材料方面论文
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材料方面论文篇1
浅析道路桥梁工程材料质量检测优化思考
【摘要】道路桥梁工程的抗环境腐蚀作用日益受到建筑行业的重视，而其从本质上而言是由工程材料质量决定的。当前质量检测的重心更多倾向于材料的强度检测，而在其耐久性方面则有所欠缺，有鉴于此，本文讨论了道路桥梁工程材料质量检测的重要性。
【关键词】道路桥梁工程;材料质量检测;抗腐蚀性;耐久性;优化策略
引言
道路桥梁工程建设完成后，在长期的使用过程中，各类外部因素会对其使用性能及使用寿命造成影响。这就对其抗腐蚀性能提出了较高要求，现行混凝土结构设计与相关施工规范，更多关注的是工程结构强度及其荷载能力，侧重于其安全性与适用性，而对其在建成投入使用后的各类因素造成的性能及结构强度下降重视不足。尤其是环境因素在长期使用过程中造成材料性能的降低，进而造成混凝土结构性能下降是造成工程整体使用功能性减弱的主要原因。这就对原材料的质量提出了更高要求，高质量的原材料在环境作用下可以较长年限的保证其使用性能，保障其构造的混凝土结构的耐久性，增强道路桥梁工程的抗腐蚀性能。
1道路桥梁工程抗腐蚀性能
道路桥梁工程的抗腐蚀性能主要由混凝土结构承担，环境作用对于混凝土的腐蚀首先在表层进行，损伤其截面或是表面混凝土材料强度性能，进而损伤内部结构，造成钢筋锈蚀等，劣质混凝土材料的存在会加速这个过程，尤其是和易性差的材料组成的混凝土，其密实度不足，使环境作用等外部因素可以乘隙而入，而有害物质如氯离子等含量超标，也会加速混凝土结构的腐蚀。道路桥梁工程抗腐蚀性能不足，一方面导致维修保养的成本增加，另一方面也会很大程度上降低工程的使用寿命，缩短重复建设周期，造成资源浪费。
2道路桥梁工程材料检测的重要性
2.1水泥对混凝土性能的影响
水泥是混凝土的主要构成材料，其质量直接决定了混凝土材料的性能。水泥的水化热是混凝土结构成型过程中形成结构裂缝的主要原因，劣质的水泥不仅强度性能较差，而且其与其它配料的相容性差，形成较大的混凝土结构缺陷，在后续使用中，环境对其侵蚀作用更为明显，结构上的裂缝为外部因素提供了入侵通道。
2.2骨料对混凝土性能的影响
骨料作为混凝土强度结构及耐久性构造的重要材料，其泥沙含量、坚固性、化学物质含量、级配、抗压强度、吸水性等都对混凝土性能产生重要的影响。骨料中的粗集料在吸水后其强度和性能会存在一定程度的变化，不合适的骨料类型会降低骨料抗压强度，形成混凝土内部细微裂缝，在长期使用过程中发展为大裂缝，降低混凝土结构的使用寿命。未清理干净的骨料使用过程中，如果有害物质超标，会对混凝土组成材料之间的物理化学作用造成不利影响，使的配比出现错误，降低混凝土质量水平。
2.3外加剂对混凝土性能的影响
化学外加剂是提升混凝土性能的重要物质。如减水剂等，可以很大程度上降低混凝土浇筑、成型过程中的水化放热，对温度裂缝的形成起到良好的抑制作用;阻锈剂则可以对钢筋结构的锈蚀起到保护作用，引气剂、混凝剂、膨胀剂等都可以一定程度上改善混凝土的性能，提升其环境耐受力。但是，各种外加剂中的化学成分之间也会存在有冲突情况，如果不进行兼容性测定，外加剂的添加可能起到相反的作用，同时外加剂中的氯离子含量如果不符合相关标准，也会导致混凝土耐久性的下降。
2.4掺合料对混凝土性能的影响
以掺粉煤灰为例说明掺混合料对混凝土性能的影响。在拌制混凝土过程中加入粉煤灰，对混凝土胶结材级配能够起到较好的改良作用，因为混凝土的骨架由粗细集料构成，其物理结构中存在空隙，水泥颗粒则填充在这些缝隙中，因为水泥颗粒仍旧呈现不规则状态，其组成的结构中仍旧留有较小的空隙，而粉煤灰的粒径更小，掺入后可以进一步填充这些缝隙，由此可以对混凝土体系的颗粒级配起到很好的优化效果。该过程释放原有该空隙中的水，提升混凝土体系自由水含量，从而提高混凝土和易性。从另一个角度而言，粉煤灰的使用降低了水泥用量，对水化热的产生起到一定程度上的抑制作用，同时其可以延缓混凝土的凝结时间，使得放热的过程更为缓慢，避免了急剧温度变化导致的剧烈形变，对混泥土裂缝尤其是大体积混凝土裂缝的产生起到良好的制约作用。除此之外，空隙的减少提升混凝土的密实度，减少混凝土膨胀并对水化反应起到促进作用，由此提升混凝土抗渗性能、抗腐蚀性能以及耐久性。总而言之，材料是混凝土质量的基本保证，也是其耐久性和抗腐蚀能力的基础性能保障，优质的材料才能保障混凝土的性能，进而保障道路桥梁工程的质量，进行材料检测的重要性不言而喻。目前而言，因为材料质量的检测更为偏向于荷载强度性能的保障，而一定程度上忽视了材料耐久性方面的检测，实质上，这两者之间并没有严格的冲突。下文将在现有标准上，提出强化材料耐久性能检测的优化策略。
3道路桥梁工程质量检测的优化策略
3.1水泥质量检测优化策略
所用水泥质量符合国家标准《通用硅酸盐水泥》的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥(强度≥42.5级)。为保证其耐久性，立窑水泥是不允许选用的，同时要选用缓凝、低水化热及适度C3A含量的水泥，检测中，水泥中C3A含量满足在6~12%之间的技术标准。对于环境作用等级为D、E、F，水泥中C3A含量不宜超过8%;所用水泥的氯离子含量应低于0.06%，总碱量应低于0.6%。
3.2集料质量检测优化策略
集料检测时除应符合现行国家行业标准《公路桥涵施工技术规范》规定的一般技术要求。必须对碱集料的潜在活性进行检测，要求活性集料不会产生碱和集料碱的化学反应;粗集料含泥量在0.7%以下，泥块含量在0.25%以下;细集料含泥量不超过1.0%，泥块含量则应不超过0.5%。坚固性试验结果质量损失应小于10%(粗集料)和5%(细集料)。细集料一般选用优质河砂，云母检测含量在2%以下，细度模数(Mx)分为：粗砂Mx=3.7~3.1，中砂Mx=3.0~2.3，细砂Mx=2.2~1.6;在混凝土配制时应同时考虑砂的细度模数和级配情况，不得使用细砂，颗粒级配应满足Ⅱ区级配要求;粗集料检测：①要求达到级配要求，因通常采用碎石即卵石等，应对其压碎指标进行检测，要求在10%以下，针片状颗粒所占比例应小于7%;②要进行有害物质检测，硫化物含量要求在0.5%以下;③堆积密度要求在1500kg/m3以上，致密性石子则要求在1600kg/m3以上;④粒径的检测，最大粒径小于1/4结构物最小尺寸，同时应小于结构钢筋最小净距的3/4及保护层2/3，耐久性混凝土的粗集料最大粒径还不应超过25mm;⑤按照《公路工程岩石试验规程》检测粗集料来源岩体抗压强度，其强度应在混凝土强度的两倍以上。
3.3外加剂质量检测优化策略
所采用的化学外加剂，要由相关部门依据《混凝土外加剂》相关规定严格检验并出具合格证，使用前复验效果，使用时应符合产品说明及《混凝土外加剂应用技术规范》。结合化学外加剂自身特点及使用目的，分析其经济性及技术条件选择品种后，再依据具体状况进行试验调整掺量，检验其实用性能。配制耐久性混凝土所用的化学外加剂及其使用尚应符合如下要求：①各种化学外加剂应具备推荐掺量及相应减水率等重要信息的厂家配套相关说明书。包括主要成分化学名称等基本信息，含碱量以及氯离子含量等基本参数。同时应有注意事项说明，包括超量或欠量使用时的有害影响、掺和方法和使用说明等;②配制耐久性混凝土所用的外加剂减水率应至少达到20%;③当混合使用多类外加剂时，进行相容性检测;④氯离子含量检测中需满足混凝土中胶凝材料总重的0.01%以下的技术要求。
3.4拌合物质量检测优化策略
混凝土拌合物中总碱量及氯离子总量在质量检测中应予以严格控制。总碱量一般应在3.0kg/m3以下;其中的水溶氯离子总量，潮湿或半潮湿环境条件下，检测结果应在胶凝材料重量的0.2%以下;干燥条件下检测结果则应在0.3%以下;其他氯盐环境下，如海水、除冰盐等，则应在0.1%以下;预应力混凝土检测要求需要更高，应达至0.06%以下的检测标准。此外，混凝土强度评定验收应分批进行，同一验收批的混凝土应由强度等级相同、配合比和生产工艺基本相同的混凝土组成，对现浇混凝土结构构件宜按分项工程划分;对于有抗氯子渗透要求的混凝土，则应在现场制作成型混凝土试件，委托有资质的检测机构检测抗氯离子渗透指标，以评价混凝土的耐久性指标是否满足设计要求。
4结束语
道路桥梁工程是城市建设的重要基础设施，在人们的工作生活中发挥着重要的作用，其在长期使用中的安全性必须得到充分的保障。因此，其抗环境腐蚀能力及耐久性需要建设者予以足够的重视，要做好相关工作，就要从源头上的材料质量做起，注重材料质量性能的检测，在传统材料强度性能的要求上，增加对材料耐久性能的关注度，并采取有效措施，从而在不断的实践工作中总结经验，改进方法，提高道路桥梁工程较长时间周期内的使用性能。
参考文献
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[2]王新宇.公路工程材料的质量检测的分析[J].四川建材，2013，04：134+140.
[3]黄军生.建筑工程材料质量检测相关问题及控制措施探讨[J].门窗，2013，08：182.
[4]曾超府.浅谈如何加强我国建筑工程材料质量检测[J].经营管理者，2013，19：306.
材料方面论文篇2
浅谈机械专业工程材料教材建设思考
【摘要】根据多年工程材料课程的教学实践经验，结合我国工程材料教材的现状,提出我校机械专业教材建设的改革建议，优化教材结构;教材形式应多元化;教材内容方面应注重学用结合，重视综合性与应用性。
【关键词】工程材料;机械专业;教材建设
《工程材料》是机械类专业学生必修的一门重要技术基础课程之一，它主要讲述机械制造所用材料的基本知识。它既是引导学生进入专业领域的入门课程，又是使学生掌握基本原理的理论课程，也是综合培养和训练学生自学能力、独立分析能力的课程。课程内容丰富，理论性和实践性都很强，涉及的知识面非常广，信息量大[1]。随着材料科学与材料工程技术的发展和相关专业计划的不断修改，该课程学时数大大减少，在总学时越来越少，工业领域内的新材料、新技术、新工艺不断涌现的情况下，工程材料课程改革是摆在我们面前的一个重要课题。而课程的改革首先涉及到教材的改革，必然面临以下几个问题：(1)怎样解决学时少、内容多的矛盾,学科内容的更新、改造如何进行;(2)怎样处理好基础理论知识的学习和较高层次概念之间的关系;(3)怎样体现素质和能力教育，通过适量的学习，达到提高学生分析问题和解决问题的能力。目前，机械类专业开设的《工程材料》课程是与众多专业课有着密切联系的重要专业基础课，如《金属工艺学》、《材料成型基础》等。然而，目前使用的《工程材料》教材理论性较强，内容繁杂、抽象和枯燥。不同版本教材基本延续传统教学模式和内容，在内容上追求的大而全，重点相对不突出。因此，教材内容的选择与教学大纲的制定要充分体现高等技术师范教育的层次规格和教学特点，以专业群体对综合能力的要求为依据来决定课程内容的取舍，理论部分的内容力求与今后工作中的实用性相结合，适当淡化教材中过于深奥的理论，简化繁杂的公式推导，强调其实用性、加强学生实际能力的培养[2]。
1改革工程材料教材内容，加强综合性与应用性
多年的教学实践和我国机械专业工程材料课程教材的现状证明，传统的《工程材料》教材内容的组织与安排不能满足选材、用材、正确选择加工方法并制定加工路线的教学目的要求。随着新技术的不断发展，陈旧的知识必将不断被淘汰。编者要总结过去、着眼当前、预测未来，要正确处理好继承与更新的关系。要分析研究教材的现有内容和体系，讲述工程材料的基本理论，主要介绍材料的结构与性能以及材料组织与性能的控制，解决材料成分组织变化规律及性能之间的关系，在保证必需的基本概念与基本理论的基础上，重点简化处理晶体学知识(如晶面、晶向指数、过多的位错理论)、相图知识等。第三部分讲述零件的失效、强化、选材及用材知识。重点从机械设计与制造角度出发，介绍零件在不同的服役条件下的失效方式及其对性能的要求，确定零件抵抗失效的性能指标，结合常用材料基本特性，进而合理地选择材料、使用材料。
改革后的教学内容在适度保证了材料学科理论性与系统性的基础上，突出加强了运用材料知识解决设计与制造过程中的相关问题[3]。教材的基本内容应该是全国大多数院校、学生在规定的课时内能真正掌握的。这里要正确处理数量和质量的关系。精选内容也是要少而精。往往不是教师教得愈多,学生也掌握得愈多。由于学时有限，学得过多往往会消化不良，甚至连最基本的东西也没能掌握。教材编者应在精选内容上把好关。一本教材不能面面俱到,而应当削枝强干，详略得当。可有可无的次要内容和枝节问题，一律删去，尽量让学生学起来线索清楚。为体现教材内容的先进性，就必须充分重视新材料、新技术、新工艺的引入。
2优化教学结构与教学体系
《工程材料》课程内容丰富，理论性和实践性都很强，涉及的知识面非常广，信息量大。此外，课程内容庞杂，概念、名词术语繁多，且内容分散，系统性不强。加上学生从中学到大学已习惯于基础课的模式，对于《工程材料》中那些接近工程实际的问题较为生疏，结果学生普遍感到难以理解，主次难分，枯燥乏味，难以联系实际。皮亚杰说“教师不应企图将知识塞给学生，而应找到能刺激学生、引起学生兴趣的材料，然后让学生自己去解决问题。”笔者认为，要想提高本科生学习本门课程的兴趣，导入案例式教学是非常应该采用的。所谓案例式教学，就是将日常生活中的和材料有关的现象或工程实践中的实例与工程材料学课程里抽象的概念对应起来。如在工业用钢选择及举例的内容中，零件的种类和复杂程度选择了各类机械中最具代表性的复杂件，如减速箱体、机床床身、发动机的气缸体等，以此强调工程背景，并正确处理质量、生产率与成本之间的关系，其目的是在培养学生的实际应用能力。通过这样的实例教学，就会使学生很容易建立起塑性变形工艺和热处理工艺与组织、性能间的关系，并激发学生浓厚的学习兴趣。同时，在主要章节后,均有类型丰富的综合性课后作业题。
3总结
《工程材料》是机械类专业的比较重要的基础课程之一，教学内容的组织应紧紧围绕专业需求，内容的选择既要有代表性又应结合当前工程材料的应用现状及其发展趋势，体现出明显的专业针对性，同时研究相应的教学方法，以便学生快速准确的掌握相关知识。
【参考文献】
[1]胡海霞.关于《工程材料》课程教学的体会[J].科技信息,2012:707.
[2]雷卫宁,李仁兴,改革《工程材料》课程教学提高学生综合分析能力[J].江苏技术师范学院学报,2004,10(4):78-83.
[3]叶宏,李晖,郑章耕.《工程材料》课程建设与改革的探讨[J].重庆工业高等专科学校学报,19(4):97-98,204,8.
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