高分子材料基本性能范文

導語：如何才能寫好一篇高分子材料基本性能，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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1 基于工作過程教學簡介

基于工作過程的課程體系，是一種以任務為驅動，以項目為載體的教學模式。高等教育的人才培養目標需突出學生綜合職業能力的培養。高校更應該結合各類企事業單位對人才的需求，參照基于工作過程的課程體系，構建基于工作過程的課程體系建設的改革發展之路。

目前，課程設計方法越來越被高職院校所重視。所謂工作過程，是指為完成工作任務并獲得工作成果而進行的一個完整的工作程序，包含若干個既相對獨立又相互聯系的工作環節。由于畢業生所對應的相關職業的工作過程特征不同，各院校的情況和辦學條件也不同，因此，引進這種課程設計方法時，在強調這種課程設計方法優點和有利條件的同時，一定要注意不同類型院校和專業存在的各自特點及不利因素。我院在進幾年的課改過程中積累了一定經驗，對課程改革有一定研究。基于工作過程的教學，以工作過程為參照系，以完成職業工作應具備的專業技術能力項目為依據，針對行動順序的每一個工作環節知識、能力要求傳授相關的課程內容，組織技能訓練，突出學生在校學習與實際工作的一致性，實現理論知識與實踐技能的整合。

2 高分子材料加工專業“工作過程”內容設計

高分子材料加工的職業能力是一種綜合能力，要求教師在教授的同時要將高分子材料常見的各種加工方法、加工手段以實踐的方式教給同學，這就需要為學生模擬真實的工作情景，通過以項目任務為依托的教學使學生置身于真實的或模擬的學習工作世界中。在教學中，每個學生會根據自身的知識結構與實際經驗，會給出不同的解決任務的方案與策略，產生的學習效果不是唯一的，而是多樣化的。讓同學在正確認識高分子材料結構和組成以及合理的配方設計基礎上，能夠選擇合適的加工設備、加工工藝和加工方法制備高分子材料制品的過程。

教學內容可以以實際的“工作任務”為依托項目。“工作內容”的設計要結合本學科前沿研究領域和發展動態，介紹重點科技成果，增加教學信息量，使課程教學內容滿足時代的要求，使學生掌握更多、更新的專業知識。教學過程通過不同的高分子材料產品項目、確定合適的加工技術及其方法。理論教學內容與實踐教學內容通過項目或者是工作任務緊密地結合在一起。課程涉及到的高分子制品成型加工典型工作任務如下圖所示：

主要是根據制品使用需求、選擇出合適的高分子材料，并進行合理的助劑選擇，進行配方設計，如不合適提出改性辦法等，為生產開發決策提供完整依據。

通過項目任務的實施，使學生能針對產品的具體要求合理的設計成型加工方案，能對所設計方案進行合理的性能分析與測試，進而掌握塑料、橡膠制品加工設計的原理與方法。為將來從事高分子材料、復合材料的生產打下堅實的基礎。

通過以下項目：“市政用木塑復合柵欄材料的成型加工”、“冰箱抽屜專用料加工設計”、“抗沖擊阻燃電視機殼專用料成型加工”、“低成本鼠標墊加工”、“聚乙烯發泡鞋底設計”、“霓虹燈管專用料設計”、“PP汽車保險杠專用料設計”、“奧運志愿微笑圈手環配方設計與制作”的實施，讓同學能夠通過能夠設計塑料產品的配方，能找出成型加工方案設計難點，提出解決方法的能力。能夠設計橡膠產品的配方，能找出成型加工設計難點，提出解決方法的能力，能夠分析測試塑料材料配方的基本性能，能夠分析測試橡膠材料的基本性能。

配合上述8個項目及相關拓展任務的訓練，組織學生討論、總結、歸納如下相關知識：了解塑料的物理性能、流動特性、成型過程中的物理、化學變化情況。了解橡膠的物理性能、流動特性、成型過程中的物理、化學變化情況。掌握常用通用塑料和通用工程塑料塑料的特性、分類以及塑料配方的組成和對應的成型加工工藝。掌握常用天然橡膠和合成橡膠的特性、分類以及橡膠配方的組成和對應的相關成型加工。 轉貼于

通過訓練讓同學以下能力得到提高：（1）培養學生自我學習，尋求探索物質之本性的興趣與能力；（2）對事物性質的分析方法—內外因分析法；（3）培養學生信息獲取的素質與能力（圖表查閱、專利、手冊、網絡資源等）；（4）逐步形成綜合分析問題的素質與能力；（5）增強環境保護意識、經濟意識、安全意識；（6）專業外語單詞的學習與筑固；（7）團隊合作意識的形成。

3 “基于工作過程”教學對教師的要求

（1）專任教師實踐能力的提高。作為一線教師，在實行相關實踐教學過程中，一定要具有高分子材料加工生產的職業經驗，清楚高分子加工企業的工作過程和經營過程，只有這樣才能找出高分子材料生產的工作任務作為具有教育的項目。

（2）專業教學團隊的建立。基于工作過程的教學法涉及多學科教學內容，高分子材料加工生產需要有機械設備、加工工藝、原料配方、制品材料測試、產品檢驗等一系列知識，因此對絕大多數教師而言，很難獨自一人很好地完成教學工作。這就要求教師具有跨學科的能力，團隊協作的能力，不僅要嫻熟本學科的專業知識與技能，還要了解相鄰專業、相關學科及跨學科的知識與技能。

（3）學習情境設計能力的掌握。在本教學法中，學習情境的設計好壞決定了傳授知識結構的合理性、能否激發同學學習的興趣。如何在項目教學中合理有效的利用學習的資源和協作學習的環境是教師最主要的工作，這要求教師熟悉項目內容中所用的高分子材料的基礎知識，并準備好項目開展過程中可能涉及到的有關知識。

4 結束語

在專業課程體系中，高分子成型加工是門重要的核心課程，是高分子加工專業學生必須掌握的專業知識和技能。在老師的指導下，用工廠的管理模式，讓學生親自動手設計和制造相關高分子產品，加深領會和掌握材料加工過程工藝設計的要點以及生產工藝與實際生產之間的聯系。但以往教育方式存在著一定的不足，且與當前工廠的需求相脫節，于是筆者根據自己的教學經驗，在新的基于工作過程的教學理念指導下對高分子成型加工課程進行改革，以提高學生的學習興趣和求知欲望。

基金項目：教育部高等學校高職高專化工技術類專業教學指導委員會2009年度規劃課題，課題編號HJKT-2009-034Y；常州工程職業技術學院教育研究課題《“基于工作過程的項目化教學方法”在高分子成型加工課程改革中的應用》，課題編號：10JY022

參考文獻

[1]應力恒.基于工作過程的課程項目化教學改革[J].中國職業技術教育，2008(22).

[2]虞麗娟.深化課程體系改革提高人才創新能力[J].中國高等教育，2008(15).

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關鍵詞：聚乳酸 共聚物 降解

隨著科學的進步，社會的發展，越來越多的高分子聚合物出現在人們日常生活中，儼然已經成為人們必不可少的生活用品，與人們的日常生活密切相關，如塑料口袋、汽車輪胎以及一些復合纖維。高分子聚合物的應用，的確給人們帶來了很多方便，與此同時，它也帶來了一些問題，因為它們都屬于有機物，所以在使用以后的善后處理工作就顯得不那么容易。

首先，它不能燃燒，因為不論是塑料還是輪胎，它們在燃燒的時候會造成很大的污染，伴隨著燃燒不充分的一氧化碳排到空氣，對人體的傷害很大，對自然的破壞也很大；其次，不能掩埋，由于其特殊的高分子聚合物性質，注定了它的高含碳量，而碳的穩定性極強，因此，也不能對其進行掩埋。由于它們的不可降解性，給人們對其善后處理帶來了考驗，處理成本高，處理不好會產生很多白色垃圾，造成嚴重的污染。由于我們的日常生活出行已經離不開這些聚合物，因此，開發一種新的可降解的高分子聚合物取代這些不可降解的聚合物勢在必行，在全球提倡凈化空氣，保護環境的大潮流下，聚乳酸（PLA）應運而生。聚乳酸是由谷物的發酵，產生的乳酸（LA）為原料聚合而成，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，聚乳酸在廢棄以后，可以在自然界中降解為水和二氧化碳，不會對空氣造成污染，在生活中使用也不會有毒副作用，是傳統塑料很好的代替品。

一、聚乳酸的基本性質

聚乳酸有三種:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋) ，常用易得的是PDLLA和PLLA ,分別由乳酸或丙交酯的消旋體、左旋體制得。因為PLA光學活性不一樣，所以在微觀結構上存在著顯著的差異，進而致使它們的硬度、力學強度、加工性能、降解速率等方面有巨大的差異。而PDLA、PLLA兩者具備結晶性，具有熔點高的特點，其力學強度高，降解吸收時間長，適用于內植骨裝置的固定。PDLLA為非結晶結構，降解吸收速度較快，適用于軟組織修復。此外，PLA有良好的光澤度與透明度，還有很好的拉伸度和延展度，有染色和織布等加工性能。

二、聚乳酸的降解機理

（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，很有發展前途。聚乳酸及其共聚物降解的早期階段就是水解的過程，聚乳酸降解的基礎就是進行簡單的水解，這種降解是由于水分子的攻擊，造成酯鍵斷裂，從而形成醇和羧基，而聚乳酸屬于聚酯高分子材料，含有酯鍵，易水解，脂類在酸性和堿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、鐮刀酶念珠菌等微生物降解。其中，青霉素和鐮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，聚乳酸的降解率遠大于蛋白酶催化時的降解率。在降解過程中，隨著結晶的增加，水解速率會變慢，但不會形成新的結晶。微生物降解方法是在自然環境中進行降解的一種模擬試驗方法，能比較理想地反映聚乳酸的降解性能。如果微生物量適中且溫度適宜，就能加速降解的進程，還能降低結晶的形成，使降解速度更快。

三、對于聚乳酸降解方法的分析

目前，世界上對聚乳酸的降解分析研究主要基于水解和微生物的降解。為了加快聚乳酸的降解速率，國外Renouf-Glauser等相關專家加入了月桂酸，當攝入量控制在4.5%的時候，降解時間能減少到一周。在此研究基礎上，研究者們又做了幾組實驗，在降解的過程中加入不同分量的月桂酸對聚乳酸的降解時間進行比較分析，最終發現根據實際加入量的多少能夠將降解時間控制在一定的范圍內，在實際運營中，人們就可以根據自身需要可以把降解時間控制在一至幾周內。中國相關研究者楊小強等在聚乳酸中加入膠原質，研究結果發展，膠原質的加入大大提高了聚乳酸的降解速度，在五周左右的時間就能將聚乳酸的質量降解到一半，但對力學性能的影響很大，實驗表明這些材料的拉伸彈性模量和彎曲彈性模量分別減少了80%左右。

四、影響聚乳酸降解速度的因素

影響聚乳酸降解速度的內在因素就是高分子由于其自身成分和分子結構的特殊性，使得降解過程相對復雜，外在因素就有如微生物和酸堿度等，都對其降解速度有很大的影響。歸納起來，影響聚乳酸降解的主要因素可以歸類為兩方面：環境和材料。

（一）環境的影響

環境中有很多不確定的因素，如溫度、濕度、微生物、酸堿度等。例如，酶作為催化劑，在降解過程中起著推動降解加快的作用，溫度過高會影響酶的活性，從而影響降解速率，而且，環境中的PH值同樣也會影響酶的生長，過高或過低的PH值都不利于酶的生長。聚乳酸共聚物的降解在酸性的條件下進行，氫離子能使酯鍵斷裂，而酸性和堿性則都能使聚乳酸進行水解。研究表明，聚乳酸在酸堿性環境下的降解速率是：堿性>酸性>中性。

（二）材料的影響

影響材料的降解因素主要是由于材料本身特殊的分子結構，共聚物易水解的主鏈和其單體的親水性能。根據化學鍵水解難易程度的不同，可將不同主鏈的共聚物在同等水性條件中進行研究對比，根據實驗結果可知，其降解的難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>聚羥類聚醚。

除了主鏈結構的影響，材料對于水的滲透性能也是影響聚合物降解速度的重要因素。因為聚合物的親水性和親脂性主要是由單體的化學結構及其性能決定，所以單體的親水性對聚合物的降解有很大的影響，但是在實際使用中，我們可以通過人為的方式改變水的滲透性，比如可以增加材料的表面積和材料的多孔結構，實現降解速度的加快。

五、結束語

聚乳酸無污染的降解能降低對生態的破壞，減少污染，是替代傳統高分子聚合物材料的首選，但目前，我國對聚乳酸等降解材料的研究還處于起步階段，聚乳酸的使用成本還相對較高，我國可利用富饒的谷物發酵進行研制方面的工作。

參考文獻：

[1] 劉淑強, 閆承花, 郭潔麗, 等. 可降解聚乳酸纖維的研究進展[J]. 輕紡工業與技術, 2011, 40(6): 45-48.

[2] 林云, 劉國清. 三種生物降解塑料改性技術研究進展[J]. 中國塑料, 2011, 25(11): 1-4.

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關鍵詞：教學理念；教學改革；教學內容；工程意識；創新意識

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

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：10052909（2012）06007003土木工程材料是土木工程、港口工程、地下工程等專業必修的一門學科基礎課程。課程系統講授土木工程材料的基礎理論和工程應用，包括土木工程所用各種材料的組成、結構、制備、性質等。課程為后續專業課程的學習，如房屋建筑學、混凝土結構、鋼結構、土木工程施工、工程造價，以及畢業后從事土木工程設計、施工、管理和科學研究等提供了必備的理論基礎和專業知識，起到了承上啟下的作用，其學習效果直接關系到后續課程的學習，乃至工作。

國家工程建設的日新月異推動了材料科學技術的快速發展，新材料、新工藝的需求持續增長，急迫需要大量掌握專業最新知識的高素質人才。新形勢下，如何上好土木工程材料課程，達到理想的教學效果是課程教師一直思索并不斷努力的方向。近年來筆者致力于培養具有時代特點的專業技術人才，通過潛心研究、探討課程教學改革，從教學理念、教學內容、教學方式、方法及教材建設等方面進行了有益探索與實踐。

一、更新教學理念

教學理念是教學改革的靈魂。以培養適應新形勢下建筑工程需要的高素質工程技術人員為課程改革的基本思路，以著力培養學生實際工程能力，強化學生工程意識和責任意識，注重激發和培養學生創新能力為教學理念，以期獲得最佳的教學效果。

二、改革教學內容、教學方式及教學方法

（一）改革教學內容

教學內容是衡量教學質量高低的關鍵性指標。在教學中為順應土木工程材料學科的快速發展，根據教學目標和教學大綱要求，對教學內容進行了精選和優化。主要表現在以下幾個方面。一是，根據專業及專業方向的不同，適度調整教學內容組合和深度，制定不同的教學大綱。如：土木工程專業對有關結構材料性能的知識要求較高，授課必須達到規定深度。工程管理專業在深度上可適當降低，但要有一定廣度，因此應適當補充功能材料、裝飾材料等內容。又如：有關瀝青材料的內容多且難理解，對土木工程專業建筑工程方向的學生，僅介紹瀝青的組成、結構、性質以及在防水工程中的應用即可；對道橋工程方向的學生則應重點講授瀝青及瀝青混合料的路用性能，且要達到規定的深度。港口工程專業對材料的防腐、耐久等性能要求更高，這方面應作深入講解。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

吳東云，等新形勢下土木工程材料課程教學改革與建設探究

二是，對已較少應用或逐漸淡出的材料少講或不講；對工程實際中應用量大、重要的結構性材料著重講解，以突出重點。如：對木材作為結構性材料的有關內容進行了削減，將其合并到裝飾材料中；而高分子材料發展極快，應用范圍廣，應適當增加學時。

三是，重點分析材料的工程性能及其影響，突出工程應用。教學中要抓住材料組成、結構與材料性能，以及材料性能與應用這兩條主線，保證教學內容的基礎性與概括性，并突出科學的思維方法與研究方法，培養學生的創新精神與創新能力。

四是，經過精選，新教學內容基本理論——材料的基本理論、基本概念及基本性質；結構材料——膠凝材料、建筑鋼材、水泥、混凝土、砂漿、墻體材料；功能材料——瀝青、絕熱材料、吸聲隔聲材料；有機高分子材料——塑料、粘合劑等；裝飾材料——木材、石材、玻璃、陶瓷、高分子材料等。

五是，結合教師科研和工程實踐，將新材料、新工藝、新技術、新標準引入課堂，確保課堂教學內容與工程應用標準一致，保證課堂教學的先進性和適度超前性。例如：講混凝土時，適當介紹現代混凝土的發展趨勢，包括泵送混凝土、自流平混凝土、噴射混凝土、水下施工混凝土、大體積混凝土的概念及技術特點，做到理論聯系實際。講防水材料時，介紹當前防水材料的發展方向及其新技術、有機高分子材料即化學建材在土木工程中的快速發展及應用等。此外，對新型節能、環保、“綠色”墻體材料的發展應適當介紹，拓展學生的知識結構和廣度。

六是，根據教學內容適時引入典型工程實例，強調工程的應用性。如：汶川地震中被網友稱為“最牛小學”的工程實例，“911事件”對鋼結構材料的工程啟示，鳥巢、水立方工程中新材料、新技術地運用等。這些富有時代特點的工程實例極大地吸引了學生的注意力，增強了學生的感性認識，激發了求知的欲望和探索精神，培養了學生的工程意識和責任意識，以及嚴謹的科學作風。

（二）改革教學方式

“寬口徑、厚基礎、重能力、求創新”的教學改革目標要求專業課程有所增加，課程學時相應縮減，教學內容要不斷更新、補充。教學傳統模式難以完成教學內容，學生感性認識缺乏，教學效果相對較差。為此，必須改革傳統教學方式，開發研究以多媒體課件為主的立體化教學，使學生得到全方位信息交流。教師充分運用先進的教學手段，把形象、生動、直觀、動態的圖文聲像等綜合信息制作成多媒體課件帶入課程教學。這樣既增加了課堂教學的信息量，簡化了信息傳輸過程，增加了教學內容的趣味性和吸引力，而且還激發了學生學習的興趣和積極性，提高了教學效果和效率。

與此同時，利用網絡資源輔助課堂教學，建立了土木工程材料課程網站，利用網絡實現了課程學習、在線輔導、答疑等功能，極大地方便了學生；同時課程網站有大量關于新材料、新技術、新標準的信息資源，并與各專業網站建立了鏈接，開闊了學生眼界，拓展了學習空間，優化了教學環境，對學生鞏固和延伸課堂知識都起到了極好的促進作用。

（三）改革教學方法

教學方法的改革是教學改革的重要內容。在教學方法上，根據不同章節的教學目的和教學內容，靈活選用課堂講授、自學、專題討論等形式，采用啟發式、討論式、研究式、課題式等教學方法，適時引入典型工程實例調動學生學習積極性，引導學生積極思維。例如：為培養學生創新思維能力，引入天津奧體中心工程或中央電視臺新臺基礎工程大體積混凝土施工中出現水化熱過高的實例，引導學生從水泥的特性入手，對工程中出現的問題從材料的角度提出解決問題的思路和方法，從而激發學生的求知欲和對專業的熱情，強化其工程意識和責任意識。又如：在介紹有機高分子塑料管材在工程中的應用時，可給出工程實例讓學生展開討論，分析工程特點、材料性質，找出問題所在，提出解決工程問題的方法。再如：介紹裝飾材料時，可以命題的方式給學生布置大作業，要求學生寫調研報告，讓學生走出去，到裝飾城、施工現場展開調研，了解最新的材料及其應用情況，以擴大學生的視野，培養學生多方面獲取知識的能力。

對于實驗教學，實驗課注重學生實驗技能及動手能力的培養。在完成教學基本要求的前提下，對學有余力的學生開放實驗室，布置相應的創新性命題，引導學生探索、完成創新性實驗。如混凝土強度實驗，可指導學生設計成多組不同配合比，相同組分不同量、不同組分摻入，考慮外加劑、摻合料等多種情況，使學生在不同的實驗條件下得出不同的結論，以此加深對課堂知識的理解，并使之延伸，以培養學生嚴謹的科學研究作風以及探索與創新精神。

針對不同內容采用不同的教學方法，以培養學生的綜合分析問題、解決實際問題的能力。同時，注重講課內容的邏輯性、條理性、形象性、生動性和趣味性，提高講課藝術和教學效果。通過這些教學方法的運用，學生學習興趣與學習能力大大提高，科研積極性空前高漲，考試成績顯著提高，達到了提高課程教學質量的目的。

三、課程教材建設

教材建設是衡量教學團隊業務水平高低的重要標志之一，教材質量的好壞直接影響教師教學質量及學生學習質量。

（一）精選教材、參考書，為課程教學奠定基礎

根據土木工程專業培養方案及教學目標要求，結合學生特點、學科方向及畢業生去向，綜合考慮教材的科學性、權威性及適用性選用教材。隨著新技術標準的大量更新，學校選用高等教育精品教材《土木工程材料》作為課本，教材引入了新的技術標準，章節編排合理，并附有大量習題，適于學生課后復習、鞏固、提高。另外，還指定了其他版本的《土木工程材料》《土木工程材料典型題解析及自測試題》等輔導教材，《建筑工程材料手冊》《新型墻體材料標準手冊》等工具書，還為學有余力的學生推薦了如《混凝土》《高強混凝土及其應用》《建筑功能材料》《建筑工程質量事故分析》《建筑設計的材料表達》等參考書。這些參考資料既有一定的深度，也具有一定的廣度，為學生拓展課程知識奠定了基礎，學生反映良好。

（二）自編特色講義，豐富教學

追蹤材料科學發展趨勢，適時將新材料、新技術、新標準引進課堂，編寫教師易用、學生易學的課程講義，通過大量工程實例豐富教學內容，提高學生的學習積極性。

（三）充分利用網絡資源，擴大學生視野，促進課堂教學

將課程教學相關信息（大綱、教案、習題與測試、常見問題分析等）及時上網鏈接，方便學生查閱，開展師生互動，充分發揮其輔助教學的作用。網站還與有關期刊、標準網站、報紙等重要優秀專業網站鏈接，最大限度地方便學生獲取新知識，了解材料的最新發展動態，補充教學內容，使課堂教學內容具有先進性和適度超前性。

參考文獻：

［1］葉金福，姜澄宇.高等教育改革與創新［M］.西安：西北工業大學出版社，2005.

［2］蘇達根.土木工程材料［M］.北京：高等教育出版社，2008.

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[關鍵詞]稀土順丁橡膠、基本性能、研究

中圖分類號：TQ333.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）22-0011-01

稀土順丁橡膠有其優勢，如線型好、規整度高、自豁性好等，具有較好的力學性能及加工性能，和傳統的鋰、鈷、鈦系順丁橡膠以及鎳系的順丁橡膠相比，其具有更好的抗疲諦浴⒛湍バ砸約澳屠匣性，在滾動阻力以及生熱方面也具有優勢，這與現代子午線輪胎用膠要求相適應，可以滿足要求中對牽引、安全、滾動阻力以及耐用等方面的要求。這也讓稀土順丁橡膠在輪胎制造業中可以取代其他的順丁橡膠品種。參考前人研究，經過了大量的稀土順丁橡膠研究，在改造后的鎳系順丁橡膠裝置上實現了稀土順丁橡膠的工業化生產。

1、試驗部分

在實驗中的原材料有NdBR-D、NdBR-F、NiBR，其中NdBR-D及 NiBR是獨山子實話公司乙烯廠出產的；NdBR-F來自于德國lanxess公司；其他的都是橡膠工業中經常使用的助劑。試樣制配上，基本配方是100質量份順丁橡膠，2份硬脂酸，3份氧化鋅，60份工業參比炭黑，15份環烷油，1.5份硫磺，還有0.9份的促進劑TBBS。在試驗中采用的是兩段混煉。

2、微觀結構、相對分子質量及其分布

經研究證明，稀土順丁橡膠-D的順式-1，4-結構含量高于NiBR以及NdBR-F；NiBR中乙烯基含量要比NdBR-D以及NdBR-F產品中的要多，這說明鎳系順丁橡膠的鏈結構步入稀土順丁橡膠，稀土順丁橡膠結構要更為規整。分析GPC結果可知，NdBR-D以及NdBR-F中的數均分子量、重均分子量都比鎳系順丁橡膠中相應的含量要多；NdBR-D和NdBR-F進行比較，在分子量分布方面，NdBR-D要更寬，這和鎳系順丁橡膠差不多。

3、混煉加工性能及硫化特性

將NdBR-D、NdBR-F、NiBR放入密煉機進行混煉，經過一段時間，三者在轉矩曲線的變化情況上一樣，當加入黑炭后，轉矩就發生了明顯的變化，曲線變化升高，之后開始下降，逐漸進行平緩區[1]。NiBR混煉時最高轉矩最小，NdBR-F的最高轉矩最大，NdBR-F和NdBR-D在放入黑炭后最高轉矩要超過鎳系順丁橡膠，這可以看出稀土順丁小腳的生膠比較硬，在剪切上較為困難，這是因為其相對分子質量較大。在混煉中，鎳系順丁橡膠及NdBR-D在最高溫度上差不多，都比NdBR-F要低，三者在排膠結團性方面都比較優異。

NdBR-D混煉膠和生膠的門尼豁度之間差距較大，差值最大的就是NdBR-F，從此可以看出，NdBR-D以及NdBR-F和黑炭的結合性更好；鎳系順丁橡膠在應力弛豫面積比較小，要比NdBR的小。NdBR-D以及NdBR-F在ML上要比鎳系順丁橡膠大，這說明稀土順丁橡膠在測試溫度下的流動性不如鎳系順丁橡膠，這也和混煉膠門尼豁度所反映的情況相適應。

NdBR-D的t1和鎳系順丁橡膠基本上是一樣的，時間都比NdBR-F長；在t90上，NiBR以及NdBR-F要比NdBR-D稍長，這說明NdBR-D的硫化速率要更快。

4、力學性能及老化性能

在拉伸強度方面，NdBR-D以及NdBR-F要比鎳系順丁橡膠的更好一些，在NdBR-D以及NdBR-F中，在定伸應力為百分之三百時，更好的是NdBR-D，這和鎳系順丁橡膠差不多；這三者在扯斷伸長率方面都沒有什么差別；NdBR-D以及NdBR-F在撕裂強度上差不多，都比鎳系順丁橡膠的撕裂強度要高；NdBR-D在硬度方面較為優異。這三者經過老化后，無論是在拉伸的強度還是扯斷伸長率上都出現了下降的情況，經對比，鎳系順丁橡膠的下降率是最大的，而NdBR-D以及NdBR-F的耐老化性能較好。在耐磨性上，NdBR-D和NdBR-F想不多，都要比鎳系順丁橡膠要耐磨，這是因為稀土順丁橡膠的結構是超高順式的[2]。除此之外，在壓縮生熱性能方面，NdBR-F和NdBR-D產不多，要比鎳系順丁橡膠好；在回彈性方面，NdBR-F要比NdBR-D高，鎳系順丁橡膠要比NdBR-D的回彈性好；在耐屈撓性方面，NdBR-F和鎳系順丁橡膠不如NdBR-D。

5、動態力學性能

當處于高彈狀態下，NdBR-D、NdBR-F、NiBR產品的E'基本上一樣，當低于玻璃化轉變溫度情況下，NdBR-D的E'要更高一些，這說明其彈性以及弛豫強度上都較為優異。

如圖1所示，根據Tan的峰高能夠體現出橡膠的弛豫特性，當峰值變高，鏈段弛豫轉變的難度也就隨之增加，就會需要越來越多的能量[3]。從圖中可以得知鎳系順丁橡膠的峰值是最高的，它的鏈段的弛豫轉變相應的也是難度最大的。溫度不同情況下的tan也可以體現出橡膠的滾動阻力情況和抗濕滑性情況，在溫度為0時，其是最高的，這說明橡膠的抗濕滑性很好；溫度在60攝氏度以下，tan也就越低，那么其滾動的阻力也隨之較低。可以看出NdBR-D和NdBR-F產品的峰值在溫度是0攝氏度以及60攝氏度情況下，都比鎳系順丁橡膠的峰值要低，這說明鎳系順丁橡膠的抗濕滑性要比稀土順丁橡膠更好，但是在阻力方面，則稀土順丁橡膠更小。當溫度為0攝氏度時，NdBR-D的峰值相比于NdBR-F要稍微高出一些，在60攝氏度時，二者的峰值差不多，這說明在抗濕滑性能上，要比進口的稀土順丁橡膠更加好一些，這也和二者的重均分子量和數均分子量之間的比值有關系。

6、結論

NdBR-D和稀土順丁橡膠相比，在鏈結構上更加規整，相對的分子質量也更好；稀土順丁橡膠混煉膠和鎳系順丁橡膠相比，要想提升硫化速率，可以通過和炭黑組合來實現，還可以提升排膠結團性；NdBR-D和鎳系順丁橡膠相比，在耐老化性能以及力學性能方面都要比鎳系順丁橡膠更好，其拉伸強度較為優異，具有百分之三百的定伸應力，硬度也要比NiBR更好[4]。和鎳系順丁橡膠相比，稀土順丁橡膠在一些因素上要更具優勢，如回彈性、壓縮生熱性能、耐屈撓性以及耐磨性方面。鎳系順丁橡膠在抗濕滑性上要略微優于NdBR-D，但是其抗濕滑性和NdBR-F相比，還是較好的；在滾動阻力方面，NdBR-D和NdBR-F差不多，要比鎳系順丁橡膠小。

參考文獻

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土木工程材料教學內容體系存在的問題

(一)土木工程材料教學內容的豐富性與教材篇幅的有限性“大土木”概念的提出使土木工程材料的內容變得更加豐富。如:路面工程中的瀝青混合料、路基與地基中水泥石灰穩定粒料材料、房屋建筑工程中的保溫隔熱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設計與控制等。由于需要學習的內容多，而課堂教學時間有限，造成了教材編寫時要刪除許多重要的教學內容，造成了內容體系的不完整，專業寬口徑教育理念難以體現。(二)土木材料的發展性與教學內容的滯后性土木工程材料的新發展豐富了土木工程材料內容體系。如:傳統混凝土，包括水泥、粗、細骨料、水四大組分。由于混凝土外加劑能使混凝土性能和功能得到顯著改善和提高，因此，被稱為混凝土的第五組分，是混凝土技術的重大突破。當今，外加劑技術日新月異，聚羧酸系高性能外加劑普遍應用，對此大部分教材都未提及。對于外加劑部分內容，目前教材只停留在一般性介紹這個層次，對外加劑對水泥的適應性機理、外加劑的合理摻量、外加劑與混凝土性能的聯系、外加劑的檢測等內容未作詳細介紹。同時，對于一些外加劑對混凝土的負面影響有必要在教材中交代清楚，防止濫用和誤用。近年來，為了調節和改善水泥的性能，提高水泥產量，綜合利用工業廢渣，在磨制水泥時基本都加入了一定比例的天然或人工無機礦物質混合材料。在混凝土配制時，常直接用磨細的無機礦物質材料取代部分水泥，稱為摻合料，使其成為混凝土的第六組分。20世紀90年代以來，中國對第六組分開展了廣泛研究，有學者提出六組分設計法。雙摻或多摻法在個別行業得到廣泛應用，并經實踐證明具有較好的效果和意義，這些內容值得引入教材加以闡述和學習。對于土木工程中的功能材料，如合成高分子材料、裝飾性材料、絕熱保溫材料、復合材料、綠色材料等內容，近年來發展較快，教材為縮短篇幅，對壓縮精簡內容在課堂中一般不作深入講解，僅停留在概念介紹的層面，使得這部分內容的教學顯得抽象空洞。(三)教學中存在的問題土木工程材料教學目的在于使學生掌握主要土木工程材料的性質與應用，明確工程材料性質與材料結構的關系，為實現和改善材料的功能進行一定的材料設計，在工程中能對材料進行檢測和質量控制。材料的結構與構造、材料的參數與性質、材料的設計與配制、現場的檢測與控制等環節具有很強的實際操作性。環境條件不同，材料選用不同，設計目標差異很大，這就要求該課程應偏重于材料及其在工程中的應用。目前，土木工程材料在應用教學方面存在以下問題。一是，重理論輕應用。土木工程材料教材內容體系主要集中闡述各種材料的性能特點與技術性質，工程應用雖有介紹，但結合實際工程特別是典型工程的案例實踐不多。如:混凝土的配合比與試配，即是同一配合比，在不同的地方材料或環境條件下，三參數相同，配出的混凝土性能會大不相同。或者說，實現同一目標的混凝土，在不同環境條件下，配合比會有較大區別。由此可以看出具體工程試配的重要性，同時也說明混凝土設計不是僅憑三參數就可以決定混凝土的多組分，配合比設計需與具體組成材料環境條件相結合。二是，教材提供的部分參數不一定合理。如在混凝土坍落度的選擇上，由于現代機械化施工的普及，從實際工程應用看，教材提供的數據較少，在實際工作中難以借鑒。如在混凝土試配過程中，強度對水灰比非常敏感，水灰比變化0．01，強度就會有一個等級的差別。對于確定的試驗室配合比，由于試驗室的試驗小樣與現場大樣存在差異，在實施時需要結合現場情況作調整，建議引入砂率、水灰比的界限值概念。三是，教材中試驗與檢測內容科學性、規范性有待提高。如水泥的細度試驗，教材未講清楚試驗結果修正的問題，結果使得同一批次的水泥，不同的試驗組，試驗結果差別很大，與實際不符。又如混凝土試驗，試驗室養護條件不到位，學生試驗結果缺少說服力。這些在一定程度上影響了學生科學工作態度和規范化操作習慣的養成。要使教材內容對工程實際有科學的指導作用，需要對教材中的不合理概念、理論、經驗數據進行修改和更正，加強材料的工程應用與試驗方面的調整與教學［5］。

教學內容及其體系的分解、增減、深化和建設

筆者建議從以下幾個方面著手。(一)教學內容體系的擴展與組織為滿足國家建設形勢發展對土木工程專業人才的要求，需拓寬學生知識面。土木工程材料課程的教學要在建筑工程專業、道路工程專業材料課程內容的基礎上進行必要補充。如:增加高性能混凝土一章，內容包括高強度混凝土、大流動性混凝土、摻混合料混凝土、水泥凈漿等設計、生產、檢測;針對道路工程增加無機結合料、土工材料、速凝材料等內容;針對材料的耐久性，增設材料耐久性設計與控制章節。內容組織方式上可分冊設置教學內容，上冊設置土木工程材料各專業方向的共性內容，下冊安排高性能混凝土、新型土木材料(宜淡化“新型”二字)、瀝青混合料、無機穩定材料、土木材料的防腐與控制等內容，根據專業方向的不同要求學生分階段有選擇地進行選修學習。(二)教學內容的分解由于水泥混凝土章節含有水泥的選擇、集料的性能要求、混凝土的和易性、混凝土力學及變形性能、耐久性、外加劑、混凝土的配比和檢測評定內容，內容篇幅長，課時量大，造成各章教學學時相差懸殊。筆者建議把集料部分與石材一起單獨設章，充分體現集料在水泥混凝土、瀝青混合料和水泥穩定粒料等復合材料中的地位，對集料材料性能與應用可充分闡述。同樣，瀝青和瀝青基復合材料也可分為兩章，以適應不同專業方向選修需要。(三)教學內容體系的深化對于高性能、高強混凝土而言，外加劑的性能與質量決定了混凝土的性能和質量，因此有必要深化混凝土外加劑的教學內容，增加外加劑與水泥的相溶性理論［6］、外加劑選擇與檢測方法等教學內容。此外，適當增加儲能調溫新材料原理、性能、設計與應用等建筑節能新技術、新材料的介紹。通過收集整理土木工程各條戰線上資深專家學者的理論成果、應用經驗，認真組織教材編寫，使教學內容既有一定的深度和可操作性，又可分析和解決工程實際問題提供指導。(四)加強應用與試驗檢測內容建設結合工程實例和試驗檢測部分內容，突出土木工程材料基本性能與工程應用教學，重點培養學生的工程概念與工程材料應用能力。加大工程材料應用例題設置，通過講述實際工程案例，幫助學生全面理解和掌握材料的基本性能與工程應用特性。對于試驗部分教學內容，應規范試驗程序、改善試驗條件、增加部分新試驗，培養學生科學、客觀、規范、嚴謹的思維方法。

作者：張新勝 胡習兵 馬遠榮 單位：中南林業科技大學 土木工程與力學學院

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關鍵詞：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

中圖分類號：TH145.2+2文獻標識碼：A文章編號：

1前言

隨著社會的發展和生活水平的提高，人們對服裝、衛生用品、日用品、商品包裝等耐用消費品的要求越來越高，特別是公共設施使用抗菌材料逐漸成為趨勢，以抑制微生物，防止疾病的傳播。抗菌材料的生產已經成為一個新型的產業，世界各國對抗菌劑的研究更加重視。

2 皮革長霉的原因及危害

霉菌是絲狀真菌的一個通俗名稱，意即“發霉的真菌”，通常指那些菌絲體比較發達而又不產生大型子實體的真菌。它們往往在潮濕的氣候下大量生長繁殖，長出肉眼可見的絲狀、絨狀或蛛網的菌絲體，有較強的陸生性。在自然條件下，常引起食物、工農業產品的霉變和植物的真菌病害。

霉菌在皮革上的生長有以下三方面的原因。第一，皮革含有霉菌生長的營養源。第二，空氣中大量霉菌孢子的存在。第三，皮革的加工過程和儲運條件，有利于霉菌的生長繁殖L2j。通常，霉菌在皮革加工的以下幾個階段生長：① 浸酸皮；② 鉻鞣藍濕革；③ 染色革坯；④植鞣革坯；⑤ 植鞣液；⑥ 皮革成品。

根據霉變機理 一，霉菌對皮革內的一些營養物質，如碳水化合物、蛋白質、脂肪及其它有機化合物作用，同時分泌相應的酶，如纖維素酶、淀粉酶、脫脂酶等，把較大分子物質分解為可溶性的小分子，如：葡萄糖、氨基酸等，再通過細胞膜的吸收、傳遞，并經過一系列的合成代謝，轉變為自身所需的各種生命物質。于是，皮革內的營養物質在不斷被分解的同時，霉菌不斷增長繁殖，隨著霉菌數量的增大，進一步加速了皮革的霉變。同時，霉菌生長過程中分解營養物質而生成的“廢物”，或者是代謝活動中的分泌產物，如色素，可能會對皮革產生再侵襲，影響或破壞皮革的質量。最后，在霉菌大量繁殖時，由于菌體本身的聚集和堆積，形成的異物會造成纖維間隙的通道堵塞。具體而言，霉菌對皮革質量的影響主要表現在：① 皮革上色素的沉積，即色斑；② 染色、涂飾的不均勻性；③ 油霜的形成；④浸酸皮上的某些霉菌對皮纖維有降解的作用；⑤ 對皮革物理機械性能，特別是強度的破壞。一般來說，革表面輕度霉斑的菌苔可以擦去，僅影響皮革的外觀，使皮革的粒面失去光澤；而嚴重的霉斑有可能使皮革粒面霉變、腸裂，不僅影響皮革的外觀，而且顯著降低皮革的物理機械性能，嚴重影響皮革的銷售和使用。

3皮革抗菌

皮革制品是人類生活的必需，隨著人們生活水平的提高，其用量越來越大。但制革生產中使用的原料皮富含蛋白質，脂肪等營養物質，在保存過程中，非常容易受到微生物的侵入。經過加工的成革，雖然對微生物的抵抗力有所增加，仍然會發生霉變，尤其是皮革生產過程中引人大量用天然油脂生產的加脂劑，他們也是微生物滋生繁衍的溫床。此外，皮革結構的多孔性和極性結構使其容易吸濕，皮革呈酸性。所有以上原因構成了發霉的基本條件。生霉的皮革制品會出現白色、藍色、黃色和黑色的菌落或色斑，表面的霉菌同時向革內發展，使皮革的耐磨、強度和彈性也受到影響。所以，霉菌對皮革及其制品的外觀和內在質量都要造成嚴重損害，防霉在制革工業中是非常重要的。

一個理想的抗菌防臭劑應具備以下條件：(1)對自然界中的細菌和霉菌有廣譜的藥效；(2)抗菌作用強，少量即有效；(3)安全性高，對人體無毒、無刺激，不會產生過敏等作用；(4)有良好的配伍性能，使用方便，不會因酸、堿或其它成分的影響而降低藥效；(5)溶解性、分散性優良，不影響產品的基本性能和顏色；(6)環境相容性好，不會造成污染，易生物降解；(7)價格低廉。然而，目前使用的皮革防霉劑存在一些問題，如單一組分殺菌譜較窄，用量較大，成本較高，有些殺菌劑生物降解性較差。對環境影響也較大。伍維鈞等[28]針對市售商品的缺陷，研制開發了具有一定特色的氣霧型皮革護理劑，它不含水，具有突出的防霉效果，并易于清理，是比較理想的皮革護理抗菌劑，開發了防霉劑的新劑型，有使用方便，防霉高效，配伍性能好，刺激性小等優點。文武等[2。]結合國外皮革防霉劑的優點，研制出了以2一硫氰基甲基硫苯并噻唑為主要成分的皮革防霉劑3號，高效、廣譜、低毒，且是較為流行的乳油型，有較好的分散性，滲透性，不含五氯酚鈉，乙萘酚等。

除了防霉以外，皮革的其它抗菌性能研究較少。但是隨著人們生活水平的提高，對皮革產品不僅要求防水、防污、耐光可洗，而求要求衛生性能好，尤其是2003年，我國發生了SARS病毒全國大面積感染重大事件后，公共衛生已引起政府和人們的高度重視。日前有專家提出，應大力推廣抗菌材料在生活用品和公共設施中的應用。所以，作為人們經常使用的產品——革制品，也應該像纖維制品在一樣，賦予抗菌功能，以滿足人們生活所需。

抗菌皮革，即在皮革中引入一種或幾種帶抗菌基團的功能性皮革材料，使它具有接觸殺菌或者抑制皮革表面的微生物繁殖的功能，從而達到長期衛生、安全的目的，使皮革具有長效、廣譜的抗茵性能，同時具有經濟方便的特點，其衛生自潔功能又減少了交叉感染、疾病的傳播。皮革在日用品、服裝、制鞋、公共設施等領域中均有廣泛而重要的用途，所以，抗菌皮革和抗菌纖維是同樣重要的。抗菌纖維的研究開發始于2O世紀8O年代。在這個領域，日本是獨占鰲頭，無論從數量上還是質量上，都發展到一個相當成熟的階段。現在研究比較多的是抗茵內衣和公共設施。但從消費需求和市場發展的趨勢分析，抗菌皮革及其制品有較為可觀的發展前景，其應用領域會越來越寬。

作為皮革抗菌，目前有用于皮鞋的。曾經有報道：臺灣生產納米抗菌鞋，即將鞋革用抗菌劑處理，使其能在使用過程中保持抗菌作用。

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【關鍵詞】泡沫混凝土；建筑技術；施工工藝；技術要點；安全措施

前言

建筑業的發展需要從業者的努力，尤其在利用新科技、新技術、新材料方面，建筑行業更應該起到“先遣隊和偵察兵”的作用，積極利用新興科技、技術、材料和工藝，提高建筑的性能，降低資源的消耗，提到建筑的效益，實現建筑行業的飛速發展。混凝土是建筑業重要的工作內容和技術內容，在新時期，混凝土技術發展很快，各種類型的混凝土不斷涌現，泡沫混凝土就是這一階段的代表性新型混凝土，是建筑行業混凝土項目一項比較有先瞻性的技術。泡面混凝土是一種在混凝土的拌制和澆筑的過程中，在混凝土中加入發泡劑，利用發泡劑的理化性質產生數量巨大的氣泡，在混凝土硬化和養成后形成具有豐富氣泡結構的新型混凝土。泡沫混凝土具有很多優點，如：防水性好、抗震性強、隔音隔熱效果好、比重輕和強度高等綜合性又是，在建筑施工的保溫部位、屋面施工、夾心構件等方面有廣泛的應用，當前，泡沫混凝土已經成為建筑行業深入發展，建筑技術快速提高的標志，正在全國建筑領域得到整體的推廣。提高泡沫混凝土施工質量應該對本文根據建筑施工中保溫、屋面和夾心層項目應用泡沫混凝土經驗的基礎上，熟練利用各種泡沫混凝土發泡劑，真正掌握泡沫混凝土施工準備和施工中應該做好的技術要點，遵循泡沫混凝土施工中應該做到安全措施，實現泡沫混凝土施工的目標，為泡沫混凝土技術的應用做好經驗上的總結和技術上的梳理。

1常見的泡沫混凝土發泡劑類型

1.1松香類混凝土發泡劑

松香類混凝土發泡劑是常見的發泡劑種類，也是應用最早的一種類型，其工作機理就是利用松香和氫氧化鈉的相互作用產生大量泡沫，起到發泡的效果，松香類混凝土發泡劑制造工藝簡單，材料取材廣泛，具有成本的優勢；但存在發泡強度和能力上的缺陷，如今已有被其他發泡劑取代的趨勢。

1.2動物性混凝土發泡劑

動物性混凝土發泡劑是以動物蛋白為發泡原料，添加氫氧化鈉、氯化鎂、鹽酸等工業材料構成的一種新型發泡劑，具有發泡強度大、持續時間長、泡沫數量大等綜合性優勢，同時也存在著成本高，受施工環境和條件影響大等劣勢。

1.3植物性混凝土發泡劑

植物性混凝土發泡劑是一種天然高分子材料的發泡劑，具有無毒、無污染，發泡能力強、泡沫質量高，適應范圍廣等綜合性優勢，是當前泡沫混凝土施工中最為常見的發泡劑。

2泡沫混凝土施工的技術準備

2.1施工技術的準備

先期施工已經結束，并以驗收合格；泡沫混凝土施工的設計已經經過技術和實際檢驗；泡沫混凝土施工的技術交底已經完成；泡沫混凝土施工的控制測量和施工圖紙勘驗已經通過驗收；對發泡劑的試驗已經完成，并對實際的配合比業已確定。

2.2施工材料的技術要求

泡沫混凝土施工應該采用普通硅酸鹽水泥，確保登記在42.5以上，也可根據實際情況選用礦渣硅酸鹽水泥；控制泡沫混凝土原料的含泥量，一般以3%為控制尺度；檢驗發泡劑質量證明，并做好施工前試驗。

2.3施工設備的技術要求

泡沫混凝土施工中應用拌制設備、發泡劑、運輸車輛、輸送泵等設備應該保持完好，性能可靠，泡沫混凝土施工應用的振搗器、推車、抹子等工具應該數量齊備。

2.4施工環境的技術規格作業條件

泡沫混凝土施工基層或模具表面清理干凈，應該對模版采用灑水濕潤的處理措施；泡沫混凝土施工特殊工種必須持證上崗；施工作業環境符合泡沫混凝土作業的要求

3泡沫混凝土施工的技術要點

3.1泡沫混凝土施工工藝流程：

檢驗水泥、砂子、發泡劑質量配合比試驗技術交底準備機具設備基底清理找標高攪拌、澆筑混凝土找平、壓光養護檢查驗收。

3.2泡沫混凝土施工個環節的技術控制

做好施工面的基底處理工作，在澆筑混凝土前要灑水濕潤；做好使用控制測量，標注控制線。做好混凝土配合比的控制和投料順序管理；按規定留設泡沫混凝土試塊；做好澆筑和振搗工作，澆筑過程應放置泡沫混凝土離析，振搗過程應符合技術規范；做好表面的找平和壓光處理，當面層砂漿初凝后，用鐵抹子把凹坑、砂眼填實抹平，注意不得漏壓；當面層砂漿終凝前，用鐵抹子用力抹壓，把所有抹紋壓平壓光，達到面層表面密實光潔。；做好泡沫混凝土的養護工作，泡沫混凝土養護期在7天以上，對混凝土覆蓋和灑水養護。

4泡沫混凝土施工的安全措施

泡沫混凝土的運輸和施工應該適當采用防護措施；注意泡沫混凝土施工設備的安全操作；對于泡沫混凝土施工的高危環節加強技術防護和控制。

5 結語

綜上所述，建筑的最終發展離不開技術的進步、新科技的推廣和新材料的運用，在現階段建筑行業應該發揮泡沫混凝土在比重、強度、防水、結構上的優勢，加大泡沫混凝土在建筑保溫層施工、屋面鋪設、墻體砌筑等各項施工項目的應用，以控制發泡劑種類和質量，提高泡沫混凝土施工準備工作，提升泡沫混凝土施工技術水平，在確保安全施工的基礎上，高品質低實現泡沫混凝土施工目標，在完成施工任務的前提下，推進泡沫混凝土技術的應用，做好泡沫混凝土技術的推廣，實現泡沫混凝土技術最佳的經濟和社會價值，進而完成建筑行業的根本任務

參考文獻：

[1]周明杰，王娜娜，趙曉艷，趙曉輝.泡沫混凝土的研究和應用最新進展[J].混凝土.2009（04）.

[2]李龍珠，夏勇濤，劉文斌，肖雪軍.泡沫混凝土的發展現狀及應用前景[J].商品混凝土.2009（07）.

[3]扈士凱，李應權，段策，羅寧.礦物摻和料對泡沫混凝土基本性能的影響[J].墻材革新與建筑節能.2009（11）.

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[關鍵詞]粉煤灰；堿法工藝；酸法工藝；氧化鋁

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）08-0054-02

引言

粉煤灰是燃煤電廠在煤炭經鍋爐燃燒后排出的固體廢料，也是我國排放量最大的工業廢渣。通常每燃燒1噸煤，產生20～30%的粉煤灰，我國火電廠平均排放灰渣量在25%左右。目前我國年排放粉煤灰約4億多噸，占全球排放量的約1/3。

我國煤炭資源豐富，煤炭主要用于火電廠發電，我國每年產煤量30多億噸，我國的粉煤灰資源量巨大，目前全國粉煤灰堆存量估計在25億噸以上，我國粉煤灰近幾年的排放情況如下：

2010年粉煤灰排放量約4億噸，我國煤炭產量每年在逐步增加，粉煤灰排放量也在逐年增加。預計到2020年時，我國粉煤灰排放量可達5.4億噸/年。

1 粉煤灰對環境的影響

粉煤灰作為一種工業廢渣，如不能及時處理，將會對環境和人類生存造成嚴重危害，大量堆存的粉煤灰對環境的影響如下：

（1）占用土地及浪費人力和財力資源：據統計資料介紹，每掩埋、堆存1噸粉煤灰，處理費用為15～20元。

（2）污染空氣：堆場干燥的粉煤灰，只需四級以上風力，即可將表層灰吹揚到空中20～50m，造成空

氣質量惡化。

（3）污染水體：粉煤灰進入水體，使水變渾濁，灰中重金屬Pb、Hg、Cd等還會污染水質。

（4）污染土壤：堆場儲存的灰或空中飄落的灰，將使土質堿化、板結，影響農作物生長。

（5）浪費資源：粉煤灰中含有大量氧化鋁，并富含鎵等金屬，將粉煤灰當工業廢渣堆存，浪費了寶貴的資源。

2 粉煤灰的基本性質

2.1 粉煤灰的化學組成

粉煤灰的化學組成主要由煤炭本身的礦物組成決定，粉煤灰中氧化鋁含量通常在15～35%，氧化硅含量在30～50%，另含部分氧化鐵、氧化鈣、氧化鈦等金屬氧化物，未燃盡炭在4～10%。通過我公司近幾年對全國粉煤灰化學組分的調研，認為其Al2O3含量平均值為27.2%，氧化硅含量平均值為50.2%。

在我國內蒙古、山西一帶，其粉煤灰中氧化鋁含量通常在38%以上，部分電廠排出的粉煤灰中氧化鋁含量在45～53.5%，屬于高鋁粉煤灰。幾乎與鋁土礦中的氧化鋁含量相當，是鋁工業的一種潛在資源。

經初步統計，高鋁粉煤灰占粉煤灰總量的25%左右。主要集中在內蒙古南部、山西北部地區，粉煤灰綜合利用提取氧化鋁，應圍繞高鋁粉煤灰進行研究，而氧化鋁含量低于36%的粉煤灰，可考慮生產建材等其它綜合利用途徑。

2.2 粉煤灰的礦物組成

粉煤灰是一種高分散的固相集合體，其顆粒形態主要為非晶質的空心微珠、不規則的玻璃體、無定形炭粒及其他不定形礦物，大部分為SiO2、Al2O3的固溶體，另有莫來石、赤鐵礦、磁鐵礦、鈣長石、石英等。各發電廠由于煤質不同、鍋爐燃燒條件不同，礦物成分有較大差別。

如A公司煤粉爐粉煤灰礦物組成：莫來石61%，玻璃體25%，剛玉14%。B公司循環流化床粉煤灰的主要物相組成：無定形偏高嶺石，莫來石含量僅6～8%，它是由原煤中的主要粘土礦物高嶺石在850℃下煅燒而形成，其主要化學組成SiO2、Al2O3及Fe2O3，均具有很好的活性。

2.3 粉煤灰的物理性質

粉煤灰為灰白色粉狀物，少數呈黑色。容重較輕：0.5～0.8g/cm3，松散密度：0.48～0.55g/cm3，比重：1.95～2.4g/cm3， 粒度較細：4～40μm。安息角：47～48度，比表面積：9.5～22m2/g，燒失量：5～7%。

3 高鋁粉煤灰提取氧化鋁的工藝方法

由于我國鋁土礦資源貧乏，目前鋁土礦進口量已經超過國內鋁土礦用量的50%，且礦石價格逐年上漲，礦石品位連年下降，尋找非鋁土礦資源生產氧化鋁已成為我國氧化鋁工業發展的當務之急。

我國內蒙古南部、山西北部地區擁有非常豐富的高鋁粉煤灰資源，高鋁粉煤灰提取氧化鋁的研究，已成為國內煤炭、電力、鋁行業的熱門研究課題。眾多企業、高校、科研單位已投入到此行業的研究中，取得了大量研究成果，有些新工藝已經進入工業化研究階段。現對各種粉煤灰提取氧化鋁的工藝方法進行分析如下：

3.1 石灰石燒結法

（1） 國外石灰石燒結法工藝

自上世紀40年代開始，美國、波蘭、蘇聯等國家對這方面進行過研究。其中對波蘭克拉科夫礦業學院的研究，國內資料報導較多。

波蘭克拉科夫礦業學院對粉煤灰提取氧化鋁的研究，提出石灰石燒結法工藝，要求粉煤灰中Al2O3≥30%，粉煤灰用石灰石燒結法提取氧化鋁后，赤泥用于生產水泥。

1953年建成1萬噸/年氧化鋁廠，配套10萬噸/年水泥廠。

70年代末，波蘭又建設了第二個粉煤灰生產氧化鋁廠，設計規模：10萬噸/年氧化鋁，120萬噸/年水泥。設計指標如下：

粉煤灰原料中氧化鋁含量： 32%

純堿消耗： 151kg/t-Al2O3

石灰石消耗： 11t/t-Al2O3

粉煤灰消耗： 3.99t/t-Al2O3

煤耗（7000kcal/kg標煤）： 166kg/t-熟料

水耗： 19.8t/t-Al2O3

氧化鋁回收率： 70～75%

溶出液中Al2O3濃度： 30g/l

燒結溫度： 1300℃

單位產品能耗： >2000kg/t-Al2O3

由于燒結法工藝的局限，粉煤灰中Al2O3含量偏低，許多技術指標是比較差，特別是石灰石配量大，溶出液中Al2O3濃度低，在經濟上難以保證獲利。目前國內已無該廠的資料報導，該工廠可能經濟原因已關閉。

（2） 國內石灰石燒結法工藝

我國從上世紀70年代末開始關注粉煤灰提取氧化鋁的技術研究，受波蘭的影響，最初關于采用石灰燒結法處理粉煤灰的呼聲很高，有關部門也多次組團赴波蘭進行技術考察。安徽淮北、淮南煤礦電廠產出的粉煤灰中氧化鋁含量在32～35%之間，與波蘭粉煤灰中氧化鋁含量相近。

1980年，安徽省冶金研究院和合肥水泥研究所在進行粉煤灰提取氧化鋁和硅鈣渣制做水泥的實驗室實驗基礎上，提出了用石灰燒結、碳酸鈉溶出工藝從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁，并將硅鈣渣用作生產水泥的原料的綜合利用工藝技術路線，該方案于1982年3月通過國家技術鑒定。安徽省電力局在完成“粉煤灰提取氧化鋁并生產硅酸鈣材料的方法”的實驗室中試后，于1989年申請了專利，并在淮陰發電廠進行了中試生產。三年的中試生產表明，此工藝不但能夠提取氧化鋁，同時還可生產沸石或凈水劑等中間產品。但由于原料粉煤灰中氧化鋁含量不高、生產過程中碳酸鈉的回收率低以及工藝不配套等種種原因，造成生產虧損，項目在運行3年后不得不關閉。

石灰石燒結法的特點：

①優點：

工藝技術成熟，能夠產出合格氧化鋁產品，并能生產出水泥。

②缺點：

―渣量大，每生產1噸氧化鋁產生10t左右的硅鈣渣，水泥行業無法消化。硅鈣渣堆存則造成更大的環境污染，因為渣量比粉煤灰量增加200%以上。

―熟料溶出過程中由于渣量過大，洗水量隨之增大，使溶出液濃度低，堿的回收率降低，循環效率低，造成能耗及原材料消耗高，生產成本高。

―石灰石燒結法能耗高、生產成本高，與現有氧化鋁廠普遍采用的拜爾法生產氧化鋁工藝比較，沒有競爭力。

3.2 預脫硅-堿石灰燒結法工藝

預脫硅-堿石灰燒結法工藝處理高鋁粉煤灰提取氧化鋁，是在原有石灰石燒結法工藝的基礎上進行改進提高。在粉煤灰進入氧化鋁生產系統前，先對粉煤灰進行預脫硅處理，粉煤灰中的大量SiO2，在一定條件下與適當濃度的苛性堿反應，生成的硅酸鈉溶液用來生產白炭黑、活性硅酸鈣或其它硅產品，而預脫硅后的粉煤灰A/S大幅度提高，再用燒結法工藝生產氧化鋁。

預脫硅-堿石灰燒結法的特點：

（1）經預脫硅處理后的粉煤灰，A/S大幅度提高，可減少燒結法生料漿的配石灰量，從而大幅度減少燒結法排出的渣量。有利于改善燒結法的技術經濟指標。

（2）預脫硅堿液可用于生產白炭黑等硅產品，進一步變廢為寶，有利于粉煤灰原料的綜合利用。

（3）氧化鋁、硅產品生產工藝流程，均能形成閉路循環，技術上可行。

（4）與鋁土礦的傳統氧化鋁生產工藝比較，此方法同樣存在能耗高、渣量大、生產成本高等問題。需要繼續改進及優化。

3.3 酸法工藝

由于Al2O3為兩性氧化鋁，它既可以溶于酸，也可以溶于堿，生產氧化鋁的方法通常有酸法、堿法兩大類之分。

對于傳統的堿法工藝來說，原料中的SiO2為主要有害雜質，故對礦石中的SiO2有嚴格限制，即使采用燒結法工藝，其礦石A/S通常要求4以上，而粉煤灰的A/S通常在1左右，故采用堿法工藝很難突破渣量大、能耗高、成本高的技術難題。

酸法工藝的方法簡單、流程短，將高鋁粉煤灰與酸按比例混合后，在一定條件下進行反應，生成鋁鹽溶液，溶液經凈化處理后進行蒸發結晶得到純凈的鋁鹽中間產品，鋁鹽經焙燒即可得到氧化鋁產品，焙燒煙氣經制酸后循環使用。

酸法的優點：工藝簡單且生產流程短，粉煤灰中的SiO2不溶于酸，不構成氧化鋁生產過程中的有害雜質，可以處理A/S很低（如1左右）的原料。生產過程中不加入石灰等其它物質，故渣量小、能耗及原材料消耗低，生產成本較低。

酸法的缺點：鋁鹽溶液中通常含有鐵、鈣、鎂等雜質，其除雜較難解決，酸對設備及材料腐蝕嚴重，設備材料選擇困難，投資較高，所生產出來的氧化鋁產品，化學成分與堿法氧化鋁產品類似，但物理性能差別較大，電解鋁工藝應配套技改。

氧化鋁工業發展史上，由于酸法工藝的以上缺點存在，過去無法解決，使堿法工藝成為生產氧化鋁的主流方法。

近20年來，隨著材料工業的高速發展，許多新研制的非金屬材料、高分子材料在化工、冶金、氯堿工業大量使用，設備及材料防酸腐蝕問題逐步解決，為粉煤灰酸法工藝的發展提供了保障。鋁鹽除雜難題也隨著高分子樹脂吸附除雜、膜技術除雜的技術發展而逐步得到解決。

目前，粉煤灰提取氧化鋁的研究，其酸法工藝難題隨著材料技術的發展正在逐步得到解決，有可能取代傳統的堿法工藝，成為粉煤灰提取氧化鋁的主要研究方向。下面介紹2種典型的粉煤灰提取氧化鋁酸法工藝：

3.3.1 酸堿聯合法

酸堿聯合法汲取了堿法工藝和酸法工藝的特點，此法主要用于處理A/S較低的原料生產氧化鋁研究。其特點是：用酸法除硅、堿法除鐵。

經我公司2009年對此工藝方案作詳細比較后認為：

（1）此工藝技術基本成熟，可以生產出合格的氧化鋁產品。

（2）其工藝流程較長，有2個獨立的氧化鋁生產系統，必然造成生產工序及設備多、消耗高、投資大、生產成本高，幾乎沒有經濟利用價值。

（3）目前還沒有酸堿聯合法的應用先例，僅停留在理論及實驗室研究階段。

3.3.2 硫酸銨法

硫酸銨法處理高鋁粉煤灰生產氧化鋁，也是目前粉煤灰研究的重點工藝技術，目前已有單位將此研究課題從實驗室研究擴大到工業性生產研究階段。

高鋁粉煤灰與硫酸銨按一定的比例混合后，進行低溫焙燒反應，焙燒得到的熟料經水溶出得到硫酸鋁銨溶液和硅渣，經分離洗滌后，硫酸鋁銨溶液進行凈化處理，再加熟料燒成，產生的氨氣分解，得到氫氧化鋁中間產品，氫氧化鋁焙燒后得到氧化鋁產品。分解產生的硫酸銨溶液經蒸發濃縮后循環使用，而生產過程中產生的硅渣可用于生產白炭黑、硅系列產品。

本工藝路線由于引入了硫酸銨，硫酸根離子對設備腐蝕強于堿，故將其歸類為酸法工藝。由于酸法除鐵及除雜質離子困難，有的研究單位在得到中間產品氫氧化鋁后，再采用拜爾法處理，從而得到純凈的氧化鋁產品。

硫酸銨法的特點如下：

（1）硫酸銨可以實現閉路循環，生產中產生的氨氣也可循環利用。

（2）生產中未添加任何輔助劑，實現了渣量減量化，有利于減少渣對環境的污染。

（3）硫酸鋁銨為弱酸性鹽，對設備及材料腐蝕不如純酸法嚴重，有利于設備及材料選擇。

（4）硫酸鋁銨溶液除鐵等雜質離子較難，若加上獨立的拜爾法工藝除鐵后，其流程較長，投資較大，生產成本較高。

目前高鋁粉煤灰提取氧化鋁的研究方法很多，每種方法都有各自的優缺點，目前技術上還未形成統一認識，處于全面研究階段。除以上列出的5種主要粉煤灰處理方法外，還有選礦法、氟鹽法等，至于酸法工藝，也有鹽酸法、硫酸法、硝酸法之分，這里就不再一一介紹。

4 結論

（1） 粉煤灰綜合利用意義重大，利國利民，既能解決粉煤灰污染環境問題，又能解決我國鋁土礦資源不足的問題，功在當代、利在千秋，建議相關部門對各研究單位給予大力支持。

（2） 目前高鋁粉煤灰綜合利用研究的工藝方法很多，每種方法均有各自的不足。過去幾十年國內外主要圍繞堿法工藝進行研究，由于堿法工藝本身的局限，使得研究進展緩慢。近年來酸法工藝研究取得了重大進展，建議對酸法工藝研究給與重點關注和支持，酸法工藝路線處理粉煤灰具有較好的發展前景。

參考文獻

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[8] 韓懷強，蔣挺大.粉煤灰利用技術[M].北京：化學工業出版社，2001.

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【關鍵詞】裝飾畫教學 綜合材料 選取 應用

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）06B-0161-02

綜合材料裝飾畫，顧名思義可以理解為多種材料材質綜合于一體所制作出的裝飾畫表現，同時也能將其理解為材質同繪畫的關聯組合。在綜合材料裝飾畫創作的教學中，引導學生充分認知材料屬性，合理運用材料的肌理、色澤、形狀以及質地，表現裝飾畫的藝術效果，是中學裝飾畫教學的關鍵。

一、引導學生正確把握綜合材料的屬性

裝飾畫創作實踐表明，不同材料所具有的色澤、比重、強度、形態等材質性能對其主題表達、造型處理、工藝手法等都會產生不同的影響，所表現的藝術效果也截然不同。例如，玻璃，精美、透明、質地純凈、色彩明亮，很有美感，給人以無限的想象空間。眾所周知，氣泡對于玻璃來說是次品的標志，但就美感而言，玻璃中的氣泡具有一種靈動之美，有一種自由的空氣在一瞬間被凝固的感覺，蘊含了神奇的魅力。在裝飾畫中就可以利用氣泡玻璃這一特質，加以運用和創作到裝飾畫中，使之畫面更加靈動。而木材，大都色澤柔順，芳香清純，有較好的彈性和韌性，質地輕盈強度高，且耐震動，處理手法非常豐富，易造型，表現力多樣。將木材運用到裝飾畫中，給人以質樸清晰的美感。纖維卻是給人以親切溫暖的自然符號，強調了自然材料的運用，具有原始的自然風格。在教學實踐中，綜合材料從物理化學屬性方面，可分為無機物材料（金屬材料、無機非金屬材料）、有機物材料和不同類型材料所組成的復合材料。金屬材料，顧名思義，包括鐵、鋼、銅、鋁等。那么陶瓷、玻璃、水泥、石膏等就是無機非金屬材料，它主要是指除金屬材料外的其他無機材料。而有機物材料是指棉花、羊毛、蠶絲、塑料、橡膠、尼龍、干樹枝、干樹葉、稻草麥稈等。復合材料則是將兩種或兩種以上的材料復合成一體形成的材料。比如常見的有鋼筋混凝土、玻璃鋼、新型納米材料等。

在多年的裝飾畫教學實踐中，筆者主要是引導學生將材料按照以下兩種方式進行使用：一是將材料混合使用。所謂混合材料的使用，是指裝飾繪畫制作材料不是單一品種，而是多樣化，將有機材料、無機材料在同一幅裝飾中表現不同藝術個體，這不僅保持了原有材料的特質，而且增添了裝飾畫的工藝性和多樣性；二是將傳統材料賦予新型的表現形式。比如紙漿材料。紙是有機高分子材料，傳統材料的一種，生活中隨處可見。但如果將紙和白乳膠進行一定比例的均勻調配，再運用到裝飾畫中，運用不同的技術手法，將會增添畫面的肌理感。

二、提升學生對綜合材料應用中的審美能力，增強裝飾畫質感

裝飾畫的材料美，是指材料自身所具備的形狀、色澤、質地、肌理等，通過設計而加以運用并充分發揮其特點，從而構成視覺效果的美。現代的裝飾畫越來越注重材料的語匯表達，有的作品甚至通過材料與材料之間的組合關系來表達藝術家的播種審美意向和審美追求。在教學中要注重引導學生把握材料的外形、色澤、質地、肌理結構美，增強裝飾畫藝術表現效果。

（一）材料自身的形狀美。有些材料自身已具備制作裝飾畫要求的形狀美，無需加工。合理地運用材料自身的形狀美感，能使裝飾畫更具自然界的天然美感。有些材料大小不適合則需裁剪輕微加工，也可以運用自身材料的美感。

（二）材料的色彩美。色彩的感覺是一般美感中最大眾化的形式，色彩在繪畫中被稱為“第一視覺語言”，不同的色彩會使人產生不同的生理反應和心理反應。比如粉色粉紅象征溫柔、甜美、浪漫、沒有壓力，可以軟化攻擊、安撫浮躁。白色象征純潔、神圣、善良、信任與開放；但白色面積太大，會給人疏離、夢幻的感覺。每種色彩都給人心理上會有不同的感受，這就判定了裝飾畫色彩的主調，什么樣的主調給人以什么樣的感受。在教學中，我們常把材料的色彩分為兩類：一類是材料本身所具有的色彩（材料自然色）。一類是材料根據創作的需要所加工處理產生的色彩，是材料本身不具備的。像第一類色彩，材料自身的色彩給人以環保、質樸、自然清新之感；光亮金屬色彩給人以現代時尚之感。在裝飾畫中運用這些自然形成的天然色彩，將其充分發揮作用，可以起到畫龍點睛的效果。

（三）材料的質地美。人類對材料的質地有視覺、觸覺和心理上的不同感受。比如，對待石料，則覺得堅固凝重；木料則覺得親切溫暖。但將這些感受合理和諧的運用裝飾畫中，才能充分發揮其特性，增強表現力。

（四）材料的肌理美。肌理是指物體表面各種縱橫交錯的紋理變化，是一種紋理特征的感受。從形式上可分為視覺肌理和觸覺肌理，從加工程度上可分為自然肌理（也叫“一次肌理”）和人工肌理（也叫“二次肌理”）。它是我們設計創作靈感的來源。

在教學實踐中，選擇什么肌理材料，主要從以下幾個因素進行考慮：一是材料肌理的選擇與創作主題相吻合。如果在創作過程中所選材料的肌理與主題所要表現的意境、情趣相吻合，那么材料就能表現裝飾畫抽象的內在含義，起到強化主題的作用。二是材料肌理的應用比例。如果一味地追求肌理感，在一幅畫中使用太多材料，就會導致畫面的肌理堆積，而沒有了美感。所以在裝飾畫中材料肌理的運用應該追尋一定的比例，追求單純性、統一性，使之畫面和諧。三是材料肌理的組合和對比關系。在教學中我們可以分為同一材料肌理組合、相似肌理材料的組合、對比肌理的組合三類。其中對比肌理使畫面的視覺效果和沖擊力加強，層次分明，不過要注意主次協調。在對比中求統一，在統一中求變化，增強了裝飾畫的審美和欣賞價值。

三、引導學生把握綜合材料的應用基本規律

裝飾畫具有功能美和形式美兩大要求，現今材料在裝飾畫中應用已是相當的普遍，但不能毫無理由地隨便運用，必須引導學生遵從一定的創作規律，將材料與一定的創作手法相結合，考慮材料的特殊性。

（一）適合的材料與材質――可用性與可塑性。一幅優美且具有藝術價值的綜合材料裝飾畫，挑選什么樣的材料及如何使用這一材料是至關重要的問題。首先，要了解材料的基本性能的適用性問題，即可用性問題。其次材料的材質問題，它關乎著材料的可塑性以及所表達出來的效果。在這里，學生不僅要了解材料的材質，也要了解材料的物理性能和化學性能，這樣才能更好更全面地利用材料的特性，創作出最適合此材料所表達的裝飾畫。

（二）適合的材料外觀――視覺效果。對于裝飾畫，材料的外觀直接影響到整幅作品所展現出的視覺效果，而最終的視覺效果則是裝飾畫需要追求表現的一個重要部分。一種是自然面貌，即材料的本來面貌。第二種就是進行藝術加工后的外觀。如果是這樣，就要清楚地認識到材料的工藝特性，才能有處理和加工這一材料的能力，使其出現原有想象的效果。不過對材料進行藝術加工，也要考慮到材料原來的主要特色，盡可能有所保留，否則就缺失使用這一材料的意義。

（三）與環境因素緊密結合。裝飾畫是不可能脫離環境而單獨存在的，那么選擇什么樣的材料應用到裝飾畫中，要考慮到裝飾畫處于什么樣的環境中，與主題相對應。如果是表現環境自然生態樸素美，那么就可以多選擇環保類有機物材料，而非金屬材料，像麻、木材等就是不錯的材料，在教學中應注意合理取舍。

（四）利用材料之間的對比因素。利用材料的特殊形狀、自身色彩、表面肌理等形成軟與硬、光澤與無光澤、華麗與粗糙、生命與死亡等材質美感的對比，形成獨具特色的藝術審美風格。

在文化多元的今天，裝飾畫可以不受材料、技法和形式的局限，進行大膽綜合的創作，大大提高了畫面協調的可能性，與所處的空間、環境、光線相呼應，促進情感的表達。所以，選擇什么材料是與環境因素緊密結合的。

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[論文摘要]文章闡述了高職“建筑材料”課程教學的特點和要求,分析了現階段高職“建筑材料”課程教學存在的問題,并提出了相應的解決方案。 

 

一、高職“建筑材料”課程教學的要求和特點 

“建筑材料”課程作為高職土建類專業一門重要的基礎課程,不僅是以數學、物理、化學、力學等課程為基礎的專業基礎課,還是“房屋建筑結構”“建筑設備”“工程概預算”等后續課程的前期基礎課,開設這門課程的主要目的是針對建筑材料的發展方向,面對新材料、新技術、新標準不斷出現的情況,使學生掌握常見建筑材料的技術特性、相關標準等基本知識,了解在實際工作中如何選用建筑材料,并為后續專業課程打下良好的理論基礎。“建筑材料”課作為一門基礎課程是研究各種建筑材料的構造、生產與加工方法、材料的技術性能、質量檢驗以及如何合理使用的課程。它涵蓋的內容廣泛,涉及學科較多,且綜合性、實踐性都很強。通過本課程的學習,不僅可以為學生的后續專業課程提供必要的專業基礎知識,也為今后的工程實踐打下理論基礎,同時也可以培養學生一定的實驗技能,可以說它是通往專業課程的必經之路,也是決定學生專業面寬窄和工作適應性的關鍵因素。 

(一)高職“建筑材料”課程的要求 

高職教育培養的目標是“培養具有必要的理論知識和過硬的實踐能力,面向生產、建設、服務和管理第一線急需的技能型人才”,如何在以就業為導向的高職教育改革中,實現人才培養與社會需求的對接,已經成為高職教育面臨的一項重大而緊迫的任務。 

近些年來,我國高等職業教育迅速發展,為社會化培養了大量高素質專門人才,但其培養的人才與用人單位的需求存在著較大的差距。因此,高職院校的課程設置應根據用人單位的需求,針對崗位群設置專業,增強專業覆蓋面,按市場需求的發展變化對課程設置及時地進行調整、補充、修訂。同時,還要處理好理論教學和實踐教學、能力培養和知識傳授、現代內容和傳統內容、基礎課程和專業課程的關系,認真研究各類課程之間的結構、比例和權重,以滿足學生從業和個性發展的需要。 

培養目標是課程設置的依據,根據高職教育的培養目標,高職院校的課程教學應淡化基礎理論教學的系統性、嚴密性,增強理論教學的針對性、應用性。把知識傳授和動手能力的培養結合起來,在基礎理論“必需”“夠用”的基礎上加大實踐教學的比重。通過企業對崗位知識和能力需求的調研,我們認為課程教學目標的制定應根據一線施工與管理崗位的要求,針對一線施工與管理崗位群,整理出課程的知識點和能力點,并重新編排組合,形成教學大綱。筆者認為,“建筑材料”課程的教學目標包括以下幾個方面:一是了解與掌握建筑行業中常用建筑材料的基礎知識;二是基本掌握我國現行建筑材料的各種標準和常見的檢測方法,比較熟練地對目前施工企業常用的建筑材料進行檢測,并提供可靠的檢測數據,基本上可以為工程建設質量控制和合格性評定提供依據;三是強化對專業研究工作的基本訓練,提高分析問題、解決問題的綜合能力。 

(二)高職“建筑材料”課程的特點 

“建筑材料”課程所包含的內容龐雜,以敘述性內容為主,涉及知識面廣,教材涵蓋了十多個大類,上百個材料品種,但其系統性差,各章節之間缺乏必要的聯系。這是由于材料學本身的原因造成的,各類材料本身就是一門專業學科,如膠凝材料、金屬材料、高分子材料及其他復合材料等。如此多的內容都匯集到“建筑材料”課程中,使其成為一門介于材料學科與建筑工程學科之間的綜合課程。 

“建筑材料”的課程內容龐雜混亂,主要是對各類材料定性、半定量的分析,是針對各類材料技術性質的總結,缺乏邏輯性和理論計算分析。同時,由于一系列和工程密切相關的試驗資料和實踐經驗的總結,繁多的條文敘述及經驗公式,而又缺少邏輯推理,使得其整體性、邏輯性、嚴密性、連貫性均較差。這就給學生學習這門課程造成了不少的困難,影響了學生的學習積極性。 

二、高職“建筑材料”課程教學存在的問題 

目前,我國高職教育發展迅速,為我國高等教育大眾化做出了重要的貢獻。但在高職教育極速發展的大背景下,不少高職院校缺乏鮮明的辦學特色,依然沿襲本科院校的教學理念,重理論教育,輕技能訓練,使高職生的實踐能力不強,與社會需求脫節。在人才培養目標的制定上,許多高職院校并沒有完全貫徹高等職業教育的人才培養要求,沒有體現出職業教育的特點,在教學體系方面普遍存在著三方面的問題:一是課程設置基本上處在無人監管的狀態,既沒有統一編訂的課程,也沒有統一的課程標準,各學校自行其是。在課程設置上沒有突出職業教育的特點,實踐課的開課率沒有達到實踐教學大綱的要求,把實踐課看成理論課的附屬課。二是教學方法不適應職業教育的要求,仍沿用傳統的“填鴨式”“滿堂灌”的方法。三是對學生的考核多按傳統的以考查學生對基礎知識的掌握程度為主的單一閉卷考試方法。高職“建筑材料”課程的教學中存在的主要問題表現在以下幾方面: 

(一)沒有統一的課程標準 

高職院校對“建筑材料”課程還沒有形成統一的認識,也就沒有統一的課程標準,很多高職院校依然沿用以前的教材,這些舊教材的內容比較狹窄,很多教材缺乏對新材料、新設備、新工藝、新實驗方法、新標準的介紹,導致這種現象的主要原因是近些年來我國建材領域發展速度非常快,而“建筑材料”課程的教學改革速度遠遠跟不上建材領域發展的速度,所以,高職教育應當注重“建筑材料”課程標準的制定,及時更新教材的內容,以應對工程實際的高速發展。 

(二)沿用本科教學大綱 

高職“建筑材料”課程只是對這門課程本科的教學內容作了局部刪減,略降低教學要求。“建筑材料”課程的教學內容一般分為兩大塊:理論教學和實驗教學。理論教學以傳授理論知識為主,講解教學大綱所規定的基本內容;實驗課的教學內容包括土木工程材料性能的一些基本測試,屬于驗證性實驗。這些實驗僅僅是用來驗證理論教學中的重要結論,缺乏綜合性、設計性實驗。因而,在現階段的高職“建筑材料”課程的教學中,實驗課只是處于從屬地位,屬于理論教學的一種輔助手段,而不是真正地把實驗課作為學生理論聯系實際的橋梁,著重培養學生動手能力、創新思維和創新能力,作為學生鍛煉提高專業技能的重要手段。

(三)教學方法落后 

現階段高職“建筑材料”課程教學的主要形式仍舊停留在口頭講授、“滿堂灌”的層面上,而建筑材料領域中涉及很多概念,有些概念教師在課堂上用語言、板書難以描繪。大多數理論知識只有在具備工程實際條件的情況下,才會被學生更好、更快地加以理解。此外,隨著大學本科院校近年來的大幅度擴招,吸引了眾多高中畢業生就讀。這就導致了在高職就讀的學生,其基礎知識不扎實,且個體差異較大,很多學生缺乏良好的學習習慣。學生進入大學以后,可自由支配時間明顯增多,主動學習的動力明顯不足,這給“建筑材料”的課程教學帶來了一定的困難。 

三、高職“建筑材料”課程教學改革對策 

針對“建筑材料”課程的特點和要求以及其教學中存在的問題,筆者認為應該從以下幾個方面進行這門課程的教學改革。

(一)精研教材內容,突出重點教學 

在課程教學過程中,由于教學時數的限制,教學內容不可能面面俱到,這樣在組織教學內容時,就應該有所側重,在深入分析崗位工作對本課程知識能力要求的前提下,打破學科框架,構建以理論知識夠用為度,體現土建專業所需的技術應用能力為主線的新體系,突出課程內容的針對性和實用性;在教學過程中教師應當突出重點內容,在重點內容講解透徹的同時,兼顧講解其他一般內容,其余內容則可要求學生們課后自學完成。建筑材料雖然種類繁多,但結合專業的特點,應該突出兩個重點,即材料的基本性質及結構材料。

材料的基本性質這一章很重要,它是研究建筑材料共性問題,是后繼各章的基礎知識。因此,應較詳細地把材料性質的各個概念結合它們在工程中的應用介紹清楚,要求學生們牢固掌握。結構材料能否正確使用,直接影響建筑物的安危和正常使用。所以,應把水泥、混凝土、鋼材、防水材料列為重點內容進行講解。在講解這些重點內容時,應盡量采用豐富的教學方法,誘導和啟發學生去主動地、積極地進行正確思維,充分調動學生的學習積極性。對某些具體材料的教學,則宜采用在眾多材料品種中選取典型品種予以對比的方法進行教學,突出重點,點面結合,才能取得良好的教學效果。如“水泥”一章,應選用建筑工程中使用最多的通用水泥作為主要講解內容,其中又以硅酸鹽水泥為主要研究對象,詳細分析其熟料的礦物組成、水化反應、硬化機理、技術性質、腐蝕及應用、儲存等問題。并以此為基礎,展開介紹其他摻入混合材料的硅酸鹽水泥,而水泥中快硬硅酸鹽水泥、白色、彩色硅酸鹽水泥不是重點內容,僅作簡單介紹即可。特別要做說明的是在突出重點教學的同時,也要注意在其他非重點章節中也有重點內容,譬如在“砌體結構材料”這一非重點章節里燒結多孔磚、空心磚和砌塊是重要的墻體材料,所以它們的技術性質是重點內容。確定重點和非重點內容教學,不僅能縮短授課時間,而且有利于教學時間的合理安排,有利于學生全面而重點地掌握建材方面的知識。 

(二)加強章節內容間的聯系,促使學生融會貫通 

為了克服“建筑材料”內容多而散、系統性差的不足,同時也為了避免講授時平鋪直敘,學生聽起來枯燥無味,教師特別要注意加強課程章節內容之間的聯系,以各種工程材料服務與工程實際為主線貫穿于整個課程的教學活動之中,明確各種材料在工程實際中所處的地位為出發點;以材料的生產工藝流程、材料的技術性能、基本構造與組成、材料應用發展方向展開論述;以材料在工程實際中不同的功能作用作為結論來開展教學,會使學生感覺總體思路明確,條理清晰,前后上下知識融會貫通。 

(三)豐富教學手段,增強感性認識 

在具體的教學活動中針對教學手段單一、內容枯燥無趣等問題,可采用多元化的教學手段來增強學生的感性認識。 

為此,應注意以下幾方面:第一,采用樣品教學,做好對比分析。“建筑材料”課程作為一門敘述性內容偏多的課程,為了讓學生更加直觀、感性地認識和了解各種建筑材料,我們應盡力收集相關的材料樣品,進行展示,首先讓學生對該材料有一個初步的直觀認識,再介紹其性能、特點和應用等其他內容。同時,可運用對比的方法,使學生進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術性能。如講解混凝土拌和物時,可以當場取少量水泥、天然砂、石子和水進行攪拌,介紹各組成材料在混凝土中所起的作用,可讓學生親自嘗試一下,觀察不同配合比的材料性能的差異。再如在介紹過火磚、欠火磚時,可直接用樣品向學生進行展示,學生通過仔細觀察這兩類磚的外觀顏色和形狀,就能很快掌握這兩類磚的特點和區別,學生的印象也會非常深刻。第二,采用電化教學手段。傳統的教學方式是以口述為主要模式進行教學,教學效率比較低。采用電化教學,借用幻燈投影、多媒體課件等方式,不僅可以大幅度提高教學過程中的信息傳遞量,而且還能通過影像,真實而直觀地反映出材料的“真面目”,使學生加深對材料性能的認識,達到事半功倍的效果。第三,引入工程實例教學。教師在課堂教學時應該根據教材的定義、概念,把工程的實際環節引入到課堂內容中來,以實際工程為例來講解材料的特性、使用方法及效果、使用中存在的問題,這不僅是教學的客觀需要,同時也可以避免課堂教學內容的單調、乏味。例如,在講石灰的性質時,可列舉石灰的應用、抹灰墻而出現爆裂點的具體工程實例,通過對此事故原因的分析,可使學生加深對石灰熟化時體積膨脹較大的了解,從而進一步認識石灰變儲存期為陳伏期的必要性。另外,還可以在課堂上做演示。通過對這些簡單試驗的操作與觀察,學生對生石灰熟化特性的了解和認識可進一步加深,同時也增加了課堂教學的趣味性。 

(四)發揮實驗在建材課教學中的特殊作用 

由于建筑材料課程內容的敘述性和定性的(有時是半定量的)性質,它對某些概念的定義是不精確的,僅僅從定義本身難以作出精確的認識和嚴格的區分。這方面最典型的例子就是水泥的“凝結”和“硬化”、“初凝”和“終凝”這樣一些成對出現的概念。這里不妨引用一下水泥的“初凝”和“終凝”這一對概念的定義:“初凝”為水泥加水拌和時起到水泥漿開始失去可塑性的時間;“終凝”為水泥加水拌和時起至水泥漿完全失去可塑性,隨后開始具有強度的時間。這里的“開始失去”“完全失去”和“開始具有”等說法并沒有嚴格的定量的規定。學生難以區分和掌握這樣的定義。而水泥凝結時間的測定實驗可以幫助學生明確這樣的概念。這里不妨再引用一下該實驗中有關試驗結果的規定:由加水時算起,到試針沉入凈漿中距底板0.5～1.0mm時,所經歷的時間為初凝時間;到試針沉入凈漿中不超過1.0mm所經歷的時間為終凝時間。這樣由實驗對初凝時間和終凝時間的定量規定和區分,顯然比上述的定義要精確,且實驗形象、具體。通過這樣的方式,在授課時,教師就結合實驗把“初凝”和“終凝”概念量化、具體化,學生就容易理解和掌握這樣的概念。“建筑材料”課程中類似的概念很多,如水泥的標準稠度需水量、瀝青的黏性等概念,都可以用有關的實驗來使其定義精確化、具體化,以利于學生對這些概念的準確理解和掌握。 

盡管結合課程特點,在設計教學內容、教學方法、教學手段上和實踐環節上,我們作了積極的探索,“建筑材料”課程改革已初步有了成效,但課程的特點決定了課程改革是一項長期的任務,不可能一蹴而就。因此,在課程的改革和實踐的探索中,我們要積極穩妥地向前推進,以更好地實現高職應用型人才的培養。 

 

[參考文獻] 

 [1]教育部關于以就業為導向深化高等職業教育改革的若干意見(教高[2004]1號)[z].2004-04-02. 

[2]中國建筑工業出版社.現行建筑材料規范大全[m].北京:中國建筑工業出版社,2000.