浅谈几种特殊土地基的工程特性及地基处理论文
摘要:随着科学技术的进步和发展,建筑行业进入了一个新的时代。建筑工程施工过程中,首先要考虑的就是地基问题,只有确定地基土壤的种类,才能制定正确的施工方法,从而保证工程能够顺利进行。但对于比较特殊的地基土壤,就要使用特殊的方法。例如:湿陷性黄土、膨胀土、粘性红土等都是一些比较特殊的土壤,只有了解土壤的特性才能制定出相应的处理办法。
关键词:特殊土壤;工程特性;地基处理
在现代化的城市当中,人们需要各种各样的建筑,例如:居民楼、办公楼、标志性建筑等等。每—种建筑所需要的地基都是不—样的,这就需要特殊地基特殊处理。要想建筑工程,必须先打地基,要打地基,必须先了解地基的特陛。地基的特胜对于整介工笫酬毡兑是非常关踺的,只有地基扣碍牢固,才能保证工程的质量。本文就几种特殊地基土壤的特陛及处理办进行讨论。
1湿陷性黄土
1.1工程特性
湿陷性黄土是一种特殊陛质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要陛、地基受水浸湿可能洼的大小和在f~fJ期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合陛措施,防止地基湿陷列建舅澎伊叫新猪。1.1.1湿陷性黄土的颗粒组成。我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~700/0,而粉土颗粒中又以0.05-O.Olmm的粗粉土颗粒为多,占总重约40.600/0,小于0.005mm的粘土颗粒较少,占总重约1428%,大于0.1 mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于025mm的中砂颗粒。黄土是干旱或半干旱气候条件下的沉积物,在生成初期,土中水分不断蒸发,土孔隙中的毛细作用,使水分逐渐集聚到较粗躬粥E的接触点处。同时,细粉粒、粘粒和—趔纠辞蒯趣廷也不同程度的集聚到粗颗粒的接触戋眵成胶结。1.12湿陷性黄土的湿度和密度。湿陷眭黄土之所以在—定压力下受水时产生显著附加下沉,除上述在遇水时颗粒接触点处胶结物的软化作用外,还在于土的欠压密状态,干旱气候条件下,无论是风积或是坡积和洪积的.黄土层,其蒸发影响深度大于大气降水的影响深度,在其形成过程中,充分的压力和适宜的湿度往往不能同时具备,导致土层的压密欠佳。接近地表2。3米的土层,受大气降水的影响,一般具有适宜压密的湿度,但此时上覆土重很小,土层得不到充分的压密,便形成了低湿度、高孔隙率的湿陷性黄土。湿陷性黄土在天然状态下保持低湿和高孔隙率是其产生湿陷的充分条件。我国湿陷性黄土分布地区大部分年平均降雨量约在250~500mm,而蒸发量却远远超过降雨量,因而湿陷性黄土的天然湿度—般在塑限含水量左右,或更低—些。
1.2处理办法
1.2.1利用灰土、素土回填。这是—种比饺常用的方法,利用灰土和素土回填就是把地基底部的湿陷性土层全部挖出,或者挖到设计的深度,之后利用灰土、素土在开挖的地方回填,并且逐步的夯实基础,同时,施工人员要根据不同的回填土采用不同的处理参数,这样的处理力{去得到了广泛的使用,并且已经取得了较好的效果。通常垫层的厚度是1~3米。这种方法最大的好处就是可以消除垫层范围内的湿陷性,’在施工的时候也比较方便。但施工人员应注意的是:—定要严格控制回填土的质量,对于灰土、素土层的最优含水量与最大干密度进行掌控,否则的话,就没有办法达到预期的处理多兜果了。122预湿陛方法。在叠显陷性黄土当中,有—种叫做自重湿陷性黄土的地基土。当建筑]:程遇到自重湿陷性黄土的时候,就可以采用预湿胜的方法解决。所谓的预湿阻功怯,就是越龟筑沲工以前,对自重湿陷性黄土进行先行的浸湿处理,使自重湿陷性黄土因为自重的作用发生人为的湿陷,之后施工人员就可以等湿陷壳1分以后,再进行基础的施工。在现实的应用当中,这科叻法可以消除地-F劭眯以外黄土的自重湿陷性,但是表面数米以内的湿陷性黄土因为压力不够,仍然具有一定的湿陷性,需要进行二次处理。这种方法的应用只有在I遇到自重湿陷性黄土的时候才可以使用,否则会影响整个工程的进度。
2膨胀土
2.1工程特性
膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特陡的高液限粘土。膨胀土粘粒成份主要由强亲水陆矿物质组成,并且具有显著.胀缩眭的粘陛土。该土具有吸水膨胀、失水收缩并往复变形的性质,对建澈旧锐刎翻出的破坏作用不可低估,并且构成的破坏是不易修复的。为了保证瑶豺铷筑物在较长时间内基础的稳定和安全的目的,必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。含水量。膨胀土之所以具有很高的膨胀潜力,与它的含水量有密不可分的关系。当膨胀土的含水量不变的时候,就不会雨叶搁职的变化。建筑施工的时候,建造在含水量夕R筻的粘土上的建筑物不会受到由膨胀引起的破坏。_旦粘土的含水量改变,立刻就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀,含水量只需要百分之一到百分之二的变化,就足够引起有害的膨胀。在许多地区,膨胀土对于-人f门的危害是比较巨大的,建造在膨胀土上的地板,在雨季到来的时候,土壤中的含水量增加所引起的地板开裂、翘起现象屡见不鲜,由此可见,膨胀土不但特殊,而且还具有较强的危害性。
2.2处理办法
2.2.1换土回填。因为膨胀土具有含水量变化的特陛,所以,施工人员可以采用换土回填的力谌进行处理。主要是采用灰土进行置换,施工人员要根据施工区域的地质情况来确定置换的参数。除了采用灰土置换以外,施工人员还可以采用砂石垫层的处理方法,要注意的是,砂石的厚度应该大于300mm,而且宽度应该大于地基底部的宽度。
2.2.2利用化学方法。施人员可以利用化学的方法改良土壤,也就是说利用拌合实惠的方法改良膨胀土层,或者是用石灰砂桩和石灰浆压注对膨胀土进行干预,消除膨胀土形变。
2.2.3挖除法。这种方法比饺简单,就是对厚度较小的膨胀土层进行挖除,从而消除膨胀土的影响。
3 黏性红土
3;1工程特陛
红粘土主要是呈现棕红色、褐黄色,覆盖于碳酸盆岩系的岩层上,液限较高的塑出砧性土,此类粘土为原生红粘土。而液限较低的则可称之为次生红粘土。红粘土的产生和分布主要是因为地质历史气候因素的影响,在气候影响下碳酸盆母岩的上层产生风化而形成。红粘土的工程特征是:塑性高、空隙比大、天然饱和度为90%以上,使得红粘土构成一相体系;土质指标变化幅度大。
3.2处理力法
在天然地基上施工的时候,应将地基做浅埋处理。目的是考虑到利用具备较高承载力的表面坚硬或者硬塑性土质作为持力层。基底以下保持原有较厚的硬质土层,使其附加的应力相对较小,以此使得下卧层满足设计变形要求;基础底部土层厚度变化较大的时候,应保持相对较厚的可压缩层,减少相邻点之间的沉降差异。
结束语
地基的好坏决定着—个工程的好坏,因此,对于地基一定要严谨的对待。上述的几种土壤都是比较特殊的土壤,在施工的时候,尤其要注意处理力法。虽然上述的处理办法得到了广泛的使用,但是具体的措施讶≥匣要在实际睛况中才能确定。上述三种特殊的土壤对于建筑工程的影响是比较大的,所以,还是应该多探索—些更加实用并且简单的处理办法。
参考文献
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土的粒度成分及矿物成分、结合水膜厚度、土的结构构造、水的粘滞度。土体性质对渗透变形的具体影响:1、土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配,影响土中孔隙大小及其形状,因而影响土的渗透性。土颗粒越粗,越浑圆、越均匀时,渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时,其渗透系数就大大降低。2、结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时,会阻塞土的孔隙,降低土的渗透性。3、土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的,在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙,所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层,它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。4、水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关,从而也影响到土的渗透性。
浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文
在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我为大家收集的浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文,希望对大家有所帮助。
摘要 :
新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾,既造成环境污染又浪费大量资源,如何处理日益增多的建筑废弃垃圾,减轻对环境的污染,已成为各个国家必须面对的重要课题.通过分析再生混凝土的物理、力学性能、耐久性能、剪切性能以及抗震性能,探讨了再生混凝土的应用前景。
关键词 :再生混凝土;性能指标;建筑垃圾;应用前景
引言
目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业.为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。
再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按一定的级配混合后形成的骨料,而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土.再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,也 符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。
1、再生混凝土研究现状
1.1国外研究现状国外对于再生混凝土的研究比较早,可以追溯到二次世界大战期间,连年的战争破坏了大量的建筑物,同时也产生了大量的废弃物,因此许多欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的问题[2].20世纪50年代,苏联和德国为了处理大量废弃混凝土同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再生混凝土技术的研究工作.1977年日本政府制定了JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》;1991年日本政府又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处理。
对于废弃物再利用,美国政府也制定了《超基金法》,规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒.”这个规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障.
1.2国内研究现状
我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果.同济大学对再生混凝土技术进行了大量的研究工作[2-3],包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究等.2007年同济大学编写了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007),为再生混凝土的应用提供了技术指导。
另外,中科院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也对再生混凝土开展了大量的研究工作,并开发了相关的再生混凝土技术。
2、再生混凝土性能特点
2.1物理力学性能东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析[3],分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致.从破坏形态来看,再生混凝土的破坏基本上始自粗骨料和水泥凝胶体面的黏结破坏,再生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异.分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相比,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹模降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。
中国科学院武汉岩土力学研究所骆行文等通过一系列试验,分析研究了不同再生混凝土取代率对静力力学性能的影响,研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴向压缩变形的变化规律[4].指出随着再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的应力峰值在减小,再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低.分析还表明再生混凝土声波传播速度随着再生混凝土的轴向压缩变形先增大后减小,在再生混凝土轴向压缩过程中,超声波在再生混凝土中波幅先增大后减小。
同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响[5].研究表明,再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通泥凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.分析还指出再生混凝土应力应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式分别进行拟合。
浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40—C60高性能再生混凝土,并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变曲线并进行理论分析,总结出了再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,与试验结果吻合较好[6-7]。
西班牙加泰罗尼亚理工大学M.Etxeberria等设计4种不同的再生混凝土粗集料取代率,通过4种混凝土的搭配比例来得到相同的抗压强度,分析了再生混凝土的力学性能[8].试验中,回收集料处于吸水状态,但不饱和,以控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和更低的强度偏差.结果表明采用中低抗压强度的集料生产再生混凝土,其必要性已被证实归结于水泥的用量,测定了再生混凝土相对较低的弹性模量,此结果验证了几位学者提出的数学模型的有效性。
葡萄牙里斯本理工大学N.Fonseca等通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能,分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值,分析结果表明影响再生混凝土物理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一致[9]。
意大利马尔凯理工大学Valeria Corinaldesi等采用取代率为30%的再生集料配制再生混凝土,分析了梁柱结合处再生混凝土在周期荷载下适用于结构的可行性[10].当取代率为30%时,再生混凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度,然而,再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量比普通混凝土偏低.基于周期荷载试验结果,通过参数裂缝类型、分布能、延展性和设计值来评价梁柱结点处的性能,结果显示,利用再生混凝土浇筑的结点具备充足的结构性能。
2.2耐久性能
武汉大学刘数华、饶美娟对再生混凝土的变形性能主要包括弹性行为、干缩与徐变、温度变形性能,再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻耐久性和抗化学侵蚀性能[11].对再生混凝土的变形性能和耐久性能进行深入分析,结果表明,再生骨料对再生混凝土变形性能和耐久性能虽有不同影响,但亦可满足于工程应用。
湖南省高速公路管理局龚先兵和长沙理工大学刘朝晖、李九苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明,再生骨料混凝土的耐久性能能够满足道路工程的需要[12]。
浙江大学徐亦冬,沈建生根据再生骨料的特性并结合当今的研究热点“高性能混凝土”技术,使再生混凝土向高性能化的方向发展[13].研究表明,尽管再生骨料属于低品质骨料,但通过将粉煤灰、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度等级。
安徽水利水电学院的魏应乐对再生混凝士的抗渗性、抗冻融性、抗碳化、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀、耐磨性进行了分析,并提出了减小水灰比、掺加粉煤灰、采用二次搅拌工艺、减小再生骨料最大粒径、采用半饱和面于状态等改善再生混凝土耐久性的措施[14].研究结果表明,再生混凝土的抗渗性、抗冻融行、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱。
美国威斯康星大学麦迪逊分校A.Gokce等在中干试验环境下,对引气型再生混凝土和非引气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久性试验[15],结果表明,直接冻融坚固性试验为判断再生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条件,硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料的冻融难易程度。
英国诺桑比亚大学Alan Richardson等基于质量损失和极限抗压强度2个指标,采用对比试验,对再生混凝土的冻融耐久性试验进行研究[16],结果表明,再生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理.耐久性是材料的一个重要指标,再生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。
2.3抗剪性能
广西大学黄莹、邓志恒等通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的.影响[17].研究表明,再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土.在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力应变曲线,建议了剪应力应变曲线方程和剪切模量的计算公式。
广东省建筑科学研究院黄健和同济大学建筑工程系肖建庄、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各因素作了定性分析,得出再生混凝土梁抗剪机理,包括剪跨比、混凝土强度及配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本一致的结论[18].同时指出增大荷载分项系数可明显提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标,但在配箍率较小时,荷载分项系数提高至1.5时再生混凝土梁抗剪可靠度也不能满足可靠度要求.增大再生混凝士抗压强度平均值,使其标准值达到与普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要求,这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最佳途径。
西安建筑科技大学刘丰、白国良等试验采用等高变宽梁,考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19],得出了再生混凝土梁抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论,同时还得出再生混凝土梁的切应力主应变曲线接近直线,试验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论。
郑州大学的张雷顺通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代2.4抗震性能同济大学建筑工程系的肖建庄、朱晓晖完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[23],指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似,虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土,但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求,说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。
同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过对3榀1∶2比例框架模型在不同的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架在低周反复荷载作用下以及不同轴向力作用下对再生混凝土框架抗震性能的影响[24].结果表明,再生混凝土框架,在不同轴力和低周反复荷载作用下,其受力特性、破坏形态和破坏机制没有明显的差别,破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁”类型;再生混凝土框架具有较好的抗震性能,结构进入弹塑性阶段后,框架的滞回曲线均比较丰满,表明框架都具有良好的耗能能力;框架的位移延性系数为3.76~4.34,表明框架延性良好,再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架,随着轴向荷载的增加,框架的延性降低。
北京工业大学建筑工程学院的张建伟、曹万林等进行了7个剪跨比为1.5的中高剪力墙低周反复荷载试验研究[25],在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征.研究表明,再生细骨料掺量的增加,使再生混凝土中高剪力 墙的抗震性能有所降低以及随着配筋率的提高,其承载力、延性、耗能能力有所提高.同时指出轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。
北京工业大学的尹海鹏等进行了1根普通混凝土柱和3根不同取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究[26],模型按1/2缩尺.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势,并指出再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。
3、存在问题及应用前景
3.1存在问题最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,主要表现在以下几个方面。
(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位.
(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。
(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。
3.2应用前景
再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景.具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替代[27-28].对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围.对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。
摘要:
为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力,减少资源浪费,建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料,部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土,使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。文章从再生骨料生产工艺、性能,再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展,主要从材料、结构、力学性能,耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。
关键词:
再生混凝土;再生骨料;力学性能;耐久性
1、再生混凝土简介及其研究的必要性
再生混凝土(Recycled Concrete),是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后,制成混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。它是再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete,RAC)的简称。
近年来,我国建筑垃圾逐年上升,建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%,其中主要是废弃混凝土,这些垃圾严重影响了城市生活环境,造成了很大的环境污染。目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种:一、运往郊外堆存。这会成为新的垃圾源,显然不可取;二、作为回填材料简单地使用。这会浪费资源,不符合我国建设资源节约型社会要求。据估计,2008年发生的汶川特大地震,产生的建筑垃圾约3亿吨,地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和,地震所造成的建筑垃圾量十分庞大,如何对其进行资源化利用,是摆在我们面前的一个新的课题,也是一个挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方法,通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能,形成新的建材产品,从而既能对有限的资源进行再利用,又解决了部分环保问题。这既是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的重要途径,也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。
2、再生骨料的生产工艺及性能
2.1 再生骨料的生产工艺
对废弃混凝土进行充分再利用的前提是要保证再生骨料生产工艺是经济可行的。再生骨料的生产需要解决一系列问题,包括对废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎与筛分等。简单的混凝土破碎及筛分工艺如图1所示。
2.2 再生骨料的性能
经过破碎处理的废弃混凝土,生产出的再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,这些水泥砂浆大多独立成块,只有少量附着在天然骨料的表面,导致了再生骨料密度小,吸水率高,粘结能力弱的特点。一般地,再生骨料棱角较多,表面比较粗糙。对废弃混凝土块进行再生破坏过程中,由于积累了损伤,会使再生骨料内部产生大量的微裂纹。研究表明,同天然骨料相比,再生骨料孔隙率较高,密度较小,吸水性增强和骨料强度较低。
3、再生混凝土物理性能及力学性能
3.1 再生混凝土物理性能
由于再生骨料的表观密度比天然骨料小,因此再生混凝土的密度比普通混凝土低。随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的密度有规律地减小,如果再生混凝土全部采用再生骨料,则其密度比普通混凝土相比,降低了7.5% 。再生混凝土有自重低的特点,这能降低结构自重,提高构件的抗震性能。同时,由于再生骨料孔隙较高,使得再生混凝土具有良好的保温性能。
3.2 再生混凝土的强度
再生混凝土的强度与基体混凝土(相对于再生混凝土而言,用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土)的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境各不相同,裂解、破碎的'工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性不明显,不同的研究者所得的结论也有所差异。Hansen的试验结果表明,随着基体混凝土强度的降低,再生混凝土的强度也下降。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度更低,降低范围为0%-30%,平均降低15%。邢振贤等全部采用废弃混凝土再生骨料制作出再生混凝土,指出再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%-90% 。和配合比相同的基准混凝土相比,抗压强度降低了9%,抗拉强度降低了7%。
应该注意的是,再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量基本一样,界面结合可能得到一定的加强。以此同时,再生骨料表面的大量微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使得接触区的水化更加完全,最终形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,一定程度的补偿了因再生骨料强度较低而导致的再生混凝土性能的劣化。
3.3 再生混凝土的弹性模量
由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上,导致再生混凝土的弹性模量通常较低,一般约为基体混凝土的70%-80%。再生混凝土弹性模量低,变形大,因此它的抗震性能和抵抗动荷载的能力较强。水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大,当水灰比由0.8降低到0.4时,再生混凝土的抗压弹性模量增加33.7%。
3.4 再生混凝土的干缩与徐变
再生混凝土的干缩量和徐变量比普通的混凝土增加了40%-80%。再生骨料的品质、基体混凝土的性能以及再生混凝土的配合比决定了干缩率的增大数值。Yamato等人研究表明,当天然骨料与再生骨料共同使用时,再生混凝土的干缩率会增加;水灰比增加时,再生混凝土的干缩率也会增加。
4、再生混凝土的耐久性
4.1 再生混凝土的抗渗性
与混凝土渗透性有关因素主要分为两类。
(1)混凝土拌和料的组分、拌和物配合比以及工艺参数,即拌和料的制备、成型和养护等;
(2)混凝土随时间而发生的变化,即在外部环境、结构应力、流体性能和渗透条件等因素作用下,混凝土内部发生的物理和化学变化。
由于再生骨料的孔隙率较大,因此再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低。但是往再生混凝土里掺加粉煤灰之后,由于粉煤灰能使再生骨料的毛细孔道细化,因而很大地改善了再生混凝土的抗渗性。
4.2 再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性
再生混凝土的孔隙率及渗透性较高,它的抗硫酸盐侵蚀性比普通的混凝土差。同样的,往里面掺加粉煤灰,能够减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善。
4.3 再生混凝土的抗裂性
与普通混凝土相比,再生混凝土极限伸长率增加了27.7%。再生混凝土弹性模量较低,拉压比较高,因此再生混凝土抗裂性比基体混凝土更好。
4.4 再生混凝土的抗冻融性
再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。Yamato等人研究表明,再生骨料与天然骨料共同使用时或者减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。
5、结语
通过对再生混凝土的研究,我们得出以下结论与建议,希望能够引起行业或者有关部门的重视。
第一,再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的出路问题,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能节省天然骨料资源,具有显著的社会、经济和环境效益,是发展绿色混凝土的主要途径之一,符合我国可持续发展战略的要求。
第二,在工程应用研究中,不单要对如何提高再生混凝土的强度进行研究,而且还要对其耐久性如抗渗性、抗裂性等加强研究,来逐步提高再生混凝土的性能。
第三,同普通混凝土相比,再生混凝土的配合比设计和施工工艺均有许多不同之处,应区别对待。
第四,对再生混凝土进行合理设计,基本上能够达到普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术,我们还需要对其结构性能(抗弯,抗剪,抗冲切及抗震等)和设计方法多加强研究。
第五,再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面有重大差异,按照现行普通混凝土的标准、规程等显然是有许多不足之处的;另一方面,国内的水泥、骨料与国外使用的水泥、骨料在成分和性能上差别也较大,因而更不能直接使用国外的相关标准。因此,建议结合再生骨料分级情况,尽早制定出适合国内情祝的再生混凝土的有关标准和规程。
第六,通过对再生混凝土的经济性进行综合研究,在我国广泛推广应用再生混凝土,同样需要xx积极的产业政策扶持和国家的法律法规保障。
参考文献
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一、桥梁的组成(一)桥梁的五“大部件”与五“小部件” 1.五“大部件”包括:桥跨结构;支座系统;桥墩;桥台;墩台基础 2.五“小部件”包括:桥面铺装(或称行车道铺装);排水防水系统;栏杆(或防撞栏杆);伸缩缝;灯光照明。 (二)相关尺寸术语名称1.净跨径:梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距,用l0表示。对于拱式桥,净跨径是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。 2.总跨径:是多孔桥梁中各孔净跨径的总和,也称桥梁孔径( ),它反映了桥下宣泻洪水的能力。 3.计算跨径:对于具有支座的桥梁,是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离,用l表示。拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线,计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。 4.桥梁全长简称桥长:是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离,用L表示。对于无桥台的桥梁为桥面自行车道的全长。 5.桥梁高度简称桥高:是指桥面与低水位之间的高差,或为桥面与桥下线路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。 6.桥下净空高度:是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离,以H表示。它应保证能安全排洪,并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。 7.建筑高度:是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离,它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关,而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。公路(或铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高,与通航净空顶部标高之差,又称为容许建筑高度。桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度,否则就不能保证桥下的通航要求。 8.净矢高:是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下线最低点之间连线的垂直距离,f0表示;计算矢高:是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之间连线的垂直距离,用f表示。9.矢跨比:是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高f与计算跨径l之比(f/l),也称拱矢度,它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。 二、桥梁的分类 (一)桥梁的基本体系 按结构体系划分,有梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥四种基本体系,其他还有几种由几种基本体系组合而成的组合体系等。1.梁式体系梁式体系是古老的结构体系。梁作为承重结构是以它的抗弯能力来承受荷载的。梁分简支梁、悬臂梁、固端梁和连续梁等。悬臂梁、固端梁和连续梁都是利用支座上的卸载弯矩去减少跨中弯矩,使梁跨内的内力分配更合理,以同等抗弯能力的构件断面就可建成更大跨径的桥梁。 2.拱式体系 拱式体系的主要承重结构是拱肋(或拱箱),以承压为主,可采用抗压能力强的圬工材料(石、混凝土与钢筋混凝土)来修建。拱分单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱。拱是有水平推力的结构,对地基要求较高,一般常建于地基良好的地区。 3.刚架桥 刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系,它是由受弯的上部梁(或板)与承压的下部柱(或墩)整体结合在一起的结构。由于梁与柱的刚性连接,梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用,整个体系是压弯结构,也是有推力的结构。刚架分直腿刚架与斜腿刚架。刚架桥施工较复杂,一般用于跨径不大的城市桥或公路高架桥和立交桥。 4.悬索桥 就是指以悬索为主要承重结构的桥。其主要构造是:缆、塔、锚、吊索及桥面,一般还有加劲梁。其受力特征是:荷载由吊索传至缆,再传至锚墩。传力途径简捷、明确。悬索桥的特点是:构造简单,受力明确;在同等条件下,跨径愈大,单位跨度的材料耗费愈少、造价愈低。悬索桥是大跨桥梁的主要形式。 5,组合体系 (1)连续钢构:连续钢构是由梁和钢架相结合的体系,它是顶应力混凝土结构采用悬臂施工法而发展起来的一种新体系。 (2)梁、拱组合体系:这类体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构。 (3)斜拉桥:它是由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。 (二)桥梁的其他分类 1.按用途划分,有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其他专用桥梁(如通过管路、电缆等)。 2.按桥梁全长和跨径的不同,分为特大桥、大桥、中桥和小桥。 3.按主要承重结构所用的材料划分,有圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋棍凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。 4.按跨越障碍的性质,可分为跨河桥、跨线桥(立体交叉)、高架桥和栈桥。 5.按上部结构的行车道位置,分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。2B313012掌握桥梁基础施工技术 一、桥梁基础分类桥梁基础分为:刚性基础、桩基础、管柱、沉井、地下连续墙等,其中桩基础又包括沉入桩、灌注桩。二、适用条件 1.刚性基础:适用于各类土层,根据土质情况分别采用铁镐、十字镐、爆破等设备和方法开挖。 2.桩基础:按施工方法可分为沉桩、钻孔桩、挖孔桩。其中沉桩又分为锤击沉桩法、振动沉桩法、射水沉桩法、静力压桩法。 (1)沉桩:锤击沉桩法一般适用于松散、中密砂土、黏性土。桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油机锤、液压锤等。可根据土质情况选用适用的桩锤;振动沉桩法一般适用于砂土,硬塑及软塑的黏性土和中密及较松的碎石土;射水沉桩法适用在密实砂土,碎石上的土层中。用锤击法或振动法沉桩有困难时,可用射水法配合进行;静力压桩法在标准贯入度N<20的软黏土中,可用特制的液压机或机力千斤顶或卷扬机等设备沉入各种类型的桩;钻孔埋置桩为钻孔后.将预制的钢筋混凝土圆形有底空心桩埋人,并在桩周压注水泥砂浆固结而成,适用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直径圆桩。 (2)钻孔灌注桩适用于黏性土、砂土、砾卵石、碎石、岩石等各类土层;挖孔灌注桩适用于上地下水或少量地下水。且较密实的土层或风化岩层,如空气污染物超标,必须采取通风措施。 (3)管柱、沉井适用于各种土质的基底,尤其在深水、岩面不平、无覆盖层或覆盖层很厚的自然条件下,不宜修建其他类型基础时,均可采用。 (4)地下连续墙适用于作地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物基础,可用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类上层中施工。 三、明挖扩大基础施工 明挖扩大基础施寸:的内容包括:基础的定位放样、墓坑开挖、基坑排水、基底处理以及砌筑(浇筑)基础结构物等。 (一)准备工作 在开挖基坑前,应做好复核基坑中心线、方向和高程,并应按地质水文资料,结合现场情况,决定开挖坡度、支护方案以及地面的防水、排水措施。 放样工作足根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线,推算出基础边线的定位点,再放线画出基坑的开挖范围。基坑底部的尺寸较设计平面尺寸每边各增加0.5~1.0m,以便于支撑、排水与立模板(坑壁垂直的无水基坑坑底,可不必加宽,直接利用坑壁作基础模板亦可)。 (二)基坑开挖 1.坑壁不加支撑的基坑 对于在干涸河滩、河沟中,或经改河或筑堤能排除地表水的河沟中,在地下水位低于基底,或渗透量少,不影响坑壁稳定,以及基础埋置不深,施工期较短,挖基坑时,不影响邻近建筑物安全的场所,可选用坑壁不加支撑的基坑。 黏性土在半干硬或硬塑状态,基坑顶无活荷载,稍松土质,基坑深度不超过0.5m,中等密实(锹挖)土质基坑深度不超过1.25m,密实(镐挖)土质基坑深度不超过2.0m时,均可采用垂直坑壁基坑。基坑深度在5m以内,土的湿度正常时,采用斜坡坑壁开挖或按坡度比值挖成阶梯形坑壁,每梯高度为0.5~1.0m为宜,可作为人工运土出坑的台阶。基坑深度大于5m时,坑壁坡度适当放缓,或加做平台。土的湿度影响坑壁的稳定性时,心采用该湿度下土的天然坡度或采取加固坑壁的措施。当基坑的上层土质适合敞口斜坡坑壁条件,下层土质为密实黏性土或岩石,可用垂直坑壁开挖,在坑壁坡度变换处,应保留有至少0.5m的平台。 2.坑壁有支撑的基坑 当基坑壁坡不易稳定并有地下水,或放坡开挖场地受到限制,或基坑较深工程数量较大,不符合技术经济要求时,可根据具体情况,采取加固坑壁措施撑、钢木结合支撑、混凝土护壁及锚杆支护等。 混凝土护壁一般采用喷射混凝土。根据经验,一般喷护厚度为5~8cm,一次喷护约需1~2h。一次喷护如达不到设计厚度。应等第一次喷层终凝后再补喷,直至达到要求厚度为止。喷护的基坑深度应按地质条件决定,一般不宜超过l0m。 (三)基坑排水 桥梁基础施了中常用的基坑排水方法有: 1.集水坑排水法。除严重流沙外,一般情况下均可适用。 2.井点排水法。当土质较差有严重流沙现象,地下水位较高,挖基较深,坑壁不易稳定,用普通排水方法难以解决时,可采用井点排水法。 3.其他排水法。对于土质渗透性较大、挖掘较深的基坑,可采用板桩法或沉井法,此外,视上程特点、工期及现场条件等,还可采用帐幕法,即将基坑周围土层用硅化法、水泥灌浆法及冻结法等处理成封闭的不透水的帐幕。 (四)基坑施工过程中注意要点 1.在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟.并防止水沟渗水,以避免地表水冲刷坑壁,影响坑壁稳定性; 2,坑壁边缘应留有护道,静荷载距坑边缘不小于0.5m,动荷载距坑边缘不小于1.0m,垂直坑壁边缘的护道还应适当增宽,水文地质条件欠佳时应有加固措施; 3.应经常注意观察坑边缘顶面土有无裂缝,坑壁有无松散塌落现象发生; 4.基坑施工不可延续时间过长,自开挖至基础完成,应抓紧时间连续施工; 5.如用机械开挖基坑。挖至坑底时,应保留不小于30cm厚度的底层,在基础浇筑圬工前用人工挖至基底标高; 6.基坑应尽量在少雨季节施工; 7.基坑肩:用原土及时回填,对桥台及有河床铺砌的桥墩基坑,应分层夯实。 四、桩基础施工 (一)沉入桩施工 沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩。断面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩(包括普通的和预应力的)一般由工厂以离心成型法制成。沉人桩的施工方法主要有:锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩以及静力压桩等。这里介绍锤击沉桩的施工方法。 1.概述 锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏性土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入士中,因此一般桩径不能太大(不大于0.6m),入土深度在40m左右,否则对沉桩设备要求较高。沉桩设备是桩基施寸:质量与成败的关键,应根据土质、工程量、桩的种类、规格、尺寸、施工期限、现场水电供应等条件选择2.施工要点 (1)沉桩前应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查;开锤前应再次检查桩锤、桩帽以及送桩与桩的中轴线是否一致;锤击沉桩开始时,应严格控制各种桩锤的动能:用坠锤和单动气锤时,提锤高度不宜超过0.50m;用双动气锤时,可少开气阀降低气压和进气量,以减少每分钟的锤击数;用柴油机锤时,可控制供油量以减少锤击能量;当桩尖已沉入到设计标高,但沉入度仍达不到要求时,应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时,如遇到:沉入度突然发生急剧变化;桩身突然发生倾斜、移位;桩不下沉,桩锤有严重的回弹现象;桩顶破碎或桩身开裂、变形,桩侧地面有严重隆起等现象时,应立即停止锤击,查明原因,采取措施后方可继续施工。 (2)沉桩过程中应注意:桩帽与桩周围应有5~l0mm间隙,以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动,避免桩身产生超过许可的扭转应力;打桩机的导向杆应予固定,以便施打时稳定桩身;导向杆设置应保证桩锤上下活动自由;顶制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫,其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大小决定;桩边破碎后应及时更换;选用的桩帽,应将锤的冲击力均匀分布于桩顶面。 3.锤击沉桩的停锤控制标准 (1)当设计桩尖标高处为硬塑黏性土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时,根据贯人度变化并对照地质资料,确认桩尖已沉人该土层,贯入度已达到控制贯人度。 (2)当贯人度已达到控制贯人度,而桩尖标高未到达设计标高时,应继续锤入0.10rn左右(或锤击30~50次),如无异常变化即可停锤;若桩尖标高比设计标高高得多时,应报有关部门研究确定。 (3)当设计桩尖标高处为一般黏性土或其他松软土层时,应以标高控制,贯入度作为校核。当桩尖已达设计标高,而贯入度仍较大时,应继续锤击,使其接近控制贯人度。 (4)在同一桩基中,各桩的最终贯入度应大致接近.而沉入深度不宜相差过大,避免基础产生不均匀沉降。如因土质变化太大,致使各桩贯人度或沉桩深度相差过大时,应报有关部门研究,另行制定停锤标准。对于特殊设计的桩.桩尖设计标高有高低时(如拱桥的桥台桩等),应按设计要求处理。 从沉桩开始时起,应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度。在沉桩过程中,不得采用顶、拉桩头或桩身办法来纠偏,以防桩身开裂并增加桩身附加弯矩。 (二)钻孔灌注桩施]: 1.钻孔灌注桩的特点 钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化,并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋,钢筋用量较少,便于施工,故应用较为普遍。 2.钻孔灌注桩施工的主要工序 钻孔灌注桩施工的主要工序有:埋没护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。 (1)埋设护筒:护筒能稳定孔壁、防止坍孔,还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。 护简要求坚固耐用,不漏水,其内径应比钻孔直径大(旋转钻约大20cm,潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm),每节长度约2~3m。一般常用钢护筒,在陆上与深水中均能使用,钻孔完成,可取出重复使用。在深水中埋设护筒时,先打入导向架,再用锤击或振动加压沉入护筒。护筒人土深度视土质与流速而定。护筒平面位置的偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%。 (2)泥浆制备:钻孔泥浆由水、黏土(膨润土)和添加剂组成,具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。 通常采用塑性指数大于25,粒径小于0.005mm的黏土颗粒含量大于50%的黏土过泥浆搅拌机或人工调和,贮存在泥浆池内,再用泥浆泵输入钻孔内。 (3)钻孔:一般采用螺旋钻头或冲击锥等成孔,或用旋转机具辅以高压水冲成孔用的方法是:止循环回转法,反循环回转法,潜水电钻法,冲抓锥法,冲击锥法。 1)正循环回转法:系利用钻具旋转切削土体钻进,泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头,通过钻杆中心从钻头喷人钻孔内,泥浆挟带钻渣沿钻孔上升,从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆流人泥浆池循环使用。其特点是钻进与排渣同时连续进行,在适用的土层中钻进速度较快,但需设置泥浆槽、沉淀池等。施工占地较多,且机具设备较复杂。 2)反循环回转法:与正循环法不同的是泥浆输入钻孔内,然后从钻头的钻杆下口吸进,通过钻杆中心排出至沉淀池内。其钻进与排渣效率较高,但接长钻杆时装卸麻烦,钻渣容易堵塞管路。另外,囚泥浆是从上向下流动,孔壁坍塌的可能性较正循环法的大,为此需用较高质量的泥浆。 (4)孔径检查与清孔:钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量,是钻孔桩成败的关键。为此,除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外,在钻孔达到设计要求深度后,应采用适当器具对孔深、孔径、孔形等认真检查,符合设计要求后,填写“终孔检查证”。 1)清孔的方法有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等,应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底,适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔,清孔时操作要细心,防止坍孔。 2)清孔的质量要求:对摩擦桩:孔底沉淀土的厚度,中、小桥不得大于(0.4~0.6)d(d为桩的直径),大桥按设计文件规定。清孔后的泥浆性能指标:含砂率为4%~8%,相对密度为1.10一1.25,黏度为18~20s。对支承桩(柱桩、嵌岩桩),宜用抽浆法清孔,并宜清理至吸泥管出清水为止。灌注混凝土前,孔底沉淀土厚度不得大于50mm。若孔壁易坍塌,必须在泥浆中灌注混凝土时,建议采用砂浆置换钻渣清孔法,清孔后的泥浆含砂率不大于4%。其他泥浆性能指标同摩擦桩要求。对于沉淀土厚度的测量,用冲击、冲抓锤时,沉淀土厚度从锥头或抓锥底部所到达的孔底平面算起。沉淀土厚度测量方法可在清孔后用取样盒(开口铁盒)吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,直接测量沉淀在盒内的沉渣厚度。 (5)灌注混凝土:在土中形成一定直径的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架(笼)吊入井孔中,灌注混凝土。2B313013 掌握桥梁下部结构施丁技术 一、承台施工 (一)围堰及开挖方式的选择 1,当凉台处于于处时,一般直接采用明挖基坑,井根据基坑状况采取一定措施后在其上安装模板,浇筑承台混凝土。 2,当承台位于水中时,一般先设围堰(钢板桩围堰或吊箱围堰)将群桩围在堰内,然后在堰内河底灌注水下混凝土封底,凝结后,将水抽干,使各桩处于干处,再安装承台模板.在干处灌筑承台混凝土。 3,对于承台底位于河床以上的水中.采用有底吊箱或其他方法在水中将承台模板支撑和固定,如利用桩基,或临时支撑。承台模板安装完毕后抽水,堵漏,即可在干处灌筑承台混凝土。 4.承台模板支承力式的选择应根据水深、承台的类型、现有的条件等因素综合考虑。 (二)开挖墓坑1.基坑开挖一般采用机械开挖,并辅以人工清底找平,基坑的开挖尺寸要求根据承台的尺寸,支模及操作的要求,设置排水沟及集水坑的需要等因素进行确定。2.基坑的开挖坡度以保证边坡的稳定为原则。3.基坑顶面应设置防止地面水流入基坑的措施,如截水沟等。4.当基坑地下水采用普通排水方法难以解决时,可采用井点法降水(三)承台底的处理 1.低桩承台:当承台底层土质有足够的承载力,又无地下水或能排干水时,可按天然地基上修筑基础的施工方法进行施工。当承台底层土质为松软土,且能排干水施工时,可挖除松软土,换填10~30cm厚砂砾土垫层,使其符合基底的设计标高并整平,即立模灌筑承台混凝土。 2.高桩承台:当承台底以下河床为松软土时,可在板桩围堰内填人砂砾至承台底面标高。填砂时视情况决定.可抽干水填入或静水填入,要求能承受灌注封底混凝土的重量。 (四)模板及钢筋 1.模板一般采用组合钢模,纵、横椤木采用型钢,在施工前必须进行详细的模板设计,以保证使模板有足够的强度、刚度和稳定性,能町靠的承受施工过程中可能产生的各项荷载,保证结构各部形状、尺寸的准确。模板要求平整,接缝严密,拆装容易,操作方便。一般先拼成若干大块,再由吊车或浮吊(水中)安装就位,支撑牢固。 2.钢筋的制作严格按技术规范及设计图纸的要求进行,墩身的预埋钢筋位置要准确、牢固。 (五)混凝土的浇筑 1.混凝土的配制除要满足技术规范及设计图纸的要求外,还要满足施工的要求泵送对坍落度的要求。为改善混凝土的性能,根据具体情况掺加合适的混凝土外加剂减少剂、缓凝剂、防冻剂等。 - 2.混凝土的拌合采用拌和站集中拌合,混凝土罐车通过便桥或船只运输到浇筑位置采用流槽、漏斗或泵车浇筑。也可由混凝土地泵直接在岸上东 3,混凝土浇筑时要分层,分层厚度要根据振捣器的功率确定,要满足技术规范的要求。 (六)混凝土养生和拆模 混凝土浇筑后要适时进行养生,尤其是体积较大,气温较高时要尤其注意,防止混凝土开裂。混凝土强度达到拆模要求后再进行拆模。二,墩台施工(一)钢筋混凝土墩台施工1.在承台顶面准确放出墩台中线和边线,考虑混凝土保护层后,2.将加工好的钢筋运到工地现场绑扎,在配置第一层垂直筋时,应使其有不同的长度,以符合同一断面筋接头的有关规定。随着绑扎高度的增加,用圆钢管搭设绑扎脚手架,做好钢筋网片的支撑并系好保护层垫块。3.条件许可时,可事先加工成钢筋网片或骨架,整体吊装焊接就位。4.将标准钢模组合成分块模板片,板片高度及宽度视墩台身尺寸和吊装能力确定。5.用夹具将工字钢立柱和板片竖向连接,横向用销钉和槽钢横肋,将整个模板连成整体,安装就位,用临时支撑支牢,待另一面模板吊装就位后,用圆钢拉杆外套塑料管井加设锥形垫,外加垫块螺帽,内加横内撑,将二面模板横向连成整体,校正定位。 6.端头模板要和墙面模板牢固连接,认真采取支撑、加固措施,防止跑模、漏浆。 7.施工脚手架用螺栓连接在守柱上,立柱下部设置可调斜撑,以确保模板位置的正确。 8.安装直坡式墩台模板,为便于提升,宜有0.5%~l%模板高度的锥度,在制作模板时可根据锥度要求加工一定数量的梯形模板,为适应空心墩台,还要制作收坡式模板。 9.统筹安排混凝土拌和站的位置.拌和站的拌合能力必须满足施工需要,原材料质量、混凝土施工配合比、坍落度等必须符合设计要求。 10.混凝土浇筑前应将模板内杂物、已浇混凝土面上泥土清理干净,模板、钢筋检查合格后。方可进行混凝土的浇筑。 11.墩台身高度不大时,可搭设木板坡道,中间钉设防滑木条,用手推车运输混凝工浇筑。当墩台身高度较大,混凝土下落高度超过2m时,要使用漏斗、串筒。 12.拼装式模板用于高墩台时,应分层支撑、分层浇筑,在浇筑第一层混凝土时,在墩台身内顶埋支承螺栓,以支承第二层模板的安装和混凝土的浇筑。 13.浇筑墩台混凝土通常搭设普通外脚手架,浇筑高墩台混凝土时,须采用简易活动脚手或滑动脚手。浇筑空心高墩台混凝土宜搭设内脚手,并兼作提升吊架。 14.混凝土应分层、整体、连续浇筑,逐层振捣密实,轻型墩台需设置沉降缝时,缝内要填塞沥青麻絮或其他弹性防水材料,并和基础沉降缝保持顺直贯通。 15.混凝土浇筑时要随时检查模板、支撑是否松动变形、预留孔、预埋支座钢板是否移位,发现问题要及时采取补救措施。 (二)石砌墩台施工 1.墩台砌筑施工要点(1)在砌筑前应按设汁图放出实样,挂线砌筑。(2)砌筑基础的第一层砌块时,如基底为土质,只在已砌石块的侧面铺上砂浆即可,不需坐浆:如基底为石质,应将其表面清洗、润湿后,先坐浆再砌石。 (3)砌筑斜面墩台时,斜面应逐层放坡,以保证规定的坡度。 (4)砌块间用砂浆粘结并保持一定的缝厚.所有砌缝要求砂浆饱满。对于形状比较复杂的工程,应先作出配料设计图.注明块石尺寸。 2.砌筑方法 同一层石料及水平灰缝的厚度要均匀一致,每层按水平砌筑,丁顺相间,砌石灰缝互相垂直。砌石顺序为先角石、再镶面、后填腹。填腹石的分层高度应与镶面相同。 圆端、尖端及转角形砌体的砌石顺序,应自顶点开始,按丁顺排列接砌镶面石。圆端形桥墩的圆端顶点不得有垂直灰缝,砌行应从顶端开始先砌,然后依丁顺相间排列,按砌四周镶面石。 3.砌体质量应符合以下规定 (1)砌体所用各项材料类别、规格及质量符合要求; (2)砌缝砂浆或小石子混凝土铺填饱满,强度符合要求; (3)砌缝宽度、错缝距离符合规定,勾缝坚固、整齐.深度和形式符合要求; (4)砌筑方法正确: (5)砌体位置、尺寸不超过允许偏差。案例某桥主墩基础为钻孔灌注桩,地质依次为表层5m的砾石、27m的漂石和软岩。主要施工过程如下:平整场地、桩位放样、埋设护筒,采用冲击钻成孔。下放钢筋笼后,发现孔底沉淀量超标,但超标量较小,施工人员采用空压机风管进行扰动,使孔底残留沉渣处于悬浮状态,之后,安装导管,导管底口距孔底的距离为35cm,且导管口处于沉淀的淤泥渣之上,对导管进行接头抗拉实验,并用1.5倍的孔内水深压力的水压进行水密承压试验,试验合格后,灌注混凝土,混凝土塌落度18cm,整个过程连续均匀进行。对导管进行接头抗拉试验,并用1.5倍的孔内水深压力的水压进行水密承压试验,试验合格后,灌注混凝土,混凝土坍落度18cm,在整个过程中连续均匀进行。 施工单位考虑到灌注时间较长,在混凝土中加入缓凝剂。首批混凝土灌注后埋置导管的深度为1.2m,在随后的灌注过程中,导管的埋置深度为3m。当灌注混凝土进行到l0m时,出现塌孔,施工人员用吸泥机进行清理;当灌注混凝土进行到23m时,发现导管埋管,但堵塞长度较短,施工人员采取用型钢插入导管的方法疏通导管;当灌注到27m时,导管挂在钢筋骨架上,施工人员采取了强制提升的方法;进行到32m时,又一次堵塞导管,施工人员在导管始终处于混凝土中的状态下,拔抽抖动导管,之后继续灌注混凝土直到完成。养生后经检测发现断桩。2.问题: (1)断桩可能发生在何处,原因是什么? (2)在灌注水下混凝土时,导管可能会出现哪些问题?(3)塞管处理的方法有哪些?参考答案(1)1)可能发生在10m处:吸泥机清理不彻底时,形成灌注桩中断或混凝土中夹有泥石。2)可能发生在27m处;采取强制提升而造成导管脱节。(2)进水、塞管、埋管。(3)可采用拔抽抖动导管(不可将导管口拔出混凝土面)。当所堵塞的导管长度较短时,也可以用型钢插入导管内束疏通导管,或在导管上固定附着式振捣器进行振动。
铁铝土过去曾称富铝土,是我国热带、亚热带湿润地区具有明显脱硅富铝化特征的土壤系列,由于都分布在我国水热条件最优越的地区,所处地形又以低山、丘陵、台地为主,故其开发利用价值高,是我国极为重要的土壤资源。 砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]半淋溶土该土纲是在半湿润至班干旱气候下形成的具有钙积特征或盐基饱和的土壤系列,但因其所处的热量条件各不相同,各自的土壤性质有很大的变化。 燥红土 褐土 灰褐土 黑土 灰色森林土(灰黑土) [编辑]钙层土是我国温带和暖温带半湿润、半干旱至干旱地区的草原土壤系列,主要分布在小兴安岭和长白山以西、长城以北、贺兰山以东的广大地区。 黑钙土 栗钙土 栗褐土 黑垆土 棕钙土 灰钙土 [编辑]漠土又称荒漠土,是漠境地区的地带性土壤。我国漠境地区面积很大,约占全国面积的五分之一。由于气候极端干旱,年降雨量少,漠土的基本特点是:地表多石砾,具有多孔状的漠境结皮;有机质含量低,碳酸钙含量高,而且表聚性强;普遍含有石膏和较多的易溶性盐;存在较明显的残积粘化和铁质化染色的红棕色紧实层,以及土体浅薄等。 灰漠土 灰棕漠土 棕漠土 [编辑]初育土是指发育程度低、层次分化不明显的幼年性土壤,其性状受母质岩性的深刻影响。 紫色土 石灰(岩)土 火山灰土 磷质石灰土 黄绵土和红粘土 风沙土和龟裂土 新积土、粗骨土和石质土 [编辑]半水成土和水成土半水成土:河流一级阶地上,底土产生潴育化,地表长有草甸植形成潮土。 草甸土 潮土 砂礓黑土 灌淤土 黑土 白浆土 水成土:山前交接洼地可、河间洼地、以及地下水露头处。长期或季节性积水,地表生长水生及喜湿植被,形成沼泽土。 [编辑]盐碱土是盐土和碱土的总称。前者含有过多的易溶性盐,后者土壤胶体吸附有显著数量的交换性钠,均能对作物产生危害。 盐土 碱土
[论文关键词] 吸湿快干 纤维改性 产品现状
[论文摘 要] 吸湿快干纤维及其织物因服用的舒适性倍受消费者青睐。文章综述了对纤维导湿性能的表征方法、各种物理改性和化学改性方法的制备原理,介绍了国际国内新近推出的吸湿快干纤维与面料。
引言
纯棉制品以其优良的吸湿透气性带给人们良好的舒适感, 但因其保水率较高,导湿性能较差,应用范围也受到了制约。传统聚酯纤维则相反,由于其疏水特性而使它在对吸湿性或吸水性要求较高的领域中的应用受到了限制[1]。因此,同时具有吸湿、快干特性的纤维及面料有着广阔的发展前景。
一、研究现状
(一)机理
传统舒适性面料多以棉等亲水性纤维原料为主,此类纤维的吸水迅速,但湿透的织物不能及时向空气传递散发热湿,使人不舒服。而用现代吸湿快干性聚酯纤维做成的织物,能把皮肤上的汗水迅速从织物内层引导到织物外表,并散发到空气中去,从而保持贴身层始终处于干爽状态,使人体感觉舒适[2]。
(二)表征方法[3]
1.毛细管效应或垂直芯吸法
毛细管效应是最常用也是最直观的一种方法,可以表现织物吸汗能力及扩散能力。测试方法参照ZB W04 019-90纺织品毛细效应试验方法进行,在YG(B)871型毛细管效应仪上测定,记录30 min后水在织物条上的爬升高度。
2.透湿率
这是衡量织物两面存在水蒸汽压力差时织物透通水汽的性能。测试方法是在透湿杯内装蒸馏水,杯口覆盖试样,整体置入干燥器内,干燥器处于规定的温度条件下((38士0.5)℃)。试样两侧保持恒定水蒸汽压差时,在适当时间间隔下称取透湿杯的质量。当质量下降与时间间隔成正比时,从质量下降量测定透湿率,即MVT=(A2-A1)/S·t,其中A1为试验1h后称得的加盖透湿杯质量(g);A2为继续试验2h后称得的加盖透湿杯质量(g);S为试样的透湿面积(m2);t为两次称重间隔时间 (h)。
3.带液率
这是衡量织物吸水能力的方法,测试时被测织物试样在60℃烘箱中烘10h后称取质量(W0 ),然后将织物试样在蒸馏水中浸泡3h,取出后脱水2 min再称重(W1),则带液率(I)为:I=( W1一W0)/W0×100%
4.干燥速率
将测定过带液率的织物试样在37℃的烘箱内烘5 min,再称量(W2),则干燥速率(V干燥)为:V干燥=(W1一W2)/( W1一W0) × 100%
二、制作方法
通过对聚酯、聚酰胺、聚丙烯等化纤进行改性,以实现纤维吸湿性能与导湿性能的有机结合。这些方法大致包括物理改性和化学改性以及二者的结合。
(一)物理改性法
1.异形截面法
具有吸湿快干功能的纤维,一般都要有高的比表面积,其纤维的截面必须具有沟槽,利用这些沟槽,织造时纤维和纤维之间形成通道,通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿快干的功效。
2.多孔中空截面法
多孔中空截面纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维,具有优良的导湿排汗功能。其生产工艺是,先与特殊的微孔形成剂共混,然后再将其溶出。
3.双组分复合共纺法
借助共轭熔融纺丝技术,将2种聚合物分别通过2台螺杆挤压机连续熔融挤出,经过各自的熔体管道,并经过量泵定量输入纺丝组件,在组件内适当部位2组分以一定方式复合,从同一块喷丝板喷出后经卷绕成型,最终得到截面为星形、橘瓣形、米字形结构,单丝纤度小于0.3dtex的裂片型复合超细纤维或单丝纤维小于0.08dtex的海岛型复合超细纤维。
4.纤维细旦化法
细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构,相当于无数个毛细管,因此织物毛细芯吸效应明显增加,能起到传递水分子的作用,大大改善织物的透气性能和输水导汗性能。现在细旦导湿工艺主要用于丙纶织物。
(二)化学改性法
1.亲水性化合物制备共熔结晶型聚合物
应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯,是一个典型的例子。国外相关报道表明,为了使纤维表面亲水化,通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面,但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。
2.应用第3单体合成具有亲水性的共聚物共混纺丝
如以间苯二甲酸5磺酸钠作为第3单体合成共聚酯,然后再与普通聚酯共混纺出中空纤维,然后对其织物进行碱减量处理。由于共聚酯容易为碱液所水解,在纤维内部形成许多与中空部连通的微孔,从而使之具有良好的吸水透湿性。
3.丝胶朊聚酯
用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。丝胶朊具有良好的吸湿性,而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近,因此使纤维更具有吸湿功能,并对皮肤无任何不良作用。
三、研发现状
为提高服用的舒适性,美国、日本、韩国、中国台湾等著名纤维公司相继研究并推出具有吸湿排汗性能的聚酯纤维。此类产品都是通过纤维截面异形化来增加毛细管效应,使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道,产生芯吸作用而具有吸湿导湿性能[3]。
(一)国外研究发展情况[4]
美国的主要产品有:杜邦公司独家研究开发的Coolmax功能性纤维面料,它通过异型截面形状“十”字形和“CO”形来散湿快干;Optimer公司开发的Dri-Release高吸湿纱线,采用“微混法”,在棉纤维的纺纱过程中,纺入少量的特殊涤纶,把棉和涤纶的优点发挥到最大限度来吸湿快干。
日本的主要产品有:东洋纺开发成功的CoolDry涤纶纤维面料,它通过Y形截面来散湿;尤尼契卡纤维公司(Unitika)推出的Hygra纤维,它是通过具有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维来吸湿散热。
韩国的主要产品有:晓星公司开发的Aerocool新型聚酯纤维,通过象“苜蓿草”的四叶子形的'细微沟槽和孔洞来吸湿排汗;东国贸易株式会社研发的I-COOL系列纤维,也是通过异型截面的毛细管现象来吸湿排汗。
(二)国内研究发展情况
国家纺织产品开发中心与泉州海天轻纺集团联合开发的CoolDry,通过具有特殊表面沟槽吸湿排汗功能;中国石化仪征化纤股份公司生产的Coolbst系列纤维,Coolbst“FCLS-75”通过物理改性和化学改性两种方法来赋予其吸湿排汗功能、Coolbst差别化短纤采用了全新的纤维截面形状来吸湿排汗;广东顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice纤维,通过异形截面吸湿导汗;香港澳利华化纤有限公司与韩国公司合作,共同开发的“艾丽酷吸湿排汗纱”、台湾中兴纺织厂开发的Coolplus纤维。
四、结束语
目前导湿快干纤维的开发主要体现在Cool系列高科技聚酯纤维的开发上,该系列纤维主要是使用异形纤维表面积增大、毛细效果增强的机理进行导湿的,国际大型的体育比赛中,新型的吸湿快干纤维已经被广泛应用,受到运动员的喜爱。可以预见,吸湿快干纤维及其面料的采用可以拓展中高端市场,提高纺织产品的市场定位,其经济效应不可估量的。
参考文献
[1]郭华,秦庆才,王国德,可吸湿排汗的新型聚酯纤维的研制[J],聚酯工业,2006,3(3):31-33
[2]翟涵,徐小丽,王其,薛斌,吸湿排汗纤维及其作用原理研究[J],上海纺织科技2004,4:6-7
[3]胡盼盼,潘婉莲,吴旭华,等,异形涤纶导湿性能研究[J],合成纤维工业,2002,25(5):15-17
[4]刘峻,纤维导湿改性的进展及其新产品开发[J],纺织导报2005,1:24-28
“衣食住行”,人类基本生活需要中,衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。这是我为大家整理的纺织科技论文,仅供参考!纺织科技论文篇一 纺织计量发展浅析 摘 要:“衣食住行”,人类基本生活需要中,衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。而纺织计量工作对纺织工业又有着重要影响,监测质量、指导生产、改进工艺。所以,纺织计量的发展,足以影响和推动纺织行业的发展,显现出纺织计量在整个纺织行业的重要性。但是,随着整个纺织行业的曲折发展,纺织计量工作也几经起伏。2012年5月9日至11日,纺织计量技术委员会在湖南张家界市召开了《电子单纱强力机(仪)校准规范》等12项纺织计量校准规范审稿会,会议审定了《电子单纱强力仪(机)校准规范》等12项纺织计量校准规范。这是继2009年宁波会议后第二次组织的纺织计量校准规范审稿会,标志着纺织计量工作进入循序渐进、有效发展阶段。 关键词:纺织工业;纺织计量;检定/校准;校准规范;标准器 中图分类号:X791 文献标识码:A 1 纺织计量概述 JJF《通用计量术语及定义》中,“计量”(metrology)词条,定义为实现单位统一和量值准确可靠的活动。它属于测量,源于测量,而又严于一般测量,它涉及整个测量领域,并按法律规定,对测量起着指导、监督、保证的作用。计量与 其它 测量一样,是人们理论联系实际,认识自然、改造自然的 方法 和手段,它是科技、经济和社会发展中必不可少的一项重要的应用。然而,计量与测试是含义完全不同的两个概念。测试是具有试验性质的测量,也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征.计量是技术和管理的结合体,凡是以实现计量单位统一和测量准确可靠为目的的科学、法制、管理等活动都属于计量的范畴。 随着市场经济的发展,计量校准正逐渐被国内更多的用户所接受。校准在国内计量技术机构开展的计量活动中的比重正在逐步加大,已经作为一种新型的计量活动与检定相提并论。纺织计量是工程计量(也称工业计量)的一部分,是计量科学在纺织行业中的应用。主要体现在纺织专用仪器的制造、使用、管理、量值溯源、量值传递、检定/校准等方面。纺织计量的主要内容有:检定规程/校准规范的制修订,纺织计量标准器的确定,周期检定/校准等活动,目前,纺专仪器的溯源方式也主要由检定转变为校准。正确开展检定和校准活动,利用检定和校准结果,最终实现量值统一,为纺织行业提供技术支撑,进而保证纺织工业的健康发展。 2 纺织行业及纺织计量的发展 在我国,纺织工业的发展,是随着纺织服装业的主管部门——中华人民共和国纺织工业部的变迁而发展变化的。1949年10月设立中央人民政府纺织工业部,新中国纺织业开始发展,建国初期,物资匮乏,尤其关乎民生穿衣的纺织品,国家大力支持纺织业,全国范围内兴建纺织厂。1954年9月成为中华人民共和国纺织工业部,纺织业大规模发展,全国上下,力争上游,攻坚克难,一批批大规模纺织企业出现,技术人员全国交流,相互支援,此后的三十余年,纺织业曾一度辉煌。1998年3月,纺织工业部改为国家纺织工业局。2001年2月国家纺织工业局撤销,中国纺织工业协会成立,计划经济年代传统纺织业逐步退出发展潮流,尤其曾经繁荣几十年的国有大型纺织企业,纷纷破产、倒闭、改制。新兴纺织服装行业开始走上历史舞台,曾经的小作坊,雅戈尔、劲霸、利郎等著名品牌开始主导服装潮流。 同样,作为纺织服装产业的重要技术支撑——纺织计量工作,也随着纺织工业趋势而起伏。1984年我国计量法公布实施以后,在原纺织部主持下,立即组织了纺织专用仪器计量检定规程的制订。1985年4月批准并于1985年10月施行了十九种纺织专用仪器计量检定规程之后,到1995年10月1日止的十年期间,先后共七批发布了66个纺织仪器和标准器的部门计量检定规程。基本覆盖当时纺织工业的所有检测仪器和设备,最重要的是,从检定规程的制定,到发布实施,到标准器的统一,全国联动,政府、行业、部门、企业高度重视,从纺织部到各省的计量站,再到纺织企业计量部门,认真学习,广泛交流,严格执行纺织计量检定规程及相关计量条例,纺织计量的发展达到辉煌。 2001年,国家纺织工业局撤销,此后两年时间内,全国各省纺织工业厅也陆续撤销,加之国家经济体制的改革,计划经济逐步转为市场经济,纺织服装亦不是紧缺产品,传统纺织业开始下滑,甚至倒闭。纺织计量工作也曾一度低靡,2001至2010十年间,基本没有什么发展,甚至许多省份,纺织计量技术部门也遭遇尴尬局面。2006年,根据计量管理要求,纺专仪器的计量要求也由检定改为校准,检定规程取消,由校准规范代替,纺专仪器计量校准规范也随之老化,缺失。 直到2009年,中国纺织工业协会科技发展部于11月30日-12月1日在浙江宁波召开了2009年全国纺织计量校准规范工作会议。来自全国各级纺织计量机构、纺织仪器企业等27家单位38名代表参加会议。会议回顾了纺织计量工作的历史,分析了目前纺织计量工作面临的问题,对进一步开展纺织计量工作达成了几点意见:要抓紧纺织计量校准规范的制修订工作,争取3-5年解决规范老化、缺失问题;尽快组建完善纺织计量技术委员会,全面启动纺织计量工作;大力宣贯纺织计量校准规范,培养纺织计量人才;尽快制定《纺织计量校准规范制修订暂行管理办法》,建立有效工作机制;摸清计量校准规范、计量机构及仪器企业现状,充分发挥各级计量机构和仪器企业等各方面的作用,努力开拓计量工作新局面。 3 纺织计量目前存在的问题 3.1 校准规范的老化、缺失问题函待提高完善,目前纺织专用仪器已达100余种,而新的校准规范仅定稿24部,发布实施12部。纺织计量主管部门-纺织计量技术委员会仍有大量工作,政府、企业支持力度不够。 3.2 纺织计量标准器需要统一、规范,仪器生产厂家技术参数需要保持一致,同时,进口纺专仪器计量性能要有据可依。 3.3 纺专仪器新品种,新产品逐步出现,比如棉纤维气流仪,渗水仪,电热鼓风干燥烘箱,织物透湿量仪,织物透气量仪等仪器的计量校准工作,也需有规程可依,或参照现有同类校准规范,或制订对应规范。 3.4 纺织计量技术机构、人员、能力建设等方面薄弱,缺乏监管职能,政府计量管理部门及法定计量技术机构对纺织专项计量工作不够重视,支持力度较弱。 4 关于纺织计量的几点建议 4.1 部门重视:纺织计量技术委员会是纺织计量的主管部门,依托国家纺织计量站,应更加高度重视纺织计量工作,在校准规范的完善、信息搜集整理、技术指导、组织交流学习及标准器配置上统一指导协调,并组织制定有关纺织专用计量技术法规,承办有关计量监督管理工作。各省市纺织计量技术机构应积极配合,积极参与。 4.2 政府督导:国家质检总局及地方计量行政部门在政策上加大纺织计量工作的政策扶持及纺织专用仪器的日常管理,可考虑将纺织计量纳入地方行政计量管理层面,比如力值、温度、长度、质量等指标。明确纺织计量技术机构的职能和责任,提高对纺织计量工作的重视。 4.3 企业支持:纺织计量工作,任重道远,不仅需要部门的重视,还需要整个行业,尤其企业的大力支持,包括仪器厂商和纤维纺织服装企业的配合和支持。 根据全国纺织纤维检验机构状况,31个省、市、自治区、直辖市,除西藏、海南外,各地都有纤维、纺织检验机构。纺织计量应与纤维计量部门有效结合,形成合力,监督管理与技术服务相结合,优势互补,开拓进取,快速发展。强化全国纺织纤维计量机构的信息沟通,促进互相交流,为推动纺织计量工作的发展、纺织检测能力的提高、振兴纺织工业服务。 参考文献 [1]郭明.纺织工业计量与企业节能降耗[J].工业计量,2007(3). [2]纺织工业中新的计量单位系统“SL系统”[J].麻纺织技术,1980(1). 纺织科技论文篇二 阻燃纺织品 摘要: 本文通过阐述纺织品的阻燃机理,介绍了几种阻燃纺织品的加工方法,现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。 关键词:阻燃纺织品;阻燃机理;加工方法;燃烧性能测试 引言 随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步,纺织品种类不断增多,其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃,容易引发火灾事故。据统计,世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的,尤其是住宅失火。因此,纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患,延缓火势蔓延,降低人民生命财产损失都极为重要。近年来,各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究,并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。 1 纺织品的阻燃机理 所谓“阻燃”,并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧,而是使织物在火中尽可能降低其可燃性,减缓蔓延速度,不形成大面积燃烧,离开火焰后,能很快自熄,不再续燃或阴燃[1-3]。 1.1 纤维材料的燃烧与阻燃原理 合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触,吸收热量后发生热解反应,热解反应生成易燃气体,易燃气体在氧存在的条件下,发生燃烧,燃烧产生的热量被纤维吸收后,又促进了纤维继续热解和进一步燃烧,形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理:减少(或者基本没有)热分解气体的生成,阻碍气相燃烧的基本反应,吸收燃烧区域的热量,稀释和隔离空气等。 1.2 阻燃剂的阻燃机理 纤维用阻燃剂有:铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。 1.2.1 覆盖机理 在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气,起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种,一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化,进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层,炭化层能阻止聚合物进一步热裂解,还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用,硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。 1.2.2 不燃性气体窒息机理 阻燃剂受热分解出现不燃性气体,将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下,同时稀释燃烧区内的氧浓度,阻止燃烧继续进行,又由于气体的生成和热对流带走了一部分热,从而达到阻燃作用[4-5]。 1.2.3 吸热机理 任何燃烧在短时间所放出的热量有限,如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量,火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少,燃烧反应受到抑制。 高温条件下,阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应,降低纤维表面及燃烧区域的温度,降低可燃物表面温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延,最终破坏维持聚合物燃烧的条件,达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂,充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性,提高自身的阻燃能力。 1.2.4 自由基控制机理 根据燃烧的链反应理论,维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来,此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。 1.2.5 催化脱水机理 阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等,与纤维基体反应促进脱水炭化,减少可燃性气体的生成。 2 阻燃纺织品的加工方法 研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能,降低材料的可燃性,减慢火焰蔓延速度,其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来,世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究:一是生产阻燃纤维;二是对织物进行阻燃整理[8-9]。 2.1 阻燃纤维的制造 纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解,隔绝或稀释氧气,快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的,一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中,往往采用多种阻燃剂,以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。 2.1.1 共聚法 现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产,其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上,因此阻燃性能持久,对纤维的其他性能影响较小,采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。 2.1.2 共混法 共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点,因此是阻燃纤维开发的重要技术路线,几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。 2.1.3 接枝法 主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物,其方法有化学法、辐射法和等离子体法,接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活,既可用于纤维也可用于织物的阻燃,但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。 2.1.4 皮芯复合纺丝法 以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮,通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题,提高阻燃性能的稳定性和染色性能,但加工设备要求高。 2.1.5 本质阻燃纤维 按性能分类,阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维,阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大,由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要,阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar,聚酰亚胺如法国的Kermal,聚砜酰胺,聚芳酣,聚酚醛树脂,聚四氟乙烯,以及陶瓷、玻璃等纤维。 2.2 织物的阻燃整理 织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应,从而达到阻燃效果。 2.2.1 喷涂 适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物,如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理,对阻燃剂的选择要求不高,工艺简单,操作简便。 2.2.2 浸轧和浸渍 适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等,也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理,也可分步加工。此种加工方式工艺复杂,适用范围广,成本较喷涂高。 2.2.3 涂层 适宜于加工劳动保护服,以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高,要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中,一般与其他特种功能涂层同时进行。 3 阻燃织物的测试 GB/T17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志,适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。 3.1 评判标准 评判织物的阻燃性能通常采用两种标准:一是从织物的燃烧速度来进行评判,即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间,然后移去火焰,测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间,以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短,被损毁的程度越低,则面料的阻燃性能越好;反之,则表示面料的阻燃性能不佳。 另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气,氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表示,故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高,即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲,纺织材料的氧指数只要大于21%,其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小,通常将纺织品分为(LOI<20%)、可燃(LOI=20%~26%)、难燃(LOI=26%~34%)和不燃(LOI>35%)4个等级。事实上,几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。 3.2 测试方法 燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积,续燃时间和阴燃时间,火焰蔓延速率等指标。 根据试样与火焰的相对位置,可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善,包括ISO、ASTM、BS、JIS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准,如:GB/T5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/T5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》,GB14645《纺织织物 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数测定》,FZ/T01028《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》等。 中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中,用规定的火焰点燃12 s除去火源后,测定试样的续燃时间和阴燃时间,阴燃停止后,按规定的方法测出损毁长度。 4 阻燃纺织品的发展趋势 随着纺织技术的快速发展,我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步,并呈现出不同的发展趋势。 4.1 功能复合化 阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外,近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求,如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等,除阻燃外,还要求防霉和拒水;用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域,作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性,还要求具有防伪功能。在我国,阻燃抗静电纺织品研究较成熟,对阻燃拒水和拒油产品也有研究,具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。 4.2 绿色环保化 阻燃纤维的绿色化,是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用,防止纤维对穿用人产生不良影响,火灾发生时,不会产生“二次毒害”。这是因为,阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素,大都具有较大的毒性,在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用,其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、无污染的特点,并具有改善分散性和加工性能的特点。 4.3 高技术化 高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术,如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等,给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支,高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构,无须添加阻燃剂或进行改性,本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚间苯二甲酞二胺(MPIA)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(MF)等。 4.4 舒适型阻燃纤维 在高温、强热辐射及有明火的环境中,作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下,人的热负荷过高,难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言,必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。 参考文献: [1]邱发贵.阻燃纺织品加工方法及发展趋势[J].高科技纤维与应用,2007,32(5):34-36、44. [2]周向东.国内外用于纺织品阻燃剂的发展动态[J].阴燃助剂,2008,25(9):6-9. [3]LEWIN M.A novel system for flame retarding polyamides[C].Recent advances in flame retardancy of polymeric materials Norwalk,CT:Business Comnunications Co.,2001,12:84-96. [4]方志勇.我国纺织品阻燃现状及发展趋势[J].染料与染色,2005,42(5):46-48. [5]刘立华.环保型无机阻燃剂的应用现状及发展前景[J].化工科技市场,2005(7):8-10. [6]眭伟民.阻燃纤维及织物[M].北京:纺织工业出版社,1990. [7]蔡永源.高分子材料阻燃技术手册[M].北京:北京化学工业出版社,1993. [8]位丽.国内外阻燃家用纺织品的要求及发展方向[J].纺织科技进步,2009(5):25-26、62. [9]于学成.谈织物的阻燃整理[J].丹东师专学报,2003,(6):140-141. (作者单位:浙江省纺织测试研究院)
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拌和已发酵的农肥或腐殖土在土壤中施用硫酸亚铁、过磷酸钙、生石膏都可以改善碱性土壤。1.水利方法。增加排灌设施。大水漫灌后再排出去。2.种植耐碱性植物。*(比较慢)3.施酸性肥料,或农家肥
你好,一般搞种植的朋友都会通过用土壤调酸剂、生石灰、草木灰、硫酸亚铁、过磷酸钙、硝酸铵以及微生物菌剂等来调理土壤。
我国的土壤类型很多,但是也有强碱性土壤和强酸性土壤,非常不适宜很多农作物的生长,想办法调节好土壤酸碱度,就可以种植大部分农作物,并取得高产。在进行改良以前,要注意先测试土壤酸碱度,酸碱度大于7.5和小于6.5的土壤都需要调节酸碱度。
一、大量施入腐熟农家肥、泥炭土、腐叶土和绿肥等,可以中和酸碱度,改变土壤板结和有机质含量低等问题,有助于根系发育,从而提高抗逆性以及提高产量。
二、使用微生物菌剂,可以选择里贝里宴沃菌剂具有显著的“保水、增肥、透气”能力,可以打破土壤板结、提高土壤透气性、促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力,达到改良土壤,保水抗旱,增强作物抗病能力,提高农作物产量,改善农产品品质的作用。
三、酸性土壤可以施入生石灰,中和酸性物质。在播种或者栽植农作物以前的一至三个月,但是需要注意的是生石灰的用量不可以过大,否则会对后茬作物产生影响,最好是间隔两年左右用一次,不能连续使用,否则会引起作物生长不良。
四、碱性土壤可以施入硫酸亚铁、硫磺粉、硫酸铝或者腐殖酸肥料等,可以增加土壤酸性,改善黏土的理化性状。
中国盐碱土园林十大课题研究 2006-8-10 8:25 摘要:我国有5.2亿亩盐碱地,分布在23个省市自治区。包括100多个城市。北方多数是微碱性土壤。盐碱土园林技术的研究在现实中有着非常重要的意义。全国盐碱土绿化开发协作组组织德州市园林处、德州市盐碱土绿化研究所、德州农校、中国农科院德州实验站、北京林大、德州市科协开发中心、大庆采油五厂、德州市科协、胜利油田临盘采油厂等九个单位在全国各地选择有代表性的内陆、滨海、苏打盐碱土三种基本类型,包括德州、天津、东营、大庆、银川进行盐碱土园林十项课题试验,一项获国家奖;三项获省科技进步三等奖;两项获市科技进步二等奖。应用"十大课题"成果系列绿化技术及产品开发,先后完成德州中心广场绿化等多项绿化工程。 关键词:盐碱土 园林 耐盐花木 耐盐草坪"十大课题"是中国园林领域有独特风格的课题,现将全部研究成果要点整理如下。 一、微区改土绿化技术 研究结果表明在德州中度盐碱土上利用人工生态条件,运用隔离层、筛孔隔盐膜、防碱栽植袋等措施在树穴、树池、花坛、绿地微区改土,形成淡化微区,局部控制土壤返盐,(重盐碱地埋设淋水管或罗纹塑料暗管排水洗盐);能有效地提高树木花卉成活率。作隔盐层的材料可以用炉灰、锯末、麦糠、麦秸、稻草等有机物料。据德洲市财政局审定仅1989~1991年德州市区利用该技术仅节省苗木费一项就创造间接经济效益156万元,该项目在第二届国际发明及专利技术展览会(广州)获铜奖,其论文《盐碱地微区改土植树的盐分变化》在国际盐渍土学术讨论会(南京)上宣读。 (该成果1989年获德州市科技进步二等奖) 二、德州市园林绿地绿化设计模式 德州市是全国著名的重盐碱区,探索一条适合德州土壤环境的园林设计模式势在必行。该课题根据德州市的土壤、环境条件,实施筛选出了居民区花园、街头游园、道路绿化、分车绿地、庭院绿化几个主要园林绿地类型的最佳模式,突出植物造景,筛选出德州市适地适树、适地适花、适地适草的植物品种。建设生态园林。从而使土壤改良、栽培技术、植物选择和植物造景因地制宜模式化。 (该成果1989年获德州市科技进步二等奖) 三、耐盐花木与地被植物的筛选 在德州市中度盐碱地带设立筛选圃。选择与引进相结合从全国各地共搜集106种园林植物栽植于筛选圃内,进行观察测试,同时,结合进行盆栽耐盐试验。经过三年的观察、对比、评选,筛选出国槐、白腊、垂柳、法桐、臭椿、火炬树、刺槐、毛白杨、加杨、苦楝、侧柏、桧柏、龙柏、枣树、杏树、桑树、梨树、石榴、丰花月季、月季、木槿、荷兰菊、地被菊、秋葵、马蔺、多年生黑麦草、本特、紫羊茅、瓦巴斯、中华结缕草、天堂草419等37种耐盐花木及地被植物。该课题还进行了龙柏、石榴、紫薇、秋葵、荷兰菊耐盐力的研究,调查了德州地区10种耐盐野生地被植物及其在生态园林中的应用,编写了德州市耐盐园林植物名录。 (该课题1993年获省科技进步三等奖,1997年获第四届全国花卉博览会二等奖(上海)。) 四、地被菊的引种 地被菊是北京林大的重大科研成果,采用远缘杂交的方法达到"野化育种"的目的,并将菊花从花盆中解放出来,通过大规模的露地栽培,呈现花团锦簇、色彩斑斓的群体美。可作花坛、块植、带植、切花、盆花等用。它有抗逆性强,抗碱、抗寒、抗旱、花期长、耐粗放管理等优点。中国工程院院士、北京林大全国著名的陈俊愉教授亲自来到德州作指导,在德州不同类型的盐碱地带进行栽培试验。历时3年的研究,从15个品种中筛出适合德州地区8个品种,主要有铺地荷花、美矮黄、晚粉、落日红、紫荷等,丰富了德州国庆节应时花卉品种。1995年德州市街头摆花4万余盆,其中80%是地被菊。 . (该课题1993年通过市科委鉴定。) 五、菊花栽培新技术及切花生产技术开发 菊花是德州市市花,在全国性菊展多次获奖,但传统的栽培技术已远远不适应现代园林绿化的需要,1992年立题研究,目前已筛选出适于德州菊花栽培专用营养土的最佳配方;同时总结出菊花栽培管理的配套措施,包括菊花叶面肥配方。前期尿素0.2%,中期磷酸二氢钾0.3%,育蕾期硫酸镁0.2%,硼酸0.1%,从而达到菊花棵矮、花大、叶全、杆粗、色艳五大标准。德州名菊主要品种有古都瑞雪、绿浪、凤凰振羽、相国之爱、墨菊等。适应于华北盐碱区的水土栽培。 (1997年获德州市科技进步二等奖。) 六、苏打盐碱土绿化新技术 试验区设在大庆市采油五厂,通过反复试验,筛选出适合东北苏打盐碱土的园林植物,如旱快柳、糖槭、玫瑰、接骨木、榆叶梅等10种园林树种,在中度苏打盐碱土上应用苏打盐碱土改良肥种植糖槭成活率高达93.4%,而比对照42%提高了51个百分点。苏打盐碱土改良肥能有效地降低土壤pH值。促进土壤脱盐的作用。该课题总结出了一套应用化学改良技术配合树种选择的寒冷地区苏打盐碱土绿化的新经验。 (1994年10月通过大庆市组织的专家会议鉴定。) 七、园艺盐碱土改良肥的研制 该产品为有机——无机型复混特种肥料,配方设计利用"钠离子吸附剂"、"化学改良剂"、"全元改良精"等16种原料配制而成。内含氮磷钾8~10%,pH5.5,利用酸碱中和、离子吸附、转化盐类化学反应原理,降低土壤含盐量、酸碱度,改良各种盐碱土壤,全元营养供肥效果明显,而且防止花木黄化病。适用于含盐量0.4%以下的盐碱土,园林树木、花卉、草坪,盆花及保护地鲜切花栽培等。银川市科协用于新疆苗圃,每亩用量100kg,苗木高生长和地径粗生长,分别比对照增加49cm、0.49cm.用于新疆杨造林,株施改良肥1㎏,成活率比对照提高8.7%,新梢生长量增加3.7cm.用于云杉、侧柏幼林,株施1.5kg,年平均高生长分别比对照增加2.9cm和4.9cm.以上三处的土壤pH值8.0,施用改良肥四个月以后,测定pH值分别为7.0、6.75、6.25.天津开发区翠亭村小区绿地施用园艺盐碱土改良肥种植雪松、月季、草坪等成活率达到95%. (1997年获山东省科技进步三等奖。) 八、盐碱地草坪栽培与防碱草坪肥的研究 经两年的试验,筛选出耐盐碱草坪品种8个,研究出高羊茅、早熟禾、多年生黑麦草不同品种的多元混合配比草种(东方明珠、雪碧、克碱),加大了草坪抗逆性适应性。根据草坪需肥规律和盐碱地的特点,配制成既能改碱又能增肥延长草坪绿期的专用肥。胜利油田临盘采油厂2万m2中度盐渍土上建植马尼拉草坪,按每平方米1.0kg撒施,2个月后成坪率比对照高80%,未发生返盐黄枯现象;绿色期延长16~20天。1996年由天津刘园苗圃建的开发区净水厂绿化工程,土壤含盐量0.4%,土壤pH值8.5,施用"盐碱地草坪专用肥"40吨,按1kg/m2施用,播黑麦草与高羊茅混合草坪4万余m2,一次成坪。在开发区绿化工程评比中获第二名。在开发区同样的立地条件下,对照区的草坪成坪率仅有70%. 九、盐碱地雪松栽培技术 盐碱地能否栽培雪松是个世界园林界争论不休的问题。历时十年研究,总结出一整套雪松栽培技术,其要点整理如下: (一)采取工程措施,利用花坛抬高地面栽培,树高与花坛直径比例为2:1~2,树坛高60~l00cm.在坛底铺放隔盐层、砂粒状"纳离子吸附剂".淋水层控制地下返碱及渍水栏根。 (二)雪松专用培养土,配方如下: 园艺盐碱土改良肥2%、蛭石5%、泥炭20%、素土40%、粗砂30%、矿石砂4%. (三)立秋后控制水肥,充实植株组织,初冬浇一次抗旱水是关键技术,可以有效地防止低温下生理干旱现象的发生。 (四)用水质改良剂改良偏碱性水。 十、德州市中心广场绿化新技术应用的研究 德州市中心广场面积4.8公顷,地处新湖东畔,60年代是一片盐碱地,采取综合改良措施,包括利用新型耐盐花木、微区改碱、园艺盐碱土改良肥及新设计艺术的应用,取得了成功。 园林设计思路采用大线条、大手笔、大色块、大效果简洁明快的抽象式设计手笔,突出彩色观叶植物及花卉造景,各种植物5万余株,绿化面积达到34.2%.总体植物配置以草坪为基调,点缀少量雪松、棕榈等特色树种,用微起伏地形模拟自然山峦景观。整个广场点缀低矮的20多种花灌木以保持全园开阔的空间视野,形成三季有花、多花并开,四季常青的植物景观。 植物造景图案突出"红黄绿",新颖别致,注重大块色彩对比,以简洁流畅的曲线为主,红色的紫叶小檗,黄色的金叶女贞,嫩绿的龙柏球、瓜子黄杨,构成"红黄绿"各种图案,形成抽象的图形美与色彩美。广场周边花池,用低矮的龙柏球,组成几十组抽象的"浪花"图,意寓德州经济发展乘风破浪突飞猛进,一丛丛曼海姆丰花月季,火红的花朵,浓郁的芳香,令人精神爽悦。 (德州中心广场1998年获省城市设计精品工程金奖。) 结语: 盐碱地绿化要采取综合的改土措施配合科学选择花木、草坪品种才能取得事半功倍的效果,轻度盐碱地可用园艺盐碱土改良肥;中度盐碱地用微区改土加园艺盐碱土改良肥(客土);重度盐碱地设暗管排水加园艺盐碱土改良肥(客土)。
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以下内容均为引用,成果不归本人,希望对您的提问有所帮助软土地基处理方法概述 杜艳花(中交一公局第五工程有限公司京密项目部) 摘要:本文介绍了软土及软土地基的定义及特点,探讨了软土地基在公路工程中造成的危害,并介绍了几种软土地基的处理措施,对软土地基的施工具有一定的指导意义。关键词:软土地基 喷粉桩法 土工格栅 换土垫层法 改革开放以来,我国的公路运输事业经历了一次前所未有的发展机遇,取得了辉煌的成就。随着国民经济的发展,公路对经济的发展产生了越来越大的影响,也越来越受到国家的重视。虽然东南沿海地区的高速公路建设水平居国内前列,但是软土路基公路病害也时有发生。尤其桥头跳车现象严重,影响高速公路使用功能。由于桥头与路堤沉降差异太大,造成行车事故,不得不反复根治,不仅耗费资金,还造成严重的社会影响。为了保证道路的安全运行,对软土路基进行处理就显得尤为重要。1 软土及软土地基1.1 软土软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。1.2 软土地基我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为:主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高,其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类,提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定,因填方形状及施工状况而异,有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上,判断是否应按软土地基处理。2 软土地基在公路工程中造成的危害 (1) 勘察设计不详细或不准确,导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。(2) 已知是软土地基,但是未做好软土地基处理,造成路堤失稳或危及线外建筑物。(3) 虽然做了软土地基处理,但是措施不力,施工不当造成路堤失稳。(4) 堆料不当,未按规定分层填筑,填土过快,碾压不当,造成路堤失稳。(5) 扰动“硬壳层”或填筑不当,使“硬壳层”遭受破坏,导致路堤失稳。3软土地基的处理方法地基处理的方法很多,高速公路软基处理与其它如房建等地基处理相比,有其自身的特点。一般处理路基的地质稳定问题从以下几个方面进行考虑:(1)改善剪切特性路基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性取决于路基土的抗剪强度。因为了防止剪切破坏以及减轻土压力,需要采取一定措施以增加路基土的抗剪度。(2)改善压缩特性需采取措施提高地基土的压缩模量,以减少地基土的沉降。(3)改善透水特性由于是在地下水的运动中所出现的问题,因此,需要采取措施使地基土变成不透水或减轻其水压力。(4)改善动力特性地震时饱和松散粉细砂(包括一部分粉土)将会产生液化,因此,需要采取某种措施避免地基土液化,并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。(5)改善特殊土的不良地基的特性主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。地基处理的方法可以从不同角度来分类,一般是根据地基处理的原理来进行分类,大致可以分为以下几种方法。3.1换土垫层法当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求,而软弱土层的厚度又不是很大时,将基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除,然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,并压实至要求的密度为止,这种地基处理方法称为换土垫层法,简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。换填法的加固机理是:将软弱土层利用人工、.机械或其他方法清除,分层置换强度较高的砂、碎石、素土、灰土以及其他性能稳定和无侵蚀性的材料,并夯实(或振实)至要求的密实度。对软土厚度小于3米的情况,一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于3米的情况,通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基,不留后患,效果最佳,是最为彻底的措施。当高速公路路线通过的软弱土层位于地表、厚度较薄(小于3米)且呈局部分布的软土或泥沼地段,常宜采用全部挖除换填法处理地基。此种方法又可以分为:机械换土法、爆破挤淤法、抛石挤淤法、砂垫层法。3.2强夯法强夯法是20世纪60年代末、70年代初首先在法国发展起来的,国外称之为动力固结法,以区别于静力固结法。它一般是用50吨左右的强夯机,将大吨位(100~400KN)的夯锤起吊到6~40米的高度自由落下,对地基土施加强大的冲击能,在地基土中形成冲击波和动应力,使地基土压密和振密,以加固地基土,达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著,设备简单,施工方便、快捷,经济易行和节省材料,有利于环境保护等特点,很快传到世界各地3.3约束法在路堤两侧坡脚附近打入木桩、钢筋混凝土桩或者设置片石齿墙等,可限制基底软土的挤动,从而保证基底的稳定。地基在实行侧向约束后,路堤的填筑速度可不加控制,且较反压护道节省土方,少占耕地,但需耗费一定数量的三材,成本较高。此法适用于软土层较薄、底部有较硬土层且施工期紧迫的情况,下卧层面具有横向坡度时尤其适合。3.4土工织物加固法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等,使这种人工复合的土体,可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用,以提高地基承载力,减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用,使土体中的拉应力传递到筋体上,筋体承受拉力,而筋间土承受压应力及剪应力,使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。常见的土工织物有土工格栅、土工带及土工格室,其中土工格室除了能够像土工带和土工格栅一样,能延缓或者切断地基破坏的滑动面,从而使地基承载能力提高。而且,土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束,,使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体,它能较好分布施加在它上面的荷载,使地基受力较为均匀,从而提高地基承载力。3.5粉喷桩法粉喷桩法,是用特制的设备和机具,将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送,与地基土强行拌和,使之产生充分的物理、化学反应后,形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质,提高地基强度的软土地基加固方法,可以广泛地适用于淤泥质土,杂填土,软粘土等地基加固。粉喷桩处理软基属于深层搅拌法中的一种,它是利用压缩空气向软弱土层中输送石灰、水泥等粉状加固料,使其与原位软弱土混合、压密,通过加固料与软弱土之间的离子交换作用、凝聚作用、化学结合作用等一系列物理化学作用,使软弱土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固土,它与原位软弱土层组成复合地基,提高软土地基承载力,减少地基沉降量。3.6高压喷射注浆法我国简称为高喷法或旋喷法,这种方法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度的土层,将浆液或水从喷嘴中高压喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流,其动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来,一部分细颗粒随浆液或水冒出,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律的重新排列,浆液凝固后,便在土层中形成一个固结体,可提高地基承载力,减少沉降,还可起到支挡与防渗的作用。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。3.7轻质路基粉煤灰处理法粉煤灰是一种质轻、多孔隙、颗粒均匀、具有一定水稳性的无粘性材料。由于粉煤灰中含有一定量的CaO,SiO2,MgO等成份,它们在粉煤灰水化过程中体积产生膨胀,可利用这一膨胀率来增加软基加固效果。其路用性能满足公路中的技术要求。Ø 粉煤灰重量轻,最大干容重1.19/耐左右,比一般土的最大干容重轻40%左右,在软土路基上填筑粉煤灰时,可有效地减轻路堤重量,减少路基沉降及工后沉降量,从而影响路基处理方案,降低地基处理费用。Ø 粉煤灰强度高、磨擦系数大,在路面设计时,由于粉煤灰提高了软土的回弹模量值,相应减薄路面设计厚度。Ø 击实试验表明,粉煤灰和软土混合物具有更好的干密度,含水量和最大干密度的关系曲线较平缓,更利于在野外的施工3.8水泥土搅拌法 是通过搅拌机械将水泥或(石灰)等材料与地基的软土搅拌成桩柱体,这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩,它具有一定的强度和水稳性。搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基,可以提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量。因此,经搅拌法加固的软弱地基能提高地基承载力,减少地基沉降,阻止水体流动,增强地基的稳定性,还能阻止地下水的渗透。水泥土搅拌法分为深层搅拌法(湿法)和粉体喷搅法。 处理正常固结的淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土地基,用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当,就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案,应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素,按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证,使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。软土地基的处理方法很多,总之,软土地基处理的目的是增加地基稳定性,减少施工后的不均匀沉陷,所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性,坚决以数据说话,认真测定基底的承载力,并根据不同的地质情况,不同的投资和工期要求,采用切实可行的处理方案,同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据,积累经验,为今后的施工打下坚实的基础。参考文献[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1993. [2]叶书麟.地基处理与托换技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.[3]朱梅生.软土地基[M].北京:中国铁道出版社,1989.[4]刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京:人民交通出版社,2002[5]徐至钧.水泥土搅拌法处理地基[M].北京:机械工业出版社,2004[6]汪双杰.高速公路不良地基处理理论与方法[M].北京:人民交通出版社,2004[7]SidnegM,JohnsonandJ’homas.C.Kavangh.TheDesi,offoundationsBuildings[M].1968[8]曾国熙.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1993[9]孙更生.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1984[10]叶观宝.地基加固新技术(第二版)「M].北京:机械工业出版社,2002[11]钱家欢.殷宗泽.土工原理与计算[M].北京:中国水利水电出版社,1996[12]叶观宝.高速公路软基处理的优化设计[D].同济大学博士论文,2003[13]刘宝兴.路基工程新技术实用全书[M].北京:海潮出版社,2001[14]刘兴德,牛福生,倪文.粉煤灰的资源化利用现状与研究进展[J].建材技术与应用,2005.[15]王建华.粉喷桩加固高速公路的机理和有效桩长的分析[D].河海大学硕士论文,2007.[16] 张洪强,房建果.土工格室在软土地基处理中的应用[J].山东交通科技,2003.