绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇工程材料的发展范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
中图分类号:TU753文献标识码:A
二十世纪下半叶以来,全球的生存环境问题日益恶化:人炸性的增长,资源日益匮乏,森林锐减,河流湖泊干枯,土地沙化,地球臭氧层遭破坏等等。1992年6月,联合国在巴西里约热内卢召开了“环境与发展”世界首脑会议,会议通过了“21世纪议程”,确认了“可持续发展”战略方针。
目前我国正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种:
(一)利用废渣类物质为原料生产的建材,这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料,其优点是节能利废,但仍需依靠科技进步,继续研究和开发更为成熟的生产技术,使这类产品无论是成本上,还是性能方面真正能达到绿色建材标准;
(二)利用化学石膏生产的建材产品,用工业废石膏代替天然石膏,利用先进 的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品。这些产品具有石膏的许多优良性能,开辟石膏建材的新来源,并且消除了化工废石膏对环境的危害,符合可持续发展战略;
(三)以废弃的有机物生产的建材产品,以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料,如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料。这些材料消除了有机物对环境的污染,还节约了石油等资源,符合在资源可持续发展方面的基本要求;
(四)各种代木材料,用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康,利用高兴技术使其成本和能耗降低,将是未来绿色建材的主要发展方向;
(五)以来源广泛的地方材料为原料,利用高科技生产的低成本健康建材,不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料,根据这些地方的性质和特点,利用现代技术,可生产各种性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向。
二、这一现象表明了进入21世纪以后,在我国甚至是全世界范围内,土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向:
(一)研制高性能材料,例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料,以及充分利用和发挥各种材料的特性,采用复合技术,制造出具有特殊功能的复合材料;
(二)充分利用地方材料,尽量减少天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源,以及保护自然资源和维护生态环境的平衡;
(三)节约能源。采用低能耗、无环境污染的生产技术,优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料;
(四)材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料,如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等,同时要开发对人体有益的材料,如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等;
(五)产品可循环在再生和回收利用,无污染废弃物,以防止二次污染。
与以往相比,当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善;随着现代陶瓷与玻璃的性能改进,其应用范围也有明显的变化。例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善;随着现代陶瓷与玻璃的性能改进,其应用范围与使用功能已经大大拓宽。此外,随着技术的进步,传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步,但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。
从土木工程材料的来源来看,鉴于土木工程材料的用量巨大,尤其在应用方面,经过长期使用的不断累积,单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。尤其是历史发展到今天,以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担。从土木工程对材料技术性能要求的方面来看,技术性能的要求也越来越多,各种物理性能指标的要求也越来越高,从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。
今后土木工程材料必将需要在原材料方面最大限度的节约有限资源,充分利用可再生资源技工农业废料;在生产工艺上要大力引进现代技术,改造或淘汰陈旧设备,降低原材料及能源消耗,减少环境污染;在性能方面要力求轻质高强耐久多功能及结构功能智能一体化;在产品形式方面积极发展预制技术,逐步提高构件化、单元化的水平;加紧具有自感知、自调节、自修复功能的土木材料的开发研制;展开各种机敏或智能材料在土木工程正好应用的研究。总而言之,我们测绘工作者用测绘仪器丈量世界,我们选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换,在未来,基于材料原有的性质的基础上,“可持续发展”将是所有土木人心中的一把尺子。
参考文献:
[1] 杨静.建筑材料[M].北京:中国水利水电出版社,2004.
[2] 刘之洋,王连广.钢与混凝土组合结构[M].沈阳:东北大学出版社,2000.
[3] 赵鸿铁.钢与混凝土组合结构[M].北京:科学出版社,2001.
[4] 张光磊.新型建筑材料[M].北京:中国电力出版社,2008.
中图分类号:TU3文献标识码: A
土工合成材料是近几十年发展起来的一种新型岩土工程材料。它以人工合成的聚合物,如塑料、化纤、合成橡胶等为原料,制成各种类型的产品,置于土体内部、表面和各层土体之间,起着加强和保护土体的作用。虽然土工合成材料问世历史不长,然而整个土木工程却因之发生了巨大变化,许多土木工程领域中的新概念也应运而生。土工合成材料是一种多功能的材料,利用合成纤维高强性、整体连续性、良好水理性和抗腐蚀等特性,可开发成透水的工程材料。目前已在水利、公路、铁路、工业与民用建筑、海港、采矿、军工等工程的各个领域得到广泛的应用。
一、土工合成材料的种类
土工合成材料(Geosynthetics)是一种新的岩土工程材料,它以人工合成的聚合物,如化纤、合成橡胶等为原料,制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间, 发挥增强或保护土体的作用。“土工合成材料”是一概括性术语,标识很广泛的产品,土工合成材可分为土工织物、土工膜、复合型土工合成材料和特种土工合成材料等类型。目前已广泛应于水利、水电、公路、铁路、建筑、海港、采矿、军工等各个领域的工程建设。
1、土工织物。土工合成材料是以高分子聚合物等制成的新型建筑材料。目前大致可分为:(1)有纺土工织物;(2)针织土工织物;(3)无纺土工织物;(4)复合土工织物。
2、土工膜。它主要是由透水性低的聚合物、沥青以及合成纤维和织物另加一定的填充料和外加剂制成的材料。它具有很好的防渗和防水性能及很强的抗变形能力和耐久性。它的厚度一般为0.25~7.50mm,它主要有以下优点:(1)改进荷载分布状况;(2)减少填料层厚度,并能满足抗剪强度的要求;(3)限制土体的侧向位移;(4)抗拉性能高,能避免产生裂缝;(5)增加土层刚度。
3、复合型土工合成材料。它包括土工格栅、土工网、超轻型土工合成材料、土工膜袋、土工垫、土工格栅等。常用的土工合成材料为前3种。
4、特种土工合成材料。土工特种材料包括土工格栅、土工带、土工格室、土工网、土工石笼、土工管、土工模袋、三维网垫、E P S 等, 均由聚合物按需要分别以不同加工方法制成。如土工格栅是聚合物片材经冲孔和单向或双向拉伸,形成具有条格形或长方形格栅状的抗拉材料;土工带由聚合物经挤压拉伸,再加筋材复合制成的条带抗拉材料;土工网由聚合物经挤塑成网或由粗股条编织或由合成树脂压制成的具有较大孔眼和一定刚度的平面结构网状材料;土工模袋由双层化纤织物(织造型)制成连续的不同间距(厚度)的平面袋状结构材料。
二、工材料应用现状
1、加筋
(1)加筋土坡
将土工合成材料(土工格栅或土工织物)加入土坡中可以起加筋作用。就加筋功能而言,同针织土工织物相比,土工格栅和有纺土工织物可以在较小的应变下发挥作用,针织土工织物则具有土工格栅和有纺土工织物所不具有的土工合成材料平面内的透水性。在实际应用过程中,可将不同的土工合成材料组合使用,使得加筋效果更加良好。例如可将针织土工织物与土工格栅叠合铺设、针织土工织物与有纺土工织物叠合铺设结合,具有加筋和排水功能;土工合成材料作为土坡内排水系统(竖向和水平向)和土工格栅、有纺土工织物结合。土工合成材料在加筋土坡中的应用前景是将土工合成材料作为含有活性炭纤维的载体,使土工合成材料成为具有导水性的填充聚合物或金属纤维。从而,通过电泳、离子转移和电渗改善加筋区内细粒土的性质。
(2)加筋土挡墙
与加筋土坡类似,加筋土挡墙可以形成直立墙面。加筋材料可以是土工织物,但采用更多的是土工格栅。土工合成材料在加筋土挡墙中的应用前景是在锚固区设置聚合绳、条带和锚具(或土钉),将墙面单元通过加筋体锚固在锚固区。实质上,这一概念在20 世纪80 年代在我国的加筋土挡墙上已经采用。如果加筋土挡墙距岩体较近,也可以将锚具(或土钉)锚固在岩石上。
2、排水
土工织物主要是无纺织物,是良好的透水材料。无论是织物的法向或水平向,均具有较好的排水能力,能将土体内的水积聚到织物内部, 形成一排水通道,排出土体。较厚的针刺无纺土工布和一些具有较多孔隙的复合土工布都可以起排水作用。在岩土工程中很多情况下需要采取排水措施, 以降低渗透压力,或加速土体的固结,或降低无压渗流场的浸润线的位置。过去所采用的常规措施是在适当的部位(如两种透水性不同的土层的交界面,或土料与混凝土建筑物表面的交界面等)铺放在碎石层进行排水。用土工织物则可取代这种碎石层。这种取代不仅可以收到排水效果,而且施工特别简单(特别对倾斜或垂直方向的施工面) ,工程造价也可以大为节省。可用于土坝内垂直或水平排水,土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水,埋入土体中消散孔隙水压力,软基处理中垂直排水,挡土墙后面的排水等。
3、防渗
(1)混凝土坝防渗
在混凝土坝的上游面粘贴土工膜。沿垂直方向每隔2 米设一水平不锈钢槽,以夹紧土工膜。该方法的改善是先在混凝土坝上游面设置土工网格,然后将土工膜粘贴在土工网格上。由于紫外线和氧化作用,土工膜的寿命受到限制。如遇高温,这些作用对大多数聚合材料的影响非常大。这方面的发展前景应是开发改善型的聚合材料,以提供寿命更长的土工膜。
(2)隧道防渗
现行的方法是将土工膜用于永久性混凝土里侧的防渗体,与克重较大的针刺非织造土工织物一起,将水导入设在隧道底脚的排水出口,形成封闭的排水系统。然而,土工膜及其下面的土工织物的布置是很困难的。土工合成材料会从临时的护顶下垂,在永久性混凝土衬砌施工时容易遭到破坏。土工合成材料应和永久性混凝土衬砌同时施工,以避免在永久性混凝土衬砌施工时损坏土工合成材料。将来的发展是开发寿命在100 年以上的土工合成材料,以抵抗隧道周围的不利环境,因而施工方法的改进和材料的寿命是最关键的问题。
4、隔离
将土工合成材料放在不同的材料之间或同一材料不同粒径之间及土体表面与上部建筑结构之间,使其隔离开来。当受外部荷载作用时,虽然材料受力互相挤压,而由于土工织物在中间隔开,不使互相混杂或流失,保持材料的整体结构和功能。隔离用的土工织物必须有较高的强度来承受外部荷载作用时而产生的应力,保证结构的整体性。可用于道路基层与路基之间或路基与地基之间的隔离层,在土石混合坝中隔离不同的筑坝材料,用作坝体与地基之间的隔离体,堆场与地基间的隔离层等。
工程土工合成材料的发展趋势
目前国内一些较大的工程,跨世纪工程中均不同程度地应用了土工合成材料。如长江三峡工程,长江口深水航道整治工程,上海浦东国际机场等,由此可以看出中国正成为土工合成材料应用与销售的最大市场。世界各国对中国土工合成材料的应用与发展都十分关注,积极筹划将设备和产品打入中国市场,这也充分说明中国土工合成材料市场的潜在能力很大。虽然近几十年来土工合成材料总的发展趋势是不管在产品的种类、数量和质量上都有大幅度的提高,而对这一新型材料的认识和应用还不普及,土工合成材料的利用和研究还比较少,有些材料的品种还是空白,与世界上的先进国家相比,还有一定的差距。但是随着工程建设的大规模发展,土工合成材料的推广应用必将在工程建设中得以迅速发挥,发挥巨大的经济效益和社会效益。
四、结束语
土工合成材料具有其独特的力学性能,应用范围广泛,各类土工合成材料已经应用到水利、土建所有的领域中。在某些种类的特定工程中应用土工合成材料,不仅可以减少造价,而且效果都优于其他材料。
中图分类号:S969 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2015)02-177-001
土木工程是指一切和水、土、文化有关的基础建设的计划、建造和维修的统称。一般的土木工程项目包括:道路、水务、渠务、防洪工程及交通等。
土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的,它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。而建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件,经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,是土木工程学科的出发点和归宿。
对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就会有飞跃式的发展。从历史来看,建筑材料的发展促进了土木工程的三次飞跃式发展。
一、砖和瓦的出现和使用是土木工程的第一次飞跃
人们在早期只能依靠泥土、木料及其他天然材料从事营造活动。大致在新石器时代,原始人为避风雨、防兽害,利用天然的掩蔽物,例如山洞和森林作为住处,并逐渐使用简单的木、石、骨制工具,伐木采石,以粘土、木材和石头等,模仿天然掩蔽物建造居住场所,开始了人类最早的土木工程活动。随着生产力的发展,农业、手工业开始分工。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦,最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。
砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了巨大贡献,甚至在目前还被广泛采用。在构造方面,形成木构架、石梁柱、券拱等结构体系;在工程内容方面,有宫室、陵墓、庙堂,还有许多较大型的道路、桥梁、水利等工程。如中国在西周时代已出现陶制房屋版瓦、筒瓦、人字形断面的脊瓦和瓦钉,解决了屋面防水问题。砖和瓦的出现,使土木工程材料由天然材料进入了人工生产阶段,为较大规模建造土木工程创造了基本条件。
二、钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃
十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。
建筑物跨径也从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。
为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。
三、混凝土的出现和使用是土木工程的第三次飞跃
十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。
从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广泛。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现,给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。
由此可见,建筑材料的发展对土木工程的发展影响巨大,预计随着新型建筑材料的蓬勃发展和未来对建筑的多方面要求,必然引起土木工程的再次飞跃发展。
四、从建筑材料发展看土木工程的发展趋势
现代土木工程的特点是:适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科不断发展。
随着建筑需求的提高,大量高强轻质的新材料不断出现。比如铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。而对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,也已取得显著成果,而且还仍继续进展。
目前,钢结构发展迅速。与传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构由于本身的自重较轻,强度较高,在经历震动时不仅不会发生太大的位移变形,反而还可以削弱地震波,从根本上确保了建筑的安全性。而且钢结构承载力高、密闭性好、节能减排、绿色环保,同时钢结构比传统结构更易拆除且用料省、回收利用率高,墙体也多用环保材料如防火涂料、节能砖等,因此降低了钢铁污染所带来的高风险。另外,由于钢结构的自身优势,其多用于超高层、超大跨度的建筑中,不但拓展了人们的生存空间,提高了人们的生活质量,也缓解了人多地少的矛盾,符合可持续发展的理念,是名副其实的绿色建筑。
从总体上说,钢结构建筑代表了未来的建筑发展新模式,体现了绿色环保、舒适美观、布局独特、抗震性能优良等理念,符合我国建筑产业化和可持续发展的要求,是我国现代化建筑发展的必然趋势。
新材料是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不仅要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。
1 行业发展状况
新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,经过30 年的发展,我国在全国范围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高,给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前,我国已经形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。
2 新型材料的发展状况
2.1 防水密封材料
防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料,是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展,不仅工业建筑与民用建筑对防水材料提出了多品种高质量的要求,改革开放以来,我国建筑防水材料获得较快的发展。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面,目前已拥有沥青油毡(含改性沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂产、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。我国防水材料基本上形成了品种门类齐全,产品规格、档次配套,工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系,国外有的品种我们基本上都有。
目前我国防水材料与国外先进国家相比存在以下主要问题:一是产品结构不合理,目前新型防水密封材料的生产量和使用量都很小,纸胎油毡仍占防水卷材的95%;二是产品质量普通偏低,假冒产品充斥市场;三是设计施工应用技术有待提高,建筑渗漏还相当严重。防水材料工业亟待调整结构、规范市场。
2.2 装饰材料
装饰材料的应用在室内设计中具有举足轻重的作用。随着时代的进步和发展,新型的装饰材料层出不穷,人们的环保理念日渐增强,在装修时对装饰材料的选择越来越谨慎。大多数人逐渐认识到传统的装饰材料会释放出含有氨、甲醛、重金属、苯及甲苯等芳烃类化合物,所造成的室内环境污染会对日常生活和身体健康造成很大的危害。而且,现如今中国生态资源匮乏、环境污染日益严重,仅为缓解能源紧张,绿色环保的装饰材料的推行也势在必行。被称作“绿色建材”的新型环保材料,是采用清洁生产技术和工艺、少用或不用自然资源和能源、尽量使用工农业中或城市的固态废弃物生产的无污染、无毒害、放射性水平低、可回收利用、有利于保护环境和人体健康的建筑材料。环保型装饰材料的主要特点有两个方面:
2.2.1 绿色健康,产品多选用无毒无害低排放的原料,生产过程中不使用甲醛、卤化物溶剂或芳香类碳氢化合物,不含有汞及其化合物,无铅、镉等重金属,对人体无害,对环境影响较小;
2.2.2建筑装饰材料的应用是随着时代的进步而不断向前发展的,还有充足的发展空间。合理地应用装饰材料不仅能满足美化室内环境的功能,还顺应了我国现所提倡的和谐社会理念,具有重要的现实意义。
2.3 高分子化学建材
国外高分子化学建材发展迅猛,发达国家化学建材产值已超过水泥。随着现代高层建筑的兴起,对建筑涂料的耐候性要求越来越高,高耐候性涂料树脂的研究开发成为当今世界尤其是发达国家涂料研究的活跃领域。目前,最活跃的领域是含氟树脂和有机硅改性树脂的研究。建筑防水密封材料在国外竞争激烈,产品更新快,向高分子树脂和高分子改性沥青为基料的方向发展;沥青油毡胎基向玻纤胎基、化纤胎基或树脂薄膜胎基方向发展;屋面防水构造由多层向单层、双层方向发展;施工技术由热熔粘结向常温、自粘、机械固定等方向发展。
2.4 保温隔热材料
国外矿棉和玻璃棉在建筑节能领域的应用率超过50%;泡沫塑料超过40%;硅酸钙和膨胀珍珠岩为5%左右。矿棉及其制品使用先进的摆锤技术。玻璃棉及其制品生产工艺采用一窑多线、一线多头、一头单一产品,提高了生产效率。废水、废物回收处理,循环使用,达到零排放,采用碎玻璃作为主要原料。泡沫塑料制品在建筑和工业保温领域应用以聚氨酯泡沫塑料和聚苯乙烯泡沫塑料为主。产品向轻质化、高强度、更长使用年限和更低的导热系数发展。墙体是房屋建筑围护结果中的主要组成部分,也是室内外热量交换的主要途径。所以研制高效保温墙体材料、设计合理的墙体结构形式是节能减耗的关键。节能墙体按其材料及组成方式可分单一材料节能墙体、复合节能墙体和采用新型节能复合墙板。单一材料节能墙体采用空心粘土砖、加气混凝土气块、普通混凝土气块以及以粉煤灰、煤矸石、浮石等混凝土空心小砌块等砌体材料,采用保温砂浆作为砌体胶凝材料。复合节能墙体是由保温隔热材料与传统的如实心粘土砖、混凝土等墙体材料或空心砖、空心砌块等新型墙体材料复合而成的墙体。而新型节能复合墙板目前主要品种有:钢丝网岩棉夹芯复合板(简称GY板);GRC夹芯复合板;钢板岩棉夹芯复合板;硅钙板、保温层、石膏板复合板材等等。
2.5 复合材料
以纳米材料改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容这一矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。总体上看,复合材料就是将现有的植物、矿物及塑料等材料有机结合,使之展现出更优异的理化性能。
3 发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求
随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高,人们对居住和工作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证明,它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不仅要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以显著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面积,提高抗震能力,便于机械化施工和提高施工效率,而且同等情况下可以降低建筑造价。采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近10%,减轻建筑自重40%以上,有效提高抗震能力。因此,发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。
4 结束语
中国正处于城镇化和工业化飞速发展的时期,房地产开发建筑总量快速扩张与资源总量、环境保护工作的矛盾日益突出,为有效地解决这个问题,节能建筑的推行刻不容缓。发展以工业废渣等非粘土为主要原料的新型建筑材料,积极推行节能、低碳建筑新技术。发展新型建材不仅可以有效地保护耕地资源,提高废弃物综合利用率,减少资源和能源消耗,改善和提高人们居住条件和生活质量,还可以使建材工业的发展进一步融合到整个经济社会和环境可持续发展的系统中,使建材产业和建筑业成为节水、节能、节材、节地的可持续发展的现代化产业。
参考文献:
[1] 张文辉.浅议新型建筑材料的发展及应用[J].技术与市场,2010,(11).
Abstract: this paper combining the practical experience, the architecture inside and outside decoration involved with all kinds of materials, construction technology of concrete analysis and explained, thought the similar project to provide the reference.
Keywords: engineering materials; Technology; Interior decoration decoration; innovation
中图分类号:TQ174.6+4文献标识码:A 文章编号:
在新形势下,若想提高室内外装饰装修的效率与质量,同时满足审美目标,必须转变观念,积极运用新材料、新工艺、新方法,以创设良好的建筑环境。
1、 外墙进口砂岩的作业
当前,在我国建筑装饰工程施工过程中,大多采用幕墙钢骨架的干挂施工方法,以澳洲砂岩的应用为例,作为一种全新外墙涂料,可以对建筑的外立面色系进行补充与完善。应用澳洲砂岩,可首选采取干挂工艺,一方面该工艺应用较为便捷、成熟,可有效保障工程质量;另一方面,干挂法可弥补普通水泥的外观缺陷,例如泛碱、透色污染等问题,但是采取干挂施工工艺,也存在诸多弊端不容忽视,主要包括以下几方面:①该工艺的作业时间较长,在施工过程中极易造成污染;②由于环氧树脂类胶嵌入到短槽中,长期与水汽、空气接触,容易产生油状物,将对板面造成污染;对于短槽的切割部位,云石类胶极易暴露在外,造成表面变黑,不利于美观要求[1];③如果工程不能采取背栓干挂施工方法,只能采取常规性短槽的切割干挂施工,可能对板材造成破坏,影响板边的局部强度;④该方法的成本较高、资源浪费度大,将增加螺栓、型钢、不锈钢挂件等用量。
以大量工程实践来看,一些专用的优质粘接材料性能与砂岩材质基本相同,因此可考虑采取半干法进行铺贴,提高操作的便捷性,降低操作成本,其施工成本仅略高于水泥砂浆施工;与单一的干挂法相比,则可节约120-150元/的人工费用和材料费用,并可摆脱采取传统水泥铺贴方式而产生的外观缺陷、表面裂缝、强度隐患等问题,避免采取干挂施工而周期长、成本高、污染大等弊端。采用半干法,具体施工工艺分析如下:
(1) 基层的处理
在正式施工之前,将基层表面的浮灰、油渍或污垢清理干净,利用相同性质的材料,将表面凹凸不平处填补平整;注重检测施工面的基层平整度,与国家规定的粉刷饰面标准相一致;将粉刷层在自然环境下暴露15-30d,将其中的碱性物质析出,更利于提高粘结材料的质量。
(2) 拌浆与批刮
一方面,按照3:1或者3.5:1的水灰比进行配置,利用电动搅拌器,确保搅拌充分、均匀,形成糨糊般的粘稠物,根据环境的温度状况,一般放置5-10min,再次重复搅拌,以待使用[2];另一方面,利用齿状刮刀进行浆料的批刮过程,在砂岩板材的背面批刮浆料,注意将厚度控制在20mm之内,以提高粘结强度与耐久性。
(3) 石板的铺贴与养护
与普通瓷砖的铺贴方法基本相同,铺贴砂岩过程中,应注意轻柔用力,如果板材规格较大,则实行双人挤压,共同配合开展工作,避免由于用力过度而对砂岩造成破坏,不利于施工质量的提高;另外,当砂岩铺贴完毕之后,应做好后期养护工作,以延长使用寿命,每间隔4-10h则进行一次简单的湿润养护,既可保障铺贴质量[3]。
另外,对于已经搅拌完毕的砂浆,需要在2-4h之内使用完毕,且随着环境温度的升高,施工效率也要有所提高,争取做到“随拌随用”。一般情况下,应用粘接剂的最佳作业环境约5-30℃,在正式拆封使用之前,应确保包装完好无损,检查是否产生结块变质现象,如果已经结块,则不能使用;在进行墙面施工过程中,应注意将砂岩石板的浆料厚度控制在40mm范围内,而无孔状的石材浆料厚度在控制在30mm范围内。
2、 墙面白洞石的作业
有关墙面白洞石板材的施工工艺,具体分析如下:
(1) 基层的处理
以原有基层来看,大部分采取砂加气的方式,局部位置为钢混凝土剪力墙结构,确保墙面平整,立面的垂直度与规范要求相一致,否则需要采取局部粉刷找平方法。
(2)放样定位
在建筑的墙面采用石板放样方法,结合具体的放样要求,采取干挂工艺办法,按照墙面设计的规范与要求,设置石板分隔线。
(3)干粘施工过程
在干粘施工过程中,可以用AB胶或者云石胶进行作业。将慢干型粘结剂在石板四角批刮,应与板边相差距离约50-100mm,如果石板的规格较大,则根据实际情况加设粘结点,注意控制粘结点的距离[4];应用快干型粘结剂,将粘结点设置在板材的中间两侧位置,根据板幅的实际大小,确定数量,一般为3-5个。对于具体的铺贴方法,与湿贴法、干挂法基本一致,每一排石板铺贴完毕后,都应在底部进行支撑,避免未完全干透,造成脱落现象。
3、实木地板的作业
一般情况下,建筑原有的现浇混凝土地坪基本经过净光与找平处理,外墙的饰面大多是幕墙,因此建筑物的抗潮能力有所增强,在大面积铺设实木地板时,可省去铺设基层板、地垅等工序,而直接在找平层铺设防潮垫,厚度控制在1.5-3.0mm范围内;对于竹地板来说,与强化复合地板的铺贴方法基本相同,可以在已经找平的水泥砂浆地坪中,涂刷一层抗渗剂、膨胀性水泥或者JS防水剂,等到地坪完全干燥之后,就可以利用中性玻璃胶,将地板固定粘贴,利用发泡剂点状固定交接缝隙即可。
通过采取这一工艺,可极大降低工程成本,由于采取整体浮制的方法进行铺贴,利于今后维护与保养,延长地板的使用寿命。采用这一工艺的根本前提,在于保证地面平整,经过处理之后,至少满足以下特征:①地面找平的平整度控制在4m范围内;②地板经过加工处理,保持干燥和定型;③将铺贴地板的含水率控制在8%-12%范围内,如果作业环境较为潮湿,则地坪含水率保持在10%之内[5];④有关木地板的选择,厚度应控制在12-30mm范围内。在铺设过程中,需要在接缝位置嵌入无毒粘性剂,如玻璃胶等,以此提高质量水平。
参考文献:
[1]陆佳.墙面装饰装修构造[J].价值工程,2010(12)
[2]仝刚,黄晓瑞.浅谈现代室内外环境中“护墙”设计[J].科技信息,2011(34)
[3]彭建.简论建设工程室内外装修工程施工过程应着重控制的材料及质量内容[J].城市建设理论研究(电子版),2011(33)
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0187-02
教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》指出,高等学校应着眼于国家发展和人的全面发展需要,坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展,更加注重能力培养,着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力,全面推进素质教育。高等学校培养人才,要以社会和人们需求为导向,积极深化教育教学改革,大力加强实践教学环节,提高大学生的实践动手能力。全国许多高校,尤其是老、少、边、山、穷地区的高校,称之为后发展高校,在学生的实践动手能力培养上尤其是新办的一些工科专业如金属材料工程专业,还存在一些问题。没有工科专业学生的培养经验,仍然沿用原来专科学校人才培养的模式,或照搬老牌本科院校的模式,不能有效地结合当地社会发展和学校的具体情况,整合教育资源,扬长避短,形成优势和特色,提出符合社会需求的有自己特色的人才培养模式,学生的实践动手能力没能有效的培养,随着时代的进步和社会的发展,用人单位对大学毕业生的要求水涨船高,培养的学生不能很好地融入社会,陷入一毕业就失业的尴尬境界。针对这种情况,本课题组进行了调研,探讨和分析了提高学生的实践动手能力的思路和做法。
一、后发展高校在实践能力培养过程中存在的问题
1.实践教学条件和资源配置紧张,实践教学环节薄弱。后发展院校在实践教学软件、硬件方面与一般的本科院校存在着不小的差距,普遍存在教学设备仪器陈旧,实践教学用房不足,实践教学课时数不足,至使本来是要学生动手实践的课程变成课堂演示教学,更有甚者,一些在实践能力培养上关键的实践课程没法开出。导致学生的实践动手能力的训练得不到有效的保障,工程实践能力严重不足。
2.教师实践经验缺乏,不能有效地对学生进行指导。后发展高校存在着,后发展高校的教师队伍主要由升本的主干学校和一些中职、中专学校里的教师组成,教师数量不足和学历层次不达标及缺乏实践经验普遍存在,教学上理论的高度不够,工程实践的经验不足,还有部分教师更是从高校毕业直接到学校任教,并且还担任多门课程的主讲。
3.对学生的培养缺乏市场导向,学生毕业后难以适应。大学生毕业后,主要从事设计、计算、制造、研究等工作,因此,企业单位在招聘时尤为注重大学生的实践动手能力,这里的实践能力并不单单指学生的动手操作能力,还包括学生在参与实践活动过程中所需要的各种能力,如观察能力,专业技能,应变能力,表达能力,解决工程实践问题的能力,信息处理能力等。企业关注的是大学生的“综合能力”,而学校和大学生则认为企业关注的是“专业技能”,高校和学生如果对企业的真正需求没有一个清楚的认识,那么在其发展方向上会产生一定的歪曲,最后使得学生不符合用人单位的需求,学生毕业后走向工作岗位时,表现出缺乏解决实际工程问题的能力。
二、促进后发展高校金属材料工程专业大学生实践能力培养的改革措施与方法
以百色学院为例,金属材料工程专业大学生的实践能力培养,主要依靠实验、实践等活动环节来实现,从目前情况来看,我们主要探讨以下几个方面来加强培养学生的实践动手能力。
1.加强实验室和实习基地建设。我校金属材料工程专业已初步建成“培养应用型人才”的专业实验室体系结构,学校围绕本专业教学主线,投资553.5万元,成立了大学生实训中心,主要建设了机械加工实训室、机械原理与零件演示及创新实训室、材料制备与分析实验室、液压传动与气动实验室、XRD实验室、互换性及测量技术实训室6个综合性实验(训)室。在未来三年里还将建设模具CAD/CAM实训室、模具拆装实训室、化学实验中心、材料科学实验中心等6个综合性实验(训)室。同时加大实训教学人员的培养力度,积极改善实训教师的工作条件,改革实验(训)室(中心)的管理体制,加强实验(训)室(中心)的制度建设;加大实验(训)室(中心)的开放力度,提高实验(训)室(中心)设备的有效利用率,突出学生在实训教学中的主体地位和实训教学在创新人才培养中的重要作用;配备相应的实训教材,不断更新实训内容,增加综合性设计性实训项目,提高学生的实践能力。对于岗位对口的各产业部门,力争能将该专业的每一名学生在最后一学期送到对口单位进行定岗实习,为学生毕业后谋求好的就业岗位做好准备。至2015年,使校外实训基地增加到8个(3年新增4个),真正形成校企产业链。
2.强化实践教学环节。按照“三个结合、三个层次、六环节、四年不断线”的思路,构建、调整、充实实践教学环节及内容。注重课内外、校内外及产学研结合,实验、实训、实习相结合,分散与集中相结合,确保实践环节的连续性。进一步完善“三层面、六环节”的实践教学体系,构建基础实践、专业实践和综合实践三个层面的教学环节;细化课程实验、教学实习、课程设计、毕业实习、毕业论文(设计)和社会实践六个环节的具体项目及安排,强化应用能力的培养。在教学计划的安排上,将理论课与实践课的比例调到3∶1(目前比例将近5∶1),加大实践教学比重,构建以提高应用能力为核心的实践教学体系。
3.创建大学生创新实验室。探索建设提升人才培养质量的新途径、新平台。促使教师进一步提高实践教学意识和能力,将理论教学与实践教学紧密结合,充分利用实践教学平台,发挥学生创新活动导师作用,优化实践教学环境培养学生的创新意识和创新能力,为学生创业打下坚实的基础。
4.转变教学观念,培养学生的学习兴趣。教师重视学生实践动手能力的培养,教师在教学过程中力求理论密切联系实际,让学生学习“活”的知识,而不是枯燥无味的知识,并结合课程开展课程设计,让学生围绕课程设计主题自由展开设计。如可以让学生结合机械原理课程自行设计小型的机械装置,如节能小车等。在学生实践时,教师耐心指导多加鼓励,帮助学生完成产品构思—设计—实施—调试—成品,这样一种产品产生的流程,增强学生的实践技能和创新能力,培养学生的学习兴趣,让学生具有成就感,树立自信心。
5.创新实验教学,为学生的创业打下坚实的基础。首先,学校应打破“重理论,轻实践”的思想。坚持以培养服务地方经济社会应用性人才为目标,制定适合应用性人才成长的人才培养方案,调整理论教学与实践教学之间的比例,加大实践性教学环节,改变以“课堂”和“书本”为中心的教学方式,将与实践联系密切的内容放入到实践中教学。只有学生亲身实践,才能对理论知识有更深理解,才能掌握实践技能。其次,积极鼓励学生参与到“挑战杯”科技作品设计、智能汽车、机械设计大赛、综合能力训练大赛中去,用实践检验学习效果,用比赛提升实践水平,真正体验实践出“真知”、实践出“成绩”的愉悦。以学科竞赛为依托,增强学生的实践动手能力和创新精神,把学科竞赛的形式与提高学生综合素质、增强团队合作精神的目标结合起来,从而激发了学生创新能力,为学生的创业打下坚实的基础。
后发展高校新办应用型工科专业学生实践动手能力的培养学与一个学校为该专业的定位、师资的培养、教育实践基地的建设、课堂教学的实施、学科竞赛的开展等环节密切相关,是一项系统工程。后发展高校应当不断探索此类新办专业的教育教学规律,只有这样才能为当地支柱型产业培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高、富有创新精神和实践能力的应用型高级工程技术人才。
参考文献:
[1]教育部.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见[Z].教高[2005]1号.
[2]黄婉秋.加强实践教学培养学生动手能力[J].教学建设与改革,2007,(9):43-44.
[3]杨登秀.工科大学生实践能力培养研究[D].重庆:重庆大学硕士学位论文,2007.
中图分类号:O434 文献标识码: A
一、土木工程建设项目智能材料的特征和概念
针对土木工程建设项目当中所应用到的智能材料的种类、特性和基本的概念进行分析,是加强技术操作水准的一个首要步骤。在上个世纪七十年代,美国率先的提出了关于在建筑项目之中使用智能材料的理念和想法,并且通过试验测试,得出材料的基本特性。而在今后的几十年发展当中,随着技术的不断改进以及各大部门对建筑项目研究的重视程度增加,先后的出现了机敏材料、建筑结构自适应材料以及智能材料等项目。
首先,当前针对建筑项目当中的智能材料并没有一个统一的、标准的定义。总体的来讲,在土木工程施工当中应用的智能材料指的是可以对外界的环境和内部环境进行感知的、可以以此来对建筑进行准确的处理分析和判定的、具有适度相应的智能材料。智能材料是高分子材料、人工合成材料、天然材料等之后出现的一种新型建筑施工材料,并且在今后的建筑行业当中将发挥出巨大的效应。另外还需要明确的是土木工程施工建设当中所使用到的智能材料的基本特征,一般的来讲,智能材料特性有以下几点:反馈功能、传感功能、自诊断功能、相应功能、信息的积累以及识别功能、建筑结构的自我修复功能、自适应功能等。
而当前所使用的智能材料还具有以下几个方面的特性:第一,在土木工程建设施工项目当中应用的智能材料可以对外界的环境进行准确的感知,可以精准的检测出环境当中的刺激和刺激所产生的强度,诸如应变量、应力、光、热能以及核辐射和化学能等;第二,智能建筑材料还具有一定的驱动能力,可以对外界的变化进行适当的相应;第三,智能材料可以按照事前设计好的方式,来对自身的相应进行控制,同时还可以选择相应的具体方式;第四,智能建筑材料对于外界刺激所产生的反应非常的快捷,并且非常恰当:最后,智能材料受到外界的刺激并且当刺激消除之时,可以迅速的、在短时间之内恢复至最初始的状态。
二、土木工程中智能材料的应用
1、形状记忆合金的应用
形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料,作为新型功能性材料,最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中,材料可以产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变,同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种结构中,实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究,而且还可以将材料研制为智能型驱动器,在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点,在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状,表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力,结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统,该系统可实现相变伪弹性性能,可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统,用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知,进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示,耗能器安装形状记忆合金结构后,耗能器可吸收约为三分之二的地震能量,并显著抑制结构的位移。
2、压电材料的应用
传统结构中集成压电体,采用压电传感元件对结构的振动模态进行感知,利用其输出结果,采取适宜控制算法对压电体的输入进行确定,以主动控制结构振动的实现,是开展压电类智能结构应用研究的一个较为前沿的领域。很多研究人员在任意复杂激励下,采用压电陶瓷作为加速度传感器与驱动体开展基于压电层合结构的主被动阻尼及主动振动控制等相关问题的研究工作,随着近年来不断发展的压电材料与堆技术,使研究应用压电类智能结构的领域更为广泛。主要应用在土木工程结构的噪声主动控制、静变形控制能、安全评定、健康监测等众多领域都获得良好的控制效果。
3、光导纤维的应用
光导纤维由外包层与内芯构成,是一种纤维状光通信介质材料,该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统,由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子,因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率,潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用,将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能,而且将形状记忆合金等驱动元件埋入,有机结合信息处理系统与控制元件,使混凝土结构具有智能功能,进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中,光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料,我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。
4、压磁材料的应用
在外加磁场作用下,磁流变液悬浮体系的各项流变性能会产生明显的可逆变化。同时在外加场强高于临界值后,磁流变液将迅速从液态转变为固态,在显微镜下能够观察到磁流变液的分散相颗粒在磁场作用下结成沿磁场方向的链状结构。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质,控制流体特性实施时需要较低的能量,因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。在土木工程领域,电视塔、高层建筑、大跨度桥梁等结构中都采用该材料用于实现对地震的半主动控制。此外,磁致伸缩智能材料也在相关研究中日益的得到重要关注。磁致伸缩智能材料具有强烈的磁致伸缩效应,电磁/机械能能够进行逆转换。在智能材料领域中应用前景较为广阔,该材料可用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等多个领域。
三、智能材料的前景
目前在土木工程领域内,智能材料的研究主要在以下三方面的应用研究最受重视:(1)结构健康的实时检测与监控。这主要是指将先进的传感元件和驱动元件集成在传统的土木结构中,利用它们构成的网络对结构的裂缝、损伤、疲劳、冲击、缺陷、腐蚀等状态进行实时监测和控制,以确保重大土木工程结构和基础设施的安全可靠,降低其维修费用。(2)形状自适应材料与结构。智能材料的研究与出现不仅可使土木工程设计人员所期盼的自适应结构的诞生成为可能,而且更重要的是它代表着先进的新型材料与传统的土木工程设计人员所期盼的自适应结构的诞生成为可能,而且更重要的是它代表着先进的新型材料与传统的土木工程结构相结合这一重大的学科研究发展方向。自适应结构既具有承受荷载和传递运动的能力,同时还兼有检测(应力、应变、裂缝、损伤、温度等)、动作(改变结构内部应力应变分布和结构外形及位置等)和改变结构特性(结构阻尼、固有频率、光学特性、周围电磁场分布)诸多智能功能,因此其应用前景非常广阔。(3)结构减振抗震抗风降噪的自适应控制。结构的动力响应一直是土木工程设计中的一个非常重要的问题,特别是对于高层建筑和桥梁等大型土木工程结构的抗震抗风问题更是如此,而智能材料的开发与应用就可为之提供一个更为有效的新途径,从而使结构的自适应控制成为可能。目前,虽然智能材料还有这样或那样的不足,但是,随着研究的深入,智能材料的性能将得到进一步的改善。智能材料在许多领域都具有巨大的潜在应用前景,其研究涉及材料科学、化学、力学、生物、微电子技术、分子电子学、计算机控制、人工智能等学科与技术。
结束语
综上所述,随着智能材料的广泛应用,同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展,在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件,建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构,对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用,为人们工作生活提供更为舒适安全的环境,对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。
参考文献
建筑装饰装修材料一般是指主体结构工程完成后,进行室内外墙面、顶棚、地面的装饰等。达到室内空间和室外环境美化的效果。又可满足一定使用要求的功能性材料。建筑装饰装修材料是集材性、工艺、造型设计、色彩、美学于一体的材料
建筑装饰装修材料是集材性、工艺、造型设计、色彩、美学于一体的材料。是品种门类繁多、更新周期最快、发展过程最为活跃、发展潜力最大的一类建筑材料。它发展速度的快慢、品种的多少、质量的优劣、款式的新旧、配套水平的高低,决定着建筑物装饰档次的高低,对美化城乡建筑,改善人们居住环境和工作环境有着十分重要的意义。
随着我国人民生活水平和环境质量的不断提高,对建筑装饰装修材料提出了更高的要求。因此,如何组织好各种装饰装修材料的配套生产,配套供应.以满足现代化建设的需要,是摆在我国建材行业面前的十分迫切的任务。
一、建筑材料的发展
建筑材料最早是土石、木、陶、砖等,进入现代社会后慢慢开始过渡到混凝土、钢筋混凝土再到新型的合金,有机材料,人工合成材料等简易的装饰材料。跨入21世纪后,随自生活层次的多样化,环保、养生等新理念的注入。人们对坏保型,情趣形装饰材料的要求越来越高。顺应经济形势,环保特色的自然材料,分解材料,复合材料,情趣材料等成为现在装饰的首选材料。
二、 合理选用建筑装饰材料具有重要意义
建筑装饰是敷设于建筑物或构筑物表面的装饰层,建筑工程的组成部分,是建筑设计和施工的最终体现,好的建筑装饰能给人以美的享受,能让人充分感受到建筑物所体现的文化内涵和历史底蕴。而建筑装饰材料是建筑装饰工程的物质基础,建筑装饰材料的选用,直接影响着建筑装饰的效果。建筑装饰材料是用于建筑物内、外表面,起到增强美观和保护建筑物主体结构及其它功能的材料,它具有形态、色彩、质感等特质。从性质上看有木材、竹材、石材、金属、胶合材料、玻璃、陶瓷、塑料、墙纸、织物、等。从质感上又可以分为硬质(石材、金属、木材等)和软质(地毯、壁纸)等。从材料形成途径有人工合成材料和天然材料。只有在充分了解和掌握装饰材料性能的基础上,按照使用环境条件合理地选择了所需建筑装饰材料,充分发挥每一种材料的长处,做到材尽其能、物尽其用,才能满足现代建筑装饰工程的各项要求,才能充分体现建筑物的总体效果及其特有功能,能够保证工程的质量、降低造价,防止伪劣产品给工程造成损失。
三、建筑装饰材料的选用原则
面对着品种繁多的建筑装饰材料,我们应当制定一个选用的规范依据,才不致于陷入盲目的境地。首先,应充分了解各类建筑装饰材料的性能和特点,并根据建筑物结构类型、建筑物的结构形式、建筑风格等情况决定相适应的材料,从材料特性、建筑性质、经济因素、使用部位以及建筑师对不同材料的认识程度等多方面作具体的分析,并决定选用。建筑装饰材料的选用依据应当是将材料的实用性、经济性、艺术性、环保性进行有机的结合。
三 如何选用合适的建筑装饰材料
(一)以满足建筑物的特点为基准
建筑装饰对建筑结构起到保护的作用,完善建筑物的使用功能强化建筑及建筑空间的性格,筑及建筑空间的意境和气氛,使建筑及建筑空间更具情感和艺术感染力,对建筑物进行美化,使建筑物给人以直观的视觉感受。因此,建筑装饰材料的选用,应建立在对建筑物的充分理解上,以满足建筑物的特点为基准。在选择装饰材料时,要根据建筑物设计主题的造型、功能和使用部位所处的环境来巧妙合理地运用材料的形体、质感、色彩,以便设计主题既能满足一定的功能。例如,住宅是人们生活的主要场所,除了工作时间以外,人的大部分时间是在住宅里度过的,因此,住宅的装饰应围绕着为人提供一个舒适的环境而进行,选用的建筑装饰材料应以简单质朴为基调,强调其实用性、方便性,同时兼有些富于自然情趣的东西,构建休闲、愉悦、放松、舒适的家居氛围。
(二)以安全环保为依托
随着人们健康意识的不断增强,“生态建筑” 已成为国内外建筑发展的主流。“生态建筑”这一理念的提出,倡导了人、建筑和自然三者之间的和谐可持续发展,为人创造一个舒适的健康宜人空间。“生态建筑”的发展与功能要求将拓展建筑装饰材料的功能。建筑装饰材料的选用也应以安全,生态,环保为依托,可查看建筑材料的相关的环保认证标准证书,使用具有高性能、多功能、有利健康、使生活更舒适、与环境更协调的建筑材料,强调低污染环保型、环境功能型(如具有净化空气,调节温度湿度,抗菌防霉等功能)、可再生、可循环、甚至可以就地取材,尽量保证其资源利用率高、能源消耗低、功能性强,并从设计、制备、使用到再生的寿命周期全程中符合生态平衡和可持续发展要求,为人类争取更大生存空间、扩大可利用资源和改善生态环境。
(三)以建筑装饰效果为保证
建筑装饰效果是建筑本身的内涵与审美情趣,艺术价值的最直观的表现形式。而建筑装饰材料的质感、线型、尺度、色彩能在人的心理上产生反应引起联想,对建筑装饰效果有直接的影响。一般说来,材料的这种心理诱发作用是非常明显和强烈的。例如,石材可使人感到稳重坚实和富有力度,而未加修饰的混凝土表面则容易使人产生粗野、草率的印象,块状材料有稳定感,而板状材料则有轻盈的视觉效果。又如,大理石及彩色水磨石板材用于厅堂,可以取得很好的效果,但是如果用于居室,则由于尺度太大,会失去其魅力。而色彩的差异,也能给人以心理和生理上的差异,红色能让人联想到太阳、火焰等,给人以温暖、热烈的感觉,能刺激人的大脑,给人兴奋之感。在建筑装饰设计中,人们喜欢利用建筑装饰材料的对比形成独特的艺术效果,往往在不同的部位选择不同的材料、采取不同的做法,借此来求得质感上的对比与衬托,从而更好地体现在筑装饰的风格,或者强调某些装饰处理上的意图。无论是在室内还是在室外,我们到处可以感受到材质的对比所产生的艺术感染力。当然了,装饰材料对装饰效果本身的影响,必须结合具体建筑物的形式、体重、风格等因素来加以综合考虑。例如,天然蘑菇石、露骨料混凝土等,其装饰效果粗犷雄浑、坚实有力,用在大体量的建筑装饰上,可获得较好的效果,但是用在体量较小、造型比较纤细的建筑装饰中,则显得不协调。一般来说,为了充分显示其线条的挺拔感,宜采用较为平滑、细腻的建筑装饰。因此,在选择装饰材料时,应准确地把握好材料的性格特征,充分考虑建筑装饰材料的质感对装饰效果的影响,同时使之与所装饰的空间特点相吻合,这样赋予材料以生命,达到完美的装饰效果。
四、建筑装饰材料在装饰工程中的应用。
(1) 建筑装饰材料大多用于各种基础的表面构成,构成将空气中的水分酸碱性物质,使灰尘及阳光等侵蚀性要素隔绝的掩护层。维护建筑基础延伸建筑物使用寿命。
(2)不同的建筑装饰材料具有不同的物理,化学,力学和装饰性能的作用。可以发生不同的成效。如防滑、防水、隔音、隔热、保温等效果。可以满足不同装饰部位的不同过程的不同要求。
(3)建筑装饰材料皆具有奇特的量感和肌理感。多样的外形和丰富的颜色与通常意义上的建筑材料有机的结合,能够从不同角度转换建筑物的空间感,补充建筑设计不能满足的空间感与美感。营造梦幻,如诗如画的空间环境。
参考文献:
【1】钱光正,我国现代建筑装饰材料发展与应用(续)[J],《室内设计与装修》 1992年
【2】崔海波于树芬,建筑装饰材料的基本要求与选用,《应用能源技术》 2007年
中图分类号:TU55+1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)03-0151-02
0 引言
随着人们生活水平的不断提高和建筑行业的发展,以及相变材料的兴起,人们越来越关注节能的效果。我国的相变材料研究仍旧处在理论方面,在实际应用上还存在一些问题。文章对相变材料的特点进行了分析,研究了相变材料在实际工程中的应用,并通过秦皇岛世极城堡的实例进行了分析,旨在促进建筑行业的发展,提高人们的生活水平。
1 相变储能材料
相变储能材料简称PCMs,指的是在一定温度下,能够改变其物理性质的材料。当材料的温度比相变点高时,PCMs会吸收掉一定的热量,从而产生相变;当材料的温度比相变点低时,PCMs会释放掉一定的热量,从而发生逆相变。PCMs有着其独特性,储能密度高,相变潜热大,在相变的过程中材料的温度一般不会发生改变。在调整材料所处环境温度的同时,能对能源供求之间在时间和速度上的不同步进行调整(如图1),从而对室温进行精确性的控制,可以有效地对建筑进行节能保温。
根据材料在相变过程中相态的变化方式,可以分为4个不同的类型:固气相变材料、固液相变材料、固固相变材料、液气相变材料。液气相变材料与固气相变材料在转化时伴随的相变潜热比固液相变材料与固固相变材料相变时的相变潜热要大得多。但是在进行液气和固气转化的过程中,会有气体产生,材料的体积会发生变化。因此,在实际的应用中,固液相变材料和固固相变材料的应用范围较广。
根据材料的性质,可以分为无机物和有机物两种。无机物和有机物相比,在蓄热密度、溶解热、导热以及成本上都有着一定的优势。但是由于其易腐蚀性,在相变过程中,存在过冷、易相分离的特性,储热能力有一定的下降。绝大部分的有机物都存在导热性差,储能利用率低的缺陷,降低了系统的工作效率。同时也有着一定的优点,如防腐蚀性高一级固体成型较好[1]。
2 相变材料在建筑材料中的应用
随着人们生活水平的不断提高,在生活方面更加注重舒适感。我国在发展上,倡导与环境协调发展。为了减少建筑工程中的材料消耗,降低空调以及供暖系统的投入成本,相变材料在建筑节能工程上的应用受到了广泛的关注。
2.1 相变储能墙板
相变储能墙板是在上世纪80年代出现的一种含有相变材料的建筑围护结构材料,根据建材基体的不同,可以分为三种:第一,以石膏板为基材的相变储能石膏板,主要用于外墙的内壁材料,可以保持室内温度的稳定,确保建筑的舒适性;第二,以混凝土为基材的相变储能混凝土,一般作为外墙体的材料;第三,以保温隔热材料为基材,可以制作高效节能型建筑保温隔热材料。相变储能墙板主要用于建筑围护结构,当室内的温度比相变材料的温度高时,相变材料会发生相变,将建筑中多余的热量吸收掉;当室内的温度比相变材料温度低时,相变材料也会产生相变,释放出大量的热量,保证室内的舒适度。用相变材料制作墙板,既可以降低维护结构的传热量,又可以保证室内的舒适度。
2.2 相变储能砂浆
将相变材料融入到砂浆或灰泥中,可以制备出具备蓄能能力的相变储能砂浆。在德国的研究中,通过微胶囊技术奖石蜡封装在20μm的能量微球中,并将其与灰泥混合,制造出一种可以用于内墙的石蜡砂浆,该砂浆中含有10%到25%的掺石蜡的能量微球。这种砂浆可以作为室内冬季保温和夏季制冷的材料,保证室内的温度。当室内的温度超过22℃后,砂浆中的石蜡会融化,吸收室内的热量,降低室内的温度;当室内的温度低于22℃时,砂浆中的石蜡会凝固,会释放出大量的热量。
在加拿大的研究中,将49%丁基硬脂酸盐和48%丁基棕榈酸盐进行融合,作为相变材料,通过直接混合法和灰泥砂浆进行混合,按照工艺流程制造出相变储能墙板。这种墙板和普通的墙板相比,储热能力更强,并能够根据相变材料的吸收量和融化量对储热量进行精确的控制[2]。
2.3 相变材料的其他应用
在其他方面,包括相变储能混凝土、建筑保温隔热材料、相变材料涂料、相变蓄热地板等。
相变储能混凝土和普通混凝土相比有着较大的热熔,将其作为外墙体材料,可以保证室内温度的稳定,提高室内舒适度;建筑保温隔热材料是保证建筑节能的基础,是目前建筑节能上主要的研究课题;相变材料涂料应用在建筑上,可以提高老房屋的储热能力,有利于材料的普及;相变蓄热地板一般是结合电加热方式使用的。通过地板采暖的方式,能够保证室内温度平衡,符合人们“足暖头凉”的需求,而且成本较低,应用性较好。
3 相变材料的实际应用
在秦皇岛世极城堡的设计中,广泛使用了相变材料以及相应的技术。例如外墙的保温、地暖、中水处理等。在钢筋混凝土外墙上增加了一层FTC自调温相变保温材料保证建筑内的温度,此外,屋顶也采用了这种材料,保温的面积达到了30万m2。
FTC自调温相变材料和其他的保温材料相比,有着一定的特点,导热系数和保温层相对厚度比都比较低,符合相关的要求,而且在防火性能方面比较优秀,远远高于聚苯板和挤塑板。而且FTC自调温相变材料的节能方面效益较高,可以达到65%。和其他的材料相比,FTC自调温相变材料在性能、抗压性、抗裂性、耐候性、阻燃性、环保性、施工等各个方面都有优势。
1、基本公交经营固定线路,多元化公交可以让乘客自行决定公交行驶路线,并实行“一人一座,一站直达”。差异性体现在定制公交线路以及市民出行便利性,使群众避开公交转乘等问题,节约大量时间。如商务大巴、旅游巴士、高峰快巴。
2、对公共交通进行宏观控制,负责公共交通法规体系建设和相关政策法规的出台,提供公共交通政策扶持和财政扶持,负责对公共交通市场的管制,决策和审批公共交通重点项目建设,指导、监督公共交通各部门管理工作,积极引导群众公共交通观念;对公交企业执行低票价、减免票、承担政府指令性任务以及经营冷僻线路进行政策性补助。
3、建立健全相关管理制度,加强公共交通的决策执行、运营服务、资金使用等事项。比如制定公交客运成本费用评估机制、公交企业运营成本公开制度和以群众满意度为主要评价指标的综合考核制度等,将有利于对公共交通管理者和经营者行为的规范和约束,从而建立相互协调、相互监督的新型交通行业的管理格局。
4、我县目前还没有多元化公交,还没有制定相应的政策。
5、鼓励城市公交根据市场需求开展定制服务,优质优价,实行市场调节价;加强公共交通发展规划,建立健全公共交通管理法律法规体系,推行“公交市场化改革”,建立竞争机制,引进外部资金参与公交运营,使投资渠道多元化,经营方式多样化。
6、鉴于我县实际情况,县城框架较小,部分道路较窄,群众出行多以摩托车、电动车以及私家车等交通工具为主,若由多家公交企业经营基本公交和多元化公交明显不符合实际。因此,若要推广多元化公交,我县应由一家公交企业同时经营基本公交和多元化公交,将有利于公交发展,若由多家公交企业经营,多元化公交可能会影响到基本公交运行的秩序。
7、地方政府应当完全承担城市公交保障责任。由于城市公交具有公益属性,运营中因低票价、减免票、承担政府指令性任务以及经营冷僻线路出现亏损的,应当由地方政府承担城市公交保障责任;建立健全公交运营亏损补贴机制,厘清财政补贴能力与公交水平关系,结合当地财政及公交运营亏损程度,进行适当补贴,并将公交运营亏损补贴纳入年度财政预算;同时,根据公交运营状况,进行年度考核,考核合格才发放补贴。
8、(一)具有企业法人营业执照;(二)具有符合运营线路要求的运营车辆或者提供保证符合国家有关标准和规定车辆的承诺书;(三)具有合理可行、符合安全运营要求的线路运营方案;(四)具有健全的经营服务管理制度、安全生产管理制度和服务质量保障制度;(五)具有相应的管理人员和与运营业务相适应的从业人员;(六)有关法律、法规规定的其他条件。车公司给消费者造成侵权损害的,以公司名义承担对消费者的侵权损害赔偿责任;互联网企业不能提供车公司的真实名称、地址和有效联系方式的,消费者被侵权时可要求互联网企业进行赔偿,互联网企业明知或应知车公司利用其平台侵害消费者合法权益的,未采取必要措施的,对车公司给消费者造成的侵权承担连带责任。
二、公交企业
1、与传统公交不同,“多元化”公交可以让乘客自行决定公交行驶路线,并实行“一人一座,一站直达”。这样不仅使乘客出行更加方便,而且避开公交转乘等问题,节约了大量时间。
2、我县公交发展中存在的问题:1、费用成本高,收不抵支。由于受到县城条件的限制,客源不足,燃油价格及司机工资不断上涨,老年人、残疾人享受免费乘车的优惠政策(据了解,我县有关部门发放了残疾军人、退休人员等证件有4000多张,都属于免费乘车范围),加上票价低等原因,导致收支严重失衡。2、燃油补贴逐年递减,影响公交正常运行。加大政府扶持力度,增加财政补贴是城市公交健康、可持续发展的根本途径。但随着我县城市化进程的加快,县城公共交通的发展,而财政补贴并未随着成本的加大而加大政策扶持力度。
3、鼓励多元化 但须切合实际。目前,各城市都在进行公交升级,推行多元化交通服务。但值得注意的是,寻找适合该城市的交通服务体系才是关键所在。“公交服务面向的是广大市民,而这种定制公交可能会影响到现有公交运行的秩序。另外,这种措施对于公交服务并不算发达的地方而言,很容易造成运力资源的浪费。
4、“城市中推行何种形式的公交服务,需要看该城市的发达程度。以我县例,我县不算发达,整体客流量小,公交的空置率也很大,且当地人均工资只有2000元左右,消费不起高端的公交服务。公交多元化是值得鼓励的,但不是在每个地区都适用,由于我县县城框架较小,部分道路较窄,加上群众平时上班也就10多分钟的路程,因此建立定制公交要因城而异。
中图分类号:F426 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0229-01
随着社会的发展及经济水平的提升,土木工程逐渐发展成为一项大型综合性学科,其主要包含了桥梁工程、建筑工程、铁路工程、水利工程、道路工程等多种工程项目。而随着社会的不断发展及环境不断恶化,人们也逐渐加强了对环境保护的重视,在追求土木工程舒适性、实用性、美观性的同时也逐渐加强了对其环保功能的重视,因此,想要确保土木工程的长期稳定的发展,就要合理的将可持续发展观融入到其中,有效的实现新时期土木工程的可持续发展。
1 新时期土木工程可持续发展的意义
随着社会的不断发展,我国的工业化及城镇化进程不断的加快,以建筑工程为例,我国每年增加的建筑面积在20亿平方米左右,而其节能效果将在很大程度上影响着我国的能源消耗情况,同时还对全球气候产生着极大的影响,因此,加强对建筑节能的重视及对土木工程可持续发展的重视就显得至关重要。土木工程的可持续发展有助于社会效益、生态效益及经济效益三者的统一,有助于我国经济以集约型方式增长,有助于促进经济发展和环境、人口及资源间的协调。有助于促进国民经济向着健康、持续、稳定的方向发展,从而有效的改善人们的生活水平,提高人们的生活质量。有助于促进新型工业化的发展和进步,有助于我国土木工程经济结构的调整,在对生态环境进行保护的前提下促进土木建筑工程长期、稳定的发展。
2 新时期土木工程可持续发展的实践研究
2.1 土木工程材料的可持续发展
工程材料是土木工程施工过程中必不可少的物资,工程材料是否合理,质量是否过关直接影响着土木工程的质量、造价及施工安全。将生态材料应用到土木工程建设中的主要作用是避免损害生态环境,并有效的对环境及自然资源进行保护,同时确保工程材料具有更好的性能。想要实现土木工程的可持续发展就一定要加强对材料选取的重视,若使用的是不生态、不环保的建筑材料就很难实现土木工程可持续发展的目标。因此土木工程在实际的施工过程中要尽可能的选用以下几种材料,一是可再生循环材料;二是过渡性材料;三是环保材料。将生态材料应用到土木工程中能有效促进绿色建筑的建设发展,在改善人们居住品质的同时合理的改变建筑材料及建筑方式。同时还能有效的增加建筑的使用寿命,减少建筑垃圾的产生,并且还能有效的节约建筑材料,降低工程成本;此外,将生态材料应用到土木工程中还能起到保护环境的作用,减少环境污染。
2.2 土木工程施工阶段的可持续发展
施工是土木工程项目的重要环节,加强对施工阶段可持续发展的重视对实现整个土木工程的可持续发展有着至关重要的作用。施工阶段想要实现可持续发展就要加强对施工场地内特殊区域、植物等保护的重视,同时还要在确保顺利施工的基础上尽可能缩小清理及扰动面积,尽可能的减少对管线及临时设施的使用。具体可以从以下几方面进行。第一,节约水资源,严格的对水资源的使用情况进行检测,尽可能的使用小流量的器具及设备,并尽量的对废水进行利用,同时还要加强对循环用水的重视,从而尽量的减少施工阶段水资源的利用量,从而在减少水资源消耗、保护生态环境的同时有效的降低用水费用,降低工程成本。第二,节约电能,我国作为一个人口大国,人均用电量原本就少于发达国家,尤其是近些年来,随着社会的不断发展,我国电能紧缺的形势日益严峻,因此,在土木工行工程施工环节加强对电能节约的重视就显得非常重要。在施工过程中要严格的对电能利用率进行监控,使用具有节能功能的灯具、设备及施工机械,并且要合理的安排施工时间,尽量在白天进行施工等等,从而有效的降低施工阶段电能的使用量。第三,减少材料损耗,材料损耗不仅会增加工程的施工成本,同时还不利于可持续发展目标的实现。因此,在施工过程中一定要加强对材料选购的重视,选用质量合格的产品,从根源上减少材料损耗,并且还要加强对材料现场保管的重视,尽量减少搬运次数,同时还要减少材料包装,此外对于摊销材料要适当的增加其周转次数,通过这些方式尽可能的降低施工过程中材料的损耗,有效的调高材料利用率。第四,利用可回收资源,资源节约的有效手段就是使用可回收资源,它主要体现在两方面,一是在施工过程中尽可能的利用可再生资源或者包含有可再生成分的材料,从而有效的对可再生资源进行回收利用,在减少原材料使用的同时还能有效的降低自然能源的消耗量;二是在施工过程中加强对资源、材料等回收利用及循环利用的重视,比如,在施工现场建立相应的废物回收系统,对拆除过程中所得的材料进行重复利用或者进行享用的回收,从而有效的降低材料消耗量及工程成本。
3 结语
土木工程项目在建设施工过程中,土木工程人员要加强对可持续发展的重视,合理的对自然资源进行设计和利用,加强对生态材料利用及施工阶段能源节约的重视,从而真正的将绿色建筑融入到人们的日常生活中,促进土木工程的可持续发展。
参考文献