性能与研究施工工艺

性能与研究施工工艺（精选十篇）

性能与研究施工工艺篇1

武汉市光谷大桥采用钢桁拱桥桥型,是武汉第一次在湖面上架设结构轻盈的钢拱桥,主要考虑了东湖景区桥梁结构对轻盈、美观方面的要求,适应于东湖景区对环境与建筑物相互协调方面的需求。根据工程结构特点、气候条件和交通量情况,结合我国钢桥面铺装使用现状,在光谷大桥钢桥面机动车道设计采用“钢板喷砂除锈+2.0 mm Eliminator防水粘结体系+35 mm浇注式沥青混凝土GA-10(表面撒布碎石)+改性乳化沥青粘层+35 mm高弹改性沥青SMA-10”的铺装方案,其铺装总厚度为72 mm。

在钢桥面铺装中,钢板喷砂除锈与防锈底漆施工是最为关键的工艺之一。喷砂除锈处理是确保防水层与钢桥面良好粘结的根本保证,是钢桥面铺装中最重要的工艺,处理后钢桥面应清洁并具有一定的粗糙度[1]。光谷大桥钢桥面喷砂除锈处理以表面清洁度达到Sa2.5级,粗糙度达到50～100 μm为主要的施工监控标准。光谷大桥防水粘结层设计使用Eliminator防水粘结体系,其采用甲基丙烯酸类树脂及系列材料作为防水粘结层材料,在钢桥面喷砂除锈合格后3 h内,须及时按设计用量要求喷涂Zed S94底涂层,待其固化后,先后喷涂两层Eliminator防水层,在第二层完全干固后,喷涂Tack Coat No.2胶粘剂。防水层总厚度约为2 mm。Eliminator防水粘结层固化后,形成一个整体封闭的体系,并与其后热施工的浇注式沥青混凝土紧密粘结。文章将结合光谷大桥钢桥面铺装实际情况,重点介绍钢桥面除锈,底漆涂层施工工艺以及相关性能检测结果,为今后钢桥面铺装提供参考。

1 钢桥面除锈

光谷大桥钢桥面除锈主要采用抛丸打磨处理,对于自动无尘抛丸机所不能施工的区域和边缘,采用手提式打砂机作业或人工手工打磨处理。实际在施工时先对边缘进行喷砂处理,再对桥面中间部位集中采用两台抛丸机进行处理。抛丸工艺及相关参数的确定通过试验段试喷加以优化和确定,并依据现场实测钢板清洁度和粗糙度,确认抛丸除锈工艺。抛丸机按慢速行走,行走1遍达到粗糙度和清洁度要求。此外,钢桥面除锈对环境要求较高,须选择有利天气进行施工。因此施工作业前首先要了解天气条件,可能会遇下雨和结露等不利天气时,严禁除锈作业。由于该工程地处武汉东湖湖面,夜间温度低,湿度大,因此要求白天除锈时钢板温度须高于露点3 ℃以上,相对湿度小于85%。现场对抛丸、喷砂和手工除锈处理后钢桥面粗糙度检测结果表明抛丸后粗糙度可达到80 μm,人工喷砂工艺可达到60 μm,而手工打磨效果最差,表面光滑,除锈不彻底,粗糙度低于30 μm,见图1。现场大量抽检结果表明钢桥面除锈采用抛丸处理后都能达到粗糙度要求,因此现场实际监控时应重点检查是否有遗漏以及边角处的处理。

2 底涂层滚涂施工

光谷大桥钢桥面施工要求在钢桥面除锈后3 h内,必须及时喷涂Zed S94底涂层,该工程设计用量为100～200 g/m2,采用滚涂方式施工,如图2。施工时可按材料实际用量和滚涂施工面积来计算平均单位面积用量和厚度。该工程实测数据表明现场底涂层用量约为150～170 g/m2,但实际上底涂层用量和厚度较难控制,完全依赖于工人的施工经验和滚涂遍数。人工滚涂后对底涂层进行仔细检查,对局部过厚的区域人工刮除后再进行补涂处理。为了保证人工滚涂质量,有必要对工人进行培训以规范施工作业。由于施工期正逢雨季,降雨频繁,要求钢桥面除锈后留出的工作面必须及时清扫,并滚涂底涂层加以保护,同时预备好防雨布,避免涂层未干固时淋雨。

底涂层干固后的实际厚度很小,现场也难以实测,同时其也受钢板抛丸处理后表面粗糙度的影响。结合底涂固含量(50%)及实际滚涂用量170 g/m2,可计算底涂层理论平均厚度约为85 μm,其与钢板抛丸处理后的粗糙度在同一水平上。现场观测表明滚涂后涂层仍显示出粗糙度,并非光滑平面,这也佐证了涂层厚度与钢板粗糙度在同一水平。但需说明的是,在微观层次上抛丸后钢板表面凹凸不平,局部亦呈尖角状,这使得凹处涂层厚度大,而凸处涂膜厚度小,尖角处膜厚则更小或不能完全涂覆,易发生锈蚀。现场监控表明底涂层施工后遇长时间阴雨天气发生了明显的闪锈情况。对闪锈部位擦拭检查发现其主要生在局部凹处或尖角处,证实了钢板粗糙度对涂层局部厚度的影响,有必要针对钢板粗糙度调整底涂用量或浓度,保证底涂层的防腐防锈能力。该工程对出现闪锈问题的区域进行返工处理,并在后期滚涂作业时提高了材料用量。除了上述闪锈问题外,现场监控发现底涂层易受损破坏。底涂层刮拭受损后引起了线状锈蚀。此外,Eliminator防水层喷涂施工作业对底涂层也造成了许多局部受损面积,典型的如小型手动液压升降搬运车行走轮迹。防水层施工中管子拖曳、材料搬运、行走摩擦等均会损伤底涂层,雨后引起的局部锈蚀便是很好的明证。因此在后期加强了底涂层保护,增加现场交通和行人管制,货物和材料搬运时铺垫彩色塑料布。现场监控表明底涂层厚度小,易受损伤,不应长时间暴露,应在其干固后及时进行防水层施工,以加强对底涂层的保护。

3 底涂层粘结性能检测

钢桥面铺装层在使用期限内提供良好服务的关键之一是确保沥青混凝土铺装层与钢桥面板的粘结,因此对选定的防水粘结材料须进行粘结性能检测[2]。由于操作简单,所需仪器体积小,通常采用拉拔试验进行现场质量监控检测。现场实测的防水粘结材料与钢板间粘结强度是一个重要的力学强度指标[3,4]。该工程要求底涂层现场25 ℃拉拔强度不低于5 MPa。由于拉拔试验没有外部保温设施,试验温度一般取决于外部温度,同时多数防水材料粘结性能呈温度依赖性,因此拉拔试验时注明了温度。为了研究不同温度对拉拔强度的影响,该工程选定不同的时段,依据钢桥面不同温度进行了拉拔试验。试验段试验结果见表1。试验结果表明拉拔断面多发生在粘结剂的粘聚破坏,极个别发生在胶粘剂与拉头界面,因此实际底涂层-钢板粘结强度大于表中所列数值。25 ℃时拉拔强度均不低于5 MPa,包括特殊位置如焊缝和焊疤处。温度增高后,其测得的数值有所下降,但其只能代表所用粘结剂的强度,并不能反映底涂层-钢板粘结强度与温度的关系,因此有必要另选用强度更高的胶结剂,以便能真实实测出底涂层-钢板粘结强度。但可以预见的是,由于钢板粗糙度大,同时底涂层厚度小,拉拔试验难以得到理想的界面破坏。拉拢试验结果证实底涂层-钢板粘结性能达到设计要求,可满足层间粘结要求。

4 结论

a.钢桥面除锈采用抛丸处理后能达到粗糙度要求,现场实际监控时应重点检查是否有遗漏以及边角处的人工喷砂和打磨处理。

b.底涂层厚度与钢板抛丸处理后的粗糙度在同一水平上,使得微观表面上钢板凹处涂层厚度大,而凸处涂膜厚度小,尖角处膜厚则更小或不能完全涂覆,长期暴露易发生锈蚀。

c.钢板粗糙度对涂层局部厚度的影响,有必要针对钢板粗糙度调整底涂用量或浓度,保证底涂层的防腐防锈能力。

d.现场监控表明底涂层厚度小,易受损伤,不应长时间暴露,应在其干固后及时进行防水层施工,以加强对底涂层的保护。

e.现场实测的底涂层25 ℃拉拔强度均不低于5 MPa,破坏多发生在所用胶结剂的粘聚破坏,有必要选用强度更高的胶结剂,以便能真实实测出底涂层-钢板粘结强度。

参考文献

[1]重庆交通科研设计院.公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南[Z].重庆:重庆交通科学研究院,2006.

[2]李灏.钢桥面铺装防水粘结材料性能评价方法与力学作用分析[J].建材世界,2012,33(2):28-32.

[3]陈志一.大跨径正交异性钢桥面铺装防水粘接剂层研究[D].西安:长安大学公路学院,2008.

性能与研究施工工艺篇2

摘要：围岩条件较差情况下，复合式衬砌隧道一般采用钢拱架喷射混凝土及锚杆组成的初期支护。钢拱架支护形式在经济、刚度、承载力等方面存在明显的差别。结合隧道钢拱架施工便利对施工工艺进行论述。

关键词：钢拱架支护；承载力；初始释放荷载。1工程概况

拟建公伯岭1号隧道位于青海省循化县公伯峡电站大坝库区黄河右岸临河山脊地段，进口位于大坝上游约4.0Km斜坡中下部；出口位于大坝上游约7Km处支沟右岸斜坡中下部，行政上属化隆县管豁。设计为左右双线越岭隧道：左线里程桩号ZK80+982—ZK84+030,隧道全长3048米；右线里程桩号K81+056—K84+107，隧道全长3051米；坡率0.60%、0.50%、0.55%、1.26%、1.29%,属长隧道，最大埋深约370米（左线）360（右线）。2.拱架加工工艺

1.钢拱架加工前要根据设计尺寸在平整的钢板上放出大样，控制弧度和长度，保证加工出来的拱架曲线平顺，美观。

2.按照放出的大样，钢拱架在型钢弯曲机上按照放样尺寸分段加工。3.加工时要考虑台车模板加大尺寸，洞身开挖预留变形量等因素的影响，分段加工时适当加大拱架半径，保证隧道净空尺寸。由于各拼装段半径的加大，拱架总长也随之加长。

4.钢拱架连接钢板采用240×200×14mm型号，螺栓连接拼装，骑缝焊接牢固，焊接缝要饱满，不得有砂眼。如图1所示。

图1 钢拱架加工流程

5.分段加工好的拱架在焊接拼装前要分类放好，并做好标记，以免拼装时混淆。

3.拱架施工方案及工艺

1.施工方案

钢拱架加工厂加工，集中堆放，下面要垫有枕木，防止锈蚀，装载机运至工作面，人工配合机械安装。两榀拱架之间用Ф22连接筋焊接连接，连接筋间距不大于1.0m,并在钢架支护内缘和外缘交错布置，当拱架仍然欠稳定时，可根据实际情况加设交叉连接筋。拼装焊接每段长度根据施.工实际调整。将监理抽检合格的拱架放在一起，并立有标识牌,用布篷覆盖，做好防锈蚀工作后待用。采用装载机运至掌子面，利用钻眼作业台车，人工配合装载机安装拱架。2.钢拱架施工流程如图2所示。

图2 钢拱架施工工艺流程

4.拱架安装施工要点

1.拱架加工好后要进行预拼装，合格后方可使用。2.安装前对岩面初喷5cm混凝土。

3.测量拱架安装设计顶面标高，钢架架设位置符合设计。

4.清除钢架底角浮碴，拱脚有一定的埋置深度，并落到牢固基础上，不得用碎石、块石砌垫，可设置钢板进行调整，或用砼加固。

5.工作平台就位后，自下而上进行安装拱架，拱架应尽量与围岩接近，但留出砼保护层，与围岩间隙较大时，设置砼垫块垫紧。

6.安装时，拱架面要保持与中线垂直，上下左右偏差控制在±5cm，斜度小于±2°。7.依据设计施作锁脚锚杆，锚杆焊接于钢架之上，并焊接纵向连接筋。

8.拱架安装预留沉降量应符合设计。预留变形量：洞口S洞断面12cm，施工误差5cm。9.架设拱架时要安排测量人员全程监测，控制拱顶高程、水平距离最大跨宽度和倾斜度，不符合要求时及时调整，确保拱架施工各项指标符合技术规范要求。5.施工中应注意的问题

1.拱架支护应根据围岩条件、隧道开挖断面的尺寸、埋深、开挖方式、拱架施作的时间等进行施工设计。

2.根据中线、水平、坑道断面和预留变形量等将构件支护架设在中线方向的垂直面上，并力求整齐。同时支护之间应纵向连接牢靠，构成整体。

3.仰拱开挖前，可架设横撑顶紧两侧墙脚，防止边墙内挤。

4.在松散破碎的围岩中应设置斜撑、立柱等支顶拱脚。当岩层层理向隧道内倾斜时，应采取措施防止岩层顺层滑塌。5.拱架安设应在开挖后2小时内进行，并尽可能多的与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护效应。

6.架设后的拱架要经常有人检查，特别是每次放炮后。如果发现杆件有破裂、倾斜、弯扭、变形以及接头松脱、填塞漏洞等异常时，应立即用安全而可靠的方法加固处理。7.支护变形非常明显必须抽换时，应从末端起逐排抽换，并要本着“先顶后拆”的原则进行，防止围岩松动滑塌。

8.喷射混凝土时要注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射密实。9.如施工中短期停止工作时，要将各部支护架设至开挖面。

10.开挖中层或落底前需拆除下导坑支护时，要由里往外倒退拆除。11.各部分支护的架设、修复和拆除，应由专人及时进行检查和验收。6钢拱架性能特点及初始释放荷载规律

（1）钢拱架的整体刚度很大，可以提供较大的早期支护刚度；型钢拱架较格栅钢架能更早承载。

（2）钢拱架可以很好的与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，增强支护的有效性，且受力条件较好，尤其以格栅钢架结合最好。

（3）格栅钢架采用钢筋现场加工制作，技术难度和要求并不高；对隧道段面变化要求并不高。

（4）钢拱架的装架设方便

（5）初期支护承担较大的初始释放荷载，它能够有效约束围岩早期的快速变形。

（6）三种测试元件反映出类似的规律；即不同元件测出的初始荷载分担比例基本相同，拱腰处为20%左右，拱脚为10%。

（7）拱腰的初始荷载分担比例大于拱脚。

（8）钢拱架内力、收敛和拱顶下沉对初始荷载更为敏感。

（9）拱腰处围岩压力初值略小，但拱脚处正常；这是由于拱腰处不易施工和元件埋设，介质相对松散，发生较大的变形后才有明显测值；监测中该现象较为普遍。根据实测值和分担比例估算该断面初始释放荷载，同时把不同时间的实测值列于图3。

图3 随时间增长的围岩间压力值结语

本文根据G310线循化至隆务峡段公路工程施工的实践，阐述了钢拱架施工方法、施工控制要点和施工工艺流程。因此，型钢拱架支撑的截面大、刚度大、承受隧道开挖后的初期受力的能力强，即能够有效控制隧道开挖后的初期变形。确保了施工技术不断提升，为项目建设的成功做出更多的贡献。参考文献：

酒店室内设计与施工工艺研究篇3

酒店在现代人们生活及工作过程中占据越来越重要的地位，并且当前人们对酒店也有越来越大的需求。酒店室内环境属于酒店的一个重要组成部分，在酒店室内设计方面，为能够尽可能满足人们需求及提升其舒适度，应当选择有效方法进行设计，同时在施工过程中为能够保证施工质量，也应当掌握相关施工工艺，从而使酒店室内设计及施工均得到理想效果。

酒店室内设计

1.酒店室内设计理念

在当前社会快速发展大形势下，人们在精神追求以及物质追求方面都有着越来越高的要求，并且对于不同人而言，其追求层次以及所追求方面也存在很大差异。在当前酒店室内设计过程中，应当注意遵循两个方面原则，即以人为本原则与强调个性化原则。

第一，对于“以人为本”设计理念而言，其所表现的主要就是在酒店设计过程中，应当以人们物质生活以及精神生活为基础，以酒店功能性质、所处环境以及一般标准等方面内容为依据，在实际设计过程中对现代化设计技术手段以及建筑美学有相关原理进行充分运用，从而使所设计酒店能够满足人们需求。

第二，对于“强调个性化”设计理念而言，其所表现主要就是在酒店室内设计过程中突出酒店自身个性化特点，从而使某一人群或者人们某方面需求得到满足，也就是说对酒店个性化设计比较重视，能够使人们更高层次生活品质，其属于人们对新的事物、领域以及环境的一种需求你。具体而言，在酒店室内设计过程中，个性化理念的表现就是酒店主题定位以及文化定位方面，对于酒店主题定位而言，其实质就是对酒店顾客特征进行定位，标下酒店风格特色，对于酒店文化定位而言，其在表现酒店精神以及地域文化方面有着十分重要的作用，是体现以人为本的一个重要方面。

2.酒店室内设计要点

第一，酒店室内设计中风格形式的表现。在现代酒店室内设计方面，通过室内设计风格能够将一定文化特征体现出来，这在吸引顾客方面属于一种有效手段。酒店室内设计风格不但是一种表现形式，同时也从深层次反映出艺术、文化以及社会发展等方面内容，就这一点而言，风格并非属于形式，并且也不会仅仅表现在某一处。对于当前酒店室内设计而言，可利用装饰设计风格使其独特风格得以体现，同时也可利用绘画、文学以及造型艺术与音乐等有关方面表现出不同文化艺术。

第二，在酒店室内设计中材料肌理的表现。在酒店室内设计过程中，对于材料肌理而言，其能够在人们视觉或者触觉作用之下得以表现，其所具备特征就是面积较大，在表现地域文化方面有着必不可少的作用。对于酒店室内材料肌理而言，其具备多种多样形态，具备独特视觉效果，通过材料肌理使酒店文化气质得以体现已经成为当前酒店室内设计中比较流行的一种方式。

第三，在酒店室内设计过程中，可对色彩信息进行充分利用，从而创造出独特酒店环境，通过色彩的合理运用，可在第一时间引起客户注意，在环境感受方面可产生最直观效果。所以，在酒店室内设计过程中，应当对色彩信息进行充分利用，从而充分表现酒店文化氛围，之后利用光线及温度等因素变化体现出特殊色彩效果，从而使酒店文化能够达到特有效果。

酒店室内施工工艺

1.施工前准备工艺

在酒店室内施工之前，施工单位应当与设计单位之间进行交流沟通，对设计施工图进行仔细研究，从而保证施工能够与设计要求相符合，避免出现返工情况。另外，在施工之前，应当将相关施工材料准备好，所准备施工材料使其质量得到保证，同时还应当使施工材料安全性得到保证，应当选择无毒、绿色施工材料，从而使保证酒店客户入住安全。此外，在施工之前，还应当对施工工期进行合理规划，保证其规定期限内完成施工。

2.施工过程中工艺

在酒店室内施工过程中，为能够使各个方面施工质量均能够得到保证，应当对相关施工要求严格执行。比如在敷设各种线路及管道过程中，应当保证不同线路及管道之前不会造成相互影响，并且还应当保证各线路敷设方便客户使用，同时还应当保证各种敷设线路安全性，尽量使用暗线敷设，各种管道的符合也应当注意其安全性，防止使用过程中出现爆裂情况。在铺设地板时，不但要保证地板图案的美化，同时还应当考虑地板的防滑。

3.施工竣工阶段验收

在施工结束之后，应当对工程进行验收，在验收过程中，验收人员应当注意对各个方面进行监测，保证各个方面质量，同时验收人员还应当依据相关标准对验收工作严格执行，避免出现因私废公情况出现，对于工程所存在质量问题应当及时指出，并且使施工人员及时改进，直到符合验收标准。

结语

在当前酒店室内设计以及施工过程中，为能够使其满足人们需求及提升酒店品质，应当遵循一定选择进行合理设计，同时还应当在施工各个阶段通过科学工艺进行合理施工，从而使施工质量得到保证，进而使酒店整体品质得到进一步提升。

（作者单位：南京金陵国际装饰设计工程实业有限公司）

建筑涂料性能与施工工艺篇4

1 施工要求

基层要求, 总体上基层应符合五个要素:牢固、平整、干燥、中性、清洁。

平整:对现场浇灌的混凝土, 要求模板接合部错位3mm以下, 若超过此范围则需进行打磨使之平滑。

牢固:基层坚实牢固, 不得粉化、起皮、空鼓和开裂等现象, 建议使用外墙水泥基腻子, 腻子干燥后应打磨平整光滑, 并清理干净, 同时按照说明书进行养护。

基层的碱性:基层墙面PH值低于10。若基底出现泛碱发花时应使用5%草酸溶液刷洗, 再用清水冲洗干净, 干透后进行涂装。

基层的含水率:基层墙面含水率小于15%, 新粉刷的砂浆面层经三周干燥后即能施工, 气温若低, 适当延长时间, 尤其重视墙角、管线、背阳、修补部位等等, 最好在涂刷前用墙体含水率测试仪检查一下。

基层表面的清洁度:对浮灰、铁锈、脱模剂、油迹等现象进行处理。

环境的要求:

(1) 雨天不得施工, 雨后24小时不宜施工。

(2) 保持环境洁净, 无尘土飞扬。通常大风天气不宜施工。

(3) 环境温度10~35℃, 相对湿度≤85%。

(4) 不宜在太阳暴晒或直晒下施工, 墙面温度≤50℃。

2 施工器具

2.1 脚手架、吊篮:

修补、批刮腻子工序、涂刷底漆工序、弹线分缝工序, 有条件时, 以上工序尽量在脚手架上操作。罩面清漆、真石漆喷涂、质感抹涂以及平涂施工采用吊篮, 吊篮与吊篮之间安装距离不超过50厘米, 以便相邻吊篮搭接顺利, 吊篮与墙面距离调整在合适的距离, 便于喷涂、抹涂和滚涂施工, 同时与墙面有接触的吊篮部位需要用软质材料进行保护, 避免碰撞施工墙面。

2.2 空压机:

功率5KW以上, 气量充足, 压力为7-8公斤的空压机带三根气管, 能满足三人以上同时施工, 能自动控制压力。

2.3 喷枪:

上壶喷枪 (单枪) , 容量500ml, 建议喷嘴选用口径6mm或8mm;口径小, 岩片堵枪, 施工速度慢, 口径太大, 抢速难易控制, 易造成流挂。

2.4 橡胶管:直径8mm, 长度控制在50米以内, 太长气压不足。

2.5 搓板、毛刷、滚筒、铲刀、美纹纸等若干。

2.6 遮挡用工具:塑料布、纤维板、胶带, 用于成品保护使用。

2.7 因天气突变原因配备的临时保护措施所需的工具。

3 施工工序

3.1 基层检查、清理、修补

检查基层状况, 如水分、酸碱度、平整度、阴阳角等等, 对空鼓、孔洞等缺陷使用抗裂砂浆进行局部修补。

3.2 批刮两道外墙专用腻子 (根据平整度情况和甲方要求)

3.2.1 满批水泥基外墙专用腻子, 用于找平基面, 干燥后即可打磨。

采用180号或240号砂纸打磨;打磨平整后自然养护或淋水养护 (如果工期短, 建议淋水养护) 。

3.2.2 基面达到要求:平整度1毫米以内表面无明显突出的批刮痕与基层粘结牢固。

3.3 滚涂专业抗碱底漆

专业含砂抗碱底漆适用于真石漆和质感产品体系, 非含砂抗碱封闭底漆适用于平涂体系。一般采用滚涂施工, 需要将底漆均匀地涂刷于基层表面即可, 防止漏涂。施工环境温度10-35℃, 稀释比例控制在10-20%左右, 底漆理论用量约0.1L/m2, 即10平米/升。

3.4 满刷分缝漆 (适用于真石漆和质感)

采用滚涂施工, 浅色产品, 稀释比例控制在20%左右, 深色产品, 要求稀释比例控制在5%左右, 视天气情况略微有调整。

3.5 分隔线

分隔线有真逢和假缝, 假缝按照设计要求尺寸先进行弹线, 使用水平尺找平, 粘贴符合尺寸要求的美纹纸;真缝采用土建固有的分隔缝。

4 质量控制与管理

4.1 材料领用时必须仔细检查其颜色、批号。

4.2 材料堆放必须执行分类、分批次存放, 避免雨淋、暴晒。

4.3 施工过程中, 必须有专人配料、发料、指导施工。施工人员应严格遵守“仓库管理制度”。

4.4 施工完后, 应将现场剩余材料回收入仓库存放, 以免造成浪费和施工场地的污染。

5 注意事项

施工间歇要注意真石漆、质感、面漆的密封, 避免结皮, 同一批次产品分配在同一面墙上施工, 避免不同批次产品使用在同一面墙上, 尤其是真石漆的色相取决于天然彩砂的颜色, 类似于石材, 因此每批真石漆的颜色可能略有差异;施工时每批材料一定要分开施工, 最好每批材料施工一面整墙, 尽量不要同一面墙施工几个批次产品, 同时一个分格块范围必需一次成型, 以免造成干接色差;施工前核对标签、色号并仔细阅读使用说明。严格按产品说明进行涂料的调配。施工工具最好统一品牌和型号。开罐后充分搅匀罐内油漆。使用时面漆可以无须稀释, 若需要稀释, 对于深色、艳色油漆稀释比例最好不超过5%并充分搅拌均匀;对于一般的浅色的油漆稀释比例最好不超过20%。油漆施工遵循由上自下, 先细部后大面。

均匀涂刷, 严格控制重涂时间。涂装面漆要确保湿接, 施工接口或间隙设置于墙壁阴阳角, 分格缝处或管线槽外。

结语

建筑业已经成为中国国民经济发展的支柱产业之一, 建筑涂料在建筑业中的比重也随之逐年攀升, 使用范围不断扩大。涂料已成为国民经济发展不可缺少的材料之一, 其发挥的作用越来越被认可, 品种逐渐丰富, 目前在市场上销售的化工部已颁发型号的涂料就多达近千种, 正确而合理地使用建筑涂料能够不断满足人们对建筑物使用功能的要求。

摘要：建筑物涂装工程质量的优劣, 除了与涂料本身质量的好坏有关外, 更重要的是与基层条件、施工技术水平、施工环境密不可分, 为了确保建筑物涂料的施工质量符合设计要求, 达到国家相关技术规范、规程标准, 必须要在施工过程中严格执行施工工艺, 同时加强施工过程中的质量和实时监控管理。

关键词：建筑涂料,质量,施工,管理

参考文献

[1]李湘洲.国外建筑外墙涂料的现状及我国的差距[J].现代涂料与涂装, 2004 (05) .

[2]霍本强;翟建;程文阁.建筑外墙涂料的质量控制[J].河南科技, 2008 (10) .

[3]有仁.如何做好建筑涂料的施工[N].中华建筑报, 2001.

[4]文源.常见的建筑涂料品种及分类[N].中国建设报, 2007.

[5]罗侃.建筑环保节能保温涂料研究与应用[D].江南大学, 2008.

性能与研究施工工艺篇5

摘要：为了实现污水中磷的高效去除和磷资源回收，将化学除磷技术与双污泥反硝化聚磷工艺(Anaerobic/Anoxic/Nitration, A2N)结合，开发了新型双污泥反硝化聚磷诱导结晶磷回收工艺(Anaerobic/Anoxic/NitrationInduced Crystallization process, A2NIC)，并比较了A2NIC工艺和A2N工艺的脱氮除磷性能结果表明：在进水总磷（Total Phosphorus, TP）浓度为5.22~8.31 mg/L的情况下，A2N，A2NIC工艺TP去除率分别为87.4%，99.6%，A2NIC除磷效率和稳定性明显优于A2N工艺.2种工艺对氨氮的去除效果基本相同，分别为84.8%，84.4%.A2NIC工艺中化学除磷对生物除磷的辅助是保证该工艺稳定高效运行的主要原因.A2NIC工艺结晶柱中的主要产物为羟基磷酸钙，鸟粪石在结晶柱中难以形成.

关键词：双污泥反硝化聚磷诱导结晶磷回收工艺；结晶；反硝化除磷；脱氮; 除磷

中图分类号： X703.1文献标识码：A

性能与研究施工工艺篇6

刘店矿井位于涡阳县东北部, 是淮北矿业集团公司涡阳矿区矿井之一, 井田勘探面积40 km2。本井田各煤层以贫煤、瘦煤为主。煤质属特低硫、特低磷、中灰、中等发热量的煤炭。全井田资源储量为107.33 Mt, 探明储量为16.84 Mt。矿井设计生产能力为150万t/a。矿井采用立井开拓, 在工业广场布置主、副、风三个井筒。井筒工程施工是矿井建设的关键, 为了加快井筒施工速度, 提高混凝土施工质量, 我们对混凝土进行了研究。

1 高性能混凝土配制原则

针对淮北矿区冻结井筒井壁的特殊养护环境和施工条件, 要求井壁砼应具有早强、大流动性和防冻功能。因此, 井壁混凝土配制应满足以下原则:①能及时拆模。为保证井筒掘砌速度, 外壁砼浇筑完后7 h左右可拆模。由于井壁混凝土用量大, 而且每个段高混凝土浇筑都在3~4 h完成, 所以混凝土配制工艺应该简单、易操作。②材料来源本土化, 成本低;混凝土流动性大、和易性好。混凝土采用溜灰管下料, 因此为了保证混凝土下料过程中不堵管、少挂浆且保证混凝土下到工作面后不离析, 同时减少混凝土振捣工作量、提高混凝土的密实度, 混凝土必须具有良好的工作性, 井壁混凝土的坍落度应控制在150~180 mm。③低水化热。在冻结井筒施工期间, 现浇混凝土井壁时, 由于混凝土的水化放热, 井壁混凝土浇筑完毕后在24 h内温度可达50~60℃之间, 且由于冻结壁的低温环境, 导致混凝土温度变化量可达40~50℃之间, 温度的差异必然会在井壁中引起自生温度应力和约束温度应力。温度应力是导致冻结井壁混凝土产生裂缝的主要原因之一。因此从混凝土自身考虑, 应尽量减少单方混凝土水泥用量, 降低混凝土的水化热;保证防裂、防冻性;保证耐久性, 确保井壁砼长期寿命。

2 高性能混凝土配制途径

井壁混凝土应具有高性能混凝土的良好耐久性和工作性。一般情况下, 高性能混凝土具备高施工性、高抗渗性、高体积稳定性、并保持后期强度持续增长, 最终获得高耐久性能。对于刘店煤矿井壁C30~C45混凝土和C55~C60混凝土分别制定其配制途径如下:

C30~C45:砂子细度模数2.6~2.9;石子级配良好;采用早强型水泥;采用早强型高效减水剂;

C55~C60:砂子细度模数2.6~2.9;石子级配良好;采用早强型水泥;采用早强型高效减水剂和矿物掺合料 (硅粉) 等。

3 高性能混凝土配制强度

根据砼配合比设计规程, C30~60混凝土配制强度如表1所示。

4 高性能混凝土材料及配合比

配合材料:①水泥:表土段内外壁C30~C55砼采用海螺牌P.O42.5普通硅酸盐水泥;C60砼采用海螺牌P.O52.5R普通硅酸盐水泥;基岩段C30~C40砼采用相山牌P.O42.5普通硅酸盐水泥。②细骨料:河南淮滨砂, 细度模数为2.6~2.9。③粗骨料:采用铁四局料场碎石, C30~C45最大粒径不超过40 mm;C55~C60最大粒径不超过31.5 mm。④减水剂:外壁C30采用蒙城蒙城县混凝土防水剂材料厂生产的FS-E型减水剂;外壁C40~C55采用淮南矿业集团合成材料有限责任公司生产的NF-Ⅲ型高效减水剂;内壁C30~C60采用淮南矿业集团合成材料有限责任公司生产的NF-Ⅲ型高效减水剂和蒙城蒙城县混凝土防水剂材料厂生产的FS-A型减水剂;基岩段C30~C40采用淮南矿业集团合成材料公司生产的NF型高效减水剂和蒙城蒙城县混凝土防水剂材料厂生产的FS-A型减水剂。⑤矿物掺合料:C55~C60砼需采用山西东义铁合金厂生产的硅粉。

根据196组正交试验结果, 刘店煤矿冻结井壁C30~C60混凝土配合比如表2所示。

5 结论

(1) 采用该配合比的混凝土流动性大、和易性好。混凝土采用溜灰管下料, 保证了混凝土下料过程中不堵管、少挂浆且下到工作面后不离析。同时减少混凝土振捣工作量、提高混凝土的密实度。

(2) 井壁质量良好。经现场观测, 3个井筒井壁均未出现变形, 开裂现象, 使用状况良好。

镁铝质陶瓷涂层制备工艺与性能研究篇7

1 实验

1.1 实验材料

本实验中采用的是1Cr18Ni9不锈钢为基体。实验制备涂层所需主要原料有的磷酸 (H3PO4) 、氢氧化铝 (Al (OH) 3) 、三氧化二铝 (Al2O3) 、氧化镁 (MgO) 、二氧化硅 (SiO2) 、氧化锌 (ZnO) 。

1.2 实验方法

(1) 基体预处理。

把试样锯成20×20×2mm小片, 并在其上打一个小孔, 以便实验时试样处理, 然后将试样六个面用粗砂纸打磨至表面平滑。处理后试样的实际尺寸再测量。

(2) 骨料预处理。

本实验采用SiO2、MgO、Al2O3作为主要的陶瓷骨料、AlPO4为胶粘剂。将陶瓷骨料按比例混合并与配制好的胶混合搅拌, 将料浆均匀地涂刷在基体上, 试样涂刷好后置于通风干燥处, 阴干24h以备固化用。制备主要工艺流程图, 如图1所示。

1.3 性能测试

(1) 热震实验。

本实验做热震的基材是1Cr18Ni9, 将涂有陶瓷涂层的试样加热到200℃固化。将试样放在400℃热处理炉内保温半小时, 取出水淬, 如此反复直到涂层全部脱落。

(2) 耐腐蚀性能测试。

(1) 浸泡试验:将试样放入浓度为10%氢氧化钠、10%稀硫酸、5%氯化钠中浸泡, 对比基体跟有涂层试样被腐蚀的情况。

(2) 盐雾试验:将试样放入盐雾试验机内, 将3.5%的氯化钠溶液从入口倒入试验机内。每隔8h测一次, 做48h。

1.4 实验结果及讨论

(1) 抗热震性。

涂层经7次后有1/3脱落, 10次后涂层大部分脱落。从实验结果可看出, 涂层已具备一定的粘结强度和表面强度, 能经受住400℃以下的中低温度的热震实验, 从涂层的破坏情况看, 涂层开裂剥落主要出现在鼓泡处, 多次实验表明, 使用磷酸氢铝粘结剂, 涂层表面的气泡几乎无法避免。本文认为产生气泡的原因是磷酸氢铝与金属表面发生反应而产生。

(2) 涂层的耐蚀性能测试。

(1) NaOH溶液浸泡。

用浓度为10%的10%NaOH溶液浸泡120h, 其腐蚀速率图如图2所示。可看出, 相同时间内有涂层试样在碱性溶液中的损失量比基体的损失量要少。

(2) 硫酸溶液浸泡。

用浓度为10%的硫酸溶液浸泡试样, 处理后数据如表1所示。试样上的涂层经6h浸泡后全部脱落, 基体与有涂层的试样耐酸性能都不好。究其原因是在制备涂层时, 主要成分为MgO具有强碱性, 易与硫酸发生反应, 产生大量气泡。Al2O3为中性氧化物, 与磷酸和硫酸发生反应生成气体, 因此涂层耐酸性能较差。

(3) NaCl溶液浸泡。

有涂层试样和基体在浓度为3.5%的NaCl溶液中腐蚀速率如图3所示。可看出, 相同时间内有涂层的试样比基体的损失量要少, 具有更好的耐盐腐蚀的性能。

(4) 盐雾试验。

在规定时间内喷雾不得间断。从图4可看出, 有涂层的试样在盐雾实验中的损失量比基体的损失量要少很多, 且随时间的推移耐蚀性显示得更好。

2 结语

(1) 从抗热震性能测试结果可以看出, 涂层与基体间已具备一定的结合力, 能承受一定的热冲击。 (2) 耐腐蚀性能测试结果可以看出, 涂有涂层的试样有较好的耐碱、耐盐腐蚀性能, 耐酸性能提高了23%, 耐碱性能提高了8%, 但耐酸性较差。

摘要：本文采用料浆法在1Cr18Ni9基体上制备陶瓷涂层, 并进行性能进行测试。实验表明金属基陶瓷涂层的耐酸性能提高了23%, 耐碱性能提高了8%。

关键词：镁铝质陶瓷涂层,料浆法,耐蚀性

参考文献

[1]王月, 陈波.金属表面耐热陶瓷涂层保护技术的研究[J].工业炉, 1995, 4:6～9.

渔船用海水冰片机的工艺与性能研究篇8

海水结冰和淡水结冰的原理不一样。海水中含有较多的盐分,由于盐度比较高,结冰所需的温度比淡水低,随着盐度的增加,海水的冰点和密度最大时的温度也逐渐降低。海水结冰需同时具备3个条件: 海水中的热量大量散失; 相对于水开始结冰时的温度( 冰点) ,此时海水已有少量的过冷却现象; 海水中含有悬浮微粒等凝结核。海水结冰时,水分子先结晶,并会自动排除其他杂质,海水结冰的过程,同时伴随着温度的降低。海冰在初生时,呈针状或薄片状冰晶,继而形成糊状或海绵状,进一步冻结后,成为冰[10,11]。

本文介绍一种使用海水直接连续生产片冰的海水冰片机。其原理是: 利用海水结冰时水分子首先结晶并形成冰晶,再利用冰晶把析出的浓盐包围,形成“盐胞”( 凝结核) ; 随着海水热量的持续散失,温度的持续降低,实现海水结冰。海水结冰速度越快,“盐胞”生成越快、越细小,数量越多,在海水冰中的分布也越均匀。本机具有原域海水制冰、冰片坚硬、使用简便、保鲜效果好的特点,可以满足水产品保鲜和各种大型制冷设施、食品速冻、混凝土冷却等的需求。

1冰片机系统

比较国内外现有海水制冰设备[12~16],特别是筒式蒸发器冰片机,本研究提出的海水冰片机 ( 图1) 由压缩机、冷凝器、膨胀阀和冰筒( 蒸发器) 4个基本部件组成( 图2) 。

制冷剂R-22从制冰筒外筒6( 由内圆筒1和外套2组成,见图3) 上部进入,海水从制冰筒下方进入,冷媒与海水逆向流动并进行热交换,海水结冰后由制冰筒中脱出。成冰水源和冷凝器中用于冷媒冷却所需海水均由海水泵抽取原域海水提供。把电机9置于冰筒上部,解决了冰片脱落时对电机及其它驱动装置部件( 如传动机构8等) 的腐蚀。

片冰的形成部位如图3b所示。由冰筒下部海水进口进入的海水,经冰轴7外表面上经铣削加工的T型截面圆台型双线螺旋槽与外筒6间隔螺旋槽型片状,在流经外筒6的冷媒作用下,由下而上实现海水→薄片状冰晶→糊状或海绵状流体 →冰片; 而冷媒则在外筒6中流动,实现与海水的热量交换。

2冰片机设计

2.1海水结冰耗冷

结合中国东南沿海海况,一年中8、9月份海水温度最高,约为27 ~ 29 ℃,盐度为30 ~ 33。盐度为35的海水,结冰温度一般在 - 2 ℃ 左右。海水冰片机按每24 h制冰能力为3 t,海水温度为29 ℃ ,海水结冰温度为 - 2 ℃ ,制取冰温为 - 8 ℃ 的工况设计。海水在如图2冰筒中的冻结分为3个阶段: 冷却、冻结、过冷,海水成冰所需耗冷量为3个阶段耗冷量之和[11]。为减少了幅射及温差传热,制冰筒外层敷设保温层,使其冷量损失低于8% 。

耗冷量计算:

式中: t1—海水进口温度,29 ℃; t2—冰的终温, - 8 ℃ ; C0—海冰比热,当t为冰温时,C0( t) = 0. 501 + 0. 001 9 t + 24. 144 / t2; r—海水凝固热, 281. 95 k J / kg; Cs—海水比热,4. 0 k J/kg ℃; tf—结冰温度,- 2 ℃。

2.2冰筒工艺

从图2可见,冰片机冷媒R-22直接作用于成冰的冰筒部分,冰筒既要满足片冰的生成,又要起制冷系统中的蒸发器作用,为此设计了如图3所示冰筒结构,其由耐海水腐蚀的改性304不锈钢加工成型的冰轴和外筒及其它配件组成。

外筒由内圆筒和外套组成。将不锈钢材质的内圆筒与外套组合,形成一组各环间不渗漏的环形冷媒流通通道,这既是成冰的主要结构,也是冰筒制造的难点,是海水冰片机成功制造的关键。其“热合”法成形工艺是: 在内圆筒外表面按要求加工出所需的环形冷媒通道,把外套的内表面加工成表面光滑的圆柱面; 通过对外套进行加热,使其尺寸相应增大; 对内圆筒进行液氮急冷,使其整体尺寸相应缩小; 快速将内圆筒套进外套,利用金属材料的热胀冷缩,从而形成符合要求的外筒。实践表明,该结构较现有海水制冰设备[12~16]结构更紧凑、换热效率更高,也更适合于船上分体使用。

2.3控制系统

为保证海水冰片机工作的稳定,防止片冰过硬或产出流冰( 冰水混合物) ,整机采用PC自动控制系统控制( 图4) ,其控制策略是: 当海水冰在冰轴上凝结,扭矩传感器检测到电机输出轴扭矩大于设定值,控制系统将通过控制压缩机减少供冷,或者加大电机功率以加大输出力矩,使其不出现过分冷结冰片; 当海冰硬度不足或进水故障,则冷媒热交换不足,在压缩机进口处的压力、流量和温度传感器等检测到低于设定值,发送信号给控制系统,控制系统控制电机或压缩机,以降低电机转速或增加冷媒流量; 当冷媒泄露,在压缩机进、出口处的压力、流量和温度传感器同时检测到低于自身设定值,控制系统控制装置发出警报,示意需添加制冷剂。

2.4重要部件

本制冰机采用渔船富余电力作为驱动源,故选用比泽尔中低温电力驱动压缩机,型号为4H15. 2Y( 15HP) 。使用电源380 V、50 Hz,功率为11. 6 k W,制冷量为22 775 W。本机应用于渔船上,采用水冷套管式冷凝器。为有效防止腐蚀,换热管为钛管,管板材料为铝青铜复合板。在冷凝器内,冷却水与制冷剂逆向流动,保证制冷剂流体有较大的过冷度,达到较高的传热系数。冷凝器为亿联伍德海水冷凝器,型号为CON-R( S) 012 A。

在海水结冰过程中,冰筒中海水液位是稳定产冰的重要因素,故在水箱中装有上、下液位传感器,在水箱进水口装有电磁阀,水箱出水口与冰筒下端海水进口相连,通过连通的管道为储水箱给冰筒提供制冰所需的海水,并保证液面的稳定。

3分析与试验

3.1外筒热耦合有限元分析

利用Solidworks的Cosmos WORK模块对冰筒成冰边界条件的有限元仿真分析。冰筒温度场的热耦合分析步骤: ( 1) 对整个冰筒的结构进行分析,简化模型,省去所有的螺钉、轴承座以及其它一些细小结构。其有限元分析几何模型如图3中三维模型; ( 2) 根据冰筒结构、工作过程,确定冰筒实体采用SOLID70三维实体单元,海水和氟利昂选用FLUID142三维流体单元; ( 3) 在CAD模型中,依据设定的有限分析单元和材料属性,进行有限元的单元网格划分; ( 4) 依据冰筒边界条件参数( 压缩机功率: 11. 6 k W; 氟利昂入口温度: - 30 ℃ ; 氟利昂工作压力: 1. 5 MPa; 海水入口温度: 25 ℃; 海水密度: 1. 025 g /cm3; 海水盐度: 35; 海水流量: 0. 125 m3/ h) 设置热交换边界条件,确定冷媒工作压力、入口温度,海水的流量、入口温度、压力等参数; ( 5) 求解分析及结果输出。

通过海水流动轨迹与温度梯度分析可以看出,出冰口处的温度为 - 11. 5 ℃,氟利昂出口处的温度为 - 2 ℃。分析结果表明冰筒的出冰温度远低于海水结冰温度,说明所设计的冰筒适用于生产海水冰。

3.2测试与试验

海水冰片机经广东省质量监督机械检验站检测,并经粤阳江渔67033等多艘作业渔轮在广东省阳江市附近南海海域( 海水温度27 ~ 29 ℃,盐度33) 作业试用,实现了即时抽取所在海域的海水,连续、稳定地获得 - 10 ~ - 13 ℃ 低温片状海水冰,片冰厚度为2. 0 ~ 2. 2 mm,冰片产量120 ~ 133 kg / h。

与现有渔船带冰作业比较: 设某船每次出海实际用冰量为20 t,考虑到融冰损耗20% ~ 30% , 需采购冰块25 t,用冰成本约为5 500元。若以独立发电机组供本海水冰片机用电,每一度电耗柴油约为210 g,柴油价格约为7. 4元/L,每次出海使用冰片机制冰较购冰节约1 426元。若以船上富余电力供电,则每次出海可省直接用冰成本5 500元。

与文献[12-16]所述海水制冰装置比较,本机具有如下优点: 结构更加简单,同时解决了普通机电部件防海水腐蚀的难题; 可以实现冰筒与其它部分分别安装,可有效提高渔舱效率。

5结论

性能与研究施工工艺篇9

近30年来,随着表面改性技术的不断发展,离子注入由于其低的注入温度,无明显的膜基界面被广泛用于金属材料表面的强化处理,以提高材料表面的抗磨损以及抗腐蚀性,但传统离子注入的视线特性及保持剂量等问题客观上限制了它的发展及应用。J .R.Conrad[4]等人于1987年提出了等离子体浸没离子注入(PIII)新技术,它克服了传统束线离子注入固有的视线限制和保持剂量等问题,使注入过程变得简单尤其是对大或重的工件及批量处理显示出极强的生命力。最近研究表明[5,6,7,8],通过高频低压等离子体浸没离子注入(HLPIII)可以有效提高材料的表面性能,获得较深的改性层。

HLPIII兼顾了高温等离子体浸没离子注入(PIII)和常规离子氮化的技术特点,与高能PIII相比,它可以降低注入能量,通常在几百到几千伏,与常规氮化相比,其具有的高注入能量离子可以有效的穿过材料表面进入近表区,处理时间较短。同时HLPIII可以有效地控制处理温度以及注入剂量,使注入均匀。本工作采用HLPIII技术对工业纯铁进行表面处理,研究低压高频脉冲电压的脉冲宽度对纯铁性能的影响。

1 试样制备及实验方法

1.1 试样制备

将纯度为99.8%的工业纯铁加工成ϕ10mm×1.5mm 的试样,分别用240#到1200#的SiC砂纸湿磨,再用1μm 的金刚石抛光液对表面进行机械抛光。

1.2 实验方法

利用多功能等离子体浸没离子注入设备[9]进行高频低压等离子体浸没离子注入及氮化,真空室本底真空度为2.5×10-3Pa,通入氮气, N2分压为0.5Pa,利用射频电感耦合方式激发形成氮等离子体,在工件上施加-2.5kV的偏压,频率为15.15kHz,离子注入及氮化时间3h, 通过改变施加负脉冲电压的脉冲宽度制备1#—3#试样,0#试样为未处理样品,参数如表1。

利用X射线衍射仪(XRD)分析不同脉冲宽度下各样品的结构,采用Cu靶常规衍射;利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能量色散X射线谱仪(EDX)观察不同脉冲宽度下高频低压等离子体浸没离子注入及氮化后样品的断面组织形貌和成分,观察前利用3%(质量分数,下同)的硝酸酒精腐蚀断面;利用XPS测试了表面元素含量,计算每个时间点Ar离子溅射后XPS图谱的元素含量,得出表面元素含量随溅射时间的变化;利用HXD-1000显微硬度计测试不同脉冲宽度下注入后样品的显微硬度,载荷50g,保载停留15s,测试6个点取平均值;利用瑞士CSEM公司销盘式摩擦实验机评价不同脉冲宽度下注入后样品的耐磨性,载荷100g,对磨件为ϕ6mm Si3N4球;利用PS168电化学工作站测试不同脉冲宽度下注入后样品的耐腐蚀性,电解质溶液为0.9%的NaCl溶液。

2 实验结果与讨论

图1为不同脉冲宽度下高频低压等离子体浸没离子注入及氮化后样品X射线衍射图谱,从图中可以看出不同脉冲宽度处理下,样品表面形成了ε-Fe3N和γ-Fe4N两种混合相,当脉冲宽度为22μs和16μs时,在38°和42°附近出现

Fe3N强峰 ,而42°附近Fe4N峰较弱,当脉冲宽度为10μs时在41°附近Fe4N峰较强,这表明脉冲宽度在一定程度上影响了氮化铁相的形成,脉冲宽度小时(10μs),氮化层主要由γ’-Fe4N相组成,脉冲宽度提高为16,22μs时,氮化层主要由ε-Fe3N相组成,并且脉冲宽度为22μs时,Fe3N峰的相对强度比16μs时的大,这说明高脉冲宽度更有益于ε-Fe3N相的形成。

图2为16μs注入后样品各元素含量随溅射深度变化关系图谱,利用XPS测试了表面元素含量,计算每个时间点Ar离子溅射后XPS图谱的元素含量,得出表面元素含量随溅射时间的变化。可以看出随着时间增加,溅射深度增大,C,O元素含量逐渐降低,Fe,N元素含量逐渐增大,在溅射至10min后,含氮量达到20%。且N和Fe的含量在10min后基本稳定,形成稳定的原子比。对10min后的XPS高分辨谱经XPS-peak软件解析,计算得出脉宽为16μs离子注入及氮化后的样品 Fe,N原子比约为3～4∶1,从图1XRD结果也可以看出16μs时主要是ε-Fe3N相结构,同时存在少量的γ’-Fe4N。

图3为不同脉冲宽度下等离子体注入与氮化处理的样品剖面的形貌,断面经过3%的硝酸酒精溶液腐蚀处理。图3a为脉冲宽度为10μs的断面形貌,图3b为脉冲宽度为16μs的断面形貌,图3c为脉冲宽度为22μs的断面形貌。从图3中通过EDX线扫描可以看出不同脉冲宽度下针状区域均含有一定的N,结合XRD的结果(如图1),这些针状组织可能为ε-Fe3N和γ′-Fe4N的混合相。这些针状组织可能是由于在同一脉冲条件下,在第一个周期内鞘层比较薄,离子流最大,随后第二个周期下鞘层变厚,离子流低 [10],在最开始情况下离子流大、能量大,到达样品表面的离子能量均能达到样品表面激活能进入次表面,随着有效注入时间增加只有少数离子能够在次表面发生级联碰撞,到达更深层次的氮会更少,形成针状。

(a)1#脉冲宽度为10μs;(b)2#脉冲宽度为16μs;(c)3#脉冲宽度为22μs

在一定的脉冲宽度条件下,样品断面出现不同数量的针状组织,脉冲宽度为22μs时这种针状组织数量较多,脉冲宽度为10, 16μs时枝状数量较少。由于在低脉宽和高脉宽时,等离子体鞘层离样品的扩展速率不同[11]。高脉宽时,等离子体区与样品表面形成较厚,且鞘层离样品的扩展速率较快,虽然这个时候碰撞的机率增加了,但是由于高脉宽时提高了氮离子的有效注入时间,这相当于增加了氮离子到达样品表面的数量。此外,扩散对氮离子到达样品次表面起了主要作用,而温度是影响扩散的主要因素,一定脉冲频率电压作用下,脉冲宽度增加,工件平均温度也增加[12],氮离子进入深度提高。

图4为脉冲宽度为22μs下注入及氮化处理后与未处理样品的显微硬度,图中可以看出,注入及氮化处理后样品显微硬度明显高于纯铁。

图5为脉冲宽度为22μs下注入及氮化处理与未处理样品经3000转磨损后的磨痕宽度,载荷100g,对磨副为ϕ 6mm Si3N4小球,可以看出经过3000周次的磨损后,注入及氮化处理样品磨痕宽度明显比纯铁小。图6a,b分别为脉宽为22μs注入及氮化处理样品和未注入样品的磨痕形貌。从图6a可以看出注入及氮化处理样品磨损后表面发生挤压,有一定的裂纹并且犁沟少,出现了大面积黑色磨屑,通过能谱仪EDX分析,如图6c,黑色磨屑中含有大量的Si和O元素,这说明黑色物质是由于注入及氮化处理样品与对磨副Si3N4发生严重的黏着磨损和磨屑在磨损过程中由于摩擦热而在大气中氧化所造成的。图6b为未注入及氮化处理纯铁样品的磨损形貌,其表面出现了典型的划痕和犁沟,并伴随着磨屑层的剥落,说明纯铁耐磨性很差。结果表明,纯铁经注入及氮化处理后耐磨性明显提高。

图7表明脉冲宽度为22μs下注入及氮化处理样品与未处理纯铁样品的极化曲线,图中可以看出注入及氮化后,样品自腐蚀电位明显高于纯铁。对于活化体系,抗点蚀能力可通过极化电流密度达到100μA/ cm2时对应的电极电位值来表示,电位值越大,试样抗点蚀能力就越强[13],从图7中可以看出,纯铁经注入及氮化处理后在100μA/cm2电位明显增高,说明纯铁经注入及氮化处理后抗点蚀能力提高,这是因为N离子注入后使试样表面形成了一定深度的ε-Fe3N和γ’-Fe4N相,从而提高了表面的耐腐蚀性能。

图8a,b分别为脉冲宽度为22μs下注入及氮化处理样品与未处理的纯铁样品经过0.9%NaCl溶液电化学极化后的表面腐蚀形貌,图中可以看出注入及氮化处理样品经过0.9%NaCl溶液电化学极化后的腐蚀表面很平滑,而纯铁0#发生了严重的晶界腐蚀,因此耐腐蚀性很差。

(a)脉冲宽度为22μs下注入及氮化处理样品;(b)未注入的样品(a)the iron treated at 22μs;(b)the untreated sample

3 结论

(1)利用低电压高频率脉冲等离子体浸没离子注入与氮化技术(HLPIII)对纯铁进行氮离子注入及氮化处理,可以在较低温度(200～300℃)实现在纯铁表面的氮化。

(2)试样表层形成了针状铁氮化合物ε-Fe3N,γ’-Fe4N等强化相,含氮量达到20%。这些针状氮化物相是提高纯铁表面显微硬度,耐磨性和耐腐蚀性能的关键因素。

性能与研究施工工艺篇10

摘要：在两种不同搅拌工艺（普通法和水泥砂浆法）下，分别对C20、C30、C40三种普通水泥混凝土的和易性、抗压、抗折强度、耐磨性及抗渗性进行试验测试，并对其结果进行分析研究，经对比分析，水泥砂浆法搅拌工艺主要可通过提高水泥石与集料粘结力及改变内部孔隙分布，提高混凝土的力学强度及耐久性。

关键词：搅拌工艺；水泥砂浆法；普通水泥混凝土；强度；耐久性

中图分类号：TU642 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0187-02

Abstract：In two different mixing process （general method and cement mortar method）， respectively workability， compressive strength， flexural strength， wear resistance， permeability resistanceof ordinary cement concrete（C20，C30，C40） were tested respectively， and the results were analyzed and studied， by comparative analysis， cement mortar method can improve mechanical property and durability of the concrete through improving the bond strength between cement and aggregate，and changing distribution of the internal pore.

Key words：mixing process；cement mortar method； ordinary cement concrete； strength； durability

1 概述

水泥混凝土土木工程中应用最为广泛的材料，如何提高其使用性能，一直备受国内外专家关注。目前提高混凝土使用性能的方法主要有提高原材料质量、优化配合比、加外加剂、改变搅拌施工工艺等，前三种方法在改善混凝土使用性能的同时也伴随有工程造价或难易程度提高缺点，相对前三种方法，最后一种通过改变搅拌施工工艺的方法，更简单易行、经济适用。受日本SEC混凝土技术的启发，我国一些研究人员先后提出了水泥净浆法、水泥裹石法、水泥裹砂及水泥砂浆法四种主要的二次投料搅拌施工工艺[1]。这四种方法目的都是在提高混凝土力学性能及耐久性的同时能节约水泥的目的，由于相比之下，水泥砂浆法施工工艺更简单一些，故本论文仅分析研究该方法对混凝土使用性能的影响。

2 原材料及试验方案设计

2.1 原材料

水泥选用西安蓝田尧柏水泥厂生产的尧柏42.5（R）硅酸盐水泥，水采用符合《公路水泥混凝土施工规范》要求的自来水；砂选用渭河水洗砂，表观密度2 680 kg/m3，自然堆积密度

1 410 kg/m3，含泥量0.7%，细度模数为2.7；碎石采用陕西渭南产的人工轧制碎石，其中粒径0.5～1 cm占碎石总重量35%，粒径1～2 cm占65%，级配良好。

2.2 试验方案设计

本文选用普通法和水泥砂浆法两种搅拌方法对水泥混凝土进行搅拌。普通法是指先将水泥、砂及碎石搅拌均匀，再加水搅拌180 s，形成新拌混凝土的搅拌工艺[2]；水泥砂浆法是指先将水泥、砂搅拌30 s，使其成为水泥砂，再在水泥砂中加水搅拌60 s，使其成为水泥砂浆，最终向水泥砂浆中加入碎石拌制90 s，形成新拌混凝土的搅拌工艺。

在以上两种不同搅拌工艺下，分别对强度等级为C20（mc：ms：mg：mw=1：2.15：3.79：0.63）、C30（1：2.15：3.79：0.63）、C40（1：1.18：2.67：0.42）的三种普通水泥混凝土进行性能试验测试。

3 试验测试与结果分析

3.1 新拌混凝土拌合物和易性

在普通法和水泥砂浆法两种不同搅拌工艺下，按表3中配合比拌制混凝土，测定其坍落度，见表1，观测粘聚性、保水性均满足要求。

由表1可看出，在相同强度等级、相同配比，同测试条件下，相比普通法，水泥砂浆法可提高混凝土的坍落度，改善其和易性，改善程度随水灰比的提高而增大。

3.2 混凝土力学性能与耐久性

按照文献[2]分别测试两种不同搅拌工艺下，硬化后混凝土抗折、抗压强度、耐磨性及抗渗性，试验结果，见表2。

表2中试验结果表明，相对普通法搅拌工艺，水泥砂浆法搅拌工艺，可使混凝土7 d、28 d抗折及抗压强度均会有所提高，其中7 d抗压强度提高8.2%～11.1%，抗折强度提高10.5%～14.1%，28 d抗压强度提高9.5%～14.8%，抗折强度提高10.9%～13.7%，总体来看，抗折强度提高幅度比抗压强度稍大，28 d抗折、抗压强度提高幅度较7 d大，强度等级越低提高幅度越大，由此可推断，该搅拌工艺对改善混凝土抗折强度更有利，且强度提高幅度会随混凝土龄期增长及强度等级的提高而增大。见表3。

由表3可看出，水泥砂浆法搅拌工艺可提高混凝土耐磨性、抗渗性，磨损量降低幅度0.1%～4.2%，渗水量降低幅度24.5%～34.3%，综合来说，对混凝土耐磨性改善不大，但对抗渗性改善显著，混凝土强度等级变化对耐磨性、抗渗性影响无规律可循。

3.3 水泥砂浆搅拌工艺改善混凝土性能机理分析

水泥混凝土是由水泥、砂、石、水及内部的空气等组成复合性建筑材料，各组成之间有可能产生物理化学变化，最终影响着混凝土的使用性能[3]。

3.3.1 改善水泥石与集料的粘结力

当水泥开始水化时，最先形成絮凝结构，普通搅拌工艺，一方面使水泥絮凝结构解体，使其分散度提高，但同时另一方面，在粗集料运行的背面，絮凝结构是很少受到影响的，故此分散度差，影响水泥石与集料的粘结力，是强度的薄弱环节[4]。

相对于普通搅拌工艺，水泥砂浆法搅拌工艺，由于将水泥、水、砂拌制成水泥砂浆，砂被水泥浆包裹，完全破坏了絮凝结构，分散度提高，使其内部水泥可进一步水化，水化程度增大，速度加快，当再干燥状态的碎石加入砂浆中继续搅拌后，碎石表面可吸附部分水泥砂浆中的自由水分，最终可在其表面形成一层低水灰比的水泥浆壳，进而增强了水泥石与碎石之间的黏结力，混凝土强度提高，力学性能得以改善[5]。

3.3.2 改变混凝土中的孔隙分布

普通搅拌工艺，由于干燥的集料吸水性较强，在砂、石材料表面吸附有较厚的水膜，石子表面形成一个高水灰比的净浆壳，水泥石粘结强度低，硬化后，失水收缩造成内部孔隙、裂纹数量增多；同时，混凝土在浇筑初期初凝状态下，比重大的砂石材料下沉，比重较小的水分和气泡上浮，向上迁移过程中，遇到粗糙碎石的阻碍，有部分水分和气泡将聚集在其周围，促使混凝土硬化后，在粗骨料界面处形成大孔隙；正是由于以上两方面原因，混凝土整体性、均匀性遭到破坏[6]。

水泥砂浆法搅拌工艺，在石子表面形成低水灰比净浆壳，不仅可加强水泥石与集料的界面强度，而且起到阻碍自由水分向石子表面集中的屏障，消除了水分和气泡向石子表面不断聚集现象，避免了混凝土的分层现象，减少了水泥石与集料界面的裂缝和孔径尺寸，混凝土的密实度、强度、抗渗性等得到了很好改善[6]。

4 结语

本文在两种不同搅拌工艺下，通过对三种不同强度等级混凝土的抗压、抗折强度、耐磨性及抗渗性进行测试，可得出如下结论：

①水泥砂浆搅拌工艺可增强水泥石与集料的界面黏结强度，进而提高混凝土的强度，改善其力学性能，相对于普通法，平均提高幅度，抗压强度提高10.9%，抗折强度提高12%，对提高抗折强度更有利，且随强度等级及龄期的增加而增加。

②水泥砂浆搅拌工艺通过改变孔隙分布，提高混凝土密实度、抗渗性及耐磨性等，相对于普通法，平均降低幅度，单位面积磨损量降低1.9%，渗水量降低30.2%，对混凝土抗渗性改善更大一些。

参考文献：

[1] 吴明杰，任兆林. SEC混凝土技术及其应用[J].交通科技与经济，2000

（04）.

[2] JTG_E30-2005，公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[S].

[3] 王长青，肖建庄，孙振平.现浇再生混凝土框架模型结构地震损伤评估 [J].同济大学学报（自然科学版），2015，（02）.

[4] 秦昉.水泥混凝土投料搅拌工艺及其影响试验研究[D].西安：长安大

学，2013.