高分子材料的基本性能范文

导语：如何才能写好一篇高分子材料的基本性能，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1 基于工作过程教学简介

基于工作过程的课程体系，是一种以任务为驱动，以项目为载体的教学模式。高等教育的人才培养目标需突出学生综合职业能力的培养。高校更应该结合各类企事业单位对人才的需求，参照基于工作过程的课程体系，构建基于工作过程的课程体系建设的改革发展之路。

目前，课程设计方法越来越被高职院校所重视。所谓工作过程，是指为完成工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序，包含若干个既相对独立又相互联系的工作环节。由于毕业生所对应的相关职业的工作过程特征不同，各院校的情况和办学条件也不同，因此，引进这种课程设计方法时，在强调这种课程设计方法优点和有利条件的同时，一定要注意不同类型院校和专业存在的各自特点及不利因素。我院在进几年的课改过程中积累了一定经验，对课程改革有一定研究。基于工作过程的教学，以工作过程为参照系，以完成职业工作应具备的专业技术能力项目为依据，针对行动顺序的每一个工作环节知识、能力要求传授相关的课程内容，组织技能训练，突出学生在校学习与实际工作的一致性，实现理论知识与实践技能的整合。

2 高分子材料加工专业“工作过程”内容设计

高分子材料加工的职业能力是一种综合能力，要求教师在教授的同时要将高分子材料常见的各种加工方法、加工手段以实践的方式教给同学，这就需要为学生模拟真实的工作情景，通过以项目任务为依托的教学使学生置身于真实的或模拟的学习工作世界中。在教学中，每个学生会根据自身的知识结构与实际经验，会给出不同的解决任务的方案与策略，产生的学习效果不是唯一的，而是多样化的。让同学在正确认识高分子材料结构和组成以及合理的配方设计基础上，能够选择合适的加工设备、加工工艺和加工方法制备高分子材料制品的过程。

教学内容可以以实际的“工作任务”为依托项目。“工作内容”的设计要结合本学科前沿研究领域和发展动态，介绍重点科技成果，增加教学信息量，使课程教学内容满足时代的要求，使学生掌握更多、更新的专业知识。教学过程通过不同的高分子材料产品项目、确定合适的加工技术及其方法。理论教学内容与实践教学内容通过项目或者是工作任务紧密地结合在一起。课程涉及到的高分子制品成型加工典型工作任务如下图所示：

主要是根据制品使用需求、选择出合适的高分子材料，并进行合理的助剂选择，进行配方设计，如不合适提出改性办法等，为生产开发决策提供完整依据。

通过项目任务的实施，使学生能针对产品的具体要求合理的设计成型加工方案，能对所设计方案进行合理的性能分析与测试，进而掌握塑料、橡胶制品加工设计的原理与方法。为将来从事高分子材料、复合材料的生产打下坚实的基础。

通过以下项目：“市政用木塑复合栅栏材料的成型加工”、“冰箱抽屉专用料加工设计”、“抗冲击阻燃电视机壳专用料成型加工”、“低成本鼠标垫加工”、“聚乙烯发泡鞋底设计”、“霓虹灯管专用料设计”、“PP汽车保险杠专用料设计”、“奥运志愿微笑圈手环配方设计与制作”的实施，让同学能够通过能够设计塑料产品的配方，能找出成型加工方案设计难点，提出解决方法的能力。能够设计橡胶产品的配方，能找出成型加工设计难点，提出解决方法的能力，能够分析测试塑料材料配方的基本性能，能够分析测试橡胶材料的基本性能。

配合上述8个项目及相关拓展任务的训练，组织学生讨论、总结、归纳如下相关知识：了解塑料的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化情况。了解橡胶的物理性能、流动特性、成型过程中的物理、化学变化情况。掌握常用通用塑料和通用工程塑料塑料的特性、分类以及塑料配方的组成和对应的成型加工工艺。掌握常用天然橡胶和合成橡胶的特性、分类以及橡胶配方的组成和对应的相关成型加工。 转贴于

通过训练让同学以下能力得到提高：（1）培养学生自我学习，寻求探索物质之本性的兴趣与能力；（2）对事物性质的分析方法—内外因分析法；（3）培养学生信息获取的素质与能力（图表查阅、专利、手册、网络资源等）；（4）逐步形成综合分析问题的素质与能力；（5）增强环境保护意识、经济意识、安全意识；（6）专业外语单词的学习与筑固；（7）团队合作意识的形成。

3 “基于工作过程”教学对教师的要求

（1）专任教师实践能力的提高。作为一线教师，在实行相关实践教学过程中，一定要具有高分子材料加工生产的职业经验，清楚高分子加工企业的工作过程和经营过程，只有这样才能找出高分子材料生产的工作任务作为具有教育的项目。

（2）专业教学团队的建立。基于工作过程的教学法涉及多学科教学内容，高分子材料加工生产需要有机械设备、加工工艺、原料配方、制品材料测试、产品检验等一系列知识，因此对绝大多数教师而言，很难独自一人很好地完成教学工作。这就要求教师具有跨学科的能力，团队协作的能力，不仅要娴熟本学科的专业知识与技能，还要了解相邻专业、相关学科及跨学科的知识与技能。

（3）学习情境设计能力的掌握。在本教学法中，学习情境的设计好坏决定了传授知识结构的合理性、能否激发同学学习的兴趣。如何在项目教学中合理有效的利用学习的资源和协作学习的环境是教师最主要的工作，这要求教师熟悉项目内容中所用的高分子材料的基础知识，并准备好项目开展过程中可能涉及到的有关知识。

4 结束语

在专业课程体系中，高分子成型加工是门重要的核心课程，是高分子加工专业学生必须掌握的专业知识和技能。在老师的指导下，用工厂的管理模式，让学生亲自动手设计和制造相关高分子产品，加深领会和掌握材料加工过程工艺设计的要点以及生产工艺与实际生产之间的联系。但以往教育方式存在着一定的不足，且与当前工厂的需求相脱节，于是笔者根据自己的教学经验，在新的基于工作过程的教学理念指导下对高分子成型加工课程进行改革，以提高学生的学习兴趣和求知欲望。

基金项目：教育部高等学校高职高专化工技术类专业教学指导委员会2009年度规划课题，课题编号HJKT-2009-034Y；常州工程职业技术学院教育研究课题《“基于工作过程的项目化教学方法”在高分子成型加工课程改革中的应用》，课题编号：10JY022

参考文献

[1]应力恒.基于工作过程的课程项目化教学改革[J].中国职业技术教育，2008(22).

[2]虞丽娟.深化课程体系改革提高人才创新能力[J].中国高等教育，2008(15).

篇2

关键词：聚乳酸 共聚物 降解

随着科学的进步，社会的发展，越来越多的高分子聚合物出现在人们日常生活中，俨然已经成为人们必不可少的生活用品，与人们的日常生活密切相关，如塑料口袋、汽车轮胎以及一些复合纤维。高分子聚合物的应用，的确给人们带来了很多方便，与此同时，它也带来了一些问题，因为它们都属于有机物，所以在使用以后的善后处理工作就显得不那么容易。

首先，它不能燃烧，因为不论是塑料还是轮胎，它们在燃烧的时候会造成很大的污染，伴随着燃烧不充分的一氧化碳排到空气，对人体的伤害很大，对自然的破坏也很大；其次，不能掩埋，由于其特殊的高分子聚合物性质，注定了它的高含碳量，而碳的稳定性极强，因此，也不能对其进行掩埋。由于它们的不可降解性，给人们对其善后处理带来了考验，处理成本高，处理不好会产生很多白色垃圾，造成严重的污染。由于我们的日常生活出行已经离不开这些聚合物，因此，开发一种新的可降解的高分子聚合物取代这些不可降解的聚合物势在必行，在全球提倡净化空气，保护环境的大潮流下，聚乳酸（PLA）应运而生。聚乳酸是由谷物的发酵，产生的乳酸（LA）为原料聚合而成，由于乳酸的主要成分是碳水化合物，所以聚乳酸的主要成分也是碳水化合物，聚乳酸在废弃以后，可以在自然界中降解为水和二氧化碳，不会对空气造成污染，在生活中使用也不会有毒副作用，是传统塑料很好的代替品。

一、聚乳酸的基本性质

聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋) ，常用易得的是PDLLA和PLLA ,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。因为PLA光学活性不一样，所以在微观结构上存在着显著的差异，进而致使它们的硬度、力学强度、加工性能、降解速率等方面有巨大的差异。而PDLA、PLLA两者具备结晶性，具有熔点高的特点，其力学强度高，降解吸收时间长，适用于内植骨装置的固定。PDLLA为非结晶结构，降解吸收速度较快，适用于软组织修复。此外，PLA有良好的光泽度与透明度，还有很好的拉伸度和延展度，有染色和织布等加工性能。

二、聚乳酸的降解机理

（一）水解降解

聚乳酸是可吸收性和生物相容性都很好的降解材料，很有发展前途。聚乳酸及其共聚物降解的早期阶段就是水解的过程，聚乳酸降解的基础就是进行简单的水解，这种降解是由于水分子的攻击，造成酯键断裂，从而形成醇和羧基，而聚乳酸属于聚酯高分子材料，含有酯键，易水解，脂类在酸性和碱性的催化下易于降解。

（二）微生物和酶的降解

微生物降解是自然界中最普遍的降解方式。聚乳酸能被很多如青霉素、腐殖菌、镰刀酶念珠菌等微生物降解。其中，青霉素和镰刀酶念珠菌能完全吸收PDLLA，能部分吸收聚乳酸的低聚物。在脂酶催化下，聚乳酸的降解率远大于蛋白酶催化时的降解率。在降解过程中，随着结晶的增加，水解速率会变慢，但不会形成新的结晶。微生物降解方法是在自然环境中进行降解的一种模拟试验方法，能比较理想地反映聚乳酸的降解性能。如果微生物量适中且温度适宜，就能加速降解的进程，还能降低结晶的形成，使降解速度更快。

三、对于聚乳酸降解方法的分析

目前，世界上对聚乳酸的降解分析研究主要基于水解和微生物的降解。为了加快聚乳酸的降解速率，国外Renouf-Glauser等相关专家加入了月桂酸，当摄入量控制在4.5%的时候，降解时间能减少到一周。在此研究基础上，研究者们又做了几组实验，在降解的过程中加入不同分量的月桂酸对聚乳酸的降解时间进行比较分析，最终发现根据实际加入量的多少能够将降解时间控制在一定的范围内，在实际运营中，人们就可以根据自身需要可以把降解时间控制在一至几周内。中国相关研究者杨小强等在聚乳酸中加入胶原质，研究结果发展，胶原质的加入大大提高了聚乳酸的降解速度，在五周左右的时间就能将聚乳酸的质量降解到一半，但对力学性能的影响很大，实验表明这些材料的拉伸弹性模量和弯曲弹性模量分别减少了80%左右。

四、影响聚乳酸降解速度的因素

影响聚乳酸降解速度的内在因素就是高分子由于其自身成分和分子结构的特殊性，使得降解过程相对复杂，外在因素就有如微生物和酸碱度等，都对其降解速度有很大的影响。归纳起来，影响聚乳酸降解的主要因素可以归类为两方面：环境和材料。

（一）环境的影响

环境中有很多不确定的因素，如温度、湿度、微生物、酸碱度等。例如，酶作为催化剂，在降解过程中起着推动降解加快的作用，温度过高会影响酶的活性，从而影响降解速率，而且，环境中的PH值同样也会影响酶的生长，过高或过低的PH值都不利于酶的生长。聚乳酸共聚物的降解在酸性的条件下进行，氢离子能使酯键断裂，而酸性和碱性则都能使聚乳酸进行水解。研究表明，聚乳酸在酸碱性环境下的降解速率是：碱性>酸性>中性。

（二）材料的影响

影响材料的降解因素主要是由于材料本身特殊的分子结构，共聚物易水解的主链和其单体的亲水性能。根据化学键水解难易程度的不同，可将不同主链的共聚物在同等水性条件中进行研究对比，根据实验结果可知，其降解的难易程度由大到小的排列是：聚酸酯>聚原酸酯>聚羧酸酯>聚氨基甲酸酯>聚碳酸酯>聚羟类聚醚。

除了主链结构的影响，材料对于水的渗透性能也是影响聚合物降解速度的重要因素。因为聚合物的亲水性和亲脂性主要是由单体的化学结构及其性能决定，所以单体的亲水性对聚合物的降解有很大的影响，但是在实际使用中，我们可以通过人为的方式改变水的渗透性，比如可以增加材料的表面积和材料的多孔结构，实现降解速度的加快。

五、结束语

聚乳酸无污染的降解能降低对生态的破坏，减少污染，是替代传统高分子聚合物材料的首选，但目前，我国对聚乳酸等降解材料的研究还处于起步阶段，聚乳酸的使用成本还相对较高，我国可利用富饶的谷物发酵进行研制方面的工作。

参考文献：

[1] 刘淑强, 闫承花, 郭洁丽, 等. 可降解聚乳酸纤维的研究进展[J]. 轻纺工业与技术, 2011, 40(6): 45-48.

[2] 林云, 刘国清. 三种生物降解塑料改性技术研究进展[J]. 中国塑料, 2011, 25(11): 1-4.

[3] 樊国栋, 白晓丹. 氨基酸改性聚乳酸共聚物的合成及降解研究进展[J]. 材料导报, 2011, 25(21): 95-99.

篇3

关键词：教学理念；教学改革；教学内容；工程意识；创新意识

12高等建筑教育2012年第21卷第6期12JOURNAL　OF　ARCHITECTURAL　EDUCATION　IN　INSTITUTIONS　OF　HIGHER　LEARNINGVol21　No.　6　2012

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：10052909（2012）06007003土木工程材料是土木工程、港口工程、地下工程等专业必修的一门学科基础课程。课程系统讲授土木工程材料的基础理论和工程应用，包括土木工程所用各种材料的组成、结构、制备、性质等。课程为后续专业课程的学习，如房屋建筑学、混凝土结构、钢结构、土木工程施工、工程造价，以及毕业后从事土木工程设计、施工、管理和科学研究等提供了必备的理论基础和专业知识，起到了承上启下的作用，其学习效果直接关系到后续课程的学习，乃至工作。

国家工程建设的日新月异推动了材料科学技术的快速发展，新材料、新工艺的需求持续增长，急迫需要大量掌握专业最新知识的高素质人才。新形势下，如何上好土木工程材料课程，达到理想的教学效果是课程教师一直思索并不断努力的方向。近年来笔者致力于培养具有时代特点的专业技术人才，通过潜心研究、探讨课程教学改革，从教学理念、教学内容、教学方式、方法及教材建设等方面进行了有益探索与实践。

一、更新教学理念

教学理念是教学改革的灵魂。以培养适应新形势下建筑工程需要的高素质工程技术人员为课程改革的基本思路，以着力培养学生实际工程能力，强化学生工程意识和责任意识，注重激发和培养学生创新能力为教学理念，以期获得最佳的教学效果。

二、改革教学内容、教学方式及教学方法

（一）改革教学内容

教学内容是衡量教学质量高低的关键性指标。在教学中为顺应土木工程材料学科的快速发展，根据教学目标和教学大纲要求，对教学内容进行了精选和优化。主要表现在以下几个方面。一是，根据专业及专业方向的不同，适度调整教学内容组合和深度，制定不同的教学大纲。如：土木工程专业对有关结构材料性能的知识要求较高，授课必须达到规定深度。工程管理专业在深度上可适当降低，但要有一定广度，因此应适当补充功能材料、装饰材料等内容。又如：有关沥青材料的内容多且难理解，对土木工程专业建筑工程方向的学生，仅介绍沥青的组成、结构、性质以及在防水工程中的应用即可；对道桥工程方向的学生则应重点讲授沥青及沥青混合料的路用性能，且要达到规定的深度。港口工程专业对材料的防腐、耐久等性能要求更高，这方面应作深入讲解。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

吴东云，等新形势下土木工程材料课程教学改革与建设探究

二是，对已较少应用或逐渐淡出的材料少讲或不讲；对工程实际中应用量大、重要的结构性材料着重讲解，以突出重点。如：对木材作为结构性材料的有关内容进行了削减，将其合并到装饰材料中；而高分子材料发展极快，应用范围广，应适当增加学时。

三是，重点分析材料的工程性能及其影响，突出工程应用。教学中要抓住材料组成、结构与材料性能，以及材料性能与应用这两条主线，保证教学内容的基础性与概括性，并突出科学的思维方法与研究方法，培养学生的创新精神与创新能力。

四是，经过精选，新教学内容基本理论——材料的基本理论、基本概念及基本性质；结构材料——胶凝材料、建筑钢材、水泥、混凝土、砂浆、墙体材料；功能材料——沥青、绝热材料、吸声隔声材料；有机高分子材料——塑料、粘合剂等；装饰材料——木材、石材、玻璃、陶瓷、高分子材料等。

五是，结合教师科研和工程实践，将新材料、新工艺、新技术、新标准引入课堂，确保课堂教学内容与工程应用标准一致，保证课堂教学的先进性和适度超前性。例如：讲混凝土时，适当介绍现代混凝土的发展趋势，包括泵送混凝土、自流平混凝土、喷射混凝土、水下施工混凝土、大体积混凝土的概念及技术特点，做到理论联系实际。讲防水材料时，介绍当前防水材料的发展方向及其新技术、有机高分子材料即化学建材在土木工程中的快速发展及应用等。此外，对新型节能、环保、“绿色”墙体材料的发展应适当介绍，拓展学生的知识结构和广度。

六是，根据教学内容适时引入典型工程实例，强调工程的应用性。如：汶川地震中被网友称为“最牛小学”的工程实例，“911事件”对钢结构材料的工程启示，鸟巢、水立方工程中新材料、新技术地运用等。这些富有时代特点的工程实例极大地吸引了学生的注意力，增强了学生的感性认识，激发了求知的欲望和探索精神，培养了学生的工程意识和责任意识，以及严谨的科学作风。

（二）改革教学方式

“宽口径、厚基础、重能力、求创新”的教学改革目标要求专业课程有所增加，课程学时相应缩减，教学内容要不断更新、补充。教学传统模式难以完成教学内容，学生感性认识缺乏，教学效果相对较差。为此，必须改革传统教学方式，开发研究以多媒体课件为主的立体化教学，使学生得到全方位信息交流。教师充分运用先进的教学手段，把形象、生动、直观、动态的图文声像等综合信息制作成多媒体课件带入课程教学。这样既增加了课堂教学的信息量，简化了信息传输过程，增加了教学内容的趣味性和吸引力，而且还激发了学生学习的兴趣和积极性，提高了教学效果和效率。

与此同时，利用网络资源辅助课堂教学，建立了土木工程材料课程网站，利用网络实现了课程学习、在线辅导、答疑等功能，极大地方便了学生；同时课程网站有大量关于新材料、新技术、新标准的信息资源，并与各专业网站建立了链接，开阔了学生眼界，拓展了学习空间，优化了教学环境，对学生巩固和延伸课堂知识都起到了极好的促进作用。

（三）改革教学方法

教学方法的改革是教学改革的重要内容。在教学方法上，根据不同章节的教学目的和教学内容，灵活选用课堂讲授、自学、专题讨论等形式，采用启发式、讨论式、研究式、课题式等教学方法，适时引入典型工程实例调动学生学习积极性，引导学生积极思维。例如：为培养学生创新思维能力，引入天津奥体中心工程或中央电视台新台基础工程大体积混凝土施工中出现水化热过高的实例，引导学生从水泥的特性入手，对工程中出现的问题从材料的角度提出解决问题的思路和方法，从而激发学生的求知欲和对专业的热情，强化其工程意识和责任意识。又如：在介绍有机高分子塑料管材在工程中的应用时，可给出工程实例让学生展开讨论，分析工程特点、材料性质，找出问题所在，提出解决工程问题的方法。再如：介绍装饰材料时，可以命题的方式给学生布置大作业，要求学生写调研报告，让学生走出去，到装饰城、施工现场展开调研，了解最新的材料及其应用情况，以扩大学生的视野，培养学生多方面获取知识的能力。

对于实验教学，实验课注重学生实验技能及动手能力的培养。在完成教学基本要求的前提下，对学有余力的学生开放实验室，布置相应的创新性命题，引导学生探索、完成创新性实验。如混凝土强度实验，可指导学生设计成多组不同配合比，相同组分不同量、不同组分掺入，考虑外加剂、掺合料等多种情况，使学生在不同的实验条件下得出不同的结论，以此加深对课堂知识的理解，并使之延伸，以培养学生严谨的科学研究作风以及探索与创新精神。

针对不同内容采用不同的教学方法，以培养学生的综合分析问题、解决实际问题的能力。同时，注重讲课内容的逻辑性、条理性、形象性、生动性和趣味性，提高讲课艺术和教学效果。通过这些教学方法的运用，学生学习兴趣与学习能力大大提高，科研积极性空前高涨，考试成绩显著提高，达到了提高课程教学质量的目的。

三、课程教材建设

教材建设是衡量教学团队业务水平高低的重要标志之一，教材质量的好坏直接影响教师教学质量及学生学习质量。

（一）精选教材、参考书，为课程教学奠定基础

根据土木工程专业培养方案及教学目标要求，结合学生特点、学科方向及毕业生去向，综合考虑教材的科学性、权威性及适用性选用教材。随着新技术标准的大量更新，学校选用高等教育精品教材《土木工程材料》作为课本，教材引入了新的技术标准，章节编排合理，并附有大量习题，适于学生课后复习、巩固、提高。另外，还指定了其他版本的《土木工程材料》《土木工程材料典型题解析及自测试题》等辅导教材，《建筑工程材料手册》《新型墙体材料标准手册》等工具书，还为学有余力的学生推荐了如《混凝土》《高强混凝土及其应用》《建筑功能材料》《建筑工程质量事故分析》《建筑设计的材料表达》等参考书。这些参考资料既有一定的深度，也具有一定的广度，为学生拓展课程知识奠定了基础，学生反映良好。

（二）自编特色讲义，丰富教学

追踪材料科学发展趋势，适时将新材料、新技术、新标准引进课堂，编写教师易用、学生易学的课程讲义，通过大量工程实例丰富教学内容，提高学生的学习积极性。

（三）充分利用网络资源，扩大学生视野，促进课堂教学

将课程教学相关信息（大纲、教案、习题与测试、常见问题分析等）及时上网链接，方便学生查阅，开展师生互动，充分发挥其辅助教学的作用。网站还与有关期刊、标准网站、报纸等重要优秀专业网站链接，最大限度地方便学生获取新知识，了解材料的最新发展动态，补充教学内容，使课堂教学内容具有先进性和适度超前性。

参考文献：

［1］叶金福，姜澄宇.高等教育改革与创新［M］.西安：西北工业大学出版社，2005.

［2］苏达根.土木工程材料［M］.北京：高等教育出版社，2008.

篇4

[关键词]稀土顺丁橡胶、基本性能、研究

中图分类号：TQ333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0011-01

稀土顺丁橡胶有其优势，如线型好、规整度高、自豁性好等，具有较好的力学性能及加工性能，和传统的锂、钴、钛系顺丁橡胶以及镍系的顺丁橡胶相比，其具有更好的抗疲谛浴⒛湍バ砸约澳屠匣性，在滚动阻力以及生热方面也具有优势，这与现代子午线轮胎用胶要求相适应，可以满足要求中对牵引、安全、滚动阻力以及耐用等方面的要求。这也让稀土顺丁橡胶在轮胎制造业中可以取代其他的顺丁橡胶品种。参考前人研究，经过了大量的稀土顺丁橡胶研究，在改造后的镍系顺丁橡胶装置上实现了稀土顺丁橡胶的工业化生产。

1、试验部分

在实验中的原材料有NdBR-D、NdBR-F、NiBR，其中NdBR-D及 NiBR是独山子实话公司乙烯厂出产的；NdBR-F来自于德国lanxess公司；其他的都是橡胶工业中经常使用的助剂。试样制配上，基本配方是100质量份顺丁橡胶，2份硬脂酸，3份氧化锌，60份工业参比炭黑，15份环烷油，1.5份硫磺，还有0.9份的促进剂TBBS。在试验中采用的是两段混炼。

2、微观结构、相对分子质量及其分布

经研究证明，稀土顺丁橡胶-D的顺式-1，4-结构含量高于NiBR以及NdBR-F；NiBR中乙烯基含量要比NdBR-D以及NdBR-F产品中的要多，这说明镍系顺丁橡胶的链结构步入稀土顺丁橡胶，稀土顺丁橡胶结构要更为规整。分析GPC结果可知，NdBR-D以及NdBR-F中的数均分子量、重均分子量都比镍系顺丁橡胶中相应的含量要多；NdBR-D和NdBR-F进行比较，在分子量分布方面，NdBR-D要更宽，这和镍系顺丁橡胶差不多。

3、混炼加工性能及硫化特性

将NdBR-D、NdBR-F、NiBR放入密炼机进行混炼，经过一段时间，三者在转矩曲线的变化情况上一样，当加入黑炭后，转矩就发生了明显的变化，曲线变化升高，之后开始下降，逐渐进行平缓区[1]。NiBR混炼时最高转矩最小，NdBR-F的最高转矩最大，NdBR-F和NdBR-D在放入黑炭后最高转矩要超过镍系顺丁橡胶，这可以看出稀土顺丁小脚的生胶比较硬，在剪切上较为困难，这是因为其相对分子质量较大。在混炼中，镍系顺丁橡胶及NdBR-D在最高温度上差不多，都比NdBR-F要低，三者在排胶结团性方面都比较优异。

NdBR-D混炼胶和生胶的门尼豁度之间差距较大，差值最大的就是NdBR-F，从此可以看出，NdBR-D以及NdBR-F和黑炭的结合性更好；镍系顺丁橡胶在应力弛豫面积比较小，要比NdBR的小。NdBR-D以及NdBR-F在ML上要比镍系顺丁橡胶大，这说明稀土顺丁橡胶在测试温度下的流动性不如镍系顺丁橡胶，这也和混炼胶门尼豁度所反映的情况相适应。

NdBR-D的t1和镍系顺丁橡胶基本上是一样的，时间都比NdBR-F长；在t90上，NiBR以及NdBR-F要比NdBR-D稍长，这说明NdBR-D的硫化速率要更快。

4、力学性能及老化性能

在拉伸强度方面，NdBR-D以及NdBR-F要比镍系顺丁橡胶的更好一些，在NdBR-D以及NdBR-F中，在定伸应力为百分之三百时，更好的是NdBR-D，这和镍系顺丁橡胶差不多；这三者在扯断伸长率方面都没有什么差别；NdBR-D以及NdBR-F在撕裂强度上差不多，都比镍系顺丁橡胶的撕裂强度要高；NdBR-D在硬度方面较为优异。这三者经过老化后，无论是在拉伸的强度还是扯断伸长率上都出现了下降的情况，经对比，镍系顺丁橡胶的下降率是最大的，而NdBR-D以及NdBR-F的耐老化性能较好。在耐磨性上，NdBR-D和NdBR-F想不多，都要比镍系顺丁橡胶要耐磨，这是因为稀土顺丁橡胶的结构是超高顺式的[2]。除此之外，在压缩生热性能方面，NdBR-F和NdBR-D产不多，要比镍系顺丁橡胶好；在回弹性方面，NdBR-F要比NdBR-D高，镍系顺丁橡胶要比NdBR-D的回弹性好；在耐屈挠性方面，NdBR-F和镍系顺丁橡胶不如NdBR-D。

5、动态力学性能

当处于高弹状态下，NdBR-D、NdBR-F、NiBR产品的E'基本上一样，当低于玻璃化转变温度情况下，NdBR-D的E'要更高一些，这说明其弹性以及弛豫强度上都较为优异。

如图1所示，根据Tan的峰高能够体现出橡胶的弛豫特性，当峰值变高，链段弛豫转变的难度也就随之增加，就会需要越来越多的能量[3]。从图中可以得知镍系顺丁橡胶的峰值是最高的，它的链段的弛豫转变相应的也是难度最大的。温度不同情况下的tan也可以体现出橡胶的滚动阻力情况和抗湿滑性情况，在温度为0时，其是最高的，这说明橡胶的抗湿滑性很好；温度在60摄氏度以下，tan也就越低，那么其滚动的阻力也随之较低。可以看出NdBR-D和NdBR-F产品的峰值在温度是0摄氏度以及60摄氏度情况下，都比镍系顺丁橡胶的峰值要低，这说明镍系顺丁橡胶的抗湿滑性要比稀土顺丁橡胶更好，但是在阻力方面，则稀土顺丁橡胶更小。当温度为0摄氏度时，NdBR-D的峰值相比于NdBR-F要稍微高出一些，在60摄氏度时，二者的峰值差不多，这说明在抗湿滑性能上，要比进口的稀土顺丁橡胶更加好一些，这也和二者的重均分子量和数均分子量之间的比值有关系。

6、结论

NdBR-D和稀土顺丁橡胶相比，在链结构上更加规整，相对的分子质量也更好；稀土顺丁橡胶混炼胶和镍系顺丁橡胶相比，要想提升硫化速率，可以通过和炭黑组合来实现，还可以提升排胶结团性；NdBR-D和镍系顺丁橡胶相比，在耐老化性能以及力学性能方面都要比镍系顺丁橡胶更好，其拉伸强度较为优异，具有百分之三百的定伸应力，硬度也要比NiBR更好[4]。和镍系顺丁橡胶相比，稀土顺丁橡胶在一些因素上要更具优势，如回弹性、压缩生热性能、耐屈挠性以及耐磨性方面。镍系顺丁橡胶在抗湿滑性上要略微优于NdBR-D，但是其抗湿滑性和NdBR-F相比，还是较好的；在滚动阻力方面，NdBR-D和NdBR-F差不多，要比镍系顺丁橡胶小。

参考文献

篇5

土木工程材料教学内容体系存在的问题

(一)土木工程材料教学内容的丰富性与教材篇幅的有限性“大土木”概念的提出使土木工程材料的内容变得更加丰富。如:路面工程中的沥青混合料、路基与地基中水泥石灰稳定粒料材料、房屋建筑工程中的保温隔热及其他建筑功能材料、隧道工程中的速凝材料、水工建筑材料的防腐设计与控制等。由于需要学习的内容多，而课堂教学时间有限，造成了教材编写时要删除许多重要的教学内容，造成了内容体系的不完整，专业宽口径教育理念难以体现。(二)土木材料的发展性与教学内容的滞后性土木工程材料的新发展丰富了土木工程材料内容体系。如:传统混凝土，包括水泥、粗、细骨料、水四大组分。由于混凝土外加剂能使混凝土性能和功能得到显著改善和提高，因此，被称为混凝土的第五组分，是混凝土技术的重大突破。当今，外加剂技术日新月异，聚羧酸系高性能外加剂普遍应用，对此大部分教材都未提及。对于外加剂部分内容，目前教材只停留在一般性介绍这个层次，对外加剂对水泥的适应性机理、外加剂的合理掺量、外加剂与混凝土性能的联系、外加剂的检测等内容未作详细介绍。同时，对于一些外加剂对混凝土的负面影响有必要在教材中交代清楚，防止滥用和误用。近年来，为了调节和改善水泥的性能，提高水泥产量，综合利用工业废渣，在磨制水泥时基本都加入了一定比例的天然或人工无机矿物质混合材料。在混凝土配制时，常直接用磨细的无机矿物质材料取代部分水泥，称为掺合料，使其成为混凝土的第六组分。20世纪90年代以来，中国对第六组分开展了广泛研究，有学者提出六组分设计法。双掺或多掺法在个别行业得到广泛应用，并经实践证明具有较好的效果和意义，这些内容值得引入教材加以阐述和学习。对于土木工程中的功能材料，如合成高分子材料、装饰性材料、绝热保温材料、复合材料、绿色材料等内容，近年来发展较快，教材为缩短篇幅，对压缩精简内容在课堂中一般不作深入讲解，仅停留在概念介绍的层面，使得这部分内容的教学显得抽象空洞。(三)教学中存在的问题土木工程材料教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料的性质与应用，明确工程材料性质与材料结构的关系，为实现和改善材料的功能进行一定的材料设计，在工程中能对材料进行检测和质量控制。材料的结构与构造、材料的参数与性质、材料的设计与配制、现场的检测与控制等环节具有很强的实际操作性。环境条件不同，材料选用不同，设计目标差异很大，这就要求该课程应偏重于材料及其在工程中的应用。目前，土木工程材料在应用教学方面存在以下问题。一是，重理论轻应用。土木工程材料教材内容体系主要集中阐述各种材料的性能特点与技术性质，工程应用虽有介绍，但结合实际工程特别是典型工程的案例实践不多。如:混凝土的配合比与试配，即是同一配合比，在不同的地方材料或环境条件下，三参数相同，配出的混凝土性能会大不相同。或者说，实现同一目标的混凝土，在不同环境条件下，配合比会有较大区别。由此可以看出具体工程试配的重要性，同时也说明混凝土设计不是仅凭三参数就可以决定混凝土的多组分，配合比设计需与具体组成材料环境条件相结合。二是，教材提供的部分参数不一定合理。如在混凝土坍落度的选择上，由于现代机械化施工的普及，从实际工程应用看，教材提供的数据较少，在实际工作中难以借鉴。如在混凝土试配过程中，强度对水灰比非常敏感，水灰比变化0．01，强度就会有一个等级的差别。对于确定的试验室配合比，由于试验室的试验小样与现场大样存在差异，在实施时需要结合现场情况作调整，建议引入砂率、水灰比的界限值概念。三是，教材中试验与检测内容科学性、规范性有待提高。如水泥的细度试验，教材未讲清楚试验结果修正的问题，结果使得同一批次的水泥，不同的试验组，试验结果差别很大，与实际不符。又如混凝土试验，试验室养护条件不到位，学生试验结果缺少说服力。这些在一定程度上影响了学生科学工作态度和规范化操作习惯的养成。要使教材内容对工程实际有科学的指导作用，需要对教材中的不合理概念、理论、经验数据进行修改和更正，加强材料的工程应用与试验方面的调整与教学［5］。

教学内容及其体系的分解、增减、深化和建设

笔者建议从以下几个方面着手。(一)教学内容体系的扩展与组织为满足国家建设形势发展对土木工程专业人才的要求，需拓宽学生知识面。土木工程材料课程的教学要在建筑工程专业、道路工程专业材料课程内容的基础上进行必要补充。如:增加高性能混凝土一章，内容包括高强度混凝土、大流动性混凝土、掺混合料混凝土、水泥净浆等设计、生产、检测;针对道路工程增加无机结合料、土工材料、速凝材料等内容;针对材料的耐久性，增设材料耐久性设计与控制章节。内容组织方式上可分册设置教学内容，上册设置土木工程材料各专业方向的共性内容，下册安排高性能混凝土、新型土木材料(宜淡化“新型”二字)、沥青混合料、无机稳定材料、土木材料的防腐与控制等内容，根据专业方向的不同要求学生分阶段有选择地进行选修学习。(二)教学内容的分解由于水泥混凝土章节含有水泥的选择、集料的性能要求、混凝土的和易性、混凝土力学及变形性能、耐久性、外加剂、混凝土的配比和检测评定内容，内容篇幅长，课时量大，造成各章教学学时相差悬殊。笔者建议把集料部分与石材一起单独设章，充分体现集料在水泥混凝土、沥青混合料和水泥稳定粒料等复合材料中的地位，对集料材料性能与应用可充分阐述。同样，沥青和沥青基复合材料也可分为两章，以适应不同专业方向选修需要。(三)教学内容体系的深化对于高性能、高强混凝土而言，外加剂的性能与质量决定了混凝土的性能和质量，因此有必要深化混凝土外加剂的教学内容，增加外加剂与水泥的相溶性理论［6］、外加剂选择与检测方法等教学内容。此外，适当增加储能调温新材料原理、性能、设计与应用等建筑节能新技术、新材料的介绍。通过收集整理土木工程各条战线上资深专家学者的理论成果、应用经验，认真组织教材编写，使教学内容既有一定的深度和可操作性，又可分析和解决工程实际问题提供指导。(四)加强应用与试验检测内容建设结合工程实例和试验检测部分内容，突出土木工程材料基本性能与工程应用教学，重点培养学生的工程概念与工程材料应用能力。加大工程材料应用例题设置，通过讲述实际工程案例，帮助学生全面理解和掌握材料的基本性能与工程应用特性。对于试验部分教学内容，应规范试验程序、改善试验条件、增加部分新试验，培养学生科学、客观、规范、严谨的思维方法。

作者：张新胜 胡习兵 马远荣 单位：中南林业科技大学 土木工程与力学学院

篇6

关键词：制革；抗菌；防霉

Abstract: this paper introduces the leather long mildew the cause and the damage, and puts forward the research of the preparation of antibacterial leather some preparation methods and some of these problems, for your reference.

Keywords: leather; Antibacterial; mouldproof

中图分类号：TH145.2+2文献标识码：A文章编号：

1前言

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对服装、卫生用品、日用品、商品包装等耐用消费品的要求越来越高，特别是公共设施使用抗菌材料逐渐成为趋势，以抑制微生物，防止疾病的传播。抗菌材料的生产已经成为一个新型的产业，世界各国对抗菌剂的研究更加重视。

2 皮革长霉的原因及危害

霉菌是丝状真菌的一个通俗名称，意即“发霉的真菌”，通常指那些菌丝体比较发达而又不产生大型子实体的真菌。它们往往在潮湿的气候下大量生长繁殖，长出肉眼可见的丝状、绒状或蛛网的菌丝体，有较强的陆生性。在自然条件下，常引起食物、工农业产品的霉变和植物的真菌病害。

霉菌在皮革上的生长有以下三方面的原因。第一，皮革含有霉菌生长的营养源。第二，空气中大量霉菌孢子的存在。第三，皮革的加工过程和储运条件，有利于霉菌的生长繁殖L2j。通常，霉菌在皮革加工的以下几个阶段生长：① 浸酸皮；② 铬鞣蓝湿革；③ 染色革坯；④植鞣革坯；⑤ 植鞣液；⑥ 皮革成品。

根据霉变机理 一，霉菌对皮革内的一些营养物质，如碳水化合物、蛋白质、脂肪及其它有机化合物作用，同时分泌相应的酶，如纤维素酶、淀粉酶、脱脂酶等，把较大分子物质分解为可溶性的小分子，如：葡萄糖、氨基酸等，再通过细胞膜的吸收、传递，并经过一系列的合成代谢，转变为自身所需的各种生命物质。于是，皮革内的营养物质在不断被分解的同时，霉菌不断增长繁殖，随着霉菌数量的增大，进一步加速了皮革的霉变。同时，霉菌生长过程中分解营养物质而生成的“废物”，或者是代谢活动中的分泌产物，如色素，可能会对皮革产生再侵袭，影响或破坏皮革的质量。最后，在霉菌大量繁殖时，由于菌体本身的聚集和堆积，形成的异物会造成纤维间隙的通道堵塞。具体而言，霉菌对皮革质量的影响主要表现在：① 皮革上色素的沉积，即色斑；② 染色、涂饰的不均匀性；③ 油霜的形成；④浸酸皮上的某些霉菌对皮纤维有降解的作用；⑤ 对皮革物理机械性能，特别是强度的破坏。一般来说，革表面轻度霉斑的菌苔可以擦去，仅影响皮革的外观，使皮革的粒面失去光泽；而严重的霉斑有可能使皮革粒面霉变、肠裂，不仅影响皮革的外观，而且显著降低皮革的物理机械性能，严重影响皮革的销售和使用。

3皮革抗菌

皮革制品是人类生活的必需，随着人们生活水平的提高，其用量越来越大。但制革生产中使用的原料皮富含蛋白质，脂肪等营养物质，在保存过程中，非常容易受到微生物的侵入。经过加工的成革，虽然对微生物的抵抗力有所增加，仍然会发生霉变，尤其是皮革生产过程中引人大量用天然油脂生产的加脂剂，他们也是微生物滋生繁衍的温床。此外，皮革结构的多孔性和极性结构使其容易吸湿，皮革呈酸性。所有以上原因构成了发霉的基本条件。生霉的皮革制品会出现白色、蓝色、黄色和黑色的菌落或色斑，表面的霉菌同时向革内发展，使皮革的耐磨、强度和弹性也受到影响。所以，霉菌对皮革及其制品的外观和内在质量都要造成严重损害，防霉在制革工业中是非常重要的。

一个理想的抗菌防臭剂应具备以下条件：(1)对自然界中的细菌和霉菌有广谱的药效；(2)抗菌作用强，少量即有效；(3)安全性高，对人体无毒、无刺激，不会产生过敏等作用；(4)有良好的配伍性能，使用方便，不会因酸、碱或其它成分的影响而降低药效；(5)溶解性、分散性优良，不影响产品的基本性能和颜色；(6)环境相容性好，不会造成污染，易生物降解；(7)价格低廉。然而，目前使用的皮革防霉剂存在一些问题，如单一组分杀菌谱较窄，用量较大，成本较高，有些杀菌剂生物降解性较差。对环境影响也较大。伍维钧等[28]针对市售商品的缺陷，研制开发了具有一定特色的气雾型皮革护理剂，它不含水，具有突出的防霉效果，并易于清理，是比较理想的皮革护理抗菌剂，开发了防霉剂的新剂型，有使用方便，防霉高效，配伍性能好，刺激性小等优点。文武等[2。]结合国外皮革防霉剂的优点，研制出了以2一硫氰基甲基硫苯并噻唑为主要成分的皮革防霉剂3号，高效、广谱、低毒，且是较为流行的乳油型，有较好的分散性，渗透性，不含五氯酚钠，乙萘酚等。

除了防霉以外，皮革的其它抗菌性能研究较少。但是随着人们生活水平的提高，对皮革产品不仅要求防水、防污、耐光可洗，而求要求卫生性能好，尤其是2003年，我国发生了SARS病毒全国大面积感染重大事件后，公共卫生已引起政府和人们的高度重视。日前有专家提出，应大力推广抗菌材料在生活用品和公共设施中的应用。所以，作为人们经常使用的产品——革制品，也应该像纤维制品在一样，赋予抗菌功能，以满足人们生活所需。

抗菌皮革，即在皮革中引入一种或几种带抗菌基团的功能性皮革材料，使它具有接触杀菌或者抑制皮革表面的微生物繁殖的功能，从而达到长期卫生、安全的目的，使皮革具有长效、广谱的抗茵性能，同时具有经济方便的特点，其卫生自洁功能又减少了交叉感染、疾病的传播。皮革在日用品、服装、制鞋、公共设施等领域中均有广泛而重要的用途，所以，抗菌皮革和抗菌纤维是同样重要的。抗菌纤维的研究开发始于2O世纪8O年代。在这个领域，日本是独占鳌头，无论从数量上还是质量上，都发展到一个相当成熟的阶段。现在研究比较多的是抗茵内衣和公共设施。但从消费需求和市场发展的趋势分析，抗菌皮革及其制品有较为可观的发展前景，其应用领域会越来越宽。

作为皮革抗菌，目前有用于皮鞋的。曾经有报道：台湾生产纳米抗菌鞋，即将鞋革用抗菌剂处理，使其能在使用过程中保持抗菌作用。

篇7

【关键词】泡沫混凝土；建筑技术；施工工艺；技术要点；安全措施

前言

建筑业的发展需要从业者的努力，尤其在利用新科技、新技术、新材料方面，建筑行业更应该起到“先遣队和侦察兵”的作用，积极利用新兴科技、技术、材料和工艺，提高建筑的性能，降低资源的消耗，提到建筑的效益，实现建筑行业的飞速发展。混凝土是建筑业重要的工作内容和技术内容，在新时期，混凝土技术发展很快，各种类型的混凝土不断涌现，泡沫混凝土就是这一阶段的代表性新型混凝土，是建筑行业混凝土项目一项比较有先瞻性的技术。泡面混凝土是一种在混凝土的拌制和浇筑的过程中，在混凝土中加入发泡剂，利用发泡剂的理化性质产生数量巨大的气泡，在混凝土硬化和养成后形成具有丰富气泡结构的新型混凝土。泡沫混凝土具有很多优点，如：防水性好、抗震性强、隔音隔热效果好、比重轻和强度高等综合性又是，在建筑施工的保温部位、屋面施工、夹心构件等方面有广泛的应用，当前，泡沫混凝土已经成为建筑行业深入发展，建筑技术快速提高的标志，正在全国建筑领域得到整体的推广。提高泡沫混凝土施工质量应该对本文根据建筑施工中保温、屋面和夹心层项目应用泡沫混凝土经验的基础上，熟练利用各种泡沫混凝土发泡剂，真正掌握泡沫混凝土施工准备和施工中应该做好的技术要点，遵循泡沫混凝土施工中应该做到安全措施，实现泡沫混凝土施工的目标，为泡沫混凝土技术的应用做好经验上的总结和技术上的梳理。

1常见的泡沫混凝土发泡剂类型

1.1松香类混凝土发泡剂

松香类混凝土发泡剂是常见的发泡剂种类，也是应用最早的一种类型，其工作机理就是利用松香和氢氧化钠的相互作用产生大量泡沫，起到发泡的效果，松香类混凝土发泡剂制造工艺简单，材料取材广泛，具有成本的优势；但存在发泡强度和能力上的缺陷，如今已有被其他发泡剂取代的趋势。

1.2动物性混凝土发泡剂

动物性混凝土发泡剂是以动物蛋白为发泡原料，添加氢氧化钠、氯化镁、盐酸等工业材料构成的一种新型发泡剂，具有发泡强度大、持续时间长、泡沫数量大等综合性优势，同时也存在着成本高，受施工环境和条件影响大等劣势。

1.3植物性混凝土发泡剂

植物性混凝土发泡剂是一种天然高分子材料的发泡剂，具有无毒、无污染，发泡能力强、泡沫质量高，适应范围广等综合性优势，是当前泡沫混凝土施工中最为常见的发泡剂。

2泡沫混凝土施工的技术准备

2.1施工技术的准备

先期施工已经结束，并以验收合格；泡沫混凝土施工的设计已经经过技术和实际检验；泡沫混凝土施工的技术交底已经完成；泡沫混凝土施工的控制测量和施工图纸勘验已经通过验收；对发泡剂的试验已经完成，并对实际的配合比业已确定。

2.2施工材料的技术要求

泡沫混凝土施工应该采用普通硅酸盐水泥，确保登记在42.5以上，也可根据实际情况选用矿渣硅酸盐水泥；控制泡沫混凝土原料的含泥量，一般以3%为控制尺度；检验发泡剂质量证明，并做好施工前试验。

2.3施工设备的技术要求

泡沫混凝土施工中应用拌制设备、发泡剂、运输车辆、输送泵等设备应该保持完好，性能可靠，泡沫混凝土施工应用的振捣器、推车、抹子等工具应该数量齐备。

2.4施工环境的技术规格作业条件

泡沫混凝土施工基层或模具表面清理干净，应该对模版采用洒水湿润的处理措施；泡沫混凝土施工特殊工种必须持证上岗；施工作业环境符合泡沫混凝土作业的要求

3泡沫混凝土施工的技术要点

3.1泡沫混凝土施工工艺流程：

检验水泥、砂子、发泡剂质量配合比试验技术交底准备机具设备基底清理找标高搅拌、浇筑混凝土找平、压光养护检查验收。

3.2泡沫混凝土施工个环节的技术控制

做好施工面的基底处理工作，在浇筑混凝土前要洒水湿润；做好使用控制测量，标注控制线。做好混凝土配合比的控制和投料顺序管理；按规定留设泡沫混凝土试块；做好浇筑和振捣工作，浇筑过程应放置泡沫混凝土离析，振捣过程应符合技术规范；做好表面的找平和压光处理，当面层砂浆初凝后，用铁抹子把凹坑、砂眼填实抹平，注意不得漏压；当面层砂浆终凝前，用铁抹子用力抹压，把所有抹纹压平压光，达到面层表面密实光洁。；做好泡沫混凝土的养护工作，泡沫混凝土养护期在7天以上，对混凝土覆盖和洒水养护。

4泡沫混凝土施工的安全措施

泡沫混凝土的运输和施工应该适当采用防护措施；注意泡沫混凝土施工设备的安全操作；对于泡沫混凝土施工的高危环节加强技术防护和控制。

5 结语

综上所述，建筑的最终发展离不开技术的进步、新科技的推广和新材料的运用，在现阶段建筑行业应该发挥泡沫混凝土在比重、强度、防水、结构上的优势，加大泡沫混凝土在建筑保温层施工、屋面铺设、墙体砌筑等各项施工项目的应用，以控制发泡剂种类和质量，提高泡沫混凝土施工准备工作，提升泡沫混凝土施工技术水平，在确保安全施工的基础上，高品质低实现泡沫混凝土施工目标，在完成施工任务的前提下，推进泡沫混凝土技术的应用，做好泡沫混凝土技术的推广，实现泡沫混凝土技术最佳的经济和社会价值，进而完成建筑行业的根本任务

参考文献：

[1]周明杰，王娜娜，赵晓艳，赵晓辉.泡沫混凝土的研究和应用最新进展[J].混凝土.2009（04）.

[2]李龙珠，夏勇涛，刘文斌，肖雪军.泡沫混凝土的发展现状及应用前景[J].商品混凝土.2009（07）.

[3]扈士凯，李应权，段策，罗宁.矿物掺和料对泡沫混凝土基本性能的影响[J].墙材革新与建筑节能.2009（11）.

篇8

[关键词]粉煤灰；碱法工艺；酸法工艺；氧化铝

中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0054-02

引言

粉煤灰是燃煤电厂在煤炭经锅炉燃烧后排出的固体废料，也是我国排放量最大的工业废渣。通常每燃烧1吨煤，产生20～30%的粉煤灰，我国火电厂平均排放灰渣量在25%左右。目前我国年排放粉煤灰约4亿多吨，占全球排放量的约1/3。

我国煤炭资源丰富，煤炭主要用于火电厂发电，我国每年产煤量30多亿吨，我国的粉煤灰资源量巨大，目前全国粉煤灰堆存量估计在25亿吨以上，我国粉煤灰近几年的排放情况如下：

2010年粉煤灰排放量约4亿吨，我国煤炭产量每年在逐步增加，粉煤灰排放量也在逐年增加。预计到2020年时，我国粉煤灰排放量可达5.4亿吨/年。

1 粉煤灰对环境的影响

粉煤灰作为一种工业废渣，如不能及时处理，将会对环境和人类生存造成严重危害，大量堆存的粉煤灰对环境的影响如下：

（1）占用土地及浪费人力和财力资源：据统计资料介绍，每掩埋、堆存1吨粉煤灰，处理费用为15～20元。

（2）污染空气：堆场干燥的粉煤灰，只需四级以上风力，即可将表层灰吹扬到空中20～50m，造成空

气质量恶化。

（3）污染水体：粉煤灰进入水体，使水变浑浊，灰中重金属Pb、Hg、Cd等还会污染水质。

（4）污染土壤：堆场储存的灰或空中飘落的灰，将使土质碱化、板结，影响农作物生长。

（5）浪费资源：粉煤灰中含有大量氧化铝，并富含镓等金属，将粉煤灰当工业废渣堆存，浪费了宝贵的资源。

2 粉煤灰的基本性质

2.1 粉煤灰的化学组成

粉煤灰的化学组成主要由煤炭本身的矿物组成决定，粉煤灰中氧化铝含量通常在15～35%，氧化硅含量在30～50%，另含部分氧化铁、氧化钙、氧化钛等金属氧化物，未燃尽炭在4～10%。通过我公司近几年对全国粉煤灰化学组分的调研，认为其Al2O3含量平均值为27.2%，氧化硅含量平均值为50.2%。

在我国内蒙古、山西一带，其粉煤灰中氧化铝含量通常在38%以上，部分电厂排出的粉煤灰中氧化铝含量在45～53.5%，属于高铝粉煤灰。几乎与铝土矿中的氧化铝含量相当，是铝工业的一种潜在资源。

经初步统计，高铝粉煤灰占粉煤灰总量的25%左右。主要集中在内蒙古南部、山西北部地区，粉煤灰综合利用提取氧化铝，应围绕高铝粉煤灰进行研究，而氧化铝含量低于36%的粉煤灰，可考虑生产建材等其它综合利用途径。

2.2 粉煤灰的矿物组成

粉煤灰是一种高分散的固相集合体，其颗粒形态主要为非晶质的空心微珠、不规则的玻璃体、无定形炭粒及其他不定形矿物，大部分为SiO2、Al2O3的固溶体，另有莫来石、赤铁矿、磁铁矿、钙长石、石英等。各发电厂由于煤质不同、锅炉燃烧条件不同，矿物成分有较大差别。

如A公司煤粉炉粉煤灰矿物组成：莫来石61%，玻璃体25%，刚玉14%。B公司循环流化床粉煤灰的主要物相组成：无定形偏高岭石，莫来石含量仅6～8%，它是由原煤中的主要粘土矿物高岭石在850℃下煅烧而形成，其主要化学组成SiO2、Al2O3及Fe2O3，均具有很好的活性。

2.3 粉煤灰的物理性质

粉煤灰为灰白色粉状物，少数呈黑色。容重较轻：0.5～0.8g/cm3，松散密度：0.48～0.55g/cm3，比重：1.95～2.4g/cm3， 粒度较细：4～40μm。安息角：47～48度，比表面积：9.5～22m2/g，烧失量：5～7%。

3 高铝粉煤灰提取氧化铝的工艺方法

由于我国铝土矿资源贫乏，目前铝土矿进口量已经超过国内铝土矿用量的50%，且矿石价格逐年上涨，矿石品位连年下降，寻找非铝土矿资源生产氧化铝已成为我国氧化铝工业发展的当务之急。

我国内蒙古南部、山西北部地区拥有非常丰富的高铝粉煤灰资源，高铝粉煤灰提取氧化铝的研究，已成为国内煤炭、电力、铝行业的热门研究课题。众多企业、高校、科研单位已投入到此行业的研究中，取得了大量研究成果，有些新工艺已经进入工业化研究阶段。现对各种粉煤灰提取氧化铝的工艺方法进行分析如下：

3.1 石灰石烧结法

（1） 国外石灰石烧结法工艺

自上世纪40年代开始，美国、波兰、苏联等国家对这方面进行过研究。其中对波兰克拉科夫矿业学院的研究，国内资料报导较多。

波兰克拉科夫矿业学院对粉煤灰提取氧化铝的研究，提出石灰石烧结法工艺，要求粉煤灰中Al2O3≥30%，粉煤灰用石灰石烧结法提取氧化铝后，赤泥用于生产水泥。

1953年建成1万吨/年氧化铝厂，配套10万吨/年水泥厂。

70年代末，波兰又建设了第二个粉煤灰生产氧化铝厂，设计规模：10万吨/年氧化铝，120万吨/年水泥。设计指标如下：

粉煤灰原料中氧化铝含量： 32%

纯碱消耗： 151kg/t-Al2O3

石灰石消耗： 11t/t-Al2O3

粉煤灰消耗： 3.99t/t-Al2O3

煤耗（7000kcal/kg标煤）： 166kg/t-熟料

水耗： 19.8t/t-Al2O3

氧化铝回收率： 70～75%

溶出液中Al2O3浓度： 30g/l

烧结温度： 1300℃

单位产品能耗： >2000kg/t-Al2O3

由于烧结法工艺的局限，粉煤灰中Al2O3含量偏低，许多技术指标是比较差，特别是石灰石配量大，溶出液中Al2O3浓度低，在经济上难以保证获利。目前国内已无该厂的资料报导，该工厂可能经济原因已关闭。

（2） 国内石灰石烧结法工艺

我国从上世纪70年代末开始关注粉煤灰提取氧化铝的技术研究，受波兰的影响，最初关于采用石灰烧结法处理粉煤灰的呼声很高，有关部门也多次组团赴波兰进行技术考察。安徽淮北、淮南煤矿电厂产出的粉煤灰中氧化铝含量在32～35%之间，与波兰粉煤灰中氧化铝含量相近。

1980年，安徽省冶金研究院和合肥水泥研究所在进行粉煤灰提取氧化铝和硅钙渣制做水泥的实验室实验基础上，提出了用石灰烧结、碳酸钠溶出工艺从高铝粉煤灰中提取氧化铝，并将硅钙渣用作生产水泥的原料的综合利用工艺技术路线，该方案于1982年3月通过国家技术鉴定。安徽省电力局在完成“粉煤灰提取氧化铝并生产硅酸钙材料的方法”的实验室中试后，于1989年申请了专利，并在淮阴发电厂进行了中试生产。三年的中试生产表明，此工艺不但能够提取氧化铝，同时还可生产沸石或净水剂等中间产品。但由于原料粉煤灰中氧化铝含量不高、生产过程中碳酸钠的回收率低以及工艺不配套等种种原因，造成生产亏损，项目在运行3年后不得不关闭。

石灰石烧结法的特点：

①优点：

工艺技术成熟，能够产出合格氧化铝产品，并能生产出水泥。

②缺点：

―渣量大，每生产1吨氧化铝产生10t左右的硅钙渣，水泥行业无法消化。硅钙渣堆存则造成更大的环境污染，因为渣量比粉煤灰量增加200%以上。

―熟料溶出过程中由于渣量过大，洗水量随之增大，使溶出液浓度低，碱的回收率降低，循环效率低，造成能耗及原材料消耗高，生产成本高。

―石灰石烧结法能耗高、生产成本高，与现有氧化铝厂普遍采用的拜尔法生产氧化铝工艺比较，没有竞争力。

3.2 预脱硅-碱石灰烧结法工艺

预脱硅-碱石灰烧结法工艺处理高铝粉煤灰提取氧化铝，是在原有石灰石烧结法工艺的基础上进行改进提高。在粉煤灰进入氧化铝生产系统前，先对粉煤灰进行预脱硅处理，粉煤灰中的大量SiO2，在一定条件下与适当浓度的苛性碱反应，生成的硅酸钠溶液用来生产白炭黑、活性硅酸钙或其它硅产品，而预脱硅后的粉煤灰A/S大幅度提高，再用烧结法工艺生产氧化铝。

预脱硅-碱石灰烧结法的特点：

（1）经预脱硅处理后的粉煤灰，A/S大幅度提高，可减少烧结法生料浆的配石灰量，从而大幅度减少烧结法排出的渣量。有利于改善烧结法的技术经济指标。

（2）预脱硅碱液可用于生产白炭黑等硅产品，进一步变废为宝，有利于粉煤灰原料的综合利用。

（3）氧化铝、硅产品生产工艺流程，均能形成闭路循环，技术上可行。

（4）与铝土矿的传统氧化铝生产工艺比较，此方法同样存在能耗高、渣量大、生产成本高等问题。需要继续改进及优化。

3.3 酸法工艺

由于Al2O3为两性氧化铝，它既可以溶于酸，也可以溶于碱，生产氧化铝的方法通常有酸法、碱法两大类之分。

对于传统的碱法工艺来说，原料中的SiO2为主要有害杂质，故对矿石中的SiO2有严格限制，即使采用烧结法工艺，其矿石A/S通常要求4以上，而粉煤灰的A/S通常在1左右，故采用碱法工艺很难突破渣量大、能耗高、成本高的技术难题。

酸法工艺的方法简单、流程短，将高铝粉煤灰与酸按比例混合后，在一定条件下进行反应，生成铝盐溶液，溶液经净化处理后进行蒸发结晶得到纯净的铝盐中间产品，铝盐经焙烧即可得到氧化铝产品，焙烧烟气经制酸后循环使用。

酸法的优点：工艺简单且生产流程短，粉煤灰中的SiO2不溶于酸，不构成氧化铝生产过程中的有害杂质，可以处理A/S很低（如1左右）的原料。生产过程中不加入石灰等其它物质，故渣量小、能耗及原材料消耗低，生产成本较低。

酸法的缺点：铝盐溶液中通常含有铁、钙、镁等杂质，其除杂较难解决，酸对设备及材料腐蚀严重，设备材料选择困难，投资较高，所生产出来的氧化铝产品，化学成分与碱法氧化铝产品类似，但物理性能差别较大，电解铝工艺应配套技改。

氧化铝工业发展史上，由于酸法工艺的以上缺点存在，过去无法解决，使碱法工艺成为生产氧化铝的主流方法。

近20年来，随着材料工业的高速发展，许多新研制的非金属材料、高分子材料在化工、冶金、氯碱工业大量使用，设备及材料防酸腐蚀问题逐步解决，为粉煤灰酸法工艺的发展提供了保障。铝盐除杂难题也随着高分子树脂吸附除杂、膜技术除杂的技术发展而逐步得到解决。

目前，粉煤灰提取氧化铝的研究，其酸法工艺难题随着材料技术的发展正在逐步得到解决，有可能取代传统的碱法工艺，成为粉煤灰提取氧化铝的主要研究方向。下面介绍2种典型的粉煤灰提取氧化铝酸法工艺：

3.3.1 酸碱联合法

酸碱联合法汲取了碱法工艺和酸法工艺的特点，此法主要用于处理A/S较低的原料生产氧化铝研究。其特点是：用酸法除硅、碱法除铁。

经我公司2009年对此工艺方案作详细比较后认为：

（1）此工艺技术基本成熟，可以生产出合格的氧化铝产品。

（2）其工艺流程较长，有2个独立的氧化铝生产系统，必然造成生产工序及设备多、消耗高、投资大、生产成本高，几乎没有经济利用价值。

（3）目前还没有酸碱联合法的应用先例，仅停留在理论及实验室研究阶段。

3.3.2 硫酸铵法

硫酸铵法处理高铝粉煤灰生产氧化铝，也是目前粉煤灰研究的重点工艺技术，目前已有单位将此研究课题从实验室研究扩大到工业性生产研究阶段。

高铝粉煤灰与硫酸铵按一定的比例混合后，进行低温焙烧反应，焙烧得到的熟料经水溶出得到硫酸铝铵溶液和硅渣，经分离洗涤后，硫酸铝铵溶液进行净化处理，再加熟料烧成，产生的氨气分解，得到氢氧化铝中间产品，氢氧化铝焙烧后得到氧化铝产品。分解产生的硫酸铵溶液经蒸发浓缩后循环使用，而生产过程中产生的硅渣可用于生产白炭黑、硅系列产品。

本工艺路线由于引入了硫酸铵，硫酸根离子对设备腐蚀强于碱，故将其归类为酸法工艺。由于酸法除铁及除杂质离子困难，有的研究单位在得到中间产品氢氧化铝后，再采用拜尔法处理，从而得到纯净的氧化铝产品。

硫酸铵法的特点如下：

（1）硫酸铵可以实现闭路循环，生产中产生的氨气也可循环利用。

（2）生产中未添加任何辅助剂，实现了渣量减量化，有利于减少渣对环境的污染。

（3）硫酸铝铵为弱酸性盐，对设备及材料腐蚀不如纯酸法严重，有利于设备及材料选择。

（4）硫酸铝铵溶液除铁等杂质离子较难，若加上独立的拜尔法工艺除铁后，其流程较长，投资较大，生产成本较高。

目前高铝粉煤灰提取氧化铝的研究方法很多，每种方法都有各自的优缺点，目前技术上还未形成统一认识，处于全面研究阶段。除以上列出的5种主要粉煤灰处理方法外，还有选矿法、氟盐法等，至于酸法工艺，也有盐酸法、硫酸法、硝酸法之分，这里就不再一一介绍。

4 结论

（1） 粉煤灰综合利用意义重大，利国利民，既能解决粉煤灰污染环境问题，又能解决我国铝土矿资源不足的问题，功在当代、利在千秋，建议相关部门对各研究单位给予大力支持。

（2） 目前高铝粉煤灰综合利用研究的工艺方法很多，每种方法均有各自的不足。过去几十年国内外主要围绕碱法工艺进行研究，由于碱法工艺本身的局限，使得研究进展缓慢。近年来酸法工艺研究取得了重大进展，建议对酸法工艺研究给与重点关注和支持，酸法工艺路线处理粉煤灰具有较好的发展前景。

参考文献

[1] 周军，董世武，蒋学典，等.火力发电厂除灰设计规程[S].北京：中国电力出版社，2002.

[2] 李春林，熊维F，等.中小型热电联产工程设计手册[M].北京：中国电力出版社，2006.

[3] 王爱勤，张承志.粉煤灰资源在商品砂浆中的科学应用[A].第四届（中国）国际建筑干混砂浆生产应用技术研讨会论文集，2010.

[4] 饶辉凯，曲茵，程家运.粉煤灰综合利用的建议[A].中国化工学会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术年会论文集，2011.

[5] 朱君.粉煤灰加气混凝土彻块填充墙抹灰空裂控制[J].建筑设计，2005，34（1）：119-120.

[6] 吴思宇.粉煤灰在高性能混凝土中的应用[J].建筑工程，2009（4）.

[7] 鹿方.高铝粉煤灰提取氧化铝的研究现状[J].有色矿冶，2008，24（5）：25―27.

[8] 韩怀强，蒋挺大.粉煤灰利用技术[M].北京：化学工业出版社，2001.

篇9

【关键词】装饰画教学 综合材料 选取 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）06B-0161-02

综合材料装饰画，顾名思义可以理解为多种材料材质综合于一体所制作出的装饰画表现，同时也能将其理解为材质同绘画的关联组合。在综合材料装饰画创作的教学中，引导学生充分认知材料属性，合理运用材料的肌理、色泽、形状以及质地，表现装饰画的艺术效果，是中学装饰画教学的关键。

一、引导学生正确把握综合材料的属性

装饰画创作实践表明，不同材料所具有的色泽、比重、强度、形态等材质性能对其主题表达、造型处理、工艺手法等都会产生不同的影响，所表现的艺术效果也截然不同。例如，玻璃，精美、透明、质地纯净、色彩明亮，很有美感，给人以无限的想象空间。众所周知，气泡对于玻璃来说是次品的标志，但就美感而言，玻璃中的气泡具有一种灵动之美，有一种自由的空气在一瞬间被凝固的感觉，蕴含了神奇的魅力。在装饰画中就可以利用气泡玻璃这一特质，加以运用和创作到装饰画中，使之画面更加灵动。而木材，大都色泽柔顺，芳香清纯，有较好的弹性和韧性，质地轻盈强度高，且耐震动，处理手法非常丰富，易造型，表现力多样。将木材运用到装饰画中，给人以质朴清晰的美感。纤维却是给人以亲切温暖的自然符号，强调了自然材料的运用，具有原始的自然风格。在教学实践中，综合材料从物理化学属性方面，可分为无机物材料（金属材料、无机非金属材料）、有机物材料和不同类型材料所组成的复合材料。金属材料，顾名思义，包括铁、钢、铜、铝等。那么陶瓷、玻璃、水泥、石膏等就是无机非金属材料，它主要是指除金属材料外的其他无机材料。而有机物材料是指棉花、羊毛、蚕丝、塑料、橡胶、尼龙、干树枝、干树叶、稻草麦秆等。复合材料则是将两种或两种以上的材料复合成一体形成的材料。比如常见的有钢筋混凝土、玻璃钢、新型纳米材料等。

在多年的装饰画教学实践中，笔者主要是引导学生将材料按照以下两种方式进行使用：一是将材料混合使用。所谓混合材料的使用，是指装饰绘画制作材料不是单一品种，而是多样化，将有机材料、无机材料在同一幅装饰中表现不同艺术个体，这不仅保持了原有材料的特质，而且增添了装饰画的工艺性和多样性；二是将传统材料赋予新型的表现形式。比如纸浆材料。纸是有机高分子材料，传统材料的一种，生活中随处可见。但如果将纸和白乳胶进行一定比例的均匀调配，再运用到装饰画中，运用不同的技术手法，将会增添画面的肌理感。

二、提升学生对综合材料应用中的审美能力，增强装饰画质感

装饰画的材料美，是指材料自身所具备的形状、色泽、质地、肌理等，通过设计而加以运用并充分发挥其特点，从而构成视觉效果的美。现代的装饰画越来越注重材料的语汇表达，有的作品甚至通过材料与材料之间的组合关系来表达艺术家的播种审美意向和审美追求。在教学中要注重引导学生把握材料的外形、色泽、质地、肌理结构美，增强装饰画艺术表现效果。

（一）材料自身的形状美。有些材料自身已具备制作装饰画要求的形状美，无需加工。合理地运用材料自身的形状美感，能使装饰画更具自然界的天然美感。有些材料大小不适合则需裁剪轻微加工，也可以运用自身材料的美感。

（二）材料的色彩美。色彩的感觉是一般美感中最大众化的形式，色彩在绘画中被称为“第一视觉语言”，不同的色彩会使人产生不同的生理反应和心理反应。比如粉色粉红象征温柔、甜美、浪漫、没有压力，可以软化攻击、安抚浮躁。白色象征纯洁、神圣、善良、信任与开放；但白色面积太大，会给人疏离、梦幻的感觉。每种色彩都给人心理上会有不同的感受，这就判定了装饰画色彩的主调，什么样的主调给人以什么样的感受。在教学中，我们常把材料的色彩分为两类：一类是材料本身所具有的色彩（材料自然色）。一类是材料根据创作的需要所加工处理产生的色彩，是材料本身不具备的。像第一类色彩，材料自身的色彩给人以环保、质朴、自然清新之感；光亮金属色彩给人以现代时尚之感。在装饰画中运用这些自然形成的天然色彩，将其充分发挥作用，可以起到画龙点睛的效果。

（三）材料的质地美。人类对材料的质地有视觉、触觉和心理上的不同感受。比如，对待石料，则觉得坚固凝重；木料则觉得亲切温暖。但将这些感受合理和谐的运用装饰画中，才能充分发挥其特性，增强表现力。

（四）材料的肌理美。肌理是指物体表面各种纵横交错的纹理变化，是一种纹理特征的感受。从形式上可分为视觉肌理和触觉肌理，从加工程度上可分为自然肌理（也叫“一次肌理”）和人工肌理（也叫“二次肌理”）。它是我们设计创作灵感的来源。

在教学实践中，选择什么肌理材料，主要从以下几个因素进行考虑：一是材料肌理的选择与创作主题相吻合。如果在创作过程中所选材料的肌理与主题所要表现的意境、情趣相吻合，那么材料就能表现装饰画抽象的内在含义，起到强化主题的作用。二是材料肌理的应用比例。如果一味地追求肌理感，在一幅画中使用太多材料，就会导致画面的肌理堆积，而没有了美感。所以在装饰画中材料肌理的运用应该追寻一定的比例，追求单纯性、统一性，使之画面和谐。三是材料肌理的组合和对比关系。在教学中我们可以分为同一材料肌理组合、相似肌理材料的组合、对比肌理的组合三类。其中对比肌理使画面的视觉效果和冲击力加强，层次分明，不过要注意主次协调。在对比中求统一，在统一中求变化，增强了装饰画的审美和欣赏价值。

三、引导学生把握综合材料的应用基本规律

装饰画具有功能美和形式美两大要求，现今材料在装饰画中应用已是相当的普遍，但不能毫无理由地随便运用，必须引导学生遵从一定的创作规律，将材料与一定的创作手法相结合，考虑材料的特殊性。

（一）适合的材料与材质――可用性与可塑性。一幅优美且具有艺术价值的综合材料装饰画，挑选什么样的材料及如何使用这一材料是至关重要的问题。首先，要了解材料的基本性能的适用性问题，即可用性问题。其次材料的材质问题，它关乎着材料的可塑性以及所表达出来的效果。在这里，学生不仅要了解材料的材质，也要了解材料的物理性能和化学性能，这样才能更好更全面地利用材料的特性，创作出最适合此材料所表达的装饰画。

（二）适合的材料外观――视觉效果。对于装饰画，材料的外观直接影响到整幅作品所展现出的视觉效果，而最终的视觉效果则是装饰画需要追求表现的一个重要部分。一种是自然面貌，即材料的本来面貌。第二种就是进行艺术加工后的外观。如果是这样，就要清楚地认识到材料的工艺特性，才能有处理和加工这一材料的能力，使其出现原有想象的效果。不过对材料进行艺术加工，也要考虑到材料原来的主要特色，尽可能有所保留，否则就缺失使用这一材料的意义。

（三）与环境因素紧密结合。装饰画是不可能脱离环境而单独存在的，那么选择什么样的材料应用到装饰画中，要考虑到装饰画处于什么样的环境中，与主题相对应。如果是表现环境自然生态朴素美，那么就可以多选择环保类有机物材料，而非金属材料，像麻、木材等就是不错的材料，在教学中应注意合理取舍。

（四）利用材料之间的对比因素。利用材料的特殊形状、自身色彩、表面肌理等形成软与硬、光泽与无光泽、华丽与粗糙、生命与死亡等材质美感的对比，形成独具特色的艺术审美风格。

在文化多元的今天，装饰画可以不受材料、技法和形式的局限，进行大胆综合的创作，大大提高了画面协调的可能性，与所处的空间、环境、光线相呼应，促进情感的表达。所以，选择什么材料是与环境因素紧密结合的。

篇10

[论文摘要]文章阐述了高职“建筑材料”课程教学的特点和要求,分析了现阶段高职“建筑材料”课程教学存在的问题,并提出了相应的解决方案。 

 

一、高职“建筑材料”课程教学的要求和特点 

“建筑材料”课程作为高职土建类专业一门重要的基础课程,不仅是以数学、物理、化学、力学等课程为基础的专业基础课,还是“房屋建筑结构”“建筑设备”“工程概预算”等后续课程的前期基础课,开设这门课程的主要目的是针对建筑材料的发展方向,面对新材料、新技术、新标准不断出现的情况,使学生掌握常见建筑材料的技术特性、相关标准等基本知识,了解在实际工作中如何选用建筑材料,并为后续专业课程打下良好的理论基础。“建筑材料”课作为一门基础课程是研究各种建筑材料的构造、生产与加工方法、材料的技术性能、质量检验以及如何合理使用的课程。它涵盖的内容广泛,涉及学科较多,且综合性、实践性都很强。通过本课程的学习,不仅可以为学生的后续专业课程提供必要的专业基础知识,也为今后的工程实践打下理论基础,同时也可以培养学生一定的实验技能,可以说它是通往专业课程的必经之路,也是决定学生专业面宽窄和工作适应性的关键因素。 

(一)高职“建筑材料”课程的要求 

高职教育培养的目标是“培养具有必要的理论知识和过硬的实践能力,面向生产、建设、服务和管理第一线急需的技能型人才”,如何在以就业为导向的高职教育改革中,实现人才培养与社会需求的对接,已经成为高职教育面临的一项重大而紧迫的任务。 

近些年来,我国高等职业教育迅速发展,为社会化培养了大量高素质专门人才,但其培养的人才与用人单位的需求存在着较大的差距。因此,高职院校的课程设置应根据用人单位的需求,针对岗位群设置专业,增强专业覆盖面,按市场需求的发展变化对课程设置及时地进行调整、补充、修订。同时,还要处理好理论教学和实践教学、能力培养和知识传授、现代内容和传统内容、基础课程和专业课程的关系,认真研究各类课程之间的结构、比例和权重,以满足学生从业和个性发展的需要。 

培养目标是课程设置的依据,根据高职教育的培养目标,高职院校的课程教学应淡化基础理论教学的系统性、严密性,增强理论教学的针对性、应用性。把知识传授和动手能力的培养结合起来,在基础理论“必需”“够用”的基础上加大实践教学的比重。通过企业对岗位知识和能力需求的调研,我们认为课程教学目标的制定应根据一线施工与管理岗位的要求,针对一线施工与管理岗位群,整理出课程的知识点和能力点,并重新编排组合,形成教学大纲。笔者认为,“建筑材料”课程的教学目标包括以下几个方面:一是了解与掌握建筑行业中常用建筑材料的基础知识;二是基本掌握我国现行建筑材料的各种标准和常见的检测方法,比较熟练地对目前施工企业常用的建筑材料进行检测,并提供可靠的检测数据,基本上可以为工程建设质量控制和合格性评定提供依据;三是强化对专业研究工作的基本训练,提高分析问题、解决问题的综合能力。 

(二)高职“建筑材料”课程的特点 

“建筑材料”课程所包含的内容庞杂,以叙述性内容为主,涉及知识面广,教材涵盖了十多个大类,上百个材料品种,但其系统性差,各章节之间缺乏必要的联系。这是由于材料学本身的原因造成的,各类材料本身就是一门专业学科,如胶凝材料、金属材料、高分子材料及其他复合材料等。如此多的内容都汇集到“建筑材料”课程中,使其成为一门介于材料学科与建筑工程学科之间的综合课程。 

“建筑材料”的课程内容庞杂混乱,主要是对各类材料定性、半定量的分析,是针对各类材料技术性质的总结,缺乏逻辑性和理论计算分析。同时,由于一系列和工程密切相关的试验资料和实践经验的总结,繁多的条文叙述及经验公式,而又缺少逻辑推理,使得其整体性、逻辑性、严密性、连贯性均较差。这就给学生学习这门课程造成了不少的困难,影响了学生的学习积极性。 

二、高职“建筑材料”课程教学存在的问题 

目前,我国高职教育发展迅速,为我国高等教育大众化做出了重要的贡献。但在高职教育极速发展的大背景下,不少高职院校缺乏鲜明的办学特色,依然沿袭本科院校的教学理念,重理论教育,轻技能训练,使高职生的实践能力不强,与社会需求脱节。在人才培养目标的制定上,许多高职院校并没有完全贯彻高等职业教育的人才培养要求,没有体现出职业教育的特点,在教学体系方面普遍存在着三方面的问题:一是课程设置基本上处在无人监管的状态,既没有统一编订的课程,也没有统一的课程标准,各学校自行其是。在课程设置上没有突出职业教育的特点,实践课的开课率没有达到实践教学大纲的要求,把实践课看成理论课的附属课。二是教学方法不适应职业教育的要求,仍沿用传统的“填鸭式”“满堂灌”的方法。三是对学生的考核多按传统的以考查学生对基础知识的掌握程度为主的单一闭卷考试方法。高职“建筑材料”课程的教学中存在的主要问题表现在以下几方面: 

(一)没有统一的课程标准 

高职院校对“建筑材料”课程还没有形成统一的认识,也就没有统一的课程标准,很多高职院校依然沿用以前的教材,这些旧教材的内容比较狭窄,很多教材缺乏对新材料、新设备、新工艺、新实验方法、新标准的介绍,导致这种现象的主要原因是近些年来我国建材领域发展速度非常快,而“建筑材料”课程的教学改革速度远远跟不上建材领域发展的速度,所以,高职教育应当注重“建筑材料”课程标准的制定,及时更新教材的内容,以应对工程实际的高速发展。 

(二)沿用本科教学大纲 

高职“建筑材料”课程只是对这门课程本科的教学内容作了局部删减,略降低教学要求。“建筑材料”课程的教学内容一般分为两大块:理论教学和实验教学。理论教学以传授理论知识为主,讲解教学大纲所规定的基本内容;实验课的教学内容包括土木工程材料性能的一些基本测试,属于验证性实验。这些实验仅仅是用来验证理论教学中的重要结论,缺乏综合性、设计性实验。因而,在现阶段的高职“建筑材料”课程的教学中,实验课只是处于从属地位,属于理论教学的一种辅助手段,而不是真正地把实验课作为学生理论联系实际的桥梁,着重培养学生动手能力、创新思维和创新能力,作为学生锻炼提高专业技能的重要手段。

(三)教学方法落后 

现阶段高职“建筑材料”课程教学的主要形式仍旧停留在口头讲授、“满堂灌”的层面上,而建筑材料领域中涉及很多概念,有些概念教师在课堂上用语言、板书难以描绘。大多数理论知识只有在具备工程实际条件的情况下,才会被学生更好、更快地加以理解。此外,随着大学本科院校近年来的大幅度扩招,吸引了众多高中毕业生就读。这就导致了在高职就读的学生,其基础知识不扎实,且个体差异较大,很多学生缺乏良好的学习习惯。学生进入大学以后,可自由支配时间明显增多,主动学习的动力明显不足,这给“建筑材料”的课程教学带来了一定的困难。 

三、高职“建筑材料”课程教学改革对策 

针对“建筑材料”课程的特点和要求以及其教学中存在的问题,笔者认为应该从以下几个方面进行这门课程的教学改革。

(一)精研教材内容,突出重点教学 

在课程教学过程中,由于教学时数的限制,教学内容不可能面面俱到,这样在组织教学内容时,就应该有所侧重,在深入分析岗位工作对本课程知识能力要求的前提下,打破学科框架,构建以理论知识够用为度,体现土建专业所需的技术应用能力为主线的新体系,突出课程内容的针对性和实用性;在教学过程中教师应当突出重点内容,在重点内容讲解透彻的同时,兼顾讲解其他一般内容,其余内容则可要求学生们课后自学完成。建筑材料虽然种类繁多,但结合专业的特点,应该突出两个重点,即材料的基本性质及结构材料。

材料的基本性质这一章很重要,它是研究建筑材料共性问题,是后继各章的基础知识。因此,应较详细地把材料性质的各个概念结合它们在工程中的应用介绍清楚,要求学生们牢固掌握。结构材料能否正确使用,直接影响建筑物的安危和正常使用。所以,应把水泥、混凝土、钢材、防水材料列为重点内容进行讲解。在讲解这些重点内容时,应尽量采用丰富的教学方法,诱导和启发学生去主动地、积极地进行正确思维,充分调动学生的学习积极性。对某些具体材料的教学,则宜采用在众多材料品种中选取典型品种予以对比的方法进行教学,突出重点,点面结合,才能取得良好的教学效果。如“水泥”一章,应选用建筑工程中使用最多的通用水泥作为主要讲解内容,其中又以硅酸盐水泥为主要研究对象,详细分析其熟料的矿物组成、水化反应、硬化机理、技术性质、腐蚀及应用、储存等问题。并以此为基础,展开介绍其他掺入混合材料的硅酸盐水泥,而水泥中快硬硅酸盐水泥、白色、彩色硅酸盐水泥不是重点内容,仅作简单介绍即可。特别要做说明的是在突出重点教学的同时,也要注意在其他非重点章节中也有重点内容,譬如在“砌体结构材料”这一非重点章节里烧结多孔砖、空心砖和砌块是重要的墙体材料,所以它们的技术性质是重点内容。确定重点和非重点内容教学,不仅能缩短授课时间,而且有利于教学时间的合理安排,有利于学生全面而重点地掌握建材方面的知识。 

(二)加强章节内容间的联系,促使学生融会贯通 

为了克服“建筑材料”内容多而散、系统性差的不足,同时也为了避免讲授时平铺直叙,学生听起来枯燥无味,教师特别要注意加强课程章节内容之间的联系,以各种工程材料服务与工程实际为主线贯穿于整个课程的教学活动之中,明确各种材料在工程实际中所处的地位为出发点;以材料的生产工艺流程、材料的技术性能、基本构造与组成、材料应用发展方向展开论述;以材料在工程实际中不同的功能作用作为结论来开展教学,会使学生感觉总体思路明确,条理清晰,前后上下知识融会贯通。 

(三)丰富教学手段,增强感性认识 

在具体的教学活动中针对教学手段单一、内容枯燥无趣等问题,可采用多元化的教学手段来增强学生的感性认识。 

为此,应注意以下几方面:第一,采用样品教学,做好对比分析。“建筑材料”课程作为一门叙述性内容偏多的课程,为了让学生更加直观、感性地认识和了解各种建筑材料,我们应尽力收集相关的材料样品,进行展示,首先让学生对该材料有一个初步的直观认识,再介绍其性能、特点和应用等其他内容。同时,可运用对比的方法,使学生进一步了解土木工程材料的共性和特性,便于掌握和理解其技术性能。如讲解混凝土拌和物时,可以当场取少量水泥、天然砂、石子和水进行搅拌,介绍各组成材料在混凝土中所起的作用,可让学生亲自尝试一下,观察不同配合比的材料性能的差异。再如在介绍过火砖、欠火砖时,可直接用样品向学生进行展示,学生通过仔细观察这两类砖的外观颜色和形状,就能很快掌握这两类砖的特点和区别,学生的印象也会非常深刻。第二,采用电化教学手段。传统的教学方式是以口述为主要模式进行教学,教学效率比较低。采用电化教学,借用幻灯投影、多媒体课件等方式,不仅可以大幅度提高教学过程中的信息传递量,而且还能通过影像,真实而直观地反映出材料的“真面目”,使学生加深对材料性能的认识,达到事半功倍的效果。第三,引入工程实例教学。教师在课堂教学时应该根据教材的定义、概念,把工程的实际环节引入到课堂内容中来,以实际工程为例来讲解材料的特性、使用方法及效果、使用中存在的问题,这不仅是教学的客观需要,同时也可以避免课堂教学内容的单调、乏味。例如,在讲石灰的性质时,可列举石灰的应用、抹灰墙而出现爆裂点的具体工程实例,通过对此事故原因的分析,可使学生加深对石灰熟化时体积膨胀较大的了解,从而进一步认识石灰变储存期为陈伏期的必要性。另外,还可以在课堂上做演示。通过对这些简单试验的操作与观察,学生对生石灰熟化特性的了解和认识可进一步加深,同时也增加了课堂教学的趣味性。 

(四)发挥实验在建材课教学中的特殊作用 

由于建筑材料课程内容的叙述性和定性的(有时是半定量的)性质,它对某些概念的定义是不精确的,仅仅从定义本身难以作出精确的认识和严格的区分。这方面最典型的例子就是水泥的“凝结”和“硬化”、“初凝”和“终凝”这样一些成对出现的概念。这里不妨引用一下水泥的“初凝”和“终凝”这一对概念的定义:“初凝”为水泥加水拌和时起到水泥浆开始失去可塑性的时间;“终凝”为水泥加水拌和时起至水泥浆完全失去可塑性,随后开始具有强度的时间。这里的“开始失去”“完全失去”和“开始具有”等说法并没有严格的定量的规定。学生难以区分和掌握这样的定义。而水泥凝结时间的测定实验可以帮助学生明确这样的概念。这里不妨再引用一下该实验中有关试验结果的规定:由加水时算起,到试针沉入净浆中距底板0.5～1.0mm时,所经历的时间为初凝时间;到试针沉入净浆中不超过1.0mm所经历的时间为终凝时间。这样由实验对初凝时间和终凝时间的定量规定和区分,显然比上述的定义要精确,且实验形象、具体。通过这样的方式,在授课时,教师就结合实验把“初凝”和“终凝”概念量化、具体化,学生就容易理解和掌握这样的概念。“建筑材料”课程中类似的概念很多,如水泥的标准稠度需水量、沥青的黏性等概念,都可以用有关的实验来使其定义精确化、具体化,以利于学生对这些概念的准确理解和掌握。 

尽管结合课程特点,在设计教学内容、教学方法、教学手段上和实践环节上,我们作了积极的探索,“建筑材料”课程改革已初步有了成效,但课程的特点决定了课程改革是一项长期的任务,不可能一蹴而就。因此,在课程的改革和实践的探索中,我们要积极稳妥地向前推进,以更好地实现高职应用型人才的培养。 

 

[参考文献] 

 [1]教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见(教高[2004]1号)[z].2004-04-02. 

[2]中国建筑工业出版社.现行建筑材料规范大全[m].北京:中国建筑工业出版社,2000.