新材料
新材料简介
二、高分子合成材料
• 合成塑料：聚乙烯、聚苯乙烯、聚 氯乙烯、聚丙烯四大品种是日常生 活中最常见的塑料材料，全球总产 量在1亿吨左右。 • 透光性好的有机玻璃（亚克 力,Acrylic） • “塑料王”的耐腐蚀塑料聚四氟乙烯 • 作为工程塑料的聚碳酸脂、聚甲醛、 聚酰亚胺和常用做泡沫塑料的聚氨 酯等
半导体器件
第一台晶体管收音机 仅包含4只锗晶体管
四、复合材料
• 现代科技的发展，对材料的性能提出高标准、多样化，甚至 是相互矛盾的要求，因此，任何一种单一的材料都难以满足 上述需要，于是各种高性能的复合材料便应运而生。 • 复合材料是由基体材料和增强材料两部分组成，根据基体材 料和增强材料的特点，复合材料可分为结构复合材料和功能 复合材料两大类 • 复合材料在高度轻量化直升机上的用量已达结构重量的70%80%，在先进战斗机上的用量大约是结构重量的30%-40%。
20nm是头发丝直径的 3000分之一
几种典型的纳米材料
• • • • •
纳米颗粒型材料 纳米固体材料 纳米膜材料 纳米磁性液体材料 碳纳米管
纳米皇冠
纳米算盘 C60每10个一 组，在铜表 面形成世界 上最小的算 盘。
纳米级材料的评价
• 电镜观察纳米级材料
新材料的类型
新型金属材料 合金、稀有金属
高分子合成材料 合成橡胶、塑料 化学纤维
新材料
新型无机非金属材料 工业陶瓷、光导纤维 半导体材料
复合材料
光电子材料
纳米材料
一、新型金属材料
• 非晶态金属：又称为“金 属玻璃” ，由沸腾的钢液 经每秒100万度的速度冷 却而成,其内在结构发生 了质变，原子从有序排列 变成了无序排列,具有极 优异的物理磁性能、化学 耐腐蚀性能和力学耐磨性 能,传统的车钳铣刨和强 酸溶液对它们无可奈何, 可以在通信、交通、电子、 家电、防盗等很多领域大 显身手。
新材料的种类与简介
02 新材料的种类
高分子材料
01
02
03
04
高分子材料是指分子量较大的 有机化合物，包括塑料、橡胶
、纤维等。
高分子材料具有优良的物理、 化学性能，广泛应用于建筑、 汽车、航空航天、电子电器等
领域。
高分子材料的发展趋势是环保 化、高性能化和多功能化。
高分子材料在生产和使用过程 中可能产生环境污染和健康问 题，需要注意环保和安全。
金属材料
金属材料是指以金属元素或以金属元 素为主要成分制成的材料。
金属材料的发展趋势是轻量化、高强 度化和高效利用。
金属材料具有优良的导电、导热、耐 腐蚀等性能，广泛应用于建筑、机械、 电子电器等领域。
金属材料在生产和使用非金属材料
无机非金属材料的用途
无机非金属材料广泛应用于建筑、陶瓷、玻璃、耐火材料等领域，如水泥、玻 璃、陶瓷等。
复合材料的特点与用途
复合材料的特点
复合材料是由两种或多种材料组成，具有各组成材料的优点，如高强度、高刚性 、良好的韧性和耐腐蚀性等。
复合材料的用途
复合材料广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域，如碳纤维复合材 料、玻璃纤维复合材料等。
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生物医学领域
新材料在生物医学领域的应用也日益增多，如生物可降解 材料用于药物载体、组织工程等，生物相容性好的材料用 于医疗器械等。
信息技术领域
新材料在信息技术领域的应用也不断拓展，如新型显示材 料、半导体材料、光电子材料等，这些材料在信息技术的 发展中起着至关重要的作用。
新材料的可持续发展
资源节约
无机非金属材料是指以无机非金属元素为主要成分制成 的材料。
无机非金属材料的发展趋势是高性能化、多功能化和环 保化。
新材料的概念
新材料的概念新材料是指通过新的或改进的技术和工艺开发出来的具有新的或改进的性能和应用的材料。
新材料具有独特的物理、化学和机械性能，能够满足人们对材料性能以及应用需求的不断提高。
新材料的研发与应用在科技创新、经济发展和社会进步中起着重要的作用。
新材料可以分为传统材料的改进和新兴材料两种类型。
传统材料的改进是对传统材料进行结构优化、性能改进和功能增加，使其具有更好的性能和更广泛的应用领域。
新兴材料是指根据新的科学理论、技术手段和工艺方法，通过原子层控制、纳米技术、材料设计和仿生学等方法来开发的新材料，具有结构奇异、性能突出和功能多样的特点。
新材料的研发和应用受到人们对材料性能和应用的不断追求的驱动，也受到科学技术和经济社会发展的推动。
新材料的研发需要深入研究材料的基础知识和结构特性，探索材料的制备方法和加工工艺，开发新的材料模型和计算方法，提高材料的设计效率和实验验证能力。
新材料的应用需要结合现有的制造技术和设备，探索材料的应用环境和工作条件，评估材料的可靠性和安全性，推动新材料在各个领域的产业化和商业化。
从历史的角度来看，人类社会的发展和进步伴随着材料的不断变革和更新。
从最初的石器时代到青铜时代、铁器时代，再到近现代的钢铁时代和高分子材料时代，每个时代的材料创新都推动了产业革命和社会进步。
随着科学技术的不断发展和经济社会的不断变化，新材料的研发和应用变得越来越重要。
新材料的研发与应用在各个领域都有广泛的应用。
在信息技术领域，新型半导体材料和纳米材料的研发可以推动电子器件的小型化和高速化，提高信息存储和处理的能力。
在能源领域，新型光伏材料和储能材料的研发可以提高能源的转化效率和存储密度，推动新能源的发展和利用。
在生物医学领域，生物材料和仿生材料的研发可以用于组织工程和药物传输，改善医疗设备和治疗方法。
在环境保护领域，新型过滤材料和吸附材料的研发可以净化废气和废水，改善环境质量和人类健康。
新材料的研发和应用还面临一些挑战和问题。
什么是新材料
什么是新材料新材料是指相对于传统材料而言，具有新的性能、新的应用和新的生产工艺的材料。
新材料是现代科学技术的产物，它广泛应用于国防军工、航空航天、电子信息、轻工纺织、生物医药、环境保护、新能源等领域，对促进经济发展和提高人民生活质量发挥着重要作用。
首先，新材料具有优异的性能。
与传统材料相比，新材料在力学性能、物理性能、化学性能等方面表现出更优越的特点。
例如，碳纤维复合材料具有高强度、高模量、耐热、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空航天领域；高分子材料具有轻质、高强度、耐磨损等特点，被广泛应用于汽车制造领域。
这些优异的性能使新材料成为各行各业的首选材料。
其次，新材料具有广泛的应用领域。
随着科技的不断进步，新材料在各个领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域，新材料可以减轻飞机的自重，提高飞行速度和航程；在电子信息领域，新材料可以制造轻薄、柔性的电子产品；在生物医药领域，新材料可以制造生物相容性好、可降解的医疗器械。
新材料的广泛应用推动了各行业的发展，为人类社会的进步做出了重要贡献。
最后，新材料具有良好的生产工艺。
新材料的生产工艺相对于传统材料更加先进、高效、环保。
例如，纳米材料的制备技术、复合材料的成型工艺、功能材料的表面处理技术等，都在不断地进行创新和突破。
这些先进的生产工艺使新材料的生产成本得到了有效控制，为新材料的推广应用提供了有力支持。
总之，新材料是当今世界科技发展的重要组成部分，它具有优异的性能、广泛的应用领域和良好的生产工艺。
新材料的不断涌现必将推动各行业的发展，为人类社会的可持续发展注入新的活力。
希望随着科技的不断进步，新材料能够在更多的领域得到应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
新材料的开发与应用
能源环保领域
总结词
新材料在能源环保领域的应用包括太阳能、风能、水处理、空气净化等。
详细描述
新材料如硅基太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等在太阳能领域的应用，提高了光电转换效率和稳定性。在风能领 域，新材料如高强度钢、复合材料等用于制造风力发电机和风力叶片，提高了风能利用效率。同时，新材料在高 效水处理、空气净化等方面也发挥了重要作用，如光催化材料、活性炭等。
生物医疗领域
要点一
总结词
新材料在生物医疗领域的应用包括生物医用材料、药物载 体、组织工程等。
要点二
详细描述
生物医用材料如钛合金、生物陶瓷等用于制造人工关节、 牙齿等医疗器械，具有优良的生物相容性和耐腐蚀性。同 时，新材料还可以作为药物载体，实现药物的定向传输和 控释，提高药物的疗效和降低副作用。此外，组织工程领 域的新材料可用于人工器官、皮肤等组织的制造，为器官 移植和损伤修复提供了新的途径。
开发方法包括定向结晶、溶胶-凝胶法、化学气相沉积等，这些方法能够制备出高性 能的复合材料。
纳米材料的开发与应用
纳米材料是指尺寸在纳米级别（1-100纳米）的材料，具有许多独特的物 理和化学性质。
应用领域包括电子、生物医学、环保等，如碳纳米管在电子设备中的应用， 能够提高设备的性能和稳定性。
开发方法包括物理法、化学法和生物法等，这些方法能够制备出不同形貌 和尺寸的纳米材料。
新材料的开发与应用
目录
• 新材料概述 • 新材料的开发技术 • 新材料的应用领域 • 新材料的挑战与解决方案 • 新材料开发与应用案例分析
01 新材料概述
新材料的定义与分类
定义
新材料是指最近发展或正在发展的具 有优异性能的材料，主要区别于传统 材料，具有更高的技术含量和附加值 。
新材料 分类
新材料1. 引言新材料是指近年来在科技发展和工业生产中不断涌现的一类具有新的物理、化学和材料特性的材料。
随着科技的不断进步和人们对高性能、功能性和可持续发展的需求增加，新材料在各个领域都得到了广泛应用。
本文将从新材料的定义、分类、特点以及应用等方面进行详细介绍。
2. 定义新材料是指那些在原有基础上通过改变组成、结构或者采用新的制备方法得到的具有优异性能和特殊功能的材料。
新材料通常具有以下特点：•高强度：新材料往往具有优异的强度和硬度，能够承受更大的力和压力。
•轻质：一些新型合金、复合材料等具有较低的密度，可以减轻结构重量。
•高温耐性：一些陶瓷、高温合金等可以在极端高温环境下保持稳定性能。
•高导电导热性：某些金属合金和导电聚合物等具有良好的导电导热性能。
•高阻尼性：一些聚合物材料具有良好的阻尼性能，可以用于减震和隔音。
•特殊功能：新材料可以通过调整组分和结构，赋予特殊的功能，如光学、电子、磁学等。
3. 分类根据新材料的组成和性质，可以将其分为以下几类：3.1 金属材料金属材料是指那些主要由金属元素组成的材料。
金属材料具有良好的导电导热性、高强度和韧性等特点。
常见的金属材料包括铁、铝、钢等。
3.2 高分子材料高分子材料是由大量重复单元组成的聚合物材料。
高分子材料具有较低的密度、良好的可塑性和绝缘性能。
常见的高分子材料包括塑料、橡胶等。
3.3 陶瓷材料陶瓷材料是指那些主要由无机非金属氧化物组成的材料。
陶瓷具有较高的硬度、耐磨损性和耐高温性能。
常见的陶瓷材料包括瓷器、氧化铝等。
3.4 复合材料复合材料是由两种或两种以上的不同材料通过物理或化学方法组合而成的材料。
复合材料具有优异的综合性能，常用于航空航天、汽车制造等领域。
3.5 先进功能材料先进功能材料是指那些具有特殊功能和特殊性能的新型材料。
例如，形状记忆合金、纳米材料、光电功能材料等都属于先进功能材料。
4. 应用新材料在各个领域都有广泛应用，以下是一些常见的应用领域：4.1 航空航天航空航天领域对于轻质高强度、耐高温和抗腐蚀的新材料需求较大。
新材料是什么
新材料是什么新材料（New Material）是指相对于传统材料而言，在结构、性能、应用等方面都具有新的特点和优势的材料。
随着科学技术的发展和应用需求的变化，新材料的研发和应用已经成为推动社会进步和经济发展的重要力量。
新材料可以分为多个分类，包括：金属材料、高分子材料、复合材料、能源材料、生物材料等。
每一种新材料都有其独特的特性和应用领域。
金属材料是新材料的重要组成部分，其具有良好的导电性、导热性和机械性能，广泛应用于制造业、航空航天、交通运输等领域。
新型钛合金材料具有较高的强度和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天制造业。
新型锂钴酸锂电池材料能够提供更高的能量密度和更长的循环寿命，被广泛应用于电动汽车和可再生能源领域。
高分子材料是指由大分子化合物构成的材料，具有良好的可塑性和可加工性。
聚合物材料是高分子材料的主要种类之一，具有较低的密度、较高的强度和良好的电绝缘性能，广泛应用于塑料制品、纺织品、电子器件等领域。
新型高分子材料如石墨烯具有超高的导热性和导电性能，被广泛应用于电子元件、传感器等领域。
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成，具有综合材料的优点。
如碳纤维复合材料，具有轻质高强的特点，被广泛应用于航空航天、轨道交通等领域。
陶瓷基复合材料具有较高的硬度和耐磨性，被广泛应用于工具、刀具制造等领域。
能源材料是指能够转换和存储能量的材料。
太阳能电池材料如硅、铜铟镓硒在转化太阳能为电能方面具有重要的应用价值。
储能材料如锂离子电池材料能够实现能量的高效储存和释放。
生物材料是指可作为医疗器械和医用材料的材料。
生物可降解材料能够在体内自行分解并被代谢，减轻了对人体的损害。
可注射的药物载体材料能够实现药物的高效释放和定点治疗。
新材料的研发和应用不仅能够满足现代社会的需求，还能够推动科学技术的进步和产业的发展。
随着新材料科技的不断突破，我们有理由相信新材料将会为人类社会带来更加美好和可持续的未来。
新材料是什么
新材料是什么新材料，顾名思义，指的是相对于传统材料而言具有新型特性和新应用价值的材料。
随着科技的不断进步和人们对材料性能要求的提高，新材料的研发和应用已经成为了当今社会发展的重要方向之一。
那么，新材料到底是什么呢？首先，新材料可以是指在材料本身的成分和结构上进行改进和创新的材料。
比如，通过改变材料的组成元素、晶体结构或者表面处理等方式，使得材料具有更好的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特点。
这种类型的新材料常常应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域，为现代工业的发展提供了重要支撑。
其次，新材料还可以是指在材料制备工艺和加工技术上进行创新的材料。
随着纳米技术、生物技术等先进技术的发展，人们可以通过精密的控制和设计，制备出具有特定结构和性能的材料。
比如，纳米材料、复合材料、生物材料等都属于这一类别。
这些材料不仅可以满足特定领域的需求，还可以带来全新的应用领域和商业机会。
此外，新材料还可以是指在材料功能和应用领域上进行创新的材料。
随着人们对材料功能需求的不断提高，新型功能材料如智能材料、超导材料、光学材料等也应运而生。
这些材料不仅可以实现传统材料所不能实现的功能，还可以为人类社会带来更多的便利和可能性。
总的来说，新材料是指在材料本身成分、制备工艺、功能应用等方面具有创新和突破的材料。
新材料的出现不仅可以满足人们对材料性能和功能的需求，还可以推动相关产业的发展和创新。
因此，加大对新材料的研发投入，提高新材料的应用水平，已经成为了当前科技发展的当务之急。
在未来，随着科技的不断进步和人们对材料需求的不断提高，新材料必将迎来更加广阔的发展空间。
我们期待着，新材料的不断涌现，将为人类社会带来更多的惊喜和改变。
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1、材料科学的任务是什么？材料研究方法分几类?任务：根据工程和科学技术发展的需要设计研制新型工程材料；解决材料制备原理和工艺方法，获取可供使用的工程材料；解决材料在加工和使用过程中组织结构和性能变化的微观机理，从中找出合宜的加工工艺、强化工艺和延寿措施；创新测试材料成分、组织结构和性能的方法，完善测试技术；合理的选择和使用工程材料。
常用方法：光学显微分析、x 射线衍射分析、电子衍射分析、电子显微分析、热分析、光谱分析、核磁共振分析、色谱分析、质谱分析等。
2、四种热分析技术的适用研究范围有哪些?以硅酸盐水泥的水化为例，分析采用差热分析技术解决了什么问题？热分析技术是在温度程序控制下研究材料的各种转变和反应,如脱水,结晶-熔融,蒸发,相变等以及各种无机和有机材料的热分解过程和反应动力学问题等,是一种十分重要的分析测试方法。
差示扫描量热法（DSC ）是在程序控制温度下，测量样品的热流随温度或时间变化而变化的技术,适用范围：温度范围725~170 ℃，分析研究范围大致与DTA 相同，但能够量测定多种热力学和动力学参数，如比热、反应热、转变热、反应速度和高聚物结晶度等。
热机械分析(TMA)可以测量样品在一定应力下的位移变化，适用范围：温度范围600~150℃，用于膨胀系数、体积变化、相转变程度、应力应变关系测定，重结晶效应分析等。
差热分析(DTA)适用范围：温度范围1699~20℃，适用于熔化及结晶转变、二级转变、氧化还原反应、裂变反应等的分析研究，主要用于定性分析。
热重量法(TGA)是在一定的气氛中，测量样品的质量随温度或时间变化而变化的技术,适用范围：温度范围1000~20℃，用于熔点、沸点测定，热分解反应过程分析与脱水量测定等；生成挥发性物质的固相反应分析，固体与气体反应分析等。
解决的问题：不同品种的水泥在水化过程中得到的水化产物是不同的,即使是同种水泥,由于生产或水化过程的环境、条件不同,得到的水化产物的品种及数量也不尽相同。
不同的水化产物在加热过程中脱水、分解的温度各不相同,体现在DTA 曲线上就会在不同温度下出现不同的峰和谷。
图 1 普通硅酸盐水泥水化图 2 某高铝水泥水化3d 的DTA曲线28d的DTA曲线图3 高铝水泥掺量不同的试样图4 某高掺量粉煤灰水泥水化水化3d的DTA曲线 3d的DTA曲线综上所述,根据水泥水化后的DTA曲线上各种峰或谷出现的温度范围及TG曲线上反映出的重量变化情况,可以确定其水化产物的种类。
此外还可以用于确定水化产物在加热过程中转变的温度范围、热效应以及研究水泥水化的进程、水化速率等。
3、扫描电镜是水泥基材料研究中常用的微观分析技术，举例说明扫描电镜在水泥基材料组成、构造及内部结构研究中解决的问题。
‘水泥基’是指以水泥作为胶凝材料的工程材料。
混凝土、砂浆是最常见水泥基材料。
扫描电镜的具有制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点。
在水泥基材料中的应用1）观察厚混凝土试样其在观察厚试样时，能得到高的分辨率和最真实的形貌，更能得到真实的试样表面资料。
2）环境扫描电镜用于硫铝酸钡钙水泥，硅酸盐水泥早期水化过程的研究它能在高真空(Hv)、低真空(LV)和使用环境这3种条件下进行样品形貌分析，在接近工作环境条件下，直接观察样品的实际表面特征，避免了制样过程对表面的损伤。
研究结果表明：两种水泥的水化过程可分为诱导期前期、诱导期、加速期、减速期和稳定期5个阶段。
3）环境扫描电镜对水泥基复合材料中的水化产物、聚合物乳液及膜、界面及微裂缝的观测。
环境扫描电镜打破了传统扫描电镜只能观测硬化的、某一阶段的水化产物的局限性，通过调节样品室内的温湿度，使得水泥继续水化，实现了对早期水泥水化原位定点连续观测，同时还可以用于研究聚合物乳液的分布、破乳成膜、以及其对水泥水化的影响：而当用于界面与微裂缝观测时。
避免了温湿度和真空度对原始形貌的破坏，精确真实地反映出水泥基复合材料的微观原始形貌。
4）扫描电镜被用来研究水泥浆体原始断面的形貌，特别是低真空和环境扫描电镜的出现，使观察潮湿水泥浆体成为可能(这减少了样品的干燥损伤和真空损伤)，人们观察到的浆体形貌更为“真实”。
5）扫描电镜用于水泥基渗透结晶型防水材料渗透深度的研究利用扫描电镜和x射线能谱仪，测定水泥基渗透结晶型防水涂料在不同深度的主要元素，并计算其相对百分比，根据元素含量的变化来推断该材料在砂浆中的渗透深度。
6）扫描电镜用于水泥浆——集料界面过渡区显微硬度的研究。
通过对水泥浆——集料界面过渡区的显般硬度测试，并辅之扫描电镜观察，探明了集料周围过渡区的分布状况，以度水灰比，案料粒径、案料闯隔等因素对界面过渡区性能的影响。
4、高性能混凝土在我国土木工程领域的应用已有十多年的历史，在内部结构、制备技术上与普通混凝土有何区别？早期开裂问题一直困扰高性能混凝土的工程应用，分析其易开裂的原因，并提出抑制和减少开裂的技术措施。
区别：1）水泥石与粗骨料之间的界面结构差异：普通混凝土粗骨料与水泥石之间的界面上积滞着大量的氢氧化钙，且在界面上的结晶与定向排列；而高性能混凝土中，典型的之谜结构扩展到骨料表面，大大消除了过渡区的不均衡性。
2）水泥石的孔结构的差异：高性能混凝土中添加了一定比例的超细粉以代替部分水泥，有效降低了水泥石中的“孔洞”数量，改善了水泥石的孔结构；这两点是通过矿物质超细粉在混凝土中的应用实现的。
3）高性能混凝土在制备时，使用了高效减水剂，降低混凝土的水灰比，并使混凝土具有比较大的流动性和保塑功能，保证施工和浇筑混凝土密实性。
开裂原因：1)温度应力在水化热的作用下，混凝土内部温度迅速升高，而与空气接触的混凝土表面温升值相对较低。
因此混凝土内部受热膨胀的程度较外部混凝土大，外部混凝土对混凝土内部膨胀的约束导致混凝土内部承受压应力，外部承受拉应力。
在降温阶段，混凝土的膨胀变形逐渐减小，内部的压应力和表面的拉应力也相应减小。
随着混凝土的温度场趋于稳定，混凝土内部降温收缩的程度要远大于外部混凝土。
此时混凝土自身较大的强度会约束混凝土的降温收缩，使得混凝土内部承受较大的拉应力。
此外，温度应力随混凝土深度增加将迅速减小，因此，早期开裂往往起裂于混凝土表面．2)自收缩与干燥收缩高性能混凝土的自收缩主要发生在初凝后1天龄期内，1天后的自收缩增长缓慢；初始收缩速率大于普通混凝土，后期收缩速率小于普通混凝土。
在约束的作用下，自收缩势必在混凝土中产生拉应力，但是对于尚处于凝结硬化阶段的混凝土，其弹性模量较小，所以拉应力较小。
干燥收缩在混凝土浇筑后持续很长时间，影响干燥收缩的因素有水灰比、外加剂、相对湿度和环境温度，所以养护条件对早期的干燥收缩影响很大。
在工程实际中，养护不当也会导致混凝土早期开裂，特别是对于夏季施工的混凝土更要加强混凝土的早期养护。
措施：1)减小混凝土的自收缩工程中通常采用的措施主要有控制骨料质量、合理选择水泥、优化水灰比、掺粉煤灰、掺外加剂、采用MgO微膨胀混凝土、掺纤维、掺饱和轻集料以及加强早期养护等方法来减小混凝土的自收缩．然而减小混凝土自收缩的问题十分复杂，每一种减缩措施都有许多不确定性，而且目前并无统一的模型来描述上述任何一种减缩措施的效果，必须根据以往的工程经验，并通过具体的试验来确定合适的方案。
例如掺粉煤灰措施，粉煤灰可以有效抑制高性能混凝土的早期自收缩，改善早期抗裂性能，并且对后期的强度和耐久性无负面作用．但是，掺入粉煤灰增加了混凝土干燥收缩的程度口。
2)控制温差减小温度应力控制温差的工程措施很多，诸如降低浇筑温度、采用低热水泥、在混凝土中加冰块等．在工程能有效地控制温差，方便施工，降低成本的措施仍然是表面适度保温与内部水管冷却相结合的措施。
不仅仅在寒冷的季节需要表面保温，在高温季节也需要保温防止热量倒灌．水管冷却方法在大体积混凝土施工中已得到广泛应用，这一方法已成为水工混凝土温控防裂最常用和最有效的措施之一。
内部通冷却水管能有效地控制温升值、温升速度和降温速度．冷却水管的管径很小，一般在30～40mm之间，对结构的稳定性影响较小。
目前已经有较成熟的仿真计算程序模拟冷却水管通水过程，指导混凝土结构设计与施工。
5、活性粉末混凝土（超高性能混凝土）的制备原理是什么？分析活性粉末混凝土的抗压、抗拉力学特性与破坏特性，并基于其材料特性，分析适用于哪些工程领域（或结构体系）？1）利用消除缺陷的指导思想选择骨料品种不使用粗集料，降低细集料的粒径，集料的级配曲线未非连续性的，以提高混凝土的均匀性；采用最大粒径小于600um，平均粒径为250um的细石英砂，可以取得以下三方面效果：<1>减小内部微裂缝宽度。
<2>改善水泥石的力学性能。
<3>降低骨料在总体积中所占的比例。
2）采用最大密实最大密实理论模型选择材料直径使用细粉料与超细粉料，以达到最优的堆积密度；大幅降低水灰比，提高混凝土密实度，部分未水化的水泥粒子可起一定的增强作用；此外，提高密实度和抗压强度的另一种有效的途径是在新拌混泥土凝结前和凝结期间加压。
这一措施有三方面的效果：其一，加压数秒就可以有效地消除或减少气孔；其二，当模板有一定渗透性时，加压数秒可将多余的水分自模板间隙中派出；其三，如果在混泥土凝结期间始终保持一定压力，可以消除由于材料化学收缩引起的部分孔隙。
3）掺入微钢纤维增大RPC韧性未掺钢纤维的RPC收压应力应变曲线呈线弹性变化，破坏时呈明显的脆性破坏。
掺入钢纤维可以提高韧性和延性。
4)在混凝土凝结后进行热处理，以增强硬化体的显微结构。
特性：与HPC相比，PRC的抗压强度要高出一倍以上，弯拉强度要高出一个数量级；PRC200的断裂能比HPC高出两个数量级，但RPC800的断裂能显著低于RPC200。
由此可知，RPC破坏时有明显的变形，属于延性破坏。
由于RPC兼具有高强度、高韧性、高密实性与高耐久性，在一般情况下可不配钢筋，即可用作结构材料，所以对工程界具有很大吸引力，可以用于多个领域。
1）预制结构产品领域使用RPC200可以有效减小结构自重，在具有相同抗弯能力的前提下，RPC200结构的重量仅为钢筋混凝土结构的l／2一l／3，几乎与钢结构相近。
RPC200有较高的抗拉强度，同时具备由抗拉强度决定的高抗剪强度，这就使得由RPC200材料本身在结构中直接承受剪力，取消构件中的附加抗剪钢筋成为可能，从而在设计中能够采用更薄以及更加新颖合理的截面形式；加之RPC200具有极好的延性，因此可以生产出各种成本降低且服务寿命提高的预制结构产品来，用于市政工程中的立交桥、过街天桥、城市轻轨高架桥等方面。
2）预应力结构领域RPC200预应力受弯构件拥有类似于钢材的强重比，结构极轻但却拥有很好的刚度，跨越能力进一步增加，可替代工业厂房的钢屋架和高层、超高层建筑的上部钢结构。