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防水材料的研究和应用现状论文

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防水材料的研究和应用现状论文

信息检索报告―――毕业论文《新型防水涂料的研究》文献检索报告课题分析防水涂料根据其用途可以分成很多种类,我本人毕业论文主要是研究其中应用最为广泛的建筑防水涂料.建筑防水涂料以合成高分子材料,沥青,聚合物改性沥青,无机材料等为主体掺入适量的助剂,改性材料,填充材料等加工制成.与防水卷材相比,防水涂料施工简单方便,适用于任何形状的基面,并可形成致密无缝的涂膜,因此,防水涂料已广泛应用于各种防水工程中,并取得了迅速的发展.对本课题研究主要分三个阶段.1.1研究新型防水,需要做的前期准备工作:(1)了解目前防水涂料在国内外的研究状况,发展前景.(2)了解我国建筑防水涂料的应用状况,与国外相比存在缺点.(3)目前国内外在防水涂料上所做出的进一步相关研究.(4)新型防水涂料的研究状况以及应用状况.(5)防水涂料应用仍需要解决的问题.1.2新型防水涂料研究制备(1)目前已有制备配方研究(2)实验室产品制备(3)产品性能检测(4)成本,大批量生产可行性,产品环保以及应用推广度进行综合核算评价.1.3目前面临问题(1)实验室条件限制(2)各种原料的购买(3)性能检测的费用2.背景资料2.1建筑防水涂料的概念建筑防水材料是建筑材料的一个重要组成部分,属于功能性材料,建筑物和构筑物之所以要采用防水材料其主要目的是为了防潮,防渗,防漏.建筑防水涂料,(简称防水涂料)是一种建筑防水材料.将涂料单独或与胎体增强材料复合,分层涂刷或喷涂在需要进行防水处理的基层表面,即可在常温条件下形成一个连续无缝整体且具有一定厚度的涂膜防水层,从而能满足工业与民用建筑的屋面,地下室,卫生间和外墙等部位防水抗渗要求.防水涂料一般是由沥青,合成高分子聚合物,合成高分子聚合物与沥青,合成高分子与水泥或以无机复合材料等为主要成膜物质,掺入适量的颜料,助剂,溶剂等加工制成的溶剂型,水乳型或反应型的,在常温下无固定形状的黏稠状液态或可液化的固体粉末状态的含高分子合成材料的复合材料,其发展概况见检索结果(1).2.3目前防水涂料在研究和应用上仍待解决的问题(1)防水涂料大多数是溶剂型,对环境污染较大,而水乳型聚合物改性防水涂料的质量还不够稳定.(2)一些聚合物防水涂料在力学性能,防水性能和耐久性等方面尚不是十分理想.(3)部分厂家为了降低成本,偷工减料,以次充好,致使大量不合格的产品流入市场.3.解决的问题(1)检索建筑防水涂料制备的背景知识以及相关基础知识.(2)检索到国内建筑防水涂料研究状况检索建筑防水涂料制备的背景知识.(3)检索到建筑防水涂料目前的应用状况.(4)了解到目前建筑防水涂料迫切需要解决的问题.(5)了解到各种防水涂料的生产配方以及生产工艺.4.检索过程与方法4.1检索过程中甬道的数据库以及搜索引擎(1)检索过程甬道中外文献数据库有:中国期刊网(CNKI),维普中文期刊全文数据库,万方数据库,中国专利数据库,EBSCO数据库,CSA数据库.(2)检索过程中使用的搜索引擎:Google, Baidu.4. 2检索途径关键词:防水涂料Google搜索引擎:搜索词汇有:① 防水涂料②在结果中搜索:建筑防水涂料研究发展③建筑防水涂料 制备cnki数据库检索:①数据库:中国期刊全文数据库②搜索关键词:建筑防水涂料③文献分类:建筑 化工④跨库检索:题名:建筑防水涂料 匹配:模糊 从1960到2006 目录:建筑 化工万方数据库检索①搜索关键词:建筑防水涂料③文献分类:建筑 化工维普中文期刊全文数据库检索关键词:建筑防水涂料主题:研究 制备5.检索结果(1)【主题】我建筑防水涂料的现状与发展【作者】余剑英; 董连宝; 孔宪明;【作者单位】武汉理工大学; 济南钢铁集团总公司原料处; 石油大学(华东); 湖北武汉; 山东济南; 山东东营;【刊名】新型建筑材料, New Building Materials, 编辑部邮箱 2004年 10期期刊荣誉:中文核心期刊要目总览 ASPT来源刊 中国期刊方阵 CJFD收录刊【关键词】建筑防水涂料; 现状; 发展;【摘要】介绍我国建筑防水涂料的现状及存在问题,提出我国建筑防水涂料的发展应由溶剂型向水乳型,由薄质型向厚质型,由深色向浅色,由低档向高弹性,高耐久性,功能性方向发展.大力研究开发和推广高性能,高耐候,环保型防水涂料和多功能防水涂料,研究开发防水涂料系列产品,重点发展环保型聚氨酯,丙烯酸,橡胶改性沥青和水泥基渗透结晶型防水涂料,提高中,高档防水涂料比例,加快施工机具的研制与推广.【DOI】 cnki:ISSN:1001-702X.0.2004-10-012(2)【主题】浅议我国的建筑防水涂料【作者】 广厦; 【刊名】 建材工业信息, , 编辑部邮箱 2003年 08期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【DOI】 cnki:ISSN:1002-9885.0.2003-08-003(3)【主题】建筑防水涂料【作者】 叶林标;【刊名】 建筑工人, Builders' Monthly, 编辑部邮箱 2006年 03期期刊荣誉:ASPT来源刊 中国期刊方阵 CJFD收录刊【DOI】 cnki:ISSN:1002-3232.0.2006-03-0(4)【主题】环保型建筑防水涂料【作者】 李长仁; 【报纸中文名】 科技信息快报, 2000-06-23【版号】 002【栏目】 技术市场【DOI】 CNKI:PCN:42-0083.0.2000-06-230021(5)【主题】 硅橡胶建筑防水涂料【作者】 谭玉春; 【刊名】 砖瓦世界, Brick & Tile World, 编辑部邮箱 1993年 11期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【摘要】桂橡胶建筑防水涂料的主要用途为屋面,地下室,卫生间及各种储水构筑的防渗,存水,隔热等.它的特点是无毒,无味,抗龟裂,抗老桂橡胶建筑防水涂料的主要用途为屋面,地下室,卫生间及各种储水构筑的防渗,存水,隔热等.它的特点是无毒,无味,抗龟裂,抗老化,耐高温,耐低温,耐碱和无腐蚀性,1992年末通过鉴定.硅橡胶建筑防水涂料系湖北金龙防水材料有限公司从中国科学院化学研究所引进的最新成果,在湖北独家生产.经武汉大学物理系实验室主体建筑的防水工程等施工表明,该防水涂料性能优越.经湖北省建材产品质量监督检验中心站测试,其性能指标如下:【DOI】 cnki:ISSN:1002-9885.0.1993-11-032(6)【主题】建筑防水涂料的现状及发展趋势【作者】蓝仁华; 陈立军; 陈焕钦; 【作者单位】 华南理工大学;【刊名】国外建材科技, Science and Technology of Overseas Building Materials, 编辑部邮箱 2004年 04期 期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【关键词】 防水涂料; 现状; 发展趋势; 【摘要】 防水涂料是一种建筑防水材料 ,广泛应用于屋面,地下室,厕浴间和外墙等的防水.介绍了防水涂料的概念及分类,防水机理以及国内外的研究现状 ,并对未来的防水涂料的发展进行了展望【DOI】 cnki:ISSN:1006-4575.0.2004-04-001(7)【主题】美国防水涂料的发展现状与特点【作者】叶林标; 曹乃明; 【作者单位】 北京市建筑工程研究院; 100039;【刊名】建筑技术开发, Building Technique Development, 编辑部邮箱 2001年 12期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【DOI】cnki:ISSN:1001-523X.0.2001-12-021(8)【主题】健康型聚氨酯防水涂料研制【作者】 戴永清; 李亚军; 【作者单位】 北京市顺义鹏程防水材料厂; 【刊名】 化学建材, Chemical Materials For Construction, 编辑部邮箱 2002年 05期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【关键词】 聚氨酯; 健康型; 减量; 节能; 高性能; 防水涂料;【摘要】 对聚氨酯防水涂料的原材料选择,配方设计,生产工艺等方面进行了研究 ,以期实现聚氨酯防水涂料达到健康型,减量,节能,多功能,高性能之目的.【DOI】 cnki:ISSN:1004-1672.0.2002-05-014(9)【主题】国外建筑防水涂料的发展【作者】赵军;【刊名】砖瓦世界, Brick & Tile World, 编辑部邮箱 1987年 22期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【摘要】 在世界各国防水材料市场90%左右为沥青卷材和高分子片材的情况下,防水涂料仍以其多变的色泽,灵巧的施工,以及在特殊形状屋面,外墙及地下建筑的防水,防渗,防潮等方【DOI】 cnki:ISSN:1002-9885.0.1987-22-019(10)【主题】【英文篇名】Application and Development of Waterproof Coatings for Architectures in China【作者】 徐峰;【英文作者】 XU Feng;【作者单位】 安徽省建筑科学研究设计院;【刊名】 现代涂料与涂装, Modern Paint & Finishing, 编辑部邮箱 2006年 07期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【关键词】 防水涂料; 环保涂料; 施工机具;【英文关键词】 waterproof coatings; environmentally friendly coatings; application machines;【摘要】 简要介绍了我国防水涂料的主要种类和应用发展情况.我国防水涂料的发展将主要集中在高性能防水涂料的发展与应用,环保型防水涂料的开发,多功能防水涂料以及新型施工机具等方面.【英文摘要】 Main catergories,applications and development of waterproof coatings for architectures in China are introduced briefly.The development thereof will mainly focus on the reseach and application of high-performance,environmentally friendly,multi-functional waterproof paints and the new type application machines.【DOI】 cnki:ISSN:1007-9548.0.2006-07-014(11)【主题】一种较好的新型建筑防水涂料【作者】肖新莲;【作者单位】四川攀枝花市十九冶建研所;【刊名】中国建筑防水, China Building Waterproofing, 编辑部邮箱 1990年 02期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【摘要】 氯丁胶乳沥青防水涂料是以氯丁橡胶和沥青为基料,经加工而成的一种水乳型建筑防水涂料.特点它兼有橡胶和沥青的双重优点,具有成膜快,强度高,耐候性好,难延燃,基本无毒,无味,不污染环境,冷作业施工,操作方【DOI】 cnki:ISSN:1007-497X.0.1990-02-0(12)【主题】建筑防水涂料试验方法—标准操作探讨【作者】朱志远;【作者单位】 国家建材局建筑防水材料产品质量监督检验中心;【刊名】 中国建筑防水, CHINA BUILDING WATERPROOFING, 编辑部邮箱 1998年 02期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【摘要】『建筑防水涂料试验方法』标准操作探讨朱志远1前言GB/T16777-1997《建筑防水涂料试验方法》为各种防水涂料产品提供了一个统一的尺码来衡量产品性能,规定了一致的试验方法作为产品检测的依据,有利于防水涂料产品质量的提高及推广应用.方法标准主要参考...【DOI】 cnki:ISSN:1007-497X.0.1998-02-017(13)【主题】新兴防水涂料在民用建筑中的应用【作者】 熊君放;【作者单位】 湖南省建筑工程集团总公司;【刊名】中外建筑, Chinese and Overseas Architecture, 编辑部邮箱 2004年 03期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【关键词】防水涂料的特性; 施工工法;【摘要】随着建筑事业的迅猛发展,新型建筑防水涂料在基础设施建设,住宅建筑,城市建设,市政建设等领域得到了广泛的应用,并取得了显著成效.本文结合工程实践,介绍几种新型建筑防水涂料的特性,施工工法及施工中存在的问题及对策.【DOI】 cnki:ISSN:1008-0422.0.2004-03-073(14)【主题】建筑防水材料的现状及新型防水卷材和涂料的应用【英文篇名】The present situation of waterproof materials andapplication of new-type waterproofingroll-roofing and waterproofing paint【作者】 石磊; 李青;【英文作者】 Shi Lei Li Qing;【作者单位】 茂名石比检修公司设计室;【刊名】 茂名学院学报, Journal of Guandong College Petrochemical Technology, 编辑部邮箱 1996年 01期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【关键词】防水层; 防水材料; 防水卷材; 防水涂料;【英文关键词】 waterproof layer; waterproof materials; waterproofing roll-roofing; waterproofing paint;【摘要】该文介绍了新型防水卷材,防水涂料的特点和应用.【英文摘要】This paper introduces characters and application of new-type waterproofing roll-roofing, waterproofing paint.【DOI】 cnki:SCN:44-1451.0.19【作者】 广厦;【刊名】建材工业信息, , 编辑部邮箱 2003年 08期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊 96-01-011(15)【主题】防水涂料【刊名】 涂料技术与文摘, , 编辑部邮箱 1995年 03期期刊荣誉:ASPT来源刊 CJFD收录刊【DOI】 cnki:ISSN:1672-2418.0.1995-03-0226.小结虽然我我们是化学系,但与化工中的防水涂料还是相隔很远.选择这个题目来自于自己的一个生活体会.实习时正好学校刷油漆,同学对那种油漆味真是达到难以忍受的地步,油漆是钢材防水涂料.当时我就想能不能有一种环保型涂料来代替,没有这种难以忍受的味道,后来选题时候我看到了这个题目就毫不犹豫的选择了.与导师接触以后才知道这个题目不是很简单,要有很好的专业知识和研究精神.可对这个题目我可以说一无所知,就是其中最简单的成分也不清楚.学习了化学检索这门课程,对各大数据库的相互检索,我了解了建筑防水涂料的相关知识,制备方法和配方,一些相关涂料生产地,也知道了目前国外国内在这个方面做出一些相关研究,激起了我对这个题目兴趣,虽然自己还是外行,但我相信兴趣是成功的第一步,以后我会更好的利用信息检索这个工具,圆满的完成这个课题.但有些地方我还感到不足,和很多同学一样,那就是外文检索,对于这个专业的一些英文词语很陌生,这也是自己需要改进的地方,多熟悉相关的英文词语,中英文互通.7.建议学习文献检索课我受益非浅,对学校的数据资源库也不再是任其浪费,知道了怎么样去找自己需要的一些专业性的文献,对做毕业论文以及以后的课题研究有非常大的作用.而杨老师的课件更是做的很让人佩服,学习起来轻松多了.但在教学上,可能因人而异,仍有一些地方需要改进一下.课堂气氛有些时候仍然沉闷,我们应该营造一个轻松愉快的气氛,有利于所有的同学都来参与教学,尤其是大四的学生.老师在讲课的同时应该适当和同学一起完成文献检索,多用一些实例,少介绍一点理论的知识,文献检索是一门应用性非常强的课程,多让学生动手, 而少记一些理论知识.不过在这门课上我学到了很多,这和杨老师的努力是分不开的.

摘要:住宅工程的质量通病一屋面渗漏也尤为突出,我国的建筑防水工程多年来一直以纸胎石油沥青油毡为主要防水材料。自八十年代以后,各种新型的防水材料发展迅速,我国通过自力开发或引进技术等方式,建立了多种新型防水材料的生产方式,其中部分材料的性能已达到或接近国际先进水平。本文针对现阶段我国在建筑施工中常用的屋面防水施工技术进行了简要的探讨,同时还对一些基本的施工控制措施作了论述。 关键词:屋面防水建筑工程技术施工引言采用刚性防水和柔性防水相结合的办法,理论上可提高屋面的防水,而在实际施工过程中,或多或少地存在一些不够重视底层刚性防水层的心理,使得刚性防水层开裂,起鼓或渗漏,这样刚性的防水层形同虚设,加上柔性防水层也存在其自身的缺点,因而“双重保险” 也不能有效防止屋面渗漏。 屋面防水技术的应用.1分格缝的设置及做法分格缝应设置在屋面板的支承端,屋面转折处、防水层与突出屋面的交接处,并应与屋面板缝对齐,使防水层因温差的影响,砼干缩结构变形等因素造成的防水层裂缝,集中到分格缝处,以免板面开裂。分格缝的设置间距不宜过大,当大于时,应在中部设一“V”形分格缝,分格缝深度宜贯穿整个防水层厚度。当分格缝兼作排气道时,缝可适当加宽,并设排气孔出气,当屋面采用石油、沥青、油毡作防水层时,分格缝处应加200mm~宽的油毡,用沥青胶单边点贴,分格缝内嵌填满油膏。 .2屋面找平层做法屋面采用建筑找坡与结构找坡相结合的做法。先按3%的结构找坡后,再在结构层上用1:6水泥炉渣或水泥膨胀砼石找坡,再做25mm厚1:2 5水泥砂浆找平层,建筑找坡时,一定要找准泛水坡度,流水方向,将最高点与泄水口之间用鱼线拉直、打点、打巴、泄水口处厚度不得低于3Omm。浇砌时,~ 定要用滚筒和尺方滚、压赶、使其密实。 .3屋面隔离层的做法在施工中因地制宜,取长补短,把面上的这一层二布三油卷材防水层做在找平层与刚性层之间,既起了隔离层的作用,又不被日晒雨淋,既防止油膏老化,又起了防水作用。在做卷材防水层施工时,应注意好以下几点①基层上涂刮基层处理剂,要求薄而均匀,一般干燥后,当不粘手才能铺贴卷材; 卷材防水层的铺贴一般应由层面最低标高处向上平行屋脊施工,使卷材按水流方向搭接,当屋面坡度大于1O%时,卷材应垂直于屋脊方向铺贴;铺贴方法剥开卷材脊面的隔离纸,将卷材粘贴于基层表面,卷材长边搭接保持50ram,短边搭接保持7Omm,卷材要求保持自然松弛状态,不要拉得过紧,卷材铺妥后,应立即用平面振动器全面压实,垂直部位用橡胶榔头敲实l4、卷材搭接粘结卷材压实后,将搭接部位掀开,用油漆刷将搭接粘接剂均匀涂刷,在掀开卷材接头之两个粘接面,涂后干燥片刻手感不粘时,即可进行粘合,再用橡胶榔头敲压密实,以免开缝造成漏水, 防水层施工温度选择5。C以上为宜。 .4钢筋网片及细石砼刚性防水层的做法在混凝土防水层中,应配双向中5@200X 200的冷拔钢筋网片,并在分格缝处断开,以增强防水层刚度和板块的整体性,钢筋网片在防水层中的布置应在尽量偏上的部位,因为防水层表面受温差变化影响大而易产生裂缝,同时考虑表面碳化对钢筋的影响,因此,钢筋网片的保护层厚度不得小于1Omm。 细石砼防水层的强度等级不应小于C25,且应采用机械搅拌,机械振捣,砼的水灰比不应大于O 55,水泥标号不应低于425#。 砼的厚度不应小于4Omm,如过薄,砼失水很快,水泥不能充分水化,从而降低砼的抗渗性能。防水层的表面处理要重视,面板要求厚薄一致,排水坡度要符合规范要求,砼收水后进行二次压光,以切断和封闭砼中的毛细管,提高抗渗性。抹压面层时,严禁在表面洒水,加水泥浆或撒干水泥,以防龟裂脱皮降低防水效果。 防水砼浇筑12小时~24小时,即可进行养护,覆盖时间不小于小时。养护初期不得上人,砼的养护是细石砼防水层的极其重要的最后一道工序。养护不好会造成砼早期脱水,不但降低砼的强度,而且会由于干缩引起砼内部裂缝表面起砂,使抗渗性能大幅度降低。 屋面混凝土结构施工质量控制屋面混凝土结构本身的防水能力是工程防水的根本,也是关键。 因此,必须从结构混凝土施工质量开始抓起,确保混凝土结构板的密实性及控制裂缝的产生,提高结构的自防水能力。 .1模板施工技术及质量控制屋面模板采用胶合板作面板,用方木作面板的肋骨和支承。屋面梁采用胶合板侧包底进行安装,梁模板的定位采用柱模板上口直接开口定位和通过用线锤引测相结合,梁侧底部压骨及顶部压骨均选用50×100mm方木压条,通长布设支撑梁底格栅为50×1OOmm 方木、间距300mm,梁侧模采用圆钢为对拉杆件,上下共设置两道:面板安装时,根据计算的标高在次梁模板的两侧外弹水平线,钉上托木,托模上口与水平线相齐,将搁栅等分摆上,最后在搁栅上铺钉模板;在模板铺设时,严格按设计要求控制屋面坡度。 钢筋质量控制施工时严格按施工规范要求绑扎钢筋,严格控制板支座负筋的保护层厚度,严禁在浇捣混凝土时,施工人员在负筋上来回走动,主要采取架设跳板马凳来避免踩踏负筋,控制板支座负筋的有效高度。绑扎坡屋面受力主筋时,注意在屋脊处应弯起锚入屋脊梁中,伸入坡面的长度不小于300mm,在坡屋面板上除板两端的负弯距钢筋部位,中问设置 6@300ram 的构造架立筋,主要用以抵抗混凝土终凝前由于自重引起的拉裂缝。 .3混凝土浇捣质量控制严格控制进场混凝土水灰比。浇捣前做好混凝土板厚控制标准点,以保证混凝土的设计厚度和板厚均匀。 浇筑自下而上从坡脚处开始向上浇筑,振捣时先用振动棒振捣,振点均匀,快插慢拔,为确保混凝土浇捣的密实性,再用微型平板振动器从下到上按1/3搭接振捣,直至表面不明显下沉,不出现气泡并泛出灰浆为止。 屋面泛水、滴水、管道周边以及其它节点严格按设计图纸和技术规范施工,泛水平整光滑,滴水无缺棱掉角,管道周边做到嵌缝密实,表面密封处理,檐口顶粱和外侧面事先找平及粉刷面层,做好水电管路、避雷带的预埋工作,严禁在混凝土板浇捣后随意凿打。对个别后置穿板管道周边,必须二次分层灌浆,孔洞应凿成上大下小的喇叭口,光滑塑料管应先拉毛表面后安装,确保与混凝土的粘结力和密实性。

地下渗漏问题一直是地下防水工程的棘手问题,从水的渗漏现象观察,水是从“孔”、“缝”中渗透的,那就必须采用防水材料对设防基层的“孔”和“缝”进行设防,防止水从“孔”“缝”中通过。孔有毛细孔和可见小孔洞,缝有微细裂纹和动态变化的可见缝。设防时不但要能防止渗透,还要求耐久,当外力损害时也不应当出现渗漏。 一、防水材料与防水层 铺设具有一定防水能力的防水材料,并不等于防水层,它只是防水层组成的部分。防水材料就像做衣服的布或钮扣、拉链,而防水层则是成衣,防水设计及施工则是裁缝了。防水层应该根据防水主体(人体)的特点,满足防水主体提出的各种要求。除满足防水基本功能外,还应具备能抵抗各种变形的强度和延伸性能、抗抵高温老化和低温冷脆性能,还要有抵抗穿刺、挤压及抵抗介质侵蚀性能,以及与基层紧密粘结的性能,这么多性能要求单一材料(布或钮扣)往往不可能完全具备,因此防水层需要选择(裁缝)多种材料组成(衣服、服装),以适应主体(人体)防水功能要求,如果将来出现单一材料(布料)完全适应主体设防功能时,那么单一材料铺设也可以是防水层,但防水主体性状很多,某一种材料完全都能适应各种主体要求是极不容易的事,因此就目前讲,要选择多种防水材料配合组成适应主体防水需要的层次成为防水层。单一防水材料(布料)与防水层(成衣)是 两个不同的概念,不能混同,现在许多人加以混淆是不对的。 二、防水设计原则及标准 地下工程均有较厚、坚固的钢筋砼结构,利用结构砼,增加有限成本,就可以获得优良的防水砼。防水砼具有很强的防水能力,可以达到抗渗等级,这是其它任何防水材料所不及的。但是它是多组份现场湿作业施工的产品,因施工需要,必须加入多余的水,当水分蒸发,余留许多毛细孔形成渗水通道。再者现场湿作业的条件,很难做到百分之百的完善,存在局部的孔、洞是现实的,目前尚无能力完全克服。另外由于水分蒸发和温差常常使砼在硬化过程中产生收缩变形,从而形成微细裂缝甚至较大通缝。为了防止防水砼的毛细孔、洞和裂缝渗水,应在结构防水砼的迎水面应设置附加防水层,这种防水层应是柔性或韧性的,来弥补防水砼的缺陷,因此地下工程防水层设计应以防水砼为主,再设置附加防水层的封闭层和主防层。我国《地下工程防水技术规范》对地下工程结构防水作出了专门规定,规定如下: (1)地下工程的防水设计应遵循 “以防为主,防排结合,因地制宜,综合治理”的原则。 (2)防水工程设计应该遵循“防排结合”、“迎水面设防”的原则,并采用“多道设防”、“复合防水”、“节点密封”等措施。地下防水层是长期受水的浸泡,处于潮湿和水渗透的环境,而且常常有一定水压力,防水层埋置在地下具有永久性、不可置换性,必须长期耐久。

隧道内防水材料的研究现状论文

城市地下岩土工程是岩土工程的一部分,是城市可持续发展,特别是我国大城市可持续发展所面临的诸多问题之一,更是摆在岩石力学工作者面前的新课题和新任务。 1 城市地下岩土工程是新世纪城市建设的重要环节 随着国民经济的高速发展,我国城市化水平正在快速提高,从1990年的18.96%提高到1997年末的28.9%。城市化水平的提高标志着城市工程建设的飞速发展。但是,我国城市建设基本上沿用“摊大饼”的粗放发展模式,给国民经济带来不应有的损失。主要是: (1)城市范围无限制地外延扩展,耕地损失严重。据卫星遥感资料判断和测算,1986~1996年间,全国31个特大城市城区实际占地规模扩大50.2%,有的城市占地成倍增长。另据预测,至2010年,我国城市总数将从1996年的640座增加到1 000座,其结果是占用了大量耕地。到下世纪中叶,我国城市化水平将提高到65%左右,这意味着城市人口将比1990年增加7亿多人,按每个城市人口用地100 m2计,将占用耕地1亿多亩。土地问题是我国可持续发展的关键,城市人口急剧增长与地域规模的限制已成为城市发展的突出矛盾,城市 发展非走节约土地的集约化发展模式不可。 (2)城市人口密度大,形成了所谓的“城市综合症”。首先表现在城市交通阻塞,行车速度缓慢。例如北京市干道的平均车速比10年前降低50%以上,且正以年递减2 km/h的速度持续下降。上海、北京每公里道路的汽车拥有量相应为506辆与345辆,为发达国家大城市相应拥有量的1倍及至数倍。其次是,由于城市基础设施落后于城市面积的扩展和城市人口的增长,造成城市环境的恶化。当前我国城市环境形势日趋严重,大气污染日趋加剧,全国500多座城市大气质量达到一级标准的不到1%,酸雨面积超过国土面积的40%,重庆等城市尤为严重;城市污水80%未经处理排入江河;城市地下水受到污染;垃圾围城现象普遍;噪声污染普遍超标,建筑空间拥挤,城市绿地减少,生态恶化。 (3)城市总体抗灾抗毁能力偏低。在城市总体规划中,除防洪、防空外,目前尚缺少综合防灾的内容,城市基础设施的防灾措施处于空白。为了克服这方面的弊端,解决城市人口、环境、资源三大危机,医治“城市综合症”,实施城市可持续发展,世界发达国家都在把地下空间作为新的国土资源,开发利用城市地下空间,成为越来越受到重视的城市建设指导方针和发展方向。 城市功能空间能转入和宜转入地下的领域是很广阔的,包括商业、交通、部分市政设施、文化娱乐休闲、部分工业生产、仓储、防灾(避难)和救灾空间等。充分利用地下空间是城市立体化开发的最重要组成部分。它可以达到扩大空间容量、提高开发集约度、消除步车混杂、交通顺畅、商业更加繁荣,地面绿地增加,环境优美开敞,购物与休闲,娱乐相互交融的多功能效果,与向城市上空发展的模式相比,是一种更为合理的发展模式。 向地下要土地、要空间已成为城市建设发展的必然趋势,显示了无比的优越性。我国及国外大城市的地下商业城(街)、地下车库、地下影剧院、地下铁道、地下人防系统,是众所周知的城市地下工程。有的国家已开始实施和计划采用地下污水收集和处理设施、地下垃圾处理厂、地下超导磁直接储存电能、地下供热供冷系统、地下多功能公用隧道(共同沟)以及具有抗灾功能的地下空间系统。它们是未来城市建设的发展方向。 2 城市地下岩土工程的特点及难点 众所周知,地下岩土工程是一个具有悠久历史的领域。可以说自有人类以来就有岩土工程,特别是进入工业社会以后岩土工程处处存在,但是城市岩土工程,除了传统的地面房层工程外,地下岩土工程却是随着现代城市的兴起而发展的。经过最近几十年的实践,无论从设计、施工、设备和工艺,还是理论、技术和经验,都已达到相当高的水平,特别是深埋地下岩石工程,更是达到了较成熟的程度。 但是,城市地下岩土工程却具有与一般岩土工程不同的特点,主要是:多数埋深较浅。地面建筑、交通设施密集,地下管线多,开挖造成的影响大,地质条件复杂,多以土体为主,常有膨胀土、沙层、地下水,尤其是沿海沿江城市,淤土、软土的开挖难度更大。因此,城市地下岩土工程存在许多需要解决的特殊问题。主要是: (1)浅埋、超浅埋暗挖施工技术。城市地下工程的埋深,不仅直接影响工程造价,而且关系到工程使用方便与否,因此,城市地下工程一般埋深较浅。在浅埋、特别是超浅埋的条件下,地下工程需要穿越建筑物和线路、街道,地面保护成为施工技术中的首要问题。 (2)复杂、恶劣环境下的开挖技术。诸如流砂层、膨胀土、高压缩性软土淤土、风化破碎岩石、高浓度瓦斯地层、大涌水、硫化氢、岩溶、高应力、地下管线、地面大车流量、大型载重车多、建筑物密集等等,都是地下岩土工程施工中的难题。 (3)大断面隧道开挖、支护技术。主要是地铁车站及商场、仓库、厅、室,其跨度尺寸达10 m以上。 (4)开挖影响控制技术。随着工程埋深的减小,开挖对地面的影响越来越大,在超浅埋条件下,开挖影响的控制与开挖方式、施工工艺、支护方法等众多因素有关,是地下工程施工中最为复杂的问题。 3 城市地下岩土工程的开挖技术及其适应条件 我国城市地下工程建设起步较晚,随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程的建设,特别是近年来的工程实践,城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城市地下隧道及井孔工程先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等,这些技术有的已达到国际先进水平。 3.1 明挖法 明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点,城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。 明挖法的关键工序是:降低地下水位,边坡支护,土方开挖,结构施工及防水工程等。其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有: (1)放坡开挖技术。适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖,随挖随刷边坡,必要时采用水泥粘土护坡。 (2)型钢支护技术。一般使用单排工字钢或钢板桩,基坑较深时可采用双排桩,由拉杆或连梁连结共同受力,也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。 (3)连续墙支护技术。一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽,也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷,同时具有隔水效果,适用于软土和松散含水地层。 (4)混凝土灌注桩支护技术。一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁,还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。 (5)土钉墙支护技术。在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔,加入较密间距排列的钢筋或钢管,外注水泥砂浆或注浆,并喷射混凝土,使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。 (6)锚杆(索)支护技术。在孔内放入钢筋或钢索后注浆,达到强度后与桩墙进行拉锚,并加预应力锚固后共同受力,适用于高边坡及受载大的场所。 (7)混凝土和钢结构支撑支护方法。依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系,与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系,承受侧向土压力,内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。 3.2 暗挖法 适用于城市中不能采用明挖法施工的地方,亦适用于松散层及含水松散层地层。 一般应按照“新奥法”原理设计和施工,采用较强的初期支护,先注浆后开挖的方法。施工原则是:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。一般用30~50 mm钢管超前棚顶导管,然后注入水泥或化学浆,形成“结石体”,以增强围岩自稳能力。每次开挖进尺0.75 m左右,先进行环状开挖,留核心土,预喷5~8 cm混凝土,架拱架和钢筋网,再喷25~30 cm混凝土,形成初期支护,做防水层后再做二次衬砌。 暗挖法有单拱单跨和多拱多跨暗挖施工技术。北京地铁西单车站为多拱多跨。也有三连拱、四连拱、五连拱地铁车站、公路隧道和地下商场。北京天外天地下商场为五连拱结构。还有平直墙暗挖施工技术。国际上传统的暗挖法其顶部都是拱形结构,我国创造出平顶直墙超浅埋暗挖施工技术,如北京长安街过街道。 在岩石中进行暗挖施工时,一般采用钻爆法。为了保护围岩的自承能力,普遍采用光面爆破技术。为了减少对地面的振动影响,还采用微差爆破及合理设计爆破参数等减振技术。 3.3 盖挖法 指的是边坡支护为连续墙、混凝土灌注桩,其上为盖板所构成的框架结构,并在其保护下开挖及结构施工的方法。它具有快速、经济、安全的优点,是较明挖法对环境影响少,较暗挖法成本低的一种方法。适于市区高层建筑密集区。 盖挖法可分为由浅而深地逐层开挖、逐层做结构的盖挖逆作法以及依次开挖至底后再做结构的正作法两种。前者适用于地质条件复杂、开挖断面大的情况,后者反之。 3.4 盾构法 指的是全断面推动园筒状钢盾构进行开挖的方法。施工方法有人工、半机械及全机械化多种。盾构由液压千斤顶推进。用盾构法能完成直径几十厘米至十多米尺寸的隧道,以及双联、三联和四联盾构的大型工程。它适于稳定和不稳定松散含水地层。 从施工技术上看,盾构法有泥水盾构法、土压平衡法(可控制地面沉降)、开敞式机械化盾构、气压盾构、插刀盾构及混合盾构等多种。在岩石地层中,也可采用隧道掘进机(岩石盾构)。 此外,国内外还开发了称为“地老鼠”的非开挖技术,包括导向钻进、定向钻进、冲击矛、夯管、水平顶管及螺旋钻等。我国首都机场跑道下采用这种方法完成一次顶进�273 mm、壁厚8 mm、长110 m作为安装通讯电缆用的钢管。我国最长铺管长度可达500 m,最大铺管直径800 mm,铺设设备达到国际先进水平。 3.5 冻结法 地层冻结法是采用人工制冷固结不稳定松散砂土地层或软岩地层,并隔断地下水的施工方法。在拟开凿的地下工程周围钻凿一定数量的冻结孔,通过冻结管中的供液管,循环由制冷设备提供的低温盐水,使地层局部形成不透水且有一定强度能抵抗地压的冻结壁,并在其保护下进行开挖施工,工程完工后,冻结壁融化,地层岩土恢复原状。此法适用于松散含水地层,已在煤矿广泛采用。上海地铁1#线、2#线的联结通道及泵站、上海杨树浦水厂泵站基坑、北京地铁大北窑区间隧道等复杂高难地段,均用此法获得成功,并首次试成水平冻结技术及液氮快速冻结技术。 3.6 沉管(箱)法 沉管(箱)法是采用将事先预制的钢筋混凝土结构,焊封头部钢板、然后放水浮运沉入到设计的位置来建造水下岩土工程的方法。国外及我国煤矿均有大量施工实例。广州珠江隧道采用了这种方法。适于修建过江、过海隧道的水中部分及浅表土层中的竖井施工。 3.7 钻井法 钻井法是一种用途广泛、技术先进的岩土井、孔施工方法,其全部开挖工程在地面操作,工人不需“入地”,劳动强度小,它是通过专门的大直径钻机(我国最大钻井直径9.3 m)驱动钻杆及钻头钻进,泥浆护壁,压气排渣,井壁漂浮下沉,壁后充填固井等工序,一次超前钻进,分级扩孔成井。我国煤矿已成功采用此法完成47个深井井筒。此外还有由下而上施工的反井钻进技术。钻井法在我国矿山、铁路、交通、国防、水电等复杂及水下岩土工程中得到成功应用。 3.8 注浆法 注浆法指的是通过注浆设备以选定的注浆工艺利用钻孔进行岩土加固的一种施工技术。它早就被广泛应用。根据注浆材料不同有单液和双液注浆,水泥注浆、粘土水泥和化学材料注浆;根据注浆机具不同有重力注浆和压力注浆,有渗透注浆和喷射注浆等。 近年来发展起来的高压喷射注浆法,在岩土工程的加固和治水中更是发挥了独特作用,例如高压旋喷桩法、高压定喷墙法以及水平旋喷法。三重管高压旋喷桩法在上海地铁1#线的施工中,对淤泥地层进行帷幕堵水、防渗加固,效果十分理想。高压旋喷桩与灌注桩结合法在高层建筑地基基坑护坡工程中更是得到广泛应用。 4 城市地下岩土工程中的开挖影响及环境保护 城市地下岩土工程中的开挖影响指的是开挖引起的围岩移动与地面沉降,不包括其它扰民影响。地下开挖必然会在其周围岩土体中引起位移与变形。由于开挖深度小,其影响必然要波及到地面上,但由于开挖宽度有限,其影响也是可以控制的。影响的程度与范围,取决于众多因素。对于浅理、超浅埋隧道式开挖工程,主要取决于开挖方式、断面跨度、导坑形式、机具、支护方式与时机、构件刚度、回填、地面载荷(动、静载)、岩土体性质及地下水抽排等。 据实测研究,隧道式开挖引起的地面沉降,其横剖面一般呈盆状,大体上用可概率积分曲线来描述。 对于浅埋和超浅埋隧道式开挖引起的地面沉降,其最大下沉值大致由开挖空间支护前的下沉、地下水抽排引起的下沉以及开挖空间支护后的下沉等构成。这些下沉可通过采取一定的减沉措施减少到最小程度。从北京、上海和广州等城市的地铁施工实例结果看,北京地铁“复—八线”两侧高大建筑物累计下沉量最大仅为2.5 mm,北京地铁西单车站正上方累计地表最大下沉量也未超过30 mm;广州地铁有一段隧道横穿市区主干道天河路,隧道顶距路面7 m,地层为饱含水细砂层,地下密布有供水管、污水管及电缆线,地面昼夜车流量约12万辆,还有载重30~60 t大型集装箱运输车快速通过。开挖后,据对128个测点观测,最大下沉为20.7 mm,低于国际上地面沉降控制标准。 根据国内外浅埋开挖实践,地面减沉的措施有: (1)围岩预加固。为了加固软弱和松散岩、土体,一般采取导坑或全断面预注浆。对于软弱或破碎岩体,采用单液或双液压力预注浆;对于松散土体,采用单液或双液高压旋喷预注浆。 (2)强力支护。包括预支护、提高支护构件刚度及壁后充填等。预支护有管棚和插板两种方法。管棚钻孔深度受导坑尺寸限制,可兼作注浆管,适用条件广泛。插板需用千斤顶顶进,具有防水效果,但不能用于卵石地层。及时支护可以有效减少支护前的下沉。锁脚锚管是用于分步支护构件基础的稳定,为下部开挖与支护安装创造良好条件,减少上部支护构件的沉降。提高支护构件刚度可以减少支护后的下沉。壁后充填是减少支护构造与岩土体之间空隙的有效措施,在一次支护和二次支护后采用小导管注浆法进行充填。 (3)分步开挖,及时支护。实践证明,分步开挖、及时支护可以有效地减少围岩及地面下沉。例如北京长安街过街道,跨度大(开挖跨度11.6 m)、超浅埋(表土厚度仅0.6~1.0 m)、有动载、地下管线多,为了减少地面下沉,采用“中洞法”分步施工,地面下沉减到24 mm,效果良好。 (4)降水—回灌技术,是治理地下水和减少地面下沉的有效方法,已在北京地铁施工中推广应用。一般是“浅抽深灌”或“前抽后灌”。据北京地铁“复—八线”实测,采用此法后其两侧高大建筑物下沉未超过2.5 mm。 值得研究的是,近年来我国试验成功的“高水速凝材料”,具有快速固结含水砂层的性能。如能在地下工程中进行试验,对于阻隔地下水渗入施工空间,将具有良好的应用前景。 5 国外地下岩土工程开挖技术的新进展 (1)全过程机械化。从护坡、土方开挖、结构施工,包括暗挖法施工的拱架安装、喷射混凝土、泥浆配制和处理等工序的机械化,同时采用计算机技术进行监控,从而保证了施工安全、快速施工和优良的工程质量。 (2)盾构法得到较大发展。近30年内英、美、法、日等国大量采用盾构施工技术,日本已生产盾构近万台,用于地铁、铁路、公路,水工及管网施工,已出现双联、三联、四联盾构,能完成三跨地铁车站,开挖宽度达17 m。日本正设想设计直径80 m的盾构,在地下建造人造太阳和住宅区。 (3)微型盾构和非开挖技术已广泛应用。主要用于建造各种直径的雨、污水、自来水管道和电缆管道。微型盾构就是直径2 m以下的盾构。刀盘掘进,遥控和卫星定位控制方向和坡度,然后安装管片。非开挖技术就是采用微型钻机,通过切割轮成孔,退回钻杆后安装管线或电缆。 (4)预砌块法施工技术。拱圈是在土方开挖后采用拼装机安装,管片上留有注浆孔,衬砌拼装完成后,由注浆孔向壁后注浆,堵塞空隙,增强围岩与衬砌的共同作用。法国用此法施工的最大单拱跨度达24.48 m。 (5)预切槽法施工技术。意、法等国制造了一种地层预切槽机,采用链条沿拱圈将地层切割出一条宽15 cm,长4~5 m的槽缝,然后向槽缝内喷射混凝土,并在其保护下开挖土方,做防水层及二次衬砌,形成隧道。 (6)顶管大管棚法。修建地铁车站时,在顶管内灌混凝土,形成大管棚,再在其保护下进行暗挖施工。 (7)微气压暗挖法。就是在具有1个大气压以下的压缩空气环境下,按照“新奥法”原理进行施工。优点是可以排出地下水,保证工作面干燥;由于气压存在,可减少地面沉降;还可降低衬砌成本。 (8)数字化掘进,又称计算机化掘进(Data drilling,Computerised drilling),应用于硬岩工程的开挖。在数字化掘进时,钻杆的推进是程序化的,从一个洞到另一个洞也是自动的。掘进机手可以同时管理3套钻杆,其作用是监督钻杆的运动,必要时予以调整。孔位、孔深和掘进序列预先已在掘进机的计算机软件中安排,掘进方向由激光束控制,实现了孔的严格定位,从而可以实现掘进工艺的最优化以及曲线隧道的掘进。数字化掘进的优点是:控制隧道掘进的超挖;实现掘进方案的优化;消除了工作面上的人工测量。 作者简介 刘天泉 教授,院士,1927年生,1958年毕业于波兰克拉科夫矿冶学院采矿系,获硕士学位,1959年起至今,在煤炭科学研究总院从事地下开挖影响理论与控制技术研究工作。地址:北京市和平里煤炭科学研究总院,邮码:100013。 作者单位:刘天泉(中国工程院院士,煤炭科学研究总院) 钱七虎(中国工程院院士,总参军事科学技术委员会) 参 考 文 献 1 城市地下空间开发利用设计与施工技术.中国建筑科学研究院,1998(8) 2 钱七虎.可持续城市化与地下空间开发利用.世界科技研究与发展,1998(10) 3 邵根大.北京地下铁路建设中最新的技术进步.北京地铁建设,1994(5) 4 侯景岩等.北京地铁工程降水—回灌技术研究.北京地铁建设,1996(4) 5 洪伯潜等.地下工程特殊施工技术.能源与矿业工程学部学术报告汇编,1998 6 傅同雷.从广州地铁施设中探求防止地面下沉的方法.北京地铁建设,1996(3) 这个很有权威性哦,对您有帮助么?

浅谈高速公路隧道防排水施工技术论文

【摘要】针对高速公路隧道常见的防排水处理方法,介绍了隧道防排水处理中各工序施工技术及施工注意要点。

关键词隧道;防排水;施工技术

随着目前国家高速公路网逐步的建成通车,在已建成的高速公路隧道中,隧道的施工缝处及二衬接缝处,时有渗漏水现象发生,严重影响着运营行车安全。如何在施工中做好隧道防排水工作显得越来越重要。

1进洞前的防排水处理

1)在隧道进洞前,根据设计图纸提供的水文地质资料,对隧道隧址地形进行踏勘,检查是否有地表水,如有地表水,应尽量使地表水流经线路不经过或少流经隧址,以减少开挖隧道后地表水对隧道的影响。

2)按照设计图纸要求,进洞前做好洞顶截水沟防止地表水进入开挖后的隧道,亦可减少在雨季雨水冲刷开挖后的边仰坡。

3)进洞前必须按照设计图纸要求对边仰坡处理完成。

2开挖过程中的防排水

1)隧道开挖后,隧道围岩内裂隙水、地下水原有的流经改变,大量地下水、裂隙水:在隧道地表处理不好的情况下甚至还有很多地表水流人隧道,因此隧道开挖后的仿排水处理是否及时、方案是否正确,直接影响到隧道的稳定性。隧道在开挖后防排水处理的方针是:以排为主,防、堵、截、引相结合的原则。在隧道开挖后,立即对开挖后的掌子面进行初喷砼,喷射砼厚度一般为3—5cm。初喷砼的目的主要有以下几点:

(1)封闭掌子面,减少裂隙水、地下水等流人洞内;

(2)减小开挖后的围岩变形速率,为初期支护提供一个较为安全的'施工环境;

(3)隧道在开挖后,尤其在围岩条件比较差的情况下,围岩的超欠挖往往超出规范允许值,造成开挖后围岩表面及不平顺,初喷后要求围岩表面基本平顺,为排水半管铺设后达到排水效果提供保障。

2)在初喷砼完成后,根据围岩的渗水情况,对渗水处进行凿眼排水,使渗水从凿眼处流出,排水半管按照凿眼情况树枝状布置,根据渗水情况每隔3~5m -道汇聚于纵向排水管。

目前的高速公路隧道施工过程,部分单位对开挖后及时初喷这道工序不够重视,施工中敷衍了事,造成排水半管铺设不够平顺。凿眼排水不认真、排水半管铺设不规范、排水半管质量参差不齐,有的排水半管在铺设后喷射砼时喷射料将排水半管包裹层击穿,造成排水半管堵塞,大大影响了排水半管的排水效果。

3土工布防水板施工

如果说开挖后排水半管的施工是隧道防排水处理的第一道防线,那么土工布防水板施工则是第二道防线。对于大面积漏水或有股水的地段必须先用油布、薄膜、塑料布等材料,将水引离施工工作面,待防水板铺设到适当位置时,再行拆除,用排水半管引水顺土工布后流下。在施工防水板前,应做好一下几点工作:

1)必须对喷射砼表面的尖锐、突出物进行凿除或者抹平,防止防水板铺设后刺破防水板,并且喷射砼表面达到大面平顺。

2)如发现喷射砼表面仍有渗水,应凿眼布设排水半管,布设方法与前面所述方法相同。

3)在上述工作完成后,开始铺设土工布,土工布悬挂点为拱部3N4个,边墙2—3个,土工布应有一定的松弛度,一般检查方式为用手压土工布至喷射砼面,手感不紧为宜。土工布一般采用射钉加热熔垫片固定,土工布铺设完成后,开始铺设防水板,防水板熔焊在热熔垫板上,要求热熔垫板的熔点应与防水板的熔点相适应,防止在焊接过程中因两者熔点不匹配焊穿防水板。防水板环向搭接不小于10cm,采用特制的趴焊机焊接,对焊接效果进行气密性检查,检查方式:充气压力为0.15Mpa,并保持恒压时间不小于2min。防水板铺设时亦应有一定的松弛度,防止因松弛度不足,二衬砼压破防水板。

4)防水板施工完成后,在施工二衬钢筋时应注意对防水板采取保护措施,防止焊接钢筋时烧穿防水板。采取的措施有在防水板与钢筋之间放置铁皮或木板等。

4纵向、横向排水管施工

隧道围岩内渗水由排水半管引至纵向排水管后经纵向排水管引至横向排水管,再由横向排水管引至中央排水管或排水沟,由中央排水管或排水沟引出洞外,形成隧道内排水系统。纵向排水管在设计时有的设计图纸要求上半部打眼,有的要求全部打眼。为了保证纵向排水管外隧道侧壁的积水能够全部流人纵向排水管,建议纵向排水管最好全部打眼。纵向排水管施工时应注意一下几点:

1)纵向排水管的基座砼面标高必须与隧道纵坡坡度一致,避免纵向排水管安装后管内积水。在实际施工过程中,施工人员在浇筑纵向排水管基座时,往往疏忽对基座顶面标高的控制,容易造成实际基座顶面标高与设计基座标高超规范允许值。在隧道纵向坡度较小的情况下,容易在纵向排水管内形成积水。

2)纵向排水管进行包裹时,包裹层里面的反滤碎石使用前应冲洗干净。土工布应全部包裹总行排水管,避免杂物堵塞纵向排水管的排水孔。纵向排水管的包裹方式如图1所示:

5二衬的防排水处理

二次衬砌的防排水处理,是作为隧道洞内防排水处理的最后一道防线,施工时在每板二衬与下一板二衬之间,沿隧道环向加入止水条或者水带,止水条或止水带设计要求位于二衬厚度中央。

6结论

要做好隧道的防排水处理,其实并不需要复杂的工艺,关键在于施工时要认真对待每一道工序,必须从隧道施工过程的每一道工序做起,初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施等每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响,施工中的一点疏忽可能造成渗漏水隐患。因此,每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果,才能使隧道防排水工程质量有保证。

复合材料研究进展及应用现状论文

分享到: 收藏推荐 复合材料研究日新月异,其中纤维增强塑料复 合材料(FRP),亦称之为纤维增强聚合物或纤维增 强复合材料,是一种新型复合材料,主要由高性能纤 维、聚醋基、乙烯基或环氧树脂组成。常见FRP包 括玻璃纤维增强塑料(GFRP)、碳纤维增强塑料 (CFRP)、植物纤维增强塑料、有机纤维增强塑料 等。其具有高强、轻质、耐腐蚀、非磁性、耐疲劳,耐 腐蚀f’〕等优点,在社会各领域应用越来越广泛川。 1纤维增强塑料复合材料的现状 由于纤维增强塑料复合材料优异性能,备受国 内外专家学者及企业的关注,主要集中于几种纤维 增强材料,即玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、植物纤 维、混杂纤维增强塑料等。20世纪60年代,美国为 其军事用途开发了高强度玻璃纤维即S玻璃纤维 (欧洲国家称为R玻璃纤维、日本称为T玻璃纤 维),由于制造成本相对较高,应用范围受到限制......(本文共计5页) 如何获取本文>>

试析《董卿主持风格》中央电视台的节目主持人,多年以来一直被各地的媒体公认为效仿的楷模,或者是追求的方向。可是就像萝卜青菜一样,央视的主持人风格不同,各有特点。而我则偏爱青菜的清新,喜欢即时尚又不乏营养的综艺节目主持人,这几年央视的领军人物当然就非董卿莫数了。 在观众的印象中董卿是一位专业的晚会节目主持人,大方得体,气质稳重,穿着成熟又不失风尚,在央视各套电视台的综艺节目中频频出现,成为中国观众最熟悉的主持人之一。我认为,央视的主持人从杨澜开始是我比较有印象的了,然后是倪萍,再后是周涛,一直到现在的董卿。除了董卿具有年龄优势以外,能在如此激烈的竞争与淘汰中站住脚,一定要有自己的特色。回头看,第一届比较著名的正大综艺主持人杨澜,当时的主持特点是比较阳光和知性。她一再证明着她被观众所喜爱。之后的倪萍,鲜明对比,主要是成熟稳重和亲切感强,易于带动现场气氛。经常用真情感染观众,把观众搞得眼泪汪汪,瞬时让观众耳目一新,也证明她获得了大多数观众的喜爱,可是这一特点,也有少数观众渐渐产生反感,随着时间的增长,观众们觉得这种过于煽情的主持风格已经看够看累了,需要新鲜血液。周涛正是当时观众眼中的新鲜血液,她外表时尚,和轻松干练的主持风格,正和大众的胃口,主持节目的时候,废话很少,语言干练,精巧。着实吸引了观众的眼球。而董卿,在我看来,她聪明的具备了以上三位的所有特点于自身,知性,时尚,又善于对着镜头抒发自身情感的她,在各种场合应变及时,大方得体,并且懂得看场合随时变换风格。比如《青歌大赛》时,她会让自己尽量轻松一些,和紧张的参赛选手形成对比,同时又可以缓和选手的情绪,却把握分寸不会因为自己的轻松,影响到赛场的严肃气氛,这里可以看见杨澜的知性。而《欢乐中国行》,正是一个半分百的娱乐节目,董卿拿出了自己一切的开朗活泼,尽量做到时尚又亲切,在台上表现活跃,却不像其他地方台的节目主持人在台上乱来,这里有一点周涛的时尚又精巧。我曾经还多次看过董卿主持的慈善类节目,比如说最近的《为了母亲的微笑》是一场为了灾区贫困儿童捐款的晚会。我想她有些效仿了倪萍的本事,在描述灾区儿童生活状态时动了真情,而感动了在场和电视机前的所有观众。而超越倪萍的是,恰到好处的只让眼泪在眼圈里打转。(这点是真本事!)另外,董卿的穿着时尚得体,身材苗条,所以在视觉上经常给人耳目一新的感觉,基本功扎实,虽然是上海人,但吐字归音非常清楚,是我最需要学习的,基本功是最最重要的,让观众听清楚,听明白是基本。因此在各种场合,她都可以展现她优秀的功底。这是我对董卿的基础了解,我印象中她没有出过书,所以了解不足,请师傅指正!

中科院化学所工程塑料国家重点实验室取得的成就有:单体插层缩聚制备了尼龙6/粘土纳米复合材料,可大幅度提高其热变形温度,扩大了材料的应用范围,并对插层剂的碳链长度与有机蒙脱土的层间距的关系进行了研究,在此基础上开发了PET/粘土、PBT/粘土纳米复合材料,提高了材料的热性能和阻隔性,其中PET/粘土纳米复合材料的结晶速度较PET提高了约5倍。此外还通过聚合物溶液插层及熔体插层分别制备出硅橡胶/蒙脱土及PS/粘土纳米复合材料,其中硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有良好的耐磨性,各项物理、力学性能指标得到很大提高,可代替气相白炭黑填充硅橡胶,具有实用前景。相信在不久的将来,PLS纳米复合材料将会广泛应用于高分子材料及其它领域。

开题报告填写事项一、填写必须实事求是,字迹要端正、清楚。二、本报告的第一至第六部分由研究生本人填写(字数不少于2000字)。其余部分由指导教师、开题报告评议小组、教研室(研究室)主任、院长、研究生处填写。三、硕士研究生开题报告日期规定为进校后第三学期完成。四、开题报告评议小组由学院统一集中组织,对开题报告通不过者要在1至2个月内补做,重新审核合格后,才允许正式进入课题,否则取消进入论文阶段资格。五、此表留存研究生处学位办一份。 本课题所涉及的内容(包括实验数据、计算机程序、导师未公开发表的研究成果及心得等),除在毕业论文中所发表的以外,本人保证:未经导师正式同意,五年内不以任何形式向第三方公开。研究生(签字) 导 师(签字) 年 月 日 一、课题的来源及意义本课题主要来源于导师的研究课题。现代科学技术发展使得复合化成为材料发展的必然规律。近年来,纳米复合材料的研究发展迅速,无论是从学术研究角度考虑,还是从工业生产实际出发,人们都已开展了大量的实验研究工作。所谓纳米复合材料(Nanocomposites)是80年代初由Roy等人提出的,是指复合材料中分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料。由于纳米粒子具有小尺寸效应、大的比表面产生的界面效应、量子效应等特殊性能,故能赋予纳米复合材料许多特殊的性能,为设计和制备高性能、多功能新材料提供了新的机遇。纳米复合材料被誉为“21世纪最有前途的材料”,成为材料科学研究的热点之一。聚合物/层状硅酸盐(Polymer/Layered Silicate,PLS)纳米复合材料是纳米复合材料领域重要研究方向之一。PLS纳米复合材料既具有高分子材料的质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易加工等特点,又具有无机材料的高强度、高模量、高耐热性等优点,有着广阔的发展前景。PLS纳米复合材料除具有一般纳米复合材料的性能外,还因其特有的纳米尺度上的片层结构使得复合材料的耐热性、尺寸稳定性、气体阻隔性及阻燃性等得到明显提高。PLS纳米复合材料的研制与开发为提高传统聚合物材料性能、拓宽聚合材料的应用范围起到了极大的促进作用。根据复合物的微观结构,可以把复合物分成四类:相容性差的粒子填充复合物;普通的微粒填充复合物;插层型纳米复合材料;剥离型纳米复合材料。只有第三、第四类复合物实现了纳米尺度上的插层复合,且第四类复合物即剥离型纳米复合材料由于无机物在聚合物基体中实现了充分均匀的分散,其纳米尺度效应显著、界面结合强度更高。此类复合材料具有优异的力学性能和耐热性,并且材料的阻隔性均有所提高,是当前研究的主方向。PLS纳米复合材料以其优良的性能越来越受到广泛地重视。目前,PLS纳米复合材料已从基础研究阶段向工业化生产阶段发展,日本的丰田公司(TOYOTA)、宇部公司(Unitsika)、美国的南方粘土(Southernay)等已经研制开发出PLS纳米复合材料的商业化产品。本课题利用省内层状硅酸盐矿物(膨润土)和高分子原料,对聚合物原料进行改性,对膨润土原料进行深加工处理。研究聚合物、层状硅酸盐二者之间的复合机理、结晶过程、界面特征以及结构性能之间的关系,研究加工制备工艺过程对PLS纳米复合材料性能的影响以及最佳制备工艺参数的确定。用合理的加工技术方法,制备出性能优良的剥离型纳米复合材料。这既是本课题的特色和创新之处也是纳米复合材料的研究发展趋势所在。二、简述该领域目前的国内外研究水平和发展趋势聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是当今众多无机纳米粒子改性复合材料中最有潜力的一类纳米复合材料,也是目前研究最多、最有希望工业化生产的聚合物纳米复合材料。自从1987年日本丰田公司的研究开发中心首次报道用插层聚合的方法制备了尼龙6/粘土纳米复合材料以来,由于聚合物/粘土纳米复合材料实现了纳米相分散、强界面作用和自组装并具有较常规聚合物/无机填料复合材料无法比拟的优点(如优异的力学、热学性能和气体阻隔性能等),因此倍受关注。据报导,预计今后PLS纳米复合材料的产值每年会增长约100%。到2009年,产值会达到15亿欧元/年,产量会达到50万吨/年。PLS纳米复合材料将会遍及人们生活的各个方面,飞机、汽车、包装、电子电器、建材、家俱等产业将广泛受益于这种新型材料。1、 国外PLS纳米复合材料研究现状自从20世纪80年代末期,Okada等人报道了PA6/层状硅酸盐纳米复合材料以来,迄今这一领域已得到长足的发展,成为目前聚合物材料的一个新热点。到目前为止,日本丰田研究中心、美国康耐尔大学、密歇根大学以及中国科学院化学研究所国内外众多研究单位都在这一领域进行深入的科学研究。1987年,丰田中心研究和发展公司的Fukushima和Inagaki仔细地研究了聚合物/层状硅酸盐复合材料后,用季铵盐取代粘土片层间的无机离子,成功地改善了粘土与聚合物基体的相容性,研制出PLS型尼龙6/硅酸盐纳米复合材料,材料的热变形温度较纯尼龙6有大幅度提高,同时力学性能与阻隔性能均有不同程度的提高。丰田中心研究和发展公司的Usuki、Fukushima用已内酰胺的原位聚合法制备了剥离型的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料(季铵盐改性的蒙脱土事先被均匀地分散于已内酰胺中),并制备出聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合材料,发现只需添加2%(质量分数)的粘土,材料的气体阻隔性及线胀系数显著降低,适合PI在微电子领域的应用,这极大地引起了材料科学家的关注。美国Comell大学的R A Vaia和E P Giannelis等对聚合物熔体插层进行了热力学分析,认为该过程是焓驱动的,因而必须加强聚合物与粘土间的相互作用以补偿整个体系熵值的减少。在此理论的指导下,他们通过聚合物熔体插层制备出PS/粘土,聚氧乙烯/粘土纳米复合材料,并对层间聚合物的受限运动行为进行了研究。Usuki等人深入研究了有机插层剂对插层复合的影响,并制备出一系列PLS纳米复合材料,并首先报道了“两步法”制备聚酰胺6/蒙脱土纳米复合材料,即先用12~18烷基氨基酸作插层剂对钠基蒙脱土进行阳离子交换处理,然后将阳离子交换后的蒙脱土与ε-己内酰胺复合,在常规条件下聚合,得到聚酰胺6/粘土纳米复合材料。西欧一些国家也先后制定了发展纳米复合材料研究的计划。一些国外的大公司特别是生产聚合物的厂家纷纷加入聚合物纳米材料的开发应用。目前,丰田汽车公司已成功地将Nylon 6/clay纳米复合材料应用于汽车上。由于层状硅酸盐是纳米尺度分散于聚合物基体中,可以成膜、吹瓶和纺丝。在成膜和吹瓶过程中,硅酸盐片层平面取向形成阻挡层,因此可用于高性能包装和保鲜膜。2、国内PLS纳米复合材料研究现状我国的PLS纳米复合材料研究开始于90年代,现已取得了许多成果,并已列入国家“863规划”和“九五计划”的重点研究开发课题。中科院化学所对聚合物基粘土纳米复合材料的研究,发明了“一步法”制备Nylon 6/粘土纳米复合材料(nc-PA6),即将蒙脱土阳离子交换、己内酰胺单体插层以及单体聚合在同一个分散体系中完成,在不降低产品性能的前提下缩短了工艺流程,降低了成本。黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究在学术界极有影响;另外,四川大学高分子科学与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的制备手段。中科院化学所工程塑料国家重点实验室取得的成就有:单体插层缩聚制备了尼龙6/粘土纳米复合材料,可大幅度提高其热变形温度,扩大了材料的应用范围,并对插层剂的碳链长度与有机蒙脱土的层间距的关系进行了研究,在此基础上开发了PET/粘土、PBT/粘土纳米复合材料,提高了材料的热性能和阻隔性,其中PET/粘土纳米复合材料的结晶速度较PET提高了约5倍。此外还通过聚合物溶液插层及熔体插层分别制备出硅橡胶/蒙脱土及PS/粘土纳米复合材料,其中硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有良好的耐磨性,各项物理、力学性能指标得到很大提高,可代替气相白炭黑填充硅橡胶,具有实用前景。相信在不久的将来,PLS纳米复合材料将会广泛应用于高分子材料及其它领域。3、存在的问题及研究发展趋势PLS纳米复合材料的不断涌现以及大量研究结果的报道,让我们看到了这类复合材料具有的优异特性,使得层状无机物插层改性聚合物制备高性能纳米复合材料成为国际上最新技术热点之一,但也存在以下几个问题。① PLS纳米复合材料的研究尽管十分热门,但由于其插层复合机理复杂、结构与界面特征复杂,微区尺寸小,再加上量子效应、表面效应等,对它的研究还不够深入,特别是运用热力学、动力学和结晶学知识研究不够。对其结构、形态特征与材料性能的关系研究较少,合成方法大多基于合成宏观材料上的改进,存在着一定局限性;② 剥离型PLS纳米复合材料比其它类型的复合材料具有更优异的性能,但对原材料加工处理、制备方法要求严格,对其制备工艺及过程研究不够;③ 高聚物与纳米材料的混合、分散缺乏专业设备,用传统的设备往往使纳米粒子得不到良好的分散,要研究出新的混合分散技术方法及设备。三、课题所要研究的内容及实施方案(主要研究内容及预期成果,拟采用的研究方法、技术路线、实验方案的可行性分析。)1、研究内容(1)了解相应聚合物的物理化学性质,合成方法,用途及研究现状;了解PLS纳米复合材料所具备的优良性能,熟悉国内外PLS纳米复合材料的应用现状、研究进展、存在的问题及解决的措施; (2)研究层状硅酸盐(膨润土)矿物学特征和纳米结构特征(层间距、层面特征和边缘特征),熟悉测试表征方法;并掌握对测试结果分析的技术方法;(3)深入研究膨润土提纯、钠化、有机化的各种方法、反应机理;了解钠基土及有机土的应用价值和研究现状;制定合理的实验方案,对膨润土进行提纯,通过实验选择合适的反应条件和合适的钠化剂和表面修饰剂进行钠化、有机化,制备出亲油或亲水亲油的纳米膨润土;(4)了解剥离型PLS纳米复合材料制备方法及性能特点,从动力学、热力学、结晶学、流变学等方面探讨纳米材料复合过程和机理;(5)选择聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)两种聚合物,对其进行改性(接枝方法和离子化方法)制定合理的加工制备方案、确定最佳实验流程及实验参数,制备出剥离型PLS纳米复合材料;(6)从制备方法、表面改性剂的选择、加入第三组分等方面研究有机膨润土在聚合物中的分散形态;并探讨多相体系中物相界面结构特征,制备出剥离型纳米复合材料。 (7) 研究PLS纳米复合材料结构和性能之间的关系。进行产品结构分析、力学性能和阻燃性能对比测试分析。2、预期成果(1)制备出优良的有机膨润土,制备出改性性能良好的聚合物;(2)制备出剥离型PLS纳米复合材料;(3)预期在核心期刊发表2篇论文或申报1项发明专利;(4)完成毕业论文的编写,顺利通过答辩。3、研究方法及技术路线(1)实验研究流程图(2)实验研究过程(方案)① 层状硅酸盐的选择及改性处理目前为止,能够在PLS纳米复合材料中得到应用的有膨润土、高岭土、海泡石等少数几种属于层状硅酸盐的矿物质。这其中最根本的原因是绝大多数的层状无机矿物质无法利用插层处理的方式扩张其片层之间的重复间距。因此,虽然他们具有层状的结构,各相邻的片层之间也具有一定的空间,但却不足以容纳旋转半径为上百埃的聚合物分子链插入到各片层之间,形成所谓的插层复合材料;而仅仅允许离子、小分子等小的介质进入其中。对于膨润土、高岭土等粘土矿物, 由于他们具有较大的初始间距以及可交换的层间阳离子,使得我们可以利用离子交换的方式将他们的层间距扩大到允许聚合物分子链插入的程度,从而可以利用它们制备出性能优异的插层纳米复合材料。本课题利用省内矿产资源优势膨润土,其主要成分为蒙脱石。蒙脱石的基本结构单元是有一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构,属于2:1型层状硅酸盐。每个结构单元的尺度为1nm厚、长宽均为100nm的片层,层间有可交换性阳离子,如Na+、Ca2+、Mg2+等金属离子,因此容易与烷基季铵盐或其他有机阳离子进行交换反应生成有机膨润土。由于膨润土本身的亲油性较差,聚合物的单体或分子链又多为亲油性物质。因此,膨润土使用前必须经过有机化改性处理。膨润土改性处理方案。A、膨润土的提纯实验方案:将膨润土与水(固液比为1:10)配成悬浮液,再经高速旋转的离心机沉降分离,并且加入适量的分散剂(六偏磷酸钠),进一步分离粒度较细的碎屑矿物(长石、碳酸盐等),得到粒度小于5µm的膨润土浆料或悬浮液,再将该悬浮液抽滤、洗涤、干燥、打散解聚,即可得到高纯度的膨润土产品。测其吸蓝量,CEC,膨胀倍,胶质价等性能指标。B、钙基膨润土的钠化钠化原理:当膨润土-水系统中存在两种离子时,就存在一个动态的吸附-解吸平衡,即离子吸附与交换过程。如当膨润土-水系统中同时含有Ca2+、Na+时就会发生如下离子交换平衡: Ca-膨润土+2Na+ 2Na-膨润土+Ca2+钠化剂的选择、用量、钠化温度及钠化时间对钠化效果都有一定的影响,通过实验,确定最佳反应条件。C、膨润土的有机化在制备PLS纳米复合材料时,常采用有机阳离子(插层剂)进行离子交换而使层间距增大,并改善层间微环境,使粘土内外表面由亲水转变为疏水,降低硅酸盐表面能,以利于单体或聚合物插入粘土层间形成PLS纳米复合材料。因此插层剂的选择是制备PLS纳米复合材料的关键步骤之一。它必须符合以下几个条件:(1)容易进入层状硅酸盐晶片(001面)间的纳米空间,并能显著增大粘土晶片间层间距;(2)插层剂分子应与聚合物单体或高分子链具有较强的物理或化学作用;(3)价廉易得,最好是现有的工业品。在不同用量、酸碱性、反应温度等条件下,选择阳离子(十六烷基三甲基溴化铵)、阴离子(十二烷基硫酸钠)及阴阳双离子为插层剂,制备有机土,通过测试确定最佳反应条件。② 聚合物改性③ PLS纳米复合材料的制备A、复合材料的类型从微观结构上看,复合材料可分为四类,如下图。在第一类复合物中(a),蒙脱土颗粒分散在聚合物基体中,但聚合物与蒙脱土的接触仅限于蒙脱土的颗粒表面,聚合物没有进入蒙脱土颗粒中。第二类复合物(b)中,聚合物进入蒙脱土颗粒,但没有插层进入硅酸盐片层中。在插层型复合物(c)中,聚合物不仅进入蒙脱土颗粒,而且插层进入硅酸盐片层间,使蒙脱土的片层间距明显扩大,但还保留原来的方向,片层仍然具有一定的有序性。在剥离型复合物(d)中,蒙脱土的硅酸盐片层完全聚合物打乱,无规则地分散在聚合物基体中,此时蒙脱土片层与聚合物实现了纳米尺度上的均匀混合。四类复合材料中只有后两种才算是纳米复合材料,而且第四类剥离型复合材料比第三类插层型复合材料具有更理想的性能,是众多材料科学家追求的目标,也是本课题研究的重点。 B、制备方法插层复合法(Intercalation Compounding)是制备PLS纳米复合材料的方法。按照复合的过程,插层复合法可分为两大类。(1)插层聚合法(Intercalation Polymerization),即先将聚合物单体分散、插层进入层状硅酸盐片层中,然后原位聚合,利用聚合时放出的大量热量,克服硅酸盐片层间的库仑力,使其剥离(exfoliate),从而使硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合;(2)聚合物插层(Polymer Intercalation),即将聚合物熔体或溶液与层状硅酸盐混合,利用力化学或热力学作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中。从制备方法来看,PLS纳米复合材料的制备可分为单体插层原位聚合与大分子直接插层;从实施途径来说有溶液法和熔体法。它们互相组合成四种具体制备过程:大分子熔体直接插层;大分子溶液直接插层;单体熔体插层原位本体聚合;以及单体溶液插层原位溶液聚合。制备PLS纳米复合材料流程图如下:C、有机土加入量的选取有机土加入量的多少直接影响着制品的质量和性能,有机土的加入量过高时,体系的粘度增大,很难脱泡及浇注;有机土加入量过低时,有机土在体系中的分散不好,起不到增强和增韧的效果。对于有机土加入量的多少,在研究领域内众口不一。我们采用不同含量(2-5%)的有机土进行插层复合,寻找最佳加入量。D、实验方案以PBT、PU聚合物为例,选用合适的插层方法,在不同的配料比下插层复合,测其力学性能、阻燃性能、热稳定性能等,从热力学、动力学等方面研究复合机理及影响复合过程的因素,得到性能优良的剥离型PLS纳米复合材料。(3)PLS纳米复合材料主要性能测试与表征① 甲醛容量法测膨润土阳离子交换容量(CEC),测吸蓝量计算膨润土中蒙脱土的含量,带塞量筒测其膨胀倍、胶质价;② 扫描电镜(SEM)测聚合物及PLS纳米复合材料的微观形貌;③ 傅立叶转换红外光谱(FTIR)分析,根据谱图的吸收峰判断有机化改性效果及插层效果;④ X射线衍射分析仪(XRD)测试膨润土的层间距和复合材料的剥离程度;根据谱图用Jade软件确定蒙脱土的化学成分及含量;⑤ 差热-热失重分析仪(TG-DTA)测定膨润土的转化温度及复合材料的热稳定性;⑥ 电子万能实验机测拉伸强度和断裂伸长率,判断聚合物及PLS纳米复合材料的力学性能。4、实验研究方案的可行性分析(1)实验室有一系列的实验仪器:如真空泵、磁力搅拌器、恒温水浴锅、高温炉、干燥箱、开练机、双螺杆机和造粒机等;学校测试中心有扫描电镜、X-射线衍射仪、傅立叶转换红外光谱仪、差热-热失重分析仪、原子力显微镜等测试用仪器;(2)导师长期从事这一领域的研究工作,有扎实的理论基础和丰富的实践经验,有师生组成的研究团队;(3)学校图书馆可以查到大量的中外文文献资料和学术专著,可供参考;(4)与企业合作,有丰富的实践基地和广阔的应用前景;(5)已做了一些实验前期工作,制得的复合材料力学性能显著提高,且热稳定性很好;(6)实验方案叙述合理,技术路线可行,理论基础清楚明了,实验研究条件基本具备,加上前期研究工作的进展,故本实验研究方案是可行的。四、课题研究的创新之处(研究内容、拟采用的研究方法、技术路线等方面有哪些创新之处。)(1)PLS纳米复合材料作为一个崭新的研究领域,对其研究尤其剥离型复合材料的研究可以说仍处于初级阶段,理论上不够成熟,制备技术不够完善,对材料的复合机理,材料的结构及结构与性能间的关系等方面还有待于进一步探索。本课题从热力学、动力学等方面研究聚合物与层状硅酸盐(膨润土)复合的界面特征、内部结合机理,并探讨复合过程、材料结构对其力学性能、阻隔性能、流变性能、结晶性能等的影响。(2)剥离型PLS纳米复合材料的发展水平仍处在实验研究或专利阶段,工业化项目极少,在高性能工程塑料、高性能树脂基体中的研究报道还较少。本课题从表面改性剂的选择、加入第三组分、高性能纳米膨润土的制备、聚合物的改性、合理制备方法的选择等方面进行系统实验研究,制备出性能优异的剥离型纳米复合材料。五、工作量及工作进度安排(包括文献查阅、方案设计与实现、计算与实验、论文书写等)起止日期 课题阶段工作进程2007.2~2007.92007.10~2007.122008.1~2008.22008.3~2008.42008.5~2008.62008.7~2008.82008.9~2008.102008.11~2008.122009.1~2009.3查阅文献资料、学术专著、参考书等,同时做了大量实验前期工作及一定的实验研究工作;写开题报告并进行答辩,准备实验所需试剂和仪器;研究钠基土、有机土的结构及结构与性能的关系,设计实验方案;通过实验和性能表征确定钠化、有机化过程最佳反应条件;在最佳反应条件下制备大量有机土,用XRD、FTIR、TG-DTA等表征,做好实验记录;以PBT、PU聚合物为例,了解其物理化学性能、合成机理、合成方法及应用现状;选择合适的反应装置、合成方法,用单体合成所需要的聚合物;查阅大量当前最新的中外文文献,了解纳米复合材料的研究现状及先进的制备方法;选择不同的有机土加入量(2-5%),用聚合物熔融插层法,聚合物熔液插层法,单体插入原位聚合法等不同的方法,控制反应条件,制备PLS纳米复合材料;对制品进行力学性能、热学性能、阻隔性能等方面的测试,确定有机土的最佳加入量,找出即使制品性能优异、成本低又环保的制备方法;用SEM测试产品的形貌,证实其剥离程度;用XRD测试有机土的层间距,分析其改性效果;复合材料中界面层的性质可以用示差扫描量热法(DSC)来表征;热失重分析(TGA)可以研究有机物对蒙脱土的改性程度及纳米复合材料的耐热性;选择最好的制备方法,将聚合物与有机土进行复合,研制出纳米复合材料制品并详细表征其各种性能;撰写论文,准备答辩。六、国内外主要参考文献(列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月) 序号 参考文献名称 梁宏斌,倪靖滨.聚合物/纳米复合材料研究进展[J].化学工程师,2006,3:26-28.陈光明,李强,漆宗能.聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料研究进展[J].高分子通报,1999,4:1-9.韩建竹,夏英.聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].高分子通报,2006,12:66-70.李春生,周春晖,李庆伟.聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J].化工生产技术,2002,9(4):22-26. 陈国华,李明春.聚合物/粘土纳米体系[J].高分子材料科学与工程,1999,15(3):9-12.Jitendra K Pandey,et a1.Polymer Degradation and Stability,2005,88:234舒中俊,陈光明,漆宗能.聚合物/粘土纳米复合材料及其特殊阻燃性[J].2000,28(3):24-26.张秀英,李国昌,王萍等.利用山东膨润土生产有机膨润土研究[J].2007,27(1):35-36.潘兆橹,万朴应用矿物学[M].武汉:武汉工业大学出版社,1993.杨雅秀.中国粘土矿物[M].北京:地质出版社,1994.周建工,鲁安怀.利用低品位天然钙基膨润土制备低成本有机粘土实验研究[J].北京大学学报(自然科学版),2006,42(4)457-467.陈兴华.聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的最新研究进展[J].广西轻工业,2007,(1):35-37.黄锐,王旭,李忠明.纳米塑料-聚合物/纳米无机物复合材料研制、应用与进展[J].中国轻工出版社,2002,(4):10-12.祝启砷,黄志良,王西文等.膨润土提纯增白与钠化改型联合处理工艺[J].中国矿业,2002,11(5):44-46.漆宗能,尚文字.聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践[M].化学工业出版杜,2002.ChenTian Y.Synthesis and Characterization of Novel Segmented Polyurethane/Clay Nan composites.Polymer,2000,41(4):1345-1349.Cho,K.Lee, JKwon, K.J.Appl.Polymer Sci.2001,(79):1025-1028.G-M.Kim D-H,Lee,B.Hofmann,et a1.Influence of nanoflllers on the deformation process in layered silicate/polyamide-12 nanoeomposites.Polymer,2001,42(3):95-110.Hao Fong,Weidong Liu,Chi-Shan Wang,et a1.Generation of electro spun fibers of nylon 6-montmorillonite nanocomposite.Polymer,2002.43(3):775-780.Cheon II 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防水材料论文研究方向

新型防水材料在工程中的应用有哪些呢,下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。建筑工程防水是建筑产品的一项重要功能,是关系到建筑物的使用价值、使用条件及卫生条件,影响到人们的生产活动、工作生活质量,对保证工程质量具有重要的地位。随着社会生活条件的不断改善,人们越来越重视自己的生活质量,在防水条件上要求不断增高。近年来,伴随着社会科技的发展,新型防水材料及其应用技术发展迅速,并朝着由多层向单层、由热施工向冷施工的方向发展。面对科学技术的不断进步与更新,掌握防水工程的施工准备及质量问题显得尤为重要,对以后建筑工程的发展具有重大的意义。1常用的几种防水材料防水材料是防水工程的物质基础,是保证建筑物与构建物防止雨水侵入、地下水等水分渗透的主要屏障,防水材料的优劣对防水工程的影响极大,因此必须从防水的材料着手来研究防水的问题。1.1刚性防水材料——防水混凝土防水混凝土兼有结构层和防水层的双重功效。其防水机理是依靠结构构件(如梁、板、墙体等)混凝土自身的密实性,再加上一些构造措施(如设置坡度、止水环等)达到结构自防水的目的。这种材料的施工准备如下:1.1.1作业条件。①完成钢筋、模版的隐检、预检的验收工作,并应在隐检、预检中查穿墙螺栓、设备管道、施工缝及位于防水混凝土结构中的预埋件是否已做好防水处理;②提前编制施工方案;③配合比经试验确定。1.1.2材料要求。①水泥:应用不低于32.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,也可以用矿渣硅酸盐水泥;②砂子:应该用中砂,含泥量不大于3%,泥块含量不得大于1.0%;③石子:应该用卵石,最大粒径为5~40mm,含泥量不大于1.0%,泥块含量不得太大;④掺和料:其掺量应该由实验确定,等级符合规范要求。1.2卷材防水材料——沥青防水卷材沥青防水卷材是用原纸,纤维织物等胎体材料渗涂沥青,表面撒布粉状,粒粉或片状材料制成的可以卷曲的片状防水材料。石油沥青纸胎是我国传统的防水材料,目前在屋面工程中仍然占主要地位。它具有低温柔性好,防水层耐用年限短,价格低的特性。在地下防水层施工时,当地下水位较高时,铺贴防水层前应该降低地下水,地下水位到防水层底标高下30cm,并保持到防水层施工完成;铺贴防水层的基层表面应将尘土杂物清扫干净,表面残留的灰浆硬块及突出部分应该清除干净,不得有空鼓、开裂、起砂和脱皮的现象;防水层所用的卷材、基层处理剂、属于易燃物品,应该单独存放,远离火源,做好防火工作。卷材防水材料的材料要求必须符合规范,必须有出厂质量合格证,有相应资质等级检测部门出具的检测报告。卷材防水层空鼓,发生在找平层与卷材之间,且多在卷材接缝处,其原因是找平层不干燥,汗水率大,空气排除不彻底,卷材没有粘结牢固;渗漏多发生在管根、地漏、形变缝等处,伸缩缝没有断开,造成防水层撕裂,其他部位由于粘结不牢固也有可能发生渗漏,施工中应该加强检查,认真操作。1.3高分子合成材料——涂膜防水材料合成高分子防水材料是以合成橡胶或合成树脂为主要成膜物质,加入其他辅助材料配制而成的单组份或多组分防水涂料。与常用的材料相比,显得比较新型。防水涂料是一种在常温下呈现粘稠状液体的高分子合成材料。涂刷在基层表面后,经过溶剂的挥发或水分的蒸发或各组分间的化学反应,形成坚韧的防水膜,起到防水、防潮的作用。涂膜防水层完整、没有接缝、自重轻、施工简单方便、易于修补、使用寿命长的特点。论文参考。如果防水涂料配合密封灌缝材料使用,可以增强防水性能,有效防止渗漏水,延长防水层的耐用期限。1.3.1材质的要求由于双组分、多组分聚氨脂防水涂料含有大量有机溶剂,对环境污染严重,在某些方面遭到禁止使用,因此使用单组分聚氨脂防水涂料,这类涂料是以聚醚为主要原料,配以各种助剂制成,属于无有机溶剂挥发的单组分柔性涂料,其固体含量低强度高延伸率大于80%,拉伸强度大于1.9%。论文参考。1.3.2材质成品的保护涂膜防水层操作过程中,操作人员要穿平底鞋作业。涂膜防水施工时,不得污染其他部位的墙地面。涂膜防水层施工后,要严格加以保护,任何人不得进入,也不得在上面堆放杂物,以免损坏防水层。防水保护层施工时,不得在防水层上拌砂浆,铺砂浆时铁棒不得触及防水层,要精工细作,不得损坏防水层。2屋面防水技术的应用2.1分格缝的设置及做法分格缝应设置在屋面板的支承端,屋面转折处、防水层与突出屋面的交接处,并应与屋面板缝对齐,使防水层因温差的影响,砼干缩结构变形等因素造成的防水层裂缝,集中到分格缝处,以免板面开裂。论文参考。分格缝的设置间距不宜过大,当大于6m时,应在中部设一“v”形分格缝,分格缝深度宜贯穿整个防水层厚度。当分格缝兼作排气道时,缝可适当加宽,并设排气孔出气,当屋面采用石油、沥青、油毡作防水层时,分格缝处应加200mm~300mm宽的油毡,用沥青胶单边点贴,分格缝内嵌填满油膏。2.2屋面找平层做法屋面采用建筑找坡与结构找坡相结合的做法。先按3%的结构找坡后,再在结构层上用1:6水泥炉渣或水泥膨胀砼石找坡,再做25mm厚1:2.5水泥砂浆找平层,建筑找坡时,一定要找准泛水坡度,流水方向,将最高点与泄水口之间用鱼线拉直、打点、打巴、泄水口处厚度不得低于30mm。浇砌时,一定要用滚筒和尺方滚、压赶、使其密实。2.3屋面隔离层的做法在施工中因地制宜,取长补短,把面上的这一层二布三油卷材防水层做在找平层与刚性层之间,既起了隔离层的作用,又不被日晒雨淋,既防止油膏老化,又起了防水作用。在做卷材防水层施工时,应注意好以下几点:①基层上涂刮基层处理剂,要求薄而均匀,一般干燥后,当不粘手才能铺贴卷材;②卷材防水层的铺贴一般应由层面最低标高处向上平行屋脊施工,使卷材按水流方向搭接,当屋面坡度大于10%时,卷材应垂直于屋脊方向铺贴;③铺贴方法:剥开卷材脊面的隔离纸,将卷材粘贴于基层表面,卷材长边搭接保持50mm,短边搭接保持70mm,卷材要求保持自然松弛状态,不要拉得过紧,卷材铺妥后,应立即用平面振动器全面压实,垂直部位用橡胶榔头敲实;④卷材搭接粘结:卷材压实后,将搭接部位掀开,用油漆刷将搭接粘接剂均匀涂刷,在掀开卷材接头之两个粘接面,涂后干燥片刻手感不粘时,即可进行粘合,再用橡胶榔头敲压密实,以免开缝造成漏水;⑤防水层施工温度选择5℃以上为宜。防水工程在建筑施工中属于关键项目和隐蔽工程,对保证工程质量具有重要作用。目前所用到的防水措施虽然有了很大的改进,但是远远不足以满足工程方面发展的要求。进入了新的世纪,对工程的质量要求越来越高,我们更应该抓紧研发各种新型材料,满足防水工程发展的要求,建造出高质量、高水准的工程,从而回报社会和服务社会。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

吸附含油废水材料研究现状论文

废润滑油再生工艺的研究高秀军 ,2 郭丽梅1# 蒋明康1(1.天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津 300222;2.大庆油田化工有限公司精细化工厂,黑龙江 大庆 163411)摘要 采用硫酸精制-碱中和-活性白土吸附-过滤的工艺流程处理废齿轮润滑油。酸洗温度40 ℃,98%浓硫酸用量为废油量的6%(质量分数);碱中和温度80 ℃,中和剂为10%氢氧化钠;吸附条件:活性白土用量为15%(质量分数),温度150 ℃,时间1 h;再生润滑油粘度40 ℃时为128 Mpa•s,80 ℃为19.2 MPa•s,凝点为-33 ℃。同时用废碱处理酸渣,采用阳离子絮凝剂处理废水。关键词 废润滑油 再生 酸碱精制 白土吸附Study on regenerated technics of waste lube oil Gao Xiejun1,2, Guo Limei1, Jiang Mingkang1. (1.College of Material Science and Chemical Engineering,Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300222;2. Daqing Oil field Fine chemicals Factory,Daqing Heilongjiang 163411)Abstract:The lube oil of waste gear was treated by using vitriol refining-alkali neutralization-the active white soil adsorption–filtration as the technical flow . The temperature of acid wash was 40 ℃, the dosage of vitriol of the content 98% was 6%,the temperature of alkali neutralisation was 80 ℃,and the neutralizer was the alkali of the content 10%. The condition of adsorption:the dosage of active white soil was 15%,the temperature was 150 ℃,and time was 1 h. The viscosity of regenerated lube oil was 128 MPa•s for 40 ℃ and 19.2 MPa•s for 80 ℃,and its solidifying point was -33 ℃. Acid-dreg was neutralized with waste alkali. The waste water was treated using the cationic flocculant. Keywords:Waste lube oil Regeneration Acid and alkali refining White soil adsorption近年来,随着石油资源的日益减少以及对石油污染问题的重视和保护环境的呼声日益强烈,世界各国对废润滑油的回收和净化再生利用工作十分支持。中国在油液净化再生方面也作了不少工作[1-3],商业、铁道、部队、机械工业等部门都不断的进行润滑油的净化再生工艺研究,找出了一些适合中国国国情的废油净化再生方法。但总的来说,中国在这个领域还比较落后,远远不能适应飞速发展的经济的要求,因此研究润滑油劣化的原因、积极探索新型高效、低污染废油净化再生工艺方法,对于缓解中国石油资源紧张状况、减少废弃油液对环境的污染有着重要的意义[4-6]。废润滑油的净化再生过程比从石油中提炼润滑油要简单得多。变质较轻的润滑油只要经过沉淀、过滤、脱水等物理净化过程即可恢复其原有品质;变质严重的润滑油,则需要经过化学精制去除变质后生成的酸类、酚类及胶质、沥青质等,然后补充一定数量的添加剂,也可成为再次使用的润滑油。如果净化再生工艺条件得当,完全可以能把用过的废润滑油再生成为质量接近或达到新油标准且性能良好的润滑油[7]。世界各国对废润滑油的处理、再生先后研究开发了众多处理工艺。目前应用的再生工艺主要有蒸馏-酸洗-白土精制,沉降-酸洗-白土蒸馏,沉降-蒸馏-酸洗-钙土精制,白土高温接触无酸再生,蒸馏-乙醇抽提-白土精制,蒸馏-糠醛精制-白土精制,沉降-絮凝-白土精制等[8-12]。上述无论哪种工艺都产生大量的废酸渣和废水,要达到清洁再生的目的,就要减少酸渣的产生,或对酸渣进行综合利用。本文采用硫酸精制-碱中和-活性白土吸附-过滤的再生工艺,联合有机中间体制备中剩余的大量催化剂-废碱处理废酸渣,加浮选剂法处理废水,从而达到清洁再生废润滑油的目的;原料来源于油田的抽油机废油,来源广,易得到;常压和中温条件下操作,工艺简单,操作费用低,安全可靠;产品质量好,达到中性油水平,实用性强;投资少,经济效益显著。1 实 验1.1 主要仪器药品烧杯,温度计,电热套,滴定管,封闭电炉,280号齿轮油、活性白土、蒸馏水,98%浓硫酸(化学纯),氢氧化钠(化学纯),氧化钙粉末(化学纯)。1.2 实验方法1.2.1 工艺流程工艺流程见图1。 图1 工艺流程1.2.2 工艺过程1.酸洗:将废润滑油加热至30 ℃左右,加入硫酸若干,搅拌30 min。恒温静置,待分层后,分出下层胶质、沥青质。重复操作3次,记录总酸渣排放量。2.碱中和:将酸洗过的润滑油加热,加碱水溶液进行中和至中性。静止分出水层。3.白土吸附:将碱洗过的润滑油加热,1次或分次缓慢加入白土,搅拌若干分钟。4.过滤:将白土吸附后高温的润滑油静止,上层油趁热抽滤,滤后润滑油即为合格再生润滑油。白土吸附和过滤操作可重复进行,直至得到的油满意为止。2 结果与讨论2.1 硫酸浓度对酸渣排放量的影响硫酸处理的主要目的在于去除废润滑油中的氧化物、缩合物和聚合物。在使用过程中产生的不饱和化合物以及残余添加剂和添加剂热分解或降解产物等。硫酸处理能把这些物质变成重质粘性物,沉淀析出。所以酸渣排放量越大,废润滑油的除杂质、沥青效果越好,但过多排酸渣会减低再生率。实验考察了硫酸浓度对酸洗效果的影响,结果见表1。表1 硫酸浓度对酸渣排放量的影响序号 硫酸浓度/% 精制温度/℃ 酸渣排放量/%1 98 35 22.62 70 35 15.83 98 40 30.24 70 40 21.8由表1可以看出,精制温度相同时,硫酸浓度越高,酸渣的排放量越大,精制效果越好。2.2 硫酸精制温度对酸渣排放量的影响一般认为酸洗适宜在低温下进行,实验采用98%浓硫酸,加入量为废油量的6%(质量分数),考察温度对酸洗效果的影响,结果见表2。表2 硫酸精制温度对酸渣排放量的影响序号 精制温度/℃ 酸渣排放量/%1 20 16.42 25 15.83 30 21.84 35 22.65 40 30.26 50 11.1由表2可以看出,随着温度的上升,酸渣排放量呈逐渐增加的趋势,但不是越高越好。温度低时,在短时间内,废油中酸渣沉降的不够彻底,酸渣排放量少,温度过高时,废油中某些成分和硫酸反应生成磺酸盐,使油乳化程度较大,酸渣不能正常沉降排出。2.3 不同碱中和对油品酸值的影响实验选用氧化钙粉末、氢氧化钠和石灰乳,以酸值为考察指标,结果见表3。表3 不同碱中和对油品酸值的影响序号 碱 酸值1 氧化钙粉末 1.2143 氢氧化钠固体 1.3884 10%氢氧化钠水溶液 1.0665 石灰乳 1.205新油 — 1.189加入碱中和后的酸值基本符合新油标准,使用氧化钙粉末,由于固体中和反应时间长,短时间内中和得到的油透明度稍差,可能有部分乳化的原因,不易抽滤。采用石灰乳代替氧化钙粉末效果得到一些改善,酸值接近新油,可以达到再生油的标准,但是过滤情况没有得到明显改善,所以效果不十分理想。使用氢氧化钠固体进行中和,考虑到油中水含量过高会影响其质量,实验中发现,由于使用氢氧化钠固体,两相反应时间长,缩短时间效果较差。综合以上因素,采用10%氢氧化钠水溶液进行碱中和最为适宜。从表3的可以看出,采用10%氢氧化钠水溶液进行碱中和的油酸值优于新油。2.4 白土吸附温度对油品粘度的影响白土加入温度为80 ℃时,白土吸附温度对油品黏度的影响见表4。表4 白土吸附温度对油品粘度的影响序号 吸附温度/℃ 40 ℃时粘度/MPa•s 80 ℃时粘度/MPa•s1 100~120 158 19.52 120~130 146 19.23 130~140 124 19.64 140~160 121 19.0新油 — 131 19.3由表4可以看出,吸附温度对油品粘度有一定的影响。主要影响油的低温黏度,低温黏度过高,会影响油的凝点,成为不合格油。根据与新油粘度比较,白土吸附温度为130~140 ℃时,粘度与新油最为接近。2.5 白土用量对油品颜色的影响白土用量对油品质量有一定的影响,实验以再生油颜色和凝固点为检验指标,结果见表5。表5 白土用量对油品颜色的影响序号 白土用量/% 搅拌时间/min 油品颜色 凝点/℃1 4 30 棕红 -152 6 30 棕红- -183 8 30 棕红- -284 10 30 棕黄- -295 15 30 浅黄+ -38新油 — — 浅黄 -25油品颜色是衡量杂质高低的一个间接指标,颜色浅质量好,作者将新油的颜色定为浅黄色。“+”表示颜色稍深,“-”表示颜色稍浅。加白土时间和搅拌时间不变的情况下,白土用量越大,油品颜色越浅。使用过多的白土,虽然油品颜色好,但对于再生油而言,指标达到要求即可满足需要,外观不是必要指标,所以在满足质量的前提下,选择白土用量为8%~10%(质量分数)。2.6 白土加入方式对油品颜色的影响白土脱色的加入方式对油品颜色有一定影响,实验加入白土时间为30 min,搅拌时间为30 min,加入温度75~80 ℃,吸附温度130~140 ℃。结果见表7。表6 白土加入方式对油品颜色的影响白土用量/% 加入方式 产品颜色15 1次加完 棕红15 先加50%(质量分数,下同)再加50% 棕黄-加入温度和吸附温度不变的情况下,分两次加入白土吸附效果要比一次加入好,油品颜色更浅一些。2.7 酸渣的中和处理再生工艺酸洗中产生大量的废酸渣,其主要成分是胶质和沥青质,中和后除去盐份,可以作为沥青使用。在进行废润滑油再生研究的同时,另外的研究也在进行,制备环氧中间体。由于采用固体氢氧化钠为催化剂,实验中产生了大量的废碱。实验尝试用废碱中和酸渣,水洗后沥青的各项指标基本达到了一般使用标准。如果有机中间体制备产生废碱的行业同时进行废油再生生产,可以做到以废治废的目的。本研究只是对此进行了一点尝试。2.8 废水的治理再生工艺中各工序产生的废水主要含有油和无机盐,实验采用阳离子絮凝剂进行浮选,处理后水中油采用分光光度法分析,含油量小于5 mg/L,达到了排放标准。但对无机盐如何处理有待进一步研究。3 结 论(1)实验采用优化设计的再生工艺,得到的再生润滑油可以满足一般的使用环境,酸值达到对照油标准,凝点优于对照油品。再生油的理化指标符合国家标准。(2)最佳条件为:98%浓硫酸浓度,用量为废油量的6%(质量分数);10%氢氧化钠水溶液为最佳中和剂;白土吸附温度为130~140 ℃,吸附时间为30~40 min为宜;白土分两次加入,用量为油品的8%~10%(质量分数)。(3)工艺简单,安全可靠,实用性强。(4)原料易得,操作费用低。产品质量好,达到中性油水平。(5)对以废治废的工艺进行了初步尝试,效果理想。(6)采用阳离子絮凝剂对废水进行处理,水中残余油含量小于5 mg/L,达到了排放标准。(7)投资少,经济效益显著。参考文献[1] 任天辉,王大璞.废润滑油再生加工技术[J].中国资源综合利用,2000(3):141-145.[2] 唐光阳,施跃坚,刘满红.废润滑油的回收工艺初探[J].云南师范大学学报,2001(4):23-25.[3] 杨嘉谟.废润滑油再生[J].适用技术之窗,1998(6):7-8.[4] 司妍杰.浅谈废润滑油再生[J].润滑油,2002(3):63-64.[5] 张圣领,刘宏文,赵旭光.废润滑油絮凝—吸附再生工艺的研究[J].化学世界,2002(10):527-529.[6] 谭蔚,刘丽艳,朱企新.废润滑油再生中过滤分离工艺技术研究[J].流体机械,2003,31(7):5-7[7] 杨树杉.石油和石油化工技术实用手册石油化工篇[M].北京:中国石化出版社,1998.[8] 卡尔.石油和化学工程师实用手册[M].北京:化学工业出版社,1995.[9] 商业部燃料局.润滑油的回收与再生[M].贵阳:贵州人民出版社,1980.[10] 谷庆宝,王禹,高丰,等.废润滑油再生利用的现状与面临的问题[J].中国资源综合利用,2003(7):11-16.[11] 刘发起.废润滑油再生工艺技术与研究[J].贵州化工,2004,29(2):8-10.[12] 张鹏辉.车用润滑油的再生研究[J].节能,2003(1):24-26.责任编辑:黄 苇 (收到修改稿日期:2007-02-05)©版权所有 《环境污染与防治》杂志社

1、污水除油的必要性随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理能力约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。2 污水的除油方法分析目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。2.1 化学处理法化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。2.2 物理处理法物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。2.2.1 浮选技术浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。表1浮选处理方法的分类方法名称具体方法浮选成因主要优点主要缺点溶气浮选法加压溶气浮选法 真空浮选法在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦 溶气量小、操作及结构复杂诱导浮选法机械鼓气浮选法叶轮浮选法 射流浮选法让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡能耗小、浮选室结构简单。 溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。水射器要求高电解浮选法电解浮选法电絮凝浮选法选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子气泡小、除油率高。 气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高极板损耗大、运行费用高。 同上化学浮选法化学浮选法依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水污泥量增加、劳动强度大。 2.2.2 旋流技术水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。图1 水力旋流器的工作原理示意图国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。2.2.3 膜技术膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。2.3 生化处理法生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29%。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。3 除油方案探讨针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。4 结论4.1 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。4.2 中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。4.3 对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。4.4 微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。

油田在注水驱油过程中生成的大量污水,采用以往的污水处理工艺难以取得理想的水质。随着膜分离技术的不断进步,利用膜分离技术对含油污水进行处理可以实现较好的处理效果,本文就该膜分离技术对于污水处理展开探讨。当前,国内的大多数油田都进入高含水时期,注水驱油仍是提高原油产量的主要手段,随着出水量的提高,在油田返回地面的采出水中会存有大量的含油污水,为了实现生态环境保护以及资源的再次回收利用的目标,如何投入较少的资金实现高效率地对油田含油污水进行处理是摆在广大石油工作者面前的一道难题。最近一些年来,随着分离膜的相关技术逐渐成熟起来,一些专家学者进行了采用该技术处理油田污水方面的研究,由于该技术与以往污油分离方法进行比较来看,配套的处理设施较为简便,比较易于实现有效地操作,具有很好的分离效率以及占用的能耗少等特点,是对油田污水进行处理技术中的重要研发方向。1膜分离技术在油田含油污水处理应用过程中存在的问题油田开采过程中返回地面的含油污水中污油的占比为每升1.2-100毫克,而溶解性固体总量在每升废水中的比例为1000-1500毫克,有机污染物含量为每升20-12250毫克。面对上述的污染物,利用膜分离技术进行处理会存在着较大的难度,尤其对于有机物的污染,比如,当污油的含量处于每升200毫克时,有机污染物的含量会大于每升5000毫克以及总悬浮固体含量会超过每升4000毫克,污水处于该条件下,利用膜分离技术进行杂质的去除,很有可能对过滤膜的孔径造成堵塞,减小了过滤膜的使用年限。过滤膜油田污水处理技术如果在实际应用中取得更大的较果,应该结合其它的污水处理工艺。2利用膜分离技术处理含油污水过程中的影响因素2.1分离膜所应用到的材料以及孔径的大小对油田返吐出来的含油污水进行处理时,为了使分离膜技术发挥出所起的作用,应该参照含油污水具备的化学特性来确定分离膜的材料。含油污水原油成分如果以分散的油滴以及浮油为主要成分,那么过滤膜的孔径应该确定在10-100微米区间的微滤膜。而当污水中的油是由处于稳定状态的乳化油以及溶解性质的油组成,应该选取具有亲油性质的超滤膜。2.2操作温度以及压力差分离膜对污水处理效果会受到所处的温度条件影响,大多数情况下,30-50摄氏度是最佳的污水处理温度。采用过滤膜对含油污水进行处理时,在膜的两侧应该施加一个处于临界状态的操作压力差,如果压力差不大于临界值,那么渗透量会跟随着压力差的逐渐加大而上升。如果施加的压力差值小于临界值时,渗透量会由于压力差的变大而减小。2.3料液浓度以及流动的情况分离膜对含油污水处理时如果料液浓度不大时,过滤膜的通量与施加的压力差成正比例关系。而当料液的浓度大于特定的数值以后,可以渗透的数量与压力条件没有直接关系,只与过滤膜面的流动速率有关。因为对料液的流动情况进行改变可以有利于提升膜分离污水物质的工作效率,所以,应该参照过滤膜分离系统中进料液的实际情况,来选取科学合理地物料流动状态,从而把过滤膜对含油污水的处理效率实现进一步的提高。2.4膜污染所谓的对过滤膜造成污染是指含油污水中各类物质在膜体的表面形成物理、化学或者机械形式的作用而形成物质的沉积。过滤膜存在的污染问题是膜分离技术无法得以大范围推广应用的制约因素,所以,在利用过滤膜分离技术对含油污水进行处理必须要选用较为合理的过滤膜以及恰当地操作方法。3含油污水中膜分离技术处理工艺设计对于油田注水过程中返吐到地面的含油污水利用过滤膜技术进行隔离,把污水中存在的有机物质以及污油成分利用初级缓冲消毒以及催化氧化进行预处理,把污水中存在的较大粒径物质利用不同孔隙直径等级的过滤膜实现二级的分离处理,实现处理后的含油污水可以再次注入地层之中的目标。3.1含油污水的性质分析油田注水所形成的含油污水是一种类型比较特别的工业废水,具体的成分较为复杂,矿化程度很好,含有多种类型的有机物质。上述的这些特征为微生物的存在以及大量繁殖提供了温床。处理有机物质所需的化学耗氧量的性能指标处于不稳定状态,化学耗氧量是含油污水处理过程中关键的参数,数值的多少成为过滤膜分离技术在对含油污水处理过程中的重点。3.2膜材料以及孔径参数的选取过滤膜组成材料是影响对含油污水处理效果的主要因素,必须要对含油污水中的成分进行仔细的研究分析,确定其具有化学特性,比如,应用微滤膜进行污水处理应该选取中空纤维材料的过滤膜,主要有材料成分为无机陶瓷。而如果采用超滤膜以及纳滤膜过滤技术就应该选用由高分子材料构成的过滤膜。对含油污水进行过滤处理过程中,排出水的检测指标有固体悬浮物质、酸碱度、有机物质含量、硫化物以及石油物质的含量等。在对其进行处理时应该根据物质颗粒的大小情况来确定过滤膜孔径的尺寸,让处理后的水质达到可以排放或者注入到地层的要求。3.3含油污水中各类有害物质处理程序对含油污水中存在的各类物质进行过滤消除主要有下面几个程序:1)利用缓冲消毒程序对含油污水进行首次的处理,采用臭氧发生器来生成没有再次污染的臭氧气体,之后把其输入到含油的污水之中,利用臭氧具备的杀灭微生物的作用来对有机物进行处理,而还具有隔离可燃气体进入后续处理设备的功能。处于悬浮状态的油滴跟随着生成的臭氧气体共同上升而产生油膜或者油层,其油滴颗粒直径不会小于100纳米。当污水液体处理静止状态时分散的油滴会处于悬浮状态分布在污水当中,通过一定时间的静置处理后会汇集成颗粒较大的油块而漂浮于污水上面,此时的油滴颗粒可达到10-100微米。2)利用微滤膜实现对污水一次分离,该类型的过滤膜具备较高的处理效率、膜表面吸附的物质较少以及介质不容易脱落的特点,具有很好的推广应用价值。微滤膜可以对污水中的0.02-10微米的有机生物以及较小的离子进行滤除,乳化油滴也可以在该处理程序中实现隔离,因为具备的通量较大,可以应用在超滤膜以及纳滤膜之前的处理工艺当中。超滤膜可以通过的物质直径约为2-20纳米,对于胶体、蛋白质以及病毒等分子量较大的物质可以实现有效地隔离。3)含油污水的第二次处理时应用纳米级别的过滤膜,是为了把污水中的盐份进行浓缩然后把其去除掉,只有在该道程序之前排出的污水达不到相应的水质标准方可采用,该处理程序是前续处理工艺的辅助程序,对于含油污水质情况较为恶劣,存在的杂质成分较多的条件。纳米膜的孔隙直径为1-2纳米,过滤分离的功能处于超滤以及反渗透的之间,实现对小分子量的有机物质、抗生素以及无机盐的物质进行处理。4结束语利用膜分离技术对于油田注水过程中生成的含油污水进行处理,可以实现绿色生态环保以及节能的目标,而且还可以把处理后的污水进行再次回注到地层之中,具有很好的应用前景。但是利用膜分离技术在处理污水时,还应该与多种水处理技术进行高效地结合,方可以达到较为理想的效果。相信经过以上的介绍,大家对膜分离技术在油田含油污水处理中的应用探讨也是有了一定的认识。欢迎登陆中达咨询,查询更多相关信息。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

随着合成医药工业的发展,化学制药废水已成为严重的污染源之一。制药工业是国家环保规划中重点治理的12个行业之一。据统计,制药工业占全国工业总产值的1.7%,而污水排放量占2%。由于化学成分品种繁多,在制药生产过程中使用了多种原料,生产工艺复杂多变,产生的废水等成分也十分复杂。这就给当今环境保护制造了一个难题。 1 化学制药废水特点 1.1COD含量高、成分复杂 化学制药废水的COD、BOD5值高,有的高达几万甚至几十万,但B/C值较低,废水一经排入水体中,就会大量消耗水中溶解氧,造成水体缺氧。同时,废水的成分复杂且变化大,有机物种类繁多、浓度高、营养元素比例失调。 1.2 无机盐浓度高 废水中的盐分浓度过高对微生物有明显的抑制作用,当氯离子超过3000mg/L时,未经驯化的微生物的活性将明显受到抑制,严重影响废水处理的效率,甚至造成污泥膨胀,微生物死亡的现象。 1.3 存在生物毒性物质 废水中含有氰、酚或芳香族胺、氮杂环和多环芳香烃化合物等微生物难以降解,甚至对微生物有抑制作用的物质。 2 合成制药废水生化前预处理方法 预处理为降低后续生物处理难度,在生物处理前必须先进行预处理,达到排除生物毒性物质干扰,降低废水浓度的目的。目前合成制药废水生化前预处理方法主要包括:物化法、生物法等。 2.1物化法 2.1.1 混凝法化学制药废水成分复杂,冲击负荷大,采用化学絮凝进行预处理,以便减少生物毒性物质干扰,降低废水浓度。利用混凝沉淀方法去除混合液中的有机物及部分非溶解态的溶媒物质具有较好的效果,COD由4080mg/L降低至2774mg/L,平均去除率达到32.0%。但是,混凝法容易产生二次污染。 2.1.2 膜分离法膜技术如用NF-90纳滤膜处理水杨酸废水,COD为4000-5000mg/L,去除率高达80%以上。利用该项技术对抗生素废水进行浓缩分离,有良好的经济效益和社会效益。 2.1.3 电解法如在甲红霉素废水中加入NaCl电解质,电解阳极间接氧化法的处理效果。电解产物NaClO具有极强的氧化性,当进水COD为331630mg/L时,其COD去除率可达46.1%,但所需电解时间相对较长。 2.1.4 微电解法如采用铁屑-活性炭内点解法预处理大连某制药厂废水,COD去除率达到了23.38%,B/C由0.1提升至0.31。 2.1.5 Fenton氧化技术Fenton氧化技术是高级氧化技术中的一种,与其他高级氧化技术相比,Fenton氧化技术具有快速高效、可产生絮凝、设备简单、成本低、技术要求不高等优点。2.2 生物法 目前生物法预处理化学制药废水主要采用水解酸化。其原理是在废水处理中,利用水解酸化来提高废水的可生化性,也为废水的后期处理创造良好的条件。对于含有难降解物质较高的制药废水,水解酸化的重要作用已经逐渐得到人们的认可,水解酸化的相关研究也成为国内外的研究热点。如采用水解酸化法对化学制药废水进行的预处理试验,结果表明,废水COD由2560mg/L降为1623mg/L,B/C由0.375提升至0.427。 3 生物性处理 3.1厌氧生物处理 通常指在无分子氧条件下,通过兼性菌和厌氧菌的代谢作用降解废水中的有机污染物,分解的最终产物是甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氢和氨。厌氧处理的特点:厌氧处理具有对营养物需求低、成本低、能耗低、节能、污泥产量小等优点。但也有其弊端,例如厌氧处理的出水质量较差,通常需要后处理以使废水达标排放。另外,厌氧处理在操作对操作过程和技术要求非常高。 目前,国内外处理高浓度有机废水主要是以厌氧法为主要手段和途径。用于化学制药废水处理的厌氧工艺主要包括:厌氧复合床(UBF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)等。 3.1.1 上流式厌氧污泥床(UASB)法UASB法是目前研究较多,应用日趋广泛的废水厌氧生物处理工艺,它具有以下优点:(1)可实现污泥的颗粒化;(2)气、固、液的分离实现了一体化;(3)通常情况下不发生堵塞。但是UASB工艺也存在一些难以解决的问题:如三相分离器的设计还没有一个成熟的方法,对那些含有高浓度悬浮固体的废水需要考虑悬浮物(SS)的预处理问题,污泥的颗粒化对工艺要求比较严格等。采用UASB对上海化工厂排放的高浓度、高盐度有机废水进行处理。试验结果表明,该化工厂CMC生产废水采用UASB工艺处理可行。废水经厌氧处理,COD去除率超过60%。3.1.2 厌氧复合床(UBF)UBF反应器的主要特点是:下部为污泥床,充分发挥其生物保有能力大,成熟后的颗粒污泥去除有机物效率高的作用;上部为过滤层,充分发挥滤层填料有效截留厌氧污泥的能力,减轻了厌氧反应器运行过程中的污泥流失。冯婧微等采用UBF处理水解酸化后的抗生素废水,COD由9262mg/L降至769mg/L,去除率达到了91.7%。3.1.3 厌氧折流板反应器(ABR)厌氧折流板反应器(ABR)具有独特结构,是一种理想的多段分相、混合流态的处理工艺。它具有良好的生物分布和生物固体截流能力,对有毒物质适应性强,抗冲击负荷能力强,并且具有启动较快、运行稳定等多种优良性能。采用ABR反应器处理高浓度头孢抗生素废水,当进水COD负荷控制在2.67-3.0kg/(m3.d),温度控制在35±0.5℃时,ABR对该废水COD的去除率可达在50%,且其可生化性得到了有效的提高,促进了废水进一步后续生化处理的运行稳定性。3.2 处理技术 3.2.1 好氧生物处理技术是指废水中的溶解性有机物在好氧微生物作用下转化成不溶性可沉的微生物固体和一部分有机物,从而使废水得到净化的过程。如采用逐步提高有机负荷盐浓度的方法,驯化出耐高浓度盐污泥,在进水NaCl质量浓度为2.68×104-4.72×104mg/L之间时,保持较高的污泥浓度可使反应器COD容积负荷达到0.6kg/(m3.d),COD和苯乙酸去除率达到95%以上。 3.2.2 生物接触氧化法如采用生物接触氧化处理医药中间体TMBA废水,最高进水COD控制在1600mg/L左右,COD去除率高达90%左右。 3.2.3 AB法AB法属超高负荷活性污泥法,如采用A-B二段法处理环氧丙烷皂化废水,COD去除率可达80-86%。3.2.4 SBR法SBR法如采用SBR法对药物合成废水预处理出水,进水COD为2000-2500mg/L,可生化性为0.2,出水COD降到200mg/L以下,COD去除率达到90%左右。 3.2.5 膜生物反应器膜生物反应器(MBR)是近年来一种迅速发展的废水生物处理技术。该项新型技术是将污水的生物处理技术和膜过滤技术结合在一起。对有机污染物去除率高,出水中没有悬浮物,硝化能力强,污泥产率低,便于实现自动化控制。如利用一体式膜生物反应器对COD为2500-4000mg/L的抗生素废水进行了处理。 3.3 传统的生物强化污水处理技术工艺 由于活性污泥中杂菌多,导致消耗较多的氧与养料,抑制了正常细菌的生长和作用发挥,对其进行分离纯化后,能获得较高的降解效率。如分离、筛选得到的效应菌株分别属不动杆菌属、假单胞菌属、埃希氏菌属和芽孢杆菌属,将效应菌株制成混合菌液处理β-2内酰胺环类抗生素废水,废水COD由4100mg/L降至989.7mg/L,COD去除率达到了75.86%,并对此类抗生素有较强耐受能力。 3.4 固定化技术 固定化微生物法是将微生物固定在载体上或定位于限定的空间区域内,并保持其生物功能,反复利用。固定化微生物技术已用来处理四环素、阿苯哒唑、扑尔敏、布洛芬等制药生产废水,另外,亦可在SBR中采用固定化微生物技术来处理氨氮含量高的制药废水。如PVA复合载体包埋固定化微生物颗粒处理抗生素废水的工艺条件,活性微生物为经抗生素废水以10%浓度增幅驯化75d后的活性污泥。 结果表明:进水COD为2000mg/L、曝气20h、温度控制在10-45℃、pH值7-10、固定化颗粒与废水比例1:4是固定化活性污泥处理抗生素废水的最佳工艺条件,COD去除率可达80.57%。 3.5 化学制药废水的处理 化学制药废水的处理多数采用单一生化法处理不能彻底解决问题,必须进行必要的预处理。首先设调节池,调节水质水量和pH,且根据实际情况采用特定物化或化学法进行预处理,提高废水的可降解性,以利于废水的后续生化处理。预处理后的废水,可选取某种厌氧和好氧工艺进行处理,如采用微电解-厌氧水解酸化-SBR串联工艺处理化学合成制药废水,原废水BOD5/COD约为0.13,属难生物降解废水,经微电解-厌氧水解酸化处理后,出水BOD /COD可达0.63,可生化性大大提高。 在进行SBR处理时,维持SBR进水COD在1500mg/L左右,污泥负荷为0.5kgCOD/(kgMLSSd),曝气8-10h,出水COD可以降低至200mgL-1以下。如采用吹脱-厌氧-好氧串联工艺处理含有氯霉素、抗菌素增效剂和磺胺新诺明的合成制药废水,经吹脱和厌氧水解酸化处理后,COD去除率为70%,再经好氧生化系统处理,COD去除率可达60%。 4 结语 化学制药废水是一种成分复杂、毒性高、含难降解有机物质的有机废水,目前的处理方法有预处理-生物处理。工程应用以单元处理为主,因此开发经济、有效的复合水处理单元迫在眉睫。此外,新技术如膜技术、生物强化技术等的应用在化学制药废水处理方面有更广阔的应用前景。 这是之前写的一个小报告,希望能对你有所帮助!

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