第一篇：纖維格柵對提高砌體墻抗震性能的影響與應用研究論文（大全）

配筋砌體具有砌體結構本身的易于就地取材、耐火耐久性良好、保溫隔熱性能良好等優勢，而且加大了延性抗震性能，在國內外有了快速發展.然而目前配筋砌體結構存在施工量大、鋼筋現場加工不易、鋼筋易被腐蝕等缺點，尤其對于目前大力推廣的薄灰縫砌體來說(對于節能效果好的灰縫厚度小于3mm的墻體無法配置直徑為5～6mm 的鋼筋)，傳統配置鋼筋(或網片)的方式已成為配筋砌體推廣的障礙.另外，砌體在受壓狀態下，將產生壓縮變形，而塊材本身的變形極小，主要是灰縫砂漿的變形，灰縫砂漿越厚，壓縮變形值越大，形成橫向拉應力也越大，故砌體越容易破壞.對此必須采取一定對策，探索一種既能實現薄灰縫墻體又能提高墻體延性，而且施工方便、耐久性好、價格合理的材料與技術已勢在必行，從而使推廣節能、抗震、防裂的砌體結構成為可能.配纖維布砌體墻體抗震性能

1.1 玻璃纖維布力學性能測試

本試驗采用GB/3354-1999《定向纖維增強塑料拉伸性能試驗方法》中介紹的方法.對試驗所用EGFW430玻璃纖維進行試驗得到其力學性能指標.1.2 試件設計與制作

試驗共進行了4片墻，即無筋普通砂漿砌筑墻片1片、普通砂漿水平配鋼筋墻片1片(水平配鋼筋為每片灰縫放置4根Ф4.5mm鋼筋，總計16根，體積配筋率[3]為0.08%)、普通砂漿水平鋪30kN/m抗拉力的耐堿玻璃纖維墻片1片，以及專用砂漿水平鋪纖維墻片1片.砌塊統一采用北京現代建筑材料有限公司的蒸壓加氣混凝土砌塊，外型尺寸為600mm×240mm×250mm，強度等級A5.0MPa，砂漿設計強度均為M5.0.墻片設計尺寸為1 210mm×240mm×1 290mm.墻頂為強度等級為C30的混凝土壓梁(主筋采用4Ф12mm，箍筋Ф6mm@200)，壓梁高250mm模擬為圈梁，且在加垂直荷載時作為分配梁，墻片砌筑在強度等級為C30的混凝土地梁上(主筋6Ф18mm，箍筋Ф6mm@200).1.3 試驗方案

為更好地模擬房屋層間墻體在地震作用下的工作特性和破壞模式，試件的上下兩端設置了鋼筋混凝土梁，通過四連桿機構保證墻體頂部在水平力作用下只有水平移動而無轉動的邊界條件.為模擬房屋層間墻體作用的豎向荷載，采用同步液壓加載裝置，并配有自動保壓和壓力調節裝置(JSF-Ⅱ/31.5-4高精密靜態伺服液壓控制臺).在施加水平往復荷載之前，首先施加豎向荷載，先預加幾次，待觀察墻片受力正常無平面外偏心后，將豎向荷載1次加至要求值.在整個試驗過程中，豎向荷載值保持不變.根據國內外資料和大量磚砌體的試驗數據及蒸壓加氣混凝土力學參數，對墻片采用分級施加水平荷載，每級荷載值在試件初裂以前以荷載控制.第1級荷載值取預計荷載值的20%，后一級荷載數值較前一級增加20kN，每級循環1次，如此逐步提高荷載值.當墻體出現裂縫后采用位移控制，以初裂縫荷載下位移為控制量，并以該位移值的倍數為級差進行位移控制加載，位移控制時循環2次.直到可載力下降至極限荷載的80%試驗停止.1.4 試驗結果

本次試驗砂漿強度采用試塊強度和回彈儀測定的實際強度值，開裂荷載Pc指墻體上出現肉眼所見的第1條裂縫時的荷載值，破壞荷載Pw為下降到極限荷載80%附近的荷載值.1.4.1 墻體破壞特征

蒸壓加氣混凝土砌塊墻體在水平往復荷載作用下呈剪切型破壞.由于砌塊抗壓強度較低，砌體砂漿強度一般高于砌塊強度，因此墻體破壞大部分為砌塊破壞而不是像粘土磚墻體那樣沿砂漿灰縫破壞.幾種砌體的破壞特征：

1)無配筋砌筑墻體(W-P-1)

當水平荷載達到開裂荷載時，墻體突然出現沿45°斜裂縫，裂縫大部分穿過砌塊而很少沿灰縫破壞.墻體開裂前無明顯破壞跡象，裂縫出現后擴展迅速，破壞后裂縫高度也較大，裂縫形式基本為1組交叉主裂縫.2)水平配鋼筋墻體(W-PG-2)

當水平荷載達到極限荷載的90%左右時，在墻體中部出現細微斜裂縫，隨著荷載的不斷增加裂縫不斷向角部擴展，裂縫較均勻地分布在整個墻面，且縫比較細小，很難分辨出哪一條是主裂縫.這種現象表明了配鋼筋后的墻體應力分布更加均勻合理.3)水平配纖維布墻體(W-PX-4和W-ZX-5)

當水平荷載達到初裂值時，其破壞特征與無筋砌筑墻體相似，墻體出現交叉斜裂縫.隨著荷載的增加主裂縫開始發展緩慢，并在主裂縫附近出現新的斜裂縫.此時的墻體破壞接近水平配鋼筋墻體的破壞特征.雖然纖維相對鋼筋較弱，但也改善了砌體的延性，墻體的抗剪強度及變形能力均有所增長.1.5 試驗結果分析

幾種類型墻體的承載能力.與無筋墻體比較，普通砂漿水平配纖維墻體的極限剪切力提高了8%;普通砂漿水平配鋼筋砌塊墻體極限剪切力提高了45% 左右;專用砂漿配纖維提高了38%.從表3中墻體開裂荷載與極限荷載比值中可以看出蒸壓加氣混凝土墻體一旦開裂，承載能力一般不會再提高多少，說明墻體開裂后的強度儲備較少，材料的脆性異常明顯.當蒸壓加氣混凝土墻體配制了水平鋼筋或纖維后開裂尚有30%以上的荷載儲備.水平配筋和纖維不但提高了砌塊的承載能力，而且也改善了砌塊的脆性性質.通過上述A 類蒸壓加氣混凝土墻體水平往復荷載下的破壞試驗，可以得出：

1)從幾種類型加氣混凝土墻體試驗的承載力來看，普通砂漿水平配鋼筋砌塊墻體為最好，專用砂漿和普通砂漿水平配纖維次之，無筋普通砂漿砌筑墻體最差.2)在灰縫中配制纖維和鋼筋可以延緩砌體的開裂，可以大幅度提高砌體的變形能力，提高其延性.3)幾種類型試件破壞屬于剪切破壞，無筋普通砂漿墻體的破壞形式為1組主交叉裂縫;配纖維墻體在主裂縫兩側出現許多細小斜裂縫;水平配鋼筋墻體出現多條斜裂縫，分不清哪個是主斜裂縫，同時裂縫沿墻面分布均勻，寬度也較細，表明水平配鋼筋墻體內力分布更均勻合理.配纖維格柵砌體

2.1 方式的提出

由試驗數據分析得出：水平配纖維布試驗墻體W-PX-4和W-ZX-5，其延性系數分別比普通砂漿無筋墻體提高1.05和1.15倍.由此可以看出，水平配纖維布可以提高結構的延性，但提高的程度有限.纖維布本身相對于鋼筋較弱，希望能夠找到一種型似纖維布，強度介于鋼筋和纖維之間使之在應用過程中發揮最大能力、經濟適用的工程材料.經檢索及廣泛調研與分析，認為在墻體灰縫中配置一定數量的纖維格柵可成為普通鋼筋的理想替代品.2.1.1 纖維格柵的優點

纖維格柵常用于道路工程中，是一種經特殊設計與制作的網格織物，相當于對瀝青混合料進行加筋處理.具有以下優點：

1)經過特殊處理劑對纖維格柵進行涂覆后，纖維格柵能夠抵抗各類物理磨損和化學侵蝕，還能抵御生物侵蝕和氣候變化帶來的不利影響，以保證其性能穩定.2)由于材料本身具有高抗拉強度和低延伸率，可以增加砌體的彎曲抗拉、抗震性能及延緩裂縫的效果.3)其自重輕、易于剪裁，施工簡單方便，可操作性強、施工質量可控.4)玻纖網格的集料嵌鎖作用，緩解了砂漿的橫向應變，進而改善了水平灰縫中的拉、彎、剪等復雜應力狀態.5)利用纖維格柵材料截面輕薄可以有效減小灰縫厚度，進而提高砌體結構強度的同時提高墻體的熱工性能.伴隨著國家城鎮化建設及新農村建設的推進，墻材革新、建筑節能的力度不斷加大.研究應用纖維格柵代替配筋砌體中傳統鋼筋具有很好的現實意義及廣闊的應用前景.2.1.2 國內外纖維格柵研究現狀及分析

目前，纖維格柵材料主要應用于道路工程中，用來抵抗由于路面基層裂縫引起的瀝青混凝土路面反射裂縫的發生，以及對老路面發生網裂和嚴重龜裂的修復.美國、澳大利亞及日本等發達國家，纖維格柵的應用已有10多年時間，對其作用機理也作了大量系統研究，其中包括：S.F.Brown的“格柵實驗研究”、R.Hass的“格柵瀝青路面足尺寸試驗研究”、Mofil石油公司的“格柵瀝青加鋪層”等，并制定了相應的設計規范，在高等級公路、市政道路及機場跑道等要求較高的領域應用相當廣泛.我國近幾年的研究有：李紅研究了纖維格柵抗凝冰瀝青路面的融凝冰功率-升溫時間關系及融凝冰能力.王清標研究表明纖維格柵材料能夠保證其性能的穩定性，并具有對土體的嵌鎖咬合能力.張佰真銘確定了纖維格柵的抗拉強度，得出了格柵具有延緩裂縫及對路面的承載能力有明顯改善效果的結論.韓樹峰研究表明，加筋復合路面具有優良的低溫抗裂性與高溫穩定性.李之輝進行MTS疲勞加載試驗，研究表明土工織物對復合式路面抗反射開裂疲勞壽命的延長均有明顯的貢獻.以上研究表明纖維格柵具有高抗拉強度、低延伸率、熱穩定性、無長期蠕變、物理化學穩定性好及集料嵌鎖等優點.證明了纖維格柵在配筋砌體中可以作為普通鋼筋的理想替代品.2.2 設計建議

建議配纖維格柵砌體有2種：1)由塊體、砂漿和纖維格柵組成;2)由塊體、砂漿、纖維格柵、豎向鋼筋、混凝土組成.對于第1種形式，按照規范計算，在固定高度處水平砂漿層內鋪設纖維格柵材料，不設置水平鋼筋與豎向鋼筋，其中纖維格柵材料的具體指標參數根據設計實際確定.塊體間灰縫厚度設為3～5mm，采用專用砂漿.對于第2種形式，按照規范計算，在固定高度處水平砂漿層內鋪設纖維格柵材料，不設置水平鋼筋，豎向鋼筋正常布置，其中纖維格柵材料的具體指標參數根據設計實際確定.塊體間灰縫厚度設為3～5mm，采用專用砂漿，同時按照規定設置豎向鋼筋，灌注砂漿及混凝土.在現場砌筑中，根據實際需要采用相應的塊體砌筑，首先砌筑塊體，并根據設計情況在砂漿層鋪設纖維格柵材料.2.3 亟待解決的問題

鑒于纖維格柵替代配筋砌體中的水平鋼筋是一種創新嘗試(以下簡稱纖維格柵配筋砌體)，需要進行許多理論及實際工作.主要概括為以下幾個問題亟待解決：

1)纖維格柵材料與砂漿的協同工作性能.纖維格柵與砌塊專用砂漿共同作用的必要條件就是二者之間有可靠的錨固和粘結.因此，分析纖維格柵與砌塊砂漿的工作狀態及錨固粘結應力也是今后研究中需要解決的.2)纖維格柵配筋砌體的受力性能.對比配筋砌體，探究纖維格柵配筋砌體的抗壓、彎曲抗拉強度及其破壞形式.另外，需研究纖維格柵配筋砌體中纖維格柵規格的選取及砂漿厚度對強度的影響.明確受力機理，確定纖維格柵配筋砌體承載力計算公式是今后研究中需要深入的部分.3)剪壓強度理論模型的建立.砌體規范中的墻體抗剪承載力計算公式主要依據配鋼筋墻體的試驗結果擬合而得，未必適用于纖維格柵配筋砌體.試驗數據的離散性很大，有必要對纖維格柵配筋砌體剪力墻剪壓強度理論模型進行深入研究，有助于深入理解各因素的影響，促進試驗研究.4)纖維格柵配筋砌體在地震作用下的抗震性能及抗震設計方法.明確地震作用下的破壞形式、特征及機理，分析豎向荷載、格柵鋪設位置對抗震性能的影響，提出墻片恢復力模型.另外，因為砌體材料自身的復雜性，基于性能的抗震設計思想對砌體結構提出了很大的挑戰，能力譜方法在砌塊砌體結構中的應用需要進一步研究，特別是和試驗結果的對比分析.結論

1)通過配纖維布砌體墻體試驗得出，普通砂漿水平配鋼筋砌塊墻體為最好，專用砂漿和普通砂漿水平配纖維次之，無筋普通砂漿砌筑墻體最差.2)在灰縫中配制纖維和鋼筋可以延緩砌體的開裂，可以大幅度提高砌體的變形能力，提高其延性.3)水平配纖維布可以提高結構的延性，但提高的程度有限.纖維布本身相對于鋼筋較弱，希望能夠找到一種型似纖維布，強度介于鋼筋和纖維之間使之在應用過程中發揮最大能力、經濟適用的工程材料.基于此，經檢索及廣泛調研與分析，認為在墻體灰縫中配置一定數量的纖維格柵應當成為普通鋼筋的理想替代品.4)本文提出了一種新型的砌體結構形式——配纖維格柵砌體，提高了砌體結構的強度、抗震性能、熱工性能，延緩了裂縫的產生和發展，為砌體結構抗震設計提供新的思路，對促進建筑節能的發展具有重要的理論價值和現實意義.

第二篇：粉煤灰對鋼筋混凝土耐久性能的影響及其應用研究

粉煤灰對鋼筋混凝土耐久性能的影響及其應用研究

粉煤灰在國內已經應用多年。但一般只把它當作一種 *S 濟”的摻合料，試驗方法、使用規定均以代替”為出發點，以適應于水泥的條件來檢驗粉煤灰的效應，所以得出的結論總是摻量有限，多了不利。泵送混凝土使粉煤灰從 *S 濟”摻合料走向了幼能”材料，但離充分發揮粉煤灰作用還有一定的距離。隨著國內外對粉煤灰的大量研究及工程應用實踐，結果表明，在鋼筋混凝土中摻入粉煤灰能改善混凝土內部結構、大幅提高混凝土的耐久性，其有著良好的技術性、經濟性與社會意義之統一’ 11 已不僅只是經濟”摻和料)。正是基于粉煤灰對提高混凝土耐久性的良好應用前景，本文根據國內外研究情況，闡述粉煤灰對鋼筋混凝土耐久性的影響及機理，并對其應用進行探討。抗滲透性

向混凝土中摻入粉煤灰，能夠改善混凝土界面結構，使其滲透通道比基準混凝土的彎曲;粉煤灰中活性成分火山灰反應生成的水化硅酸鈣 C-S-日凝膠)能填塞水泥石中的毛細孔隙，堵塞滲透通道，增強了混凝土的密實度，增大了滲透阻力;同時其孔徑分布與基準混凝土也不同，摻粉煤灰混凝土大孔數量較少，其滲透系數也較小，具有良好的抗滲能力。有文獻報道’刁，高摻量粉煤灰混凝土的滲透系數可低至 1.6x10-’45.7x10-13m/s。隨著混凝土齡期增長，粉煤灰的火山灰活性進一步發揮，粉煤灰混凝土的抗滲性能提高更大。

2.抗凍融性

摻粉煤灰混凝土具有良好的抗凍融性能。其對混凝土抗凍融性的影響有以下 3 個方面，們活性效應固定了氫氧化鈣，使之不致于因浸析而擴大冰凍劣化所產生的孔隙。2)形態效應能使混凝土用水量減少，明顯有利于減少孔隙和毛細孔。6)填充效應可使截留空氣量和泌水量減少，并使孔隙細化，有助于使引氣劑產生的微細氣孔分布均勻，從而大大改善了混凝土的抗凍性能。有試驗表明’ 31，采用 I 級粉煤灰和低引氣型高效減水劑雙摻技術，所制備的 C50 粉煤灰混凝土具有良好的抗凍性，能經受 300 次(慢凍法)凍融循環。加拿大的 M alh otra V.M.etal 通過試驗 141 發現，50 次凍融循環后，高摻量粉煤灰混凝土有輕微的表面剝落，經 300 次凍融循環后，其出現的膨脹不會對混凝土造成危害，經 1000 次凍融循環后，試件內芯仍處于完好狀態。還有研究’ 5] 發現，混凝土的抗凍性隨粉煤灰摻量的增加而提高。如果在粉煤灰混凝土中加入引氣劑，其抗凍性會大幅提高。

3.抗碳化性

對混凝土的碳化作用有兩方面的影響。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，析出的氫氧化鈣數量必然減少，同時粉煤灰二次水化反應(主要吸收 Ca(OH): 生成水化硅酸鈣，均導致混凝土堿度降低，亦即混凝土抗碳化性能降低，這是不利的一方面。2)粉煤灰的微集料填充效應，能使混凝土孔隙細化，結構致密，在一定程度上能延緩碳化的程度，但是對防碳化擴散來說，是達不到鋼筋混凝土的要求的。對于粉煤灰的不利影響，現在已有相應的措施加以改善。如研究’ 6] 發現，當粉煤灰摻量等于或小于 40、復摻礦渣粉至總量為 60%,70% 和 80% 時，混凝土碳化深度均比單摻 60% 粉煤灰混凝土的要低;粉煤灰摻量為 50%、礦渣粉摻量為 10% 時，混凝土的碳化深度也比單摻 60% 粉煤灰的要低得多。即使用粉煤灰與礦渣粉的復摻技術可顯著緩和單摻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況下，可提高混凝土中摻合料的總量，降低水泥用月巨。

4.抗氯離子滲透能力

摻粉煤灰混凝土有較強的抗氯離子滲透能力。混凝土中摻入粉煤灰，能夠改善水泥石的界面結構，粉煤灰中活性成分火山灰反應生成的水化硅酸鈣 C-S-H 凝膠)填塞了水泥石中

毛細孔隙，堵塞滲透通道，增強了混凝土的密實度，且 C-S-H 凝膠會吸附氯化物于其中，因而提高了混凝土的抗氯離子滲透能力。大連理工大學通過摻有礦物摻和料的混凝土擴散性能試驗’ 71 發現，在相同水膠比條件下，添加 30%-45% 的粉煤灰后，混凝土的氯離子擴散系數明顯低于基準混凝土，說明摻粉煤灰可以明顯的提高混凝土結構抗氯離子滲透能力。進一步研究發現，同時摻粉煤灰和硅灰的混凝土抗氯離子滲透能力優于單摻粉煤灰混凝土，在硅灰摻量為 3% 的情況下，雙摻粉煤灰和硅灰比單摻硅灰時的混凝土抗氯離子滲透能力更強，而硅灰摻量在 4% 和 5% 時，單摻硅灰比雙摻時好。

5.抗硫酸鹽能力

美國工程實踐表明，抗壓強度或其它情況相同時，混凝土的粉煤灰含量越高，其抗硫酸鹽的能力越強。英國建筑物科學研究院也建議用粉煤灰提高混凝土的抗硫酸鹽能力’ 81。研究發現，在混凝土中摻入粉煤灰，口)能減少水泥用量即減少了由水泥帶入的 C,A 含量，也減少了水泥水化生成的 Ca(0 H)2 量，從而減少了與侵蝕溶液中侵蝕介質反應的 Ca(OH): 量;2)粉煤灰中活性成分的火山灰反應，減少了混凝土水化物中的游離 Ca(OH): 量，使得形成具有膨脹破壞作用的鈣磯石反應也相應減少，同時反應生成的水化硅酸鈣填塞了水泥石中毛細孔隙，增強了混凝土的密實度，也降低了硫酸鹽侵蝕介質的侵入與腐蝕速度。6 抗堿一集料反應能力

摻粉煤灰能降低混凝土的堿性，有效抑制堿一集料反應。有關試驗研究’ 91 表明，高摻量粉煤灰混凝土浸泡在 1 當量濃度的 NaOH 溶液中的膨脹量比相同條件下普通混凝土明顯要低。加拿大學者用粉煤灰等量替代高堿水泥，測試混凝土 7d,28d,84d,364d,545d,3270d 的膨脹量及相應凈漿孔溶液中堿濃度。結果發現，摻合料能顯著抑制堿集料反應，其機理不僅是對混凝土中堿的稀釋作用堿少了水泥水化生成的 Ca(0 H): 量)，摻合料的存在促使了堿固定于 C-S-H 中 1101抗鋼筋銹蝕能力

摻加粉煤灰，能提高混凝土中鋼筋的抗銹蝕能力。對大摻量粉煤灰混凝土的堿度研究發現，粉煤灰摻量為 0% ,30% ,40% ,50% ,60%, 70% 時，其 pH 值分別為 12.56,12.50,12.46,12.24,12.15,12.06，即粉煤灰摻量即使達到 70%, 混凝土的 pH 值仍在 12 以上，仍高于鋼筋混凝土結構允許的堿度(11.50)值，高于鋼筋表面鈍化膜破壞的臨界值 戶 H=11.50)，說明摻粉煤灰混凝土中的鋼筋仍能形成致密的鈍化膜。同劑大學的賀鴻珠、陳志源等人在青島小麥島試驗區海水中混凝土構件長達 11 年的暴露實驗發現，摻粉煤灰后混凝土的抗鋼筋銹蝕能力明顯提高。這與先前普遍認為在混凝土中摻加粉煤灰會對鋼筋造成不良影響銹蝕)剛好相反。

1.溫峰削減和形貌效應

粉煤灰能顯著的降低水泥水化產生的溫升。因為它的摻入，在保持混凝土的膠結材總量不變的條件下，相應地降低了混凝土中水泥的用量。因而，水泥的水化熱量降低，摻量增大時，降低更多。盡管其本身在混凝土中將產生火山灰反應，要放出水化熱，但是，這種反應滯后于主體對混凝土的水泥水化反應，而且時間也拉得很長，其反應熱可以忽略。所以，粉煤灰有良好的溫峰削減效應，能減少因溫升過大造成的混凝土開裂，提高混凝土的體積穩定性。粉煤灰顆粒絕大多數為玻璃球體，摻入混凝土中可減小內摩擦力，從而減少混凝土中用水量，并使混凝土孔結構得到改善，孔徑不斷細化，孔道曲折程度增大，因此，摻粉煤灰混凝土具有良好的抗滲透能力。火山灰活性效應和吸附作用

粉煤灰顆粒含有活性 Si0: 和 AI203，它們不斷吸收水泥水化生成 Ca(OH)2，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，并和游離石灰以及高堿度水化硅酸鈣產生二次反應，生成強度更高、穩定性更優、數量更多的低堿度水化硅酸鈣，改善水化膠凝物質的組成，并減少或消除了游

離石灰，且粉煤灰混凝土水化時產生的大量 C-S-H 凝膠會吸收和固定大量 Na’, Ka’ 和氯化物，使混凝土孔溶液中的有效堿和氯離子含量大大減少，因而有效抑制堿一集料反應，減少氯離子的侵蝕。

3.填充作用

水泥粒子之間填充性并不好，通常其平均粒徑為 20-30Rm，而粉煤灰(I ,11,m 級)的平均粒徑比水泥小超細粉煤灰更小，平均粒徑 3-6Rm>。因此，如果在水泥中摻入粉煤灰，則可大幅度改善膠凝材料顆粒的填充性，提高水泥石的致密度。純粉煤灰的相對密度比水泥的相對密度要小，在取代細度相近、重量相當的水泥時，可使細顆粒含量增多，這些顆粒填充在水泥粒子之間和界面的空隙中，使水泥石結構和界面結構更為致密。同時，粉煤灰中活性成分火山灰反應生成的水化硅酸鈣 C-S-H 凝膠)能填塞了水泥石中毛細孔隙，堵塞滲透通道，從而使混凝土的抗滲性大幅提高。這樣，水和侵蝕介質難以進入混凝土的內部，因而極大的提高了混凝土的耐久性。以上效應或作用)協同發揮，極大的提高了混凝土的耐久性。

綜上可以看出，摻粉煤灰能大幅提高混凝土的耐久性。但應用中有幾點需要認真研究 : 口)摻粉煤灰混凝土的抗碳化性需要改善。措施包括 : 適當增加混凝土保護層厚度。在粉煤灰混凝土中摻入耐久性改善劑。據研究，摻入耐久性改善劑，可提高混凝土的抗碳化性能。例如摻入耐久性改善劑的鋼筋混凝土結構(水灰比為 05，保護層 40mm)，其碳化速度極慢，碳化至鋼筋表面需 800 年’ 121 混凝土的表面作防護處理，采用雙摻技術等，以減少和防止摻粉煤灰混凝土的過早碳化。2)粉煤灰混凝土攪拌時，由于粉煤灰遇水易粘結成團，因此應與水泥同時投料并拌勻，然后再加水攪拌，攪拌時間宜延長，其潮濕養護時間也應適當延長。8)復摻即粉煤灰、硅粉和礦渣粉等復合使用)能補償單摻之不足，使單組分充分發揮各自的效應。并由于各組分顆粒形態、細度、化學組成均有不同，有可能相互激發，相互補充，對水泥石的孔結構產生復合效應，這種復合效應有待于作進一步的深入研究。

4)粉煤灰中的粗顆粒可在混凝土中起穩定體積的作用，故不必追求細度。碳會降低粉煤灰的抗裂性，故對粉煤灰重點應控制燒失量。

第三篇：果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響

果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響

摘要：為了探索不同組合的果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響，選擇健康的日齡,體重相同或相近的15~20Kg的仔豬（杜長大）60頭，隨機分成10個組，每組6頭，分別飼喂不同配比的寡聚糖，測定各組仔豬的日增重，飼料轉化率，死亡率和腹瀉率。結果表明：①果寡糖與甘露寡糖能提高仔豬的日增重，其中試驗6組仔豬日增重比對照組提高22.31，差異極顯著（lt;0.01），試驗8組仔豬日增重比對照組提高19.23，差異顯著（lt;0.05）。②果寡糖與甘露寡糖能明顯降低仔豬的飼料轉化率，試驗6組與試驗8組比對照組分別降低18.57和20.85。③果寡糖與甘露寡糖不同配比對仔豬腹瀉也有不同程度的降低，試驗6組與試驗8組比對照組分別降低100和83.33。從仔豬的日增重，飼料轉化率及腹瀉率來看，試驗6組與試驗8組可作為果寡糖和甘露寡糖在仔豬日糧中的適宜配比添加量。

關鍵詞：日增重飼料轉化率死亡率腹瀉率添加量

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

寡聚糖是一種功能性活性物質1，是由2-10個相同或不同的單糖經脫水縮合由糖苷鏈連接形成的具有直鏈或支鏈的低聚合糖類的總稱。因其不能被動物自

分泌的酶消化，但能被腸道中的有益菌利用，從而達到調節腸道微生物區系的作用，同時寡聚糖能激活免疫系統，增強機體免疫功能2。是目前被認為是一種有較大應用前景的畜禽飼料添加劑。近年來國內外對果寡糖，甘露寡糖，異麥芽糖等低聚糖的研究報道較多，但是有關低寡糖之間聯合作用及其作用機理卻很少見報道。為此，本試驗為了探索果寡糖與甘露寡糖聯合作用對仔豬生產性能的影響，探索果寡糖和甘露寡糖在仔豬日糧中的適宜配比添加量。為推廣寡聚糖在畜禽生產中的應用提供依據。

1．試驗材料與方法

1．1試驗材料與試驗處理

1．1．1試驗材料的來源及其添加量的確定

果寡糖由河北維爾康制藥有限公司提供，其含量為95。甘露糖由北京中科院深藍公司提供，其含量為95。

1．1．2試驗動物及分組設計

試驗動物由**省農科院試驗豬場提供的杜長大三元雜交仔豬，選用胎次

相同或相近，健康的體重15~20Kg的仔豬15窩（每窩8~11頭仔豬），按初始體重相同或相近，公，母一致的原則隨機分成10組，每組6頭仔豬（見表1）。經統計檢驗差異不顯著。試驗開始后進入預試期7天，期內完成編號，驅蟲，正常疫防注射。預試開始分別飼喂不同的試驗日糧，各組的基礎日糧相同（不添加任何抗生素藥物），其營養水平根據NRC（98版）仔豬的營養需要和試驗需求設計配方，試驗日糧及營養水平（見表2）。預試結束，稱重，并且組間體重經統計檢驗差異不顯著，進入正式試驗期,正式試驗期為30天。

表1Table1試驗設計Experimentdesign

組別Grou添加量additivevolumes

試驗1組0.15果寡糖 0.05甘露寡糖

試驗2組0.15果寡糖 0.10甘露寡糖

試驗3組0.15果寡糖 0.15甘露寡糖

試驗4組0.30果寡糖 0.05甘露寡糖

試驗5組0.30果寡糖 0.10甘露寡糖

試驗6組0.30果寡糖 0.15甘露寡糖

試驗7組0.45果寡糖 0.05甘露寡糖

試驗8組0.45果寡糖 0.10甘露寡糖

試驗9組0.45果寡糖 0.15甘露寡糖

對照組空白組(不加寡糖)

表2試驗日糧配方及其營養水平

Table1.2compositionandnutrientlevelsoftheexperimentaldiets

成份含量()營養成份含量

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鈣Ca()0.9

魚粉Fishmeal4磷P（）0.7

植物油Plant2賴氨酸Lys()1.2

5磷酸氫鈣CaHPO1.5蛋氨酸Met()0.45

石粉Limestom0.75

食鹽salt0.30

賴氨酸Ly0.35

蛋氨酸Met0.11預混料1Premix1

合計Total100

*1預混料為每千克全價料提供:Cu200mg,Fe120mg,Zn120mg,Mn50mg,Co2.0mg,Se0.3mg,I0.45mg,維生素A800IU，維生素D31800IU，維生素E30IU，維生素B11.8mg,維生素B26mg，維生素B120.024mg，葉酸0.3mg，生物素0.44mg，煙酸3.2mg,，膽堿800mg。

1．1．3試驗時間及地點

試驗于2003年9月30日~10月29日在**省農科院試驗豬場進行。

1．2試驗方法

1．2．1飼養試驗

試驗豬各組條件一致，關養在座北朝南，磚瓦結構水泥地面，單列式豬舍中，分10欄飼養，由同一名飼養員負責日喂3次，自由飲水，上下午打掃清理糞便及運動場地各一次。試驗進行過程中觀察仔豬精神狀況，分別記錄各組每天仔豬腹瀉次數，于試驗結束時對仔豬進行個體稱重，記錄各組仔豬飼料消耗量。

1．3測定項目與方法

1．3．1日增重和飼料轉化率

分別于試驗初和試驗結束時的清晨進行每頭空腹稱重，計算平均體重和平均日增重，同時于試驗結束時秤量各組豬的飼料消耗量，計算各組試驗豬的飼料轉化率。

1．3．2死亡率及腹瀉率

試驗全期觀察豬群的健康狀況，記錄各組試驗豬的死亡數和腹瀉數，試驗結束時統計豬群的死亡率和腹瀉率。

1．4統計分析

基本處理使用Excel軟件，數據以平均數±標準差表示，采用單因子方差分析進行T顯著性檢驗。

2．結果與分析

2．1日增重和飼料轉化率

各試驗組豬的初始重，末重，日增重及飼料轉化率的影響情況（見表1.3）。

表1.3各寡糖組對仔豬日增重及飼料轉化率的影響

組別初始重（Kg）末重（Kg）日增重（g）日采食量（g）飼料轉化率

GroustartingweightfinishingweightADGADFIFCR

試驗1組16.96±1.1727.25±4.46343.06±57.91935.652.7

3試驗2組16.67±1.0828.17±3.20383.33±48.201019.662.66

試驗3組16.59±1.2926.84±4.52341.67±60.10949.842.78

試驗4組16.00±0.7426.08±2.60336.11±38.17883.972.63

試驗5組16.67±1.5828.46±2.98393.06±42.321010.032.59

試驗6組16.71±1.2329.96±2.20441.67±34.561104.182.50

試驗7組16.59±1.2027.71±3.85370.83±53.761045.742.8

2試驗8組16.17±0.8029.09±1.25430.56±27.481046.262.43

試驗9組16.60±1.3929.10±3.10416.67±49.151075.012.58

對照組16.75±0.8727.58±3.11361.11±50.37a1108.613.07

表1.3可以看出，試驗1，試驗3，試驗4組日增重比試驗10組(即對照組)略低，但差異不顯著（gt;0.05）,飼料轉化率分別比對照組下降11.07,9.45,14.33;試驗2，試驗5，試驗7，試驗9組日增重比試驗10組即對照組有所提高，分別提高6.15,8.85,2.69,15.39,但差異不顯著（gt;0.05）,飼轉化率分別比對照組下降13.35，15.64，8.14，15.96；試驗6組日增重比對照組提高22.31，差異極顯著（lt;0.01），試驗8組仔豬日增重比對照組提高19.23，差異顯著（lt;0.05）；飼料轉化率試驗6組和試驗8組分別比對照下降18.57和20.85。

2．2死亡率和腹瀉率見（表1.4）

腹瀉率=總腹瀉頭日數/（試驗豬頭數×試驗天數）×100

表1.4試驗全期各處理組仔豬的死亡率及腹瀉率

組別死亡數死亡率（）腹瀉數腹瀉率（）

ItemDeathdeathrateDiarrheaTherateofdiarrhea

試驗1組00158.33

試驗2組0031.67

試驗3組0095.00

試驗4組00105.65

試驗5組0010.56

試驗6組0000

試驗7組0010.56

試驗8組0021.11

試驗9組116.7105.56

試驗10組00126.67

表1.4可以看出除試驗9組有1頭死亡外，其它各組均無死亡。腹瀉數除試驗6組為0以外，其它各組均有不同程度的腹瀉，其中以試驗1組最高為15次，腹瀉率為8.62，其次為對照組12次，腹瀉率為6.90，其它各組均低于對照組，試驗2，試驗3，試驗4，試驗5，試驗7，試驗8，試驗9組腹瀉率分別比對照組下降75，25，16.67，91.67，91.67，83.33，16.67。

3．討論與小結

本研究結果表明：

(1)果寡糖與甘露寡糖能提高仔豬的日增重,在仔豬日糧中添加0.45果寡糖 0.10甘露寡糖日增重比對照組提高19.23，差異顯著（lt;0.05）。添加0.30果寡糖 0.15甘露寡糖日增重比對照組提高22.31，差異極顯著（lt;0.01）。這與前人的研究結果基本一致。Canada2（1993）在仔豬飼料中添加1.8g/kgMOS（甘露寡糖），日增重提高13.56％。而試驗1組（0.15果寡糖 0.05甘露寡糖），試驗3組（0.15果寡糖 0.15甘露寡糖），試驗4組（0.30果寡糖 0.05甘露寡糖）日增重比試驗10組(即對照組)略低，但差異不顯著（gt;0.05）,這可能是與試驗組仔豬比對照組采食量偏小有關，這與前人報道，寡聚糖能提高仔豬的采食量結果相矛盾，具體原因有待進一步研究。

（2）果寡糖與甘露寡糖都能明顯降低仔豬的飼料轉化率，試驗6組與試驗8組比對照組分別降低18.57和20.85，戶福莊等3（1999）在日糧中添加FOS（果寡糖）發現，仔豬日增重提高6.4％，單位增重的飼料消耗下降11.7％，飼料效率提高10％。

（3）從腹瀉情況來看，果寡糖與甘露寡糖不同組合對仔豬腹瀉也有不同程度的降低，除試驗9組有1頭死亡外，可能與低聚糖加入過多反而提高腹瀉率有關（Judith和iegel等，1994）4，其它各組均無死亡。腹瀉率試驗6組與試驗8組比對照組分別降低100和83.33，這可能與寡聚糖能促進有益菌增殖，抑制有害菌繁殖有關。Morishita5等（1993）在日糧中添加1寡果糖，結果腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌都有所增加，有益菌得到增殖。王亞軍等6（2000）報道仔豬日糧中添加0.1％FOS，提高斷奶仔豬日增重19.88％（P﹤0.01），降低料重比2.2％（P﹥0.05），降低腹瀉率46.7％。具體作用機理待進一步研究。

本試驗結果從日增重，飼料轉化率以及腹瀉率來看，試驗6組與試驗8組可作為果寡糖和甘露寡糖組合在仔豬日糧中的適宜配比添加量。

參考文獻

1．楊曙明，寡糖在動物營養研究中的進展動物營養學報，1999，11（1）：1-9

2．石寶明、單安山，寡聚糖在飼料中的研究與應用，飼料研究，2000，（4）：13-18

3．盧福莊、戴賢君等，果聚寡糖在斷奶仔豬中的應用，中國飼料，1999，11：12~15

4．徐秀容等，異麥芽低聚糖對早期斷奶仔豬生產性能的影響，飼料與畜牧，2000年第五期，10~12

5．鄒志恒等，寡聚糖在動物營養中的研究應用及前景展望，動物科學與動物醫學，2002,3,34~36

6．王亞軍等，寡果糖及其在飼料工業中的應用，[J]飼料工業，1999，10：21-23

《果寡糖與甘露寡糖對仔豬生產性能的影響》

第四篇：半固態成型加熱工藝對鎂合金組織與耐腐蝕性能影響

大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

調研報告

1.課題來源及意義

鎂是地殼中含量最豐富的元素之一，其豐度居第8位，約占地殼組成2.5％，主要以白云石(碳酸鎂鈣)、菱鎂礦存在，此外，海水中含鎂約0.13％，可謂取之不盡[1]。鎂合金密度小、比強度高、彈性模量大、減振、抗沖擊性能好，成為21世紀材料體系中的重要組成部分，在航空、航天、汽車等眾多領域得到廣泛應用[2，3]。然而鎂合金仍暴露出力學性能偏低和耐蝕性能差等問題。

本次課題研究了半固態重熔工藝對鎂合金組織與耐腐蝕性能的影響。半固態等溫熱處理是20世紀90年代中期發展起來的一種半固態合金的制備方法，該方法將合金加熱到固液兩相區并保溫以獲得特殊的組織形態，是一種消除鑄件中枝晶粗大的有效方法。

本課題的主要意義是通過加強鎂的力學性能、耐蝕性的相關研究，積極探索增強鎂合金強度、耐蝕性的途徑，推動鎂合金作為結構材料的應用。

2.鎂合金的發展概況

2.1國內外鎂合金材料應用的現狀

（1）通訊電子行業

鎂合金在電子行業中的應用以3C產品(手機、筆記本電腦、數碼相機)為主導, 用鎂合金制造的殼罩與傳統塑膠殼罩相比, 具有如下優缺點。優點: 1)強度、剛度高, 鎂合金強度比塑膠的大4~ 5倍、剛度大20倍, 用作外殼, 可以做得更薄、更輕;2)散熱性好, 鎂合金的散熱性是塑膠的200倍~ 300倍, 比熱也比塑膠的大, 不易過熱;3)鎂合金導電性能佳, 有電磁屏蔽作用, 可防止電磁干擾和對人體的傷害, 不必另作導電處理。缺點: 1)制造周期長, 鎂合金制品制造工序冗長, 開模耗時長, 成型后還需二次加工和后續處理;2)生產成本高, 原料貴, 制造工序多, 產品的良品率低, 使鎂合金制品成本偏高;3)色彩變化少, 鎂合金本身為銀灰色, 只能用涂裝印刷變色, 無法如塑料殼那樣混色出多種色彩與紋路。綜上所述, 鎂合金與塑膠各有所長, 但隨著鎂合金制件加工方式的改進, 鎂合金具有越來越強的競爭力。（2）汽車行業

為減輕汽車重量以降低油耗, 以及“環保型汽車”對材料可回收性的要求, 鎂合金在汽車工業中的應用日益廣泛。目前汽車工業中鎂合金用量較多的地區和國家主要是北美、歐洲、日本和韓國。美國福特、通用、克萊斯勒3家公司在每輛汽車上采用的鎂合金鑄件分別達到30個, 45個和20個。瑞典最新推出的沃爾沃CP2000車型全重700 kg, 所用鎂合金件達50kg, 包括輪轂、離合器箱、轉向齒輪箱、后懸臂、發動機架、進氣歧管、氣缸體等重要部件。我國汽車廠使用鎂合金件還剛剛開始, 目前一汽、東風和上海大眾等廠家已在使用, 上海桑塔納轎車的變速箱殼體、殼蓋和離合器外殼等使用鎂合金量約8.5 kg。大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

（3）自行車行業

自行車是人力驅動的工具, 減輕質量可以方便使用。作為自行車架, 鎂合金具有密度小、含量豐富、可加工性好、減振性能優異(單位減振性能比硬鋁高100倍、比合金剛高20倍, 比鈦合金高300倍~ 500倍)等優點。另外, 鎂合金制品具有較高的抗側向沖擊與負載的能力。中國臺灣自行車工業研究發展中心聯合多家自行車廠, 已經開發完成鎂合金自行車。（4）生物醫用材料

鎂作為硬組織植入材料, 具有一系列突出的優點, 如: 密度小(約為1.7g /cm3, 接近人骨的密質骨密度1.75g /cm3)、比強度和比剛度高、加工性能好、彈性模量較低(和人體匹配, 能有效緩解應力遮擋效應)等。另外, 鎂參與人體內一系列新陳代謝過程, 包括骨細胞的形成, 加速骨愈合能力。但是由于鎂及鎂合金的耐蝕性較差, 很難在腐蝕性較強人體生理環境的中長期發揮作用。因此, 增強耐蝕性成了鎂合金在生物材料領域應用的關鍵。

日本在1999年9月啟動了/高級鎂合金科技研究平臺0項目, 擬在“ 新合金的開發”、“表面改性”、“生態材料”和“鎂合金的新功能與應用”4個方面對鎂及鎂合金進行研究與開發。其中, 鎂合金應用于生物材料的研究作為該項目的一個重要分支已取得了一定的成果。

2.2鎂合金成型方法

鎂合金零件的成形有壓力加工和鑄造, 鑄造以適應性廣、成形性好而具有一定的優勢。鎂合金零件的鑄造成形方法有砂型鑄造、重力金屬型鑄造、低壓鑄造、消失模鑄造、壓力鑄造、擠壓鑄造以及新型的半固態鑄造。（1）傳統鑄造方法

砂型鑄造投入少、工裝準備時間短, 適于大件、小批生產。砂型鑄造精度低, 加工余量大。重力金屬型鑄造因采用了冷卻能力強的合金材料作為鑄型, 與砂型鑄造比, 生產效率高, 鑄件組織細化, 性能得到改善, 但工藝出品率低。低壓鑄造克服了重力鑄造的缺點, 通過調節填充氣氛的流量和壓力, 控制液態合金的充填速度和充型形態, 并在一定的壓力下凝固。低壓鑄造的工藝出品率大大提高, 充型缺陷得到有效控制, 但澆道的開設和冒口的布置缺乏一定的靈活性;同時工序較多, 有一定的密封性要求。（2）消失模鑄造

消失模鑄造能方便地焊接、裝配模樣, 不用取模, 可以生產高精度、復雜的鑄件。從20世紀90 年代起, 真空負壓造型的消失模鑄造在中國獲得快速發展。鎂合金采用消失模鑄造具有的優點是:a.采用干砂, 避免了普通砂型鑄造由水分引起的鎂合金燃燒問題, 且消失模汽化形成的還原性氣氛還可以抑制鎂合金氧化燃燒;b.鎂合金線收縮率是鋁合金的1.12倍, 熱裂傾向大, 干砂退讓性好, 可以有效解決這個問題。目前, 消失模鑄造應 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

用于鎂合金的生產已取得了初步進展。（3）壓力鑄造 傳統壓鑄。壓力鑄造屬于高壓成形方法。成形的液態金屬以很高的速度充型, 并在很高的壓力下凝固。壓力鑄造成形性好, 生產效率高, 生產的零件質量好, 特別適合薄壁零件的生產。鎂合金在壓鑄方面存在如下優勢:液粘度低、流動性好,易于充型;鑄件鑄造斜度小,僅為115 b(鋁合金是210b~ 315b);鑄件尺寸精度高;熔點和結晶潛熱低, 壓鑄過程中對模具的沖蝕小, 其模具壽命長;壓鑄周期短, 生產率高。這些優勢使得壓鑄成為鎂合金最主要的成形工藝, 世界鎂合金鑄件的93%是用壓鑄工藝生產的。真空壓鑄及充氧壓鑄。真空壓鑄是在壓鑄過程中抽出型腔內的氣體,以減少或消除在壓鑄件內的氣孔和溶解于合金中的氣體, 提高壓鑄件的力學性能和表面質量。充氧壓鑄是一種無孔壓鑄, 該法在充型前將氧氣或其它活性氣體充入型腔以置換型內空氣, 充型時, 活性氣體與鎂合金液反應生成彌散分布的金屬氧化物, 達到消除壓鑄件內氣體和氣孔的目的。用該法生產的壓鑄件可以進行熱處理強化。(4)擠壓鑄造

擠壓鑄造是使金屬液在較高的壓力下成形和凝固, 該工藝充型速度相對較小, 補縮作用強, 極大地減少鑄件的疏松和氣孔缺陷, 提高鑄件的致密度, 獲得的鑄件可熱處理;同時, 該工藝能有效地增大合金與鑄型間的傳熱系數及冷卻能力, 獲得的鑄造組織晶粒細小, 是一種具有廣泛應用前景的先進成形工藝技術。擠壓鑄造最重要的工藝參數是鑄型溫度、澆注溫度、合擠壓壓力、保壓時間和擠壓速度, 這些因素與鑄件的結構密切相關。擠壓鑄造的充型壓力比重力金屬型鑄造要高幾個數量級, 要獲得無氣孔的擠壓鑄件, 凝固溫度區間越大所需的充型壓力越大。(5)半固態鑄造

半固態是指合金內既存在球團狀固相又存在流體液相的兩相狀態。半固態鑄造是合金在凝固過程中, 進行劇烈攪拌或控制固-液溫度區間, 得到半固態組織, 然后澆注成形的方法。該工藝成形溫度低,凝固收縮小, 成形零件精度高, 質量好, 是一種大有前途的鎂合金零件的成形方法。鎂合金半固態鑄造可分為: 流變鑄造、觸變鑄造和觸變注射成形。鎂合金半固態流變鑄造。鎂合金半固態流變鑄造, 是將經攪拌等工藝獲得的半固態漿料在保持其半固態溫度的條件下直接進行半固態鑄造, 由于半固態金屬漿液的保存和輸送很不方便,因而這種方法投入實際應用的較少。有人直接在壓鑄機壓室中用電磁攪拌方法制備半固態金屬漿液,然后將其擠入模具型腔成形。該工藝的關鍵是制得固相為球團狀的半固態組織。目前常用的半固態組織的制備工藝有: 機械攪拌法、電磁攪拌法、應變誘發熔化激活法和半固態等溫熱處理法、化學晶粒細化法、形變熱處理法、噴射沉積法等。鎂合金半固態觸變鑄造。觸變鑄造也叫觸變成形, 是將經攪拌等工藝獲得的半固 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

態坯料冷卻凝固后, 按所需尺寸下料, 再重新加熱到半固態溫度, 然后放入模具型腔中進行成形加工。

華東科技大學的萬迪慶[4]研究了半固態重熔加熱工藝參數對AZ91D鎂合金半固態組織演變及其耐蝕性的影響。結果表明：AZ91D鎂合金在液固雙相區進行重熔處理時，合金中低熔點共晶組織首先發生熔化并隔離α-Mg樹枝晶，其后被隔離的粗大α-Mg樹枝晶逐步演化成為類球晶甚至發生合并長大現象。半固態重熔處理中合金組織內部共晶組織分散程度或枝晶球化程度越高越有利于提高合金的耐蝕性。注射成型。半固態觸變注射成形的工藝過程接近于注塑成形。首先將鎂合金錠加工切制成細顆粒狀, 將此種鎂合金顆粒裝入料斗中, 強制輸送到粒筒中, 粒筒中旋轉的螺桿驅使鎂合金顆粒向模具方向運動, 當其到達粒筒的加熱部位時, 合金顆粒呈部分熔融狀態, 在螺旋體的剪切作用下, 具有枝晶組織的合金料形成了具有觸變結構的半固態合金, 當其累積到一定體積時, 被高速(5.5m / s)注射到抽成真空的預熱型腔中成形。半固態合金在外力作用下可以像熱塑性塑料一樣流動成形, 但觸變注射成形的溫度、壓力和螺桿旋轉速度遠遠高于注塑設備的。成形的加熱系統采用了電阻和感應加熱的復合工藝, 將合金加熱至(582±2)℃, 固相體積分數達60% , 同時通入氬氣進行保護。

2.3鎂合金表面防腐處理

鎂合金優異的物理和機械性能使其近年來得到廣泛關注。鎂合金具有較高的比強度和比剛度，較強的電磁屏蔽和抗輻射能力，以及良好的減震性、切削加工性能等特點，在汽車、摩托車等交通工具，3C產品、航空航天、兵器工業等領域的應用日趨廣泛。但是鎂是一種電負性極強的金屬，標準電極電位為－2.37V，在潮濕，CO2，SO2，Cl-的環境里極易發生腐蝕。除此之外，鎂合金由于雜質元素和合金元素的存在，還容易產生電偶腐蝕、應力腐蝕開裂以及腐蝕疲勞，大大限制了鎂合金在工業、軍工等領域的廣泛應用。目前國內外都加大了對鎂合金腐蝕問題的研究，以期通過有效的表面處理方法來提高鎂合金表面的抗腐蝕能力，使其能夠在不同的領域得到更為廣泛的應用。（1）化學轉化膜處理

鎂合金化學轉化膜的防腐蝕效果優于自然氧化膜[5],并且化學轉化膜可提供較好的涂裝基底。傳統的化學轉化法是鉻化處理，其機理是金屬表面的原子溶于溶液后，引起金屬表面的pH值上升，在金屬表面沉積鉻酸鹽與金屬膠狀物的混合物的過程，這種混合物在未失去結晶水時具有自修復功能，因而耐蝕性好。但由于鉻酸鹽處理工藝中含Cr6+離子，對環境造成污染且廢液的處理成本高，現已被其它的化學轉化膜法所取代，如磷酸－高錳酸鉀轉化膜、稀土轉化膜等。磷酸－高錳酸鉀轉化膜處理方法主要是在鎂合金表面形成以Mg3(PO4)2為主的組成物，同時含有鋁、錳等化合物的磷化膜。經過該處理所得的膜層為微孔結構且與基體結合牢固，并具有良好的吸附性、耐蝕性，因而可作為鎂合金涂裝中的底漆層使用。趙明[6]等人對鎂合金磷酸鹽－高錳酸鹽化學轉化處理工藝進行了研究，發現pH值為4，K2HPO4的質量濃度為150g/L,KMnO4的質量濃度為40 g/L的 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

處理液能顯著提高鎂合金表面的耐腐蝕性能。在鹽霧試驗溫度為30℃，鹽霧沉積率為0.0138 mL/（cm2·h）的條件下，連續噴霧24 h后，鎂合金表面所得膜的腐蝕率為8%，而鉻酸鹽處理工件表面腐蝕率為21%。這說明鎂合金磷酸鹽－高錳酸鹽化學轉化處理能提高鎂合金表面抗蝕能力。

Rudd等研究發現鎂及鎂合金在經過pH值為8.5的鈰、鑭和鐠等稀土鹽溶液浸泡處理后，可以顯著提高鎂及其合金的表面耐腐蝕性能。但隨著浸泡時間過長，涂層的保護性能開始惡化，導致鎂合金表面的耐腐蝕性能也隨之降低。因此，為了得到較好的表面處理效果，在形成稀土轉化膜后應立即進行封孔處理。（2）陽極氧化處理

陽極氧化處理[7,8]是鎂合金現今應用較廣的一種表面處理方法。陽極氧化不同于化學氧化，它是通過電化學反應，在金屬表面得到具有一定厚度、穩定的氧化膜層，從而提高金屬表面耐腐蝕性能。

DOW17法和HAE法是20世紀50年代開發的陽極氧化技術。DOW17法生成的氧化膜是由Cr2O3，MgCr2O3及Mg2FPO4構成，該氧化膜的耐蝕性和耐磨性好，但脆性較大。用HAE法制成的氧化膜是由MgO與MgAl2O4 構成，膜層堅硬，耐磨性好，進一步噴漆后鹽霧試驗可達到500h。但這兩種工藝都含有劇毒的六價鉻離子，含鉻的化合物對環境和人類健康都有著不同程度的危害。因此，目前各國著力于研制一種環保型的電解液用于鎂合金的陽極氧化。等離子微弧陽極氧化是對陽極氧化工藝的繼承和發展。等離子微弧陽極氧化在陽極區產生等離子微弧放電，微弧氧化電壓[9]在140V～220V之間，火花放電短時間（1s～2s）里使金屬表面局部溫度升高至1000℃以上，從而使氧化物熔覆在鎂合金表面，形成陶瓷質的陽極氧化膜，大大提高了普通陽極氧化膜的硬度和致密性。因此等離子體微弧陽極氧化比普通陽極氧化膜的耐蝕性和抗磨性均有提高。薛文彬等在濃度為10g/L的NaAl2O3溶液中用30kW的等離子微弧氧化裝置對鎂合金MB15進行2 h的微弧陽極氧化處理，對氧化膜分析發現，基材表面中的Zn元素會進入溶液，而溶液中的Al元素參與化學反應并進入氧化膜內，在膜表面形成貧Zn富Al層。將處理過的樣品在0.1%的H2SO4溶液中浸泡4 h后，白色氧化膜開始出現腐蝕坑，而未處理的鎂合金放入同一溶液中幾秒鐘后就出現明顯的析氫腐蝕。這表明鎂合金經微弧陽極氧化處理后耐蝕性得到較大的提高。（3）金屬涂層處理

化學鍍是在鎂合金表面制備金屬涂層的常用方法。該方法制備的金屬涂層是通過溶液中的金屬陽離子還原為金屬原子沉積于鍍件表面來實現的，其中反應所需的電子由基體金屬直接提供。其優點有：可以在形狀復雜的樣品，特別在孔洞及深凹處制備厚度比較均勻的鍍層。目前已應用于鎂合金的化學鍍層主要有Cu/Ni/Cr，Ni/Au，化學鍍鎳等。化學鍍鎳是近年來應用廣泛的一種方法。化學鍍鎳主要有浸鋅法和直接化學鍍鎳2 種。浸鋅法其工藝流程與電鍍相同，其工藝過程為：表面處理－活化－浸鋅－鍍銅－化學鍍 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

鎳/電鍍，但其工藝復雜，鍍液中含有CuCN，KCN，NaCN 等毒性較大的物質，易對環境造成污染。直接化學鍍鎳是通過還原劑將水溶液中的鎳離子催化還原為金屬鎳并沉積到零件表面的方法。直接化學鍍鎳法工藝簡單、毒性小、廢水處理容易，而且鍍層的結合性能較好。玄兆豐等人對AZ91D鎂合金[10]進行了直接化學鍍鎳工藝的研究。工藝流程為：制樣－超聲波清洗－堿洗－水洗－酸洗－水洗－活化－水洗－化學鍍鎳－水洗－烘干。生成的化學鍍鎳層經顯微硬度測試，鍍層HV 硬度為5500MPa～6000MPa，在經過300h連續噴霧的中性鹽霧試驗檢驗后，鍍層未出現腐蝕斑點，表明鍍層具有良好的耐蝕性，為鎂合金基體提供了良好的保護。此外，熱噴涂也是在鎂合金表面制備金屬涂層的一種方法。熱噴涂是通過火焰、電弧或等離子體等熱源，將線狀或粉狀的材料加熱至熔化或半熔化狀態，隨后將其形成高速熔滴，噴射于鎂合金基體表面，經過冷卻后，在表面形成金屬涂層。該方法可以對鎂合金表面進行強化，從而提高鎂合金表面耐磨和耐腐蝕性能。常用的鎂合金表面熱噴涂處理方法有表面熱噴涂鋁、噴涂納米和陶瓷涂層材料等。

（4）有機涂層處理

有機涂層也是一種鎂合金防腐蝕的重要方法。有機涂層的種類很多，如油或油脂能在短時間內保護鎂合金；環氧樹脂涂層由于具有很強的黏附力，與水不發生浸濕，并且強度高，從而應用較為廣泛。盡管有機涂層的品種很多，操作簡單，適應范圍較廣，是一種較為經濟的鎂合金表面處理方法。但是，一般比較薄（厚度小于1μm）、有孔隙、機械性能差，在強腐蝕介質、沖刷、沖擊、腐蝕、高溫下容易脫落，因此，只能在短時間內對鎂合金進行保護。粉末涂層也是有機涂層的一種。該方法首先將添加顏料的樹脂涂層粉末涂于基體表面，然后加熱使其聚合熔合形成勻、無孔的膜層。由于環保，操作簡單，并能在粗糙表面形成均勻的厚度的膜層，同時涂層材料損失很小，且可使用不溶于有機溶劑的樹脂作為涂層粉末，故可作為涂漆工藝的理想替代涂層。鎂基體上得到的環氧基粉末涂層在鹽霧試驗和腐蝕循環試驗中表現出良好的耐腐蝕性能。（5）有機鍍膜

森邦夫等研究開發的有機鍍膜技術[11]，是一種賦于金屬材料表面多功能化和高性能化的有效方法[12]。該方法采用三電極工作方式，鍍液為含有特殊功能基團的三氮雜嗪硫醇類有機化合物水溶液，在施加一定的電流或電壓和較短時間的條件下，有機化合物單體在鎂合金表面通過電化學反應生成納米級厚度的有機功能薄膜，從而對鎂合金表面進行改性。由于該有機薄膜是通過三氮雜嗪類有機物中所含的功能基團與鎂合金表面反應生長并相互聚合增厚得到，且該薄膜生長致密、排列有序，因而經有機鍍膜處理后的鎂合金表面具有良好的抗腐蝕性能。此外，由于鍍液為功能基團可選的三氮雜嗪硫醇類有機材料，因而可以通過選擇不同的功能基團（如疏水、親水），達到鎂合金表面多功能化改性。

（6）物理氣相沉積 大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，簡稱PVD)是在真空條件下，采用各種物理方法，將固態的鍍料轉化為原子、分子或離子態的氣相物質后，沉積于基體表面，形成固體薄膜的過程。按沉積薄膜氣相物質的生成方式和特征可以將其分為真空蒸鍍、濺射鍍膜和離子鍍膜3種。中國科學院金屬研究所霍宏偉等人嘗試通過磁控濺射的方法對AZ91D鎂合金表面進行改性。試驗選用純Al材料作為靶材,試驗采用氬氣壓力為0.2Pa，功率15kW，基體溫度300℃，濺射時間1.5h。然而由于AZ91D鎂合金和Al之間的線性熱膨脹系數的差異，濺射Al薄膜層與鎂合金表面的結合力并不理想。Senf[13]等用PVD的方法在AZ91鎂合金表面沉積了Cr和CrN的多層膜。結果表明，這些膜層解決了膜層與基體結合力和耐磨性的問題，但是由于制得的膜層具有較多的孔洞，而導致表面的防腐能力較差。

（7）快速凝固和其它表面改性處理

快速凝固技術[14]是一種能夠有效的提高鎂合金耐蝕性的方法，其原因有2個方面：一是快速凝固合金的成分和組織均勻，能抑制局部腐蝕；二是快速凝固技術能提高合金的固溶度，使有害雜質固溶于合金基體中，不易使有害相析出，從而減輕了腐蝕傾向；同時還能形成非晶態的氧化膜，提高合金的耐蝕性。實驗結果表明，快速凝固工藝可以將鎂合金的腐蝕速率降低至少2個數量級，并且點蝕電位大大提高。發生應力腐蝕開裂時，快速凝固鎂合金的再鈍化速度和鈍化膜的完整性也大大高于普通鑄造鎂合金。除此之外，離子注入、激光表面熱處理和激光表面合金化等表面改性技術也能夠顯著的提高鎂合金的抗蝕性能。離子注入法是一種較新的表面改性方法，實驗證明，通過往金屬表面注入耐蝕性好的Al，Cr，Cu等元素，可大幅度的提高合金的耐蝕性。

3．課題的研究目標和內容

目標：本課題主要研究目標是半固態重熔工藝對鎂合金組織與耐腐蝕性能的影響。內容：主要針對應用最廣泛的AZ91鎂合金進行研究，通過考察對比鑄態樹枝晶與擠壓后的球形晶兩種初始狀態重熔加熱后的組織的變化，探討用于獲得半固態組織的較佳的初始狀態，為鎂合金的半固態成型奠定基礎。

（1）AZ91鎂合金試樣加工，確定獲得半固態組織的等溫處理工藝參數；（2）改變等溫溫度、等溫時間，對不同工藝參數下得到的試樣組織進行金相觀察；（3）進行浸泡腐蝕試驗；（4）分析討論試驗結果；（5）撰寫論文，準備答辯；

4．實驗方案可行性分析及已具備的實驗條件

工廠可以提供原材料，學院試驗設備能保證基本的組織觀察。成形專業已經學習了成型原理，合金熔煉及鎂合金的一些相關知識，有一定的專業基礎，同時通過實驗課程的學習學生已具備了基本的應用檢測儀器的能力，會制作金相試樣，會進行組織觀察。這些都保證了畢業設計能順利的進行。大連交通大學2013屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

參考文獻

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第五篇：環境與健康論文(環境因素對人類健康的影響

環境與健康論文（環境因素對人類健康的影響

1、人類與環境的關系

環境是指以我們人類為主體的外部世界，是人類生存發展的物質基礎。人與環境，象魚和水一樣密不可分。環境創造了人類，人類依存于環境，受其影響，不斷與之相適應；人類又通過自身的生產活動不斷改造環境，使人與自然更加和諧。生活環境對人類的生存和健康意義重大，適宜的生活環境，可以促進人類的健康長壽。反之，如果對人類生產和生活活動中產生的各種有害物質處理不當，使環境受到破壞，不僅損害人類健康，甚而還會導致人類健康近期和遠期的危害，威脅子孫后代。也就是說嚴重的環境污染，能造成生態系統的危機，導致人類的災難。流行病學研究證明，人類的疾病70％～90％與環境有關。人類想健康長壽，就必須建立和保持同外在環境的和諧關系。

2、地理環境與健康的關系

有關地理環境對人的壽命的影響。《黃帝內經》中《素問·五常政大論》說：“一州之氣，生化壽夭不同，其故何也?岐伯曰：高下之理，地勢使然也。……高者其氣壽，下者其氣夭，地之小大也，小者小異，大者大異。”此指居住在空氣清新、氣候寒冷的高山地區的人多長壽，而那些住在空氣污濁、氣候炎熱的低洼地區的人則壽命相對較短。作為養生的地理環境，最理想的居處是陽光充足，空氣清新，水源潔凈，土壤肥沃，景色秀美的自然環境。在地理環境的選擇上，唐代醫家孫思邈在《干金翼方》中提到：“山林深遠，固是佳景……背山臨水，氣候高爽，土地良沃，泉水 清美……若得左右映帶崗阜形勝最為上地，地勢好，亦居者安。”良好的地理環境不僅是人類物質生活的可靠保證，而且是人體健康不可缺少的條件。自古以來，僧 侶的廟宇或皇族的行宮多建筑在環境幽靜、林木茂盛的山上，或在碧波環繞、水天一色的海島上，說明人們對養生的地理環境選擇上，早已達到相當高的水平。目前在城市 我們對住宅的環境進行綠化和美化，使其達到良好的生活環境，以利于養生。創造一個樹木環繞，郁郁蔥蔥，鮮花盛開，千姿百態的住宅環境。這樣的環境可以使居住者心曠神怡，置身于大自然的純樸美和自然美之中，為生活增添無限樂趣，從而達到養生怡性，延年益壽的目的。

3、環境污染的危害

環境污染主要包括以下幾個方面：一是工業廢氣、噪聲等環境污染嚴重；二是人們賴以生存的水質污染嚴重；三是每日三餐中的果蔬食品，由于施用化肥農藥及激素類所產生的毒害；四是人們日常生活中電器類的污染。上述諸種因素造成了人體的生理平衡失調~~~~~~~ 在日益經濟化的社會中，各類非自然的新物質層出不窮，人類在享受這美好的生活的同時也在注意著對自己身體好壞的東西。尤其是在人類每日必須的餐飲方面。“美好火腿腸，不添加任何防腐劑??”這句耳熟能詳的廣告語提醒著人們食品的安全，食品添加劑，是指為改善食品品質和色、香、味以及防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化學合成或是天然物質。食品添加劑是一種非營養物質，添加劑的種

類按其來源可分為天然食品添加劑與化學合成食品添加劑兩大類。天然食品添加劑是利用動植物或微生物的代謝產物等為原料，經提取所得的天然物質。化學合成食品添加劑是通過化學手段，使元素或化合物發生氧化、還原、縮合、聚合等合成反應所得到的物質。目前使用的大多屬于化學合成的食品添加劑。

有了食品添加劑，食品安全的問題也就越來越引起人們的關注。食品添加劑的使用也引起了很多的爭議，在用與不用之間產生了很多爭論。其實，任何東西都具有兩面性。就拿廣泛用于風味酸奶、水果罐頭、八寶粥、果凍、等食品的阿斯巴甜來說，它具有和蔗糖極其近似的清爽甜味，無苦澀后味和金屬味，是迄今開發成功的甜味最接近蔗糖的甜味劑。阿斯巴甜的甜度是蔗糖的200倍，在應用中僅需少量就可達到希望的甜度,所以在食品和飲料中使用阿斯巴甜替代糖，可明顯降低熱量并不會造成齲齒。與蔗糖或其他甜味劑混合使用有協同效應，如加2%～3%于糖精中，可明顯掩蓋糖精的不良口感，與香精混合，具有極佳的增效性，尤其是對酸性的柑桔、檸檬、柚等，能使香味持久、減少芳香劑的用量。此外，阿斯巴甜中的蛋白質成分，可被人體自然吸收分解。當然，有利必有弊，阿斯巴甜對酸、熱的穩定性較差，在強酸強堿中或在高溫加熱時易水解生成苦味的苯丙氨酸或二嗦呱酮，不適宜制作溫度>150℃的 面包、餅干、蛋糕等焙烤食品和高酸食品。因為阿斯巴甜在人體胃腸道酶作用下可分解為苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇，不適用于苯丙酮酸尿患者。也有報告指出有少數人會對阿斯巴甜

不耐，可能會引起頭痛、抽搐、惡心、過敏反應的癥狀。有了這些不利的因素存在，人們所擔心的問題也就隨之而來。也許有人會想：不在果凍、八寶粥、水果罐頭等食品里加阿斯巴甜就不會對人們的健康產生威脅了。但是，很多問題并不是人們所想象的那么簡單，如果不用阿斯巴甜代替糖，食品中存在的糖分就會增多。吃糖過多可影響體內脂肪的消耗，造成脂肪堆積，容易肥胖；吃糖過多，還可以影響鈣質代謝；吃糖過多，會使人產生飽腹感，食欲不佳，影響食物的攝入量，進而導致多種營養素的缺乏。除此之外，食用過多的糖可能會導致心臟病、高血壓等疾病。對幼兒來說，可能會造成齲齒、近視、軟骨癥、消化道等疾病。這同樣對人的健康產生了極大的威脅。所以，有的時候使用一定的添加劑是有益的。

其實，食品添加劑并沒有人們想象的那么危害人的健康，它會為人們帶來很多方便。除了上面所說的阿斯巴甜以外，還有很多食品添加劑都有一定的用處。比如說防腐劑，除了少數的物品（如食鹽）外，食品都來自各種動物或植物，各種生鮮食品，在植物采收或動物屠宰后，若不及時加工或有效保存，往往會敗壞變質，適當的加入一些防腐劑，就可以延長食品的保存期。很多人認為食品中的防腐劑會威脅人的身體健康。可一些食品如果不使用防腐劑的話，會引起致病菌的大量滋生，更加威脅人的健康。因此，適當的使用防腐劑對我們來說是有必要的。我們不必為了擔心食品的變質而勉強自己一定要在短時間內用完。食品的色、香、味、形態等也是人們很在意的一項重要指標。食品加工后會出現褪色、變色、風味和質地的改變。適當使用著

色劑、護色劑、漂白劑、香料、乳化劑和增稠劑，可明顯提高食品的感官質量，滿足消費者的不同需要。食品的營養成分是人們最關注，也最在意的一件事，食品應富有營養，但食品加工不可避免地造成一定的營養素損失。食品加工時適當地添加某些屬于天然營養素范圍的食品營養強化劑，可大大提高食品的營養價值，這對于防止營養不良和營養缺乏、促進營養平衡、提高人們健康水平具有重要意義。當然了，任何東西都不能過多的使用，就算是再好的東西使用過度，也會對健康產生影響，上述所說的各種食品添加劑當然也不例外，所以，我們在使用食品添加劑時要適中，適當。另一方面，食品添加劑的使用是人類飲食文化進步的表征。食品工業越發展，人民生活水平越提高，使用食品添加劑品種也就越多。

天然品不等于安全，合成品不等于有毒。不要盲目迷信“純天然”食品。食品的優劣，不能以所含成份是天然生成還是人工合成來衡量，天然物質并非全部是無害的，人工合成物質也并非都會有損健康。比如：人類食用的動植物，有些本身就含有有害的物質；歐美一些國家對我國的中草藥就不認可；用于生產食品的油脂、調味品、面粉等原料本身就已經含有合成防腐劑；人類大量服用的西藥都是合成化學品。使用的食品添加劑只要是符合國家標準，就是安全的。超量使用，即使是天然的，也可能適得其反。

總之，在面對食品添加劑和食品安全的問題上，我們應該用正確，科學的態度去認識它們，合理、合法的使用食品添加劑，完善統一全面的食品安全標準和檢驗檢測體系，加強食品安全的保障體系建設。

由于，新的食品安全問題會不斷涌現，因此，食品安全控制不是一朝一夕就能解決的，也不是單獨某一個部門能搞好的，而是一項需要多個政府部門共同負責的長期任務。目前，我國已經加強了監督解決食品安全問題的力度，在一些領域已經取得了一定成績。可以預見，在政府以及社會各階層的共同努力下，食品安全問題能夠得以更好的解決。