時間：2023-08-27 15:04:33
導(dǎo)語：在化學(xué)材料與工程的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：化工原理；高分子材料與工程專業(yè)；教學(xué)改革
化工原理是一門工程性、實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是高分子材料與工程（以下簡稱“高材”）專業(yè)重要的必修課。其教學(xué)水平、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)質(zhì)量被視為衡量本專業(yè)本科教育的重要因素及評價指標，是從基礎(chǔ)到專業(yè)的連接。高材專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)化工原理的過程中，存在較多問題，其原因有如下幾點：①高材專業(yè)的學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過工科基本課程，缺乏基本的工程觀念，在學(xué)習(xí)過程中很難做到聯(lián)系實際的設(shè)備、工藝流程。②部分學(xué)生先修課程基礎(chǔ)薄弱，面對大量公式推導(dǎo)、計算，會存在一定難度。③化工原理這門課程具有很強的實踐性，對初學(xué)的學(xué)生來說，難免會有一種不得要領(lǐng)的感覺，認為這門課程很難，逐漸失去了學(xué)習(xí)的積極性，等等。因此，我們在教學(xué)中進行了探索與實踐。
1.教學(xué)內(nèi)容的改革
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和科技的飛速發(fā)展，對我們的教學(xué)內(nèi)容提出了更高的要求。化工原理課程，其教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該反映化學(xué)工程學(xué)科的一些新理論、新技術(shù)和新裝備。高質(zhì)量、高品質(zhì)的教材能為高素質(zhì)人才培養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。我們要將現(xiàn)代化工技術(shù)應(yīng)用于典型單元操作的定量分析和教學(xué)描述，啟發(fā)學(xué)生用不同的方法處理單元操作過程中的工程問題，使學(xué)生不斷確立工程思想，為解決以后的實際問題打下基礎(chǔ)，從而達到理論與實際相結(jié)合的教學(xué)目的。
2.教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革
近年來，隨著教學(xué)改革不斷深入，新的教學(xué)理念越來越被廣大教師所認同，鑒于化工原理是一門工程性、實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，將計算機引入化工原理課程教學(xué)已成為一種趨勢。有了優(yōu)秀的課程教材和配套的多媒體CAI教學(xué)軟件，我們上課時可以省去大量的板書時間用以對課程重點進行更深入地剖析，引導(dǎo)學(xué)生主動思考和參與討論，這種互動方式不但可以活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的參與意識和學(xué)習(xí)興趣，還有利于知識的深化和創(chuàng)新。使學(xué)生既掌握了理論知識，又增強了感性認識，提高了教學(xué)效率和效果。[1]另外，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點，要將課堂講授與課堂討論相互結(jié)合。公式推導(dǎo)繁多是化工原理課程的一大特點。對于較簡單的推導(dǎo)，留給學(xué)生自己解決，而對于思路較復(fù)雜的公式則由教師講解。闡述原理的部分，簡單的就可由學(xué)生講解，難度偏大的就以啟發(fā)式教學(xué)為主，達到學(xué)生明白實質(zhì)、加深過程理解的目的。
3.實驗教學(xué)的改革
實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是全面推進素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的關(guān)鍵。學(xué)生通過實踐教學(xué)不但可以鞏固加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，而且可以獲得相關(guān)技能并且積累一些經(jīng)驗。我們目前采取盡量讓學(xué)生多思考，實驗前多查資料的方式。教師在指導(dǎo)學(xué)生實驗的同時，抓住實驗預(yù)習(xí)，實際操作，實驗數(shù)據(jù)，實驗處理和分析等幾個主要環(huán)節(jié)并逐一把關(guān)，對學(xué)生的多方面能力認真考核評分，讓學(xué)生針對設(shè)備運行過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象進行討論、分析。教師認真研究實驗教材，熟悉各個實驗裝置，在講解中，應(yīng)有意識地講解與實驗相關(guān)的章節(jié)所要驗證的理論，使理論與實踐更好地結(jié)合起來，同時也避免了由于符號、公式、方法的不同，使學(xué)生無所適從的現(xiàn)象。與其他化學(xué)學(xué)科的實驗不同，化工原理實驗屬于工程試驗范疇，每個實驗相當(dāng)于化工生產(chǎn)中的一個單元操作，通過實驗學(xué)生能建立起一定的工程概念。同時實驗過程中會遇到大量的工程實際問題，學(xué)生可以更實際、更有效地掌握工程實驗方面的原理及測試手段，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的設(shè)備與工藝過程同相關(guān)數(shù)學(xué)模型之間的關(guān)系。[2]
4.考核方式的改革
化工原理教材中的習(xí)題可以分為兩類：一類是鞏固基本概念，使學(xué)生更好地掌握化工原理的基本概念和基礎(chǔ)知識；另一類是培養(yǎng)解決實際問題能力，讓學(xué)生靈活運用課堂或書本上的知識。通過這兩類練習(xí)，不但可以將學(xué)生學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)暴露出來，及時解決教學(xué)中存在的問題，而且可以增強學(xué)生運用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。所以教師就平時成績從習(xí)題中計分的方式，多布置一些練習(xí)題給學(xué)生課后練習(xí)，讓他們積極完成課后習(xí)題。
參考文獻：
一、金屬間化合物材料的概述和應(yīng)用
金屬間化合物是指以金屬元素或類金屬元素為主組成的二元或多元系合金中出現(xiàn)的中間相。金屬間化合物主要指金屬與金屬間，金屬與類金屬之間按一定劑量比所形成的化合物，金屬間化合物有的已是或?qū)⑹侵匾男滦凸δ懿牧虾徒Y(jié)構(gòu)材料。金屬間化合物的歷史由來已久，金屬間化合物的研究已經(jīng)成為材料科學(xué)研究的熱點之一。人們發(fā)現(xiàn)許多金屬間化合物的強度并不是隨溫度的升高而單調(diào)地下降，相反是先升高后降低。因為這一特性，掀起了新一輪金屬間化合物的研究熱潮，使金屬間化合物具備了成為新型高溫結(jié)構(gòu)材料的基礎(chǔ)。現(xiàn)在已研究出許多方法和措施，用來改善和提高金屬間化合物的塑性，為將金屬間化合物材料開發(fā)成為有實用價值的結(jié)構(gòu)材料打下基礎(chǔ)。金屬間化合物是航空材料和高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域內(nèi)具有重要應(yīng)用價值的新材料。金屬間化合物強度高，抗氧化性能好和抗硫化腐蝕性能優(yōu)良，優(yōu)于不銹鋼和鈷基，鎳基合金等傳統(tǒng)的高溫合金，而且具有較高的韌性，因此金屬間化合物被公認為是航空材料和高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域內(nèi)具有重要應(yīng)用價值的新材料。金屬間化合物材料作為近20年內(nèi)才發(fā)展起來的新材料，相對于傳統(tǒng)金屬材料具有特殊的優(yōu)點和規(guī)律，廣泛用于制備金屬間化合物基復(fù)合材料。金屬間化合物相對于金屬材料為脆性材料，相對于其他材料則具有一定的韌性，并且具有相當(dāng)高的塑性。某些金屬間化合物還具有反常的強度-溫度關(guān)系，在一定的溫度范圍內(nèi)，強度隨著溫度的升高而升高，這對高溫結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)和應(yīng)用給予很大的希望。此外許多金屬間化合物材料具有良好的抗氧化性能，耐腐蝕性能和耐磨損性能，如Ni-Al金屬間化合物和Fe-Al金屬間化合物材料。因此采用金屬間化合物和其他材料相復(fù)合制備復(fù)合材料可以提高金屬間化合物材料的力學(xué)性能。
金屬間化合物具有一系列的優(yōu)異性能是最具有吸引力的新一代高溫結(jié)構(gòu)材料和表面涂層材料。金屬間化合物的種類非常多，近年來國內(nèi)外主要研究集中于Ni-Al金屬間化合物，Ti-Al金屬間化合物，F(xiàn)e-Al金屬間化合物等含Al金屬間化合物的研究。目前金屬間化合物材料已經(jīng)研究和開發(fā)的較為廣泛。許多金屬間化合物材料已經(jīng)用于鑄造，鍛壓和高溫熔煉等。金屬間化合物材料具有高溫強度好，高溫抗蠕變性能強，抗腐蝕性能好，抗氧化性能好等優(yōu)點，且在一定的溫度范圍內(nèi)金屬間化合物的屈服強度隨著溫度的升高而升高。但是金屬間化合物材料作為使用的結(jié)構(gòu)材料，還存在硬度低，斷裂韌性差以及高溫強度低等缺點。將金屬間化合物與其他材料進行復(fù)合制備金屬間化合物基復(fù)合材料，以制備出兼具有二者優(yōu)點的復(fù)合材料是當(dāng)前的重要研究和發(fā)展方向。金屬間化合物材料具有較高的加工硬化率和較特殊的高溫性能，因而被認為是下一代高溫結(jié)構(gòu)材料和高溫耐磨損材料之一，特別是在改善金屬間化合物材料的塑性后，更是受到了廣泛的重視和研究。為了進一步提高金屬間化合物材料的綜合性能，很多研究工作者在金屬間化合物材料中加入強化相制備金屬間化合物復(fù)合材料，即形成金屬間化合物基復(fù)合材料。可以向金屬間化合物中加入碳化物硬質(zhì)相制備耐磨損的金屬間化合物基復(fù)合材料。金屬間化合物材料具有許多優(yōu)秀的性能而被廣泛的應(yīng)用到工程領(lǐng)域中。
二、金屬間化合物在材料科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)實踐中的研究和應(yīng)用
金屬間化合物材料由于具有許多優(yōu)異的性能而被廣泛的應(yīng)用在工程領(lǐng)域中，所以應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的課堂教學(xué)和實踐教學(xué)中增加一些金屬間化合物的知識和內(nèi)容。金屬間化合物材料主要包括Al系金屬間化合物材料，主要有Fe-Al金屬間化合物，Ni-Al金屬間化合物，Ti-Al金屬間化合物等，還有其他的如Cu-Al合金，Cu-Zn合金以及Ni-Ti合金體系等金屬間化合物材料。由于一般常用的金屬間化合物是由兩種金屬元素形成的化合物并具有典型的二元相圖，所以可以通過認識和了解金屬間化合物學(xué)習(xí)和掌握二元相圖的知識內(nèi)容。此外金屬間化合物材料的制備工藝方法也有很多，主要有金屬熔煉法，高溫自蔓延反應(yīng)合成法，機械合金化法，反應(yīng)燒結(jié)法，粉末冶金工藝等多種方法。其中反應(yīng)熔煉法是將不同種金屬元素放到熔煉爐中進行熔化形成金屬合金熔體使其均勻混合并冷卻形成金屬間化合物材料。高溫自蔓延反應(yīng)合成方法是通過反應(yīng)放出大量的熱量維持反應(yīng)繼續(xù)進行最終形成所需要的金屬合金材料。機械合金化工藝過程是利用高能球磨機把兩種純金屬粉末放入球磨罐中并加入適量的添加劑進行球磨，粉末的制備由機械合金化過程完成，塊體的制備則由燒結(jié)過程實現(xiàn)，機械合金化工藝是一種固態(tài)反應(yīng)的過程。機械合金化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種材料制備方法，機械合金化工藝通過對粉末反復(fù)的破碎，焊合來達到合金化的目的，由于合金化過程中引入大量的應(yīng)變，缺陷以及納米級的微結(jié)構(gòu)，機械合金化制備的材料具有一些與傳統(tǒng)方法制備材料不同的特性。通過機械合金化工藝就可以制備出金屬間化合物粉末。粉末冶金技術(shù)是制備金屬間化合物材料比較常用的一種方法。以單質(zhì)或合金粉末為原料，一般是先用塑性加工的方法把粉末制備成所需要的復(fù)合材料制件，然后在燒結(jié)同時實現(xiàn)了制件的成型。反應(yīng)燒結(jié)法是將不同種金屬元素粉末通過熱壓燒結(jié)工藝或者常壓燒結(jié)工藝形成金屬間化合物塊體材料。金屬間化合物材料的制備通常采用粉末冶金工藝進行制備。
由于金屬間化合物材料原料成本較低，制備工藝不復(fù)雜，所以對于金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作可以引入到材料科學(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)工作中。可以在實驗教學(xué)的課程中增加金屬間化合物材料的制備和性能的研究內(nèi)容，例如通過反應(yīng)熔煉法，機械合金化方法和粉末冶金法等制備金屬間化合物材料，并對金屬間化合物材料的結(jié)構(gòu)和性能進行研究。通過以上實驗教學(xué)過程可以鍛煉學(xué)生的實踐能力和分析能力，還可以加深學(xué)生對材料科學(xué)與工程專業(yè)知識內(nèi)容的認識和了解。在上述實驗方法中，其中機械合金化工藝是比較實用并且能夠在實驗室里進行的。機械合金化工藝是將兩種不同的金屬粉末混合并經(jīng)過高能球磨過程制成金屬間化合物粉末，并通過燒結(jié)過程制備金屬間化合物塊材。機械合金化工藝可以在實驗室里進行，可以安排學(xué)生通過機械合金化工藝制備金屬間化合物材料。此外在本科學(xué)生的專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計期間也可以安排學(xué)生進行金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作。通過對金屬間化合物材料的制備和性能的研究工作，使得學(xué)生充分的認識和了解金屬間化合物材料的性能特點，并加深學(xué)生對所學(xué)習(xí)的材料科學(xué)與工程專業(yè)課程知識內(nèi)容的認識和了解，使得學(xué)生對材料科學(xué)與工程專業(yè)的課程內(nèi)容有一定的掌握和熟悉，并通過實驗教學(xué)過程提高了學(xué)生的實踐能力和分析問題解決問題的能力，擴展了學(xué)生的知識面。所以本文作者認為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(yè)的實踐教學(xué)過程中增加一些關(guān)于金屬間化合物材料的實驗課程，并以金屬間化合物材料的制備和性能的研究內(nèi)容作為實驗教學(xué)課程，這將有助于提高學(xué)生的實踐能力并擴展了學(xué)生的知識面，這為本科學(xué)生以后學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的知識內(nèi)容打下堅實的實驗基礎(chǔ)。
三、金屬間化合物材料未來的研究方向和發(fā)展趨勢
關(guān)鍵詞：充填；加固；斷層；冒頂；破碎巖體
0.引言
礦井施工中巖巷掘進經(jīng)常穿斷層破碎帶和不穩(wěn)定巖層，且經(jīng)常發(fā)生頂板抽漏和冒頂事故，造成極大的施工困難和安全隱患；特別是在煤層含水較大的情況下，難度和危險更加明顯。運用化學(xué)材料對高冒區(qū)進行充填和對待掘巖體進行加固是一項很好的施工技術(shù)，與傳統(tǒng)的使用木垛等常規(guī)措施相比，能有效地封堵瓦斯積聚空間、抑制瓦斯涌出，降低掘進成本，提高施工安全性，且施工工藝簡單，可取得良好的技術(shù)經(jīng)濟價值。
1.工程概況
峻德煤礦位于鶴崗礦區(qū)南麓，地質(zhì)條件復(fù)雜，特別是礦井南部斷層發(fā)育、煤層含水大。隨著礦井生產(chǎn)能力的提高和面臨不可再生資源緊缺的現(xiàn)狀，本著建設(shè)資源節(jié)約型社會的目的，峻德煤礦加大了南部區(qū)域的開發(fā)力度。一水平南三區(qū)回風(fēng)巷就是南部三區(qū)的總回風(fēng)巷道，該區(qū)巖（煤）層含水大，且為未疏干區(qū)，圍巖極不穩(wěn)定，整體性差，遇水膨脹，巷道穿F7斷層帶過程中發(fā)生抽頂事故。
2.施工方法
在處理該事故過程中，采用瑞琪米諾樺公司生產(chǎn)的瑞米充填/密封Ⅲ號（該材料為無機粉料，發(fā)泡率高，阻燃，能承受一定變形），對冒落空間進行充填，達到良好的充填效果。在繼續(xù)掘進中使用瑞米Ⅰ號（該材料高粘結(jié)強度，發(fā)泡膨脹，遇水反應(yīng)），對待掘破碎巖體進行加固，保證了待掘巖體的整體性、穩(wěn)定性。
2.1冒頂處理
常規(guī)過冒頂區(qū)的處理是架棚、打木垛接頂、噴漿封閉。這不僅工程量大、危險系數(shù)高，還留下了安全隱患。采用化學(xué)材料充填技術(shù)不僅施工工藝簡單、施工安全系數(shù)高，并杜絕了瓦斯積聚的隱患。
首先在冒落處的浮巖上向前進方向打穿楔，然后在穿楔上鋪設(shè)一層草袋子，將冒落空間與掘進巷道隔離開，防止化學(xué)材料流入巷道。再在冒落區(qū)邊緣向后兩米處向冒落空間頂部打φ45mm的注漿孔與冒落空間頂部貫通，最后將注漿管插入至冒落空間頂部，通過專用注漿泵將瑞米充填/密封Ⅲ號注入冒落空間。瑞米充填/密封Ⅲ號在冒落空間內(nèi)快速反應(yīng)發(fā)泡堆積并短時間內(nèi)凝固，達到充填冒落區(qū)的目的。
要點：
要根據(jù)冒落空間的大小和形態(tài)確定注漿孔的數(shù)量和布置形式以達到良好的充填效果。瑞米充填/密封Ⅲ號的水灰比為1：1，要嚴格控制其比例，保證發(fā)泡率、凝固時間和凝固后的強度；其凝固強度在0.2―0.4MPa；該材料使用量為80100kg/m?，凝固時間為5070s。
2.2斷層帶的處理
為保證在繼續(xù)掘進時安全施工不發(fā)生冒頂施工，我們使用了瑞米加固Ⅰ號對待掘巖體及其圍巖進行加固。首先延巷道輪廓線，呈與巷道輪廓線法線方向60°向待掘巖體布置4m深鉆孔，然后使用專用風(fēng)動注漿泵和混合槍向巖體注入瑞米加固Ⅰ號，瑞米加固Ⅰ號注入破碎巖體后發(fā)生反應(yīng)，凝固生成高強度樹脂材料將破碎巖體膠結(jié)，實現(xiàn)對破碎巖體的膠結(jié)加固作用，使破碎陽臺形成整體完整的巖體。
要點：
使用瑞米加固Ⅰ號加固巖體配合超前支護技術(shù)是順利通過斷層破碎帶的關(guān)鍵；瑞米加固Ⅰ號增強了圍巖的粘結(jié)力、固結(jié)圍巖并提高了圍巖的穩(wěn)定性和承載能力。其抗壓強度大于50MPa、粘結(jié)強度大于4 MPa，足以滿足施工需要。
3.結(jié)語
關(guān)鍵詞：溢流面損壞原因化學(xué)修補
中圖分類號：TV652文獻標識碼： A
1工程概況
某泄洪閘位于北江下游，泄洪閘于八十年代開始施工，四年后泄洪閘建成。泄洪閘溢流面位于主河床中央，基礎(chǔ)為石英砂巖，溢流面為W.E.S堰，共20孔，每孔凈寬10 m，配有弧形鋼閘門，堰體為漿砌石，基底及溢流面為鋼筋混凝土。主要出流形態(tài)為淹沒式出流，當(dāng)單孔泄洪閘門全開時，最大泄流量112m3/S，最大流速約10.89 m/s。
2溢流面破壞情況
該泄洪閘于1982年6月下閘擋水開始投運，2000年汛后檢查發(fā)現(xiàn)有8孔溢流面堰面混凝土存在成塊剝落、砂石外露、疏松露筋現(xiàn)象，其中有4孔溢流面有約(8~ 12)m2的沖槽且鋼筋外露。2002年汛后專項檢查發(fā)現(xiàn)，破壞范圍擴大，破壞深度增加，沖槽已被沖刷成寬(10 - 30)cm、深(10~20)cm的溝槽，鋼筋外露范圍也明顯擴大，還發(fā)現(xiàn)在縱橫接縫處的個別部位，剝蝕深度達(45 - 50)cm，并伴鼓水現(xiàn)象，嚴重危及堰體安全。
3破壞的成因分析
促成泄洪溢流面混凝土發(fā)生破壞的主要因素有：
(1)溢流面混凝土原施工質(zhì)量控制不嚴。
泄洪閘溢流面在建設(shè)期間的項目管理是沿用傳統(tǒng)的“指揮部”管理模式，質(zhì)量監(jiān)管不力，技術(shù)管理人員素質(zhì)參差不齊，W.E.S曲面沒有按設(shè)計要求立模振搗成型，故水流曲面施工未達到設(shè)計要求，施工中由于定線誤差，模板接縫不平、未清除殘留突出物、過流表面不平整；開閘泄流時，引起高速水流局部與邊界分離，形成漩渦，導(dǎo)致溢流面產(chǎn)生空蝕破壞；溢流面混凝土澆筑過程中原混凝土骨料、砂含泥量超標；振搗不密實、漏振或不振情況嚴重；冬季施工無保溫加熱措施，混凝土早期受凍，降低了其強度及耐久性。經(jīng)現(xiàn)場鉆孔取芯檢查發(fā)現(xiàn)，表面25 cm左右混凝土的抗壓強度為(13.0~15.O)MPa，低于設(shè)計指標。
(2)當(dāng)時溢流面混凝土設(shè)計抗壓強度為R28200D150，只相當(dāng)于目前的c18。該設(shè)計標準對于溢流面水工混凝土抗沖磨破壞方面取用偏低。
(3)閘前天然河床未按設(shè)計斷面開挖到位及原上游圍堰拆除不徹底，導(dǎo)致溢流面在過流期間含卵石、石碴量增大，挾帶懸移質(zhì)和推移質(zhì)的高速水流對溢流面混凝土的沖磨剝蝕破
壞更加嚴重。
(4)泄流頻繁，閘門運行方式不盡合理。因該閘向下游泄洪，故閘門開啟頻繁，在閘門運行過程中，部分閘門過度集中使用且開啟高度過小，造成水流流速過大，溢流面長期沖磨，形成提早破壞。
綜上所述，溢流面損壞主要是沖磨空蝕破壞，而施工質(zhì)量控制不嚴、原設(shè)計水工混凝土抗沖磨等級偏低以及后期的運行管理是其根本原因，這些綜合因素加速了溢流面的破壞速度。
4修補方案及施工工藝
4.1處理原則
針對本工程的特點和要求，在征得原設(shè)計人員同意的情況下，確定的修補處理原則為：
(1)修補處理后的溢流面外形尺寸不能改變原設(shè)計斷面尺寸。
(2)每孔的修補范圍根據(jù)破壞的嚴重程度，盡量考慮整孔修補為主，局部修補為輔；對沖磨破壞修補材料的選擇既要有較高的粘結(jié)強度，又要有合適的抗沖耐磨能力。
(3)對多個修補方案進行試驗，然后確定一個最佳修補方案進行施工。
(4)根據(jù)工程特性，修補處理需定在不需泄流的枯水期，即每年的11月、12月、1月、2月，要求作好冬季施工養(yǎng)護工作。
4.2修補材料試驗
4.2.1修補材料方案
針對本工程的特點和要求，有選擇性地進行了3種修補材料方案的試驗對比。
方案一：預(yù)縮砂漿修補材料。
該方案的修補材料為普通水泥砂漿中加入適量木鈣外加劑，這是一種干硬性的水泥砂漿。其配比（重量比）為：水泥：砂：木鈣：水=1：2：0.001：適量。
方案二：特種無機膠凝材料修補材料。
該方案的膠凝材料為特種無機膠凝材料（即膠凝液和礦碴粉），該材料以“三廢”中廢渣為主要原料，集塊硬、早強、低熱、耐磨、耐久、高抗?jié)B、抗腐蝕等于一身。用現(xiàn)場配制的特種膠凝液代替拌制用水，用特種礦碴粉取代水泥，再加入適量砂、石拌制而成。其配比（重量比）為：
膠凝凈漿：膠凝液：礦碴粉=1：2
膠凝砂漿：膠凝液：礦碴粉：砂= 22.5：50：130
膠凝混凝土：膠凝液：礦碴粉：砂：碎石= 22.5：50：132：165
方案三：丙乳、硅粉化學(xué)修補材料。
該方案是在普通水泥砂漿或混凝土中加入適量由某水利科學(xué)研究院研制的NBS乳液（簡稱丙乳）及NSF劑（簡稱硅粉）等化學(xué)材料后，用拌制的硅粉混凝土、硅粉砂漿、丙乳砂漿進行修補。
4.2.2各方案試驗成果（表1和表2）。
4.2.3方案比較
從試驗成果可以看出：
方案一雖然造價低，但材料抗壓強度、粘結(jié)強度低，運行情況也差（此方案1989年冬季實施，經(jīng)三年洪后檢查，有局部和整體剝落現(xiàn)象，重新實施了修補）；
方案二造價高，材料的抗壓強度、粘結(jié)強度基本能滿足要求，但由于該材料終凝時間短、早強速度快，在薄層曲面修補中，可操作性差（表面無漿收光），對溢流面曲面特殊環(huán)境部位的修補沒有質(zhì)量保證，該材料在耐磨要求高的公路路面修補中比較合適；
方案三具有造價較低、可操作性好、粘結(jié)強度高、抗壓強度有足夠富余，施工工藝簡單，有較好的抗沖磨性能，此材料在該溢流面修補中應(yīng)用，運行至今，未發(fā)生沖磨破壞現(xiàn)象，效杲良好。
試驗成果表1說明：硅粉、丙乳水泥砂漿或混凝土具有很強的粘接能力和很高的抗沖耐磨性能，是一種非常優(yōu)良的、特別適用于泄水建筑物表面補強的新材料，故方案三為溢流面修補的優(yōu)選實施方案。
4.3溢流面修補的施工工藝
(1)主要原材料選擇。
水泥：525#
普通硅酸鹽水泥
砂料：珠江黃砂（比重2.5，細度模數(shù)2.55）
碎石：珠三角碎石廠生產(chǎn)（10 mm
硅粉、丙乳化學(xué)材料：某研究院提供
修補材料設(shè)計標號：C30
(2)配合比。
丙乳凈漿：丙乳：水泥=1:2
丙乳砂漿：水泥：丙乳：黃砂：水=50：12.5：75：適量
硅粉砂漿：水泥：硅粉：黃砂：水=50：9：75：15或適量
硅粉混凝土：水泥：硅粉：黃砂：碎石：水=75：9：115：191：25或適量
(3)基面處理。
現(xiàn)場確定溢流面修補的范圍，并對修補范圍內(nèi)原混凝土表面鑿除，以鑿至新鮮混凝土面為準。鑿除厚度以大于3 cm為最佳。
對滲水點用堵漏材料封堵，不能封堵的，用導(dǎo)水管排出。
(4)施工工藝。
基面鑿除合格后，清除松動塊體并用高壓水槍沖洗混凝土鑿毛面，清除基面積水，自然干晾12 h，局部積水可用噴燈烤干。
基面涂刷丙乳凈漿，待凈漿觸干后（約30 min），再均勻的攤鋪一層(6 - lO)mm厚的丙乳砂漿。最后，澆筑硅粉混凝土或硅粉砂漿，并填補振搗成型，泥工收光。
當(dāng)填補厚度≥3 cm時，采用澆筑硅粉混凝土；當(dāng)填補厚度
復(fù)合土工膜以塑料薄膜作為防滲基材，與無紡布復(fù)合而成的土工防滲材料，它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能。目前，國內(nèi)外防滲應(yīng)用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE），它們是一種高分子化學(xué)柔性材料，比重較小，延伸性較強，適應(yīng)變形能力高，。耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好。其主要機理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道，以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應(yīng)壩體變形；而無紡布亦是一種高分子短纖維化學(xué)材料，通過針刺或熱粘成形，具有較高的抗拉強度和延伸性，它與塑料薄膜結(jié)合后，不僅增大了塑料薄膜的抗拉強度和抗穿刺能力，而且由于無紡布表面粗糙，增大了接觸面的摩擦系數(shù)，有利于復(fù)合土工膜及保護層的穩(wěn)定。同時，它們對細菌和化學(xué)作用有較好的耐侵蝕性，不怕酸、堿、鹽類的侵蝕。
復(fù)合土工膜的使用年限問題，主要是由塑料薄膜是否失去防滲隔水作用而定，據(jù)蘇聯(lián)國家標準規(guī)定，水工用的厚度為0.2m的加穩(wěn)定劑的聚乙烯薄膜，在清水條件下工作年限可達40~50年，在污水條件下工作年限為30~40年。因此復(fù)合土工膜的使用年限足以滿足大壩防滲要求的使用年限。
2）鋪膜范圍的確定
水利工程施工應(yīng)用軟土地基化學(xué)固結(jié)處理技術(shù)，體現(xiàn)了鮮明的特征，雖然其應(yīng)用頻率不高，然而體現(xiàn)了良好廣闊的發(fā)展前景。該技術(shù)主體應(yīng)用化學(xué)材料，通過科學(xué)處置實現(xiàn)令軟土地基良好的排水固結(jié)目標，進而提升地基整體穩(wěn)定水平。一般經(jīng)常應(yīng)用的為灌漿處理、高壓噴漿、深度攪拌等處理技術(shù)。后者在我國應(yīng)用較為常見。該方式將水泥以及石灰等用于固化劑，利用深層攪拌處理設(shè)備，令水泥以及石灰等材料與軟土地基良好混合，充分攪拌，進而令軟土土質(zhì)同固結(jié)劑通過深層處理全面黏合，借助固化劑同軟土地基形成的化學(xué)作用實現(xiàn)固結(jié)處理目標，進而優(yōu)化軟土地基整體強度水平，并令其硬度實現(xiàn)穩(wěn)步提升。應(yīng)用化學(xué)固結(jié)處理技術(shù)方式，可有效降低沉降總量，實現(xiàn)優(yōu)化地基處理的科學(xué)目標，可確保地基處理邊坡體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定功能。具體處理階段中，施工方應(yīng)做好水泥以及地基產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的管控，并應(yīng)用有效的物理加固策略實施綜合管控，進而確保地基處理完成后具備良好的固化效率。應(yīng)用灌漿處理技術(shù)方式階段中，應(yīng)確保漿液位于軟土地基之中實現(xiàn)勻稱良好的分布，進而優(yōu)化地基操作處理效果。應(yīng)用高壓噴漿技術(shù)方式，應(yīng)掌握好壓力水平，有效預(yù)防施工階段中引發(fā)起包以及不均勻沉降現(xiàn)象。應(yīng)用深層攪拌處理技術(shù)階段中，應(yīng)選擇適宜的攪拌施工設(shè)備，并注重控制好攪拌施工的具體時間，令其體現(xiàn)良好的均勻性。
2優(yōu)化水利施工軟土地基質(zhì)量管控
為全面優(yōu)化水利施工軟土地基處理質(zhì)量，應(yīng)遵循水利工程管理規(guī)定，做好項目規(guī)劃、報批、開工建設(shè)、竣工管理驗收等環(huán)節(jié)管控，在沒有完成前階段工程任務(wù)時，不應(yīng)開展下階段工程。同時，應(yīng)全面履行工程項目規(guī)劃審批管理體制，預(yù)防三邊工程。應(yīng)科學(xué)履行三制管理制度。即法人責(zé)任、建設(shè)監(jiān)理以及招標承包管理體制，確保水利工程軟土地基處理綜合質(zhì)量水平。法人應(yīng)全面擔(dān)負工程施工責(zé)任，依據(jù)市場發(fā)展規(guī)律優(yōu)化工程建設(shè)，確保施工質(zhì)量。招投標階段中應(yīng)嚴格審核企業(yè)資質(zhì)，注重其業(yè)績成果。同時，在質(zhì)量管控階段中，應(yīng)科學(xué)履行全過程管控，優(yōu)化技術(shù)方案，科學(xué)應(yīng)用處理技術(shù)措施，創(chuàng)建完善的質(zhì)量保證系統(tǒng)。并應(yīng)對技術(shù)人員整體素質(zhì)與技能水平作出明確要求。對原材料、施工應(yīng)用成品、機械設(shè)施等應(yīng)進行嚴格管控，不得沒有通過監(jiān)理人員批準擅自進入工地應(yīng)用。同時，應(yīng)充分做好前期準備，配備優(yōu)質(zhì)的人力物力資源、施工設(shè)施資源，預(yù)防倉促開工問題，提升整體地基施工處理質(zhì)量水平。
3結(jié)語
室內(nèi)環(huán)境藝術(shù)的歷史源遠流長，只是當(dāng)時的人們并沒有把它當(dāng)作一門藝術(shù)， 在沒有設(shè)計師的年代里，人們對環(huán)境的安排多是出于無意識的習(xí)慣，對環(huán)境的把握也只是基于淺顯的認識。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，我國的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計正逐步由一味注重使用效能的劃分轉(zhuǎn)向簡單而少變的空間布局形式，在滿足使用的基礎(chǔ)上，越來越關(guān)注空間環(huán)境帶給人們的生理和心理感受，更注重有文化內(nèi)涵的人性化設(shè)計。
1.目前國內(nèi)室內(nèi)設(shè)計存在的主要問題
1.1大量使用人工合成化學(xué)材料的問題
在室內(nèi)設(shè)計中大量使用人工合成的化學(xué)材料，其中相當(dāng)一部分化學(xué)材料含有對人體有害的物質(zhì)，這些物質(zhì)在使用中會有刺激性氣味長時間散發(fā)出來，污染室內(nèi)空氣，影響人們的健康，引發(fā)各種疾病。
1.2片面追求豪華的問題
在室內(nèi)設(shè)計中不加區(qū)分過分使用高檔材料，不僅在大型公共建筑室內(nèi)裝飾中大量使用高檔材料，在家庭裝修中也應(yīng)用了這種設(shè)計手法和材質(zhì)選擇。
1.3室內(nèi)設(shè)計的“時效性”帶來的環(huán)境污染問題
由于室內(nèi)設(shè)計的“時效性”，導(dǎo)致室內(nèi)裝飾不斷更新。在更新過程中被拆除的建筑裝飾材料，由于不能再生循環(huán)利用而被丟棄成為建筑垃圾，成為環(huán)境的污染源。
1.4忽視使用功能的問題
在室內(nèi)設(shè)計中，追求美觀應(yīng)是建立在功能基礎(chǔ)上的。有的室內(nèi)大堂設(shè)計為了追求燈飾的華麗，安裝了8―9盞大吊燈，因為使用了奶白的反光燈罩及磨砂燈泡，造成了昏暗的照明后果，這種設(shè)計處理辦法既費電又不適用，而且給人以壓抑的感覺。
1.5把室內(nèi)設(shè)計僅僅看成是裝飾材料運用的問題
在室內(nèi)設(shè)計中忽視室內(nèi)設(shè)計的技術(shù)內(nèi)涵和文化品位，僅把它看成是裝飾材料的運用，看成是室內(nèi)空間中被裝飾部位的形式、比例、色彩、符號的重組與構(gòu)成。例如：目前室內(nèi)設(shè)計中大量的人工照明和人工空調(diào)，隔離了人和自然的聯(lián)系，不僅耗費大量的能源，而且由此產(chǎn)生危害人類健康的各種現(xiàn)代病癥。
2.解決當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計存在問題的對策
由上述問題可見，隨著我國室內(nèi)裝飾投資在工程總投資中所占比例越來越高，目前，室內(nèi)設(shè)計所帶來的資源和能源的高消耗及對環(huán)境的嚴重破壞所引發(fā)的生態(tài)問題已不是一個簡單的技術(shù)問題，它昭示了現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計的不可持續(xù)性，正是在這種背景下，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展思想的室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計被提到日程上。室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計遵循的原則主要體現(xiàn)在以下4點：
（1）注重生態(tài)美學(xué)的原則。生態(tài)美學(xué)是美學(xué)的一個新發(fā)展，在傳統(tǒng)審美內(nèi)容中增加了生態(tài)因素。在室內(nèi)環(huán)境創(chuàng)造中，它強調(diào)自然生態(tài)美，欣賞質(zhì)樸、簡潔而不刻意雕鑿。
（2）提倡適度消費的原則。在商品經(jīng)濟中，通過室內(nèi)設(shè)計而創(chuàng)造的人工環(huán)境是一種消費。盡管室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計也把“創(chuàng)造舒適優(yōu)美的人居環(huán)境”作為目標，但與以往不同的是，室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計倡導(dǎo)適度消費思想，倡導(dǎo)節(jié)約型的生活方式，不贊成室內(nèi)裝飾中的豪華和奢侈鋪張。把生產(chǎn)和消費維持在資源和環(huán)境的承受能力范圍之內(nèi)，保證發(fā)展的持續(xù)性，這體現(xiàn)了一種嶄新的生態(tài)文化觀、價值觀。
（3）注重功能設(shè)計與研究的原則。21世紀中國人口逐步老齡化，為高齡者和殘疾人提供方便、創(chuàng)造舒適的條件應(yīng)普遍得到各方面的關(guān)注。新世紀已經(jīng)進入信息時代，注重智能設(shè)計的層次，室內(nèi)設(shè)計轉(zhuǎn)向可持續(xù)性的智能設(shè)計。
（4）提倡節(jié)約和循環(huán)利用的原則。室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計強調(diào)在室內(nèi)環(huán)境的建造、使用和更新過程中，對常規(guī)能源與不可再生資源的節(jié)約和回收利用，對可再生資源也要盡量低消耗使用。
生態(tài)環(huán)保技術(shù)和工藝的發(fā)展，為實現(xiàn)室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計的基本思想提供越來越多的技術(shù)手段。從目前的實踐看，在室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計中可選用的基本技術(shù)措施有以下6個方面：
（1）室內(nèi)設(shè)計與誘導(dǎo)式建筑構(gòu)造技術(shù)結(jié)合。通過誘導(dǎo)式建筑構(gòu)造技術(shù)設(shè)計，把它的外在形式作為“部件”、“元素”融入室內(nèi)設(shè)計，可以有效地利用自然通風(fēng)、采光，提高室內(nèi)的舒適度，滿足室內(nèi)的采光通風(fēng)要求。
（2）與潔凈能源技術(shù)結(jié)合。使用潔凈能源既能保證使用能源的可持續(xù)性，又不會對環(huán)境產(chǎn)生危害，最符合生態(tài)型的室內(nèi)環(huán)境要求。目前，最有廣泛使用前景的是太陽能利用技術(shù)，它主要是通過特定的構(gòu)造和材料來利用太陽能，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。
（3）節(jié)約常規(guī)能源技術(shù)。節(jié)約常規(guī)能源是室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計中不容忽視的重要方向。現(xiàn)代科技研制出的吸熱玻璃、熱反射玻璃、調(diào)光玻璃和保溫墻體等新材料具有許多優(yōu)越的性能，各種復(fù)合構(gòu)造形式與室內(nèi)設(shè)計結(jié)合，可以達到保溫和采光的雙重效果而大大節(jié)省能源。
（4）采用全面的現(xiàn)代綠化技術(shù)。由于植物能夠吸收二氧化碳，清除甲醛、苯和空氣中的細菌，形成健康的室內(nèi)環(huán)境。因此擴大綠化，把綠化、庭園引進室內(nèi)環(huán)境是室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計的重要內(nèi)容。
（5）采用生態(tài)環(huán)保型裝修材料。生態(tài)環(huán)保型裝修材料正在逐步實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和產(chǎn)品生態(tài)化，在生產(chǎn)和使用過程中對人體及周圍環(huán)境都不產(chǎn)生危害，從室內(nèi)更新出的舊材料又比較容易自然降解及轉(zhuǎn)換。
（6）與現(xiàn)代高技術(shù)的結(jié)合。以計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)和材料技術(shù)等為代表的現(xiàn)代高科技在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用，將對采光、通風(fēng)、溫度、和濕度等室內(nèi)環(huán)境因素產(chǎn)生巨大的影響，有可能使室內(nèi)環(huán)境設(shè)計出現(xiàn)一次新飛躍，為室內(nèi)生態(tài)化設(shè)計提供可靠的保證。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：鋁電解槽；防滲材料；改進
當(dāng)前，鋁電解已經(jīng)呈現(xiàn)出高效節(jié)能的發(fā)展趨勢。隨著鋁電解的發(fā)展，鋁電解用的化學(xué)防滲材料也成為人們研究的關(guān)鍵。一般來說，被人們一致認可的防滲材料不但是能夠很好的實現(xiàn)防滲阻擋，而且這種防滲材料和所形成的阻擋層不會隨著時間的發(fā)展而產(chǎn)生任何的變質(zhì)和消退。用化學(xué)防滲材料來砌筑鋁電解槽的陰極炭塊下的部分，就能夠很好的降低電解槽的用料，減少建設(shè)的投資額。
1.鋁電解爐底的防滲原理
通常情況下，確定一種材料是不是具有滲透性主要參考的是這種材料的空隙度和孔徑的大小。同時，氣體或液體的表面張力、粘度也對材料的滲透性產(chǎn)生一定的影響。在電解槽的爐底里，由于防滲材料所使用的環(huán)境基本上是一樣的，因此，判斷電解槽爐底材料的防滲性能，主要從材料本身來確定。通過對電解槽里的筑爐材料和電解質(zhì)的反應(yīng)進行分析，我們得出鋁電解爐底的防滲原理。即滲透速度和反應(yīng)速度（最好是零）非常小的時候，筑爐材料便不會與電解質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，也就沒有產(chǎn)生滲漏，這也是最好的一種防滲材料。但是當(dāng)反應(yīng)速度非常小，而滲透的速度比較大的時候，雖然電解質(zhì)不會或較少的同筑爐材料發(fā)生反應(yīng)或溶解，但是電解質(zhì)依然能夠滲入到筑爐材料里，滲入的數(shù)量和速度決定于筑爐材料孔徑的大小和空隙度。當(dāng)環(huán)境溫度在液體的凝固點以下的時候，液體會自動的凝結(jié)，滲透現(xiàn)象也就不會發(fā)生了。
2.鋁電解用化學(xué)防滲材料的組成及其質(zhì)量評價
當(dāng)前，隨著人們對化學(xué)防滲材料研究的深入，SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO以及TiO2等化學(xué)成分被廣泛的運用到防滲材料中來，而且成分多在95%以上。現(xiàn)在，我國市場上的化學(xué)防滲材料多是以SiO2和Al2O3這兩種成分為主的。此外，在防滲材料中使用鈣能夠?qū)⑵渖晌锏娜埸c提高，這對于減低防滲材料的耗損是非常有幫助的。如何評價某種化學(xué)防滲材料的質(zhì)量對于提高化學(xué)防滲材料的應(yīng)用有著非常大的意義。通過對上文化學(xué)防滲材料的原理的分析，我們可以得出，鋁電解用的化學(xué)防滲材料的質(zhì)量評價標準主要有以下幾點：
首先，鋁電解用化學(xué)防滲材料首先是作為一種耐火材料而存在的，因此，其耐火度應(yīng)當(dāng)高于1500℃，具有高耐火性。
其次，鋁電解用化學(xué)防滲材料應(yīng)當(dāng)不和電解槽里的電解質(zhì)以及其他的化學(xué)防滲材料接觸的保溫材料、耐火材料發(fā)生反應(yīng)。
再次，鋁電解用化學(xué)防滲材料還應(yīng)當(dāng)具備合適的膨脹系數(shù)和適宜的保溫功效。
此外，關(guān)于化學(xué)防滲材料的膨脹系數(shù)、耐火度以及保溫功效的測量方法在《冶金爐設(shè)計手冊》中有詳細的說明，本文暫不詳細介紹。
3.鋁電解用化學(xué)防滲材料的功能與改進措施
鋁電解用化學(xué)防滲材料的功能主要在于化學(xué)防滲材料能夠同滲漏進筑爐材料中的電解質(zhì)在瞬間發(fā)生反應(yīng)，進而形成化學(xué)阻擋層，防止電解質(zhì)的繼續(xù)滲入。其功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，在高溫的環(huán)境下，當(dāng)防滲材料和電解質(zhì)接觸的時候，防滲材料可以阻擋電解質(zhì)滲透到防滲材料里的功能。而且，當(dāng)反應(yīng)條件相同的時候，電解質(zhì)同防滲材料的反應(yīng)量和反應(yīng)速度是越小越好。其次，當(dāng)化學(xué)防滲材料的原料相同的時候，防滲材料的所占比例也是越大，防滲效果也越好。因此，通過提高防滲材料的振實的容量，能夠很好的提高化學(xué)材料的防滲效果。再次，化學(xué)防滲材料和電解質(zhì)反應(yīng)而形成的阻擋層的熔點與防滲材料也有一定的聯(lián)系。通過有效的提高阻擋層的熔點能夠有效的降低防滲材料的損耗。最后，化學(xué)防滲材料還具有易于振實的優(yōu)點，而且振實以后的防滲材料的承載能力有了很大的提高。
總之，鋁電解化學(xué)防滲材料很好阻止了電解質(zhì)的滲入，而且降低了防滲材料的損耗。但是，化學(xué)防滲材料在應(yīng)用的時候還存在著易于燒結(jié)缺點。針對這一問題，我們對鋁電解的化學(xué)防滲材料做出了改進。
通過對化學(xué)防滲材料在有電解質(zhì)和沒有電解質(zhì)的環(huán)境下進行實驗，我們發(fā)現(xiàn)，在沒有電解質(zhì)的環(huán)境里，即使溫度再高，實驗的時間多久，防滲材料都沒有出現(xiàn)燒結(jié)的現(xiàn)象。也就是說明，防滲材料的燒結(jié)是受到電解質(zhì)的影響的。因此，針對這一現(xiàn)象，我們認為，改善化學(xué)防滲材料燒結(jié)現(xiàn)象的主要措施在于三個方面。一方面，嚴格控制化學(xué)防滲材料的成分的純度，降低原料里所含雜質(zhì)的數(shù)量；另一方面，提高化學(xué)防滲材料同電解質(zhì)之間的反應(yīng)水平，提高防滲材料和電解質(zhì)所形成的阻擋層的致密性；最后，從電解質(zhì)和阻擋層所產(chǎn)生的共晶物的熔點來看，應(yīng)當(dāng)盡可能的提高共晶物的熔點。根據(jù)這三個方面，我們對現(xiàn)有的化學(xué)防滲材料進行了改良。經(jīng)過實踐證明，改良后的防滲材料和電解質(zhì)的反應(yīng)率明顯的提高了，高溫?zé)Y(jié)的情況也明顯的降低了，基本上已經(jīng)達到了國際水平。
結(jié)語：
綜述所述，本文主要從鋁電解爐底的防滲原理開始分析，具體的介紹了鋁電解用的化學(xué)防滲材料的組成及其質(zhì)量評價的標準，最后針對鋁電解用化學(xué)防滲材料的主要功能及其存在的不足提出了個人的改進意見。通過實踐證明，經(jīng)過改進的化學(xué)防滲材料達到了國際化的標準，具有不燒結(jié)、反應(yīng)率低以及易振實等優(yōu)勢，適合相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，值得推廣。
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分析學(xué)生缺乏“化學(xué)美”感受的原因，闡述“美麗化學(xué)”教育的必要性，探討實施“美麗化學(xué)”教育的途徑。認為構(gòu)建學(xué)生眼中的“美麗化學(xué)”，重塑化學(xué)正面形象，對中學(xué)化學(xué)教育具有相當(dāng)?shù)闹匾院途o迫性。
[關(guān)鍵詞]
化學(xué)美;反應(yīng);構(gòu)建
黨的十八提出的“美麗中國”建設(shè)構(gòu)想，離不開全國人民的共同奮斗。作為一門科學(xué)教育課程，中學(xué)化學(xué)如何更好地幫助學(xué)生感受化學(xué)對人類社會生產(chǎn)生活各方面的重要貢獻、正確認識化學(xué)對環(huán)境的某些消極、負面影響，真正感受“化學(xué)之美”，提升化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情，進而轉(zhuǎn)化為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升，是化學(xué)教育工作者在建設(shè)“美麗中國”的本職崗位上值得深刻思考的問題。筆者在中學(xué)化學(xué)教學(xué)實踐中，進行了如何構(gòu)建學(xué)生眼中“美麗化學(xué)”的探索和實踐。
一、學(xué)生缺乏“化學(xué)美”感受的原因分析
（一）新聞媒體的負面導(dǎo)向作用
誠然，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，由化學(xué)品引發(fā)的公眾事件也不斷增多，每一事件都觸動著人們的神經(jīng)。不管是公眾熟悉的氨氣、液化石油氣、天然氣、濃硫酸，還是不熟悉的苯、甲醇、苯酚、液氯、硝酸等，每每事件一出，媒體新聞總會冠以“化學(xué)品泄漏”，使學(xué)生心里又會嘀咕了：“看看，又是化學(xué)惹的禍。”;還有近年來的食品安全事件，冒出不少化學(xué)名詞，學(xué)生們耳熟能詳，如有毒大米中的鎘和石蠟油，牛奶中的三聚氰胺，鴨蛋中的蘇丹紅，腐竹中的吊白塊，浸泡食品的福爾馬林，豬肉中的瘦肉精等;還有近年來的“朱令的鉈中毒”案件、“濃硫酸潑熊”事件、敘利亞的“化武風(fēng)云”、北方霧霾污染等等……，無一不與化學(xué)有著千絲萬縷的聯(lián)系，無一不對學(xué)生們產(chǎn)生“化學(xué)恐懼陰影”。而往往面對上述事件，許多新聞媒體記者缺乏基本的科學(xué)素養(yǎng)，只報其表，不解其理，錯誤的“新聞”負面導(dǎo)向?qū)е律鐣酥翆W(xué)生對化學(xué)的誤解。然而，有誰會因為用電事故而非議電本身？又有誰因為交通事故而排斥交通工具？化學(xué)在社會公眾心目中的所受的不公正待遇可見一斑。
（二）教師對化學(xué)的“美麗”教育認識不足
化學(xué)作為一門自然科學(xué)，以實驗為基礎(chǔ)，其中蘊含著很多的美，然而在教學(xué)中，大多數(shù)教師并不注重化學(xué)美的體現(xiàn)。筆者認為，原因主要有：①受中高考長期片面追求升學(xué)率的影響，教師們沒有時間和精力去挖掘中學(xué)化學(xué)中蘊含的豐富的美，無法靜下心來認真?zhèn)湟粋洹懊利惢瘜W(xué)”的有效教法，而只關(guān)注學(xué)生的考試成績;②受到考試評價機制的影響，教師的精力集中在化學(xué)基礎(chǔ)知識的傳授上，而不愿意去表現(xiàn)化學(xué)美和創(chuàng)造化學(xué)美，因而也就不會積極引導(dǎo)學(xué)生去領(lǐng)會和創(chuàng)造化學(xué)美了。
（三）學(xué)生對化學(xué)的“美麗”認識欠缺
多數(shù)學(xué)生因受社會現(xiàn)象和生活經(jīng)驗的影響，對化學(xué)的認識存有偏見，雖然知道化學(xué)也有美的一面，但是對化學(xué)的“美”的認識只是停留在感性的層面上，還未從理性的層面上去認識化學(xué)的美。比如，對化學(xué)用語的學(xué)習(xí)，很多學(xué)生還停留于是學(xué)化學(xué)的需要，“痛苦”地去背去記憶，不能用審美的眼光去審視，無法體會美在其中的存在即化學(xué)用語的簡約性和意義表達的高效性，因此在化學(xué)學(xué)習(xí)中就不會有美的享受，更談不上去創(chuàng)造化學(xué)美。
二、在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中實施“美麗”教育的必要性
首先，化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它具有人文學(xué)科和自然學(xué)科相結(jié)合的特點。通過這一特點，將化學(xué)中的圖表美和直觀美展現(xiàn)出來，可以很容易地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)動機和審美能力，緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，提高學(xué)生的創(chuàng)造能力;通過化學(xué)理論表現(xiàn)出的簡潔美和化學(xué)史中的“真”“善”“美”有助于啟迪人的智慧，陶冶人的情操，幫助學(xué)生樹立正確的價值觀、人生觀和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度;其次，可以吸引更多的學(xué)生投入到化學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)中來，為我國科技的發(fā)展提供優(yōu)秀的化學(xué)人才。
但是，基于前面所論述的現(xiàn)狀，對中學(xué)化學(xué)學(xué)科而言，是極為不公平的，對化學(xué)科學(xué)的發(fā)展也是極為不利的。我們認為：矯正學(xué)生個體的錯誤化學(xué)價值觀，在化學(xué)教學(xué)中實施“美麗”教育是非常有必要的。
三、實施“美麗化學(xué)”教育的途徑
如何改變化學(xué)在學(xué)生眼中的形象，教會學(xué)生分辨是非，辯明事理，給化學(xué)“正名”呢？教學(xué)中，筆者常用的實施途徑如下：
（一）利用初三化學(xué)的“美麗”啟蒙
初三化學(xué)的第一節(jié)課，作為啟蒙課，它的重要性可想而知，關(guān)系到化學(xué)在學(xué)生心目中的第一印象，也關(guān)系到學(xué)生日后學(xué)習(xí)化學(xué)的信心和興趣。筆者充分利用化學(xué)實驗的優(yōu)勢，進行“美麗”啟蒙，把學(xué)生們心里的求知欲激發(fā)出來，點燃他們學(xué)習(xí)化學(xué)、愛上化學(xué)的熱情。在教學(xué)中，筆者先將事先用酚酞寫過字的白紙（一開始不顯字）貼在黑板上，由于是第一節(jié)課，學(xué)生安靜好奇，瞪著大眼想知道老師要干嘛，接著筆者用壁殼透明裝有“清水”（含氫氧化鈉）的噴壺將“水”噴灑到白紙上，紙上立刻顯出一排紅色大字“什么是化學(xué)？”，學(xué)生第一次目睹如此奇妙的變化，紛紛驚呆了。筆者趁熱打鐵，問道：“什么是化學(xué)？”學(xué)生面面相覷，不能作答，筆者并沒有急著給出答案，而是進一步給學(xué)生們展示了幾個化學(xué)“魔術(shù)”。為了體現(xiàn)化學(xué)“魔術(shù)”的真實性，激發(fā)學(xué)生的好奇心，筆者積極與學(xué)生互動，共同完成了“清水變牛奶”（向?qū)W生借“氣”，吹入澄清石灰水）、用水點“燈”（向?qū)W生借水，滴到藏有一粒鈉的酒精燈燈芯上）、空瓶生煙（向?qū)W生借“手”，抽走兩瓶分別裝有氯化氫和氨氣對扣在一起的集氣瓶中間的玻璃片）等趣味實驗，將學(xué)生的情緒推到：原來化學(xué)這么有趣，化學(xué)這么美。接著提醒學(xué)生，如果想知道其中的奧秘，就要學(xué)好化學(xué)。就這樣，為他們后續(xù)的學(xué)習(xí)埋下“美麗”的伏筆，也為他們奠定了終生喜愛化學(xué)的基礎(chǔ)。
（二）利用化學(xué)新課的“美麗”導(dǎo)入
俗話說：好的開始是成功的一半。一臺好戲要有一個精彩的開頭，才能抓住觀眾的心，引起他們的興趣。因此，很多時候，我們在教一節(jié)新課時，為了激發(fā)學(xué)生的興趣，總是習(xí)慣將新課中所涉及的物質(zhì)引發(fā)的災(zāi)難性事件作為導(dǎo)入新課的情景。筆者認為，這雖然達到了預(yù)期的目的，但給學(xué)生留下了不好的印象：化學(xué)怎么這么“丑陋”！其實，學(xué)生這樣認為是正常的，因為教師給他們展示的總是化學(xué)里“丑”的一面。因此，我們應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，多為學(xué)生展示化學(xué)“美”的一面，避免用這類惡性事件作為“噱頭”來導(dǎo)入新課。
例如，講到二氧化碳的性質(zhì)時，以前筆者總是用“死狗洞”或“地窖里的一個西瓜三條人命”等故事導(dǎo)入，現(xiàn)在改為用西游記里的孫悟空騰云駕霧的精美場景或讓學(xué)生吃跳跳糖創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入，使學(xué)生對二氧化碳有了一個美好的印象;又如講到氯氣的性質(zhì)時，以往通常都通過講述“第一次世界大戰(zhàn)德軍使用氯氣作為武器”或“某地發(fā)生氯氣泄漏造成的浸染”等材料導(dǎo)入新課，現(xiàn)在改用“氯氣用于自來水消毒和制聚乙烯等”精美圖片創(chuàng)設(shè)情景切入新課。
（三）利用化學(xué)實驗的“美麗”演示
教學(xué)實踐及許多調(diào)查表明，化學(xué)反應(yīng)過程中的艷麗的色彩、奇特的氣味及其他奇妙的現(xiàn)象，能激發(fā)學(xué)生強烈的興趣和探究欲望，一旦保持下來，就會產(chǎn)生巨大的學(xué)習(xí)動力。所以化學(xué)實驗是實現(xiàn)“美麗化學(xué)”教育的主戰(zhàn)場，筆者主要從兩個方面來實施。
第一，從現(xiàn)象上下足功夫，努力放大其所蘊含的美麗因素。在教學(xué)中，筆者盡量做好并嘗試改進教材中的每一個演示實驗，例如講到酸堿指示劑時，用噴水壺向一張事先用酸和堿畫好的畫上噴灑石蕊試液，頓時出現(xiàn)一副簡單的中國山水畫;又如講到氨氣的“噴泉”實驗時，筆者對該實驗稍作改進，尖嘴噴嘴換成球形多孔噴嘴（自制），使現(xiàn)象更逼真、噴泉更美麗;白磷自燃實驗，經(jīng)過筆者重新設(shè)計，變成柔美的“天女散花”;當(dāng)然，還有鋁熱反應(yīng)實驗中壯美的“火山爆發(fā)”等等。每一個成功的實驗都扣人心弦，讓學(xué)生屏住了呼吸，在享受美的熏陶之余，還激發(fā)了他們認識美、感受美、創(chuàng)造美的愿望，從而提高他們學(xué)習(xí)科學(xué)知識的積極性。另外，還可以用大號儀器、對比實驗、色差背襯、投影放大等，使現(xiàn)象更清楚、美麗。
第二，從操作上想辦法，盡量讓學(xué)生參與到實驗演示中來，體驗化學(xué)實驗的“演示美”。在學(xué)生基本掌握實驗操作的基礎(chǔ)上，將既安全又簡單的某些演示實驗讓學(xué)生代替教師，登臺操作，當(dāng)眾示范。這種“生演生看”的做法，不但使學(xué)生獲得展示自我才能的機會，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛，吸引了更多學(xué)生的注意力。參與演示的學(xué)生操作認真，一絲不茍，下面的“觀眾”評頭論足，各抒己見，充當(dāng)“裁判”的教師及時糾正錯誤。實踐證明，這種演示在學(xué)生心中留下了“美麗”的印象，經(jīng)久難忘。
（四）利用化學(xué)材料的“美麗”用途
材料是人類生產(chǎn)生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)的材料得到了發(fā)展，新型材料不斷涌現(xiàn)，在教學(xué)中可借此加以介紹一些神奇的化學(xué)材料，來認識化學(xué)的材料美和創(chuàng)造美。如電影《變形金剛3》中的“鳥人”，為什么會滑翔？如果換穿一件雨衣，還能飛嗎？原來采用的是韌性和張力極強的尼龍織物，是一種特殊的有機合成材料;還有生活中煮飯用的不沾鍋，表面用的是聚四氟乙烯材料;教材上有一幅“小貓烤火”的圖片，小貓站在玻璃板上卻安然無恙，這種神奇的玻璃板是人造有機高分子材料――聚硅氧烷（可耐受2000℃高溫）;我國的探月工程，特別是最近在月球表面著陸的嫦娥三號和玉兔號月球車，在溫差達三百多度的月球上沒被烤焦和凍壞，其主要原因是“身被”各種國產(chǎn)新型、特殊的材料等等，以上所有這些都能夠使學(xué)生對化學(xué)材料的“美麗”用途產(chǎn)生深刻的印象。
（五）利用化學(xué)世界的“美麗”物質(zhì)
自然界是五光十色、豐富多彩的，化學(xué)物質(zhì)的物理性質(zhì)也是如此，體現(xiàn)著與大自然的和諧與統(tǒng)一。其中物質(zhì)的顏色，如酸堿指示劑的姹紫嫣紅、液溴和氧化鐵的紅棕色、膽礬的藍色、綠礬的綠色、硫粉和過氧化鈉的黃色、碘蒸氣的紫紅色……，物質(zhì)的三態(tài)變化又在演繹著紅橙黃綠青藍紫的動態(tài)美;還有物質(zhì)的形態(tài)，如無色水晶的無瑕透明、金剛石的奪目光彩、紅藍綠寶石的晶瑩華貴……無不給人以美的視覺沖擊，大大加深學(xué)生對化學(xué)的好感。
此外，在化學(xué)教學(xué)過程中還可以利用化學(xué)家的“美麗”精神、化學(xué)用語的“美麗”語言、微觀化學(xué)的“美麗”結(jié)構(gòu)等來構(gòu)建學(xué)生眼中的五彩繽紛的“美麗化學(xué)”，使學(xué)生消除對化學(xué)的誤解，用美的眼光看待化學(xué)、樂于學(xué)習(xí)化學(xué)并喜歡上化學(xué)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望，培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的新一代公民。
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