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化学材料论文范文1
一、优化材料化学专业课程体系的必要性
1.高等教育改革的需要。目前,优化课程体系,改革教学内容,构建合理的知识结构,注重理论联系实际,更新教学手段是高等教育改革的需求。优化课程体系不仅要使它所包含的专业基础课、专业课、实践课等形成相互联系的统一整体,而且要充分体现培养目标和培养规格。
2.现代科学技术发展的需要。近年来,随着材料化学专业教育课程论及教育理念的发展,我们根据材料科学发展规律,对材料化学专业课程体系进行了两次优化调整(分别为2008年下半年和2012年上半年)。我们优化的材料化学专业课程体系能够体现材料化学专业教育特色,完善材料化学专业课程体系,加强材料化学专业的学科方法论教育。
3.市场经济发展的需要。优化材料化学专业课程体系能够反映社会和市场经济对综合性专业人才的要求。优化的材料化学专业课程体系应该充分体现以就业为导向的思想。我们倡导与专业相关的知名企业家走进课堂开展必修课教学,实现在校内与企业的对接,强化学生的就业意识,提高学生的专业技能。
二、现行课程体系存在的问题及其成因
1.办学特色不明确。专业建设存在一些薄弱环节,如材料化学课程体系的基础课平台不够规范,课程设置不够科学,教学进程安排不够合理,等等。此外,由于材料化学专业办学时间短,存在专业学科定位不准,专业人才培养目标不够明确,课程体系不够科学等问题。近年来,为提高教学质量,适应社会对人才的需求,很多高校开展了人才培养和教学体系研究。因此,有必要对材料化学专业课程体系的建设进行思考。
2.课程设置理念滞后。在材料化学专业课程设置中,我们受传统的重视知识传授的狭义专业概念的限制,不够重视独立思考习惯、自学能力、动手能力和生存能力的培养。同时,在课程设置中存在社会需求、学生的就业取向、市场前景等的考虑程度不够周到等问题。合理的课程设置理念是让每一位学生不仅受到本专业的学术训练,而且受到广泛的通识教育,把学生培养成有专业知识、有爱心、有责任心和有雄心的智者。
3.实验教学条件欠缺。优化实践教学应该体现以下三个方面内容:一是毕业实习、毕业论文(设计)实行“分类指导,分流培养”。学生可根据个人从业需要,撰写高水平的实习报告,获取名副其实的学分。二是优化实践教学进程。各专业可根据专业特点和人才培养需要,科学、合理地确定毕业实习的时间和进程。三是增设创业实践环节。学生可通过创业训练、第二课堂与创新活动,获得创新、创业学分。而我们现行的材料化学专业的实践教学环节,因人力资源和物质资源等原因,欠缺根据学生需要安排实习和创新性实践内容。
4.师资队伍建设力度不够。师资队伍是优化课程体系的执行者,也是培养材料化学专业人才的主导者。先有优秀的教师,后有优秀的学生,再有品牌专业[2]。材料化学专业成立以来,我们加大力度引进了固体材料化学、无机功能材料、催化材料、分子生物学等领域的博士研究生数名,充实了本专业的教师队伍。目前我们正在通过各方努力引进高水平教师,加强材料化学专业的师资队伍建设。
三、课程体系的优化策略
课程体系是高校人才培养目标、课程指导思想、课程设置、课程结构及教学管理模式的综合体现,是学校办学特色、学科专业特色和人才培养特色的综合反映。课程体系是构建人才培养方案的核心内容,其是否科学合理,对培养高质量人才目标具有决定性的意义。我们通过选择、整合与调适课程体系等措施优化了材料化学专业课程体系。
1.调整教学计划,优化专业基础课内容。
(1)优化材料化学专业的无机化学课程内容材料化学专业课程体系是材料化学专业人才培养方案的核心,课程体系的科学性直接影响材料化学专业的人才培养质量。因此,随着材料化学专业办学条件的改善和教学理念的科学化,有必要优化材料化学专业课程体系。我们现行的材料化学专业课程体系中无机化学课程是大学一年级学生的必修课程。此门课程的指导思想直接影响学生在大学学习的思维模式和获取知识的习惯,这个阶段也是在大学一年级学生从中学学习模式转变成大学学习模式的关键时期。因此我们有意识地培养学生的独立思考意识和自学能力,为学生将来的学习工作打下良好的基础。无机化学课程内容包括理论部分和元素部分。我们认为无机化学理论部分内容是无机化学课程的核心部分,元素部分内容是辅助部分。目前无机化学课程详细介绍理论部分内容和元素部分内容。我们对材料化学专业的三届(2007、2008、2009级学生)90名同学进行问卷调查,结果80名同学不赞成全部介绍无机化学元素部分内容,而是希望在老师的指导下以自学方式完成无机化学元素部分内容的学习。对元素部分内容我们采取了抓典型元素性质的分析和讨论,引导学生掌握学习元素化学知识的方法;通过实例指导学生去认识一个元素、一族元素或一类元素;逐步了解结构—性能—功能之间的关系;初步掌握如何通过查阅参考书、手册汲取知识的模式。其余元素部分内容我们设置为自学内容。(2)优化材料化学专业的高等数学课程内容高等数学作为高等院校的基础学科,承担着培养学生数学能力,提高学生逻辑思维能力,为专业课程学习提供数学思想和数理方法论的任务。高等数学是化学、生物、物理、材料物理、材料化学专业的基础课程。目前一些普通高等院校的课程设置中有生物、化学、材料化学专业的“生化材”类高等数学教育教学。而随着材料化学学科与数学学科的交叉日益加深,定性定量分析发展迅速,材料结构分析、材料物理性能测试计算时需要更深的高等数学知识,所以我们把材料化学专业的“生化类”高等数学调整为“理工类”高等数学教学。同时我们在材料化学专业的高等数学课程内容中增加了线性代数的内容,以便达到材料结构测试和性能计算的知识要求。(3)材料结构分析方法课程的教学形式的优化测试方法在材料化学专业的发展起着非常重要的作用。随着科学技术的发展,人们对材料性能的要求日益广发和苛刻,对材料性能及其组分和微观结构的关系越来越感兴趣,因而不断出现新的研究方法。测试手段也越来越多样化,实验方法的数量随着科学技术的发展而急速增加。因此我们把材料结构分析方法课程的教学形式进行优化。具体做法是任课老师在课堂上介绍材料结构和性能测定仪器的原理,然后到实际仪器设备房间进行教学。学生在仪器管理人员的指导下,利用化学与环境科学学院和内蒙古功能材料物理与化学重点实验室的科学仪器设备完成本课程的学习内容。这样设置学生自己动手测定样品的结构和性能的课程,有助于提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。(4)以专业前沿知识讲座充实课程内容课程内容应当随着社会、企业、科技的发展及时充实新知识。材料化学专业教材的内容常常是数年,甚至数十年前的人类材料科学知识的概括。所以,任课老师要根据自身研究工作经历及时充实现代材料科学知识,优化课程内涵结构。材料化学专业老师可以采用以下三种方法:一是将现代材料科技成果恰当地融入到基础课教学中,用新的材料科技内容去改造、替代、充实陈旧的教学内容,并处理好知识的继承和发展的关系,使其有机地融合在一起;二是开设材料加工新技术课程内容或开展材料设计加工科技活动,激发学生的兴趣,提高他们的动手能力;三是开展能够反映本学科专业前沿知识、最新科技成就的专题讲座。
2.加强实践教学,优化课程类型。
根据“高等院校理工科教学指导委员会通讯”所提倡的高等院校材料化学专业规范讨论稿的要求,材料化学专业的实践课程有基础课实验、专业基础课实验、专业课实验、专业实习、毕业论文等内容[3]。多元化的实践教学是培养学生创新和动手能力的最有效手段,通过实验来研究物质及其变化规律,使学生获取基本的实验动手能力、综合分析问题的能力、解决问题的能力,一定的科学研究能力和创新能力[4]。在材料化学专业实验教学上,充分考虑实验内容的科学性和系统性,选择具有一定难度和较大覆盖面的交叉型综合实验作为实验教学的主要内容,着重培养学生的创新能力。全面开放所有实验室,给学生创造开展专业综合技能训练的场所,提高学生的专业素质。目前,在各级有关部门的支持下,按材料化学课程体系要求能完成基础课、专业基础课和专业课的实验教学任务。但是经济欠发达地区的高等院校的材料化学专业的实践教学课程出现了一些新情况。以往三四十人的实习队伍进入企业、经济实体完成实践教学任务。而今,大型企业自动化程度很高,实习生很难进入车间进行实地实践学习,微小企业又没有能力接收大量实习生,加上专业实习经费的缺乏等原因,材料化学专业的实践教学课程无法实现“大部队”形式的实习任务。所以,我们对材料化学专业实践教学课程进行了优化。我们设置了适合地区特点的、按学生兴趣分成由五—八人组成的“小组”进入不同的微小企业进行不同内容的实践的多元化实践教学模式。在不同的微小企业完成实践教学课程时我们注重学生自身管理和实践指导老师巡视管理相结合,保证实践教学过程中的实习效率和学生安全问题。改变材料化学专业现行毕业论文模式,允许学生做毕业论文时根据自身兴趣爱好和就业取向选择课题,可以在学院老师的指导下完成毕业论文课题,也可以在科研所、企业、经济实体完成毕业论文课题。
3.增设自学选修课程,优化课程结构。
化学材料论文范文2
论文关键词:木结构,古建筑,火灾,修缮
1 古建筑结构特点
中国古代建筑有着辉煌的历史,使中国的建筑风格树立于世界建筑之林。但是由于科学技术的限制,中国古代建筑也有一定的缺陷存在。具体而言,中国古代建筑结构的特点主要有以下几点。
(1)以木材为主要材料。中国古代建筑都是以木材为主要材料,如松木、柏木和楠木等。而且,建筑的结构也是以木材为主,只有在连接处采用铜钉等。
(2)建筑风格以庭院为主。中国古代建筑大多以群体建筑为主,用小的单位组成建筑群落,最终组成庭院的形式。
(3)建筑结构有层次感。古建筑的大型庭院大多有高大的台基和开阔的空间,形成错落有致的布局,在空间上有很好的层次感。
古建筑是历史留下来的宝贵财富,也是国家的标志性建筑,有着重要的意义。因此,保护好古建筑,做好消防安全是一项重大的任务。如果发生火灾,也要尽全力修缮,使古建筑能够最长时间地保留。
2 木结构古建筑火灾特点
2.1 燃烧速度较快
中国古建筑是以木材为主要的建筑材料,其框架结构也是木材。所以,一旦发生火灾,燃烧的速度将非常快,温度迅速上升,进一步加快燃烧的速度。如果在短时间内无法扑灭明火,将会出现大面积的火灾,其核心的温度将接近1 000 ℃。
2.2 烟雾量大
物体如果燃烧不充分就会产生大量的烟雾,烟雾的量也和材料燃烧物质的材料有直接的关系。根据科学实验的结果,木材燃烧生成的烟雾体积将达到其本身体积的300倍。而且,木材的密度较小,结构疏松,在短时间内燃烧超过20公斤的木材,其烟雾将充满整个空间,给火灾的扑救增加了难度。
2.3 火灾容易蔓延
以木材为主要结构的建筑,其火灾载荷要远高于国家标准的火灾负荷量,特别是古建筑的结构较为疏松,整体的结构框架都是木结构,所以发生火灾后,会快速蔓延。古建筑在布局上有一定的规律,这在前面也提到过,大多以群体建筑为主,用小的单位组成建筑群落,最终组成庭院的形式。因此,由于走廊和建筑的连接,建筑群没有必要的防火隔离带,一旦发生火灾,将迅速蔓延,出现大面积燃烧的现象。这是导致我国古建筑在火灾中被严重损坏的主要原因。
2.4 火灾初期扑灭较难
古代建筑没有太多的消防意识,在设计时就没有考虑火灾的因素在内。一些规模较大的古建筑,至今没有建立消防站,所以消防安全一直是古建筑最难攻克的一点。以目前的技术而言,消防的措施大多对建筑物有不同程度的损伤,对于古建筑而言,这些损伤再加上火灾的损伤就会导致整个古建筑重大的损伤。
3 木结构古建筑火灾后的修缮技术
3.1 墩接柱根和包镶柱根
木结构会随着时间而产生变化,时间越长,其内部结构越疏松。外加空气的腐蚀和各种动植物对木结构的损害,其本身就比较脆弱。发生火灾后,更是进一步破坏了木结构的承受能力。在这种情况下,就需要对整个古建筑受损的柱子做局部的修缮处理。一般而言,处理火灾后柱体的方式有两种,中小企业融资论文它们分别是墩接和包镶。
修缮柱体选择的方式跟具体的情况有关,若柱体表面的烧损面积超过了50%,且烧损深度不超过柱体的20%,选择包镶的方式处理柱体。若柱体的烧损较为严重,烧损的深度超过了其直径的30%时,则选择墩接的方式处理。
3.2 化学材料浇筑加固
用化学材料的方式加固火灾烧损的木结构是近年来才出现的修缮措施,处理的过程较为简单,效果也很好。但是化学材料浇筑加固的方式也有自身的限制条件,即木结构烧损的不是很严重。其具体的操作是用不饱和的聚酯树脂浇筑加固烧损的柱体,待其凝固后,再涂上油漆,达到修缮的效果。
3.3 抽换柱子和增加辅柱
如果火灾对木柱造成了较为严重的损伤或者损伤的部位较高时,就不能采用墩接的方式进行修缮。面对这种情况,一般采用抽换柱子和增加辅柱的方式。抽换柱子是将原来的柱体抽离,然后换上新的柱子,具体的做法是用千斤顶等支撑结构先将整个古建筑梁柱支撑起来,把损伤的柱体换下来,然后换上新的柱体。这种方式会产生局部地振动,也会引起屋顶裂缝等情况,需要事后妥善地处理。进行抽换柱子的操作最重要的是事先做好稳妥的措施,将梁和柱等结构支撑稳定,创造出抽离柱子的条件,然后抽出旧的柱子,换上新的。
3.4 大木拆安
若火灾烧损了大木构架部分的构件,必须进行构件的重新组装,这一过程长采用大木拆安的方式进行修缮。拆安是指将构件拆开后更换不能使用的部位,换上新的构件后再重新组装起来。大木拆安的具体操作是先给所有的构件打上标号,然后拆开整个结构,仔细检查烧损的构件,若烧损比较轻微,则进行简单地修正操作,若烧损较为严重,则更换新的构件,然后把整个结构组装起来。
3.5 复原工程
有一些古建筑物有着特殊的历史意义,或者该古建筑已经成为标志性的建筑,若被火灾焚毁,则需要进行重建修复的操作。重建修复的最终目标是将古建筑最大程度地复原,这是个较为复杂的过程,需要严格地按照步骤进行,具体操作如下所述。
(1)分析考证。进行挂建筑的重建修复,首先需要充分考证和分析,取得充分的证据,以便于恢复到最初的形态。
(2)绘制设计图和工程图。在分析考证之后,就需要绘制设计图和工程图,完成后要经过反复地检验和考核,确定跟原建筑最大程度的相似。
(3)审批。图纸绘制完毕后,要将整个工程交由国家部门审批,审批通过后才可以进行下一步的操作。
(4)施工。审批结束后,就要进行施工的操作,用原材料、原做法和原工艺对古建筑进行重建修复的操作。
4 结语
古建筑的结构并不复杂,也正因为这样,它在火灾中的损伤较为严重。在进行古建筑火灾后的修缮工作时,首先要熟悉建筑的整体结构,因地制宜地制定修复措施,灵活地应用修复方法。另外,在修缮火灾后的古建筑时,还要严格地遵守国家制定的古建筑文物保护原则,发挥主观能动性,用最好的方式、最小的投入完成整个修缮的过程。
参考文献
[1] 刘嘉,王珍,房绍方.火灾后木构古建筑修缮技术探讨[J].四川建筑,2011(1):188-190.
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化学材料论文范文3
(一)在建筑材料方面的应用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年,计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中,解决了很多实际问题。
钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一,它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1,2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下,研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现,含Ca钙矾石、含Ba钙矾石和含Sr钙矾石的Al-O键级基本一致,而含Sr钙矾石、含Ba钙矾石中的Sr,Ba原子键级与Sr-O,Ba-O共价键级都分别大于含Ca钙矾石中的Ca原子键级和Ca-O共价键级,由此认为,含Sr、Ba硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。
将量子化学理论与方法引入水泥化学领域,是一门前景广阔的研究课题,它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来,也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。
(二)在金属及合金材料方面的应用
过渡金属(Fe、Co、Ni)中氢杂质的超精细场和电子结构,通过量子化学计算表明,含有杂质石原子的磁矩要降低,这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明,在LnF3中Ln原子轨道参与成键的次序是:d>f>p>s,其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说,NbO2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心),其高温相的NbO2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论,并通过计算指出它和低温NbO2及其等电子化合物VO2在性质方面存在的差异[6]。
量子化学方法因其精确度高,计算机时少而广泛应用于材料科学中,并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善,同时由于电子计算机的飞速发展和普及,量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展,将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。
二、在能源研究中的应用
(一)在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用
煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步,量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。
量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子,如低级芳香烃作为碳/碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径,由Guassian98程序中的半经验方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性,对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。
(二)在锂离子电池研究中的应用
锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点,被人们称之为“最有前途的化学电源”,被广泛应用于便携式电器等小型设备,并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域发展。
锂离子电池又称摇椅型电池,电池的工作过程实际上是Li+离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此,深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。Ago等[8]用半经验分子轨道法以C32H14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明,随着锂含量的增加,锂的离子性减少,预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种Li-C和具有共价性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子轨道计算法,对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究,研究表明,锂优先插入到石墨层间反应,然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。
随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展,相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。
三、在生物大分子体系研究中的应用
生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域,尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究,是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等,都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问,这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶;可以揭示遗传与变异的奥秘,进而调控基因的复制与突变,使之造福于人类;可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等,可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。
综上所述,我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中,量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来,由于电子计算机的飞速发展和普及,量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言,在不久的将来,量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。
参考文献:
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化学材料论文范文4
【关键词】高中化学 教学改革 化学教学
现阶段高中化学教学受到应试教育的影响,以知识的传授为基本宗旨,课堂教学为主要的教学模式来进行,极大的限制了学生的学习积极性,不利于学生化学的学习和化学应用能力的提升。化学与人类的生活息息相关,对于化学知识的学习和教学可以从社会生活入手,从而活化化学知识,教师应该协助学生从科学角度理解社会生活,从社会生活中获取化学知识,又用化学知识去解释社会生活。在教学实践中根据学生的已有经验和心理发展水平,结合教材内容对引入的社会生活内容进行筛选并确定合适的结合点来开展教学。以下主要论述将生活中的化学与高中化学教学相渗透的实施策略。
一、课堂内外联系教学
课堂教学是学校教学活动的主体,课堂教学应摒弃传统的教学模式,在课内渗透社会生活中的化学,并使其紧密结合教学内容和进度来进行,只有这样才能巩固课内知识,同时也能及时拓展课外知识,使课内、外知识有机地结合起来,使学生在学习的过程中没有累赘感,反而觉得所学知识更丰富,实用性更强。例如,在“氮和磷”的教学中,以“我们每时每刻都在氮气的包围之中”的现实场景引入氮气的物理性质,说明氮气的化学性质不活泼,进而引出氮气的分子结构和化学性质。也可以讲述在打雷闪电时氮分子与氧分子分裂为原子,原子重新组合成一氧化氮分子的场景,介绍了后续几个反应后,得出谚语——“雷雨发庄稼”的结论。在讲到NO的毒性时,补充NO作为信使分子在生命过程中的重要功能,让学生带着惊讶的情绪对NO产生了新的认识。
通过紧密结合教材基础知识或重点知识的应用性知识的补充、讨论与交流,一方面可以使学生从化学的角度逐步认识自然与环境的关系,分析有关的社会现象,培养学生联系生活、社会中的化学问题的意识,另一方面可以提供给学生未来发展所需要的基础的化学知识和技能,培养学生运用化学知识和科学方法分析和解决简单问题的能力。
二、进行热点渗透教学
教学过程中为学生提供与学习内容相关的各种情景素材如化学史料,日常生活中生动的自然现象和化学事实等,能够强化学生对化学与生活有关、对生活有用的意识,激发学生的学习动机。如现行高中化学教材中“人类保护臭氧层的行动”,这既是一个自然科学问题,也是一个“人文意识”问题,围绕“从电冰箱的普及与换代到臭氧层”开展探究,指导学生查阅文献,访问网站,获得知识。在讲授重金属汞的性质时,可以结合生活实际讨论其危害,讲述汞蒸汽对人体的危害可以使学生们认识到用行动防止汞污染的重要性,例如怎样清理破碎的水银温度计、如何处理含汞的废旧电池、废日光灯管等,使学生养成良好的生活习惯,这使化学教学更贴近于社会实践,同学们在学习过程中会觉得所学知识富有时代感,具有实用价值,有助于培养学生对未来的人文关怀,将自然科学融入整个人类文化的背景中思考和分析。
三、进行生活与化学关系专题教学
高中化学专题教学能有助于激发学生的学习兴趣,并可拓展学生的知识面,具体教学形式可以将生活中的化学与书本中的化学的联系以专题讲座的形式介绍给学生,介绍化学的过去、现在和未来,介绍世界高新技术发展的动态与趋势,介绍化学在高新科技领域中的作用,介绍化学与其它学科之间的相互渗透,介绍化学与社会的关系,如健康、保健、能源、资源、环境等社会问题。例如可以向学生讲解当前化学合成材料的发展概况,人类已经可以制造出可以替代人体多个部位的化学材料。
四、与生活中化学知识相关的实验探究教学
化学实验是进行科学研究的重要手段,是培养学生动手操作能力的有效途径,在化学实验的基础上,学生从具体的形象思维转入抽象的逻辑思维,从而提高理性认识。化学实验还可以培养学生谨慎的科学态度,以贴近生活和发生在身边的化学现象为素材,组织探究实验活动,既培养学生学习化学兴趣,又使学生感受到化学在国民经济及生活中的实际运用。例如选取日常生活的素材可进行“鲜果中维生素C的还原性”、“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”、“用生活中的材料制作简易电池”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”等实验。选取与化学有关的社会问题为实验内容可进行“用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料,并进行模拟保水试验”等实验。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。
五、进行与生活有关的论文写作教学
布置学生撰写小论文或课题报告,探讨实验中的问题或写出自己的体会。教师向学生介绍撰写小论文的基本要求和方法,从学生实际出发,文字能力不做高要求,只要论据能说明论题,条理清楚,说得明白就达到了要求。例如,将“糖类”设计成主题为“糖类与生活”的拓展课,课前充分发动学生积极参与,提出他们感兴趣的课题,引导他们提炼成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖与糖尿病”、“糖与减肥”、“糖与健康”等小课题。然后把全班学生组合成几个组进行专题研究,同学们查找资料、走访调查、统计数据、进行实验,在组内充分交流讨论的基础上,形成课题报告。
此外,遵循自愿的原则,鼓励学生将课外新闻记者材料用自己的语言加以组织,写出科技小论文。在将阅读材料整理成文章,并发表自己的见解的过程中,培养学生科学研究问题的学风,促进学生独立思考,提高自学能力的组织语言的能力。
教材中的教学内容是教师教和学生学的直接依据,不同的教学内容对应不同的教学策略和教学方法。化学教学内容可分为基本概念、基本理论、元素化合物知识、化学用语、化学计算以及化学实验等,不同类型的教学内容具有不同的特点。并非所有的教学内容都适合或者说都能很好地联系社会和生活实际。本文就当前化学教学与学生生活不能紧密联系的现状提出将生活中的化学渗透在化学教学中的相关教学方法,将所学知识运用在社会生活中,这有助于提高学生学习化学的兴趣,丰富学生的学习方式,提高学生的科学素养。这样的教学方式也给教师提出了更高的要求,要求教师要接受这样一种适应学生发展的教学方式,并愿意在教学中付诸实现,同时还要加强自身的专业化学习,注意搜集各种新知识,注重引导学生认识各科知识的普遍联系,只有这样才可以在教学中引导学生真正的进入化学学科的殿堂。
参考文献:
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化学材料论文范文5
关键词:灌浆技术;桥梁隧道施工;应用分析
中图分类号: U445文献标识码:A
前言
近年来,随着国民经济水平的发展,各类等级公路的建设进行的如火如荼,这在很大程度中方便了人们的生产和生活,在公路施工的过程中,桥梁与隧道的建设是其中的重要组成部分,与公路路基相比而言,桥梁与隧道施工具有一定的特殊性,对于施工方法的要求也更高,如果未掌握好施工技术,很可能导致公路在投入使用后出现各种各样的质量问题,提高桥梁与隧道的施工质量也成为施工管理人员关注的重点问题,就现阶段来看,灌浆法作为公路桥梁隧道中常见的施工技术,能够很好的防止桥梁隧道中各类病害问题的产生,下面就具体介绍灌浆法的类别及其具体的应用要点。
一、灌浆技术相关介绍
1、灌浆技术又称为压力灌浆法,即利用压力将固结浆液通过钻孔注入建筑物裂隙与土体孔隙中,改善其物理力学性能的一个过程。灌浆在注入裂缝后,能够以渗透、填充和挤密的方式挤出岩石和土体裂缝中的空气和水分,这样就能够将原先松散的土体凝结成一个整体,达到提升其水稳性和强度的目的。就现阶段来看,灌浆法包括高压喷射灌浆与静压灌浆两种,高压喷射灌浆时利用钻机将注浆管钻进土层预定位置,再利用高压设备将高压流喷射出来,当速度快、能量大的高压喷射流超过土体结构强度时,土粒便会剥落,其他土粒会按照一定比例与浆液重新排列行为固结体,这样就可以达到加固桥梁的作用。静压灌浆方式与之相比能够很好的解决桥梁与隧道的加固问题,也能够解决土体防渗问题,技术难度也较小,因此,在公路桥梁隧道的施工过程中,静压灌浆方式的应用范围更加的广泛。
2、灌浆方法及应用范围
(1)对于工程大裂缝,其处理办法往往为填充灌浆,因受荷载力作用的影响,桥梁隧道及地下溶洞等工程往往因此发生地质坍塌事故。现阶段,在桥梁隧道工程施工中,填充灌浆法的应用最为普遍。填充灌浆法的施工工艺:孔位放样钻孔(判断脱空界面、观察钻孔时返水情况)安装灌浆头、试压;配制浆液灌浆结束单孔灌浆封孔饱压。
(2)对于隧道侧壁维修及桥梁地基加固施工,渗透灌浆法的应用最为普遍,实践证明,其施工效果也相对更好。渗透灌浆法施工方法:借助渗透手段,将浆液填充至孔隙裂缝及岩土地层,待其凝结成为整体,岩土层使用强度便大幅度增加。
(3)压密灌浆法主要被应用于隧道工程施工,其施工方法:借助高压注浆的方式,将浓度较大的浆液灌注入岩缝内,与此同时,灌浆管端应该产生浆泡,此时,浆液依托灌浆压力的作用而进入岩缝,压密灌浆法灌注的浆液主要呈现出条状或脉状胶结层。
(4)电工化学灌浆法主要被应用在桥梁基础加固工程中,其施工方法:选定所需加固的岩层将正负两极分别插入底层将带孔金属管与正极一端相连,用于灌浆将正极一端与电源正极相连将正极另一端与电源负极相连,以确保电渗方向与注入压力方向一致。电动化学灌浆法的作用在于降低通电区域中层含水量,并通过形成渗浆通道,以便降压沿着渗浆通道流入地层深处,并最终形成结层。
二、灌浆技术在公路桥梁隧道施工过程中的应用
1、灌浆方案的设计
灌浆需要按照地质勘察、方案选择、灌浆试验、设计计算、修改优化的过程进行,具体的设计内容要包括灌浆标准的确定、灌浆材料的选择、施工范围的确定、浆液影响半径的设置、钻孔的布置、灌浆效果的评估等等。在公路桥梁隧道的灌浆处理过程中,对于强度较低的底层可以使用压密灌浆的方式进行处理,对于硬质的土层可以使用劈裂灌浆的方式进行处理,对于砂砾层则可以使用渗透灌浆的方式进行处理,灌浆方式能够单独使用,也可以组合使用。在灌浆顺序的决定上,对于砂砾层较多的地层,一般使用分段式灌浆的方式来处理,对于软弱地层,也可以使用以上的处理方式。
(1)灌浆材料通常分为粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材几类。在软土地基处理过程中,常用粒状浆材,而对于防渗、堵漏的加固工程,一般都要注入化学浆材。在浆材材料的配比设计方面,一般应该使用0.8:1-1:1水灰比的配合比浆液,对于浆液扩散半径的确定可以使用相应的计算公式来计算,如果地基较为复杂难以计算参数时,就要使用现场注浆试验的方式进行确定。
(2)在灌浆压力的确定方面,适度的灌浆压力能够有效提升土体强度、减少灌浆孔的数量,但是如果压力过大,就有可能破坏地基结构,为了解决这一问题,必须确定好地基的允许注浆压力。灌浆压力与地层强度、密度、初始应力等多种因素有关,往往难以预测到所有的因素,此时必须要使用现场灌浆试验的方式进行确定。一般情况下,灌浆压力的选择应该根据施工地区涂层埋深和性质进行确定,砂性土经验数值约为0.2到0.5MPa,粘性土经验数值约为0.2到0.3MPa,在由于环境因素、地基条件和灌浆目的不同难以确定参数的情况下,可以参考其他的施工工程进行确定。
2、在桥梁隧道中使用灌浆技术的一般要求
桥梁隧道施工中使用灌浆法是非常复杂的,以隧道施工为例,隧道工程使用灌浆技术需要注意很多问题,如果操作好了,就可以有效提升隧道质量,反之甚至会影响隧道的施工质量。在隧道施工中,总是会需要在同一个施工地点进行不同的灌浆施工。在进行注浆施工时,一般会先进行低压力注浆操作然后再进行高压力注浆操作。在实际操作中,要注意以下几点:
(1)当对隧道的衬砌部位进行灌浆施工时,一定要注意要首先进行回填灌浆工序,然后才能够对围岩进行灌浆施工,以达到固结效果。
(2)当施工的地方存在着帷幕灌浆或高压固绪灌浆工艺时,施工人员一定要先进行回填灌浆工序,然后才可以惊醒帷幕灌浆或高压固结灌浆。在这个过程中,一定要注意分层来搭设防渗帷幕。在完成水平的帷幕搭设后才能进行垂直帷幕的搭设。要避免为了赶工期,加快施工进度而不按施工顺序操作的情况出现。这样会对施工带来非常大的危害,也会造成材料的浪费,对施工是十分不利的。
(3)当隧道中需要使用钢板的衬砌时,一定要注意在完成混凝土浇筑施工环节后才能进行。也正因为如此,每一个施工环节都需要按照施工的顺序以及施工规定来严格施工。此外,当完成了钢板衬砌时,施工人员一定要注意在钢板上预先留下灌浆工程的作业孔洞,从而为接下来的施工打下基础。
(4)在对混凝土的衬砌以及围岩之间进行回填施工时,要保证在衬砌混凝土强度的百分之七十后才可以进行。在进行计算时,一定要在龄期的基础上进行。一般情况下,施工是在混凝土衬砌施工后14d进行。必要时,可以通过在衬砌混凝土中加入适量的早强剂来进行施工,这样就可以保证7d就达到28d的混凝土强度。施工单位一定要对衬砌混凝土的施工强度进行检验,保证其可以满足施工需要。
3、控制施工过程的质量
(1)严格控制钻孔之间的距离及钻孔排之间距离,孔位和终孔深的误差小于20mm。施钻之前,若发现会和其他管线冲突,要设法避开其他管线;若不能避开,上报监理并征得同意后,可移动孔位,并记录孔的实际位置。钻孔的倾斜度要符合要求。
(2)根据施工技术参数对施工现场进行控制,并记录好各项施工参数,如,高喷灌浆各项参数,浆液的材料和用量,以及故障的处理方法和结果。
(3)喷灌前要进行严格的试验和检查。并在孔口进行试喷,符合工程设计的要求之后再进行正式喷灌。
(4)为了保证高喷灌浆能够顺利的进入管中,终孔完成之后需要用新浆液置换干净孔内岩粉。
(5)高喷灌浆完成或因故造成喷灌短时间内中断时,要马上拔管进行清洗,避免浆液凝固造成无法拔管。
(6)由下而上进行高喷灌浆,当喷射注浆管的喷嘴抵达标高时,便可以进行喷射注浆。为了保障凝结体的密实度和灌浆的整体性,每次卸管喷射管后,其提升搭接长度要大于20cm。
(7)高喷灌浆过程如果没有冒浆现象,则可能是由于地层存在空隙出现漏浆,为此需要在空隙大的地段灌注大量的注浆,确保空隙填满。待正常冒浆后,再按建筑工程的设计要求提升速度。
三、结语
灌浆技术的应用在公路桥梁隧道施工中能够有效减少开挖工程量,同时,该种施工方式也不会受到天气因素的影响,操作方式相对简单,可以取得良好的社会效益,此外,经过造价比较,灌浆处理方式也有着一定的资金优势,值得在施工过程中进行推广。
参考文献:
[1]陈卓.灌浆法在公路桥梁隧道施工中的应用[期刊论文].交通标准化,2013,04(08)
[2]刘娟.公路桥梁混凝土施工质量控制[期刊论文].交通世界(建养.机械),2012(12)
化学材料论文范文6
关键词:古建筑;保护规划;编制方法
中图分类号:TF081 文献标识码:A
浙江临海历史悠久,人文荟萃,经济、文化发达,至今仍保留着许多古遗址、古建筑、古墓葬和大批珍贵文物,1994年被国务院公布为国家历史文化名城。临海素有“小邹鲁”和“文化之邦”的美誉。清光绪年间,建有中学堂2所,高等学堂6所,初等小学堂30所。历经漫长岁月的风雨沧桑,临海形成了名城、名人、名迹、名特“四名”之城。古城墙历史悠久,保存完好。台州古城、谭纶画像、戚继光表功碑、千佛塔、桃渚城、涌泉、溪口古窑址群、郑虔墓、翼龙化石产地保护区等被列为浙江省重点文物保护单位,云峰、珊瑚岩群分别被批准为国家森林公园和多功能国家级地质公园。[1]
临海的古遗址、古建筑、古墓葬都是我们的宝贵财富,在新的历史环境下,在进行城市开发和小城镇建设时,古建筑的保护和规划管理就显得尤为重要,下面我们就古建筑保护设计和规划谈谈个人的一些看法。
1 历史文化街区的保护与修复
从街区的规模和建筑体量来看,临海算作一座普通城镇。民居商铺及当时比较规整的小街巷格局延续至今。作为反映城市发展史的重要见证受到保护。这里不仅旧时的风貌得到较好展示,还保留着古老浓郁的市井风俗和历史传统。通过参观传统民居、工艺美术馆等地方,使人对街区历史和风俗有更深的了解和感受。由于在现代化的发展过程中,对旧城区采取了积极改造的政策,许多传统民宅、商铺、会馆遭到拆毁,这无疑是古城文化遗产的一大损失。
仿古一条街的建设是历史文化街区的一种速成做法,在国外的保护实践中却很少见到。他们对于历史街区的一般民居要求按照传统式样进行修缮翻建,在外观上与整个街区的风貌保持一致;并且十分注意向业主宣传这些做法的意义,以取得民众的支持。按照明清江、浙民居的式样,重新设计建造,并配合城市基础设施的建设,改善历史文化街区的生活环境,为民居保护作出了示范。
2 历史人文环境与自然生态环境的融合
自然是美丽的,保存下来的建筑物也是美丽的。在城市规划中要注重注重历史人文环境与自然环境的融合。对于文物古迹的保护,设定了历史风土特别保存地区进行管理;对于一些文物古迹的所在地区,划归风景地区、都市景观形成地区等不同的限制区域中,使丰富的历史人文环境与优美的自然环境趋向和谐统一。
城市规划中把一批文物古迹或规划为绿地,或辟为公园,体现了把文物古迹保护与自然生态环境相结合的意识,取得了一些成功的经验。但是在具体设计和实施中,有的未能从历史文化名城保护的角度多加考虑,缺乏对文物遗存的展示和彰显,未能开掘出丰富的历史文化内涵,与一般的园林游乐场所差别不大。此外,在临海周边还散布着许多人文景观,与优美的自然风光交相融合,形成了一些内涵丰富、颇具特色的风景名胜区。加强这些风景区的保护和建设,对于促进历史文化名城的发展,维护历史文化名城的外部生态环境都有重要意义。
3 历史公园与古建筑遗址的保护
建立历史公园是对古遗址进行保护的一种重要方式。临海古遗址包括陵墓、城堡、村落、庙宇、官衙、园林、道路等,通过这种方式得到保护。历史公园由主管文物局进行管理,国家级的历史公园超过十多处。由于明清代主要是土木结构建筑,不像欧洲的砖石结构容易在地面上保存,因而重视对于考古遗址的保护复原,主要采取了以下几种方法:
3.1 按照考古发掘的原样进行复制或仿制
例如,古建筑遗址一口水井遗址,在原位置之上复制出井口,四周地面的铺石使用化学材料仿制。
3.2 表现建筑遗址的地面遗存和范围
例如,复原出踏步、基坛和柱础石;采用草坪显示遗址范围,用修剪成柱状的灌木表示立柱。
3.3 重建或部分重建原来的建筑
根据专家的复原方案进行了重建。
3.4 使用风景规划的方法表现遗址
主要通过种植一些对遗址不构成伤害的植物,使遗址既能在接近自然的状态下得到保护,又利于风景观赏。
我市的古遗址分布比较密集,遗址面积广大,是临海这座历史文化名城的主要遗存,在中国古代都城发展史上占有重要地位,也是属于全世界的文化遗产。
近一二十年来,在城市化和农村经济的大规模发展的形势下,大遗址的保护受到巨大冲击和挑战。临海文物部门按照建立历史文化公园、对大遗址进行复原展示的思路,精心组织编制保护规划。另一方面多方筹措资金,积极实施文物保护工程。特别是近年来在各方民间资金支持资助下,对古遗址保护复原工程经过多方协商论证,得以顺利实施,为今后公开展示,发挥文物在社会教育、旅游观光等方面的作用打下基础。但是大遗址的保护是一项牵涉到全社会的系统工程,需要各级领导的高度重视,有关部门的协同努力。希望在各级领导的大力支持下,在有关部门的不懈努力下,在当地群众的关心配合下,大遗址保护规划能够尽快通过并付诸实施,为临海历史文化名城增添新的光彩。
4 积极保护民俗文化财产
无形文化和民俗文化的内涵与我们习惯上所说的文化艺术、民风民俗是比较接近的。实际上,正是这些文化遗产构成我们文化大厦的基石,生动体现出各民族文化的独特性。临海的文化艺术、民风民俗源远流长,蕴含丰富,但是在近代西方文明的冲击下急剧嬗变。我们自身长期以来对地方戏曲、民族音乐、传统工艺、民间信仰、传统民居、节令风俗也不够重视,缺乏整理、研究和保护。近年来,通过对历史文化的深层次开掘,临海推出了古文化艺术节、城墙花灯展、民间社火表演等特色旅游项目,为历史文化名城形象的塑造做出了很大贡献。但是我们不少很有价值的文化艺术、民风民俗濒临灭绝的危险,亟待进行保护。
文化遗产是各个民族和国家传承下来的独特文化的载体,深刻体现了世界文化的多样性,构成历史文化名城的主要内容。离开了文化遗产,就不成其为历史文化名城。因此,搞好历史文化遗产的保护是西安历史文化名城保护和建设的基础。同时,临海的文化遗产不仅是属于临海的,更肩负着展现、传承、光大中华文明的重任。
作为江浙一代重要的历史城市之一,临海具备具有较大的发展潜力。目前缺少的不是优秀的的文化遗产,而是缺少高瞻远瞩的历史文化名城保护和建设方针。进入二十一世纪,随着博大精深的中国文化向现代化的急步迈进,作为中国历史和文化的圣地,临海迎来了再创辉煌的历史机遇。能否无愧于丰厚的有形和无形的文化遗产,为中国文化走向世界做出新的贡献,是历史对现代临海的一次呼唤和考验。
参考文献
[1]韩林飞,O.I.普鲁岑.在自然环境中古建筑的修复和保护[A].营造第三辑(第三届中国建筑史学国际研讨会论文选辑)[C].2004年.
[2]柳肃.古建筑与古环境综合保护的实践与探索[A].建筑历史与理论第九辑(2008年学术研讨会论文选辑)[C].2008年.