轻化工程范文
时间：2023-10-25 02:25:31
轻化工程篇1
关键词：机械设计；工程机械；轻量化；设计研究
工程机械轻量化技术是指通过材料、制造工艺、结构参数等优化工程机械设计。工程机械轻量化技术可通过材料优选，制造工艺改善、结构参数调整减轻工程机械的整体重量，在制造过程中降低成本，提高机械设备的使用性能，同时可以节约能源，减少污染物的排放，我国的设计理论相对保守，在设计时没有考虑运输时是否方便，同时把安全系数设置过大，导致重型机械设备不仅制造成本巨大，运输成本也很大，造成企业大量的资源浪费。在这样的背景下，就需要思考是否能够采用轻量化的工程设计。
1工程机械轻量化的发展现状
1.1我国的设计理念保守
我国的机械设计最初是采用苏联的设计理念。经过几十年的发展，已经不能再适应社会的发展，我国的钢结构设计理论目前还比较保守，器件比较笨重，安全系数过大，安全性能好。
1.2设计中缺乏核心技术
在设计的过程中，没有吸收先进的设计技术，长期采用类推的方法，设计的周期较长，没有多余的选择方案可以进行选择。缺少优秀的评价标准，企业自主创新能力薄弱，生产大量仿制品，没有自身的核心技术，没有实验所需要的数据。同时，也缺乏理论基础，对智能技术的探究缺乏深度和认识。我国的工程机械轻量化技术还处于初级阶段。在我国，大量机械产品的设计都采用或者借鉴国外的经验数据，由于长时间没有进行更新，已经不能适应社会的发展需求。在我国的制造行业中，制造技术的发展还比较年轻，对于新技术、新方法、新材料的运用都还不很广泛。如果没有自己的实验数据和创新能力，工程机械轻量化还有相当长的一段路要走。我国与发达的工业强国相比，还有一段很大的差距。我国的工程轻量化技术还处于研究的初级水平。要想发展工程技术的轻量化就需要不断研发新技术，采用新材料。在设计过程中，要注意优化产品设计，从根本上提高材料的利用率，要注意保持零件的刚度、强度以及抗疲劳性。
2工程机械轻量化设计的作用
工程机械轻量化设计有助于提高材料的利用率，有利于对能源的节约，有助于运输方便，有助于我国从工业大国走向工业强国。在工程机械轻量化的设计过程中要足以减少生产材料的碳排放量，同时要注意提高机械的动力水平，减少摩擦力对器件的影响。在工程设计的过程中，要注意提高产品的寿命和使用性能。工程机械的轻量化有助于我国机械设备向环保型、功能型的方向发展。
3工程机械轻量化的技术实现途径
3.1基于材料的轻量化设计
材料轻量化在材料的选取上，可以使用高强度的钢材，其中最常用的是热性钢材，轻合金钢材中最为常用的是铝合金、炭纤维、镁合金，记忆金属中常用的微晶钢，工程塑料、陶瓷、玻璃纤维也是常用的材料。这些轻量化的材料可以减轻工程机械的重量，提高成本。例如：日本丰田公司采用的连杆技术可以减少30%的钢材，同时还可以节约5%的汽油，可见轻量化的设计有助于能源的节约和资源的利用。机械工程的轻量化设计要针对机械的不同部件选用不同强度的材料，从而实现工程机械整机的轻量化。
3.2工程机械制造工艺的轻量化设计
要选用多种方法进行工艺制造设计，同时注意强化设计师的常新理念，发挥设计师的主观能动性，进行积极的技术创新和探索；同时注意选择先进的工艺方法和先进的工艺技术。在设计的过程中要注意数据的收集和整理，要强化设计师的实际理念，提高设计师的设计水平，不断改变以往模仿抄袭的现状。
3.3新材料的运用可以提高产品的抗击能力
在设计的过程中，要不断采用新的技术和方法进行技术上的改造，同时，要采用新型材料提高工程机械的性能优势，同时加强金属的表面承受能力。在设计的工程中要选择新技术来提高产品的竞争能力。同时要增强产品的抗击能力，提高产品的使用寿命。要不断满足消费者对产品的需求。
3.4改善机械设备的截面实现工程机械轻量化
对机械设备的截面进行改善，就是要提高机械设备构件的截面抗弯截面系数和抗扭截面系数，在不改变机械设备重量的情况下，通过加强承受力来减轻设备的总体重量。从有关专家的研究和分析发现，受力的状态不同，材料的强度指数也不相同，但是在受力情况相同的情况下，单位长度的构件越重，它的强度指标就会越小。也就是说轻度指标与单位长度的工件质量成反比。
3.5工程机械的轻量化可采用多种新型技术
工程机械的轻量化可以采用热处理、滚压、喷丸等多种新的工艺技术，这些工艺技术的采用可以提高机械设备零部件的耐磨性和抗疲劳性。有利于提高机械设备的强度，还能提高材料表面的组织结构，提高材料表面的负荷水平。
3.6工程机械设计中的其他设计技巧
在机械设计的过程中，要注意设计的外观要有曲线美，可以丰富人体的视觉；同时要注意采用智能化的控制系统，可以帮助工作人员减少操作的工作量，同时自我进行故障排除，自我诊断故障，不断提高设备的工作效率。
4新型材料的研发和应用
4.1高强度合金钢材料的大量应用
随着工程机械向轻量化、大型化的方向发展，要不断增加工程机械上钢材的强度，钢材是机械设备制造过程中最大的成本。高强度的钢材对机械设备制造的发展具有推动作用。目前，对合金钢的运用越来越广泛，合金钢的大量运用不仅能够提高钢材的强度还能够减轻机械设备自身的重量。合金钢运用到机械设备的制造中来，可以提高机械设备的强度、刚度、稳定性能，不断降低机械设备的自身重量。现在大量的技术应用和研究发现，增大机械结构的强度的同时能够减轻自身的重量。
4.2纤维增强复合材料在工程机械轻量化中的应用
复合材料有很多优点，这些复合材料的强度较好、比模量高、抗疲劳断裂的性能好、尺寸稳固、比较耐磨，抗腐蚀性能好、能够有效降低噪音、绝缘性能好，能够满足各种产品的性能需求。玻璃钢就是复合型材料中的一种，这种材料不仅工艺性能好，而且设计灵活，不仅成本低廉而且重量轻。玻璃钢在工程机械设计制造中的应用非常广泛，在压路机、装载机发动机罩上应用较为广泛。玻璃钢具有质量较轻，强度较好的优点。同时玻璃钢还具有易于成型的优点。在工程机械的设计过程中，要合理使用复合型的材料。复合材料的应用可以整体成形代替焊接带来的不必要的麻烦，在工程机械轻量化的设计过程中，要根据不同的受力部位合理使用复合材料。玻璃纤维最早是在军事上使用的，轻型的装甲车应用玻璃钢的地方最多。
4.3碳纤维复合材料在工程机械中的应用
碳纤维复合材料在工程机械中的应用也很广泛，碳纤维复合材料质量轻，强度高。与普通纤维材料相比，碳纤维材料只有普通纤维材料质量的1/4。目前，在工程机械轻量化制造过程中使用最为广泛的还是合金钢材料，这种材料密度大，影响了整个机械设备的机动性，降低了机器设备的灵活性，影响了发动机的工作效率。
5结束语
随着经济全球化的发展，培养具有创新性的设计师，增强企业的设计能力，才能提高企业的综合竞争能力。在轻量化的工程设计当中，要求设计师能够优化设计结构，采用新型材料，设计出质量更好，性能更高的机器设备，轻量化的设计不仅需要降低设备的重量还要求企业能够提高产品性能，节约资源和能源。另外，在工程机械轻量化的设计过程中，一方面要注意综合评价生产过程，另一方面要对技术进行分析和检测。还要进行大量的实验使得轻量化的技术不断向着成熟的方向发展。
参考文献
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轻化工程篇2
关键词：轻化工程；专业内涵；学科认识
1 关于轻化工程专业基本内涵
轻化工程专业主要课程：无机及分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学及物理、化工原理、生物化学等，要实践性教学环节：包括金工学习、生产实习、工艺实验、分析与检测实验、化工原理课程设计。主要专业实验：分析与检测实验、化工原理、工艺实验等。就业方向：本专业适合在制浆与造纸、外贸商检、环境检保护、技术监督、化工等有关部门从事生产技术管理、品质控制与分析检测及废水处理的研究开发工作，也可在大、中专院校、科研院所从事教学、工程设计、技术开发与经营、科学研究等工作。继续深造方向：皮革、纺织机械设备公司从事纺织相关的机械设计、生产、销售等工作；皮革、纺织品检验机构或公司从事纺织品测试、检验与管理；纺织仪器、设备、CAD软件公司从事安装、调试与技术支持；通过公务员考试进入考取商检局、纤维检验局、海关等机构从事专业管理工作；或考取硕士研究生继续深造。
2 化工专业学生工程意识培养的有效途径
2.1 是突出工程意识培养的新生工程意识引导教育
入学教育是新生进入大学学习非常重要的一部分，新生进入大学校园首先要熟悉大学环境、认识大学文化、融入大学生活。突出工程意识培养的化工专业学生的入学教育中应必须要让新生明白"在大学中要学习哪些化工专业知识和技能，为什么要学习以及用什么方法学习"。
2.2 是开展素质拓展训练
素质拓展训练是学生学习生活经验、体验社会教育、形成正确的人际、情感和社会价值观等教育目标的一个重要途径，通过素质拓展训练有助于培养学生的工程意识。建立素质拓展中心开展户外场地素质拓展项目，培养学生的竞争意识、团队协作意识、创新意识、安全意识和遵章守纪意识等。
2.3 是更新教学内容，优化课程体系
工程技术人员应具备综合素质，具有扎实的专业理论知识，知识面广、掌握一些与专业相关或相近的拓展知识，还要掌握经济、历史、文学、管理等通识性知识。化工专业是一种工程教育，应具备实践性和创新性教学环节，如实验、实习、课程设计、毕业设计等。现行的化工专业课程教学偏向于理论知识教育，削弱了对学生解决工程实际问题能力的培养。因此，为了培养具有工程意识，解决实际化工过程问题的能力和创新能力的工程技术人员，化工专业应更新教学内容、优化课程体系，构建科学合理、适应社会发展需要的化工专业课程体系。
2.4 是加强化工专业工程实践基地建设
学校应该建立稳定的工程实践基地，在教师和工厂技术人员的指导下让学生参与工厂的研发项目，还应该优化教学内容，通过视频和工厂生产运行录像强化课堂教学，增设化工计算机应用课提高学生化工过程自动化控制硬件设计和软件编制能力，加大综合型、设计型专业实验的比例和深度，建设仿真实验基地。
2.5 是发展产学研合作教育
加强产学研合作教育，采用项目教学手段，提高学生的科研创新能力。项目教学是指通过组织学生参与科研项目，在实际科研活动中增长才干获得知识的教学方法。合作教育"将学生的课堂学习和工作经验学习有机结合起来，注重知识的实际应用，通过为学生提供有利于未来职业发展的实践机会以提高人才培养的适用性"。产学研合作教育是合作教育的一种具体形式，充分利用了学校、企业、科研机构的环境和资源以及在人才培养方面各自的优势，把学校教育、科学研究、生产实践有机结合起来。化工企业、科研单位参与化工专业人才培养，可以为学生提供真实的工厂环境、先进的生产设备、检测仪器和工艺流程、工程经验丰富的化工工程师和真实的实践项目，对于培养学生的工程意识具有很好的强化作用。项目教学法是实践教学的最高级形式，多见于学生的实习阶段。如果说案例教学法和模拟教学法还都是纸上谈兵，那么，项目教学法可就是"真刀实枪"了。经过几年的在校学习，学生们早已摩拳擦掌、跃跃欲试了。而且，有的学生早已确定了自己的攻关目标，选定了自己的研究课题。作为教师的任务就是鼓励他们的积极性，有计划地把科研项目的部分工作交给学生。应当采取由浅入深、由简单到复杂和因人而异的方法，及时给予指导。对那些由学生自己创意产生的科研项目，应当特别鼓励，支持他们与社会上科研力量合作，使科学知识及时转化为社会生产力。加强产学研合作教育，探索开辟网上合作教育的新形式，充分利用国内外资源，不断拓展校际、校企、校所之间的合作。要多方筹集资金，加强各类实践教学基地和实验室建设。同时，要重视和鼓励大学生开展课外科技活动，积极组织学生参加各极各类竞赛等科技活动，提高学生的创新精神和实践能力。
2.6 是加强化工专业师资队伍建设
在信息化时代，知识技术更新速度加快，教师的知识和业务水平决定着教育的质量，现代化工专业教师应不断学习补充各方面的知识，提高教学质量，具备丰富的工程实践经验和工程开发能力，了解现代化工发展的趋势，及时掌握工程科技的前沿领域和发展方向，熟悉新材料、新设备、新工艺和先进的工程技术，具有现代工程意识，具有强烈的创新意识和创新精神。
3 结语
综上，化工专业在工程科学领域具有广泛的应用，化工行业是我国的支柱产业之一。现阶段高校大量扩招，化工专业学生数量急剧增多，教学资源和实践资源出现短缺，学生在校学习期间缺乏工程性实践锻炼，在工作岗位上适应性差，缺少工程意识，导致化工专业学生出现就业难或不能胜任化工相关的工作等情况。这就要求化工专业教育中除了让学生具备扎实的专业理论知识之外，还必须要加强学生的工程性实践锻炼，而工程意识是进行工程实践的前提，也是联系理论知识和工程实践的桥梁，所以必须首先要培养学生的工程意识，再进行工程实践锻炼，才能培养合格的化工专业工程技术人才。
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作者简介：
1.林希晗（1994-），辽东学院化学工程学院轻化工程B1206班学生。
2.张 晨，辽东学院化学工程学院轻化工程B1206班学生。
轻化工程篇3
关键词：双语教学；专业课；轻化工程；制浆原理与工程
中图分类号：G642.41？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0109-03
随着经济和科学技术全球化，按照教育面向现代化、面向世界、面向未来的要求，教育部于2001年8月颁发了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，提出了加强本科教学的l2项措施，要求各高等学校积极推动使用英语等外语进行教学，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学，引进先进的、能反映学科发展前沿的原版教材，鼓励派出优秀骨干教师到国外著名大学进行教学进修学习，提高师资水平。明确要求今后本科教学20%以上的课程必须进行双语教学，以期在扩大教育规模的同时不断提高我国高等教育的质量，以适应高等教育面向现代化、国际化、社会化的发展要求。根据教育部的指示，全国高校掀起了双语教学的高潮。我们为轻化工程专业学生讲授的专业课《制浆原理与工程》进行了双语教学的探索和实践。下面谈谈专业课双语教学的实践和体会。
一、《制浆原理与工程》双语教学的探索与实践
1.教学内容的确定。双语教学是在学生学习未知的制浆专业知识的时候采用了学生不熟练的非母语语言进行教学，双语教学大大难于母语教学。在这种情况下，选用适宜的教学内容尤为重要。难度大的教学内容，用中文教学学生理解起来都有一定的难度，用英文讲就更难懂了。我们在选择教学内容时从以下几个方面考虑：第一考虑教学效果；第二考虑学生的英语水平；第三是授课学时数；第四考虑学生毕业后的工作岗位所需要的英语知识。我校本专业的学生毕业后大部分在国内就业。目前国内许多企业引进了国外的先进技术和装备，双语教学是必要。但是，外语教学内容不一定像中文教学那么深，难度大的教学内容，双语教学效果不太好。因此，我们选择的双语教学内容主要是概论性、实用性的知识，包括有关制浆的名词术语、工艺流程、技术参数以及主体设备等。理论性强并且难度较大的内容只用汉语讲授。这样可在有限的学时内保证专业课的教学效果。
2.教材的选择。教材是教学得以顺利进行的基础。原版英文教材虽然具有语言规范、内容丰富、资料新颖等优点，但由于中西学科体系的差异，原版教材与现行课程教学大纲不是完全符合，而且原版教材价格昂贵，学生负担太大。另外，按照培养计划所安排的专业课的授课学时较少，使用原版教材授课学时不够。根据上述情况，为了保证教学效果，我们采用以中文教材为主，英文讲义为辅。学生使用的英文讲义包括原版视频光盘Making Pulp and Paper中的全部文字内容、原版教材选编和常用的专业英语词汇等。英文原版教材仅作为教师用书。通过对几种版本的英文制浆教材和专著的考察，最终选定由瑞典皇家理工学院的Goeran Gellerstedt等人编著的Pulp and Paper Chemistry and technology中的第二分册Pulping Chemistry and Technology和美国Smook Gary A.主编的Handbook for Pulp and Paper Technologists作为教师用书。前者内容比较新，后者简明扼要。
3.授课方式。授课方式以PPT、视频和板书相结合，借助现代教学手段，提高教学效果。对主要名词术语和基本概念用英语和汉语两种语言讲解，要求学生能够以两种语言掌握基本概念，这是因为我们的学生毕业后，多数在国内工作，必须具备汉语知识，仅掌握英语知识是不够的。授课时，对重要知识内容，在PPT或板书中分句或分段用双语穿插列出。视频使用美国制浆造纸协会（Tappi）出版的Making Pulp and Paper（CD-ROM SERIES）。播放光盘与中文讲解相结合。播放视频之前，先用中文和英文讲解名词术语。并且将Making Pulp and Paper中的文字内容编写在讲义中（提前请几个学生阅读讲义，将其中不熟悉的词汇标记出来，并注明中文含义），学生可以预习，上课时可以对照英文讲义观看视频。视频的使用可使授课内容形象化、具体化，便于学生理解和掌握。课堂上播放视频时一般放两遍。第一遍播完后，教师用汉语或英语将重点词句解释一下，然后再放第二遍。使用原版视频还可避免或纠正教师发音不准带来的问题，使学生学到正确的专业英语。上课前和课间常常播放视频，营造一种语言环境，使学生尽可能学到较多的英文专业知识。
4.教学效果。几年来，尽管我们不断努力探索提高教学效果的途径，但实事求是地讲，双语教学的效果没有预想的那么好，教学效果与教师的付出也不成比例，教师付出了很多，但学生掌握的较少。每次考试后，我们都会总结，分析原因，探讨提高教学效果的方法。
二、几点意见
双语教学是一种可以有效提高学生综合运用英语的能力、创造性思维能力和专业水平及文化素养的途径，也是培养与世界接轨的国际化、创新型复合人才的重要举措。但由于双语教学刚刚起步，从高校专业课教学情况来看，多数专业课的双语教学，包括我们开设的《制浆原理与工程》双语教学，仍然处于探索试验阶段，教学中存在着这样那样的问题。现就轻化工程专业的双语教学，谈谈自己的几点意见和建议。
1.双语教学课程的选择和授课学时的设定。双语教学课程的选择应根据学生的外语水平以及基础知识水平，选择难度适宜的课程。自从扩招以后，轻化工程专业学生的英语平均水平有所下降。再加上为了拓宽知识面，学生所学的课程多了，而与轻化工程专业相关的课程的授课学时少了。这样一来，学生的专业基础知识水平和分析解决专业问题的能力不如以前的学生了。在这种情况下，如果选择难度比较大的专业课程作为双语教学课程，学生学习起来比较困难，而且教学效果也不理想。在几年的《制浆原理与工程》的双语教学中，出现了不少问题。学生掌握双语专业知识难度较大，这是由多方面原因造成的。一是《制浆原理与工程》是第一门专业课，是学生所接触的第一门工程技术方面的课程，从理解和掌握知识方面，学生就有一个适应过程，尤其是讲到设备时，尽管我们运用了视频、动画等现代教学手段帮助学生理解，但学生理解起来还是有难度，再用英语，学生就感到难度更大。二是学生的英语水平，许多学生英语阅读理解能力较好，而听力较弱，即使播放标准美音的课件，学生听懂的很少，更何况中国人说英语，口音较重、发音不准，学生又没有专业知识背景，听起课来就更难了。三是教师的外语水平，不能生动地用外语讲课。原本能够旁征博引的精彩内容，变得平淡无味，教学过程缺乏互动。四是授课学时太少。要用双语上好专业课，达到理想的教学效果，应该根据学生的英语水平，安排足够的学时。作为第一门专业课，学生第一次接触到专业技术知识，他们既要掌握中文的含义，又要掌握外文的含义，至少要用两种语言各讲一遍，这样，所需要的时间就长了很多。就我们国家的实际情况来讲，培养出来的学生大部分是在本国就业，他们仅掌握英语专业知识是不行的，还必须掌握汉语的专业知识。要达到这样的目标，专业课双语教学的学时数比汉语教学的学时数需增加一倍多。有研究者认为，原来用母语教学10分钟就能完成的知识点，用双语后需要40分钟，甚至更多。目前，专业课学时在不断减少，要增加那么多学时，一般难以做到。但为了保证教学质量，不至于因为采用双语教学而显著影响教学质量，建议专业课采用双语教学时要适当增加授课学时。并且，所选择的双语教学内容应与授课学时相匹配，不一定所有教学内容都用双语教学。实用性强的内容用双语讲授，理论性强的内容只用汉语讲授。通过这些年的教学实践，笔者认为，轻化工程专业制浆造纸方向专业课的双语教学以选修课为宜，例如蒸煮新技术、纸浆漂白新技术等。其教材可从原版教材、专著或技术丛书以及期刊中选取合适的内容，自编成适用于该课程的教材或讲义。
2.专业课双语教学的授课方式。“双语教学”强调的是在非语言类学科中用英语进行教学，教师通过对非语言类学科知识的英语授课，使学生不仅掌握本专业知识，而且掌握本专业的外语。更重要的是，双语教学不仅仅老师用外语上课，师生之间还要用外语进行交流和互动。吴平的观点是“学生必须掌握的是各个学科自身的知识点，不能以降低课程或整个学科的教学质量为代价来换取一门孤立的全英文及双语教学”。我们也赞成这一观点。目前，大部分学校的专业课是上大课，一百来个学生听一个老师讲，这种授课方式，用于以汉语讲授专业课还可以，如果是双语教学，效果会差一些。在课堂上很难互动，教师可以使用扩音器，但学生不能，学生的发言会因声音小和发音不准等原因使大家听不到。如果专业课的双语教学能像基础英语课教学那样采用小班上课，效果会好许多。
3.双语教学授课对象。从学生考试答卷情况看，双语教学的效果受学生英语水平影响很大。目前，有相当一部分学生的基础英语水平较低，感觉这些学生不适合接受专业课的双语教育。韩建侠等人通过研究得出：“我国高校要成功进行双语教学，学生必须具备一定的英语水平储备。也就是说，只有达到CET6考试及格或CET4成绩优秀（80分以上）的英语水平，才能较成功地实践双语教学活动。”张志颖等人在文章中说道：“我国大多数本科生的英语水平远远达不到可以接受英语授课的能力，致使学生有可能失去对专业学习的兴趣”。双语教学要因学生而异，双语教学应先在“学有余力”的学生中推行。“学有余力”的学生基础较好，英语水平较高，学习习惯较好，专业知识较为扎实。他们对未来有较高的期望，具有参加双语学习的积极性。因此，选修课采用双语教学，其效果会比较好。当然，在选修课开展双语教学，可能只是部分学生掌握了双语专业知识，有可能达不到双语教育的目的。
4.专业课双语教学师资。开展双语教学，对学生而言是“通过外语学习学科知识”，对教师而言，却是“通过外语教授学科知识”。高校双语教学的目的和任务是培养能同时使用汉语和英语进行技术交流、运用国外先进工程技术、分析和解决工程实际问题的具有高水平专业技术和外语能力的复合型人才。这样的目标对教师和学生都是挑战。专业课双语教学的教师既要精通专业，还要精通外语，要能够像专业课教师那样全面系统地讲授专业课，也能像专业英语课教师那样流利地讲授专业英语。教师是双语教学顺利进行的关键，双语课程开设的数量与质量都取决于师资力量。有条件的学校，可以通过选送专业课教师到国外进修一段时间，以提高师资水平，保证双语教学的效果。
工科专业课的双语教学还处于不断探索、不断发展阶段，尽管目前尚存在着这样那样的问题，但通过双语教学能帮助学生在将来更快地融入国际化环境，更直接地占领学科的前沿阵地，更有效地提高其国际竞争力。
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轻化工程篇4
一、合理安排课程教学内容
卓越计划分校内学习和企业学习两个培养阶段。四年制本科采用3+1校企联合培养模式，即3年在校内学习，累计1年在企业学习、实践和毕业设计。因此，卓越工程师班的学生在学校学习时间比其他专业少。我校轻化工程专业的物理化学课程课时为80，所学内容中，化学热力学、化学平衡、化学动力学和电化学等章节知识与学生在大一阶段学习的无机化学课程中的内容有所重复。因此有的教学内容应以复习为主，不宜讲解得面面俱到。如在讲授热力学第一、第二定律章节时，可以把这两章的知识框架结构介绍给学生，包括理论的提出、理论的延伸及理论的应用。其中理论的提出属于难点，特别是热力学第二定律;理论的延伸主要体现在热力学定律在实际条件(如恒容、恒压等)下的进一步具体化，此过程涉及大量计算公式及结论;理论的应用是对热力学定律在实际过程(主要为单纯PVT变化、相变化以及化学变化)中的计算。从而使学生对热力学第一、第二定律的知识既有宏观的印象，又认识到物理化学课程中遵循的实践理论实践认识过程，这样可为以后章节的学习奠定基础。而对于以前没有学习过的章节，则应强调基础知识和理论产生的意义，简化理论的推导过程，注重理论的适用条件，加强理论知识的应用实例。这样的安排有利于学生把握知识的重点和难点，提高学习兴趣，充分发挥其主观能动性。
二、紧密联系专业的教学
物理化学课程的学习为以后专业课程的学习打下理论基础。但单纯地讲授物理化学课程知识而不与专业相联系，就会让学生觉得学习这门课程没有意义。因此应将轻化工程专业的专业课程知识渗透到物理化学课程的教学过程中，让学生意识到物理化学课程对以后专业课程学习的重要性。所以，物理化学课教师应了解轻化工程专业的相关专业课程，与专业课程教师沟通交流，把一些专业知识与物理化学课程知识相结合。我校轻化工程专业卓越工程师培养的专业课程中，染整工艺原理助剂化学染料化学等课程与物理化学课程中的化学动力学、表面活性剂、胶体与界面化学等章节内容相互联系。教师在讲授时就可以把这些专业课程中的典型实例与物理化学课的基础知识点相结合，让学生明白只有掌握物理化学的基础知识后才能将专业课程学好。如在讲授化学动力学章节时，可以联系染整工艺原理课程中棉织物的染色工艺过程的实例，简单介绍棉织物的染色包括练漂、烧毛、退浆、煮练及染色工艺过程。其中染色过程包含对温度、pH值、反应时间、染料浓度、助剂等工艺参数的控制，而这些工艺过程的控制其实是染料分子与棉纤维化学反应动力学的控制，教师就可以引出反应动力学速率方程、影响化学反应动力学的因素等知识。
三、与工程人才培养目标相结合
物理化学课程一直以来被称为理论化学，以抽象的理论、复杂的推导和繁琐的计算为特点，是一门既难教又难学的课程。如果在讲授中从理论到理论，只注意基本概念的讲解、数学推导及计算，这就完全脱离了卓越工程师的培养目标。因此，为了把学生培养成具有工程意识、工程素质和工程实践能力的应用型人才，教师在讲授时，应根据理论的逻辑性和内容的关联性，恰当地引入科研项目、企业生产工艺与过程以及实验教学等实践性环节相关内容，以激发学生的学习热情，培养学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。如在讲授表面现象章节中的接触角知识时，可以根据杨氏方程得到:cos=s-g-s-ll-g。式中:为接触角;s-g为固气界面张力，s-l为固液界面张力;l-g为液气表面张力。当s-gs-l、90时，固体表面润湿，为亲水特性;当s-gs-l、90时，固体表面不润湿，为疏水特性。教师可以通过如何将棉织物整理成拒水面料课题进行工程实例讲解。由于棉纤维表面大量的羟基基团使s-gs-l，因此90，棉布具有亲水特性。在棉织物的拒水整理课题中，可以通过在整理液中加入有机硅类WP-107A和有机氟类AG-480整理剂，使棉织物的表面形成有机硅和有机氟类的物质，从而使s-gs-l、90，这样就使棉织物具有拒水性能。这样的教学加强了学生对工程实践的理解，同时也使学生学会了如何将物理化学知识运用到实践中去。
四、设计具有工程实践特色的综合实验
轻化工程专业卓越工程师强调学生工程实践能力的培养，而物理化学课程属于基础化学课程，更多的是注重基础理论的学习。如何在基础化学课程实践教学中培养学生的工程实践能力?笔者认为，在物理化学课程的实验中开展具有工程实践特色的综合实验项目，一方面，可以将理论联系实践，加强学生对基础理论知识的理解和认识;另一方面，可以培养学生的工程能力和素养。例如，我们设计了改性活性炭材料的制备及对染料分子的吸附动力学研究综合实验。该实验项目包含材料的制备及改性研究、染料分子的吸附动力学研究、数据的处理及分析等过程。通过该实验项目的实施，让学生将所学的物理化学知识运用到实践中，锻炼了学生的材料合成能力以及仪器操作与测试分析能力;同时也使学生学习到染料废水的处理方法，为今后在企业工作建立清洁生产的理念。
五、探索教学新方法
轻化工程篇5
【关键词】送电线路；工程施工设备；机具轻型化；现状与改进
引言
电网工程建设的发展，施工工艺技术与装备能力的提升和施工机具装备制造业水平的提高，工程施工机械及工器具（简称施工机具）的轻型化对送电线路工程施工具有重要性、适用性和可行性，是施工技术装备应用与发展的一种趋势。
1、送电线路工程机具的现状与特点
1.1送电线路工程施工目标与施工机具的重要关系 电网工程中送电线路的施工部分有明确的工作目标：第一，提高整体安全施工水平。第二，提高整体工程质量水平。第三，提高整体工程工艺设备水平。第四，提高整体工程工作效率。第五，提高施工过程经济效益。从上述的五大目标来看，无不与施工机具有着非常重要的关联。不管是基础施工（凿岩机、空调机、抽水机、搅拌机、振捣机等）、杆塔组立（机动绞磨、起重滑轮等）还是架线施工（牵张设备、多轮组合滑车、压接机等），都离不开施工机具。
1.2送电线路工程施工特点以及施工机具的现状 电网工程中送电线路施工部分的工作特点可以归纳为十二个字：线长、点多、面广、登高、荷重、路差。因此，笨重、体大的施工机具必然严重影响施工的效率，以致阻碍着企业的发展。然而，我们企业施工机具的现状又如何呢？客观地说，确实不容乐观。目前现场使用的机具大部分（经初步统计，约占1/2多）都是2000年代购置的，甚至还有少量的1980、90年代购置的机具还在使用。因此，施工设备机具的轻型化改进已经势在必行。
1.3施工机具轻型化特点 第一，保证安全可靠，在施工过程中保证使用的机具都是安全性高，可操作性能良好的，能够匹配送电线路工程的基本工艺要求。第二，保证技术先进，电网工程中推广使用技术先进的机具，能够保证工程工艺的精良程度，建设出更多的优质工程。第三，保证功能实用，机具的制造参数科学合理，机具工作技能完善，符合有效要求，也能够匹配施工现场的工艺和技术要求。第四，保证操作简易，轻型化的机具具有重量轻、体积小等特点，所以在施工过程中的便携性较强，适合移动施工使用，特别是电网工程施工大多是在山区或丘陵地区，大部分桩号不通车、施工机具完全依靠人力搬运的情况下使用。同时设备的养护以及维修也非常方便。第五，保证经济效益，轻型化的机具制造成本相对来说是非常低的，所以使用过程中产生的成本相对来说就低，而且机具本身的使用性能比较稳定，人机功效高，对施工工程来说使经济效益得到了保证。
1.4施工机具设计管理形式 施工机具经过轻型化设计之后，不但能够将总体的重量减轻，同时机具的体积也会随之减小，而且机具的性能会维持原状态或将提高原有基础上的施工功能。如双柱组合悬索式跨越架、轻型钢结构地锚。施工机具制造过程中可以引用新型零部件或者新型整体机具，使其材料重量减轻，内部运行结构得到有效的优化，这样施工过程就实现了轻型化，同时也能够提高机具本身的操作性能，也能够增加机具的使用功能。而且在整体结构上能够维持原有的施工功能，还可以有效去除多余的使用功能，在整体上实现机具小型化与轻型化。施工机具的整体形式采用折叠式或者套缩式，这样能够将整体机具拆分成若干个零部件，在重量上有所减轻，而且在移动作业中比较适合搬运，这种设计形式的机具在组装之后的总重量会有所改善，但是体积、性能与机具自身的功能是不发生改变的。如分体式混凝土搅拌机，小型分体式牵引机以及轻型导线飞车等。
2、机具轻型化对工程施工的作用
2.1实现轻型化和小型化 电网建设工程中送电线路部分需要进行野外移动作业和高空作业，其重复性和交替性是非常强的，所以在施工过程中对设备的载荷能力有更加严格的要求，体积小、重量轻的机具在工程中的利用率要高一些，能够适应送电线路施工的总体环境，有效减少施工人员的劳动强度，所以对机具的使用性是有较高的要求的。
2.2提高安全可靠性 施工过程中对机具的安全性要求是非常高的，所以机具轻型化的设计是保证施工高质量完成的关键因素。轻型化、小型化的机具设计是一个整体性的系统工程，在机具材料、图纸计算、机具形状、模具实验、实体制造以及检测各个方面都要进行严格的监督与把控，是安全生产这一原则落实到实处，保证施工人员在使用过程中的安全系数最大化。
2.3提高施工效率 对于送电线路的施工过程来说，使用轻型化的设备机具能够达到的实际效益是提高了工程的整体效率。机具的整体重量减轻、体积实现小型化、性能改良、功能提升，在送电线路施工中能够应用先进的技术，使大量的人力投入被轻型化的机具所替代，推广机具轻型化的使用的范围，能够有效实现电网工程中的机械化、半自动化作业模式，使施工功效得到大幅度提升。
2.4促进施工变革 我国电网的发展建设速度非常快，所以在工程中需要投入新型工艺与轻型化的机具，这是对制造商以及研发单位的一种促进作用。在电网发展要求下，机具的专业化开发、内部结构的优化完善以及机电液整体化的设计、轻质材料的使用以及小体积零件的应用技术应顺势而生，这样才能够保证在电网建设中轻型化的机具被广泛的使用，在输电线路的施工过程中能够大量替代人力投入，实现电网施工方式的革新，从而使施工工艺技术以及机械化施工得到普及和推广。
3、施工机具轻型化改进建议
第一，施工过程中提出设备机具轻型化的主体是设备使用者，那么机具轻型化的设计与研发人员为了制造更符合施工条件的机具，应该进行多渠道多角度的收集机具使用者的反馈信息，深入了解用户的基本需求以及使用过程中需要改建的项目，通过对施工现场机具使用的调查，总结并计算出符合施工条件的工艺以及载荷要求。之后落实设备机具的轻型化设计与改良，在有实际需求的基础上将机具优化，这一过程中要注意使用者的反馈意见，优化设计要与之达成基本共识，这样才能够在电网施工过程中被推广使用，同时推动轻型化机具的发展。
第二，施工设备机具要同时符合轻型化与功能化两个特点，那么研发者就要从机具耐用与机具适用二者之间提炼出设计关键点，以保证在电网施工过程中使用的轻型化机具安全性能好、可操性强、实用功能多、节能减排、适用方便以及易于保养和维修。
第三，轻型化机具应用的零件要符合以下三个要求：标准化、系列化和通用化，这样能够保证机具在施工过程中的利用率，在设计轻型化机具传动部分的时候，也要尽量使用通用的零件，保证其运行的稳定性与操作人员的安全性。
4、结束语
当下，科技覆盖社会整体发展，但是施工机具的轻型化设计仍然要遵守设计原则：以人为本，安全为首，创新为源以及轻型合理。在深入的调查中能够发现，电网施工中轻型化机具的发展潜力是无可厚非的，所以不断的研发新型机具会来带一定的市场经济效益。d
参考文献
[1]李庆林，凌一朋，郭学闻.铝钢组合式抱杆中心压力试验及分析超高压送变电施工技术信息网第十一届全网人会技术交流论文集[M].电力建设，2008，10.
[2]李庆林.铝合金抱杆的安全性分析[J].电力建设，2000，10.
轻化工程篇6
关键词：基础处理 轻质发泡混凝土 发泡剂
绪论：
本人现在就职于北京绿都基础设施投资有限公司工程一部，我们承担着各类工程的建设工作，包括房建、市政道路、管线等各类工程项目。作为项目的管理者，业主代表，需要对整个工程负责。我现在所管理的项目-平谷区再生水厂及再生水利用工程管线工程辛寨石河与河段附近发现有供水管线，该段不可以剧烈开挖与夯实回填，此时我就想到两年前在北京四方如钢混凝土制品厂时成功应用于南水北调中线京石段应急供水工程（北京段） 102、103号供水管线保护工程中的一种新型基础处理建筑材料-轻质发泡混凝土，我方正考虑将轻质发泡混凝土应用于平谷区再生水厂及再生水利用工程管线工程，现在我将详细介绍下轻质发泡混凝土和在102、103号供水管线保护工程中应用的情况，希望能为类似工程问题提供借鉴的作用。
1.轻质发泡混凝土的定义、特点
1.1轻质发泡混凝土的定义
轻质发泡混凝土是采用机械的方法将发泡剂水溶液制成泡沫，与必须的组分水泥基胶凝材料、水、及可选组分集料、掺和料、外加剂按照一定的比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。
1.2轻质发泡混凝土的特点
①轻质性，干体积密度可在200～1600Kg/m3内调节；
②强度的可调节性，度可在0.3～7.5MPa的范围内调整；
③高流动性；
④固化后的自立性；
⑤良好的施工性，浇筑时不需振捣和碾压作业，可进行远距离或在窄小空间内施工；
⑥耐久性；
⑦良好的隔热、隔音效果及抗冻融性能；
⑧具有良好的抗震性能，由于其轻质性，地基荷载越小，抗震力越强；
⑨轻质发泡混凝土吸收率较低。
2.工程实例
南水北调中线京石段应急供水工程（北京段） 102、103号供水管线保护工程
2.1工程概况
102、103号供水管线位于京保路东侧，两管线间距10.5米，管径分别为DN1200/DN1500，材质为螺旋焊接钢管。因PCCP主线施工单位在供水管线保护桁架未拆除的情况下用大型土方机械将供水管线回填，后经业主协调由PCCP主线施工单位将回填的土方挖除，但在管线开挖过程中供水管线桁架吊杆出现断裂，导致供水管线保护桁架丧失悬吊作用。目前供水管线周围土方已清至供水管线底部，供水管线处于稳定状态，由于目前正处于冬季，供水管线下部土方已经受冻，由于该回填土回填时间不长，密实度不高，造成地基承载力较低，容易在春天受冻土融化及雨水侵袭影响产生沉陷，严重影响南水北调管道上方长阳路102#和103#两条上水管线的使用和运营安全，管线距离南水北调管道管顶约2m。
根据建设单位要求，为保证施工质量安全，必须对沉陷区域回填进行处理，结合目前气候、环境、工期、质量、费用等因素，供水管线采用发泡轻质混凝土将供水管线周围土方进行换填，保证供水管线不出现下沉。
2.2工程实施方案
本工程采用浇筑发泡混凝土的方法，利用其轻质，减轻荷载， 对102、103号供水管线进行加固保护。根据轻质发泡混凝土密度与强度的关系曲线图（见下图表1），平衡密度与强度最佳状态，我方定以管线中线为界，下方为800容重，上方为600容重轻质发泡混凝土，终凝后的抗压强度可达到2MPa。轻质发泡混凝土与土体产生很好的结合性，从而做到无缝隙连接，达到原状土自密实，且压实系数可达到0.93，完全可以满足对102、103号供水管线进行加固保护的要求。
表1 轻质发泡混凝土的密度与强度值的关系列
2.3轻质发泡混凝土的原材料及配合比
2.3.1水泥
水泥是构成轻质发泡混凝土材料的主要胶凝材料，普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等均可作为泡沫混凝土的胶凝材料。轻质发泡混凝土是一种大水灰比的流态混凝土，采用普通硅酸盐水泥时，水泥完成水化的理论水灰比为0.227左右。由于发泡剂所产生泡沫的稳定时间有限，为了保证气泡不破碎就必须缩短胶凝材料的凝结时间，提高发泡混凝土的性能，本工程采用PO42.5R普通酸盐水泥为胶凝材料来制备轻质发泡混凝土。
2.3.2粉煤灰
粉煤灰在发泡混凝土里掺量比较大，一方面可以降低水泥用量减低水化热，防止硬化过程构件开裂或变形，同时还可以变废为宝，粉煤灰的最高掺量可达60%，在满足性能要求的条件下，大大降低了生产成本。
2.3.3发泡剂
传统发泡剂质量的好坏直接影响到发泡混凝土的质量，能产生泡沫的物质有很多，但并非所有能产生泡沫的物质都能用于泡沫混凝土的生产。只有发泡倍数够大、在泡沫和料浆混合时薄膜不致破坏具有足够的稳定性、对胶凝材料的凝结和硬化不起有害影响的发泡剂，才适合用来生产泡沫混凝土。本工程采用的为复合型发泡剂，与水稀释倍数为1：20左右，产生的泡沫稳定，也不易塌模。
2.3.4高效减水剂
聚羧酸盐为最新一代高性能减水剂，在各种高效减水剂中，它的性能最为优异。高效减水剂的用量一般在水泥量的1.0%～2.5%之间。它的化学结构含有羧基负离子斥力，以及多个醚侧链与水分子反应生成的强力氢键所形成的亲水性立体保护膜产生的立体效应，使它具有极强的水泥分散效果和分散稳定性。它的减水率高达30%～40%，在保持强度不变时节约水泥25%，在保持水泥用量不减时可提高混凝土强度30%以上。
2.3.5轻质发泡混凝土配合比
施工中严格按照试验配比进行操作，轻质发泡混凝土配比表见表2。
图3 现浇轻质发泡混凝土施工流程
2.4.1浆体材料的制备
胶凝材料采用水泥，掺合料为粉煤灰。因泡沫要向料浆体混合，故轻质发泡混凝土的生产首先要制备胶凝材料浆体。浆体制备前，胶凝材料与填充料等称量并输送至拌和机；同时水由计量泵侧送入拌和机，拌制出近似于膏状浆体，为加入泡做准备。
2.4.2 泡的制备
在胶凝材料浆体制备同时，发泡机已制成泡沫，准备加入搅拌机和浆体混合。在制泡沫前，应先将发泡剂计量后加水稀释，制成水稀释液。原状发泡剂不能直接加入发泡机发泡。
2.4.3 泡与胶凝浆体的混合搅拌和输送
泡沫和胶凝浆体分别制好以后，将泡沫和浆料使用ZJ-100型发泡混凝土自动化机械搅拌均匀，生产出泡沫浆体，打开泵体开关，直接输送至仓内卸料。
2.4.4 轻质发泡混凝土浇筑
轻质发泡混凝土按水平分层进行浇筑，当下填筑层终凝后方可进行上填筑层的填筑。分层厚度控制在60cm～80cm，太薄不利于单层轻质发泡混凝土的整体性，太厚容易引起下部轻质发泡混凝土中的气泡压缩影响容重，对施工操作也带来不便。轻质发泡混凝土填筑间隔每12h浇注一层为宜。浇筑时需从软管的前端直接开始，且软管出料口需埋入轻质发泡混凝土中。
附施工过程中的照片：
2.4.5 轻质发泡混凝土施工注意事项
①.避免在雨天浇筑：在泡沫混凝土尚未凝结硬化时，雨水会导致严重的消泡现象及水泥浆流失，使泡沫混凝土容重和抗压强度难以控制。
②.避免在高温天气施工：在高温天气施工时必须加强养护工作。
③.避免在负温下施工：在负温下施工时，应首选快硬硫铝酸盐水泥作为固化剂。为防止消泡现象产生，应避免使用早强剂、防冻剂等外加剂，如必须使用此类外加剂时，应事先通过试验确定外加剂品种及配合比，试验结果应包括表观密度、湿密度、流值、28d无侧限抗压强度。当时为3月初，北京天气还比较冷，我们采取在每天上午十点到下午五点进行浇筑，以保证轻质发泡混凝土的质量。
④.轻质发泡混凝土专用发泡剂应避免在负温下使用。如必须在负温下使用时，应使用电加热棒预热，并使用温度计连续测量，液体温度达到5℃以上时，方可投入搅拌。
2.4.6轻质发泡混凝土的养护
现场浇筑泡沫混凝土采用常规的自然养护法，由于当时气温比较低，所以浇筑完之后用草栅覆盖，以保证混凝土与室外温差不会太大。
2.5轻质发泡混凝土施工现场质量控制要点
工程的质量不但与技术相关，也与管理有着密切的关系，本人在绿都公司工作的这几年深深体会到了，管理给工程和工作带来的卓越成效。一套好的管理体系能给工作带来事半功倍的效果。
普通填土在正常情况下经过一段时间会慢慢变得稳定。相反，气泡混合轻质混凝土成品的质量如果不认真管理却会给使用带来长期的影响。因此，气泡混合轻质混凝土在质量管理方面比普通填土要重要的多。
轻质发泡混凝土的最大特点是具有流动性和轻重性。因此，在轻质发泡混凝土的质量管理方面，确认是否达到了规定的流动性和轻重性标准非常重要。
2.5.1原材料的质量管理
原材料的质量是轻质发泡混凝土质量好坏的关键，所以要严格控制气泡混合轻质混凝土中原料水泥、粉煤灰、水、发泡剂、减水剂的质量。
①.水泥：采用能达到所要求的等级、不过期、不受潮的水泥。
②.水：可采用一般工程用水，参照普通混凝土用水标准。不能采用对气泡混合轻质土的强度和耐久性有不良影响的含有垃圾和油污的水。
③.发泡剂：采用能保证发泡质量，并能确保轻质发泡混凝土的轻质性和流动性的发泡剂，保证浇筑后不塌模。
2.5.2搅拌及浇筑工程中的质量管理
和普通混凝土一样，轻质发泡混凝土在搅拌时的质量管理要求更高。因为在搅拌时的质量管理中要确保轻质发泡混凝土的流动性和轻质性，所以投料要准确，必须按照湿密度、空气量、流动值的标准进行控制。
湿密度是控制轻质发泡混凝土干密度最重要的步骤，所以再刚刚浇筑时及浇筑期间要不定时、多次检测，以保证轻质发泡混凝土的干密度。
2.5.3固化后的质量管理
检测龄期7d的抗压强度，然后根据7d的抗压强度与28d强度的线性关系判断28d强度。
①.轻质发泡混凝土强度
②.在进行轻质发泡混凝土顶面回填土方施工前，侧面回填土方的顶面不得低于轻质发泡混凝土顶面；
③.轻质发泡混凝土层浇注完成后7d内，严禁直接在轻质发泡混凝土顶面行驶车辆和其他施工机械。路面施工必须在顶层泡沫砼养护7d以后进行；
④.如果在轻质发泡混凝土内有后埋管线，在开挖沟槽时对钢丝网应进行切割，防止大范围破坏钢丝网。
结束语
该低密度轻质发泡混凝土的强度能较好地控制在设计要求的范围内，质轻的特性较好的又为工程减小自重，自密实无需夯实，成功解决了102、103号供水管线保护工程的难点，且经济、实用，截止目前状况良好。轻质发泡混凝土在该项目的成功应用为类似工程的基础处理堤供了一种新的借鉴经验，为我们管理的项目中碰到基础处理时就可以优先推荐轻质发泡混凝土。
参考文献：
[1]平，气泡混合轻质填土先技术 1-10，100-104；
[2]丁士昭 商丽萍，建设工程项目管理 145-192；
轻化工程篇7
关键词：气泡混合轻质土；软基；长距离；输送；技术；措施
1、引言
气泡混合轻质土是通过成套小型机械发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质材料。气泡混合轻质土具有密度和强度可调节性；良好的施工性，自流平，自硬化，无需碾压或振捣。由于气泡混合轻质土的特性，其用于道路工程中，可大幅降低填土荷载，减少软基沉降和侧移，提高路堤的稳定性，消除填料自身的工后沉降，大大缩短工期；解决道路桥头跳车、高路堤失稳，新旧路基沉降等问题。
2、施工工艺
气泡混合轻质土在软基地段工程中的施工工艺。
2.1路基反开挖
在浇筑气泡混合轻质土之前应首先做好防、排水工程等施工准备工作。根据施工图纸尺寸要求对现场放样后进行路基反开挖，气泡混合轻质土路堤底部台阶坡面放坡开挖应尽可能做到精细，要求每开挖一级即对放坡面进行平整处理。反开挖完成后、轻质土施工前，对轻质土基底进行碾压，确保基底路基土压实度不低于90%。
2.2发泡、混合搅拌
在水泥、水充分混合成浆状之后，通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。
2.3气泡混合轻质土输送
气泡混合轻质土中的气泡，在由管道或泵管输送的过程中消解量是极小的。采用管道进行泵送。为保证气泡混合轻质土的稳定性，减少材料离析，混合后的气泡混合轻质土泵送距离控制在500米以内。
2.4浇注、铺设
气泡混合轻质土路堤每隔10m设置沉降缝，缝宽2cm，缝间才用木板填充。路堤顶面纵向应分段做成台阶状连接，台阶高差根据路线纵坡而定。路堤底面沿纵向横向均为水平状以便于施工。
气泡混合轻质土中气泡既有独立细微的特点，也具有分散性。为减少气泡的消解及材料分离现象，施工过程中要避免过度振动，并且要控制好浇筑厚度，根据施工经验得出，一次浇注的最大厚度不能超过1m；最小不小于0.25m。同时，要避免雨天施工。
2.5养护
采用聚氯乙烯薄膜养护，覆盖保温保湿。
3、工程概况及分析
省道366线是珠海市唯一一条全线都在市行政区内的省道，随着珠海市经济发展，珠海市作为珠江口西岸核心城市。
本工程全长8.07千米，其中需进行气泡混合轻质土填筑施工范围跨越长度2170m，施工面积总量5.76万m2，浇筑体积总量9.3万m3的轻质土施工任务，根据试验段的施工经验和相关资料、规范要求，气泡混合轻质土的泵送距离上限为500m。
4、长距离输送的施工技术
从前述施工工艺上看，轻质土的浇筑施工并不复杂，工艺比较简单，且容易保证其质量，但在混合轻质土的生产及运输过程是个难点。很显然，本工程需进行气泡混合轻质土填筑施工范围跨度为2170m，按常规需设置3个轻质土拌站点，费用十分高昂，即便是1建2迁实现周转，虽然降低了一些成本但十分耗时，如何实现长距输送是个问题，也是个难题；5.8万m2、9.3万m3的轻质土的输送质量保证是个问题，也是个难题。
轻质土混合料的泵送距离一般都控制在500米范围内，因为距离超出500米的话，轻质土容易出现严重的消泡现象，极其影响轻质土的质量，而且轻质土泵送距离太长也容易造成堵管。
气泡混合轻质土用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与必须组分水泥基胶凝材料、水等按照一定的比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。
我们根据轻质土的特性，发现其具有很多优点，其中针对长距离输送所具有的优点如下：
4.1可调节性。根据不同的材料组成用量、不同的气泡率，可按工程需要调整。
5、长距离输送的质量控制措施
5.1气泡质量控制措施
原材料的计量精度是确保施工配合比满足强度设计要求的基本前提。施工过程主要是控制泡沫密度和轻质土的湿密度。保持强度要求的前提下，轻质土的容重控制是关键。硬化后的质量检验指标为抗压强度和准干密度。
因此在施工过程实施动态监控浆液和轻质土配合比的措施，是保证配比可控的重要措施。在制备气泡轻质土时根据泡沫的容重，即可直观地测量气泡的容重，可根据其测量结构反应气泡的质量，因此气泡的容重是判断气泡质量的主要指标。
（1）测定发泡倍数：根据测量发泡剂的质量以及气泡泡沫的容重，可得出发泡剂的发泡倍数。发泡倍数越大，同等体积的气泡轻质土所用水泥就越少。
（2）测定发泡容重：发泡剂发泡泡沫的容重直接可以判断泡沫的大小，同单位容积的泡沫均匀、气泡大的泡沫体积就大，泡沫容重小，同单位容积如泡沫不均匀、气泡小的泡沫体积就小，泡沫容重就大。也就是发泡效率越高，发泡剂变为泡沫越充分、越多，同单位的气泡容积就越轻，当泡沫发泡效率越低，说明发泡剂发泡不充分，泡沫内含有未发泡的发泡剂，同单位的气泡容重就越大。发发泡效率越高，同等体积的气泡轻质土容重越小。
（3）测定气泡稳定性：在制作泡沫后，每隔一段时间测试一次泡沫容重，得出泡沫的变化情况。泡沫容重变化较小，泡沫发泡比较稳定，如果泡沫容重变化较大，说明泡沫发泡不稳定。泡沫发泡越稳定，所制备的气泡轻质土质量就越有保障。
5.2集中拌浆质量控制措施
由于混凝土浆液制备站占地面积较大，设备笨重，同时混凝土浆液可以远距输送，因此选用产量为60m3/h的搅拌站，集中搅拌混凝土浆液。使用集中制浆，利用浆液制备站的标准化生产流程，确保了水泥浆液配比的准确。
5.3输送质量控制措施
（1）混合及输送设备
现场发泡混合搅拌采用容积为1m3的立式搅拌缸，用于缓冲并搅拌一级泵送设备泵送过来的水泥浆，再为二级泵提供水泥浆。泵送气泡混合轻质土的采用工业软管泵，最大泵送能力35m3/h，最大压力为0.8MPa，可满足工程需求。
启动搅拌机、水泥输送机和水泵，调节至要求的水泥和水的用量，水泥浆达到搅拌机容量的五分之四时停止水泥输送机和水泵，以防止溢出。
水泥浆的配比对发泡砼的后期强度影响很大。当发泡机连续泵送发泡砼时，搅拌机应连续生产出适合要求配比的水泥浆。
（2）包裹防晒，减少温度效应
大多数泡沫在高温下是不稳定的，随着温度的升高，气泡会膨胀，气泡壁会变薄。因此在长距离输送的过程中，气泡轻质土不断吸收管道传来的热量，导致气泡膨胀，末端出料质量受到影响。针对长管路温度效应，我们采用了包裹防晒的措施，有效降低温度效应。
6、结语
针对气泡混合轻质土泵送距离短的问题，大面积浇筑气泡混合轻质土密度和强度不稳定的问题，对传统的施工方法进行改革创新，经过输送方式的实验和研究，最终实现了气泡混合轻质土远距输送，保证大面积气泡混合轻质土浇筑的质量，节约了轻质土搅拌站的投入，节约了施工成本，加快了施工工期。
【参考文献】
[1] 《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》（CJJ/T177-2012），中国建筑工业出版社。
[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2011），中国建筑工业出版社。
轻化工程篇8
关键词：气泡轻质土；吸水特性；减荷。
Abstract: combining the engineering general situation and the analysis of all kinds of load reduction plan than the election, the project has decided to adopt the bubble mixed light soil as the lake road load reducing backfill material, and its superior properties, mix parameters, construction technology, quality control and testing technology are discussed, finally pass to engineering according to the result of the analysis, the overall project quality indicators meet the design requirements.
Keywords: bubble light soil; Suction characteristic; Load reduction.
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
0 前言
轻质填土材料是人工制作的土工材料。其主要特点是容重比一般的土体小，而强度和变形特性可以达到甚至超过良好的土体，是工程界近年开发并在推广的土建新技术。轻质材料的种类很多，按其容重可分为准轻质材料（如粉煤灰）；轻质材料（如气泡混合轻质材料）及超轻质材料（如EPS）等。最早是使用粉煤灰、矿渣等材料制作轻质土；1972年挪威率先在公路填土中使用了泡沫塑料块体，此后轻质材料得到了较为广泛的应用。1980 年代，日本又相继将废弃的泡沫塑料制成一定大小的颗粒，并按一定的比例与工程废弃土混合制成了容重可自由调整的轻质土，而现在最新的轻质土材料是向土中混入一定比例的气泡和固化材料制成容重和强度都可自由调整的气泡混合轻质土。
由于气泡轻质土中含有大量的互不连通的孔隙(材料的孔隙体积含有率可超过70%),因而表现出良好的施工性能和物理力学性能,气泡轻质土是泡沫混凝土家族中的一员,它除了具有泡沫混凝土的特性外,还具生产投资少,施工灵活方便,单价低等突出优点,被广泛地用于基础设施建设及房屋建造工程领域。
1 工程概况
奥林匹克公园中心区地下商业建筑及下沉花园II 段气泡混合轻质土填筑工程位于地下商业建筑的结构顶部，毗邻2m 深“龙形”水域，从S4 轴一直到 E3 轴，全长324m，填筑宽度平均为13m，厚度0.35m~1.2m 不等，填筑总量约2900m3。根据工程结构特点及荷载要求,设计单位组织专家对各种轻型材料（如EPS、轻质粉煤灰、陶粒混凝土等）进行了多次方案优化比选论证,在满足设计各项指标的前提下,对其经济性、环保性、施工性等进行了综合评估,最终选用气泡轻质土进行减荷回填。
2 气泡混合轻质土的概念及组成
气泡轻质土是指在原料土中按照一定的比例添加固化剂、水和预先制备的气泡,经充分混合搅拌、输送、浇筑成型、养护所形成的轻质多孔材料。下图简要地说明了气泡混合轻质土的制作流程。
注：1. 气泡群的投入量应根据气泡的消泡比率来确定；
2. 根据本工程减荷需要，未采用原料土。
2.1 原料土
原料土可以是工程废弃土，也可以是细砂，但为了达到与固化剂及气泡的充分混合，并确保气泡混合轻质土的流动性，原料土的直径宜小于5mm，对于不满足要求的原料土，应先期进行解泥及必要的筛分处理。
2.2 固化材料
固化材料可以分为主剂和辅剂两种，主剂是主要起固结、加强土体骨架的作用，以水泥类为主，这些材料加入土中后与水之间发生水和作用产生Ca(OH)2产物，Ca(OH)2与粘土颗粒发生离子交换形成固化物，达到加固土体骨架的作用，实践证明，使用高炉水泥的效果更佳；而辅剂起催化、早凝的作用；如石膏粉、硅粉等，加入这些材料的目的在于减少主剂的用量，达到降低造价的目的。
2.3 起泡剂
起泡剂主要有界面活性类、蛋白类、树脂类材料等，通过将适量倍率稀释后的起泡剂定量泵送到发泡装置后，与压缩空气充分混合而产生大量的微小气泡群，气泡直径为30～300 ㏕左右，具有一定的稳定性，与土混合后可在土中形成多量的微小孔隙。
3 气泡混合轻质土性能
气泡混合轻质土的容重比一般的土体小得多，而其强度和变形特性可以达到甚至超过良好的土体，其主要特性如下：
1）轻质性，气泡混合轻质土内含有大量的微小气泡群，其容重不但比一般的土体要小得多，而且通过调整土体中的气泡和固化剂的含量，可以按照需要对气泡混合轻质土的容重在5~16kN/m3 内进行必要的调整。
2）强度的可调节性，通过改变各种成分的配合比，气泡混合轻质土的强度的可以在300~1500kN/m2 的范围内进行调整。
3）高流动性，气泡混合轻质土具有良好的流动性，可通过管道泵送，其最大输送距离可达到1500m，最大泵送高度可达到30m。
4）固化后的自立性，由于使用水泥作为固化剂，通常在浇筑5个小时后就会开始固化，且固化后可以自立，可进行垂直填土，且对挡土结构物几乎没有推挤力。
5）良好的施工性，由于其具有良好的流动性和固化后的自立性，且不需振捣和碾压作业，可进行远距离或在小空间内施工。此外，气泡混合轻质土中混有大量的气泡群，成品的体积可达到材料体积的3倍以上。
6）耐久性，属水泥类材料，与高分子材料相比，其耐久性，耐热及抗油污能力强，具有水泥材料同等的耐久性。
4 气泡轻质土配合比试验
4.1 配合比的设计原则
根据工程特点及荷载要求,气泡轻质土的配合比设计应遵循以下几个原则：
1）28 天龄期的抗压强度≥0.5MPa;
2）气泡轻质土在饱水情况下,顶板的最大上覆荷载不大于40kPa;
3）性价比适中;
4）施工性好,在5℃以上具有良好的流动性,保证泵送的顺利进行。
4.2 选定材料及其性能
本工程以减荷为目的,配合比试验的原材料只考虑水泥、发泡剂、憎水剂和水。其中快硬水泥为唐山市六九水泥厂生产的425号快硬水泥, 技术性能如下：
表1 水泥技术性能
发泡剂为广州博粤科技发展有限公司的专利产品技术性能如下：
表2 发泡剂技术性能
憎水剂为山东潍坊博瑞化工厂的专利产品,技术性能见下表：