或保鲜袋,不要用普通的塑料袋代替。禁用彩色塑料袋直接盛装食品。因为塑料袋染色的颜料渗透性较强,遇油和遇热时容易使颜料中的化学成分渗出。塑料袋还会释放有毒气体,侵入食品当中。

如何选用微波炉专用饭盒

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通过紧密结合教材基础知识或重点知识的应用性知识的补充、讨论与交流,一方面可以使学生从化学的角度逐步认识自然与环境的关系,分析有关的社会现象,培养学生联系生活、社会中的化学问题的意识,另一方面可以提供给学生未来发展所需要的基础的化学知识和技能,培养学生运用化学知识和科学方法分析和解决简单问题的能力。

二、进行热点渗透教学

教学过程中为学生提供与学习内容相关的各种情景素材如化学史料,日常生活中生动的自然现象和化学事实等,能够强化学生对化学与生活有关、对生活有用的意识,激发学生的学习动机。如现行高中化学教材中“人类保护臭氧层的行动”,这既是一个自然科学问题,也是一个“人文意识”问题,围绕“从电冰箱的普及与换代到臭氧层”开展探究,指导学生查阅文献,访问网站,获得知识。在讲授重金属汞的性质时,可以结合生活实际讨论其危害,讲述汞蒸汽对人体的危害可以使学生们认识到用行动防止汞污染的重要性,例如怎样清理破碎的水银温度计、如何处理含汞的废旧电池、废日光灯管等,使学生养成良好的生活习惯,这使化学教学更贴近于社会实践,同学们在学习过程中会觉得所学知识富有时代感,具有实用价值,有助于培养学生对未来的人文关怀,将自然科学融入整个人类文化的背景中思考和分析。

三、进行生活与化学关系专题教学

高中化学专题教学能有助于激发学生的学习兴趣,并可拓展学生的知识面,具体教学形式可以将生活中的化学与书本中的化学的联系以专题讲座的形式介绍给学生,介绍化学的过去、现在和未来,介绍世界高新技术发展的动态与趋势,介绍化学在高新科技领域中的作用,介绍化学与其它学科之间的相互渗透,介绍化学与社会的关系,如健康、保健、能源、资源、环境等社会问题。例如可以向学生讲解当前化学合成材料的发展概况,人类已经可以制造出可以替代人体多个部位的化学材料。

四、与生活中化学知识相关的实验探究教学

化学实验是进行科学研究的重要手段,是培养学生动手操作能力的有效途径,在化学实验的基础上,学生从具体的形象思维转入抽象的逻辑思维,从而提高理性认识。化学实验还可以培养学生谨慎的科学态度,以贴近生活和发生在身边的化学现象为素材,组织探究实验活动,既培养学生学习化学兴趣,又使学生感受到化学在国民经济及生活中的实际运用。例如选取日常生活的素材可进行“鲜果中维生素C的还原性”、“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”、“用生活中的材料制作简易电池”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”等实验。选取与化学有关的社会问题为实验内容可进行“用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料,并进行模拟保水试验”等实验。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。

五、进行与生活有关的论文写作教学

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二、联系生活热点,使化学教学贴近于社会实践

教学过程中为学生提供与学习内容相关的各种情景素材如化学史料,日常生活中生动的自然现象和化学事实等,能够强化学生对化学与生活有关、对生活有用的意识,激发学生的学习动机。如现行高中化学教材中“人类保护臭氧层的行动”,这既是一个自然科学问题,也是一个“人文意识”问题,围绕“从电冰箱的普及与换代到臭氧层”开展探究,指导学生查阅文献,访问网站,获得知识。在讲授重金属汞的性质时,可以结合生活实际讨论其危害,讲述汞蒸汽对人体的危害可以使学生们认识到用行动防止汞污染的重要性,例如怎样清理破碎的水银温度计、如何处理含汞的废旧电池、废日光灯管等,使学生养成良好的生活习惯,这使化学教学更贴近于社会实践,同学们在学习过程中会觉得所学知识富有时代感,具有实用价值,有助于培养学生对未来的人文关怀,将自然科学融入整个人类文化的背景中思考和分析。

三、开展专题教学,介绍化学领域新发展

高中化学专题教学能有助于激发学生的学习兴趣,并可拓展学生的知识面,具体教学形式可以将生活中的化学与书本中的化学的联系以专题讲座的形式介绍给学生,介绍化学的过去、现在和未来,介绍世界高新技术发展的动态与趋势,介绍化学在高新科技领域中的作用,介绍化学与其它学科之间的相互渗透,介绍化学与社会的关系,如健康、保健、能源、资源、环境等社会问题。例如可以向学生讲解当前化学合成材料的发展概况,人类已经可以制造出可以替代人体多个部位的化学材料。

四、进行生活化的实验,培养学生的动手能力

化学实验是进行科学研究的重要手段,是培养学生动手操作能力的有效途径,在化学实验的基础上,学生从具体的形象思维转入抽象的逻辑思维,从而提高理性认识。化学实验还可以培养学生谨慎的科学态度,以贴近生活和发生在身边的化学现象为素材,组织探究实验活动,既培养学生学习化学兴趣,又使学生感受到化学在国民经济及生活中的实际运用。例如选取日常生活的素材可进行“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”、“用生活中的材料制作简易电池”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”等实验。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。

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1传统高分子化学实验教学中的问题

传统的高分子化学实验教学模式一般是固定的,即教师讲解理论知识与实验操作示范、学生根据教材的实验目的和老师的要求进行程序化操作、学生课后撰写实验报告并交给老师、教师根据实验结果的优劣进行实验报告评分等。学生在这种教学模式下很少会对实验设计、实验过程和细节等进行思考与讨论。对大部分学生来说,只要最后的实验考核是合格的就足够了,因此学生们往往是抱着完成任务的态度做实验。这种实验教学模式虽然实现了对学生动手能力的锻炼,但是难以督促学生学以致用,导致理论课和实验课是完全分离开来的,难以结合在一起。另外,这种固定模式和程序化的实验课程,难以锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,更难以培养出具有创新意识和创新能力的人才。高分子化学的发展与变化日新月异,高分子化学实验也应该进一步体现这种变化趋势,从而使得学生们更加深入地理解高分子化学的与时俱进。然而,由于实验室资源与资金的缺乏,传统的高分子化学实验课程内容经常是几年都固定不变的,对学科的新发展、新知识、新变化没有吸收与提升。这种内容固定、操作按部就班的实验课程很难调动学生的积极主动性,更难以引起学生对高分子化学的热爱与兴趣。

2科研项目与高分子化学实验相结合

高校教师一般会以自己的研究领域为基础,进行相关科研项目的申报。这些科研项目相对于高分子化学实验来说,都是一些具有前瞻性和创新性的研究。因此,将高校教师的科研项目融入高分子化学实验教学,对高分子化学实验传统教学模式进行改革,具有重要的意义。

2.1科研项目融入高分子化学实验课堂的意义

高分子化学是一门与时俱进的课程。传统的高分子化学主要以传统高分子材料如塑料、橡胶、纤维素、涂料等为主,相应的高分子化学实验也是以合成或改性传统高分子材料为主。随着高分子科学的发展,高分子化学领域的新材料层出不穷,这不仅体现在生活、军事、工业等领域的新型功能材料。在科研项目中,高分子化学材料的应用也得到了广泛的关注与认可,高分子化学领域的科研项目在化学领域的教师中占有较大的比重。在教师的科研项目中,涉及到的高分子化学材料通常具有较好的新颖性。因此,将科研项目的内容融入高分子化学实验课堂,不仅能够丰富高分子化学实验的教学内容,提高学生对实验的兴趣和积极主动性,而且能够培养学生的科研能力和科研思维。同时,教师也可能从学生们的思考与讨论中,获得新的想法。

2.2科研项目融入高分子化学实验课堂的方法

高分子化学实验的时间一般比较长。在等待的过程中,学生基本是在聊天,有的学生甚至在打游戏,很少有同学利用这个时间对实验进行思考或者讨论。这不仅浪费了宝贵的学习时间,而且不利于实验的开展。即使后面实验出现了问题,学生也不会花费过多的时间去寻找原因。因此,老师可以利用学生在等待实验的过程中,将科研项目中较为简单且与实验有联系的部分拿出来与学生讨论。首先,将教师科研项目中与实验相关的内容拿给学生分组讨论,通过与自己的实验比较分析,并结合理论课程和实验课程知识,让学生提出问题。进一步,根据提出的问题,让学生先自己进行分析,得出结论后与老师进行讨论。然后,老师根据学生的讨论情况,引导学生提出解决问题的方法。最后,根据以上讨论的内容,鼓励学生进行进一步的创新,并鼓励感兴趣的学生利用课后时间进入教师所在实验室进行深入的探索与研究。例如,传统高分子化学实验中,有一部分实验内容是“甲基丙烯酸甲酯的本体聚合”,如果老师的科研项目中有涉及到甲基丙烯酸甲酯或者本体聚合的内容,就可以拿出来与学生进行讨论,引导学生进行实验课堂之外的新思考。通过“提出问题-分析问题-解决问题-创新实践”这一过程,锻炼学生的创新思维和科研意识,为将来进入实验室进行毕业论文课题研究或科研项目研究打下良好的基础。

2.3将科研项目内容融入高分子化学实验教学中

高分子化学实验教学,一般会有多个老师负责。每位老师都有自己的研究领域或专技特长。高分子学科之所以发展如此迅速,其中很重要的一个原因是其具有比较强的应用性。因此,根据带教老师的研究领域,可以对现有的一些高分子实验进行改进。例如,在“双酚A环氧树脂的制备”实验中,主要内容是环氧树脂的制备和环氧值的测定,而没有涉及到环氧树脂的应用。如果带教老师的研究领域和科研项目与环氧树脂相关,可以根据自己的科研项目内容,在与其他带教老师及实验中心讨论后,适当增加实验内容及应用。例如,可以增加不同制备时间下环氧树脂的制备实验,研究不同反应时间对环氧值的影响。同时,将具有不同环氧值的环氧树脂进行粘结实验,研究反应时间对环氧树脂粘结性能的影响。这种将科研项目内容与高分子实验课程相结合的方式,不仅保留了经典高分子化学实验的内容,同时丰富了实验课程的内容和方式,改变了传统高分子化学实验内容一层不变的局面。此外,这种目的导向性的高分子化学实验内容,容易引起学生的思考与兴趣,对于培养学生的科研思维和创新意识具有重要意义。

2.4将科研项目的资源与高分子化学实验共享

由于资金或平台的限制,大学生的高分子化学实验课程往往只进行最基础的研究,学生缺少进一步深入探索的机会与平台。而许多高校教师一般都有自己的科研资源或平台,因此,可以利用高校教师的实验室资源和平台,为那些对课程实验内容感兴趣的学生提供进一步研究的机会。例如,在“线性酚醛树脂的制备”实验中,主要内容是线性酚醛树脂的制备和固化,没有涉及到酚醛树脂的物理化学性能。众所周知,酚醛树脂的耐热性、拉伸性能、耐压性等影响了酚醛树脂的应用。尽管这些性质属于高分子物理领域范畴,但却是研究酚醛树脂必不可少的内容。因此,该实验课程结束后,可以带领对酚醛树脂感兴趣的同学,进入研究酚醛树脂教师的实验室。将学生实验得到的产品进行进一步的分析与研究,并要求学生提交相关的实验报告和心得体会。通过这种方式,不仅能够丰富实验教学内容、增强学生对实验的理解与认识、激发学生对实验的兴趣,还能够帮助对科研感兴趣的同学提前了解和掌握一些实验内容与技术,为将来进入实验室开展科研项目工作打下基础。

2.5鼓励学生将高分子化学实验内容拓展为大学生创新研究项目

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③固化或胶凝时间可人为控制;

④可用泵灌入裂缝,充填裂隙,堵截渗漏水,具有原位修复止水结构或单独构建防渗帷幕之功能,特别适用于地下隐蔽工程;

⑤固化或胶凝时体积收缩很小;

⑥固化物或胶凝体本身不渗水;

⑦固化物或胶凝体耐久性良好.上述特点和功能是我们通常熟习的防水建筑材料所不具备也无法替代的,正因如此,化学灌浆材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成为防水建筑材料中不可或缺的重要成员

2.常用化灌浆材的分类

目前国内常用的化学灌浆材料按其性能与用途大致分为两大类,六大品种系列,上百种品牌.第一类是防渗止水型,这包括水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯和木质素浆材四大品种系列.第二类是补强加固型,这包括环氧树脂与甲基丙烯酸甲酯浆材两大品种系列.其中水玻璃浆材又可分碱性与酸性两大品种,聚氨酯浆材又可分油溶性、水溶性与弹性三大品种,环氧树脂浆材又可分为非活性稀释剂、活性稀释剂及呋喃树脂三大品种.必须指出,在第一类型中的水玻璃浆材也能用于补强加固工程,只是强度较低;在第二类型中的环氧树脂浆材也能用于防渗止水工程,只是单价偏高.现将国内用量较大的环氧树脂和聚氨酯浆材品牌及研发单位列于下表1和表2.

表1.国内常用环氧浆材品牌及研发单位

浆材品牌SK-1JXHK中化-798CW

研发单位中国水科院天津基础公司杭州华东院科研所广州中科院化学所长江科学院

表2.国内常用聚氨酯浆材品牌及研发单位

浆材品牌

PMLWHWTZS发单位天津大学华东院科研所华东院科研所上海隧道公司

3.主要用途及应用部门

由于化灌浆材具有前述七大特性,故化学灌浆浆材和技术特别适用于工程建设中的堵漏止水、帷幕防渗、基础加固和裂缝修补四个方面.从现在来看,化学灌浆的应用领域主要在水电、建筑、采矿和交通四个行业,具体应用领域大体如下

①大坝、水库、涵闸等基础防渗帷幕和基础加固;

②大堤、渠道、渡槽等的防渗堵漏及加固;

③核电站等的封闭止水防渗[1]和基础加固;

④地下建筑物(如地铁、人防、隧道等)的防渗、堵漏止水、基础加固和裂缝的补强加固;

⑤矿山、工厂有毒废渣、废水和城市垃圾场等截渗工程的防渗帷幕;

⑥矿井建设中的涌水堵漏、流沙治理及对软弱地层加固、稳定的预灌浆;

⑦石油钻井开采中的堵漏止水、钻孔护壁加固和驱油;

⑧桥基加固及桥体裂缝补强;

⑨机场跑道和停机坪、公路和铁路特殊路段的软弱地层加固、防渗和混凝土裂缝补强加固;

⑩江河海港港工建筑物(如码头、船闸、防波堤等)的基础防渗和加固

4.国内化灌浆材应用概况

化学灌浆材料在防水材料中虽属小品种,但随我国基础建设的发展应用量在逐年增加,年用量己远超万吨,现仅根据2004年沿海八城市12个企业或公司粗略统计的用量就有6635T,见表3.同时,在各部门中化学灌浆材料的应用也因工程要求不同而有所不同,有所选

表3.沿海八城市12家企业或公司2004年用浆量粗略统计

浆材种类水玻璃聚氨酯环氧丙烯酸盐

用量(T)/年4000220042015

择差别.如地下建筑业及地铁建筑防水多选用聚氨酯浆材;采矿部门止水和交通部门修复路基多选用廉价的水玻璃浆材;水电部门修筑大坝多选用丙烯酸盐做防渗帷幕和选用环氧浆材加固坝基;文物保护部门则选用甲基丙烯酸甲酯浆材来修复文物建筑等.化学灌浆材料在大型工程中应用量是很大的.葛洲坝电站一期工程护坦止水系统渗漏事故的修复,一次用弹性聚氨酯浆材20余吨;上海地铁4号线塌方冒水事故仅止水一项用聚氨酯浆材就达102吨;三峡工程近几年防渗堵漏和地基加固应用各种化学灌浆材料570多吨,见表4;广东一家化灌企业

表4.三峡工程化灌浆材应用概况

浆材名称CW环氧LW+HW聚氨酯丙烯酸盐

主要用途地基加固止水堵漏防渗帷幕

浆材用量(T)32018070

去年仅在桂、粤、湘公路修复工程的路基加固防渗中就用了水玻璃浆材2000吨以上,由此可见一斑

5.国内化灌浆材研究概况

我国化学灌浆事业是解放后开创的,经50余年发展,成绩斐然[2].这与一些产业部门和部份大专院校培养了一批从事化学灌浆技术的研究队伍密切相关.随着我国基础建设的发展,防水化灌浆材应用量逐年上升,浆材开发与应用的研究也在逐步增多.以近五年为例,在科技期刊杂志库捡索中化学灌浆的研究论文约有323篇,其中浆材研究与应用占240篇,见表5.由

表5.近五年国内化灌浆材研究与应用捡索概况

浆材环氧聚氨酯水玻璃丙烯酸盐丙凝甲凝木质素篇数1127327111052

%46.730.411.24.64.22.10.8

表5可见,从研究论文数量排序讲,前三位是环氧树脂浆材、聚氨酯浆材和水玻璃浆材,而

实际应用中则正相反,水玻璃浆材多于聚氨酯浆材,而聚氨酯浆材又多于环氧树脂浆材.从研究与应用所获成果水平来看也较高,世人瞩目的三峡工程化学灌浆的成果就是例子.该工程在

①应用国内研制的无毒丙烯酸盐浆材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝浆材,首次建造大坝化学防渗帷幕[3];

②选用CW环氧浆材和水泥—化学复合灌浆技术,加固软弱泥化断层破碎带;和

③采用包括化学浆材在内的五层防渗止水措施,处理好泄水闸迎水面多条混凝土活缝上[4]都达到了国际先进水平.这其中三峡工程的高水头混凝土活缝处理,一直是中外媒体关注的焦点

6.化灌浆材与环境保护

化学材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化学灌浆材料也不例外,因此研究与应用化灌浆材的人员一定要提高环保意识,做好防止污染的工作.积多年从事研究与应用防水化灌浆材工作的经验,特提出如下选择与应用化灌浆材,防止污染的四条原则[5]:

①能用水泥浆材解决工程防渗加固问题的绝不用化灌浆材;

②在满足工程防水设计基本要求的前提下,选用化灌浆材应首选无环境污染的水玻璃浆材;

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1、温度裂缝

温度裂缝主要是由于温度差或由于温度的变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂的。可分为以下两类。

一类 温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差引起的,而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构件受环境温度的变化,通过热胀冷缩效应,对与其相关的构件产生拉应力。当这个来自外部的拉应力大于混凝土抗拉强度时,混凝土就开裂。另一类由于混凝土内部存在一个温度差,从而内部产生温度应力而导致混凝土开裂。

2、收缩裂缝

收缩裂缝其产生的原因就是混凝土硬化后水分蒸发体积收缩。从理论上讲,当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时,不会产生裂缝,而实际工程中,混凝土总是受到各种约束的,如两端的约束、内部配置钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束,因而内部产生拉应力,当拉应力大于混凝土的抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。

3、沉陷(塑性)收缩裂缝的成因

塑性收缩是指混凝土在凝结之前,表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小,或者混凝土刚刚终凝而强度小时,受高温或较大风力的影响,混凝土表面失水过快,造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。

4、化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌合后会产生一些碱性离子,这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大,造成混凝土酥松、膨胀开裂。

5、混凝土结构受力裂缝

结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。

6、施工工艺及流程造成的裂缝

混凝土施工过程中由于施工不当、模板支撑下沉,或过早除梁板底模和支撑等形成的裂缝;施工控制不严,由于施工荷载过大而导致出现裂缝。

7、养护不当造成的裂缝

过早养护会影响混凝土的胶结能力;过迟养护,如干燥过快,则通常在表面上产生宽度小且不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素,一般情况下,在混凝土初凝时,需开始养护。养护措施要合理,应该采用麻袋覆盖浇水养护,以保证混凝土表面能够充分的湿润,养护时间应在7天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间,更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。

8、后浇带施工不慎而造成的裂缝

为了解决钢筋混凝土收缩变形和温度应力,规范要求采用施工后浇带法,有些施工后浇带不完全按设计要求施工,例如施工未留企口缝;板的后浇带不支模板,造成斜坡槎;疏松混凝土未彻底凿除等都可能造成板面的裂缝。

二、混凝土裂缝的预防措施

现针对现场实际可能出现的情况,提出以下控制措施和建议。

1、严格控制混凝土施工配合比

根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率以减少收缩量,提高混凝土抗裂强度。

2、严格控制混凝土的温度应力

温度应力是产生温度裂缝的根本原因,一般将内外温差控制在20~25℃范围内时,不会产生温度裂缝。

3、做好裂缝计算

设计单位除对钢筋混凝土结构体系进行常规计算以外,还应考虑现场的实际施工状况,对容易产生裂缝的部位进行裂缝计算,同时选择合理的混凝土强度等级和配筋,如对楼板配筋改成细密型的,采用上下双层双向配筋,在柱支座处增加钢筋网片等等。

4、做好混凝土的浇筑和振捣

在混凝土浇捣前,应先将基层和模板浇水湿透,避免过多吸收水分,浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋,避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片;承受支座负弯矩,避免因不均匀沉降而产生的裂缝。

5、做好后浇带的施工

施工后浇带的施工应认真领会设计意图,制定施工方案。杜绝在后浇带处出现混凝土不密实,不按图纸要求留企口缝。

三、 混凝土裂缝的处理措施

1、表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法。它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2、灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中。胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3、结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。。

4、混凝土置换法

混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后在置换新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

5、电化学防护法

电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

6、仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法它模仿生物组织对受创伤部位分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘接剂的液芯纤维或胶囊)。在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

总之,混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、使用功能和观瞻,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。

致谢:在本次论文的撰写中,得到了赵淑丽老师的精心指导,使我在总结学业及撰写论文方面都有了很好的帮助,在此,对赵淑琴老师表示诚挚的感谢以及真心的祝福。感谢所有关心和支持我的同学们和老师们。

参考文献:

〔1〕 江传良,冼巧玲,钢筋混凝土结构裂缝分析及其防治〔J〕科学技术与工程,2006,(01)

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2006年,无锡“530”计划出台,在陆续考察了全国许多城市,并经过多方比较和筛选后,郑卫国最后选择在无锡落户。怀抱丰厚的学术成就和远大的创业理想,郑卫国由硅谷回国,以一颗拳拳赤子之心,响应无锡引智创举。

创立之初,郑卫国与27名研究生、本科生一起组成创业团队,根据国内法医DNA检测试剂广泛的市场需求,以核酸检测平台为核心技术支撑,开发一系列核酸检测试剂产品,他成立的中德美联生物技术有限公司与北京、江苏、江西等地的公安法医部所和亲子鉴定机构建立了良好的合作关系,产品应用于法医、临床、农业、环保等高科技领域。公司所拥有的技术使中国的核酸检测技术实现了历史性的突破,并已申请发明专利三项,首先在中国法医学DNA鉴定检测领域实现应用,将有助于国家建立犯罪数据库。由于中国企业的崛起。国外生物行业巨鳄瑞士罗氏(ROCHF)、美国应用生物系统公司(ABI)独霸世界市场的格局因此发生改变。中德美联由此一跃成为中国核酸检测领域具有自主核心竞争优势的领军型生物技术企业。在当地政府足量资金和先进设备的支持下,郑卫国与公司技术人员经过一年多夜以继日的研制、攻关,于2007年底终于研制成功了国内第一个DNA检测剂盒,并通过了国家鉴定进入产业化生产。

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这里指的核心类高校学报主要包括中文核心期刊、中国科技核心期刊和RCCSE中国核心学术期刊。栏目设置选择部分核心类高校学报近3年的情况(见表1)。通过分析,发现这类刊物报道内容特点如下:

(1)与本校学科结合紧密。有的是独具特色的交叉领域,如电子科技大学的复杂性科学;有的是所在学校的优势专业,如武汉大学的化学、生物,武汉科技大学的冶金科学与工程,福建农林大学的作物科学;师范类的报道内容则紧密结合了所开办的专业,全面而细化。

(2)反映了地域科技资源。如华中师范大学的城市圈研究,宁波大学的海洋水产与生物技术。

(3)在拓宽报道内容上有新的尝试。由于这些高校学报办刊的优势,在吸引优质稿源上有条件,也逐步在尝试宽口径的栏目设置,如沈阳师范大学的主编约稿、武汉大学的综述,河北师范大学则设置了专题研究和学科综述两大栏目。

1.2综合类高校学报报道内容

综合类高校指的是世纪之交高校合并后出现的学科相对齐全的一般院校,具体栏目设置情况见表2。通过分析,可以发现这类刊物报道内容特点如下:

(1)栏目设置比较全面,优势学科体现不足。部分高校学报没有栏目设置,究其原因,有的是栏目正在形成中,有的是办刊实践中发现栏目设置与报道内容有冲突,干脆取消栏目。

(2)开始注意与学科、地域结合来设置栏目。如江汉大学的光电化学材料与器件研究栏目,依托于部属重点实验室举办特色栏目;武汉纺织大学的纺织科学;东北大学的信息与控制、材料与冶金栏目;武汉工业学院(武汉轻工大学)的食品科学与工程,等等。在地域科技资源上,贵阳学院开设了区域经济研究;四川理工学院开设了工程质量、安全与防灾减灾。

(3)办刊实践中的新尝试。综合类高校学报难以借助刊物影响吸引优质稿源,在拓宽报道内容上也没有太多的内动力,但也进行了不少探索,取得了可喜的成绩。如青海大学的研究报告与学术论文。这里一个重要的尝试是浙江海洋学院和青海大学推出的研究简报。一般高校学报在高端的努力是必要的和艰难的,但在快速报道方面是有优势的和有需求的,研究简报的推出,很好的挖掘了自身的办刊优势,值得推广。

1.3农林师范类高校学报报道内容

选取农林师范类高校单独分析,是因为这类高校围绕优势学科办学,专业特征明显,对它们的分析也有解剖麻雀的意义(见表3)。通过分析,发现这类刊物报道内容特点如下:

(1)与学科、地域的结合十分明显,所报道的内容能够全面反映办学资源。关于这一共性特点这里不再展开。

(2)在学科的纵深方面有探索,从理论和应用上都有拓展,很好地体现了栏目设置的延展性。如杭州师范大学的有机硅专栏;新疆师范大学的竞技与健身研究。

(3)在报道的时效性上也有初步尝试。如内蒙古农业大学的简报栏目。

1.4学报自然科学版报道内容的主要趋势

通过以上分析,可以得出当前高校学报自然科学版报道内容的主要发展趋势。

(1)立足优势学科开门办刊。学报是“职员、学生共同研究学术、披露心得之机关”(见《北京大学月刊》创刊号《编辑略例》)。与本校优势学科的结合是高校学报自然科学版办刊的立足点。

(2)着力报道地域科技资源。不同地域的经济社会发展有不同特点,学报应抓住这些优势科技资源,在与地域科技资源结合上不断着力。

(3)创新办刊思路注重延展性。高端的主编约稿、院士特稿,大综合的专题研究,注重时效的研究简报都是栏目设置的新趋势。实际上,学报报道内容和栏目设置的领域相当宽广,是和经济社会发展、学科的动态、学校的建设紧密相连的。按照中国图书分类办法,与自然科学相关的类别就有10大类,其中T类就有TB一般工业技术,TD矿业工程,TE石油、天然气工业,TF冶金工业,TG金属学与金属工艺,TH机械、仪表工业,TJ武器工业,TK能源与动力工程,TL原子能技术,TM电工技术,TN无线电电子学、电信技术,TP自动化技术、计算机技术,TQ化学工业,TS轻工业、手工业,TU建筑科学,TV水利工程,等等细类。在国外,科技期刊的科普功能得到重视和应用。学术期刊论文中阐述的新方法、新实验和新观念,也会作用于人的思维,具有科普功能。发达国家的经验表明,学术期刊中完全可以融入科普内容,成为重要的科普载体[8]。科普报道以科技在线、编辑精选、网络观察、读者来信、学科视点等栏目出现在诸如Nature、Science等刊物上。然而,我们的高校学报编辑部多以“不能改变读者对象、降低学术水平为代价来招揽读者”的理由,没有在这方面进行尝试。总的来说,高校学报自然科学版在报道内容上既要细化栏目、精耕细作,又要提高固定栏目的比例、强化优势特色栏目。

2高校学报自然科学版特色栏目建设

高校学报自然科学版是典型的小众传媒、综合性学术期刊,文章数量少却专业种类众多,难以体现学科特色,是这类期刊的致命弱点。

2.1学报界和研究者多数主张策划特色栏目

多数研究者和学报界同仁认为高校学报影响力下降的主要原因是:涵盖的学科和专业太多,信息集中度太差,最终造成了总被引频次和影响因子排序的下降。一段时间以来,高校学报自然科学版压缩报道内容,甚至举办专业期刊成为时尚。其中不乏成功的例子,如《中国地质大学学报》变更为《地球科学》,成为地球科学类的综合性学术期刊,影响因子大幅度上升;《武汉大学学报(信息科学版)》刊载论文内容集中,脱离了一般学报大综合的特性,成为全国众多高校学报中的佼佼者。为此,自科学报界多主张向人文社会科学学报学习,举办特色栏目。他们认为突出特色,以特制胜是普通大学学报生存和发展的重要途径[9]。《江汉大学学报(自然科学版)》开辟了“光电化学材料与器件”专栏,《海南师范大学学报(自然科学版)》开辟了“热带药用植物化学”特色栏目,《湖北民族学院学报》有“民族医药”栏目。综合性大学按照重点学科凝练特色栏目,民族师范类院校按照地域和传统优势学科打造特色栏目,专业明显的农林类学校更不用枚举了。这些特色栏目立足本校的重点学科,主动围绕栏目组稿约稿,成为倍受业界注意的重要阵地。

2.2不少办刊人和管理者主张坚持办刊规律不强求特色

也有学者质疑了大学学报的“特色论”[10]。他们的理论依据是学报是学术期刊,不能同文学期刊等消费类期刊等同,不可盲目学习其特色建设的规律。他们列举了中科院系统的学术期刊、国外的期刊办刊实践,特别强调:科学无特色,创新和反映创新的科学研究是学术期刊的第一要务。其精神实质在于质量[11]。当然,这些质疑论者也没有否定编辑的策划努力,他们承认学术期刊有学术引导的使命,提倡以问题为中心。