现代化学化工进展

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现代化学发展趋势和前沿

现代化学发展趋势和前沿

免疫学与交叉学科的前沿研究
免疫学与分子生物学、细胞生物学、神经科学等学科的交叉研究已经取得了 显著的成果。在分子生物学方面,免疫学与分子生物学的交叉研究主要体现在免 疫分子的结构与功能方面,如T细胞、B细胞和自然杀伤细胞等免疫细胞的分子机 制以及免疫信号传导的分子调控。在细胞生物学方面,免疫学与细胞生物学的交 叉研究主要涉及免疫细胞的发育、分化、激活和调节等方面。
一、现代化学发展趋势
1、绿色化学:随着环保意识的不断提高,绿色化学成为了化学领域的重要 发展方向。绿色化学旨在设计和开发高效、环保的化学制程和化学品,以减少对 环境的负面影响。
2、生物化学:生物化学是研究生物体内化学过程的科学。近年来,生物化 学在医药、农业、能源等领域取得了重大突破。例如,基于生物技术的药物设计 和生产,可以提高药物的疗效并降低副作用。
四、研究方法
在合成化学中,有许多研究方法,包括实验方法和理论分析。其中,实验方 法是最常用的方法之一,它可以帮助科学家们了解化合物的实际性能和功能。此 外,理论分析也是非常重要的方法之一,它可以帮助科学家们了解化合物的电子 结构和性质之间的关系,进而预测和优化化合物的性能。
五、结论
总之,合成化学在许多领域都有着广泛的应用前景,同时也是一个非常活跃 和富有挑战性的研究领域。随着科技的不断发展,我们有理由相信,未来的合成 化学将更加绿色、高效、智能化和可持续性。因此,未来的研究应致力于发现和 开发新的反应和催化剂、优化反应条件和完善化合物的性质研究等方面的工作, 以进一步推动合成化学的发展和应用。
二、发展趋势
随着科技的不断发展,合成化学的发展趋势主要包括以下几个方面:
1、人工智能在合成化学中的应用:人工智能技术正在被越来越多的应用到 合成化学中,包括反应预测、催化剂设计、优化反应条件等方面。通过人工智能 技术,可以大大提高化合物的合成效率和产率,同时降低实验成本。

化工产业的发展现状和趋势

化工产业的发展现状和趋势

化工产业的发展现状和趋势化工产业是指利用化学原理和工程技术,将原始化学品经过一系列化学反应和物理加工,转化为具有特定用途的化学品或化学产品的生产活动。

化工产业在全球经济发展中起着举足轻重的作用,广泛应用于能源、制造业、农业、医药等领域。

本文将介绍化工产业的发展现状和趋势。

一、化工产业的发展现状1. 市场规模不断扩大:随着全球经济的快速增长,对化工产品的需求量逐年增加。

据统计,预计到2025年,全球化学品市场将超过7000亿美元。

2. 产业结构不断优化:在化工产业中,原油化工、有机化工、无机化工、塑料、橡胶、农药、涂料等产业已形成了完整的产业链。

各个环节之间的协同效应明显,形成了相对完善的产业链和市场竞争格局。

3. 技术水平不断提高:随着科学技术的不断进步,化工产业的技术水平也在不断提高。

新型材料、高效反应工艺、绿色环保技术等方面的创新不断涌现,推动了产业的发展和升级。

4. 国际竞争加剧:随着全球化的加速推进,化工产业市场逐渐形成了大规模、高度竞争的格局。

全球主要化工生产国,如美国、中国、德国等,都在争夺市场份额和技术领先地位,引发了激烈的国际竞争。

二、化工产业的发展趋势1. 绿色化发展:环境保护日益凸显,绿色化成为化工产业发展的重要趋势。

化工企业将更加注重绿色化生产,加大对环境友好型产品的研发和生产,提高资源利用率,减少环境污染。

2. 创新和智能化:随着科技的进步,智能化、自动化技术在化工产业中的应用越来越广泛。

如智能生产线、机器人技术等的应用,不仅提高了生产效率,还降低了劳动力成本,提高了产品质量。

3. 改善产品质量:消费者对产品质量和安全性的要求越来越高。

化工企业需要不断改进产品质量,提高产品的安全性和可靠性,以满足市场需求。

4. 跨界合作:化工产业与其他领域之间的融合将逐渐加强。

如化工与能源、化工与农业等领域的合作将增加,形成更加综合化的产业链条,提高整体竞争力。

5. 进一步开放:随着全球一体化的推进,国际间的贸易壁垒逐渐降低,化工产业将进一步开放。

现代化工生产技术的发展现状

现代化工生产技术的发展现状

现代化工生产技术的发展现状随着现代化的进一步发展,化工生产技术也在不断地进行创新和改进,以适应社会和市场的需求。

新的技术手段和新的设备进入了化工生产领域,使得生产效率和质量都得到了大幅提升。

本文将就现代化工生产技术的发展现状进行探讨,包括新技术的应用、新设备的应用、生产流程的改进等方面。

一、新技术的应用1.1 人工智能技术人工智能技术是近年来化工生产领域中最引人注目的技术之一。

它可以帮助企业实现自动化生产,提高生产效率和生产质量。

通过使用人工智能技术,生产过程可以自己调节生产设备,并且可以根据物料合成情况智能调整反应参数。

目前,人工智能技术广泛应用于化工生产的各个领域,包括石油化工、金属加工、半导体制造、生物工程等。

1.2 超声波技术超声波技术是一种高效、低成本的清洗技术。

超声波振动可以形成大量的气泡,这些气泡瞬间破裂,产生高压和高温,使化学反应加速。

通过将超声波技术应用到制备化学品中,可以减少反应时间、降低反应温度、提高反应效率。

1.3 生物技术随着生物工程技术的发展,生物技术在化工生产领域越来越重要。

生物技术可以将生物质转化为有用的产品,减少首层物质的使用。

同时,生物技术可以改善产品的质量,并提高产品的市场竞争力。

二、新设备的应用2.1 压力波发生器压力波发生器是一种新型的化学设备,它可以在液体中产生高频、高能的压力波。

这些压力波可以促进化学反应的进行,加速反应过程。

在化工生产中,压力波发生器已经广泛应用于化学合成、材料制备、液体喷雾等领域。

2.2 泡沫床反应器泡沫床反应器是一种新型的化学反应器,采用泡沫床来替代传统的液态反应器。

因为泡沫床的气相和液相的界面面积很大,使得催化剂与反应物之间的接触频率增加,从而提高了反应速率和效率。

同时,泡沫床反应器的温度控制和气体互换比传统液态反应器更加稳定。

三、生产流程的改进3.1 焚化技术焚化技术是一种与传统技术相比更加环保的处理废弃物的方法。

这种技术采用高温和高压的环境,将有害物质转化为可回收的资源,同时减少有害气体的排放。

化学工程技术的新进展

化学工程技术的新进展

化学工程技术的新进展近年来,随着化学工业的发展,化学工程技术也取得了新的进展。

化学工程技术是应用科学的一种,旨在将化学原理应用于工业过程中,并利用工程理论和技术方法进行优化设计,以实现在生产过程中的高效性、可靠性和经济性。

下面将介绍一些新的化学工程技术的进展。

1. 低碳经济技术随着全球气候变化的日益加剧,低碳经济和清洁能源需求逐渐增加。

化学工程技术可以发挥重要作用,对化石燃料、化学物质和能源的生产、利用和回收进行改进和优化,以便降低碳排放和环境污染,增强产品竞争力。

例如,开发和应用可再生能源,如太阳能和风能等,减少化石能源的依赖性。

同时,利用生物质能源生产生物质化学品和生物燃料,并进行催化剂设计和反应工程等技术革新,以降低生产成本,提高产物的纯度和催化效率。

2. 微反应器技术微反应器技术是一种新兴的反应工程技术,具有能够实现精确控制、扩展和集成多种反应过程的优点,从而提高反应转化率和反应选择性。

微反应器技术可用于从小到大、从化学实验室到工业规模的研究和制造过程。

微反应器通常由微型通道和反应腔构成,可以根据需求设计和加工,满足各种反应的要求,例如合成高附加值的有机化学品、生物医药品、光催化材料和纳米材料等。

微反应器技术还可解决传统反应工程中热质传递和质量传递难以克服的问题,从而提高反应过程的效率。

此外,利用微反应器技术还可以研究反应机理、优化反应条件和反应动力学等方面。

3. 环保化学工程技术环保化学工程技术是指在化学工业过程中,采取科学的生产和管理方式,从而减轻对环境的入侵和破坏,实现经济效益和环境保护的协调发展。

环保化学工程技术肩负着改善环境的任务,需要在各个环节中,包括原材料选择、生产设计、废弃物处理等,都考虑到环境保护和资源的节约利用。

例如,废水处理技术、废气治理技术、环境评价技术、生物降解技术等,都属于环保化学工程技术的范畴。

环保化学工程技术不仅有助于减轻环境负担,还可以降低生产成本,并提高产品的竞争力和市场影响力。

(完整word版)化工的发展进展

(完整word版)化工的发展进展

第一章、化工的发展历程回顾近代化学工业的兴起(1)随着产业革命在西欧开始,首先无机化学工业开始形成及发展。

1740年英国人Wald制得硫酸;1749年Roeback在英国建立了用铅宝法生产硫酸的工厂(第一个化工工业产品),标志着世界第一个典型的化工厂的诞生,是近代化学工业的开始。

1771年吕布兰获取以食盐为原料制的纯碱,副产氧化氢至盐酸、氧气、漂白粉等,纯碱又可经苛化生成烧碱。

18世纪后期,炼铁用焦碳量大大增加,使煤化工产生。

1763年在英国产生了蜂窝式煤气炉,提供了大量焦碳。

1792年开始用煤生产民用煤气。

近代化学工业的兴起(2)-煤化工的发展1812年,欧洲干馏煤气用于街道照明。

1816年,美国煤干馏法生产煤气。

1825年,英国人从煤焦油中分离出苯、甲苯、萘等。

19世界中叶,欧洲已有许多国家建立了炼焦厂,德国成功建立了有化学品回收装置的炼焦炉,由煤焦油中提取了大量的芳烃,作为医药、农药、染料等工业的原料。

近代化学工业的兴起(3)-三大化工材料工业的开始1839年,美国人固特异用硫磺硫化天然橡胶,应用于轮胎及其他橡胶制品-第一个人工加工的高分子橡胶产品。

1872年,美国开始生产赛璐珞,被认为是第一个天然加工高分子的塑料产品-开创了塑料工业。

1891年,在法国建立了人造纤维(硝酸酯纤维)工厂,其产品质量差,易燃,虽未能大量发展,但仍被认为是化学纤维工业的开始。

近代化学工业的兴起(4)-炼油工业开始1854年,美国建立最早的原油分馏装置。

1860年,在美国第一个炼油厂是炼油工业。

19世纪后期,在世界已建设了许多炼油厂或炼油装置,主要生产照明用的煤油,而汽油及重质油还是用处不大的“副产”,直到80年代,电灯的发明大大减少了煤油的重要性、汽油和柴油因汽车工业的发展而成为主要炼油产品。

近代化学工业的兴起(5)-传统与化学制药及染料工业等19世纪初至60年代,科学家先后从传统的药用植物中分离得到纯的化学成分。

现代化学进展 第一章

现代化学进展 第一章

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3.合成氨工业
20世纪面临人口大幅度增长、粮食需求迅速增加的局 面。在解决这一困难中,化肥起了重要作用。其中氮肥的 生产关键问题是如何利用大气中的氮大规模合成肥料。经 过了长期的努力合成氨才从实验室走向工业化生产。1909 年德国化学家F.Haber用锇作催化剂在300-500atm、500600℃、成功地建立了每小时产生80g氨的实验装置,并取 得了专利权。这是20世纪化学工业发展中的一个重大突破。 Haber因此而荣获1918年诺贝尔化学奖。之后德国巴登苯 胺纯碱制造公司(BASF)购买了Haber法合成氨的专利权, 并由化工专家C.Bosch担任领导实施工业化。
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1,4-加成,特别是共轭二烯易与含有被羰基、羧基、氰 基或硝基所活化的双键、叁键发生加成反应,具有普遍性。 二人获1950年诺贝尔化学奖。
1953年德国化学家齐格勒(K.Ziegler)和意大利的纳 塔(G.Natta)发现了有机金属催化烯烃定向聚合,实现了 乙烯的常压聚合和丙烯的定向有规聚合而荣获1963年诺贝 尔化学奖。 4.高分子科学和材料 20世纪的人类社会文明的标志之一是合成材料的出现。 高分子化学也是从事制造和研究分子的科学,但制造和研 究的是分子量成千上万甚至上百万的大分子或称高分子化 合物。由于高分子长链结构的发现,才促进了高分子化学 和高分子物理的发展。在这一领域有两届诺贝尔化学奖
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1.石油化工
这是世界经济发展中占重要地位的工业领域。世界化 工总产值为1万亿美元左右,其中80%以上的产品均与石 油化工有关。世界石油探明储量为1.4万亿吨左右,石油 炼制和加工已成为国民经济的支柱产业。 2.三大合成材料 20世纪初由于高分子化学的成就而发展形成了三大合 成材料工业-塑料、纤维、橡胶。以酚醛塑料、尼龙-66和 氯丁橡胶为开端的三大合成材料开始了它们蓬勃发展的起 点。人们的衣、住、行及日常生活用的各种材料均离不开 合成材料。

化学工程的新进展与应用前景

化学工程的新进展与应用前景

化学工程的新进展与应用前景缘起化学工程 (Chemical Engineering) 是理工科里的一个比较广泛的学科。

广泛之处表现在化学工程可以与其他学科交叉,从而为其他学科的发展提供支持和推动,同时也可以从其他学科的发展中吸收新知识和新方法,以提高实践能力和创新能力。

近年来,化学工程领域的新进展如雨后春笋般涌现,为我们的生产和生活带来了越来越多的便利与利益。

今天,我们就一起来探讨一下化学工程的新进展与应用前景。

新进展化学工程的新进展主要体现在以下几个方面:1. 质量管理方面的提高质量管理是化工生产过程中非常重要的环节,其直接关系到产品的质量和企业的信誉。

新技术的引进和应用,使得公司在某些环节严格控制质量的同时,大大提高了产品的生产效率、成本效益和产品质量稳定性。

2. 环保方面的推进在世界范围内,环保已被列为了国家和企业发展的重要战略。

随着对气候和健康的不断重视,环保制度的完善、限制条件的越来越严格,化工企业已不再是之前那样可以随意排放污水、排放废气甚至排放固体废弃物,环保警察、监管人员的到来让化工企业不得不在生产的过程中环保摆在首位。

3. 生产流程优化实现更好的生产流程优化,可以大幅度提高生产的效率,降低生产成本,并对产品的压力、密度等技术细节进行精细控制。

这方面,新的计算机技术、智能生产技术的引进,加强了现代化技术和自动控制技术在生产流程优化中的应用。

应用前景除了以上提到的新进展以外,化学工程的应用前景也十分广阔,主要表现在以下几个方面:1. 新材料的开发与应用随着现代科技的迅猛发展,新材料的迅速崛起将为化学工程带来新的前景。

这些新材料有许多特殊的物理、化学性质,因此能够在许多不同方面得到应用。

我们可以通过化学工程的手段,对这些新材料进行加工改造,使其更好地应用于生产中。

例如:光电器件、半导体电子材料、石墨烯等。

2. 化工新技术的开发随着科技的快速进步,化学工程领域的新方法和技术层出不穷。

例如,利用高能物理方法和数理化学理论,已经发现了一些新型催化剂和催化反应机理,可以充分利用现有的废弃物,扩大材料的应用范围。

现代化工进展论文

现代化工进展论文
泛和极具潜力的应用价值。首先,在电力、石化、化工、冶金、建材行业以及其 他工业领域,热工设备普遍存在。工业节能中,纳米孔超级绝热材料也起着非常 重要的作用,其中有些特殊的部位和环境,由于受重量、体积或空间的限制,急 需高效的超级绝热材料。[7] 纳米孔超绝热材料已经从理论扩展到实用, 是随着世界整体纳米技术的发展
导热系数低以及吸附性能强等优点,而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100 以上。[1] SiO2气凝胶的制备通常包括溶胶—凝胶过程和超临界干燥两个步骤。陈 龙武[3]等通过TEOS的两步水解缩聚,并配合乙醇溶剂替换和TEOS乙醇溶液浸泡、 老化, 在表面张力比水小得多的乙醇分级干燥下实现了块状气凝胶的非超临界干 燥制备。目前普遍采用正硅酸乙脂(TEOS)或正硅酸甲酯(TMOS作为制备SiO2气 凝胶的主要原料,使之与水、甲醇或乙醇及适当的催化剂(盐酸或氨水)发生水解 反应,有机硅的烷基被逐步水解成羟基,进而发生缩聚反应得到醇凝胶。但是由 于其韧性差、强度低,很难制成单独块状隔热材料,这在一定程度上影响了二氧 化硅气凝胶的应用范围。 3.2 硬硅钙石型硅酸钙绝热材料 硬硅钙石型硅酸钙绝热材料 型硅酸钙 超轻硬硅钙石型硅酸钙绝热材料,是众多绝热材料中性能最佳的品种之一。 其导热系数常温下为0.045W/m·k,800℃(平均温度)为0.12W/m·k,抗折强度 ≥0.29MPa,抗压强度≥0.4MPa,最高使用温度为1000℃,主要用于一般超轻质保 温材料不能承受的高温窑炉及管道的保温工程。[4]该材料为硬质块状,可制成各 种厚度的平板及弧板或管壳,施工方便,无污染。与纤维质保温材料相比,超轻 硬硅钙石型硅酸钙保温材料具有硬质、耐压、比强度高、不老化等特点。但是该 材料由于其微米孔结构使之难以达到超级绝热的效果。
Abstract:Silica aerogel is amorphous polyporous light nano-materials.it is hard to made into single lumpish heat shield material because of his low toughness and strength.although calcium silicate insulating materials of super-light xonotlite type have many advantages such as hardness,high strength,anti ageing and so on.but its micrometer hole structure make it hard to reach the effect of super heat insulation.xonotlite-silica aerogel composite materials of nano-hole and super heat insulation has enough strengh , heat-resisting property and thermal conductivity below "still air" ,which can make super heat resistance come ture. Keywords:Xonotlite、super thermal insulation material、SiO2 - Aerogel
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高性能混凝土技术的研究与展望(重庆大学化学化工学院,重庆400044)摘要:高性能混凝土( High Performance Concrete,HPC)由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在高铁客运专线桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。

本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状,阐明了高性能混凝土的特性,列举了高性能混凝土在国内的研究和应用,并对其发展趋势作出展望。

随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展,HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。

关键词:高性能混凝土;耐久性;高体积稳定性Abstract:High-performance concrete(High Performance Concrete, HPC)has many excellent characteristics of high durability, high workability,high strength and high dimensional stability,is considered to be the world's most comprehensive performance concrete has many important project, especially in the high-speed railway,bridges, high-rise buildings,harbor construction and other projects.This paper describes the historical background of the development of high-performance concrete and the present situation at home and abroad,to clarify the characteristics of high-performance concrete, citing the research and application of high-performance concrete in domestic outlook,and its development trend.With the building to the top of the large-scale development of the modern HPC will become the new century,important construction materials. Keywords:High performance concrete;High durability;High dimensional stability高性能混凝土(HPC)的概念最初由美国国家标准与技术研究院(NIST)与美国混凝土协会(ACI)于1990年5月提出,他们认为高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土,必须采用严格的施工工艺,采用优质的材料配制,具有不离析、力学性能稳定、早期强度高、便于浇捣、韧性和体积稳定性好等性能,且耐久性好,特别适用于高层建筑、桥梁及暴露在严酷环境中的建筑结构[1] 。

ACI于1998年对高性能混凝土给出了正式定义:高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土,如果采用传统的原材料组分和通常的拌和、浇筑与养护方法,未必总能大量地生产出这种混凝土。

当混凝土的某些特性是为了某一特定的用途和环境而制定时,这就是高性能混凝土。

1 高性能混凝土的特点1.1 高耐久性高性能混凝土的重要特点是具有高耐久性,而耐久性则取决于抗渗性;抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。

由于高性能混凝土掺加了高效减水剂,其水胶比很低(≤0138),水泥全部水化后,混凝土没有多余的毛细水,孔隙细化,最可几孔径很小,总孔隙率低;再者高性能混凝土中掺加矿物质超细粉后,混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低,而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔结构,使其≥100μm 的孔含量得到明显减少,矿物质超细粉的掺加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高[2]。

以上这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱—集料反应、抗硫酸盐腐蚀,以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。

1.2 高工作性高性能混凝土具有良好的流变学性能,高流动性,不泌水,不离析,能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性,对于某些结构的特殊部位( 如梁柱接头等钢筋密集处) 还可采用自流密实成型混凝土,从而保证该部位的密实性,这样就可以减轻施工劳动强度,节约施工能耗。

1. 3 其它高性能混凝土具有较高的韧性、良好体积稳定性和长期的力学性能稳定性。

高性能混凝土的高韧性要求其具有能较好地抵抗地震荷载、疲劳荷载及冲击荷载的能力,混凝土的韧性可通过在混凝土掺加引气剂或采用高性能纤维混凝土等措施得到提高。

高性能混凝土的体积稳定性表现在其优良的抗初期开裂性,低的温度变形、低徐变及低的自收缩变形。

虽然高性能混凝土的水灰比比较低,但是如果将新型高效减水剂和增粘剂一起使用,尽可能地降低单方用水量,防止离析,浇筑振实后立即用湿布或湿草帘加以覆盖养护,避免太阳光照射和风吹,防止混凝土的水分蒸发,这样高性能混凝土早期开裂就会得到有效的抑制。

高性能混凝土掺加了粉的普通混凝土都得到了显著降低,这对于大体积混凝土的温控和防裂十分有利。

国内已有研究表明,对于外掺加40% 粉煤灰的高性能混凝土,不管是在标准养护还是在蒸压养护条件下,其360d 龄期的徐变度( 单位徐变应力的徐变值) 均小于同强度等级的普通混凝土,高性能混凝土徐度仅为普通混凝土的50% 左右。

高性能混凝土长期的力学稳定性要求其在长期的荷载作用及恶劣环境侵蚀下抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学性能保持稳定。

2 高性能混凝土产生的研究现状及发展方向针对混凝土的过早劣化,发达国家在20世纪80年代中期掀起了一个以改善混凝土材料耐久性为主要目标的“高性能混凝土”开发研究的高潮,并得到了各国政府的重视。

从20世纪80年代开始,各国混凝土结构设计规范中逐渐突出了耐久设计的考虑,从只重视强度设计向强度与耐久性并重。

进入20世纪90后代以后,混凝土结构耐久性设计方法成为土木工程领域中的研究重点。

针对不同环境类别的侵蚀作用,提出材料性能劣化的理论或经验模式,并据此估算结构的使用寿命,成为发展和研究耐久性设计方法的主流。

目前,高性能混凝土的发展有以下几个方向:(1) 绿色高性能混凝土;(2) 超高性能混凝土;(3) 智能混凝土。

3 绿色高性能混凝土3. 1 降低水泥用量,大量利用工业废渣,减少资源和能源的消耗近年来,我国水泥产量增长速度十分惊人。

2003年我国水泥的产量达到8.63亿t到2010年预计水泥产量将增至10亿t。

1t水泥消耗石灰石0.98t,粘土0.18t,标准煤0.15t,电110度[3] 。

按此计算,我国2003年消耗石灰石8.46亿t粘土1.55亿t,标准煤129亿t,电949.3亿度。

到2010年预计将消耗石灰石98亿t,粘土18亿t,标准煤15亿t,电1100亿度,其资源和能源消耗可想而知。

然而工业废渣的利用在建筑业占主导作用,如:粉煤灰、高炉矿渣、固硫渣等工业废渣具有潜在的火山灰活性和物理特性。

如果把这些工业废渣大量的应用到水泥混凝土中代替一部分水泥,是一项可以在很大程度上减少资源和能源消耗的有效途径。

由此可以看出降低水泥用量, 大量利用工业废渣,将大大减少由于混凝土越来越大需求带来的资源和能源的消耗, 利于环保和可持续发展[4]。

3. 2使用海砂、再生骨料等多种代用骨料, 保护自然资源地球上的资源是有限的,许多资源是不可以再生的。

工程建设是消耗资源和能源最大的活动,全世界每年混凝土用量达到20亿m3,大量材料的生产和使用,消耗大量资源和能源。

用海砂取代山砂和河砂作混凝土的细骨料,是解决混凝土细骨料资源问题的有效办法。

全国每年从旧建筑物上拆下来的建筑垃圾的废混凝土就有1360万t,加上每年新建房屋产生4000万t 的建筑垃圾所产生的废混凝土。

如果把这些废混凝土应用到新拌混凝土中作为再生骨料,将是减少环境负荷的有效方法。

我国上海市建筑构件制品公司1997年开始利用建筑工地爆破拆除的基坑支护等废弃混凝土制作混凝土空心砌块,其产品各项技术指标完全符合上海市标准《混凝土小型空心砌块工程及验收工程》(DBJ08-203-93)[5]。

4 超高性能混凝土近年来,随着我国杭州湾大桥、舟山联岛工程、苏通大桥、青岛黄岛大桥、粤港澳大桥等一大批大型跨江海工程建设的实施和完成,大型钢筋混凝土桥梁结构逐步走向海洋。

海洋环境不可避免地会严重降低钢筋混凝土结构耐久性,减少结构使用寿命。

据调查,我国沿海港工混凝土结构在投入使用10 ~ 15 年后就普遍出现了严重的腐蚀破坏,钢筋锈蚀是造成这类钢筋混凝土结构劣化的最主要原因,在海洋环境与海水作用下,随着结构服役时间的增长结构会出现不同程度的钢筋锈蚀问题[6]。

混凝土的低抗拉强度和高脆性决定了钢筋锈蚀会引起混凝土保护层开裂、沿开裂面锈渍、保护层剥落,同时钢筋锈蚀还导致钢筋截面减小、钢筋与混凝土的黏结力下降等严重影响结构适用性的后果。

钢筋混凝土锈蚀后不仅出现性能劣化,而且在极端情况下甚至会丧失其结构整体性。

国内外已有众多学者对钢筋锈蚀的产生原因、锈蚀机理、预防和修补措施等进行了相关研究[7-10]。

钢筋锈蚀严重时将导致混凝土保护层开裂,而这些锈胀裂缝的出现进一步加速锈蚀,甚至引起保护层剥落,使内部受力钢筋直接暴露于环境中,丧失承载能力,服役寿命骤减。

因此,保护层材料的性能在很大程度上决定了结构的服役寿命。

阻止或延缓结构中钢筋锈蚀是提高钢筋混凝土结构服役寿命的一个关键问题。

实际工程中一般从两个方面进行考虑,一个途径是从保护层材料出发,如增加保护层厚度,改善混凝土质量( 如降低水灰比或水胶比、致密混凝土、采用橡胶改性混凝土或聚合物改性混凝土等) 、混凝土表面涂层等; 另一个途径是从钢筋出发,如采用表面涂层钢筋、FRP 筋( GFRP 筋、CFRP 筋等) 、阴极保护以及掺加阻锈剂等对钢筋进行防护,阻止锈蚀的发生。

后者限于技术手段仍然采用较少,改善保护层质量仍是一个安全、稳妥的办法。

另一方面,由于工程需要和技术进步,目前的水泥标号和混凝土强度越来越高,早强水泥和早强剂的使用,使得混凝土在硬化初期极易出现裂纹,这造成了混凝土保护层还未进入服役状态便已经存在自身的微观缺陷,从而对其后期耐久性能产生不利的影响。

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