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時(shí)間:2023-11-08 10:58:45
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對于復(fù)合材料與工程專業(yè)而言,物理化學(xué)是一門非常重要的基礎(chǔ)化學(xué)課程,與專業(yè)理論知識緊密聯(lián)系,學(xué)好物理化學(xué)是學(xué)好復(fù)合材料專業(yè)知識的前提,但在實(shí)際教學(xué)中物理化學(xué)這門課程在本專業(yè)學(xué)習(xí)中存在一些問題,以下分別闡明現(xiàn)有問題及課改意見。
一、合理安排教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)
物理化學(xué)是一門概念性、理論性、系統(tǒng)性和邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,涉及的公式多,應(yīng)用條件嚴(yán)格,比較抽象,是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中普遍感到難度較大的一門課。在本專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中只安排了一學(xué)期的課程學(xué)習(xí),因此選用高等教育出版社的《物理化學(xué)簡明教程》作為學(xué)習(xí)教材。這本教材簡明扼要地闡述了物理化學(xué)學(xué)科的主要內(nèi)容及材料類學(xué)生所需的基礎(chǔ)知識,是一本符合本專業(yè)實(shí)際教學(xué)目標(biāo)的好教材。但由于本專業(yè)物理化學(xué)的課時(shí)較少,最終只能摘取部分章節(jié)學(xué)習(xí)。例如在2010級的教學(xué)方案中,只教學(xué)了化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)部分內(nèi)容(熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、化學(xué)勢、多相平衡等章節(jié))及表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)章節(jié),電化學(xué)及化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)兩個(gè)重要章節(jié)都未學(xué)習(xí),這無疑會對物理化學(xué)課程學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性產(chǎn)生不小的損害。面對這一實(shí)際情況,我們完全可以從整個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃出發(fā),篩選出多門課程的重疊內(nèi)容,選排重疊知識在哪門課需要重點(diǎn)學(xué)習(xí),在哪門課可以了解。如在物理化學(xué)這門課程中多相平衡章節(jié)就和材料科學(xué)基礎(chǔ)課程里相關(guān)相圖的章節(jié)有所重復(fù),對于復(fù)合材料與工程專業(yè)而言,材料科學(xué)基礎(chǔ)里的相圖知識更重要,因此在物理化學(xué)教學(xué)中完全可以減少多相平衡的教學(xué)任務(wù),簡要介紹一些基本概念和原理即可,主要學(xué)習(xí)可在材料科學(xué)基礎(chǔ)課程中完成。同時(shí),物理化學(xué)中的表面化學(xué)章節(jié)也與學(xué)習(xí)材料表界面課程知識重復(fù),在材料表界面課程中更系統(tǒng)豐富地闡述了表面化學(xué),因此在物理化學(xué)課程也可以酌情減少教學(xué)任務(wù)。此外,像膠體化學(xué)此類比較簡單的內(nèi)容也可以安排學(xué)生自學(xué),如果擔(dān)心學(xué)生的自覺性,就可以一些代表性問題作為作業(yè),讓學(xué)生完成。
此外,如果有可能就應(yīng)盡量合理制訂培養(yǎng)計(jì)劃,空出一些課時(shí),把物理化學(xué)這門分為兩學(xué)期學(xué)習(xí),因?yàn)橹挥邢到y(tǒng)、透徹地學(xué)習(xí)才能讓學(xué)生真正走進(jìn)物理化學(xué)的世界。
二、改進(jìn)教學(xué)方法
物理化學(xué)這門比較讓學(xué)生學(xué)起來吃力的課程,應(yīng)該積極采取有效的教學(xué)方法,改變這一現(xiàn)狀。
首先要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,比如在學(xué)習(xí)熱力學(xué)的過程中可以從歷史背景及名人軼事出發(fā)引出熱力學(xué)定律,又如在電化學(xué)中可以介紹鋰電的研究前景、新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀等。興趣始終是學(xué)習(xí)的最好動力,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是最大挑戰(zhàn)也是最有效的教學(xué)方法。
其次采取案例法[3]、類比法[4]等總結(jié)所學(xué)知識與生活的聯(lián)系及知識之間的關(guān)聯(lián)對比,加深學(xué)生印象,幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)知識。對于案例法,我們可以從工業(yè)生產(chǎn)的角度選取一種產(chǎn)品總結(jié)其中涉及的化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)等知識,這樣可以使學(xué)生產(chǎn)生直觀的學(xué)習(xí)感受,應(yīng)用更好的學(xué)習(xí)方式。物理化學(xué)中有很多知識是可以用類比法學(xué)習(xí)的,如可逆電池與不可逆電池、理想氣體與非理想氣體等。這些類比不應(yīng)由老師直接給出,而應(yīng)讓學(xué)生先獨(dú)自完成這些類比,最后再對學(xué)生的類比結(jié)果進(jìn)行查缺補(bǔ)漏,這樣不但可以加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象,更可以鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
傳統(tǒng)的“滿堂灌”教學(xué)方法培養(yǎng)出來的學(xué)生,最明顯的弱點(diǎn)是思維呆板,缺乏創(chuàng)新能力和發(fā)散思維[5]。因此,我們可以設(shè)置專門的討論課,在相互交流中使學(xué)生的思維活躍起來,對于一些重要概念如熱力學(xué)部分的焓、熵等,讓學(xué)生通過獨(dú)立思考提出見解,得到教師和其他同學(xué)的幫助和啟發(fā)。討論課不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且能形成良好的相互探討和交流的學(xué)習(xí)風(fēng)氣,有利于發(fā)散思維及創(chuàng)新能力的發(fā)展。
《工程材料》是高校土木工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課,它不僅是一門應(yīng)用技術(shù),同時(shí)又是建筑施工等課程的基礎(chǔ),該課程中涉及到的材料的組成及性能等內(nèi)容需要學(xué)生具備一定的化學(xué)知識方能學(xué)好,因此在開設(shè)該課程前,一般都需要學(xué)生具備基礎(chǔ)化學(xué)知識,結(jié)合《工程材料》教學(xué)內(nèi)容,主要總結(jié)了小高職基礎(chǔ)教育階段需要前修的化學(xué)知識模塊。
關(guān)鍵詞:
工程材料;高職;化學(xué);教學(xué)內(nèi)容
哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所以高鐵、隧道、橋梁、建筑為主打?qū)I(yè)的國家骨干高職院校,同時(shí)也是中國中鐵集團(tuán)下屬唯一一所高職院校。我校每年為國家高速鐵路建設(shè)、城市軌道交通建設(shè)、土木工程檢測、道路橋梁建設(shè)等方面輸送大量的優(yōu)秀人才。作為一個(gè)歷史悠久的老牌土木工程類院校,我校在大一第二學(xué)期開設(shè)了《工程材料》這門課程。由于近些年高考不斷改革,高中化學(xué)知識刪減了很多,又由于高考適齡生源的減少,以及一些二本院校招生門檻的降低,使得我校招生學(xué)生的素質(zhì)降低,此外,作為三年制高職教學(xué)的補(bǔ)充,五年制高職的學(xué)生沒有經(jīng)過高中系統(tǒng)的學(xué)習(xí),化學(xué)知識更是為零,學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識不能夠滿足《工程材料》這門課程的學(xué)習(xí),因此,需要在講授這門課程之前,前修一部分化學(xué)基礎(chǔ)知識,現(xiàn)結(jié)合我校的實(shí)際情況,前修基礎(chǔ)課程并沒有充足的課時(shí),也不能像高中化學(xué)教學(xué)那樣,重視基礎(chǔ),精講運(yùn)算,因此我們針對學(xué)生后學(xué)專業(yè)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,總結(jié)出三個(gè)必須掌握的化學(xué)知識模塊,即金屬元素及其化合物、硅酸鹽工業(yè)基礎(chǔ)、有機(jī)物及新型高分子材料,便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握,為后續(xù)《工程材料》課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
1金屬元素及其化合物
《工程材料》主要講述建筑材料的性能和使用條件,現(xiàn)階段建筑工程中常用的金屬材料又可分為黑色金屬,例如鋼、鐵、及其合金等,還有有色金屬包括銅、鋁及其合金。從事土木工程建設(shè)的技術(shù)人員必須了解和掌握這些材料有關(guān)的知識,土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ),材料決定了建筑的形式和施工方法,因此我們的學(xué)生要想學(xué)好這部分知識,就必須先要掌握金屬元素及其化學(xué)物有關(guān)的基礎(chǔ)化學(xué)知識。金屬及其化合物知識點(diǎn)較多,由于學(xué)時(shí)有限,我們只能選取與專業(yè)課聯(lián)系比較緊密的內(nèi)容重點(diǎn)講解。例如:鋁、鐵、銅三種金屬及其化合物的性質(zhì)是重點(diǎn)講解的內(nèi)容。鋁元素存在的形式主要是鋁土礦,鐵元素能夠以游離態(tài)的隕鐵和化合態(tài)的鐵礦石存在;鋁粉可以制成銀粉(白色涂料);鐵(鉻、錳)為黑金屬,其余的都為有色金屬;金屬鋁既能和強(qiáng)酸反應(yīng),又能和強(qiáng)堿反應(yīng);金屬化合物與酸和堿的反應(yīng);常用的金屬冶煉方法及原理,例如,電解法冶煉鋁,熱還原法冶煉鐵,濕法冶煉銅等;其中最主要的還是工業(yè)煉鋼、煉鐵的原理。工業(yè)煉鐵的主要原料是石灰石、鐵礦石、焦炭,在煉鐵高爐中發(fā)生三個(gè)化學(xué)反應(yīng)這樣可以得到生鐵,生鐵可以作為煉鋼的原料,把生鐵冶煉成鋼的過程,就是除去大部分硫、磷等有害雜質(zhì),并且適當(dāng)?shù)亟档蜕F里的含碳量,調(diào)整鋼里合金元素含量到規(guī)定范圍之內(nèi)。煉鋼時(shí)常用的氧化劑是空氣、氧氣或氧化鐵,主要化學(xué)方程式:大量鐵變成氧化亞鐵,調(diào)整硅、錳的含量,同時(shí)降低碳量,除去FeO,因它會使鋼具有熱脆性。
2硅及硅酸鹽工業(yè)基礎(chǔ)
建筑工程中把能夠?qū)⑸⒘畈牧希ㄈ缟白印⑹拥龋┖蛪K狀材料(各種磚或者砌塊)粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體材料,成為膠凝材料。膠凝材料根據(jù)化學(xué)成分可分為無機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料,其中無機(jī)膠凝材料又可分為氣硬性膠凝材料,例如石灰、石膏、水玻璃等,而水硬性膠凝材料主要為各類水泥。作為土木工程專業(yè)的學(xué)生,在學(xué)習(xí)這部分知識時(shí)要作為重點(diǎn)內(nèi)容。因此我們在講述這部分知識點(diǎn)時(shí),首先要求學(xué)生要對這幾種材料的化學(xué)成分、反應(yīng)方程式有一定的了解,并且知道它們之間的聯(lián)系。主要講述的內(nèi)容包括硅的性質(zhì)及應(yīng)用;二氧化硅的性質(zhì)及用途,硅酸鹽工業(yè)主要包括玻璃、水泥和陶瓷,這三種產(chǎn)品都是建筑工程中常用的材料,尤其是水泥,因此,學(xué)生要掌握這幾種產(chǎn)品的制備原料、設(shè)備、反應(yīng)原理、主要成分、特性、種類及用途。以水泥為例,其制備原料為石灰石、粘土和石膏(適量),設(shè)備為水泥回轉(zhuǎn)窯,具有水硬性,水中空氣中都可以硬化,是不可逆過程。
3有機(jī)物及高分子材料
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對材料的需求越來越多,對材料的性能要求也越來越高,新型高分子復(fù)合材料越來越受到人們的重視。有機(jī)物知識點(diǎn)繁多,需要學(xué)生掌握的知識點(diǎn)主要包括:烷、烯、炔烴及笨和笨的同系物基本組成及化學(xué)性質(zhì);烴的衍生物的重要類別和各類衍生物的重要化學(xué)性質(zhì),包括鹵代烴、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯,硝基化合物等等;重要的有機(jī)反應(yīng)及類型,包括:取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、消去反應(yīng)、水解反應(yīng)、熱裂化反應(yīng),聚合反應(yīng)、中和反應(yīng);高分子材料是由可稱為單體的原料小分子通過聚合反應(yīng)而合成的,包括碳鏈高聚物、雜鏈高聚物、元素高聚物,四類主要高聚物反應(yīng)包括:加聚成碳鏈、縮聚成酯鏈、縮聚成肽鏈、酚醛(或酮)縮聚。傳統(tǒng)高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等。其中,塑料、合成纖維和合成橡膠已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更優(yōu)越,應(yīng)用更廣泛,既具備了傳統(tǒng)高分子材料機(jī)械性能,且在一定領(lǐng)域有特殊用途的若干種新型材料,例如有高分子分離膜、仿生的高分子材料、醫(yī)用的高分子材料、液晶高分子材料、導(dǎo)電塑料等等。兩者在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)劃分上,是基本一致的,只是合成難度上、實(shí)際用途上、出現(xiàn)時(shí)間上有差異。從事建筑工程的技術(shù)人員都必須了解和掌握土木工程材料的有關(guān)技術(shù)知識。土木工程材料是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ),材料決定了建筑形式和施工方法。因此要學(xué)好這部分知識非常重要。知識的積累和學(xué)習(xí)是一個(gè)漫長的過程,不能一蹴而就,要循序漸進(jìn),要想學(xué)好專業(yè)課,就必須要先學(xué)好基礎(chǔ)課。
作者:張巍 單位:哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教育學(xué)院
參考文獻(xiàn)
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(1)公共基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
主要包括物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)基本操作實(shí)驗(yàn)、電子電工實(shí)驗(yàn)等。
(2)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
主要包括材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、材料工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、材料研究與測試方法專業(yè)基礎(chǔ)訓(xùn)練及綜合實(shí)驗(yàn)。依據(jù)相應(yīng)課程大綱,每門課程至少開設(shè)4個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)日,且能支持專業(yè)培養(yǎng)日標(biāo)的達(dá)成。
(3)專業(yè)實(shí)驗(yàn)
主要包括專業(yè)技能訓(xùn)練、材料制備與性能綜合實(shí)驗(yàn)等。要求開設(shè)材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能相關(guān)實(shí)驗(yàn)至少7項(xiàng),同時(shí)完成至少1種材料的制備,包括原料的選擇—配方計(jì)算—工藝方案設(shè)計(jì)—制備—相關(guān)性能測試及結(jié)構(gòu)分析等全過程訓(xùn)練。
2、材料物理
學(xué)科基礎(chǔ)知識被視為專業(yè)類基礎(chǔ)知識,包括材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、材料結(jié)構(gòu)表征等知識領(lǐng)城。
(1)材料科學(xué)基礎(chǔ)知識包括材料結(jié)構(gòu)、晶休缺陷、相結(jié)構(gòu)與相圖、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性能、固體表面與界面、材料的凝固與氣相沉積、擴(kuò)散與固態(tài)相變、燒結(jié)、變形與斷裂、材料的電子結(jié)構(gòu)與物理性能以及材料概論等。
(2)材料工程基礎(chǔ)知誤包括流體流動基礎(chǔ)、熱量傳遞、傳質(zhì)過程及其控制、材料及其產(chǎn)品設(shè)計(jì)、選材、制造加工成型以及失效分析等方面的基礎(chǔ)知識,工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)及制造礎(chǔ)、電工電子學(xué)等。
(3)物理化學(xué)知識包括氣體、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、相平衡、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、電化學(xué)、表面現(xiàn)象和膠體分散系統(tǒng)等。
3、冶金工程
主要課程:冶金工程概論、傳輸原理、金屬學(xué)原理、金屬材料及熱處理、冶金物理化學(xué)、鋼鐵冶金學(xué)、有色金屬冶金學(xué)、材料現(xiàn)代分析方法耐火材料等。
現(xiàn)代水利工程為了保障壩體的強(qiáng)度與使用壽命,多采用混凝土作為壩體的主要施工材料。但是混凝土工程經(jīng)過長時(shí)間自然環(huán)境的影響,會出現(xiàn)炭化、侵蝕等現(xiàn)象,其中由于混凝土施工過程技術(shù)控制原因以及混凝土自身特性等原因,混凝土壩體常會出現(xiàn)裂縫。壩體裂縫使壩體工程內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)受到外界物質(zhì)的侵蝕,導(dǎo)致壩體強(qiáng)度降低,當(dāng)裂縫寬度達(dá)到一定程度還會影響壩體的力學(xué)結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致水利工程壩體使用年限降低。針對這樣的情況,加快混凝土壩體裂縫治理、加快新技術(shù)應(yīng)用成為了水利工程養(yǎng)護(hù)部門的首要工作。
2水利工程混凝土壩體的化學(xué)灌漿加固
化學(xué)灌漿(ChemicalGrouting)是將一定的化學(xué)材料(無機(jī)或有機(jī)材料)配制成真溶液,用化學(xué)灌漿泵等壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi),使其滲透、擴(kuò)散、膠凝或固化,以增加地層強(qiáng)度、降低地層滲透性、防止地層變形和進(jìn)行混凝土建筑物裂縫修補(bǔ)的一項(xiàng)加固基礎(chǔ),防水堵漏和混凝土缺陷補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。
2.1水利工程混凝土壩體的化學(xué)灌漿加固處理技術(shù)概述
混凝土壩體裂縫修復(fù)的化學(xué)灌漿加固處理法適用于深層裂縫和貫穿裂縫的修補(bǔ)與加固。對于灌漿死縫可選用水泥漿材、環(huán)氧漿材、高強(qiáng)水溶性聚氨酯漿材等;活縫可選用彈性聚氨酯漿材等。其施工首先要根據(jù)原有設(shè)計(jì)要求對裂縫進(jìn)行勘察和分析,確定灌漿孔。然后鉆孔、洗孔、埋設(shè)灌漿管。沿裂縫鑿寬、深5~6cm的V形槽,并清洗干凈,在槽內(nèi)涂刷基波,用砂漿嵌填封堵;進(jìn)行灌漿前要進(jìn)行壓水檢查。灌漿結(jié)束封孔時(shí)的吸漿量應(yīng)小于0.02l/5min。在進(jìn)行灌裝時(shí)要根據(jù)裂縫類型的不同使用不同的灌漿方法,垂直裂縫和傾斜裂縫灌漿應(yīng)從深到淺、自下而上進(jìn)行;接近水平狀裂縫灌漿可從低端或吸漿量大的孔開始。
2.2化學(xué)灌漿材料與使用注意事項(xiàng)
目前常用的化學(xué)灌漿漿液主要有環(huán)氧漿液及丙凝漿液兩種。環(huán)氧漿液的主要成份是環(huán)氧樹脂,丙凝漿液的主要成份是丙烯酰胺。環(huán)氧漿液的特點(diǎn)是能灌注0.1~0.2的裂縫,可灌性強(qiáng),收縮性小,強(qiáng)度高,抗?jié)B性能好;丙凝漿液的特點(diǎn)是可灌注細(xì)微裂縫,可灌性好,濃度為12~15的漿液與水相似,聚合時(shí)間可以控制;該漿液穩(wěn)定性好,不析水,有一定膨脹性,抗擠力好,是良好的防滲材料。其具體使用需根據(jù)壩體裂縫情況選用適宜的材料進(jìn)行,對于寬度較小,無滲水或有微滲水的裂縫用環(huán)氧漿液進(jìn)行灌注。對于寬度較大,有滲水或滲水量較大的裂縫先用丙凝漿液進(jìn)行灌注再用環(huán)氧漿液灌注。無論是環(huán)氧漿液還是丙烯漿液其關(guān)注施工必須在12℃~16℃溫度環(huán)境下進(jìn)行。
2.3水利工程混凝土壩體化學(xué)灌漿加固處理技術(shù)的具體施工
水利工程混凝土壩體裂縫的化學(xué)灌漿加固施工,首先要對裂縫進(jìn)行清潔,去除表面雜質(zhì)以及混凝土鈣化物質(zhì)。具體實(shí)施可以采用鋼刷刷洗、高壓水槍沖洗等方式進(jìn)行。刷洗后還要對裂縫進(jìn)行干燥處理,確保灌漿工作面的干凈與干燥,為后期的化學(xué)灌漿施工打下基礎(chǔ)。
其次,為了保障化學(xué)灌漿材料與裂縫塊石、沙漿結(jié)臺充分結(jié)合,使灌漿過程中不開裂、不漏漿,還要對封堵裂縫表面進(jìn)行鑿槽。鑿槽后,先清理槽內(nèi)碎石屑,用高壓水,壓縮空氣沖洗吹干,然后埋管、灌漿管采用“埋入式”,間距控制在20~50cm之間,根據(jù)裂縫寬度與長度的具體情況而定。灌漿管用紫鋼管,用快硬水泥埋設(shè)。為防止漏漿,U型槽中須用專用材料進(jìn)行封堵,合適的封堵材料和嚴(yán)密的操作工序是封堵質(zhì)量好差的關(guān)鍵,要根據(jù)壩體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及壩體受力情況選用適合的化學(xué)灌漿材料,以保障灌漿加固的施工質(zhì)量。
在灌漿結(jié)束后,要對縫面進(jìn)行修整,清楚灌漿管外露部分,并采用增厚涂料涂刷縫面,通過修整是縫面平整。同時(shí)還需要在壩體裂縫的頂端兩側(cè)打孔,使用環(huán)氧灌漿材料和鋼箭進(jìn)行錨固,將裂縫兩側(cè)的壩體拉緊。
2.4混凝土壩體化學(xué)灌漿質(zhì)量控制
混凝土壩體化學(xué)灌漿過程的控制是保障灌漿質(zhì)量、保障壩體加固的關(guān)鍵。在施工過程中要通過材料控制、操作方法控制、工藝技術(shù)控制等方式保障混凝土壩體化學(xué)灌漿質(zhì)量。首先,要通過對裂縫的勘察與分析,選用適宜的灌漿材料,并在灌漿材料配置過程中嚴(yán)格控制配比,保障灌漿材料質(zhì)量,為混凝土壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量打下基礎(chǔ)。在施工過程中,還要根據(jù)裂縫的情況,單孔一次灌漿或停灌結(jié)合等工藝方式,滿足裂縫灌漿要求,保障灌漿質(zhì)量。例如:在進(jìn)行環(huán)氧材料灌漿時(shí),由于環(huán)氧材料需一定時(shí)間才能固化,因此在灌漿達(dá)到一定量后,需停止灌漿,待環(huán)氧漿液達(dá)到一定固化后再繼續(xù)進(jìn)行灌漿。在進(jìn)行灌漿施工時(shí),還要根據(jù)裂縫走向、裂縫內(nèi)混凝土情況等進(jìn)行壓力與滲透的控制。如混凝土裂縫內(nèi)部還有其他橫向裂縫,則需在灌漿過程中考慮到橫向劣等情況,加大壓力,使灌漿材料滲透范圍增大,保障灌漿質(zhì)量。如裂縫內(nèi)部無其他裂縫,則需在灌漿時(shí)控制灌漿壓力與滲透范圍,壓力過小或范圍過小,將導(dǎo)致灌漿不飽滿,裂縫沒有完全堵死,影響灌漿質(zhì)量。
3壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量管理
混凝土壩體一旦出現(xiàn)裂縫其力學(xué)結(jié)構(gòu)的變化將導(dǎo)致壩體承受力大幅下降,嚴(yán)重影響壩體安全。因此,即使進(jìn)行壩體化學(xué)灌漿處理,加固壩體時(shí)保障水利工程安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在日常壩體檢測中,檢查人員必須嚴(yán)格遵守職業(yè)道德,嚴(yán)密監(jiān)控壩體情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)壩體裂縫,并向上級匯報(bào)。壩體養(yǎng)護(hù)企業(yè)或部門,要建立健全的施工質(zhì)量管理體系,通過對壩體施工技術(shù)文件以及裂縫勘探資料的分析,選用適宜的灌漿材料與工藝。在施工過程中通過健全的質(zhì)量管理體系以及施工技術(shù)管理體系的雙重控制,保障壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量。
4結(jié)論
混凝土壩體化學(xué)灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用已非常廣泛,技術(shù)也非常成熟。灌漿施工過程只需通過對施工過程材料控制與技術(shù)管理即能很好的保障灌漿質(zhì)量,保障壩體強(qiáng)度。水利工程壩體除在出現(xiàn)裂縫時(shí)及時(shí)進(jìn)行化學(xué)灌漿加固,還需在日常管理過程中注意混凝土壩體的其他病害,并通過日常養(yǎng)護(hù)與定期養(yǎng)護(hù)對可能發(fā)生的損壞進(jìn)行防護(hù)。減少混凝土壩體裂縫、病害的出現(xiàn),在裂縫出現(xiàn)初期及時(shí)進(jìn)行加固處理,避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大造成壩體安全隱患。通過養(yǎng)護(hù)與治理雙方面的工作,保障壩體安全,促進(jìn)我國電力事業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】綠色化工工程;化工工業(yè);節(jié)能;促進(jìn)作用
引言:對于化工來說,其是促進(jìn)社會和物質(zhì)文明發(fā)展的關(guān)鍵,并且為人類做出了非常大的貢獻(xiàn)。與此同時(shí),環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重,這樣就需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。而綠色化學(xué)工程與工藝是利用科學(xué)有效的方法和材料等進(jìn)行處理,不僅大大提升了生產(chǎn)的利用效率,還很好的解決了存在的污染問題,因此,其對化工節(jié)能就有很大的促進(jìn)意義。
1.綠色化學(xué)工程與工藝概述
1.1 綠色化學(xué)工程與工藝的重要性
目前很多我們生活中需要用到的物品都有賴化工生產(chǎn)流程,傳統(tǒng)的化學(xué)工程與工藝中往往對于綠色化學(xué)不重視,生產(chǎn)過程中只是注重結(jié)果,短期內(nèi)或許能收獲相應(yīng)的產(chǎn)品及利益,但從長遠(yuǎn)來看,很多化工生產(chǎn)工藝流程在生產(chǎn)過程中對環(huán)境造成很多污染,有的污染對環(huán)境的破壞是不可逆的,后果可想而知。隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng),近年來綠色化學(xué)工程與工藝越來越被人們提倡,這樣的方式采用一種更科學(xué)更自然的方式實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn),仍然能通過有效途徑得到最后的目標(biāo)產(chǎn)品,但大大降低了生產(chǎn)工藝對于環(huán)境的污染與破壞,同時(shí)很好的促進(jìn)了化學(xué)工藝的節(jié)能,也實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的要義。
1.2 綠色化學(xué)工程與工藝的基本原則
綠色化學(xué)化工在世界范圍內(nèi)的原則相對一體,主要涵蓋下列幾方面。(1)在反應(yīng)過程的源頭上減少甚至根除廢棄物的產(chǎn)生,而不是在廢棄物產(chǎn)生之后再對其進(jìn)行凈化處理。(2)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),盡量做到原料利用率最大化。(3)產(chǎn)品進(jìn)行分析時(shí),在考慮生產(chǎn)效率的同時(shí)使原料和產(chǎn)品的毒性降低。(4)對于析出劑和溶劑等輔助物,盡量少用或選擇使用無害產(chǎn)品。(5)減少生產(chǎn)過程中能量的損耗及其對環(huán)境的影響。(6)除了考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的因素,生產(chǎn)原料盡量選擇可回收的加工原料。(7)盡量避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生不必要的化學(xué)衍生物。
2.化工企業(yè)節(jié)能減排的措施
通常情況下,大型化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中往往會消耗大量的煤炭、石油和一些化工原材料,最終排放出大量的“三廢”,也只有通過不斷循環(huán)市場經(jīng)濟(jì),才能夠促進(jìn)化工企業(yè)在國內(nèi)市場的發(fā)展,并取得一定的市場優(yōu)勢。而目前化工企業(yè)應(yīng)該在節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)上促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,其方法主要有以下幾點(diǎn):(1)加大化工污染這方面的技術(shù)、資金投入力度,對污染問題進(jìn)行全面的控制。(2)針對化工生產(chǎn)項(xiàng)目使用先進(jìn)的節(jié)能減排生產(chǎn)工藝,控制好化工原料,進(jìn)而從源頭上對污染問題進(jìn)行防控。(3)創(chuàng)建綠色的化工生產(chǎn)鏈條,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排技術(shù)集中化處理。(4)全面提高企業(yè)職工的綠色減排意識,從自身出發(fā)做好環(huán)境保護(hù)工作。
3.綠色化學(xué)工程與工藝的合理開發(fā)
3.1 綠色化學(xué)原料的合理運(yùn)用
在化工生產(chǎn)工藝及具體流程中,化學(xué)生產(chǎn)原料是起著決定性作用的主要因素,在傳統(tǒng)化學(xué)工程中,所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國家不可再生能源的消耗,同時(shí)還導(dǎo)致污染物的排放量大大增加,加重生態(tài)環(huán)境污染程度。將綠色化學(xué)原料作為化工生產(chǎn)材料是綠色化學(xué)工程重要研發(fā)內(nèi)容之一。在化工生產(chǎn)過程中,可使用綠色化學(xué)物質(zhì)、自然物質(zhì)等無染污、可再生的化學(xué)原料。典型的綠色化學(xué)原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產(chǎn)過程中,可使其轉(zhuǎn)化為酮、醇、酸類等多種化學(xué)品。在整個(gè)轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中,這些原料僅會產(chǎn)生一定量的氫氣,而不會有任何一種有害、有毒的物質(zhì)產(chǎn)生。
3.2 提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性
在化學(xué)工程的物質(zhì)反應(yīng)中,化學(xué)反應(yīng)作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學(xué)原料的轉(zhuǎn)化均是需要化學(xué)反應(yīng)才能得以實(shí)現(xiàn)。在化工生產(chǎn)過程中,合理選擇有效的化學(xué)反應(yīng)形式可有效促進(jìn)化學(xué)工程生產(chǎn)效率及質(zhì)量得到提高[2]。對化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素有很多種,反應(yīng)原料、環(huán)境、時(shí)間、特點(diǎn)等均會對化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不同程度的影響。在化學(xué)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為普遍的反應(yīng)形式為氧化反應(yīng)。在氧化反應(yīng)過程中會有大量的熱產(chǎn)生,所有化學(xué)原料均會在熱的催化作用下發(fā)生變質(zhì),因此會大大降低化學(xué)品的生產(chǎn)質(zhì)量。在綠色化學(xué)工程中,應(yīng)用新型的反應(yīng)形式,這種新型反應(yīng)形式為烴類氧化反應(yīng)。這種反應(yīng)形式的應(yīng)用不僅可促進(jìn)催化物反應(yīng)催化能力得到提高,同時(shí)還可有效促進(jìn)生產(chǎn)物同分異構(gòu)反應(yīng)時(shí)間增加。
3.3 使用無毒無害催化原料
從目前的現(xiàn)狀來看,伴隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展,合理運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)成為了化工行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵,而在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候,催化劑的使用是非常關(guān)鍵的,既可以對反應(yīng)速度進(jìn)行加快,也可以對反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行縮短,那么在進(jìn)行化工生產(chǎn)中,要想確保綠色化工工程和工藝得到快速的發(fā)展,就要使用沒有毒害的催化原材料。同時(shí)現(xiàn)在我國有關(guān)部門對催化原材料的選擇和應(yīng)用已經(jīng)給予了高度重視,并且催化劑的開發(fā)、研究和制作在不斷增多,從而就促使在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候,催化原材料有了很大的改善。此外,使用沒有毒害的催化原材料還能夠大大提高化學(xué)反應(yīng)的效率,對能源消耗含量進(jìn)行降低,也能夠很大程度減少環(huán)境的污染。
4.綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用
加強(qiáng)對綠色化學(xué)工程與工藝的研究是化學(xué)工程的一次全新探索與實(shí)踐創(chuàng)新,綠色化學(xué)工程工藝研究能夠?qū)U棄物的科滋控制在合理的范圍之內(nèi),實(shí)現(xiàn)化學(xué)工程的規(guī)劃化發(fā)展,與此同時(shí)也可以改善人民群眾生活環(huán)境,對構(gòu)建環(huán)境友好型社會具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
4.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)的合理應(yīng)用
清潔生產(chǎn)技術(shù)的合理應(yīng)用具有超高的價(jià)值,對化學(xué)原料進(jìn)行無公害化的處理,以期最終達(dá)到合格生產(chǎn)的目的。清潔生產(chǎn)技術(shù)的使用可促使原料等到有效的利用,提升原料的使用效率,清潔生產(chǎn)技術(shù)最為常見技術(shù)例如脫硫技術(shù)等,化學(xué)生產(chǎn)加工不可避免將會產(chǎn)生一定廢氣,為了進(jìn)一步降低廢氣對于空氣質(zhì)量的污染,就需要進(jìn)行脫硫處理。此外,除了清潔生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)外,當(dāng)前自然發(fā)電技術(shù)也被賦予了更多的重視,在環(huán)境污染日趨惡劣下,自然發(fā)電技術(shù)受到的關(guān)注,利用風(fēng)能等自然資源發(fā)電,可在生物工程中降低污染,并提高環(huán)境質(zhì)量,以期實(shí)現(xiàn)資源有效利用。
4.2 生物技術(shù)的有機(jī)結(jié)合
在可持m發(fā)展理念推進(jìn)下,生物技術(shù)也不斷得以升級,生物技術(shù)也可理解成為生物工程,其中包括生物化工以及仿生學(xué)兩部分。生物技術(shù)利用生物科技進(jìn)行生產(chǎn)與加工,如常見的生物酶技術(shù),生物酶是一種具有催化作用的有機(jī)物,該種有機(jī)物可具有超高應(yīng)用價(jià)值,加之其污染系數(shù)較小,故此被廣泛的應(yīng)用到各領(lǐng)域之中。例如紡織領(lǐng)域,通過氧化還原酶的作用促使衣物處于仿舊狀態(tài)等。生物技術(shù)的使用符合綠色化學(xué)工程工藝的要求,因此將生物技術(shù)與綠色化學(xué)工程工藝相互結(jié)合,可進(jìn)一步的深人落實(shí)化學(xué)工程節(jié)能理念,并改變傳統(tǒng)化學(xué)生產(chǎn)工藝模式,共同打造綠色環(huán)保社會。
4.3 環(huán)境友好型產(chǎn)品的加工生產(chǎn)
綠色化學(xué)工程與工藝的主要發(fā)展目的之一即為為社會生產(chǎn)處環(huán)境友好型產(chǎn)品,如清潔汽油、磷洗衣粉等無毒無害產(chǎn)品。通過綠色化學(xué)工程可以生產(chǎn)出與社會、自然環(huán)境發(fā)展相符合的友好型產(chǎn)品。綠色化學(xué)工程生產(chǎn)的出現(xiàn)在很大程度上起到了保護(hù)環(huán)境的作用。在社會生產(chǎn)、生活中,人們的購買的產(chǎn)品均為綠色產(chǎn)品,不僅有效保證了人們身體健康,同時(shí)也可促進(jìn)社會健康、和諧發(fā)展。因此,在化工生產(chǎn)過程中,如能夠促進(jìn)綠色化學(xué)工程與工藝對的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮,可有效降低生態(tài)環(huán)境的染污,促進(jìn)國家自然環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)得到可持續(xù)發(fā)展,對國家的長遠(yuǎn)發(fā)展及社會的進(jìn)步具有重要意義。
結(jié)語
通過上文對綠色化學(xué)工程和工藝技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析可知,綠色化學(xué)工程對促進(jìn)化學(xué)工業(yè)節(jié)能發(fā)展起到了重要助推作用,是實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排發(fā)展目標(biāo)的重要手段。現(xiàn)階段,開發(fā)和應(yīng)用綠色化學(xué)工藝,已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù),是建設(shè)環(huán)境友好型社會,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)
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一、化學(xué)學(xué)科在與我校重要董事單位———中國工程物理研究院合作中的特殊地位和作用
地處綿陽的我校董事單位中國工程物理研究院在國防化學(xué)上有一流的人才和設(shè)備,因此我們可以聯(lián)合開辦國防應(yīng)用化學(xué)方向,即與國防建設(shè)有關(guān)的含能材料(炸藥)即硝基化合物化學(xué),放射廢物治理及放射分析方向,以滿足西部大量的軍工企事業(yè)單位對這些方向人才的需求(注:我國僅北京理工大和南京理工大在開設(shè)該方向?qū)I(yè),但畢業(yè)生不愿到西部特別是一般離城市較遠(yuǎn)的軍工企事業(yè)單位工作,造成這些單位人才嚴(yán)重短缺,急需西部高校培養(yǎng)輸送該方向的專業(yè)人才);我們已經(jīng)和中國工程物理研究院核物理與核化學(xué)研究所,中國工程物理研究院化工材料研究所簽定了正式的聯(lián)合培養(yǎng)這些方向的應(yīng)用化學(xué)高級人才的協(xié)議,并得到了積極和熱情的響應(yīng),他們非常愿意并決心和我們一起將該專業(yè)辦成全國一流的特色專業(yè);我們已與工程物理研究院聯(lián)合申報(bào)成功應(yīng)用化學(xué)本科、分析化學(xué)碩士點(diǎn)辦學(xué)資格。近年來我校與中國工程物理研究院開展了多項(xiàng)有關(guān)放射廢渣固化處理等方面的研究合作,獲得了多個(gè)中國工程物理研究院研究基金,并取得了重要的科研成果。特別值得一提的是四川省人民政府委派原中國工程物理研究院楚士晉教授出任我校副校長后,雙方的合作達(dá)到了水融的程度,值得一提的是楚校長所研究的學(xué)科就是國防應(yīng)用化學(xué),因此一定能發(fā)揮地處綿陽的我校董事單位的巨大學(xué)科優(yōu)勢聯(lián)合辦學(xué),將這個(gè)專業(yè)方向發(fā)展成全國有名的有特色的重點(diǎn)專業(yè)。
二、我校化學(xué)學(xué)科的現(xiàn)狀
1.學(xué)科情況
化學(xué)教研室及現(xiàn)在的化學(xué)研究所,是我校最老的教研室之一,多年來承擔(dān)全校基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)任務(wù),科研方向主要圍繞材料學(xué)科開展。從1995年起共申報(bào)8次應(yīng)用化學(xué)本科辦學(xué)資格,直到最后一次于2002年申報(bào)成功,現(xiàn)有應(yīng)用化學(xué)和分析化學(xué)兩個(gè)碩士點(diǎn),2004年度已申報(bào)無機(jī)化學(xué)碩士點(diǎn),現(xiàn)有教授6人,副教授10人,講師10人,絕大部分具有碩士以上的學(xué)歷,為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要,正按計(jì)劃引進(jìn)高水平人員。
2.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室分為化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,共計(jì)1200平米左右,現(xiàn)有的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室已不能滿足需要,新化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室共3000平米正在新區(qū)興建;應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室于2003年度批準(zhǔn)立項(xiàng),一期投資50萬,能完成部分教學(xué)和科研工作,但對我校教學(xué)和科研有重大影響的大型高技術(shù)測試設(shè)備如液相色譜、氣相色譜、紅外光譜、ICP光譜儀等還沒有到位,精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)室還未建設(shè)。
3.科研情況
多年來在生物大分子分子光譜學(xué)、納米材料、工業(yè)廢渣利用、化學(xué)建材等方面開展研究和開發(fā),200多篇,被SCI摘錄10余篇,有數(shù)項(xiàng)科研成果已轉(zhuǎn)化生產(chǎn),為有關(guān)企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,成績突出。
三、適應(yīng)我校發(fā)展的化學(xué)學(xué)科建設(shè)設(shè)想
1.化學(xué)學(xué)科建設(shè)
應(yīng)明確化學(xué)學(xué)科在我校的地位和作用,如前所述,化學(xué)學(xué)科是我校理工學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)組成部分,更是材料、生物和環(huán)境的基礎(chǔ)和支撐,本身又有廣闊發(fā)展前景,是我校必須重點(diǎn)發(fā)展的學(xué)科,要讓各級領(lǐng)導(dǎo)高度重視。多年來由于多種原因,化學(xué)學(xué)科的發(fā)展和建設(shè)欠帳較多,已不能跟上學(xué)校的發(fā)展,更談不上畢業(yè)學(xué)生或?qū)ν饧夹g(shù)服務(wù)和產(chǎn)品開發(fā)在社會上的影響。學(xué)校的大發(fā)展同樣為化學(xué)學(xué)科的發(fā)展帶來了責(zé)任和巨大的發(fā)展機(jī)會,理清我們的思緒,明確任務(wù),制訂好計(jì)劃,踏踏實(shí)實(shí),埋頭苦干,化學(xué)學(xué)科一定會對學(xué)校的發(fā)展貢獻(xiàn)更多的成績。在化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)和學(xué)科發(fā)展方向方面,應(yīng)做好基礎(chǔ)化學(xué)課的教學(xué),在學(xué)科發(fā)展和意見方向上,應(yīng)研究材料化學(xué)、生物化學(xué)和環(huán)境化學(xué),研究這些學(xué)科中的化學(xué)問題,對相臨學(xué)科確實(shí)起到基礎(chǔ)和支撐作用,并積極開展與這些學(xué)科的合作,相輔相存,資源共享,共同發(fā)展。在應(yīng)用化學(xué)發(fā)展方面,辦好應(yīng)用化學(xué)的三個(gè)方向即應(yīng)用分析、精細(xì)化工和國防化學(xué)。應(yīng)用分析又稱為工業(yè)和科研的“眼睛”,應(yīng)把發(fā)展方向定為與我校相臨學(xué)科緊密相關(guān)的材料分析、生物醫(yī)藥分析、環(huán)境分析和國防化學(xué)分析;精細(xì)化工方向應(yīng)跟上國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,堅(jiān)持在高新的新型化學(xué)建材、生物化工、藥物合成等方向上;國防應(yīng)用化學(xué)應(yīng)與中國工程物理研究院簽好協(xié)議,充分利用董事單位一流的設(shè)備和人才,把這個(gè)方向辦成全國有名的專業(yè)。研究生發(fā)展方面,在已有的應(yīng)用化學(xué)和分析化學(xué)碩士點(diǎn)基礎(chǔ)上,再申請無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)碩士點(diǎn),爭取在不遠(yuǎn)的將來與中國工程物理研究院聯(lián)合申報(bào)應(yīng)用化學(xué)博士點(diǎn)。研究生論文研究應(yīng)圍繞材料化學(xué)、生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、國防化學(xué)、分析測試、精細(xì)化工等方向開展工作,逐步的形成穩(wěn)定的研究方向和特色,深刻體會聯(lián)合辦學(xué)的“西南科技大學(xué)模式”的含義,充分利用各種有利因素,實(shí)現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的跨越式發(fā)展。
2.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室:原有的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室已不能滿足我校基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)的需要,經(jīng)努力申報(bào),已獲批準(zhǔn)在新區(qū)劃撥了3000平方,具有相當(dāng)水平的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃和建設(shè)方案已初步完成,基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作按計(jì)劃于2005年建成。應(yīng)用分析實(shí)驗(yàn)室:2003年度,申請獲批的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室已投資50余萬,初步建成能開出部分儀器分析和生物分離與分析的應(yīng)用分析實(shí)驗(yàn)室,但一些對全校教學(xué)科研有重大影響的大型分析測試設(shè)備還沒有,這對提高我校教學(xué)科研水平和提升學(xué)校的檔次很不利。由于學(xué)校的資金有限,現(xiàn)階段不太可能購買,因此應(yīng)與地處綿陽的擁有這些設(shè)備的中國工程物理研究院、綿陽衛(wèi)生防疫站、綿陽水務(wù)集團(tuán)水質(zhì)中心聯(lián)系合作,實(shí)現(xiàn)資源共享,以保證我們的本科和研究生教育水平和條件,并在科研和社會服務(wù)上做出更多更好的成績。精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)室:精細(xì)化工屬高科技產(chǎn)業(yè),在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中貢獻(xiàn)巨大,綿陽千億工程計(jì)劃中,計(jì)劃精細(xì)化工將貢獻(xiàn)50億/年,而目前僅10余億元/年,這說明精細(xì)化工的前景,精細(xì)化工實(shí)驗(yàn)室的建立將使該方向?qū)W生就業(yè)分配和我校在該行業(yè)的地位作用及對社會經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)創(chuàng)造必要的條件。目前該實(shí)驗(yàn)室還未建設(shè),綿陽計(jì)經(jīng)委有意出資30~50萬在綿陽選單位共建綿陽精細(xì)化工研發(fā)中心,我校是最有希望獲批的單位,如我校再配套30~50萬,那么一個(gè)具有相當(dāng)水平的精細(xì)化工研發(fā)中心就會在我校建成。同時(shí)應(yīng)建立有關(guān)的實(shí)驗(yàn)基地,加大與企業(yè)的聯(lián)系和合作,按“產(chǎn)、學(xué)、研”的發(fā)展模式獲得跨越式的發(fā)展。國防化學(xué)實(shí)驗(yàn)室:國防應(yīng)用化學(xué)含核材料與放射分析、炸藥合成與分析、燃燒化學(xué)等,我校沒有也不可能有能力建設(shè)該方向的實(shí)驗(yàn)室,但我們已和聯(lián)合辦學(xué)單位———中國工程物理研究院談好,由他們出設(shè)備和師資來完成該方向?qū)W生的專業(yè)課和畢業(yè)論文教學(xué)和科研工作,相信該專業(yè)由于有中國工程物理研究院一流的設(shè)備和師資會辦成全國有名的我校亮點(diǎn)專業(yè)。校外聯(lián)合共建實(shí)驗(yàn)室:前已述及,由于學(xué)校建設(shè)資金有限,短時(shí)間內(nèi)不可能全部投資建設(shè)上述實(shí)驗(yàn)室,這就要求我們應(yīng)利用聯(lián)合共建單位和其他單位的人力和物力,通過聯(lián)合共建實(shí)驗(yàn)室、建立實(shí)習(xí)單位、聘用相關(guān)人才和有償服務(wù)的形式以較小的投入獲得教學(xué)和科研上較大的收獲,并與他們一起實(shí)現(xiàn)雙贏,共同發(fā)展。
3.化學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)
化學(xué)目前的師資力量僅能維持教學(xué)任務(wù),研究條件僅能基本滿足少數(shù)教師的科研,形成少數(shù)學(xué)科梯隊(duì),大部分教師沒有固定的研究場所和條件,而是跟隨其他學(xué)科有關(guān)教師做一些輔助型研究;學(xué)科內(nèi)部溝通、配合交流和學(xué)術(shù)氣氛還有待提高。面對越來越大的任務(wù),要求我們引進(jìn)高水平的學(xué)科和學(xué)術(shù)帶頭人,并以實(shí)驗(yàn)室和各類研究課題申報(bào)和開展為突破口,形成學(xué)科和學(xué)術(shù)帶頭人領(lǐng)導(dǎo)的中青年教師和研究生參加的數(shù)個(gè)學(xué)科梯隊(duì)和群體,充分發(fā)揮中國工程物理研究院等合作單位和外聘教授的作用,在短時(shí)間內(nèi)形成化學(xué)學(xué)科高水平隊(duì)伍和優(yōu)良的學(xué)術(shù)氣氛,在產(chǎn)、學(xué)、研多方面做出突出的貢獻(xiàn)。
四、適應(yīng)我校發(fā)展的教學(xué)改革研究
關(guān)鍵詞:水利水電;工程;壩體;化學(xué)灌漿;加固
當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,有效的推動了水利水電工程事業(yè)的發(fā)展。在水利水電工程中,通常采用的壩體結(jié)構(gòu)為混凝土或是以土石為主要原料的結(jié)構(gòu)。這兩種類型的壩體結(jié)構(gòu)雖然在使用初期具體有一定的優(yōu)越性,但是隨著時(shí)間的推移,也會出現(xiàn)裂縫的情況,這就會嚴(yán)重影響到壩體的安全性,不利于水力發(fā)電事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí),維護(hù)的費(fèi)用也是一筆巨大的開支,為了有效的避免上述問題的出現(xiàn),就要在壩體建設(shè)初期開展加固的措施,采用化學(xué)灌漿的加固方法具有顯著的效果。
1 混凝土壩體裂縫對水利水電工程的影響
在現(xiàn)在水利水電工程中,水利水電壩體作為重要的組成部分受到了相關(guān)部門的重視,壩體的質(zhì)量與水利水電工程的質(zhì)量具體有息息相關(guān)的聯(lián)系,如果不進(jìn)行加固的措施,那么壩體在長期使用的過程中就會產(chǎn)生裂縫,嚴(yán)重影響到壩體的使用壽命。造成這一問題的主要原因就是壩體的主要施工材料為混凝土,雖然混凝土具有較高的性價(jià)比,但是在長期的使用過程中受到環(huán)境的影響較大,經(jīng)常會出現(xiàn)腐蝕的情況,有時(shí)還會產(chǎn)生炭化,這是混凝土自身的特點(diǎn)造成的,因此,施工人員有必要在進(jìn)行壩體施工的過程中對其進(jìn)行加固處理,進(jìn)一步強(qiáng)化壩體的結(jié)構(gòu),這樣外界環(huán)境對壩體的影響就會降到最低,有效的提高了壩體的強(qiáng)度,延長使用壽命。水利工程部門要針對這一問題引起相應(yīng)的重視,采取切實(shí)可行的方式對水利壩體進(jìn)行加固。
2 水電站工程混凝土壩體的化學(xué)灌漿加固
經(jīng)過相關(guān)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,采用化學(xué)灌漿的方式對壩體進(jìn)行加固,具有較好的效果,同時(shí)還能有效的控制水利工程的質(zhì)量,下面我們就對化學(xué)灌漿的加固方式進(jìn)行具體的論述。
2.1 概述
化學(xué)灌漿的加固方式是一種最新推出的方法,該方法能夠有效的避免混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫,無論是是在何種環(huán)境中,都具有理想的效果,促進(jìn)水利工程的質(zhì)量向前邁進(jìn)。這一方法主要適用于兩種情況,其一是在深層裂縫的加固中,其二是對貫穿裂縫進(jìn)行有效的修補(bǔ)。裂縫也分為兩類,一種是死縫,一種是活縫,不同的縫隙具體有不同的處理方法,采用的材料也各不相同。前者主要應(yīng)用到的材料為水泥或是溶水性強(qiáng)的漿材,而后者主要采用的材料為彈性聚氨酯漿材。在施工的過程中,對水利壩體的具體情況進(jìn)行考察是十分必要的,經(jīng)過詳細(xì)的分析以及綜合的論證,制定出施工方案。然后在水利壩體上鉆孔打眼,將灌漿管埋放在灌漿孔中,事先要將內(nèi)部進(jìn)行清理,防止顆粒灰塵等落入漿材中,影響灌漿的質(zhì)量。灌漿前確保水壓符合施工的要求,完成灌漿后及時(shí)的將灌漿孔進(jìn)行封堵。
2.2 化學(xué)灌漿材料與使用注意事項(xiàng)
當(dāng)前,在水利壩體的加固處理過程中,化學(xué)灌漿出現(xiàn)的次數(shù)越來越頻繁,但是針對不同的情況,施工人員采用的漿液也具有不同的種類。主要分為兩種,一種是環(huán)氧漿液,一種是丙凝漿液。前者以環(huán)氧樹脂為主要的成分,而后者的主要成分為丙烯酰胺。環(huán)氧漿液的主要優(yōu)勢在于具有較強(qiáng)的可灌性以及滲透性,養(yǎng)護(hù)的時(shí)間也較短,丙凝漿液主要在細(xì)微的裂縫中使用,同樣具有較強(qiáng)的可灌性,同時(shí),還具有較強(qiáng)的抗擠力,受到施工人員的青睞。在選用這兩種漿液時(shí),首先要觀察水利壩體中出現(xiàn)的裂縫屬于何種程度,如果程度不深,寬度較小,建議采用環(huán)氧漿液進(jìn)行處理,相反的,如果寬度較大,那么可以采用兩種方法同時(shí)進(jìn)行的方式,先進(jìn)行丙凝漿液的灌注,再將環(huán)氧漿液灌注其中。值得注意的是,采用任何一種漿液,都應(yīng)該確保施工環(huán)境的溫度在12℃~16℃之間。
2.3 具體施工
在進(jìn)行化學(xué)灌漿施工的過程中,裂縫清洗是首要的工作,主要是將裂縫表面的雜質(zhì)清理干凈,有些裂縫處還存在混凝土的鈣化物質(zhì),這些雜質(zhì)如果不得到及時(shí)的清理,會影響灌漿的質(zhì)量。在清理時(shí),可以采用高壓水槍進(jìn)行清洗,或是使用鋼刷將裂縫表面的雜質(zhì)清除掉。緊接著就可以開展化學(xué)灌漿了,這期間要保證充分與裂縫中的砂石進(jìn)行結(jié)合,確保灌漿的完整性。待完成灌漿后,將表面封堵起來。完成灌漿后,還要將表面清理干凈,在裂縫的兩端分別打孔,將鋼筋穿插其中,最后拉緊兩端的壩體。
2.4 混凝土壩體化學(xué)灌漿質(zhì)量控制
混凝土壩體化學(xué)灌漿過程的控制是保障灌漿質(zhì)量、保障壩體加固的關(guān)鍵。在施工過程中要通過材料控制、操作方法控制、工藝技術(shù)控制等方式保障混凝土壩體化學(xué)灌漿質(zhì)量。首先,要通過對裂縫的勘察與分析,選用適宜的灌漿材料,并在灌漿材料配置過程中嚴(yán)格控制配比,保障灌漿材料質(zhì)量,為混凝土壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量打下基礎(chǔ)。在施工過程中,還要根據(jù)裂縫的情況,單孔一次灌漿或停灌結(jié)合等工藝方式,滿足裂縫灌漿要求,保障灌漿質(zhì)量。由于環(huán)氧材料需一定時(shí)間才能固化,因此在灌漿達(dá)到一定量后,需停止灌漿,待環(huán)氧漿液達(dá)到一定固化后再繼續(xù)進(jìn)行灌漿。在進(jìn)行灌漿施工時(shí),還要根據(jù)裂縫走向、裂縫內(nèi)混凝土情況等進(jìn)行壓力與滲透的控制。如混凝土裂縫內(nèi)部還有其他橫向裂縫,則需在灌漿過程中考慮到橫向劣等情況,加大壓力,使灌漿材料滲透范圍增大,保障灌漿質(zhì)量。如裂縫內(nèi)部無其他裂縫,則需在灌漿時(shí)控制灌漿壓力與滲透范圍,壓力過小或范圍過小,將導(dǎo)致灌漿不飽滿,裂縫沒有完全堵死,影響灌漿質(zhì)量。
3 壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量管理
混凝土壩體一旦出現(xiàn)裂縫其力學(xué)結(jié)構(gòu)的變化將導(dǎo)致壩體承受力大幅下降,嚴(yán)重影響壩體安全。因此,即使進(jìn)行壩體化學(xué)灌漿處理,加固壩體時(shí)保障水利工程安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。在日常壩體檢測中,檢查人員必須嚴(yán)格遵守職業(yè)道德,嚴(yán)密監(jiān)控壩體情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)壩體裂縫,并向上級匯報(bào)。壩體養(yǎng)護(hù)企業(yè)或部門,要建立健全的施工質(zhì)量管理體系,通過對壩體施工技術(shù)文件以及裂縫勘探資料的分析,選用適宜的灌漿材料與工藝。在施工過程中通過健全的質(zhì)量管理體系以及施工技術(shù)管理體系的雙重控制,保障壩體化學(xué)灌漿施工質(zhì)量。
結(jié)束語
混凝土壩體化學(xué)灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用已非常廣泛,技術(shù)也非常成熟。灌漿施工過程只需通過對施工過程材料控制與技術(shù)管理即能很好的保障灌漿質(zhì)量,保障壩體強(qiáng)度。水利水電工程壩體除在出現(xiàn)裂縫時(shí)及時(shí)進(jìn)行化學(xué)灌漿加固,還需在日常管理過程中注意混凝土壩體的其他病害,并通過日常養(yǎng)護(hù)與定期養(yǎng)護(hù)對可能發(fā)生的損壞進(jìn)行防護(hù)。減少混凝土壩體裂縫、病害的出現(xiàn),在裂縫出現(xiàn)初期及時(shí)進(jìn)行加固處理,避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大造成壩體安全隱患。
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