材料工程论文篇1
工程材料是高等学校机械类和近机类专业的大学生从公共课迈入专业课学习所接触到的入门课程,属于专业限选课,在我校开设于第三学期,是学生接触到的采用双语教学的第一门课程。本课程定位为一门专业技术基础课和在专业学习中开始运用英语的过渡桥梁。作为一门专业技术基础课,本课程的任务是从工程材料的应用角度出发,阐明材料科学的基础知识,揭示材料的成分、工艺、组织、性能等要素之间的内在关系,介绍常见工程材料的组成、工艺、性能和应用特点,重点掌握金属材料学知识和热处理工艺。通过本课程的学习,使学生初步具备根据机械零件使用条件和性能要求进行合理选材及制订零件加工工艺路线的能力。而作为在大学基础英语学习后即以英语作为工具进行专业学习的桥梁,本课程的目标是推动学生阅读英文原版专业资料,让学生熟悉英语专业词汇,了解科技英语的表述特点,培养从外文专业资料汲取信息获得知识的能力,把课外专业阅读写作与英语学习相结合,把通过大学英语四六级考试与本课程的学习统一起来,通过在专业领域的听说读写全方面的英语训练,巩固和加强学生的英语水平。
2教材选择
一本合适的双语教材是双语教学成功实践的基本保证。双语教学,无论采用什么具体的方式,教材首先必须是英文版的。与自编或汇编材料相比,原汁原味的原版教材更有利于学生提高运用英语学习的能力。并且国外优秀教材注重当代科技前沿的发展,注重最新的科研成果。同时国外经典教材都是一流科学家所写,作者本身即是位于学术前沿的学者,又是经验丰富的教师。根据本专业培养计划,结合我院学生的实际情况,选用了JamesA.Jacobs和ThomasF.Kilduff著作的《EngineeringMaterialsTechnology》(第五版)。该教材语言流畅,逻辑清晰,表述科学,较全面系统地阐述了材料学基础知识,热处理原理和金属材料及其他工程材料基础知识。该书***文并茂,在内容安排上由浅入深,便于教与学。且该教材与国内的经典教材清华大学出版社出版的《工程材料》内容基本一致,该教材也是我们目前正在使用的教材。在学习过程中学生如果碰到较难理解的英文表述,特别是一些专业词汇和机理分析时,比较容易找到相应的中文参考书学习。
3教学手段
在“工程材料”双语教学中,教学方法是以多媒体为主要形式,并结合了混合型的双语教学模式。“工程材料”是一门理论与实践相结合的课程,多媒体教学方便将理论性较强的知识以仿真动画的形式生动形象地展现出来,这是多媒体技术的优势,方便学生理解与掌握抽象的理论知识;同时大量使用与教学内容相关的表格***片来弥补教材的不足,增加学生的学习兴趣和学习积极性;而实践性较强的内容通过播放相应的教学视频,让学生对相应的技术有直观了解。对重点教学内容和难点教学内容,教师借助板书给予充分说明和特别强调,便于学生抓住重点。
4教学方法
4.1循序渐进的授课方式
双语教学在实践中一般采用三种模式进行:沉浸式、过渡性和保持型双语教学。授课学生如果没有经过特别选拔,英语水平一般差异比较大,如果突然接受高要求的全外语专业教学,会激发学生的畏难情绪,打击学生的学习积极性,从而影响教学的顺利进行,因此在双语教学中主要采取过渡性教学方法,在课堂教学过程中逐步调整双语教学的比例。在教学初期中英文各占一半,使学生逐步进入到英文思维和表达环境中,在教学中后期加大英语使用比例,仅对较难理解的专业术语和理论性较强的知识点进行一定的中文解释和说明。在教学过程中鼓励学生努力用英语提出和回答问题,加强师生间用英语进行专业知识交流和互动的次数与程度,随着教学逐步深入,学生掌握的专业知识逐渐增多,对英语环境的适应不断增强,使学生从开始的不敢开口转变成基本敢用能用英语表达。
4.2采用灵活多样的双语教学考核方法
对课程进行考核既能检查学生对所学知识掌握的程度,也能评估一段时期教学的效果,还能发现教师在教学中存在的问题。对双语教学的考核包括了平时成绩和考试成绩两部分。相对非双语课程,我们的平时成绩比重更高,以鼓励学生在教学过程中积极参与,加强双语教学效果。平时成绩的评判依据是学生在课堂教学互动中表现出的专业知识素养和英语的听说能力。同时建立题型多样、知识覆盖面广的全英文试题题库,考核学生对专业基础知识的掌握程度和英文的读写能力。
5结束语
材料工程论文篇2
1.1BMSCs概念及其特点
间充质干细胞(MSCs)是一类来源于中胚层的具有自我更新及多向分化潜能的干细胞,广泛分布于骨髓、脐血、外周血、胎盘、胎肝、胎肾、胎肺、软骨膜、骨膜、脂肪及肌肉等组织中。BMSCs具有长的突触,最易获取,因此是目前用于MSCs研究的主要来源。MSCs在特定的条件下可以诱导分化为跨系,甚至跨胚层的组织细胞,成为现代组织工程学中理想的种子细胞;同时,MSCs易于导入外源目的基因,易于外源基因的转染和表达,因此也成为基因***的首选细胞。
1.2BMSCs的体外分离和培养
目前分离纯化BMSCs的方法主要有4种:(1)贴壁筛选法;(2)密度梯度离心法;(3)免***磁珠分离法,但后2种分离法价格昂贵、操作复杂,其应用受到了限制;(4)流式细胞仪分选法。二维培养技术已普遍采用,尽管逐步得到改善,但仍存在难以克服的缺点:(1)贴壁的表面积有限,细胞产量低;(2)无菌操作过程繁琐,容易污染;(3)代谢产物逐渐堆积,排除不及时易引起细胞生长不良甚至退化;(4)细胞离开了体内同细胞外基质共同构成的三维立体结构,生物学行为受到影响,容易变异。因此,有人提出三维培养的设想。1998年,Qiu等对鼠骨髓基质进行三维培养。Glowacki等用胶原海绵作为载体进行三维灌注培养,减少了代谢产物的聚集,结果发现细胞外基质含量提高,所培养的细胞活性和功能均加强。大载体生物反应器已成功用于某些植物和动物细胞的大规模离体培养,能否将其用于BMSCs的扩增培养,并形成产业化,从而满足细胞工程和基因工程对种子细胞量的需求,还有待于一些问题的顺利解决。
2简述脱细胞基质(ECM)
2.1ECM的特点
ECM是应用物理或化学方法将异体或异种组织进行脱细胞处理,从而去除组织移植过程中引起排斥反应的相关抗原,以用于修复损伤组织的一种新型生物材料。ECM在生物补片材料领域具有重要的研究价值。ECM在组织学方面,它较好地保留了细胞外基质的主要成分和结构,为其植入体内修复缺损组织提供了物质基础。从猪小肠(SIS)制备的具有显著的组织来源特性,经常作为ECM支架的原型参照物。在冻干状态下,SIS含有90%的胶原,其中最主要的是I型胶原蛋白,并含有少量的III、IV、V和VI型胶原成分。猪膀胱制备的脱细胞膀胱基质(UBM)和SIS含有的胶原类型相同,但III型胶原含量稍多一些,并且UBM含有基底层特殊成分:VII型胶原,该型胶原是UBM区别于其他ECM的显著特点。在免***学角度,它清除了具有强抗原性的各种细胞,所以组织抗原性明显降低。同时它具有良好的组织相容性这一生物学特点。不同组织来源的ECM显然具有不同的特性。目前ECM的应用方式有以下三种:(1)直接替代;(2)做为组织工程的支架材料;(3)埋植充填。ECM作为支架材料近年来发展迅猛,展示出强大的生命力及临床应用前景。并且已有应用于临床试验的报道。
2.2ECM的制备方法
含水的组织薄片可以直接用于支架材料;数个含水的组织薄片可以经真空压缩成一个多层的支架材料;含水的组织薄片也可以冷冻;冻干的薄片可以经粉碎制成微粒形式的材料;这种经粉碎的材料可以经胰酶消化制成液态的材料,可以再聚合成凝胶或者可以与合成聚合物聚合成一种混合的支架。但常用的为酶消化法、渗透溶液法和去垢剂清洗法。去垢剂多采用聚氧乙烯辛基苯基醚(Triton-x100),胰酶多采用乙二胺四乙酸(EDTA)。
3BMSCs与ECM构建组织工程材料
3.1BMSCs与ECM构建组织工程材料的可能性
组织工程学是近年来新兴起的一门学科,受到了科学界的广泛关注。其核心是利用组织工程学技术与生命科学的成果,将活细胞与生物材料结合,修复、重建、维持、恢复或提高人体组织的功能。理想支架材料应具备以下要求:(1)有良好的组织相容性;(2)生物可降解性;(3)无免***原性;(4)多孔性和高空隙率,利于细胞的黏附和生长,诱导组织再生;(5)可塑性;(6)有一定机械强度。ECM作为一种天然细胞外基质生物材料,几乎具备以上各种生物特性,ECM是种子细胞及再生相关分子复合良好支架,保留了细胞外基质的生理结构,为种子细胞的种植提供了良好的三维空间结构和生长环境。种子细胞可以进入脱细胞后,与ECM成分相互作用,产生新生组织。植入体内后,干细胞能在体内分化、增值,理论上能丰富组织细胞和组织结构,解决组织修复不足的矛盾,提高远期效果。因此作为种子细胞的BMSCs与ECM构建是较理想的组织工程材料,具有良好的应用前景。
3.2BMSCs与ECM构建组织材料的特性
3.2.1生物相容性生物相容性是基质
材料在应用前首先要解决的问题。细胞与材料的黏附是体外构建组织工程的前提和基础,细胞必须与材料发生适当的黏附,才能进行迁移、增殖、分化及生物学活性的表达。Zheng等通过体内植入法证实脱钙骨基质与BMSCs具有良好的生物相容性,且具有体内成骨及成软骨能力。Wang等将BMSCs与完全脱钙骨基质在体外诱导培养成纤维软骨组织,结果显示完全ECM为多孔结构,孔隙较高,可提供宽大的内表面和空间,利于细胞的黏附和生长,镜下观察可见细胞良好地黏附于支架上,显示出良好的生物相容性。
3.2.2诱导活性
Li等研究发现,脱钙骨基质具有良好的软骨诱导活性,软骨细胞共同培养后基质中有较多Ⅱ型胶原表达。Mauney等发现三维的部分脱钙骨较其他合成材料具有更强的骨诱导活性以及促进人的骨骼间充质干细胞分化的能力。
3.2.3ECM的生物力学特性
胶原纤维的构型因素对ECM支架的生物力学性能的影响非常关键,其排列和组合方式是由原组织器官的功能所需决定的。Sun等制备的脱细胞骨基质在力学性质方面,较新鲜未脱细胞骨基质稍减弱,但两组在弹性载荷、破坏载荷、弹性模量方面差异无统计学意义,说明脱细胞过程对骨松质力学性质无明显影响。也有以新鲜猪肋骨为原料制备脱细胞骨基质,该材料的载荷-变形曲线显示,得出材料的弹性模量显著增加,但其压缩破坏负荷、破坏极限、压缩极限及极限比率等均有减少和降低,但与新鲜骨组织差异无统计学意义。也有用NaOH消蚀法制备脱细胞真皮基质,进行抗张力试验,将ECM片与Marlex网(来自美国巴德公司)裁剪成2cm×3cm大小的平片,置于夹持器上,以50mm/min拉伸,记录拉至补片完全断裂时所用的力。将单独ECM片与Marlex网行抗张力试验发现:Marlex网的抗张力高于ECM。但植入体内5周后,ECM筋膜组织的抗张力高于Marlex筋膜组织。与文献报道相似。当对SIS进行双轴力学性能测试的时候,其纤维排列方式使SIS显示各向异性的力学特点,在纤维纵轴方向上具有很好的张力和切向力。加上外力后,ECM内的纤维排列会发生变化,不仅是胶原纤维从典型的弯曲状态变成直线状,而且纤维还可以向张力方向发生扭转,只要在支架可承受的范围内,这种扭转是可以回复的,而且可以通过简单的仿射模型对支架胶原排列变化进行预测。但是过强且不对称的张力会造成扭转的不可回复,从而造成支架的整个生物力学特性的改变。
3.2.4ECM植入体内后的力学性能变
化植入体内后,ECM的机械性能会发生变化,这种变化和材料降解率、植入部位组织微环境和机械微环境关系密切,另外还和新生细胞种植并生成新细胞外基质的速度和范围相关。一些研究表明:植入后短期内,由于ECM在体内的快速降解,会导致承受张力能力下降,这在大鼠膀胱和肌腱的替代实验中,进行ECM的体内降解定量测定,均得出了类似结果。降解同时发现新生组织的替代,在重建的早期,降解较快,但新生的ECM组织却未能完全替代,因此导致最初的力学性能下降。但是,一旦迁入的细胞定植后开始在ECM上扩增,则产生快速的ECM支架重构,从而支架强度和力学性能重新获得改善。
4盆底重建中的应用
材料工程论文篇3
明确将无机非金属材料专业的培养目标定位在地方经济建设需要的无机非金属材料工程高级应用型人才,突出“一定基础知识支撑、适当宽度专业口径、突出某一专业方向、强化专业实践能力、博专共存、以专为主、长短兼顾、持续发展”的特点,强调知识、能力和素质的协调发展,强调学生的工程实践能力的培养与培育。通过教学计划、教学内容、教学方法和教学手段的改革,突出工程实践教学,强化实践技能的培训;确保学生工程实践能力的提高。无机非金属材料工程专业的人才培养方案在修订后开设了两个培养方向:
(1)传统无机非金属材料方向(硅酸盐及耐火材料),培养学生利用高新技术提升传统产业(水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等),在节能减排的技术改造中发挥作用。
(2)新型无机非金属材料方向。加强学生对“广泛材料”了解、认识、掌握的培养模式,通过对先进陶瓷材料、复合与功能材料、薄膜与微晶玻璃、材料表面改性等课程学习,在自主择业中能快速适应新材料领域的工作环境。我专业在这两个培养方向上,形成了以国家、企业需求为牵引,将材料基础研究与新材料应用开发相结合的特色发展模式。
2以应用型人才培养目标为中心,优化无机非金属材料工程专业课程体系
根据市场需求和学科发展,即主动适应社会发展,做到“一个专业,两个方向,自主选择”。“自主选择”,即强调学生个性发展,增加选修课和选修覆盖面,使学生有更大的自主选择空间。在此指导思想下,对无机非金属材料专业课程体系进行优化。
1)公共基础平台。按照***工科大学生培养要求由学校统一设置,分为必修课和选修课,该平台提供了工科大学生应掌握的基本知识和人文素质。
2)专业基础平台。分为必修课、无机非金属材料工程一级学科基础课程、无机非金属材料工程二级学科基础课程。该平台的设置可使学生掌握材料工程师所需的基础知识和基本理论,为后续课程学习奠定基础,对学生考研也有很好的作用。
3)专业课平台。分为:
(1)专业方向限选课,此为无机非金属材料工程专业的特色,学生在三年级自主选择,分传统无机非金属材料方向和新型无机非金属材料方向进行学习。
(2)专业任选课,专业任选课中的基础课程可以使学生加强材料工程专业知识。无机非金属材料专业学生就业的企业,既有新材料企业,也有水泥、玻璃、陶瓷等传统企业,因此在第六学期开始开设就业针对性强的课程,能有效增强学生就业能力。
4)实践平台。分为:通识实践课、学科实践课、专业特色实践课(分两个专业方向)、毕业设计(论文)。
3总结
材料工程论文篇4
(1)就我国当前工程建筑材料检测工作现状而言,其中仍旧存在很多的弊端,大部分从事这项工作的人员素质能力较低,从而导致工程建筑材料检测结果的准确性无法得到有力的保障。并且,在实际的工程建筑材料检测工作中,常常会用到一些先进的检测仪器,这就需要检测人员自身必须具备专业的技能知识,最好拥有丰富的实践经验,才能对仪器设备进行熟练的使用。其次,作为一名称职的工程建筑材料检测工作者,必须时刻保持认真严谨的工作态度,具有较高的综合素质水平,以此来保障各项检测工作的顺利开展。但是,在很多企业中,由于检测人员文化程度不同,再加之缺乏完善的规范标准体系,导致检测工作质量不能很好的执行,这就很容易使不合格的建筑材料通过检测,致使施工安全存在了巨大的安全隐患,极大的威胁了人们的生命财产安全。(2)目前建筑市场中的建筑材料众多,每一种建筑材料的使用性能也不同。尽管我国相关部门针对这一问题,已经建立了相应的建材生产质量标准规范,但在实际生产过程中,很多生产厂家为了降低生产成本,获取更大化的经济效益,通常生产出的建筑产品并不能符合国家规定的标砖要求。这就给工程建筑材料检测工作带来了极大的不便。(3)至今为止,我国的工程建筑材料检测工作都缺乏一个相对完善的管理机制,由于每一个地区都有着自己的检测系统,无论是执行方式,还是标准规范方面,都存在着明显的区别,极大的阻碍了建筑材料管理工作的顺利开展。(4)现如今,伴随着信息技术的快速发展,检测部门也开始将大量先进的信息技术应用于实际的工程建筑材料检测工作中,不仅有效减轻了检测人员繁重的任务量,还大大提高了建筑材料检测工作的效率和质量。但是,目前仍旧有很多地区依旧在采取传统手工的工作方法,再加之技术水平的滞后,很容易在统计过程中出现误差,造成不可挽回的严重后果。
2.关于材料检测中的质量管理体系
随着基本建设规模的不断发展,人们对产品的性能及质量的期望越来越高。这一来是生产的企业要保证质量,二来也需要合格的实验室为社会和建筑材料的使用单位或者个人提供可靠可信的检测数据。近年许多报道都显示了实验室的数据很难让社会信服和承认,这就说明了建材检测实验室只有保证出具的数据准确可靠才会具有竞争力。作者查阅相关资料结合自身的工作特点,认为如果将质量管理体系引入实验室中,对影响检测数据的诸多因素进行全面的控制,将检测工作的全过程和设计的其它方面,作为一个整体,把影响检测质量的技术和人员等因素加以有效控制,解决检测当中的问题。
3.关于建筑材料检测的取样及试样处理
3.1取样的一般规定所选的试样必须是有代表性以保证所得到试验结果的代表性。因为在实际过程中,不可能将全部材料都进行试验,但是又需要坚持建筑材料的性能,所以一般是从材料的总体中抽取若干个体,组成样本进行试验。目前工程界通常使用的抽样方法有以下几种:简单随机抽样、周期系统抽样、分层抽样、整体抽样以及多级抽样。具体的介绍可以参阅相关资料,作者在这里提醒的是在建筑材料的检测试验中,一般前两种抽样方式使用的较多。而在大规模的研究试验中可以采用后三种抽样方式,根据作者的工程实际经验也可以先用后三种方式,最后综合采用随机抽样,得出的样本进行检测试验。
3.2检测试样的处理很多人用相同的试样根据相同的试验步骤却得到不同的试验结果,这主要是在做试验时没有重视试样的处理。有关资料显示,为了满足试验设备或者试样方法的要求,多数试样在取样后,都要进行试样处理。比如说大的试样需要制作成小规格的试块;而含水量较大的试样是根据相关要求是需要进行烘干处理,为了保证试样的水分在规定的范围内;有些颗粒状的试样可能需要加工成粉末状;还有一些墙体材料需要在实验室中砌成试验墙体等等。如果实验员在注意这些试验问题时,就可以做出较为有效的试验。
4.结束语
材料工程论文篇5
论文摘要:结合河北就业市场的人才需求,对“材料成型及控制工程”专业的培养方案和课程体系进行了修仃,在新的培养模式中,设置了三个培养方向,优化了学科基础课;同时增加了专业综合实验、技能培训、外语文献阅读及学年论文等实践教学环节。
1998年国家***对高等院校本科培养专业进行了调整,其中,将过去的铸造、锻压、焊接3个专业合并为“材料成型及控制工程”专业,旨在培养专业面宽、适应性强的材料热加工方面的人才。旧的培养模式无法满足新专业的需求。所以自1999年按新专业招生以来,便对本专业的培养方案和课程体系进行制订和修改,但在教学实施和毕业生就业中暴露了一些问题。本课题便是针对这些问题,对材料成型及控制工程专业的培养方案和课程体系进行了研究。
1.根据市场需求划分专业方向
从就业情况来看,长期以来,热加工行业从我校招的毕业生一直以铸造、焊接、锻压为各对口专业,所以近年来,用人单位仍以此旧专业名称招收毕业生。加之企业在生产中分工较细,他们都希望有各个专业特长的人才,在短期内便可胜任一方面的技术工作。由此看来,按材料成型及控制工程大专业制定一套新计划而完全取消过去的专业方向是不合适的。但专业方向如何设置仍需慎重。为此我们分析了近几年河北省对本专业的需求,连年来省内各中小企业对铸造、焊接方向的人才需求较多,尤其我国加人WTO后,铸件出口量逐渐增多,优质高效的要求使他们对此方面的人才需求随之增强。由于河北省产业结构的调整对传统的锻压方面的人才需求减少,模具设计与制造方面的人才需求呈连年上升趋势,而且省外的某些模具加工基地也逐渐从我校招聘毕业生。分析了河北省的需求情况,我们又对其他兄弟院校的教学计划进行了分析,在我们收集的教学计划中有全国重点院校的,如清华大学、北京科技大学;也有一般院校的,如河北工业大学、河南科技大学。从这些院校的教学计划看,重点大学基本不分专业方向,除课程设计、毕业设计外,其他课程安排完全一致,专业性强的课程开设较少。分析原因,这些院校的毕业生考研率较高,从事科研工作的较多,而在企业从事生产一线技术工作的较少。一般的地方院校的计划中在进人第6,7学期后,根据专业方向划分几个相应的专业模块,主要的专业课开设2一3门,因为这些地方院校的毕业生主要面向一些企业,将来主要从事技术工作,所以他们需要掌握某一专业方向的专业知识,毕业后,能在短期内胜任具体工作。我校面向的主要是河北省中小企业,很多企业来校招人时都表示希望能尽快在工作岗位中独挡一面。
鉴于以上分析,决定在新的方案中,分出三个专业方向:模具设计与制造、铸造、焊接。由于模具设计与制造的基础知识、专业基础知识更近于机械工程学科、而铸造和焊接所需材料科学基础知识较多。在新的培养计划中制订了模具方向、铸造和焊接方向两套培养方案。
2加强基础教育,优化学科基础
为了加强基础教育,拓宽专业范围,整个课程体系中,基础课应占较大比重,而基础课包括公共基础课和学科基础课。公共基础课是按学校对理工专业的要求开始的,包括两课、英语、信息技术基础和计算机程序设计。而学科基础课的设置是各专业教学计划的关键,在本方案中,首先确定了高等数学、工程数学、物理等学校框架内的几门课程,然后根据专业方向的需要,搭建了不同的课程体系。其中模具方向以机械工程基础为主干学科,因此理论力学、材料力学、机械原理、机械设计开设学时较多,而铸造、焊接方向则以材料科学工程基础为主干学科:如开设了普通化学、物理化学、冶金传输原理等课程;除以上因专业方向不同而开设的不同的学科基础课以外,还开设了多门相同课程,其中包括必不可少的材料科学基础,另外为拓宽知识面、培养学生各方面的能力及考虑到后续课的学习、将来工作岗位的需要开设了工程材料概论、文献检索、电工学、互换性与技术测量、材料成型控制基础、材料检测及控制工程等课程。
从课程的开设看,包含了自然科学基础、人文社会科学基础和工程技术基础的课程,而且考虑了主干学科与相关学科的关系、基础与专业的关系,优化了学科基础课程。
3整合专业课,精选选修课
为加强专业综合教育,拓宽学科专业范围,专业课和选修课的确定也很重要。专业课是按专业方向开设的,各方向根据专业特点,在有限的学时内选择了几门构成专业框架的专业课。铸造方向是以设备、工艺、材料三方面的课程构成的框架;焊接方向则由电源、工艺、结构三个不可或缺的部分组成;模具方向则体现了模具设计(冲压模具、锻造模具、塑料模具)和制造(模具制造工艺和数控加工技术)两大方面,同时开设了计算机在模具中的应用(模具CAD/CAM)。超级秘书网
有了以上各专业方向的主体框架,考虑到学生在某一方面的兴趣及将来工作岗位的需要,开设了小学时的专业性强的专业课(每个专业方向2一3门)。另外,为拓宽学科专业范围,让学生了解本学科的发展动态,精选了一系列选修课:如材料成型新技术、工业机器人、工程软件、计算机在热加工中的应用、技术经济学等十几门课程可供选择。
4加强实践教学,注重能力培养
实践性教学环节是培养学生的实践动手能力,综合运用所学知识分析、解决问题的能力及创造能力的主要途径。在新的计划中,除了传统的金工实习、生产实习、课程设计以外,模具方向增加了数控加工技术的技能培训,主要有线切割编程加工、数控铣编程加工;铸造和焊接方向增设了两周专业实验周.,学生可自己设计实验、并亲自动手操作。这给学生创造了动手和动脑的机会,也给他们创造能力的发挥留下了空间。
为了使学生四年外语不断线、培养学生对外语文献阅读和翻译的能力,同时结合文献检索课的学习,练习查阅、整理资料;另外为锻炼学生文字表达和科技写作的能力,在5一6学期增设了“外语文献阅读及学年论文”的实践教学环节。
材料工程论文篇6
我国建筑材料检测体系仍沿袭20世纪80年代所形成的基本框架,其实际的工作已经与当下的施工环境存在很大的落差。此方面的不足容易造成检测的不遵从以及不准确等现象。使得检测结果无法更好的为当下的施工建设提供帮助。在具体的因素分析层面我国建筑材料检测主要面对如下问题:
1)软硬件更新缓慢
建筑材料在分析的过程中需要对材料的混凝土混合比、材料不同部位的规定成分、含泥量、坚固性、压碎值等相关指标进行检测。在检测的过程中依赖先进的设备,尤其是近些年所推广的无伤害以及同步取样法检测对于设备以及人员的技术水平要求较高。而现阶段此行业的发展多以***府为主导。在这样的情况下,其设备的更新受到***府层面预算的影响,因此在部分地区检测设备无法满足现阶段的建筑施工要求。另一个层面部分检测人员由于理论知识的学习较少,对于部分设备尤其是新进设备的掌握程度不足,成为了检测过程中的短板。此种情况在部分地区成为了其工作开展的限制性因素。在这样的情况下容易造成检测结果的不准确以及检测时效性差等问题。
2)制度执行不完善
在制度层面,我国的***府要求工程在建设过程中应该开展同步的建筑材料检测。而在实际的操作过程中由于人员以及设备等因素,此项规定与要求无法得到具体的落实。表现在实际的检测工作中主要形成了如下几个方面的不良影响:
a.检测制度不完善,尤其是对具体的检测指标的规定层面并不完善。部分可选择指标在报告中没有得到合理的表现。此种现象不仅造成了部分企业单位在材料检测过程中的造假;更容易存在检测环节的不遵从;
b.在检测的过程中现场环境以及实际施工条件对于检测结果均有一定的影响。比如检测与实际施工过程中环境温度与湿度的不同;检测样品中的加荷速度不统一等,这样的差别均能够造成检测样品与实际施工材料的属性差异,进而降低了检测报告对实际施工评价的准确性;
c.检测执行体系不到位,部分检测项目缺乏必要的现场检测,单纯的以施工单位报告申请的模式来进行。由于上述三点现象的存在导致了部分检测的过程中存在较为严重的制度不清、执行不明等现状。
3)取样方式合规性较差
在取样的过程中同样存在一定的问题。具体表现为如下几个方面:
a.取样缺乏现场随机取样的缓解,在实际的检测过程中往往是通过企业报送的方式来进行。这种现象产生的原因一方面是由于检测方面人力资源的不足所造成的,另一方面也存在一定的不遵从因素;
b.在取样的过程中检测方面为了降低工作量,在实际的检测过程中并没有达到相关的取点要求。表现在检测报告方面则存在以偏概全,以点概面等形式主义问题。这样的取样方式无疑是从样品本身降低了检测的合规性与指导意义。长此以往使得建筑材料检测形同虚设。
2市***工程常用材料现场质量控制措施
1)按照事先制定的施工规划与实际的施工形式标准
当不同材料进场时,按照总体平面规划进行放置,分别按其品种、规格等将材料整合放置,同时要做好预防雨水覆盖措施。掌握土料场蕴藏数量、开采、运输条件等方面,同时需要对工程核心材料实施室内试验,试验报告要迅速得出,一定要落实以数据为依据。按照市***工程质量监理标准,在工程质量方面贯穿落实监督检验,不合格的原材料坚决停止应用,预制构件同样如此,现场需了解工程质量动态,纠察问题、提出施工中的质量隐患并出具预防措施。材料仓库、现场材料堆放处均应设立标示牌,写明品种、产地、规格、检验状态,严格按“三检检制”执行,工作程序必须认真执行规定的标准。要想保证工程的质量就需要加强市***工程的建筑材料的控制。在加强质量控制的同时就应该注意到要加强工程材料的质量监控需要进行检验和抽检之间的配合的方法,要采用肉眼测试和实际的检验相互结合的方法,这样以便于更好的使得企业自检、社会监理、***府质量的保护体系得到科学合理的完善,与此同时,也应该加强对合同的管理,从而使得百年大计、质量第一的方针得到落实,要从基础做起,使得材料的管理程序得到更好的明确,从而使得材料的质量管理细则得到更好的完善,而且同时我们应该加强对质量检测方面法律法规的认知,严格按照相关的规定来完善质量方面的检测,从而使得材料的质量得到保证。
2)确定好检测取样的数量和方法
取样的数量看似无关紧要,却是会影响到检测结果的准确程度,取样数量少,取样的部位和方法会存在一定的偏差,得出的结果会不准确,由于每批建筑材料的数量是不同的,在检测时需要对同一批建筑材料的不同部位进行相应数量的抽样检测,确保取样的部位和数量是具有代表性的,并结合合理的取样方法,提高检测结果的准确程度。
3)完善检测标准
要完善检测标准,制定更加周密的试验检测流程,才能更好的保证试验检测结果的可靠性,保证施工质量安全。
a.要制定科学的有针对性的试验检测标准,保证建材质量过关;
b.制定多种检测方案。如抽样检测法等,确保建材质量;
c.制定检测人员工作细则,让检测过程有标准可依,督促检测人员保证检测工作的准确性。
4)控制建筑材料所在环境的湿度和温度
对于建筑材料而言,温度和湿度是必须高度重视的两大因素,其对材料性能的影响最为显著。例如SBS材料,即弹性体改性沥青防水卷材,受其防水性能影响,进行拉伸试验时,对环境温度的要求是21℃~25℃,数据显示,若试验在28℃环境下进行时,试件抗拉强度平均值比标准温度环境下低2.85%,而在18℃环境下,其抗拉强度的平均值则比标准值高出3.55%。可见,必须将温度和湿度控制在限定范围内,从而确保检测、试验数据的正确性、可靠性以及可用性。
5)运用先进设备仪器进行材料检测
材料工程论文篇7
目前很多学校在大一学生入学时专门设置入学教育环节,在大一年级设置一定学时的专业教育。通常专业决定职业,决定其今后最大可能形成的职业锚是什么。这个阶段职业指导的程度能够影响学生对专业的认同和喜爱程度,针对一年级学生对环境的陌生,对专业的认知不够,这个阶段的职业指导主要包括人格认知、价值观澄清与调整,兴趣探索,材料成型类职业能力需求介绍,职业性向探索。
(1)人格认知指导人格具有独特性、整体性、稳定性、复杂性、倾向性、功能性等特点,影响大学生性格形成、发展的因素是多方面的,主要有生物学条件、社会生活环境、家庭教育、学校教育以及自我教育等[3]。随着青年社会化的加速,大学生的性格加速发展的现象,他们的行为模式在这一阶段迅速打破了儿童的模式,向成人模式过渡。这一阶段职业指导需要对大一新生进行人格测评、MBTI性格分析,通过测评与分析,让学生和指导教师指导该生的特点,可能存在的盲区以及适合的领域和职业,从而因势利导,对症下药。
(2)材料成型职业能力培养人与人之间能力上有水平高低差异,表现早晚差异、结构类型差异,同时能力也受多方面因素影响:如遗传因素、环境因素、实践活动、个性品质等。经研究表明,合理的知识结构、动手操作能力、社会交往能力、社会适应能力、创新能力以及组织管理能力是任何一个职业所需要的行为能力。专业知识的扎实可能会帮助求职者在专业技术领域取得一时的成就,可是随着时间的推移,可迁移能力将会成为职业生涯长远发展的有效动力[4]。这一阶段职业指导在大学一年级阶段要帮助学生初步了解成型类职业,通过自我效能感的测量判断个体自我效能感强弱,指导学生学会创造成功机会,自我鼓励,自我心理暗示,寻找榜样,与自信的人多接触,加强交流与合作,提高人际沟通能力,根据学生表现出来的兴趣爱好指导其进入相应的学生活动群体如学生社团、社会实践、课程实习、勤工俭学等来培养社会交往能力、社会适应能力、创新能力以及组织管理能力。
(3)材料成型类树立多元成功观职业生涯认识指导还需要让学生明确自己到底想要什么,区别终极价值和工具价值,即学会价值澄清。通过改变价值规则来调整价值观,走出价值困惑,学会树立全面的、多元的、平衡式的成功观。
(4)由兴趣开展职业性向探索大学阶段是职业探索和定向的重要时期,兴趣是人们学习最好的动力,它可以使人全身心地投入工作,创造性地开展工作,很多同学不知道自己的兴趣所在。一个人想从事某种职业的愿望称为职业兴趣,比如艺术兴趣、商业兴趣、沟通兴趣、工程兴趣、科学兴趣等等都属于职业兴趣,根据霍兰德理论,六种人格有相对应的兴趣倾向,进而有相匹配的典型职业[5]。成型专业学生就业基本以企业、科研院所居多,主要从事研究、管理、设计、产品销售等工作,这一阶段职业指导就是要帮助学生发现和确定自己的职业兴趣和能力特长,从而更好地作出求职择业的决策。
2、职业生涯规划阶段
职业生涯规划阶段主要是在大学二、三年级进行,主要包括培养大学生适应社会的能力,进行职业展望,树立正确的职业观念,掌握职业生涯决策等。
(1)培养大学生适应社会的能力职业是个人实现社会价值的必要条件,这一阶段职业指导需要帮助学生明确社会和群体对当代大学生的期待,具备实现社会和群体期待的能力,养成和谐理念,做到个人与学业、个人与学校、个人与社会的和谐发展。
(2)职业展望未来职业趋势对人才的需求不断提出新的要求,从发展趋势看主要有复合型人才,创造型人才,协作型人才,信息敏感性人才。个体在职业生涯规划中可选择的职业越来越多,如何在大学阶段尽早的找准方向,有的放矢的开展职业修养的培养和孕育,是这一阶段指导的工作。
(3)职业生涯决策很多同学在职业规划中难以下定决心,总是觉得这个也好那个也不错,就是由于一些妨碍因素阻碍其作出决定。比如信息探索不足、特质表现不佳、方向选择未定、专业选择不当、学习状态不佳等。这一阶段职业指导要帮助学生量体裁衣,在职业决策中择己所爱,择己所能,择世所需,择己所利;指导学生学习使用SWOT法分析自身的优势、劣势、机遇与威胁,学会使用更科学的方法作出职业决策。
3、职业生涯准备阶段
大学四年级很多同学进入了职业选择期,调整心态和努力提高自己的职业素质是关键,这一阶段需要指导学生为求职做出准备,如思想准备、求职技巧准备、个人求职资料准备等。
(1)准确的职业定位职业定位是结合个人职业目标及主客观条件谋求最匹配职业的过程。大四学生在面临择业过程中,如果不能准确进行职业定位,会在求职中失去方向,屡屡碰壁。这一阶段指导主要让学生认识到职业定位是自我定位与社会定位的统一,只有知己知彼,科学决策,才能准确定位,帮助学生在了解个人和企业的基础上,比较鉴别职业的条件、要求、性质与自身条件的匹配情况,使个人能力与企业需求达到一个平衡点。
(2)大学生创业知识与技能培训自主创业既是学生成才的重要模式,更是成型专业学生就业的一个途径。大学生创业面临资金、能力、经验不足等一系列问题,职业指导要针对有创业想法的同学开展创业培训,让学生在培训中获得资本运营、契约关系、团队协作、企业管理等方面的知识,开展创业大赛,让学生在实践中领悟创业可能面临的各种问题,都会助其今后创业一臂之力。
(3)求职资料的准备求职资料是求职的敲门砖,求职资料的编写要领、包装、投递程序都是求职者需要掌握和学习的求职技巧。在总体指导的同时,给与学生精细化的指导,比如审阅并指导每个学生修改完善个人简历,突出自己的优势来设计求职简历和书写自荐书,有效的提高学生求职的成功率。
4、结语
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论文摘要:介绍了钢纤维混凝土材料在旧混凝土路面修补的情况,并在分析配比试验强度的基础上,通过某工程实例,证实钢纤维混凝土实际应用于旧混凝土路面修补工程的可行性。钢纤维混凝土是一种性能优良的新型复合材料。与普通混凝土相比,其抗拉、抗弯、抗裂及耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性等性能都有显著提高,它不仅可使面层减薄,缩缝间距加大,改善路面的使用性能,延长路面使用寿命,而且还可节省工程造价,缩短施工工期。论文关键词:钢纤维混凝土;普通混凝土;旧混凝土路面;修补工程;应用 随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展,城市道路和国道干线公路上的车辆荷载及密度越来越大,行驶速度越来越快,致使路面的损坏也日趋严重起来。特别是对损坏的水泥混凝土路面而言,它不仅翻修投资大,且施工周期较长,严重影响交通畅通及行车安全。如用普通水泥混凝土修复路面虽有强度高,板块性好,有一定的抗磨性及承受气象作用的耐久性好等特点,但它的最大缺陷是脆性大、易开裂、抗温性差,路面板块容易受弯折而产生断裂,所以就要求路面面板应有足够的抗弯、抗拉强度和厚度。用钢纤维混凝土修筑路面,就是意将钢纤维均匀地分散于基体混凝土中(与混凝土一起搅拌),并通过分散的钢纤维,减小因荷载在基体混凝土引起的细裂缝端部的应力集中,从而控制混凝土裂缝的扩展,提高整个复合材料的抗裂性。同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力,因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维上面,使钢纤维混凝土作为一个均匀的整体抵抗外力的作用,显著提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率。特别是提高了混凝土的韧性和抗冲击性。实践证明,采用钢纤维混凝土这一新型高强复合材料对路面修理,既可提高路面的抗裂性、抗弯曲、耐冲击和耐疲劳性,而且可改善路面的使用性能,延长使用寿命从而减少老路开挖,对节省工程造价等具有重要的经济效益和社会效益;为提高道路补强与改造提供了良好的途径。1 基本要求1.1 钢纤维混凝土材料钢纤维混凝土就是在一般普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合材料。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生,不但具有普通混凝土的优良性能,而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性。可使路面厚度减薄50%以上,缩缝间距可增至15m~30m,不用设胀缝和纵缝。钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。其长度分为各种不同规格,最佳长径比为40~70,截面直径在0.4mm~0.7mm范围内,抗拉强度不低于380MPa。在施工时钢纤维在混凝土中的掺入量为1.0%~2.0%(体积比),但最大掺量不宜超过2.0%。水泥采用425#~525#普通硅酸盐水泥,以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。钢纤维混凝土用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2?3。不宜大于20mm。细集料采用中粗砂,平均粒径0.35mm~0.45mm,松装密度1.37g/cm3。砂率采用45%~50%。1.2 钢纤维混凝土配合比钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄,其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度,以满足结构设计对强度等级的要求即抗压强度与抗折强度,以及施工的和易性。钢纤维混凝土配合比设计基本按以下步骤进行。 (1)根据强度设计值以及施工配制强度提高系数,确定试配抗压强度与抗折强度;钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定:fftm=ftm(1+atmPfLf/df)式中 fftm———钢纤维混凝土抗折强度设计值;ftm———与钢纤维混凝土具
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一、材料质量控制的要点
1.掌握材料信息,优选供货厂家
掌握材料质量、价格、供货能力的信息,选择好供货厂家,就可获得质量好、价格低的材料资源,从而确保工程质量,降低工程造价。这是企业获得良好社会效益、经济效益、提高市场竞争能力的重要因素。
2.合理组织材料供应,确保施工正常进行
合理地、科学地组织材料的采购、加工、储备、运输,建立严密的计划、调度体系,加快材料的周转,减少材量的占用量,按质、按量、如期地满足建设需要,乃是提高供应效益,确保正常施工的关键环节。
3.合理地组织材料使用,减少材料的损失
正确按定额计量使用材料,加强运输、仓库、保管工作,加强材料限额管理和发放工作,健全现场材料管理制度,避免材料损失、变质,乃是确保材料质量、节约材料的重要措施。
4.加强材料检查验收,严把材料质量关
(1)对用于工程的主要材料,进场时必须具备正式的出厂合格证的材质化验单。如不具备或对检验证明有影响时,应补作检验。
(2)工程中所有各种构件,必须具有厂家批号和出厂合格证。钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土构件,均应按规定的方法进行抽样检验。由于运输、安装等原因出现的构件质量问题,应分析研究,经处理鉴定后方能使用。
(3)凡标志不清或认为质量有问题的材料;对质量保证资料有怀疑或与合同规定不符的一般材料;由于工程重要程度决定,应进行一定比例试验的材料,需要进行追踪检验,以控制和保证其质量的材料等,均应进行抽检。对于进口的材料设备和重要工程或关键施工部位所用的材料,则应进行全部检验。
(4)材料质量抽样和检验的方法,应符合《建筑材料质量标准与管理规程》,要能反映该批材料的质量性能。对于重要构件或非匀质的材料,还应酌情增加采样的数量。
(5)在现场配制的材料,如混凝土、砂浆、防水材料、防腐材料、绝缘材料、保温材料等的配合比,应先提出试配要求,经试配检验合格后才能使用。
(6)对进口材料、设备应会同商检局检验,如核对凭证中发现间题,应取得供方和商检人员签署的商务记录,按期提出索赔。
(7)高压电缆、电压绝缘材料、要进行耐压试验。
5.要重视材料的使用认证,以防错用或使用不合格的材料
(1)对主要装饰材料及建筑配件,应在订货前要求厂家提供样品或看样订货;主要设备订货时,要审核设备清单,是否符合设计要求。
(2)对材料性能、质量标准,适用范围和对施工要求必须充分了解,以便慎重选择和使用材料。如红色大理石或带色纹(红、暗红、金黄色纹)的大理石易风化剥落,不宜用作外装饰;外加剂木钙粉不宜用蒸汽养护;早强剂三乙醇胺不能用作抗冻剂;碎石或卵石中含有不定形二氧化硅时,将会使混凝土产生碱一骨料反应,使质量受到影响。
(3)凡是用于重要结构、部位的材料,使用时必须仔细地核对、认证,其材料的品种、规株型号、性能有无错误,是否适合工程特点和满足设计要求。
(4)新材料应用,必须通过试验和鉴定;代用材料必须通过计算和充分的论证,并要符合结构构造的要求。
(5)材料认证不合格时,不许用于工程中;有些不合恪的材料,如过期、受潮的水泥是否降级使用,亦需结合工程的特点予以论证,但决不允许用于重要的工程或部位。
二、材料质量控制的内容
材料质量控制的内容主要有:材料的质量标准,材料的性能,材料取样、试验方法,材料的适用范围和施工要求等
(一)材料质量标准
材料质量标准是用以衡量材料质量的尺度,也是作为验收、检验材料质量的依据。不同的材料有不同的质量标准,如水泥的质量标准有细度、标准稠度用水量、凝结时间、强氐体积安定性等。掌握材料的质量标准,就便于可靠地控制材料和工程的质量。如水泥颗粒越细,水化作用就越充分,强度就越高;初凝时间过短,不能满足施工有足够的操作时间,初凝时间过长,又影响施工进度;安定性不良,会引起水泥石开裂,造成质量事故;强度达不到标号要求,直接危害结构的安全。为此,对水泥的质量控制,就是要检验水泥是否符合质量标准。
(二)材料质量的检(试)验
1.材料质量检验的目的
材料质量检验的目的,是通过一系列的检测手段,将所取得的材料数据与材料的质量标准相比较,借以判断材料质量的可靠性,能否使用于工程中;同时,还有利于掌握材料信息。
2.材料质量的检验方法
材料质量检验方法有书面检验、外观检验、理化检验和无损检验等四种。
(1)书面检验,是通过对提供的材料质量保证资料、试验报告等进行审核,取得认可方能使用。
(2)外观检验,是对材料从品种、规格、标志、外形尺寸等进行直观检查,看其有无质量问题。
(3)理化检验,是借助试验设备和仪器对材料样品的化学成分、机械性能等进行科学的鉴定。
(4)无损检验,是在不破坏材料样品的前提下,利用超声波、X射线、表面探伤仪等进行检测。
3.材料质量检验程度
根据材料信息和保证资料的具体情况,其质量检验程度分免检、抽检和全部检查三种。
(1)免检就是免去质量检验过程。对有足够质量保证的一般材料,以及实践证明质量长期稳定、且质量保证资料齐全的材料,可予免检。
(2)抽检就是按随机抽样的方法对材料进行抽样检验。当对材料的性能不清楚,或对质量保证资料有怀疑,或对成批生产的构配件,均应按一定比例进行抽样检验。
(3)全检验。凡对进口的材料、设备和重要工程部傀的材料,以及贵重的材料,应进行全部检验,以确保材料和工程质量。
4.材料质量检验项目
材料质量的检验项目分:“一般试验项目”,为通常进行的试验项目;“其他试验项目”,为根据需要进行的试验项目。如水泥,一般要进行标准稠度、凝结时间、抗压和抗折强度检验;若是小窑水泥,往往由于安定性不良好,则应进行安定性检验。
5.材料质量检验的取样
材料质量检验的取样必须有代表性,即所采取样品的质量应能代表该批材料的质量。在采取试样时,必须按规定的部位、数量及采选的操作要求进行。
6.材料抽样检验的判断
抽样检验一般适用于对原材料、半成品或成品的质量鉴定。由于产品数量大或检验费用高,不可能对产品逐个进行检验,特别是破坏性和损伤性的检验。通过抽样检验,可判断整批产品是否合格。现仅就一次抽样检验方案的判断原理叙述如下。
一次抽样检验,是根据一次对"个样品的检验结果来判断该批产品是否合格。
7.材料质量检验的标准
对不同的材料,有不同的检验项目和不同的检验标准,而检验标准则是用以判断材料是否合格的依据。
例如,沥青胶的一般试验项目有耐热度、粘结力和柔韧性三项,而耐热度的确定,又应视屋面坡度和环境温度而定,如屋面坡度为3%~15%,环境温度为38~41C时,则要求沥青波的耐热度为70。(即标号)。在进行耐热度试验时,则是将一定配合比的沥青胶以2mm厚粘合两张油纸,置于温度为70。C、坡度为1:1的斜面上停放5h,要求无流淌、滑动现象。粘结力检验,是将两张粘合的油纸撕开,其撕开面积要求不大于粘结面积的1/2。
柔韧性检验,是以涂有2mm厚的油纸,在温度为18士2C条件下,围绕直径l5mm的圆棒以25的速度弯曲半周无裂痕。
(三)材料的选择和使用要求
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1958年,我国因钢材短缺,曾探索过用GFRP筋代替钢筋的研究。20世纪七八十年代,FRP在结构工程中的应用与研究逐渐增多。1972年在云南建造了一座直径为44m的球形GFRP雷达天线罩。1982年在北京密云建成了跨径20.7mGFRP简支蜂窝箱梁公路桥,设计荷载等级为汽-15、挂-80,并进行了现场荷载试验,这是国际上第一座GFRP公路桥。此后,FRP材料,尤其是价格比较便宜的GFRP,在工结构程中应用的范围越来越广。但是这些应用大多数都是附属性、临时性的构件,FRP材料的优越性能没有得到充分发挥,即使用FRP作为结构材料也都是尝试性的,没有形成规模。同时,多数的土木结构工程师不了解FRP材料性能和设计方法,大大限制了它在土木工程结构中的应用和推广。
2FRP复合材料在土木工程中的实践效果
2.1用于结构加固
我国对FRP加固技术的研究始于1997年,中冶建筑研究总院有限公司(国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心)于1997年10月进行了国内首批外贴碳纤维布加固梁试验。随后在短短几年中,外贴FRP片材加固技术已成为全国土木建筑行业研究和应用的热点,很快为市场所接受,而市场的扩大使材料的成本大幅下降,这为FRP材料在建筑中的应用发展提供了更大的可能,在我国已迅速发展成为建筑结构补强加固的主要技术。至2012年,国内从事FRP试验研究及技术开发的科研单位几十所,用于土木建筑行业中的碳纤维制品生产销售的厂家几十个,从事于碳纤维加固补强的专业公司上百个,已经形成了相当大的研发、生产、设计、应用的社会群体。目前FRP材料在土木建筑中的应用以加固钢筋混凝土结构为主,加固的形式又以外贴FRP片材为主,但FRP技术在砌体结构、钢结构、木结构中的应用,以及采用FRP筋材、网格材、预应力FRP片材加固技术的应用已有很多,新的应用形式、新的产品、新的规范规程的研究正在世界各地广泛开展。
2.2FRP筋在新建结构中代替钢筋
传统钢筋混凝土结构中配置非预应力和预应力钢筋,在处于恶劣环境条件时,如干湿交替、化学介质等作用下,极易引起钢筋的腐蚀,严重影响结构的耐久性和适用性,甚至导致结构承载能力的降低。相比之下,防腐性能好、粘结性能与钢筋相差不多且抗拉强度高的FRP筋成为代替钢筋的一个较好选择。20世纪80年代初开始,FRP筋逐渐大量应用于有特殊性能要求的结构物中代替钢筋,如有磁共振医疗设备的建筑及海堤、工业厂房屋面板等受严重化学侵蚀的结构物中。1985年,美国SanAntonio医院大楼的MRI设备的桩、柱和梁中均采用了GFRP筋。1986年,SanAntonio的大学建筑中的边墙和钢筋混凝土梁中配置了GFRP筋。FRP筋的另一个应用对象是岩土工程,目前已用于因潮汐变化等干湿交替的挡土墙、地基锚杆及地铁沉井等工程中。
2.3FRP结构及组合结构
由于FRP材料具有高强、轻质、耐腐蚀等优点,FRP结构和FRP组合结构的应用也日益受到工程界的重视。
(1)早期试验性的FRP结构
20世纪60年代,英国已开始生产GFRP复合材料的屋盖结构,运往中东和北非建造使用,1968年一个采用GFRP夹心板与铝质骨架的圆顶结构建于利比亚Bengazhi;1972年阿联酋的Dubai国际机场,采用GFRP伞状屋顶。20世纪70年代及80年代初期,英国的一些建筑采用了GFRP作为除梁柱以外的承重或半承重构件。1974年,第一个全复合材料建筑在英国Lancashire落成,外形为三棱锥体组成的空间结构。早期的FRP结构,大多带有一定的试验性质,尚未在土木工程中形成规模。
(2)桥梁工程中的FRP结构构件
随着FRP生产技术和产品形式的迅速发展,FRP结构在桥梁工程中得到迅速发展。英国、瑞士、丹麦、日本、美国及中国等国家,均成功建造了一系列全FRP结构的人行天桥。同时,FRP结构也被应用于承受较大反复动载的公路桥梁中。1982年,我国在北京密云建成了一座跨径为20.7m的GFRP蜂窝箱梁公路桥。1994年,英国建造的BondMill桥采用GFRP拉挤型材组合而成,是一座可通过40t卡车的活动桥。1996年,美国堪萨斯州Russell架起了第一座采用FRP桥面板的公路桥。此后不到十年的时间里,采用FRP桥面板的中小型桥梁在美国已有数十座。FRP桥面板还被用于替换老化的混凝土桥面板。此外,FRP索还可替代钢索用于斜拉桥和悬索桥。
3FRP复合材料在土木工程中的实践展望