纤维格栅对提高砌体墙抗震性能的影响与应用研究论文（大全）

第一篇：纤维格栅对提高砌体墙抗震性能的影响与应用研究论文（大全）

配筋砌体具有砌体结构本身的易于就地取材、耐火耐久性良好、保温隔热性能良好等优势，而且加大了延性抗震性能，在国内外有了快速发展.然而目前配筋砌体结构存在施工量大、钢筋现场加工不易、钢筋易被腐蚀等缺点，尤其对于目前大力推广的薄灰缝砌体来说(对于节能效果好的灰缝厚度小于3mm的墙体无法配置直径为5～6mm 的钢筋)，传统配置钢筋(或网片)的方式已成为配筋砌体推广的障碍.另外，砌体在受压状态下，将产生压缩变形，而块材本身的变形极小，主要是灰缝砂浆的变形，灰缝砂浆越厚，压缩变形值越大，形成横向拉应力也越大，故砌体越容易破坏.对此必须采取一定对策，探索一种既能实现薄灰缝墙体又能提高墙体延性，而且施工方便、耐久性好、价格合理的材料与技术已势在必行，从而使推广节能、抗震、防裂的砌体结构成为可能.配纤维布砌体墙体抗震性能

1.1 玻璃纤维布力学性能测试

本试验采用GB/3354-1999《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》中介绍的方法.对试验所用EGFW430玻璃纤维进行试验得到其力学性能指标.1.2 试件设计与制作

试验共进行了4片墙，即无筋普通砂浆砌筑墙片1片、普通砂浆水平配钢筋墙片1片(水平配钢筋为每片灰缝放置4根Ф4.5mm钢筋，总计16根，体积配筋率[3]为0.08%)、普通砂浆水平铺30kN/m抗拉力的耐碱玻璃纤维墙片1片，以及专用砂浆水平铺纤维墙片1片.砌块统一采用北京现代建筑材料有限公司的蒸压加气混凝土砌块，外型尺寸为600mm×240mm×250mm，强度等级A5.0MPa，砂浆设计强度均为M5.0.墙片设计尺寸为1 210mm×240mm×1 290mm.墙顶为强度等级为C30的混凝土压梁(主筋采用4Ф12mm，箍筋Ф6mm@200)，压梁高250mm模拟为圈梁，且在加垂直荷载时作为分配梁，墙片砌筑在强度等级为C30的混凝土地梁上(主筋6Ф18mm，箍筋Ф6mm@200).1.3 试验方案

为更好地模拟房屋层间墙体在地震作用下的工作特性和破坏模式，试件的上下两端设置了钢筋混凝土梁，通过四连杆机构保证墙体顶部在水平力作用下只有水平移动而无转动的边界条件.为模拟房屋层间墙体作用的竖向荷载，采用同步液压加载装置，并配有自动保压和压力调节装置(JSF-Ⅱ/31.5-4高精密静态伺服液压控制台).在施加水平往复荷载之前，首先施加竖向荷载，先预加几次，待观察墙片受力正常无平面外偏心后，将竖向荷载1次加至要求值.在整个试验过程中，竖向荷载值保持不变.根据国内外资料和大量砖砌体的试验数据及蒸压加气混凝土力学参数，对墙片采用分级施加水平荷载，每级荷载值在试件初裂以前以荷载控制.第1级荷载值取预计荷载值的20%，后一级荷载数值较前一级增加20kN，每级循环1次，如此逐步提高荷载值.当墙体出现裂缝后采用位移控制，以初裂缝荷载下位移为控制量，并以该位移值的倍数为级差进行位移控制加载，位移控制时循环2次.直到可载力下降至极限荷载的80%试验停止.1.4 试验结果

本次试验砂浆强度采用试块强度和回弹仪测定的实际强度值，开裂荷载Pc指墙体上出现肉眼所见的第1条裂缝时的荷载值，破坏荷载Pw为下降到极限荷载80%附近的荷载值.1.4.1 墙体破坏特征

蒸压加气混凝土砌块墙体在水平往复荷载作用下呈剪切型破坏.由于砌块抗压强度较低，砌体砂浆强度一般高于砌块强度，因此墙体破坏大部分为砌块破坏而不是像粘土砖墙体那样沿砂浆灰缝破坏.几种砌体的破坏特征：

1)无配筋砌筑墙体(W-P-1)

当水平荷载达到开裂荷载时，墙体突然出现沿45°斜裂缝，裂缝大部分穿过砌块而很少沿灰缝破坏.墙体开裂前无明显破坏迹象，裂缝出现后扩展迅速，破坏后裂缝高度也较大，裂缝形式基本为1组交叉主裂缝.2)水平配钢筋墙体(W-PG-2)

当水平荷载达到极限荷载的90%左右时，在墙体中部出现细微斜裂缝，随着荷载的不断增加裂缝不断向角部扩展，裂缝较均匀地分布在整个墙面，且缝比较细小，很难分辨出哪一条是主裂缝.这种现象表明了配钢筋后的墙体应力分布更加均匀合理.3)水平配纤维布墙体(W-PX-4和W-ZX-5)

当水平荷载达到初裂值时，其破坏特征与无筋砌筑墙体相似，墙体出现交叉斜裂缝.随着荷载的增加主裂缝开始发展缓慢，并在主裂缝附近出现新的斜裂缝.此时的墙体破坏接近水平配钢筋墙体的破坏特征.虽然纤维相对钢筋较弱，但也改善了砌体的延性，墙体的抗剪强度及变形能力均有所增长.1.5 试验结果分析

几种类型墙体的承载能力.与无筋墙体比较，普通砂浆水平配纤维墙体的极限剪切力提高了8%;普通砂浆水平配钢筋砌块墙体极限剪切力提高了45% 左右;专用砂浆配纤维提高了38%.从表3中墙体开裂荷载与极限荷载比值中可以看出蒸压加气混凝土墙体一旦开裂，承载能力一般不会再提高多少，说明墙体开裂后的强度储备较少，材料的脆性异常明显.当蒸压加气混凝土墙体配制了水平钢筋或纤维后开裂尚有30%以上的荷载储备.水平配筋和纤维不但提高了砌块的承载能力，而且也改善了砌块的脆性性质.通过上述A 类蒸压加气混凝土墙体水平往复荷载下的破坏试验，可以得出：

1)从几种类型加气混凝土墙体试验的承载力来看，普通砂浆水平配钢筋砌块墙体为最好，专用砂浆和普通砂浆水平配纤维次之，无筋普通砂浆砌筑墙体最差.2)在灰缝中配制纤维和钢筋可以延缓砌体的开裂，可以大幅度提高砌体的变形能力，提高其延性.3)几种类型试件破坏属于剪切破坏，无筋普通砂浆墙体的破坏形式为1组主交叉裂缝;配纤维墙体在主裂缝两侧出现许多细小斜裂缝;水平配钢筋墙体出现多条斜裂缝，分不清哪个是主斜裂缝，同时裂缝沿墙面分布均匀，宽度也较细，表明水平配钢筋墙体内力分布更均匀合理.配纤维格栅砌体

2.1 方式的提出

由试验数据分析得出：水平配纤维布试验墙体W-PX-4和W-ZX-5，其延性系数分别比普通砂浆无筋墙体提高1.05和1.15倍.由此可以看出，水平配纤维布可以提高结构的延性，但提高的程度有限.纤维布本身相对于钢筋较弱，希望能够找到一种型似纤维布，强度介于钢筋和纤维之间使之在应用过程中发挥最大能力、经济适用的工程材料.经检索及广泛调研与分析，认为在墙体灰缝中配置一定数量的纤维格栅可成为普通钢筋的理想替代品.2.1.1 纤维格栅的优点

纤维格栅常用于道路工程中，是一种经特殊设计与制作的网格织物，相当于对沥青混合料进行加筋处理.具有以下优点：

1)经过特殊处理剂对纤维格栅进行涂覆后，纤维格栅能够抵抗各类物理磨损和化学侵蚀，还能抵御生物侵蚀和气候变化带来的不利影响，以保证其性能稳定.2)由于材料本身具有高抗拉强度和低延伸率，可以增加砌体的弯曲抗拉、抗震性能及延缓裂缝的效果.3)其自重轻、易于剪裁，施工简单方便，可操作性强、施工质量可控.4)玻纤网格的集料嵌锁作用，缓解了砂浆的横向应变，进而改善了水平灰缝中的拉、弯、剪等复杂应力状态.5)利用纤维格栅材料截面轻薄可以有效减小灰缝厚度，进而提高砌体结构强度的同时提高墙体的热工性能.伴随着国家城镇化建设及新农村建设的推进，墙材革新、建筑节能的力度不断加大.研究应用纤维格栅代替配筋砌体中传统钢筋具有很好的现实意义及广阔的应用前景.2.1.2 国内外纤维格栅研究现状及分析

目前，纤维格栅材料主要应用于道路工程中，用来抵抗由于路面基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，以及对老路面发生网裂和严重龟裂的修复.美国、澳大利亚及日本等发达国家，纤维格栅的应用已有10多年时间，对其作用机理也作了大量系统研究，其中包括：S.F.Brown的“格栅实验研究”、R.Hass的“格栅沥青路面足尺寸试验研究”、Mofil石油公司的“格栅沥青加铺层”等，并制定了相应的设计规范，在高等级公路、市政道路及机场跑道等要求较高的领域应用相当广泛.我国近几年的研究有：李红研究了纤维格栅抗凝冰沥青路面的融凝冰功率-升温时间关系及融凝冰能力.王清标研究表明纤维格栅材料能够保证其性能的稳定性，并具有对土体的嵌锁咬合能力.张佰真铭确定了纤维格栅的抗拉强度，得出了格栅具有延缓裂缝及对路面的承载能力有明显改善效果的结论.韩树峰研究表明，加筋复合路面具有优良的低温抗裂性与高温稳定性.李之辉进行MTS疲劳加载试验，研究表明土工织物对复合式路面抗反射开裂疲劳寿命的延长均有明显的贡献.以上研究表明纤维格栅具有高抗拉强度、低延伸率、热稳定性、无长期蠕变、物理化学稳定性好及集料嵌锁等优点.证明了纤维格栅在配筋砌体中可以作为普通钢筋的理想替代品.2.2 设计建议

建议配纤维格栅砌体有2种：1)由块体、砂浆和纤维格栅组成;2)由块体、砂浆、纤维格栅、竖向钢筋、混凝土组成.对于第1种形式，按照规范计算，在固定高度处水平砂浆层内铺设纤维格栅材料，不设置水平钢筋与竖向钢筋，其中纤维格栅材料的具体指标参数根据设计实际确定.块体间灰缝厚度设为3～5mm，采用专用砂浆.对于第2种形式，按照规范计算，在固定高度处水平砂浆层内铺设纤维格栅材料，不设置水平钢筋，竖向钢筋正常布置，其中纤维格栅材料的具体指标参数根据设计实际确定.块体间灰缝厚度设为3～5mm，采用专用砂浆，同时按照规定设置竖向钢筋，灌注砂浆及混凝土.在现场砌筑中，根据实际需要采用相应的块体砌筑，首先砌筑块体，并根据设计情况在砂浆层铺设纤维格栅材料.2.3 亟待解决的问题

鉴于纤维格栅替代配筋砌体中的水平钢筋是一种创新尝试(以下简称纤维格栅配筋砌体)，需要进行许多理论及实际工作.主要概括为以下几个问题亟待解决：

1)纤维格栅材料与砂浆的协同工作性能.纤维格栅与砌块专用砂浆共同作用的必要条件就是二者之间有可靠的锚固和粘结.因此，分析纤维格栅与砌块砂浆的工作状态及锚固粘结应力也是今后研究中需要解决的.2)纤维格栅配筋砌体的受力性能.对比配筋砌体，探究纤维格栅配筋砌体的抗压、弯曲抗拉强度及其破坏形式.另外，需研究纤维格栅配筋砌体中纤维格栅规格的选取及砂浆厚度对强度的影响.明确受力机理，确定纤维格栅配筋砌体承载力计算公式是今后研究中需要深入的部分.3)剪压强度理论模型的建立.砌体规范中的墙体抗剪承载力计算公式主要依据配钢筋墙体的试验结果拟合而得，未必适用于纤维格栅配筋砌体.试验数据的离散性很大，有必要对纤维格栅配筋砌体剪力墙剪压强度理论模型进行深入研究，有助于深入理解各因素的影响，促进试验研究.4)纤维格栅配筋砌体在地震作用下的抗震性能及抗震设计方法.明确地震作用下的破坏形式、特征及机理，分析竖向荷载、格栅铺设位置对抗震性能的影响，提出墙片恢复力模型.另外，因为砌体材料自身的复杂性，基于性能的抗震设计思想对砌体结构提出了很大的挑战，能力谱方法在砌块砌体结构中的应用需要进一步研究，特别是和试验结果的对比分析.结论

1)通过配纤维布砌体墙体试验得出，普通砂浆水平配钢筋砌块墙体为最好，专用砂浆和普通砂浆水平配纤维次之，无筋普通砂浆砌筑墙体最差.2)在灰缝中配制纤维和钢筋可以延缓砌体的开裂，可以大幅度提高砌体的变形能力，提高其延性.3)水平配纤维布可以提高结构的延性，但提高的程度有限.纤维布本身相对于钢筋较弱，希望能够找到一种型似纤维布，强度介于钢筋和纤维之间使之在应用过程中发挥最大能力、经济适用的工程材料.基于此，经检索及广泛调研与分析，认为在墙体灰缝中配置一定数量的纤维格栅应当成为普通钢筋的理想替代品.4)本文提出了一种新型的砌体结构形式——配纤维格栅砌体，提高了砌体结构的强度、抗震性能、热工性能，延缓了裂缝的产生和发展，为砌体结构抗震设计提供新的思路，对促进建筑节能的发展具有重要的理论价值和现实意义.

第二篇：粉煤灰对钢筋混凝土耐久性能的影响及其应用研究

粉煤灰对钢筋混凝土耐久性能的影响及其应用研究

粉煤灰在国内已经应用多年。但一般只把它当作一种 *S 济”的掺合料，试验方法、使用规定均以代替”为出发点，以适应于水泥的条件来检验粉煤灰的效应，所以得出的结论总是掺量有限，多了不利。泵送混凝土使粉煤灰从 *S 济”掺合料走向了幼能”材料，但离充分发挥粉煤灰作用还有一定的距离。随着国内外对粉煤灰的大量研究及工程应用实践，结果表明，在钢筋混凝土中掺入粉煤灰能改善混凝土内部结构、大幅提高混凝土的耐久性，其有着良好的技术性、经济性与社会意义之统一’ 11 已不仅只是经济”掺和料)。正是基于粉煤灰对提高混凝土耐久性的良好应用前景，本文根据国内外研究情况，阐述粉煤灰对钢筋混凝土耐久性的影响及机理，并对其应用进行探讨。抗渗透性

向混凝土中掺入粉煤灰，能够改善混凝土界面结构，使其渗透通道比基准混凝土的弯曲;粉煤灰中活性成分火山灰反应生成的水化硅酸钙 C-S-日凝胶)能填塞水泥石中的毛细孔隙，堵塞渗透通道，增强了混凝土的密实度，增大了渗透阻力;同时其孔径分布与基准混凝土也不同，掺粉煤灰混凝土大孔数量较少，其渗透系数也较小，具有良好的抗渗能力。有文献报道’刁，高掺量粉煤灰混凝土的渗透系数可低至 1.6x10-’45.7x10-13m/s。随着混凝土龄期增长，粉煤灰的火山灰活性进一步发挥，粉煤灰混凝土的抗渗性能提高更大。

2.抗冻融性

掺粉煤灰混凝土具有良好的抗冻融性能。其对混凝土抗冻融性的影响有以下 3 个方面，们活性效应固定了氢氧化钙，使之不致于因浸析而扩大冰冻劣化所产生的孔隙。2)形态效应能使混凝土用水量减少，明显有利于减少孔隙和毛细孔。6)填充效应可使截留空气量和泌水量减少，并使孔隙细化，有助于使引气剂产生的微细气孔分布均匀，从而大大改善了混凝土的抗冻性能。有试验表明’ 31，采用 I 级粉煤灰和低引气型高效减水剂双掺技术，所制备的 C50 粉煤灰混凝土具有良好的抗冻性，能经受 300 次(慢冻法)冻融循环。加拿大的 M alh otra V.M.etal 通过试验 141 发现，50 次冻融循环后，高掺量粉煤灰混凝土有轻微的表面剥落，经 300 次冻融循环后，其出现的膨胀不会对混凝土造成危害，经 1000 次冻融循环后，试件内芯仍处于完好状态。还有研究’ 5] 发现，混凝土的抗冻性随粉煤灰掺量的增加而提高。如果在粉煤灰混凝土中加入引气剂，其抗冻性会大幅提高。

3.抗碳化性

对混凝土的碳化作用有两方面的影响。口)如用粉煤灰取代部分水泥，使得混凝土中水泥熟料的含量降低，析出的氢氧化钙数量必然减少，同时粉煤灰二次水化反应(主要吸收 Ca(OH): 生成水化硅酸钙，均导致混凝土碱度降低，亦即混凝土抗碳化性能降低，这是不利的一方面。2)粉煤灰的微集料填充效应，能使混凝土孔隙细化，结构致密，在一定程度上能延缓碳化的程度，但是对防碳化扩散来说，是达不到钢筋混凝土的要求的。对于粉煤灰的不利影响，现在已有相应的措施加以改善。如研究’ 6] 发现，当粉煤灰掺量等于或小于 40、复掺矿渣粉至总量为 60%,70% 和 80% 时，混凝土碳化深度均比单掺 60% 粉煤灰混凝土的要低;粉煤灰掺量为 50%、矿渣粉掺量为 10% 时，混凝土的碳化深度也比单掺 60% 粉煤灰的要低得多。即使用粉煤灰与矿渣粉的复掺技术可显著缓和单掺粉煤灰混凝土抗碳化能力的下降，或在保持抗碳化性能不下降的情况下，可提高混凝土中掺合料的总量，降低水泥用月巨。

4.抗氯离子渗透能力

掺粉煤灰混凝土有较强的抗氯离子渗透能力。混凝土中掺入粉煤灰，能够改善水泥石的界面结构，粉煤灰中活性成分火山灰反应生成的水化硅酸钙 C-S-H 凝胶)填塞了水泥石中

毛细孔隙，堵塞渗透通道，增强了混凝土的密实度，且 C-S-H 凝胶会吸附氯化物于其中，因而提高了混凝土的抗氯离子渗透能力。大连理工大学通过掺有矿物掺和料的混凝土扩散性能试验’ 71 发现，在相同水胶比条件下，添加 30%-45% 的粉煤灰后，混凝土的氯离子扩散系数明显低于基准混凝土，说明掺粉煤灰可以明显的提高混凝土结构抗氯离子渗透能力。进一步研究发现，同时掺粉煤灰和硅灰的混凝土抗氯离子渗透能力优于单掺粉煤灰混凝土，在硅灰掺量为 3% 的情况下，双掺粉煤灰和硅灰比单掺硅灰时的混凝土抗氯离子渗透能力更强，而硅灰掺量在 4% 和 5% 时，单掺硅灰比双掺时好。

5.抗硫酸盐能力

美国工程实践表明，抗压强度或其它情况相同时，混凝土的粉煤灰含量越高，其抗硫酸盐的能力越强。英国建筑物科学研究院也建议用粉煤灰提高混凝土的抗硫酸盐能力’ 81。研究发现，在混凝土中掺入粉煤灰，口)能减少水泥用量即减少了由水泥带入的 C,A 含量，也减少了水泥水化生成的 Ca(0 H)2 量，从而减少了与侵蚀溶液中侵蚀介质反应的 Ca(OH): 量;2)粉煤灰中活性成分的火山灰反应，减少了混凝土水化物中的游离 Ca(OH): 量，使得形成具有膨胀破坏作用的钙矶石反应也相应减少，同时反应生成的水化硅酸钙填塞了水泥石中毛细孔隙，增强了混凝土的密实度，也降低了硫酸盐侵蚀介质的侵入与腐蚀速度。6 抗碱一集料反应能力

掺粉煤灰能降低混凝土的碱性，有效抑制碱一集料反应。有关试验研究’ 91 表明，高掺量粉煤灰混凝土浸泡在 1 当量浓度的 NaOH 溶液中的膨胀量比相同条件下普通混凝土明显要低。加拿大学者用粉煤灰等量替代高碱水泥，测试混凝土 7d,28d,84d,364d,545d,3270d 的膨胀量及相应净浆孔溶液中碱浓度。结果发现，掺合料能显著抑制碱集料反应，其机理不仅是对混凝土中碱的稀释作用碱少了水泥水化生成的 Ca(0 H): 量)，掺合料的存在促使了碱固定于 C-S-H 中 1101抗钢筋锈蚀能力

掺加粉煤灰，能提高混凝土中钢筋的抗锈蚀能力。对大掺量粉煤灰混凝土的碱度研究发现，粉煤灰掺量为 0% ,30% ,40% ,50% ,60%, 70% 时，其 pH 值分别为 12.56,12.50,12.46,12.24,12.15,12.06，即粉煤灰掺量即使达到 70%, 混凝土的 pH 值仍在 12 以上，仍高于钢筋混凝土结构允许的碱度(11.50)值，高于钢筋表面钝化膜破坏的临界值 户 H=11.50)，说明掺粉煤灰混凝土中的钢筋仍能形成致密的钝化膜。同剂大学的贺鸿珠、陈志源等人在青岛小麦岛试验区海水中混凝土构件长达 11 年的暴露实验发现，掺粉煤灰后混凝土的抗钢筋锈蚀能力明显提高。这与先前普遍认为在混凝土中掺加粉煤灰会对钢筋造成不良影响锈蚀)刚好相反。

1.温峰削减和形貌效应

粉煤灰能显著的降低水泥水化产生的温升。因为它的掺入，在保持混凝土的胶结材总量不变的条件下，相应地降低了混凝土中水泥的用量。因而，水泥的水化热量降低，掺量增大时，降低更多。尽管其本身在混凝土中将产生火山灰反应，要放出水化热，但是，这种反应滞后于主体对混凝土的水泥水化反应，而且时间也拉得很长，其反应热可以忽略。所以，粉煤灰有良好的温峰削减效应，能减少因温升过大造成的混凝土开裂，提高混凝土的体积稳定性。粉煤灰颗粒绝大多数为玻璃球体，掺入混凝土中可减小内摩擦力，从而减少混凝土中用水量，并使混凝土孔结构得到改善，孔径不断细化，孔道曲折程度增大，因此，掺粉煤灰混凝土具有良好的抗渗透能力。火山灰活性效应和吸附作用

粉煤灰颗粒含有活性 Si0: 和 AI203，它们不断吸收水泥水化生成 Ca(OH)2，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，并和游离石灰以及高碱度水化硅酸钙产生二次反应，生成强度更高、稳定性更优、数量更多的低碱度水化硅酸钙，改善水化胶凝物质的组成，并减少或消除了游

离石灰，且粉煤灰混凝土水化时产生的大量 C-S-H 凝胶会吸收和固定大量 Na’, Ka’ 和氯化物，使混凝土孔溶液中的有效碱和氯离子含量大大减少，因而有效抑制碱一集料反应，减少氯离子的侵蚀。

3.填充作用

水泥粒子之间填充性并不好，通常其平均粒径为 20-30Rm，而粉煤灰(I ,11,m 级)的平均粒径比水泥小超细粉煤灰更小，平均粒径 3-6Rm>。因此，如果在水泥中掺入粉煤灰，则可大幅度改善胶凝材料颗粒的填充性，提高水泥石的致密度。纯粉煤灰的相对密度比水泥的相对密度要小，在取代细度相近、重量相当的水泥时，可使细颗粒含量增多，这些颗粒填充在水泥粒子之间和界面的空隙中，使水泥石结构和界面结构更为致密。同时，粉煤灰中活性成分火山灰反应生成的水化硅酸钙 C-S-H 凝胶)能填塞了水泥石中毛细孔隙，堵塞渗透通道，从而使混凝土的抗渗性大幅提高。这样，水和侵蚀介质难以进入混凝土的内部，因而极大的提高了混凝土的耐久性。以上效应或作用)协同发挥，极大的提高了混凝土的耐久性。

综上可以看出，掺粉煤灰能大幅提高混凝土的耐久性。但应用中有几点需要认真研究 : 口)掺粉煤灰混凝土的抗碳化性需要改善。措施包括 : 适当增加混凝土保护层厚度。在粉煤灰混凝土中掺入耐久性改善剂。据研究，掺入耐久性改善剂，可提高混凝土的抗碳化性能。例如掺入耐久性改善剂的钢筋混凝土结构(水灰比为 05，保护层 40mm)，其碳化速度极慢，碳化至钢筋表面需 800 年’ 121 混凝土的表面作防护处理，采用双掺技术等，以减少和防止掺粉煤灰混凝土的过早碳化。2)粉煤灰混凝土搅拌时，由于粉煤灰遇水易粘结成团，因此应与水泥同时投料并拌匀，然后再加水搅拌，搅拌时间宜延长，其潮湿养护时间也应适当延长。8)复掺即粉煤灰、硅粉和矿渣粉等复合使用)能补偿单掺之不足，使单组分充分发挥各自的效应。并由于各组分颗粒形态、细度、化学组成均有不同，有可能相互激发，相互补充，对水泥石的孔结构产生复合效应，这种复合效应有待于作进一步的深入研究。

4)粉煤灰中的粗颗粒可在混凝土中起稳定体积的作用，故不必追求细度。碳会降低粉煤灰的抗裂性，故对粉煤灰重点应控制烧失量。

第三篇：果寡糖与甘露寡糖对仔猪生产性能的影响

果寡糖与甘露寡糖对仔猪生产性能的影响

摘要：为了探索不同组合的果寡糖与甘露寡糖对仔猪生产性能的影响，选择健康的日龄,体重相同或相近的15~20Kg的仔猪（杜长大）60头，随机分成10个组，每组6头，分别饲喂不同配比的寡聚糖，测定各组仔猪的日增重，饲料转化率，死亡率和腹泻率。结果表明：①果寡糖与甘露寡糖能提高仔猪的日增重，其中试验6组仔猪日增重比对照组提高22.31，差异极显著（lt;0.01），试验8组仔猪日增重比对照组提高19.23，差异显著（lt;0.05）。②果寡糖与甘露寡糖能明显降低仔猪的饲料转化率，试验6组与试验8组比对照组分别降低18.57和20.85。③果寡糖与甘露寡糖不同配比对仔猪腹泻也有不同程度的降低，试验6组与试验8组比对照组分别降低100和83.33。从仔猪的日增重，饲料转化率及腹泻率来看，试验6组与试验8组可作为果寡糖和甘露寡糖在仔猪日粮中的适宜配比添加量。

关键词：日增重饲料转化率死亡率腹泻率添加量

theInfluenceofFOS&amMOStorheProdutivePerformanceofPiglets

(Atract：InordertotesttheinfluenceofthedifferentadditiveproportionandvolumesofFructooligosaccharides(FOS)andMaanOligosacharides(MOS)tothegrowthperformanceofpiglets,60healthypiglets[Duroc♂×clandrace♀×Yorkshire♀]aboutthesimilarbirthdateandbodyweight(15~20kg)wererandomlyallkttedto10grou(6pigletspergroup).EachgroupwasfeddifferentproportionandvolumesofFOSandMOS.Dailyweightgain,feedconversionrate,deathrate,anddiarrhearatioofeachgroupwermeasuredreectedly.Theresultsindiceatindicate:①TheadditiveofFOSandMOSintherationcanincreasethedailyweightgainofpiglets.Theaweragedailygai(ADG)ofthe6ththe8thtreatmentgroupwere22.31(lt;0.01)and19.23(lt;0.05)morethanthecontrolgroupreectedly.②TheadditiveofFOSandMOScandecreasethefeedconversionrate(FCR)inpigletsobviously.theFCRsofthe6thandthe8thtreatmentgroupwere18.57and20.85lethanthatofthecontrolgroupreectedly.③Thedifferentadditiveproportioandvolumescandecreasethediarrhearatioofpigletsindifferentdegrdees.Reestedlythediarrhearatiosofthe6thandthe8thGroupwere100and83.3lethanthecontrolgroup.TheADGs,FCRsanddiarrhearatiosindicatethattheadditivevolumesandproportiointhe6thandthe8thtreatmentgroupareproperinpigletration.Keywords:ADGFCRdeathratetherateofdiarrheatheadditivevolumes

寡聚糖是一种功能性活性物质1，是由2-10个相同或不同的单糖经脱水缩合由糖苷链连接形成的具有直链或支链的低聚合糖类的总称。因其不能被动物自

分泌的酶消化，但能被肠道中的有益菌利用，从而达到调节肠道微生物区系的作用，同时寡聚糖能激活免疫系统，增强机体免疫功能2。是目前被认为是一种有较大应用前景的畜禽饲料添加剂。近年来国内外对果寡糖，甘露寡糖，异麦芽糖等低聚糖的研究报道较多，但是有关低寡糖之间联合作用及其作用机理却很少见报道。为此，本试验为了探索果寡糖与甘露寡糖联合作用对仔猪生产性能的影响，探索果寡糖和甘露寡糖在仔猪日粮中的适宜配比添加量。为推广寡聚糖在畜禽生产中的应用提供依据。

1．试验材料与方法

1．1试验材料与试验处理

1．1．1试验材料的来源及其添加量的确定

果寡糖由河北维尔康制药有限公司提供，其含量为95。甘露糖由北京中科院深蓝公司提供，其含量为95。

1．1．2试验动物及分组设计

试验动物由**省农科院试验猪场提供的杜长大三元杂交仔猪，选用胎次

相同或相近，健康的体重15~20Kg的仔猪15窝（每窝8~11头仔猪），按初始体重相同或相近，公，母一致的原则随机分成10组，每组6头仔猪（见表1）。经统计检验差异不显著。试验开始后进入预试期7天，期内完成编号，驱虫，正常疫防注射。预试开始分别饲喂不同的试验日粮，各组的基础日粮相同（不添加任何抗生素药物），其营养水平根据NRC（98版）仔猪的营养需要和试验需求设计配方，试验日粮及营养水平（见表2）。预试结束，称重，并且组间体重经统计检验差异不显著，进入正式试验期,正式试验期为30天。

表1Table1试验设计Experimentdesign

组别Grou添加量additivevolumes

试验1组0.15果寡糖 0.05甘露寡糖

试验2组0.15果寡糖 0.10甘露寡糖

试验3组0.15果寡糖 0.15甘露寡糖

试验4组0.30果寡糖 0.05甘露寡糖

试验5组0.30果寡糖 0.10甘露寡糖

试验6组0.30果寡糖 0.15甘露寡糖

试验7组0.45果寡糖 0.05甘露寡糖

试验8组0.45果寡糖 0.10甘露寡糖

试验9组0.45果寡糖 0.15甘露寡糖

对照组空白组(不加寡糖)

表2试验日粮配方及其营养水平

Table1.2compositionandnutrientlevelsoftheexperimentaldiets

成份含量()营养成份含量

IngredientContent()NutrientLevelContent

玉米Cor63消化能DE(MJ/Kg)13.80

豆粕Soybeanmeal23粗蛋白CP（）18.0

乳清粉whey4钙Ca()0.9

鱼粉Fishmeal4磷P（）0.7

植物油Plant2赖氨酸Lys()1.2

5磷酸氢钙CaHPO1.5蛋氨酸Met()0.45

石粉Limestom0.75

食盐salt0.30

赖氨酸Ly0.35

蛋氨酸Met0.11预混料1Premix1

合计Total100

*1预混料为每千克全价料提供:Cu200mg,Fe120mg,Zn120mg,Mn50mg,Co2.0mg,Se0.3mg,I0.45mg,维生素A800IU，维生素D31800IU，维生素E30IU，维生素B11.8mg,维生素B26mg，维生素B120.024mg，叶酸0.3mg，生物素0.44mg，烟酸3.2mg,，胆碱800mg。

1．1．3试验时间及地点

试验于2003年9月30日~10月29日在**省农科院试验猪场进行。

1．2试验方法

1．2．1饲养试验

试验猪各组条件一致，关养在座北朝南，砖瓦结构水泥地面，单列式猪舍中，分10栏饲养，由同一名饲养员负责日喂3次，自由饮水，上下午打扫清理粪便及运动场地各一次。试验进行过程中观察仔猪精神状况，分别记录各组每天仔猪腹泻次数，于试验结束时对仔猪进行个体称重，记录各组仔猪饲料消耗量。

1．3测定项目与方法

1．3．1日增重和饲料转化率

分别于试验初和试验结束时的清晨进行每头空腹称重，计算平均体重和平均日增重，同时于试验结束时秤量各组猪的饲料消耗量，计算各组试验猪的饲料转化率。

1．3．2死亡率及腹泻率

试验全期观察猪群的健康状况，记录各组试验猪的死亡数和腹泻数，试验结束时统计猪群的死亡率和腹泻率。

1．4统计分析

基本处理使用Excel软件，数据以平均数±标准差表示，采用单因子方差分析进行T显著性检验。

2．结果与分析

2．1日增重和饲料转化率

各试验组猪的初始重，末重，日增重及饲料转化率的影响情况（见表1.3）。

表1.3各寡糖组对仔猪日增重及饲料转化率的影响

组别初始重（Kg）末重（Kg）日增重（g）日采食量（g）饲料转化率

GroustartingweightfinishingweightADGADFIFCR

试验1组16.96±1.1727.25±4.46343.06±57.91935.652.7

3试验2组16.67±1.0828.17±3.20383.33±48.201019.662.66

试验3组16.59±1.2926.84±4.52341.67±60.10949.842.78

试验4组16.00±0.7426.08±2.60336.11±38.17883.972.63

试验5组16.67±1.5828.46±2.98393.06±42.321010.032.59

试验6组16.71±1.2329.96±2.20441.67±34.561104.182.50

试验7组16.59±1.2027.71±3.85370.83±53.761045.742.8

2试验8组16.17±0.8029.09±1.25430.56±27.481046.262.43

试验9组16.60±1.3929.10±3.10416.67±49.151075.012.58

对照组16.75±0.8727.58±3.11361.11±50.37a1108.613.07

表1.3可以看出，试验1，试验3，试验4组日增重比试验10组(即对照组)略低，但差异不显著（gt;0.05）,饲料转化率分别比对照组下降11.07,9.45,14.33;试验2，试验5，试验7，试验9组日增重比试验10组即对照组有所提高，分别提高6.15,8.85,2.69,15.39,但差异不显著（gt;0.05）,饲转化率分别比对照组下降13.35，15.64，8.14，15.96；试验6组日增重比对照组提高22.31，差异极显著（lt;0.01），试验8组仔猪日增重比对照组提高19.23，差异显著（lt;0.05）；饲料转化率试验6组和试验8组分别比对照下降18.57和20.85。

2．2死亡率和腹泻率见（表1.4）

腹泻率=总腹泻头日数/（试验猪头数×试验天数）×100

表1.4试验全期各处理组仔猪的死亡率及腹泻率

组别死亡数死亡率（）腹泻数腹泻率（）

ItemDeathdeathrateDiarrheaTherateofdiarrhea

试验1组00158.33

试验2组0031.67

试验3组0095.00

试验4组00105.65

试验5组0010.56

试验6组0000

试验7组0010.56

试验8组0021.11

试验9组116.7105.56

试验10组00126.67

表1.4可以看出除试验9组有1头死亡外，其它各组均无死亡。腹泻数除试验6组为0以外，其它各组均有不同程度的腹泻，其中以试验1组最高为15次，腹泻率为8.62，其次为对照组12次，腹泻率为6.90，其它各组均低于对照组，试验2，试验3，试验4，试验5，试验7，试验8，试验9组腹泻率分别比对照组下降75，25，16.67，91.67，91.67，83.33，16.67。

3．讨论与小结

本研究结果表明：

(1)果寡糖与甘露寡糖能提高仔猪的日增重,在仔猪日粮中添加0.45果寡糖 0.10甘露寡糖日增重比对照组提高19.23，差异显著（lt;0.05）。添加0.30果寡糖 0.15甘露寡糖日增重比对照组提高22.31，差异极显著（lt;0.01）。这与前人的研究结果基本一致。Canada2（1993）在仔猪饲料中添加1.8g/kgMOS（甘露寡糖），日增重提高13.56％。而试验1组（0.15果寡糖 0.05甘露寡糖），试验3组（0.15果寡糖 0.15甘露寡糖），试验4组（0.30果寡糖 0.05甘露寡糖）日增重比试验10组(即对照组)略低，但差异不显著（gt;0.05）,这可能是与试验组仔猪比对照组采食量偏小有关，这与前人报道，寡聚糖能提高仔猪的采食量结果相矛盾，具体原因有待进一步研究。

（2）果寡糖与甘露寡糖都能明显降低仔猪的饲料转化率，试验6组与试验8组比对照组分别降低18.57和20.85，户福庄等3（1999）在日粮中添加FOS（果寡糖）发现，仔猪日增重提高6.4％，单位增重的饲料消耗下降11.7％，饲料效率提高10％。

（3）从腹泻情况来看，果寡糖与甘露寡糖不同组合对仔猪腹泻也有不同程度的降低，除试验9组有1头死亡外，可能与低聚糖加入过多反而提高腹泻率有关（Judith和iegel等，1994）4，其它各组均无死亡。腹泻率试验6组与试验8组比对照组分别降低100和83.33，这可能与寡聚糖能促进有益菌增殖，抑制有害菌繁殖有关。Morishita5等（1993）在日粮中添加1寡果糖，结果肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌都有所增加，有益菌得到增殖。王亚军等6（2000）报道仔猪日粮中添加0.1％FOS，提高断奶仔猪日增重19.88％（P﹤0.01），降低料重比2.2％（P﹥0.05），降低腹泻率46.7％。具体作用机理待进一步研究。

本试验结果从日增重，饲料转化率以及腹泻率来看，试验6组与试验8组可作为果寡糖和甘露寡糖组合在仔猪日粮中的适宜配比添加量。

参考文献

1．杨曙明，寡糖在动物营养研究中的进展动物营养学报，1999，11（1）：1-9

2．石宝明、单安山，寡聚糖在饲料中的研究与应用，饲料研究，2000，（4）：13-18

3．卢福庄、戴贤君等，果聚寡糖在断奶仔猪中的应用，中国饲料，1999，11：12~15

4．徐秀容等，异麦芽低聚糖对早期断奶仔猪生产性能的影响，饲料与畜牧，2000年第五期，10~12

5．邹志恒等，寡聚糖在动物营养中的研究应用及前景展望，动物科学与动物医学，2002,3,34~36

6．王亚军等，寡果糖及其在饲料工业中的应用，[J]饲料工业，1999，10：21-23

《果寡糖与甘露寡糖对仔猪生产性能的影响》

第四篇：半固态成型加热工艺对镁合金组织与耐腐蚀性能影响

大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

调研报告

1.课题来源及意义

镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第8位，约占地壳组成2.5％，主要以白云石(碳酸镁钙)、菱镁矿存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽[1]。镁合金密度小、比强度高、弹性模量大、减振、抗冲击性能好，成为21世纪材料体系中的重要组成部分，在航空、航天、汽车等众多领域得到广泛应用[2，3]。然而镁合金仍暴露出力学性能偏低和耐蚀性能差等问题。

本次课题研究了半固态重熔工艺对镁合金组织与耐腐蚀性能的影响。半固态等温热处理是20世纪90年代中期发展起来的一种半固态合金的制备方法，该方法将合金加热到固液两相区并保温以获得特殊的组织形态，是一种消除铸件中枝晶粗大的有效方法。

本课题的主要意义是通过加强镁的力学性能、耐蚀性的相关研究，积极探索增强镁合金强度、耐蚀性的途径，推动镁合金作为结构材料的应用。

2.镁合金的发展概况

2.1国内外镁合金材料应用的现状

（1）通讯电子行业

镁合金在电子行业中的应用以3C产品(手机、笔记本电脑、数码相机)为主导, 用镁合金制造的壳罩与传统塑胶壳罩相比, 具有如下优缺点。优点: 1)强度、刚度高, 镁合金强度比塑胶的大4~ 5倍、刚度大20倍, 用作外壳, 可以做得更薄、更轻;2)散热性好, 镁合金的散热性是塑胶的200倍~ 300倍, 比热也比塑胶的大, 不易过热;3)镁合金导电性能佳, 有电磁屏蔽作用, 可防止电磁干扰和对人体的伤害, 不必另作导电处理。缺点: 1)制造周期长, 镁合金制品制造工序冗长, 开模耗时长, 成型后还需二次加工和后续处理;2)生产成本高, 原料贵, 制造工序多, 产品的良品率低, 使镁合金制品成本偏高;3)色彩变化少, 镁合金本身为银灰色, 只能用涂装印刷变色, 无法如塑料壳那样混色出多种色彩与纹路。综上所述, 镁合金与塑胶各有所长, 但随着镁合金制件加工方式的改进, 镁合金具有越来越强的竞争力。（2）汽车行业

为减轻汽车重量以降低油耗, 以及“环保型汽车”对材料可回收性的要求, 镁合金在汽车工业中的应用日益广泛。目前汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。美国福特、通用、克莱斯勒3家公司在每辆汽车上采用的镁合金铸件分别达到30个, 45个和20个。瑞典最新推出的沃尔沃CP2000车型全重700 kg, 所用镁合金件达50kg, 包括轮毂、离合器箱、转向齿轮箱、后悬臂、发动机架、进气歧管、气缸体等重要部件。我国汽车厂使用镁合金件还刚刚开始, 目前一汽、东风和上海大众等厂家已在使用, 上海桑塔纳轿车的变速箱壳体、壳盖和离合器外壳等使用镁合金量约8.5 kg。大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

（3）自行车行业

自行车是人力驱动的工具, 减轻质量可以方便使用。作为自行车架, 镁合金具有密度小、含量丰富、可加工性好、减振性能优异(单位减振性能比硬铝高100倍、比合金刚高20倍, 比钛合金高300倍~ 500倍)等优点。另外, 镁合金制品具有较高的抗侧向冲击与负载的能力。中国台湾自行车工业研究发展中心联合多家自行车厂, 已经开发完成镁合金自行车。（4）生物医用材料

镁作为硬组织植入材料, 具有一系列突出的优点, 如: 密度小(约为1.7g /cm3, 接近人骨的密质骨密度1.75g /cm3)、比强度和比刚度高、加工性能好、弹性模量较低(和人体匹配, 能有效缓解应力遮挡效应)等。另外, 镁参与人体内一系列新陈代谢过程, 包括骨细胞的形成, 加速骨愈合能力。但是由于镁及镁合金的耐蚀性较差, 很难在腐蚀性较强人体生理环境的中长期发挥作用。因此, 增强耐蚀性成了镁合金在生物材料领域应用的关键。

日本在1999年9月启动了/高级镁合金科技研究平台0项目, 拟在“ 新合金的开发”、“表面改性”、“生态材料”和“镁合金的新功能与应用”4个方面对镁及镁合金进行研究与开发。其中, 镁合金应用于生物材料的研究作为该项目的一个重要分支已取得了一定的成果。

2.2镁合金成型方法

镁合金零件的成形有压力加工和铸造, 铸造以适应性广、成形性好而具有一定的优势。镁合金零件的铸造成形方法有砂型铸造、重力金属型铸造、低压铸造、消失模铸造、压力铸造、挤压铸造以及新型的半固态铸造。（1）传统铸造方法

砂型铸造投入少、工装准备时间短, 适于大件、小批生产。砂型铸造精度低, 加工余量大。重力金属型铸造因采用了冷却能力强的合金材料作为铸型, 与砂型铸造比, 生产效率高, 铸件组织细化, 性能得到改善, 但工艺出品率低。低压铸造克服了重力铸造的缺点, 通过调节填充气氛的流量和压力, 控制液态合金的充填速度和充型形态, 并在一定的压力下凝固。低压铸造的工艺出品率大大提高, 充型缺陷得到有效控制, 但浇道的开设和冒口的布置缺乏一定的灵活性;同时工序较多, 有一定的密封性要求。（2）消失模铸造

消失模铸造能方便地焊接、装配模样, 不用取模, 可以生产高精度、复杂的铸件。从20世纪90 年代起, 真空负压造型的消失模铸造在中国获得快速发展。镁合金采用消失模铸造具有的优点是:a.采用干砂, 避免了普通砂型铸造由水分引起的镁合金燃烧问题, 且消失模汽化形成的还原性气氛还可以抑制镁合金氧化燃烧;b.镁合金线收缩率是铝合金的1.12倍, 热裂倾向大, 干砂退让性好, 可以有效解决这个问题。目前, 消失模铸造应 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

用于镁合金的生产已取得了初步进展。（3）压力铸造 传统压铸。压力铸造属于高压成形方法。成形的液态金属以很高的速度充型, 并在很高的压力下凝固。压力铸造成形性好, 生产效率高, 生产的零件质量好, 特别适合薄壁零件的生产。镁合金在压铸方面存在如下优势:液粘度低、流动性好,易于充型;铸件铸造斜度小,仅为115 b(铝合金是210b~ 315b);铸件尺寸精度高;熔点和结晶潜热低, 压铸过程中对模具的冲蚀小, 其模具寿命长;压铸周期短, 生产率高。这些优势使得压铸成为镁合金最主要的成形工艺, 世界镁合金铸件的93%是用压铸工艺生产的。真空压铸及充氧压铸。真空压铸是在压铸过程中抽出型腔内的气体,以减少或消除在压铸件内的气孔和溶解于合金中的气体, 提高压铸件的力学性能和表面质量。充氧压铸是一种无孔压铸, 该法在充型前将氧气或其它活性气体充入型腔以置换型内空气, 充型时, 活性气体与镁合金液反应生成弥散分布的金属氧化物, 达到消除压铸件内气体和气孔的目的。用该法生产的压铸件可以进行热处理强化。(4)挤压铸造

挤压铸造是使金属液在较高的压力下成形和凝固, 该工艺充型速度相对较小, 补缩作用强, 极大地减少铸件的疏松和气孔缺陷, 提高铸件的致密度, 获得的铸件可热处理;同时, 该工艺能有效地增大合金与铸型间的传热系数及冷却能力, 获得的铸造组织晶粒细小, 是一种具有广泛应用前景的先进成形工艺技术。挤压铸造最重要的工艺参数是铸型温度、浇注温度、合挤压压力、保压时间和挤压速度, 这些因素与铸件的结构密切相关。挤压铸造的充型压力比重力金属型铸造要高几个数量级, 要获得无气孔的挤压铸件, 凝固温度区间越大所需的充型压力越大。(5)半固态铸造

半固态是指合金内既存在球团状固相又存在流体液相的两相状态。半固态铸造是合金在凝固过程中, 进行剧烈搅拌或控制固-液温度区间, 得到半固态组织, 然后浇注成形的方法。该工艺成形温度低,凝固收缩小, 成形零件精度高, 质量好, 是一种大有前途的镁合金零件的成形方法。镁合金半固态铸造可分为: 流变铸造、触变铸造和触变注射成形。镁合金半固态流变铸造。镁合金半固态流变铸造, 是将经搅拌等工艺获得的半固态浆料在保持其半固态温度的条件下直接进行半固态铸造, 由于半固态金属浆液的保存和输送很不方便,因而这种方法投入实际应用的较少。有人直接在压铸机压室中用电磁搅拌方法制备半固态金属浆液,然后将其挤入模具型腔成形。该工艺的关键是制得固相为球团状的半固态组织。目前常用的半固态组织的制备工艺有: 机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱发熔化激活法和半固态等温热处理法、化学晶粒细化法、形变热处理法、喷射沉积法等。镁合金半固态触变铸造。触变铸造也叫触变成形, 是将经搅拌等工艺获得的半固 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

态坯料冷却凝固后, 按所需尺寸下料, 再重新加热到半固态温度, 然后放入模具型腔中进行成形加工。

华东科技大学的万迪庆[4]研究了半固态重熔加热工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织演变及其耐蚀性的影响。结果表明：AZ91D镁合金在液固双相区进行重熔处理时，合金中低熔点共晶组织首先发生熔化并隔离α-Mg树枝晶，其后被隔离的粗大α-Mg树枝晶逐步演化成为类球晶甚至发生合并长大现象。半固态重熔处理中合金组织内部共晶组织分散程度或枝晶球化程度越高越有利于提高合金的耐蚀性。注射成型。半固态触变注射成形的工艺过程接近于注塑成形。首先将镁合金锭加工切制成细颗粒状, 将此种镁合金颗粒装入料斗中, 强制输送到粒筒中, 粒筒中旋转的螺杆驱使镁合金颗粒向模具方向运动, 当其到达粒筒的加热部位时, 合金颗粒呈部分熔融状态, 在螺旋体的剪切作用下, 具有枝晶组织的合金料形成了具有触变结构的半固态合金, 当其累积到一定体积时, 被高速(5.5m / s)注射到抽成真空的预热型腔中成形。半固态合金在外力作用下可以像热塑性塑料一样流动成形, 但触变注射成形的温度、压力和螺杆旋转速度远远高于注塑设备的。成形的加热系统采用了电阻和感应加热的复合工艺, 将合金加热至(582±2)℃, 固相体积分数达60% , 同时通入氩气进行保护。

2.3镁合金表面防腐处理

镁合金优异的物理和机械性能使其近年来得到广泛关注。镁合金具有较高的比强度和比刚度，较强的电磁屏蔽和抗辐射能力，以及良好的减震性、切削加工性能等特点，在汽车、摩托车等交通工具，3C产品、航空航天、兵器工业等领域的应用日趋广泛。但是镁是一种电负性极强的金属，标准电极电位为－2.37V，在潮湿，CO2，SO2，Cl-的环境里极易发生腐蚀。除此之外，镁合金由于杂质元素和合金元素的存在，还容易产生电偶腐蚀、应力腐蚀开裂以及腐蚀疲劳，大大限制了镁合金在工业、军工等领域的广泛应用。目前国内外都加大了对镁合金腐蚀问题的研究，以期通过有效的表面处理方法来提高镁合金表面的抗腐蚀能力，使其能够在不同的领域得到更为广泛的应用。（1）化学转化膜处理

镁合金化学转化膜的防腐蚀效果优于自然氧化膜[5],并且化学转化膜可提供较好的涂装基底。传统的化学转化法是铬化处理，其机理是金属表面的原子溶于溶液后，引起金属表面的pH值上升，在金属表面沉积铬酸盐与金属胶状物的混合物的过程，这种混合物在未失去结晶水时具有自修复功能，因而耐蚀性好。但由于铬酸盐处理工艺中含Cr6+离子，对环境造成污染且废液的处理成本高，现已被其它的化学转化膜法所取代，如磷酸－高锰酸钾转化膜、稀土转化膜等。磷酸－高锰酸钾转化膜处理方法主要是在镁合金表面形成以Mg3(PO4)2为主的组成物，同时含有铝、锰等化合物的磷化膜。经过该处理所得的膜层为微孔结构且与基体结合牢固，并具有良好的吸附性、耐蚀性，因而可作为镁合金涂装中的底漆层使用。赵明[6]等人对镁合金磷酸盐－高锰酸盐化学转化处理工艺进行了研究，发现pH值为4，K2HPO4的质量浓度为150g/L,KMnO4的质量浓度为40 g/L的 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

处理液能显著提高镁合金表面的耐腐蚀性能。在盐雾试验温度为30℃，盐雾沉积率为0.0138 mL/（cm2·h）的条件下，连续喷雾24 h后，镁合金表面所得膜的腐蚀率为8%，而铬酸盐处理工件表面腐蚀率为21%。这说明镁合金磷酸盐－高锰酸盐化学转化处理能提高镁合金表面抗蚀能力。

Rudd等研究发现镁及镁合金在经过pH值为8.5的铈、镧和镨等稀土盐溶液浸泡处理后，可以显著提高镁及其合金的表面耐腐蚀性能。但随着浸泡时间过长，涂层的保护性能开始恶化，导致镁合金表面的耐腐蚀性能也随之降低。因此，为了得到较好的表面处理效果，在形成稀土转化膜后应立即进行封孔处理。（2）阳极氧化处理

阳极氧化处理[7,8]是镁合金现今应用较广的一种表面处理方法。阳极氧化不同于化学氧化，它是通过电化学反应，在金属表面得到具有一定厚度、稳定的氧化膜层，从而提高金属表面耐腐蚀性能。

DOW17法和HAE法是20世纪50年代开发的阳极氧化技术。DOW17法生成的氧化膜是由Cr2O3，MgCr2O3及Mg2FPO4构成，该氧化膜的耐蚀性和耐磨性好，但脆性较大。用HAE法制成的氧化膜是由MgO与MgAl2O4 构成，膜层坚硬，耐磨性好，进一步喷漆后盐雾试验可达到500h。但这两种工艺都含有剧毒的六价铬离子，含铬的化合物对环境和人类健康都有着不同程度的危害。因此，目前各国着力于研制一种环保型的电解液用于镁合金的阳极氧化。等离子微弧阳极氧化是对阳极氧化工艺的继承和发展。等离子微弧阳极氧化在阳极区产生等离子微弧放电，微弧氧化电压[9]在140V～220V之间，火花放电短时间（1s～2s）里使金属表面局部温度升高至1000℃以上，从而使氧化物熔覆在镁合金表面，形成陶瓷质的阳极氧化膜，大大提高了普通阳极氧化膜的硬度和致密性。因此等离子体微弧阳极氧化比普通阳极氧化膜的耐蚀性和抗磨性均有提高。薛文彬等在浓度为10g/L的NaAl2O3溶液中用30kW的等离子微弧氧化装置对镁合金MB15进行2 h的微弧阳极氧化处理，对氧化膜分析发现，基材表面中的Zn元素会进入溶液，而溶液中的Al元素参与化学反应并进入氧化膜内，在膜表面形成贫Zn富Al层。将处理过的样品在0.1%的H2SO4溶液中浸泡4 h后，白色氧化膜开始出现腐蚀坑，而未处理的镁合金放入同一溶液中几秒钟后就出现明显的析氢腐蚀。这表明镁合金经微弧阳极氧化处理后耐蚀性得到较大的提高。（3）金属涂层处理

化学镀是在镁合金表面制备金属涂层的常用方法。该方法制备的金属涂层是通过溶液中的金属阳离子还原为金属原子沉积于镀件表面来实现的，其中反应所需的电子由基体金属直接提供。其优点有：可以在形状复杂的样品，特别在孔洞及深凹处制备厚度比较均匀的镀层。目前已应用于镁合金的化学镀层主要有Cu/Ni/Cr，Ni/Au，化学镀镍等。化学镀镍是近年来应用广泛的一种方法。化学镀镍主要有浸锌法和直接化学镀镍2 种。浸锌法其工艺流程与电镀相同，其工艺过程为：表面处理－活化－浸锌－镀铜－化学镀 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

镍/电镀，但其工艺复杂，镀液中含有CuCN，KCN，NaCN 等毒性较大的物质，易对环境造成污染。直接化学镀镍是通过还原剂将水溶液中的镍离子催化还原为金属镍并沉积到零件表面的方法。直接化学镀镍法工艺简单、毒性小、废水处理容易，而且镀层的结合性能较好。玄兆丰等人对AZ91D镁合金[10]进行了直接化学镀镍工艺的研究。工艺流程为：制样－超声波清洗－碱洗－水洗－酸洗－水洗－活化－水洗－化学镀镍－水洗－烘干。生成的化学镀镍层经显微硬度测试，镀层HV 硬度为5500MPa～6000MPa，在经过300h连续喷雾的中性盐雾试验检验后，镀层未出现腐蚀斑点，表明镀层具有良好的耐蚀性，为镁合金基体提供了良好的保护。此外，热喷涂也是在镁合金表面制备金属涂层的一种方法。热喷涂是通过火焰、电弧或等离子体等热源，将线状或粉状的材料加热至熔化或半熔化状态，随后将其形成高速熔滴，喷射于镁合金基体表面，经过冷却后，在表面形成金属涂层。该方法可以对镁合金表面进行强化，从而提高镁合金表面耐磨和耐腐蚀性能。常用的镁合金表面热喷涂处理方法有表面热喷涂铝、喷涂纳米和陶瓷涂层材料等。

（4）有机涂层处理

有机涂层也是一种镁合金防腐蚀的重要方法。有机涂层的种类很多，如油或油脂能在短时间内保护镁合金；环氧树脂涂层由于具有很强的黏附力，与水不发生浸湿，并且强度高，从而应用较为广泛。尽管有机涂层的品种很多，操作简单，适应范围较广，是一种较为经济的镁合金表面处理方法。但是，一般比较薄（厚度小于1μm）、有孔隙、机械性能差，在强腐蚀介质、冲刷、冲击、腐蚀、高温下容易脱落，因此，只能在短时间内对镁合金进行保护。粉末涂层也是有机涂层的一种。该方法首先将添加颜料的树脂涂层粉末涂于基体表面，然后加热使其聚合熔合形成匀、无孔的膜层。由于环保，操作简单，并能在粗糙表面形成均匀的厚度的膜层，同时涂层材料损失很小，且可使用不溶于有机溶剂的树脂作为涂层粉末，故可作为涂漆工艺的理想替代涂层。镁基体上得到的环氧基粉末涂层在盐雾试验和腐蚀循环试验中表现出良好的耐腐蚀性能。（5）有机镀膜

森邦夫等研究开发的有机镀膜技术[11]，是一种赋于金属材料表面多功能化和高性能化的有效方法[12]。该方法采用三电极工作方式，镀液为含有特殊功能基团的三氮杂嗪硫醇类有机化合物水溶液，在施加一定的电流或电压和较短时间的条件下，有机化合物单体在镁合金表面通过电化学反应生成纳米级厚度的有机功能薄膜，从而对镁合金表面进行改性。由于该有机薄膜是通过三氮杂嗪类有机物中所含的功能基团与镁合金表面反应生长并相互聚合增厚得到，且该薄膜生长致密、排列有序，因而经有机镀膜处理后的镁合金表面具有良好的抗腐蚀性能。此外，由于镀液为功能基团可选的三氮杂嗪硫醇类有机材料，因而可以通过选择不同的功能基团（如疏水、亲水），达到镁合金表面多功能化改性。

（6）物理气相沉积 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)是在真空条件下，采用各种物理方法，将固态的镀料转化为原子、分子或离子态的气相物质后，沉积于基体表面，形成固体薄膜的过程。按沉积薄膜气相物质的生成方式和特征可以将其分为真空蒸镀、溅射镀膜和离子镀膜3种。中国科学院金属研究所霍宏伟等人尝试通过磁控溅射的方法对AZ91D镁合金表面进行改性。试验选用纯Al材料作为靶材,试验采用氩气压力为0.2Pa，功率15kW，基体温度300℃，溅射时间1.5h。然而由于AZ91D镁合金和Al之间的线性热膨胀系数的差异，溅射Al薄膜层与镁合金表面的结合力并不理想。Senf[13]等用PVD的方法在AZ91镁合金表面沉积了Cr和CrN的多层膜。结果表明，这些膜层解决了膜层与基体结合力和耐磨性的问题，但是由于制得的膜层具有较多的孔洞，而导致表面的防腐能力较差。

（7）快速凝固和其它表面改性处理

快速凝固技术[14]是一种能够有效的提高镁合金耐蚀性的方法，其原因有2个方面：一是快速凝固合金的成分和组织均匀，能抑制局部腐蚀；二是快速凝固技术能提高合金的固溶度，使有害杂质固溶于合金基体中，不易使有害相析出，从而减轻了腐蚀倾向；同时还能形成非晶态的氧化膜，提高合金的耐蚀性。实验结果表明，快速凝固工艺可以将镁合金的腐蚀速率降低至少2个数量级，并且点蚀电位大大提高。发生应力腐蚀开裂时，快速凝固镁合金的再钝化速度和钝化膜的完整性也大大高于普通铸造镁合金。除此之外，离子注入、激光表面热处理和激光表面合金化等表面改性技术也能够显著的提高镁合金的抗蚀性能。离子注入法是一种较新的表面改性方法，实验证明，通过往金属表面注入耐蚀性好的Al，Cr，Cu等元素，可大幅度的提高合金的耐蚀性。

3．课题的研究目标和内容

目标：本课题主要研究目标是半固态重熔工艺对镁合金组织与耐腐蚀性能的影响。内容：主要针对应用最广泛的AZ91镁合金进行研究，通过考察对比铸态树枝晶与挤压后的球形晶两种初始状态重熔加热后的组织的变化，探讨用于获得半固态组织的较佳的初始状态，为镁合金的半固态成型奠定基础。

（1）AZ91镁合金试样加工，确定获得半固态组织的等温处理工艺参数；（2）改变等温温度、等温时间，对不同工艺参数下得到的试样组织进行金相观察；（3）进行浸泡腐蚀试验；（4）分析讨论试验结果；（5）撰写论文，准备答辩；

4．实验方案可行性分析及已具备的实验条件

工厂可以提供原材料，学院试验设备能保证基本的组织观察。成形专业已经学习了成型原理，合金熔炼及镁合金的一些相关知识，有一定的专业基础，同时通过实验课程的学习学生已具备了基本的应用检测仪器的能力，会制作金相试样，会进行组织观察。这些都保证了毕业设计能顺利的进行。大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

参考文献

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第五篇：环境与健康论文(环境因素对人类健康的影响

环境与健康论文（环境因素对人类健康的影响

1、人类与环境的关系

环境是指以我们人类为主体的外部世界，是人类生存发展的物质基础。人与环境，象鱼和水一样密不可分。环境创造了人类，人类依存于环境，受其影响，不断与之相适应；人类又通过自身的生产活动不断改造环境，使人与自然更加和谐。生活环境对人类的生存和健康意义重大，适宜的生活环境，可以促进人类的健康长寿。反之，如果对人类生产和生活活动中产生的各种有害物质处理不当，使环境受到破坏，不仅损害人类健康，甚而还会导致人类健康近期和远期的危害，威胁子孙后代。也就是说严重的环境污染，能造成生态系统的危机，导致人类的灾难。流行病学研究证明，人类的疾病70％～90％与环境有关。人类想健康长寿，就必须建立和保持同外在环境的和谐关系。

2、地理环境与健康的关系

有关地理环境对人的寿命的影响。《黄帝内经》中《素问·五常政大论》说：“一州之气，生化寿夭不同，其故何也?岐伯曰：高下之理，地势使然也。……高者其气寿，下者其气夭，地之小大也，小者小异，大者大异。”此指居住在空气清新、气候寒冷的高山地区的人多长寿，而那些住在空气污浊、气候炎热的低洼地区的人则寿命相对较短。作为养生的地理环境，最理想的居处是阳光充足，空气清新，水源洁净，土壤肥沃，景色秀美的自然环境。在地理环境的选择上，唐代医家孙思邈在《干金翼方》中提到：“山林深远，固是佳景……背山临水，气候高爽，土地良沃，泉水 清美……若得左右映带岗阜形胜最为上地，地势好，亦居者安。”良好的地理环境不仅是人类物质生活的可靠保证，而且是人体健康不可缺少的条件。自古以来，僧 侣的庙宇或皇族的行宫多建筑在环境幽静、林木茂盛的山上，或在碧波环绕、水天一色的海岛上，说明人们对养生的地理环境选择上，早已达到相当高的水平。目前在城市 我们对住宅的环境进行绿化和美化，使其达到良好的生活环境，以利于养生。创造一个树木环绕，郁郁葱葱，鲜花盛开，千姿百态的住宅环境。这样的环境可以使居住者心旷神怡，置身于大自然的纯朴美和自然美之中，为生活增添无限乐趣，从而达到养生怡性，延年益寿的目的。

3、环境污染的危害

环境污染主要包括以下几个方面：一是工业废气、噪声等环境污染严重；二是人们赖以生存的水质污染严重；三是每日三餐中的果蔬食品，由于施用化肥农药及激素类所产生的毒害；四是人们日常生活中电器类的污染。上述诸种因素造成了人体的生理平衡失调~~~~~~~ 在日益经济化的社会中，各类非自然的新物质层出不穷，人类在享受这美好的生活的同时也在注意着对自己身体好坏的东西。尤其是在人类每日必须的餐饮方面。“美好火腿肠，不添加任何防腐剂„„”这句耳熟能详的广告语提醒着人们食品的安全，食品添加剂，是指为改善食品品质和色、香、味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或是天然物质。食品添加剂是一种非营养物质，添加剂的种

类按其来源可分为天然食品添加剂与化学合成食品添加剂两大类。天然食品添加剂是利用动植物或微生物的代谢产物等为原料，经提取所得的天然物质。化学合成食品添加剂是通过化学手段，使元素或化合物发生氧化、还原、缩合、聚合等合成反应所得到的物质。目前使用的大多属于化学合成的食品添加剂。

有了食品添加剂，食品安全的问题也就越来越引起人们的关注。食品添加剂的使用也引起了很多的争议，在用与不用之间产生了很多争论。其实，任何东西都具有两面性。就拿广泛用于风味酸奶、水果罐头、八宝粥、果冻、等食品的阿斯巴甜来说，它具有和蔗糖极其近似的清爽甜味，无苦涩后味和金属味，是迄今开发成功的甜味最接近蔗糖的甜味剂。阿斯巴甜的甜度是蔗糖的200倍，在应用中仅需少量就可达到希望的甜度,所以在食品和饮料中使用阿斯巴甜替代糖，可明显降低热量并不会造成龋齿。与蔗糖或其他甜味剂混合使用有协同效应，如加2%～3%于糖精中，可明显掩盖糖精的不良口感，与香精混合，具有极佳的增效性，尤其是对酸性的柑桔、柠檬、柚等，能使香味持久、减少芳香剂的用量。此外，阿斯巴甜中的蛋白质成分，可被人体自然吸收分解。当然，有利必有弊，阿斯巴甜对酸、热的稳定性较差，在强酸强碱中或在高温加热时易水解生成苦味的苯丙氨酸或二嗦呱酮，不适宜制作温度>150℃的 面包、饼干、蛋糕等焙烤食品和高酸食品。因为阿斯巴甜在人体胃肠道酶作用下可分解为苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇，不适用于苯丙酮酸尿患者。也有报告指出有少数人会对阿斯巴甜

不耐，可能会引起头痛、抽搐、恶心、过敏反应的症状。有了这些不利的因素存在，人们所担心的问题也就随之而来。也许有人会想：不在果冻、八宝粥、水果罐头等食品里加阿斯巴甜就不会对人们的健康产生威胁了。但是，很多问题并不是人们所想象的那么简单，如果不用阿斯巴甜代替糖，食品中存在的糖分就会增多。吃糖过多可影响体内脂肪的消耗，造成脂肪堆积，容易肥胖；吃糖过多，还可以影响钙质代谢；吃糖过多，会使人产生饱腹感，食欲不佳，影响食物的摄入量，进而导致多种营养素的缺乏。除此之外，食用过多的糖可能会导致心脏病、高血压等疾病。对幼儿来说，可能会造成龋齿、近视、软骨症、消化道等疾病。这同样对人的健康产生了极大的威胁。所以，有的时候使用一定的添加剂是有益的。

其实，食品添加剂并没有人们想象的那么危害人的健康，它会为人们带来很多方便。除了上面所说的阿斯巴甜以外，还有很多食品添加剂都有一定的用处。比如说防腐剂，除了少数的物品（如食盐）外，食品都来自各种动物或植物，各种生鲜食品，在植物采收或动物屠宰后，若不及时加工或有效保存，往往会败坏变质，适当的加入一些防腐剂，就可以延长食品的保存期。很多人认为食品中的防腐剂会威胁人的身体健康。可一些食品如果不使用防腐剂的话，会引起致病菌的大量滋生，更加威胁人的健康。因此，适当的使用防腐剂对我们来说是有必要的。我们不必为了担心食品的变质而勉强自己一定要在短时间内用完。食品的色、香、味、形态等也是人们很在意的一项重要指标。食品加工后会出现褪色、变色、风味和质地的改变。适当使用着

色剂、护色剂、漂白剂、香料、乳化剂和增稠剂，可明显提高食品的感官质量，满足消费者的不同需要。食品的营养成分是人们最关注，也最在意的一件事，食品应富有营养，但食品加工不可避免地造成一定的营养素损失。食品加工时适当地添加某些属于天然营养素范围的食品营养强化剂，可大大提高食品的营养价值，这对于防止营养不良和营养缺乏、促进营养平衡、提高人们健康水平具有重要意义。当然了，任何东西都不能过多的使用，就算是再好的东西使用过度，也会对健康产生影响，上述所说的各种食品添加剂当然也不例外，所以，我们在使用食品添加剂时要适中，适当。另一方面，食品添加剂的使用是人类饮食文化进步的表征。食品工业越发展，人民生活水平越提高，使用食品添加剂品种也就越多。

天然品不等于安全，合成品不等于有毒。不要盲目迷信“纯天然”食品。食品的优劣，不能以所含成份是天然生成还是人工合成来衡量，天然物质并非全部是无害的，人工合成物质也并非都会有损健康。比如：人类食用的动植物，有些本身就含有有害的物质；欧美一些国家对我国的中草药就不认可；用于生产食品的油脂、调味品、面粉等原料本身就已经含有合成防腐剂；人类大量服用的西药都是合成化学品。使用的食品添加剂只要是符合国家标准，就是安全的。超量使用，即使是天然的，也可能适得其反。

总之，在面对食品添加剂和食品安全的问题上，我们应该用正确，科学的态度去认识它们，合理、合法的使用食品添加剂，完善统一全面的食品安全标准和检验检测体系，加强食品安全的保障体系建设。

由于，新的食品安全问题会不断涌现，因此，食品安全控制不是一朝一夕就能解决的，也不是单独某一个部门能搞好的，而是一项需要多个政府部门共同负责的长期任务。目前，我国已经加强了监督解决食品安全问题的力度，在一些领域已经取得了一定成绩。可以预见，在政府以及社会各阶层的共同努力下，食品安全问题能够得以更好的解决。