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工学论文开题报告
工学是理工科内的一大分支,工学的课程带有很强的可操作性和专业性,下面就是我为您收集整理的工学论文开题报告的相关文章,希望可以帮到您,如果你觉得不错的话可以分享给更多小伙伴哦!
毕业设计题目:年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计
指导教师 :
院 系: 科亚学院
专业班级 : 科化工0401班
学 号:
姓 名:
日 期: XX年 3月 7日
1、环氧氯丙烷的物理、化学性质
环氧氯丙烷(ec)英文名:3—chloro—1,2—epoxypropane;epichlorohydrin。 分子式:c3h5clo ,分子量:92。52 , 熔点—25。6℃,沸点117。9℃,相对密度(水=1):1。18(20℃),相对密度(空气=1): 3。29 ,饱和蒸汽压 (kpa):1。8(20℃) ,自燃点415 ℃,折射率(nd20)1。438。 微溶于水,可混溶于醇、醚、4氯化碳、苯。无色油状液体,有氯仿样刺激气味。用于制环氧树脂,也是1种含氧物质的稳定剂和化学中间体 易燃其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。
2、环氧氯丙烷的生产原料及主要产品
环氧氯丙烷是1种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途10分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。此外,环氧氯丙烷还可用于合成甘油、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、(缩)水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品,用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂,用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。
1原料:丙烯
丙烯的化学结构式:ch2=chch2oh 。物理性质::无色透明液体,熔点:—129,沸点:97。1,闪点:28,密度(20):0。854,折光率:1。4135。。
用途::丙烯醇是医药,农药和香料的中间体。主要的衍生物及其用途为:用于合成环氧氯丙烷、甘油、1,4—丁2醇以及烯丙基酮,生产增塑剂和工程塑料等重要有机合成原料。此外,其碳酸盐可以做光学树脂、安全玻璃和显示屏,其醚可以做聚合物的增黏剂等。
2主要产品:环氧树脂
目前我国的环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂,其消费比例为环氧树脂占85%,合成甘油占7%,氯醇橡胶占2%,其他如溶剂、稳定剂、表面活性剂、阻燃剂、油田化学品、水处理剂等占6%
3、环氧氯丙烷工艺生产方法及选择
目前,工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法两种。
丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法,由美国shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产。目前,世界上90%以上的环氧氯丙烷采用此法进行生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯,氯丙烯与次氯酸化合成2氯丙醇,2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。
4、 工艺流程叙述
(1)丙烯高温氯化法:
(1)丙烯高温氯化制氯丙烯
丙烯与氯气经干燥、预热后以摩尔比4~5:1混合进入高温氯化反应器,短时间(约3 s)内进行反应,生成氯丙烯和氯化氢气体。精制后得氯丙烯产品,同时副产d—d混剂(1,2—2氯丙烷和1,3—2氯丙烯),氯化氢气体经水吸收后得到工业盐酸。
ch2=chch2 + cl2 →ch2=chch2cl +hcl
(2)氯丙烯次氯酸化合成2氯丙醇
氯气在水中生成次氯酸(或采用介质叔丁醇和氯气在naoh溶液中反应生成叔丁基次氯酸盐,该盐水解生成次氯酸,叔丁醇循环使用),次氯酸与氯丙烯反应生成2氯丙醇(过程中2氯丙醇浓度1般控制在4%左右)。
2ch2=chch2cl +2hocl→ clch2chclch2oh + clch2chohch2cl
2,3—2氯丙醇,70%) (1,3—2氯丙醇,30%)
(3)2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷
2氯丙醇水溶液与ca(oh)2或naoh反应生成环氧氯丙烷。
(3)2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷
2氯丙醇水溶液与ca(oh)2或naoh反应生成环氧氯丙烷。
clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca(oh)2→
clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca(oh)2→
丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定,除了生产环氧氯丙烷外,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体,副产d—d混剂(1,3—2氯丙烯和1,2—2氯丙烷)也是合成农药的重要中间体。缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重,对丙烯纯度和反应器的材质要求高,能耗大,氯耗量高,副产物多,产品收率低。生产过程产生的含氯化钙和有机氯化物污水量大,处理费用高,清焦周期短。
(2)乙酸丙烯酯法
前苏联科学院与日本昭和电工均开发了利用乙酸丙烯酯为原料生产环氧氯丙烷的生产工艺。前苏联是采用先氯化后水解工艺,昭和电工则采用先水解后氯化工艺。其工艺过程主要包括合成乙酸丙烯酯,乙酸丙烯酯水解制烯丙醇,合成2氯丙醇以及2氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。
(1)在钯和助催化剂作用下,丙烯与氧在温度160~180 ℃、压力0。5~1。0 mpa,乙酸存在下反应生成乙酸丙烯酯。
ch2=chch2+ 1/2o2 + ch3cooh→ ch2=chch2ococh3 +h2o
(2)在温度60~80 ℃、压力0。1~1。0 mpa下,以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,乙酸丙烯酯经水解反应生成烯丙醇。
ch2=chch2ococh3 +h2o→ ch2=chch2oh +ch3cooh
(3)在温度0~10 ℃,压力0。1~0。3 mpa条件下,烯丙醇与氯通过加成反应生成2氯丙醇。
ch2=chch2oh + cl2→ ch2clchclch2oh
(4)2氯丙醇与氢氧化钙发生皂化反应生成环氧氯丙烷。
ch2clchclch2oh+ 1/2ca(oh)2→ ch2— chch2cl + 1/2cacl2 +h2o
与传统的丙烯高温氯化法相比较,乙酸丙烯酯法具有以下优点:(1)避免了高温氯化反应,反应条件温和,易于控制,不结焦、操作稳定,丙烯、氢氧化钙和氯气的用量大大减少,反应副产物和含氯化钙废水的排放量也大大减少。(2)开发了丙烯醇的氯化加成反应系统,成功地将氧引入环氧化物中,首次实现了由氧氧化代替氯氧化的技术,减少了醚化副反应,提高了系统的收率。(3)工艺过程无副产盐酸产生。(4)可以较容易获得目前技术还不能得到的高纯度烯丙醇。主要缺点是工艺流程长,催化剂寿命短,投资费用相对较高。
5、安全环保措施
(1)燃烧爆炸危险性:
危险特性:其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。易燃性(红色):3 反应活性(黄色):2
灭火方法:泡沫、2氧化碳、干粉、砂土。消防器具(包括scba)不能提供足够有效的防护。若不小心接触,立即撤离现场,隔离器具,对人员彻底清污。高温下能发生自反应,阻塞安全阀,导致罐体爆炸。蒸气能扩散到远处,遇点火源着火,并引起回燃。封闭区域内的蒸气遇火能爆炸。如果该物质或被污染的流体进入水路,通知有潜在水体污染的下游用户。
(2)包装与储运
储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。仓温不宜超过 30℃。防止阳光直射。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型。罐储时要有防火防爆技术措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。 erg指南:131 erg指南分类:易燃液体—有毒的
(3)毒性危害
接触限值:中国mac:1mg/m3[皮] 前苏联mac:1mg/m3 美国tlv—twa:acgih 2ppm,7。6mg/m3 美国tlv—stel:未制订标准。
蒸气对呼吸道有强烈刺激性。反复和长时间吸入能引起肺、肝和肾损害。高浓度吸入致中枢神经系统抑制可致死。蒸气对眼有强烈刺激性,液体可致眼灼伤。皮肤直接接触液体可致灼伤。口服引起肝、肾损害,可致死。慢性中毒:长期少量吸入可出现神经衰弱综合征和周围神经病变。 iarc评价:2a组,可疑人类致癌物;动物证据充分 ntp:可疑人类致癌物 idlh:75ppm,潜在致癌物嗅阈:0。934ppm osha:表z—1空气污染物 niosh标准文件:niosh 76—206 健康危害(蓝色):
(4)防护措施
密闭操作,全面排风。空气中浓度超标时,戴面具式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴自给式呼吸器。戴化学安全防护眼镜。穿紧袖工作服,长筒胶鞋。戴防化学品手套。工作后,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。防止皮肤和粘膜的损害。
(5)泄漏处置:
疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,切断火源。应急处理人员戴自给式呼吸器,穿防护服。不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。喷水雾可减少蒸发。用砂土或其它不燃性吸附剂混合吸收,然后收集运至废物处理场所。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
6、当前生产中存在的问题及建议
(1) 积极发展环氧氯丙烷下游产品,带动环氧氯丙烷的生产与发展今后几年,世界主要国家和地区的环氧氯丙烷下游各消费领域依然会发展较快,各地区的环氧氯丙烷的生产主要是自用,估计会有少量出口。今后几年我国的汽车工业,住宅建设,电子工业等领域将有1个高速发展的阶段,随着我国西部大开发,将有大规模的基础设施投入建设,因此,今后几年,我国的环氧氯丙烷的下游产品,如:环氧树脂、合成甘油等的市场需求量将会很大,美国、西欧及日本主要
一、课题的依据和意义:
1、依据:时尚是有艺术品位的生活,时知务也,尚在品质!时尚一族的生活是艺术化的,所追求的生活随着时间的变化也会不断的提高的,但不变的是一直在追求高品质的生活。为了满足这一人群的需要,时尚产品也在不断的更新,向更高的品质发展。
概念车可以理解为未来汽车,汽车设计师利用概念车向人们展示新颖、独特、超前的构思,反映着人类对先进汽车的梦想与追求。概念车往往只是处在创意、试验阶段,也许永不投产。与大批量生产的'商品车不同,每一辆概念车都可以摆脱生产制造工艺的束缚,尽情地夸张地展示自己的独特魅力。时尚一族这个人群在未来的社会中,随着生活水平和精神追求的提高将会愈来愈庞大。为了满足这一人群的旅游出行进行交通设计是又必要性的。
概念车的最大功能就是发现与引导这些变化的方向。肯·奥库亚马说过世界在变,汽车在变,在今后的10年到20年内会变得很剧烈。交通工具也要随着这种变化不管更新、改变。未来概念车的设计可以推动我们的交通发展,解决很多我们生活中现有的一些问题,使我们未来的出行、旅游更加方便。
天马行空、随心所欲在设计中不再是不切实际,对于概念车的设计天马行空的创意和随心所欲的想象已经成为一种珍贵财富。舞动的概念、迸发的理念塑造了经典概念车的楷模。概念车体现了汽车设计师的灵感和风
格,概念车甚至不受量产车的条件限制,可任意采用未经充分验证的新工艺、新材料和新设计,充分发挥想象力和创造力。
针对时尚一族的概念车设计需要打造出时尚、艺术、高品位的产品,因为品质与美是要艺术的手法去塑造,艺术提高品位,艺术是脱俗的,出类拔萃的;时尚是高尚的,时尚离不开艺术,艺术可以创造时尚。
2、意义:时尚赋予人们不同的内涵和神韵,带给人的是一种愉悦的心情和优雅、纯粹与不凡感受,能体现不凡的生活品味,精致、展露个性。人类对时尚的追求,在精神上的或是物质上的追求都促进了人类生活。概念车是汽车中内容最丰富、最深刻、最前卫、最能代表世界汽车科技发展和设计水平的汽车。概念车是时代的最新汽车科技成果,代表着未来汽车的发展方向,因此它展示的作用和意义很大,能够给人以启发并促进相互借鉴学习。因为概念车有超前的构思,体现了独特的创意,并应用了最新科技成果,所以它的鉴赏价值极高。概念车也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。
针对时尚一族未来型概念车的设计,将会改变未来生活的方式,改变时尚潮流的走向,引领未来生活中交通方式的发展方向。
二、国内外研究概况及发展趋势:
1、国内概况:中国概念车设计的起步较晚,1999年在上海国际车展,中国以吉祥动物麒麟为名的第一款概念车吸引了世人的目光,这是第一辆由中国人设计,在中国制造并面向中国市场的经济型汽车。稚嫩的车型,俗气的颜色,平平的参数是人不得不感慨中国汽车设计的落后。但是他最
大的意义就是唤起了中国概念车的设计。
2003年的“鲲鹏”是中国感念车的一个亮点。终于有了对外形和颜色的思考,但是不得不说造型依然很丑。虽然不足还有很多,但是“鲲鹏”对所在微型车细分领域的全新探索,演练了低成本构造,泛亚以每两年一辆概念车的速度成长,这使得中国汽车厂商在目睹这一个又一个的中国概念车之后开始醒悟,中国需要概念车的设计。
2、国外概况:国外概念车的设计尤其是欧美国家的概念车设计较为成熟,不论技术上、造型上、色彩搭配上、还是使用方式等创新都处在世界的前端。
发展趋势:
趋势一:传统车型分类被打破交叉车型成趋势。如今越来越多的车型打出了交叉车型的概念。如大众概念车ConceptA亮点:运动轿车与SUV的结合;斯柯达概念车Yeti亮点:SUV、轿车、旅行车等集于一身。趋势二:传统能源殆尽新能源汽车代替。能源问题是目前汽车技术的最大课题,其也直接影响到节能、环保等一系列技术。如雪佛兰Sequel氢燃料电池车亮点:最先进的氢燃料电池车型;福特Reflex柴电混合动力概念车亮点:利用太阳能的柴油电力混合动力。
趋势三:打破汽车结构的未来智能行走机器。设计师们不满足于这些传统汽车概念,他们需要打破常规的、面向未来的智能行走机器。如丰田全新未来概念车Fine—T亮点:智能交通下的未来车。
趋势四:个性化的突破设计。外形设计的突破性,是一款概念车的基
本要求。如雷诺Zoe概念车亮点:不对称的车门设计;福特iosis概念车亮点:奠定福特未来风格的雕塑感设计
三、研究内容及基本思路:
1、研究内容:
造型上,整车为流线型设计,考虑空气力学,要有效地减小风阻,车体设计时尚前卫,动感活力,遵循简约主义的同时又要凸显个性。整车将采用仿生学进行形态设计,将会运用一些中国传统元素穿插在设计之中。把中国风贯彻在在设计中,要体现原创性。
结构上,整车为两厢设计,发动机中置,车门为双开门上旋打开方式。车型初步定为跑车类汽车。
材料上,材料主要以环保型材料取代钢铁和塑料,可能采用碳纤维,不过更多的将会使用采用铝或者钢这样的常见材料。
色彩上,定位人群为时尚一族,因此选用较亮丽的彩色,多种配色方案。
人机上,考虑人与机器的关系,遵循人机工程学。
2、基本思路:
打造一款时尚的未来型概念跑车,形态上拥有张力,在年轻的90后上寻找灵感,根据时尚的90后们的喜好来进行设计。收集一些相关的资料,研究90后时尚人群中的习惯和遇到的问题,这些研究在设计中得以体现。结构设计会在现有的一些汽车结构基础上进行改进,尽量保持楔形车型。
四、进度安排:
1、前期阶段(2011.09.01—10.13):
1)09.01—10.12制定工作计划,指导教师资格审定;
2)10月13日下午召开毕业设计(论文)动员大会(全院);
3)10.13—10.16指导老师制定毕业设计题目,学生进行选题;指导老师与学生双向选择,题目
上要求做到一人一题。下达具体任务书;
2、中期阶段(2011.10.13—寒假前)
1)10.17—10.30开题报告,毕业设计调研分析及材料整理;前期发散草图;
2)11.01—11.31课题研究报告,毕业设计前期方案、方案初选及深入;
3)12.01—12.17方案定稿,深入草图,毕业论文前三章初稿。
4)2011年12月18日学院毕业设计(论文)中期检查;
5)12.18—寒假放假毕业设计建模、渲染、版面,寒假放假前集中检查;
浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文
在日常学习和工作中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我为大家收集的浅谈再生混凝土的性能特点及其应用工学论文,希望对大家有所帮助。
摘要 :
新建筑工程的建设和旧建筑工程的拆除都会产生大量的建筑垃圾,既造成环境污染又浪费大量资源,如何处理日益增多的建筑废弃垃圾,减轻对环境的污染,已成为各个国家必须面对的重要课题.通过分析再生混凝土的物理、力学性能、耐久性能、剪切性能以及抗震性能,探讨了再生混凝土的应用前景。
关键词 :再生混凝土;性能指标;建筑垃圾;应用前景
引言
目前我国正处于大兴土木的建设时期,土木建筑的快速发展带动了国民经济,也成为了消耗资源和产生垃圾最多的行业.为了有效减少环境污染破环,减少废弃混凝土的数量,做到可持续协调发展,目前解决该问题的方法只有再生利用,于是跟再生混凝土有关的一些技术和研究也快速发展起来。
再生骨料或再生混凝土骨料[1-2]是指将废弃混凝土块破碎、分级,并按一定的级配混合后形成的骨料,而利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土,称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土.再生混凝土是建筑材料的循环再利用,是与生态环境发展相协调的重要一部分,也 符合国家的可持续发展战略.本文主要讨论再生混凝土基本性能,探讨再生混凝土应用工程的发展前景。
1、再生混凝土研究现状
1.1国外研究现状国外对于再生混凝土的研究比较早,可以追溯到二次世界大战期间,连年的战争破坏了大量的建筑物,同时也产生了大量的废弃物,因此许多欧洲国家均不同程度地面临着如何处理废弃物的问题[2].20世纪50年代,苏联和德国为了处理大量废弃混凝土同时为城市重建提供新的原材料,相继开展了再生混凝土技术的研究工作.1977年日本政府制定了JIS TR A 0006《再生骨料和再生混凝土使用规范》;1991年日本政府又制定了《资源重新利用促进法》,规定建筑施工过程中产生的渣土、混凝土块、沥青混凝土块、木材、金属等建筑垃圾,必须送往“再生资源化设施”进行处理。
对于废弃物再利用,美国政府也制定了《超基金法》,规定:“任何生产有工业废弃物的企业,必须自行妥善处理,不得擅自随意倾倒.”这个规定给再生混凝土的发展提供了操作依据和法律保障.
1.2国内研究现状
我国对再生混凝土的研究工作起步相对较晚,目前还停留在实验室研究阶段,不过政府对再生混凝土研究工作相当重视,相继投入了不少的资金,也取得了一些成果.同济大学对再生混凝土技术进行了大量的研究工作[2-3],包括再生混凝土的强度和工作性能、废弃混凝土破碎及再生工艺研究、再生混凝土耐久性研究、再生混凝土梁柱试验研究、再生混凝土框架节点试验研究、再生混凝土框架结构抗震性能的研究等.2007年同济大学编写了地方标准《再生混凝土应用技术规程》(DG/TJ 08-2018-2007),为再生混凝土的应用提供了技术指导。
另外,中科院、东南大学、浙江大学和北京工业大学等相关科研单位也对再生混凝土开展了大量的研究工作,并开发了相关的再生混凝土技术。
2、再生混凝土性能特点
2.1物理力学性能东南大学陈亮等对再生骨料混凝土技术开发与研究的最新进展进行了综述与对比分析[3],分析结果表明再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致.从破坏形态来看,再生混凝土的破坏基本上始自粗骨料和水泥凝胶体面的黏结破坏,再生混凝土的长期抗压强度发展规律与普通混凝土有所差异.分析还指出,全部采用废混凝土作骨料的再生混凝土与相同配合比的普通碎石混凝土相比,抗压强度降低9%,抗拉强度降低7%,抗压弹性模量降低28%,抗拉弹性模量降低34%,说明再生混凝土脆性降低,韧性增加.而全部采用废弃混凝土作骨料的再生混凝土较相同配合比的普通混凝土极限拉应变增大28%,拉伸弹模降低34%,抗压强度比有所增加,说明再生混凝土的抗裂性能较好。
中国科学院武汉岩土力学研究所骆行文等通过一系列试验,分析研究了不同再生混凝土取代率对静力力学性能的影响,研究了再生混凝土声波传播特征参数随再生混凝土轴向压缩变形的变化规律[4].指出随着再生混凝土取代率的增加,再生混凝土的应力峰值在减小,再生混凝土的弹性模量和变形模量也在降低.分析还表明再生混凝土声波传播速度随着再生混凝土的轴向压缩变形先增大后减小,在再生混凝土轴向压缩过程中,超声波在再生混凝土中波幅先增大后减小。
同济大学肖建庄通过不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响[5].研究表明,再生混凝土的应力应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别;再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通泥凝土;再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土.分析还指出再生混凝土应力应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式分别进行拟合。
浙江大学徐亦东等采用优质矿物掺合料和高效减水剂成功配制出C40—C60高性能再生混凝土,并采用电液伺服压力试验机对高性能再生混凝土进行单轴受压试验,测得其应力应变曲线并进行理论分析,总结出了再生混凝土单轴受压应力应变全曲线的数学表达式,与试验结果吻合较好[6-7]。
西班牙加泰罗尼亚理工大学M.Etxeberria等设计4种不同的再生混凝土粗集料取代率,通过4种混凝土的搭配比例来得到相同的抗压强度,分析了再生混凝土的力学性能[8].试验中,回收集料处于吸水状态,但不饱和,以控制新拌混凝土的性能、有效水灰比和更低的强度偏差.结果表明采用中低抗压强度的集料生产再生混凝土,其必要性已被证实归结于水泥的用量,测定了再生混凝土相对较低的弹性模量,此结果验证了几位学者提出的数学模型的有效性。
葡萄牙里斯本理工大学N.Fonseca等通过不同的养护条件分析了再生混凝土的物理力学性能,分析了再生混凝土的抗压强度、劈裂强度、弹性模量和磨耗值,分析结果表明影响再生混凝土物理力学的养护条件大体上跟普通混凝土一致[9]。
意大利马尔凯理工大学Valeria Corinaldesi等采用取代率为30%的再生集料配制再生混凝土,分析了梁柱结合处再生混凝土在周期荷载下适用于结构的可行性[10].当取代率为30%时,再生混凝土与普通混凝土有几乎相同的抗压强度,然而,再生混凝土的抗拉强度、劈裂强度和弹性模量比普通混凝土偏低.基于周期荷载试验结果,通过参数裂缝类型、分布能、延展性和设计值来评价梁柱结点处的性能,结果显示,利用再生混凝土浇筑的结点具备充足的结构性能。
2.2耐久性能
武汉大学刘数华、饶美娟对再生混凝土的变形性能主要包括弹性行为、干缩与徐变、温度变形性能,再生混凝土的耐久性包括渗透性、抗冻耐久性和抗化学侵蚀性能[11].对再生混凝土的变形性能和耐久性能进行深入分析,结果表明,再生骨料对再生混凝土变形性能和耐久性能虽有不同影响,但亦可满足于工程应用。
湖南省高速公路管理局龚先兵和长沙理工大学刘朝晖、李九苏对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明,再生骨料混凝土的耐久性能能够满足道路工程的需要[12]。
浙江大学徐亦冬,沈建生根据再生骨料的特性并结合当今的研究热点“高性能混凝土”技术,使再生混凝土向高性能化的方向发展[13].研究表明,尽管再生骨料属于低品质骨料,但通过将粉煤灰、矿渣及硅灰等矿物掺合料应用于再生混凝土中,充分利用粉体的优化组合以及界面强化效应,可使再生混凝上具有良好的工作性及较高的强度等级。
安徽水利水电学院的魏应乐对再生混凝士的抗渗性、抗冻融性、抗碳化、氯离子渗透性、硫酸盐侵蚀、耐磨性进行了分析,并提出了减小水灰比、掺加粉煤灰、采用二次搅拌工艺、减小再生骨料最大粒径、采用半饱和面于状态等改善再生混凝土耐久性的措施[14].研究结果表明,再生混凝土的抗渗性、抗冻融行、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性和耐磨性均较普通混凝土弱。
美国威斯康星大学麦迪逊分校A.Gokce等在中干试验环境下,对引气型再生混凝土和非引气型再生混凝土进行自由状态下冻融耐久性试验[15],结果表明,直接冻融坚固性试验为判断再生混凝土集料的坚固性提供了更为实际的试验条件,硫酸盐坚固性试验不能预测再生混凝土集料的冻融难易程度。
英国诺桑比亚大学Alan Richardson等基于质量损失和极限抗压强度2个指标,采用对比试验,对再生混凝土的冻融耐久性试验进行研究[16],结果表明,再生混凝土与普通混凝土几乎有着相似的耐久性,原因归结于在分批前对再生集料仔细的选择和处理.耐久性是材料的一个重要指标,再生集料需要被大量的测试以便用于工业生产,本文表明了未来应用的可能性。
2.3抗剪性能
广西大学黄莹、邓志恒等通过对四点受力等高变宽梁进行剪切试验,探讨水灰比相同的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土剪切性能的.影响[17].研究表明,再生混凝土剪切破坏形态和普通混凝土相似,但其抗剪强度和变形能力均低于普通混凝土.在对再生混凝土抗剪强度、剪切变形和剪切模量分析的基础上,绘制了再生混凝土的剪应力应变曲线,建议了剪应力应变曲线方程和剪切模量的计算公式。
广东省建筑科学研究院黄健和同济大学建筑工程系肖建庄、雷斌对影响再生混凝土梁抗剪承载力的各因素作了定性分析,得出再生混凝土梁抗剪机理,包括剪跨比、混凝土强度及配箍率在内的诸多因素对再生混凝土梁抗剪承载力的影响趋势与普通混凝土梁基本一致的结论[18].同时指出增大荷载分项系数可明显提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标,但在配箍率较小时,荷载分项系数提高至1.5时再生混凝土梁抗剪可靠度也不能满足可靠度要求.增大再生混凝士抗压强度平均值,使其标准值达到与普通混凝土相同的水平,再生混凝土梁的抗剪可靠度均可满足规范要求,这是提高再生混凝土梁抗剪可靠度指标的最佳途径。
西安建筑科技大学刘丰、白国良等试验采用等高变宽梁,考虑混凝土强度等级和再生骨料取代率,研究了再生混凝土梁的抗剪强度和变形及其发展规律[19],得出了再生混凝土梁抗剪极限承载力与取代率没有直接关系的结论,同时还得出再生混凝土梁的切应力主应变曲线接近直线,试验所得抗剪强度相对普通混凝土较低的结论。
郑州大学的张雷顺通过13根再生混凝土梁与普通混凝土梁的对比试验,对再生粗骨料取代2.4抗震性能同济大学建筑工程系的肖建庄、朱晓晖完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究[23],指出再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似,虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土,但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求,说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中。
同济大学结构工程研究所的孙跃东等通过对3榀1∶2比例框架模型在不同的竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能的对比试验,研究了再生混凝土框架在低周反复荷载作用下以及不同轴向力作用下对再生混凝土框架抗震性能的影响[24].结果表明,再生混凝土框架,在不同轴力和低周反复荷载作用下,其受力特性、破坏形态和破坏机制没有明显的差别,破坏机构均表现为明显的“强柱弱梁”类型;再生混凝土框架具有较好的抗震性能,结构进入弹塑性阶段后,框架的滞回曲线均比较丰满,表明框架都具有良好的耗能能力;框架的位移延性系数为3.76~4.34,表明框架延性良好,再生混凝土框架的位移延性小于普通混凝土框架,随着轴向荷载的增加,框架的延性降低。
北京工业大学建筑工程学院的张建伟、曹万林等进行了7个剪跨比为1.5的中高剪力墙低周反复荷载试验研究[25],在试验的基础上,分析了各剪力墙的承载力、延性、刚度、滞回特性、耗能及破坏特征.研究表明,再生细骨料掺量的增加,使再生混凝土中高剪力 墙的抗震性能有所降低以及随着配筋率的提高,其承载力、延性、耗能能力有所提高.同时指出轴压比的提高,使再生混凝土剪力墙的承载力提高,弹塑性变形能力降低。
北京工业大学的尹海鹏等进行了1根普通混凝土柱和3根不同取代率的再生混凝土柱模型的低周反复荷载试验研究[26],模型按1/2缩尺.试验结果表明,随着再生骨料取代率的增加,其混凝土的弹性模量明显减小,试件初始刚度明显下降、承载力呈下降趋势、耗能值下降,抗震能力呈下降趋势,并指出再生混凝土柱可用于多层结构轴压比较小的柱的抗震设计。
3、存在问题及应用前景
3.1存在问题最近几年再生混凝土研究工作取得了一些成就,不过,鉴于再生骨料自身的局限性和目前我国对再生混凝土利用的实际情况,还存在一些障碍和不足,主要表现在以下几个方面。
(1)目前合适的处理废弃混凝土的设备与相关技术较少,对废弃混凝土再生利用的认识还不到位.
(2)废弃混凝土来源广泛且非常复杂,如何合理分级处理是需要解决的关键问题。
(3)相应的标准规范太少,实际操作时比较困难,目前还难以大面积推广。
3.2应用前景
再生骨料混凝土与普通混凝土相比,虽然在物理力学性能等指标上稍有逊色,但毋庸置疑的是,再生混凝土具有广阔的应用前景.具体应用时,可根据结构所处的部位进行选择性替代[27-28].对于主要的承重结构,再生粗骨料取代率可以适当减少,设定限值或容许范围.对于一般结构工程,例如人行道板、桥梁护栏、防护砌块和其它附属结构,取代率可根据情况适当增大。
摘要:
为了有效减轻不断增加的废弃混凝土带来的环保压力,减少资源浪费,建议对废弃混凝土回收处理成再生骨料,部分或全部代替天然骨料来配置再生混凝土,使废弃混凝土变成土木工程领域的绿色资源。文章从再生骨料生产工艺、性能,再生混凝土物理性能、力学性能及其耐久性等方面介绍了再生混凝土技术在国内外的研究进展,主要从材料、结构、力学性能,耐久性方面分析了再生混凝土的基本特性及其研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为再生混凝土技术在科研与工程应用中提供参考意见。
关键词:
再生混凝土;再生骨料;力学性能;耐久性
1、再生混凝土简介及其研究的必要性
再生混凝土(Recycled Concrete),是指将废弃混凝土块经裂解、破碎、清洗与筛分后,制成混凝土骨料,部分或全部代替天然骨料配制而成新混凝土。它是再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete,RAC)的简称。
近年来,我国建筑垃圾逐年上升,建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的30%~40%,其中主要是废弃混凝土,这些垃圾严重影响了城市生活环境,造成了很大的环境污染。目前国内处理这些废弃混凝土的方法有两种:一、运往郊外堆存。这会成为新的垃圾源,显然不可取;二、作为回填材料简单地使用。这会浪费资源,不符合我国建设资源节约型社会要求。据估计,2008年发生的汶川特大地震,产生的建筑垃圾约3亿吨,地震所造成的建筑垃圾量远远超过中国每年建筑施工所产生的建筑垃圾的总和,地震所造成的建筑垃圾量十分庞大,如何对其进行资源化利用,是摆在我们面前的一个新的课题,也是一个挑战。再生混凝土技术是一个很好的解决方法,通过对废弃混凝土的再加工来恢复其原有性能,形成新的建材产品,从而既能对有限的资源进行再利用,又解决了部分环保问题。这既是发展绿色混凝土,实现建筑资源环境可持续发展的重要途径,也是建设资源节约型、环境友好型社会的具体体现。
2、再生骨料的生产工艺及性能
2.1 再生骨料的生产工艺
对废弃混凝土进行充分再利用的前提是要保证再生骨料生产工艺是经济可行的。再生骨料的生产需要解决一系列问题,包括对废弃混凝土块或钢筋混凝土块的回收、破碎与筛分等。简单的混凝土破碎及筛分工艺如图1所示。
2.2 再生骨料的性能
经过破碎处理的废弃混凝土,生产出的再生骨料含有30%左右的硬化水泥砂浆,这些水泥砂浆大多独立成块,只有少量附着在天然骨料的表面,导致了再生骨料密度小,吸水率高,粘结能力弱的特点。一般地,再生骨料棱角较多,表面比较粗糙。对废弃混凝土块进行再生破坏过程中,由于积累了损伤,会使再生骨料内部产生大量的微裂纹。研究表明,同天然骨料相比,再生骨料孔隙率较高,密度较小,吸水性增强和骨料强度较低。
3、再生混凝土物理性能及力学性能
3.1 再生混凝土物理性能
由于再生骨料的表观密度比天然骨料小,因此再生混凝土的密度比普通混凝土低。随着再生骨料掺量的增加,再生混凝土的密度有规律地减小,如果再生混凝土全部采用再生骨料,则其密度比普通混凝土相比,降低了7.5% 。再生混凝土有自重低的特点,这能降低结构自重,提高构件的抗震性能。同时,由于再生骨料孔隙较高,使得再生混凝土具有良好的保温性能。
3.2 再生混凝土的强度
再生混凝土的强度与基体混凝土(相对于再生混凝土而言,用来生产再生骨料的原始混凝土称为基体混凝土)的强度、再生骨料破碎工艺、再生骨料的替代率以及再生混凝土的配合比等密切相关。由于基体混凝土的强度等级、使用环境各不相同,裂解、破碎的'工艺及质量控制措施的差异,导致再生混凝土强度变化的规律性不明显,不同的研究者所得的结论也有所差异。Hansen的试验结果表明,随着基体混凝土强度的降低,再生混凝土的强度也下降。一般情况下,再生骨料混凝土的抗压强度基体混凝土或相同配比的普通混凝土的抗压强度更低,降低范围为0%-30%,平均降低15%。邢振贤等全部采用废弃混凝土再生骨料制作出再生混凝土,指出再生混凝土的抗弯强度约为基准混凝土强度的75%-90% 。和配合比相同的基准混凝土相比,抗压强度降低了9%,抗拉强度降低了7%。
应该注意的是,再生骨料表面包裹着水泥砂浆,使再生骨料与新的水泥砂浆之间弹性模量基本一样,界面结合可能得到一定的加强。以此同时,再生骨料表面的大量微裂缝会吸入新的水泥颗粒,使得接触区的水化更加完全,最终形成致密的界面结构。由于界面结合得到加强,一定程度的补偿了因再生骨料强度较低而导致的再生混凝土性能的劣化。
3.3 再生混凝土的弹性模量
由于再生骨料中有大量的老旧砂浆附着于原骨料颗粒上,导致再生混凝土的弹性模量通常较低,一般约为基体混凝土的70%-80%。再生混凝土弹性模量低,变形大,因此它的抗震性能和抵抗动荷载的能力较强。水灰比对再生混凝土的弹性模量影响较大,当水灰比由0.8降低到0.4时,再生混凝土的抗压弹性模量增加33.7%。
3.4 再生混凝土的干缩与徐变
再生混凝土的干缩量和徐变量比普通的混凝土增加了40%-80%。再生骨料的品质、基体混凝土的性能以及再生混凝土的配合比决定了干缩率的增大数值。Yamato等人研究表明,当天然骨料与再生骨料共同使用时,再生混凝土的干缩率会增加;水灰比增加时,再生混凝土的干缩率也会增加。
4、再生混凝土的耐久性
4.1 再生混凝土的抗渗性
与混凝土渗透性有关因素主要分为两类。
(1)混凝土拌和料的组分、拌和物配合比以及工艺参数,即拌和料的制备、成型和养护等;
(2)混凝土随时间而发生的变化,即在外部环境、结构应力、流体性能和渗透条件等因素作用下,混凝土内部发生的物理和化学变化。
由于再生骨料的孔隙率较大,因此再生混凝土的抗渗性比普通混凝土低。但是往再生混凝土里掺加粉煤灰之后,由于粉煤灰能使再生骨料的毛细孔道细化,因而很大地改善了再生混凝土的抗渗性。
4.2 再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性
再生混凝土的孔隙率及渗透性较高,它的抗硫酸盐侵蚀性比普通的混凝土差。同样的,往里面掺加粉煤灰,能够减少硫酸盐的渗透,使其抗硫酸盐侵蚀性有较大改善。
4.3 再生混凝土的抗裂性
与普通混凝土相比,再生混凝土极限伸长率增加了27.7%。再生混凝土弹性模量较低,拉压比较高,因此再生混凝土抗裂性比基体混凝土更好。
4.4 再生混凝土的抗冻融性
再生混凝土的抗冻融性比普通混凝土差。Yamato等人研究表明,再生骨料与天然骨料共同使用时或者减小水灰比可提高再生混凝土的抗冻融性。
5、结语
通过对再生混凝土的研究,我们得出以下结论与建议,希望能够引起行业或者有关部门的重视。
第一,再生混凝土技术可以从根本上解决废弃混凝土的出路问题,既能减轻废弃混凝土对环境的污染,又能节省天然骨料资源,具有显著的社会、经济和环境效益,是发展绿色混凝土的主要途径之一,符合我国可持续发展战略的要求。
第二,在工程应用研究中,不单要对如何提高再生混凝土的强度进行研究,而且还要对其耐久性如抗渗性、抗裂性等加强研究,来逐步提高再生混凝土的性能。
第三,同普通混凝土相比,再生混凝土的配合比设计和施工工艺均有许多不同之处,应区别对待。
第四,对再生混凝土进行合理设计,基本上能够达到普通混凝土的性能要求。为了更好地推广应用再生混凝土技术,我们还需要对其结构性能(抗弯,抗剪,抗冲切及抗震等)和设计方法多加强研究。
第五,再生混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及施工工艺等方面有重大差异,按照现行普通混凝土的标准、规程等显然是有许多不足之处的;另一方面,国内的水泥、骨料与国外使用的水泥、骨料在成分和性能上差别也较大,因而更不能直接使用国外的相关标准。因此,建议结合再生骨料分级情况,尽早制定出适合国内情祝的再生混凝土的有关标准和规程。
第六,通过对再生混凝土的经济性进行综合研究,在我国广泛推广应用再生混凝土,同样需要xx积极的产业政策扶持和国家的法律法规保障。
参考文献
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工科毕业设计论文
工科方面的人员毕业应该要怎么编写相关的论文呢?下面就随我一起去阅读工科毕业设计论文,相信能带给大家启发。
1二本院校工科专业本科毕业设计面临的问题
1.1毕业设计选题面临的问题
目前毕业设计选题主要来源包括以下几点。
1.1.1教师科研的子项目
教师科研项目大多为专业领域的课题,课题理论大部分是本科阶段的学习所不涉及的内容。学生以这类子项目作为毕业设计选题,将会面临大量新知识新方法的学习。学生处于就业、考研及毕业设计的多重压力的环境中,毕业设计完成的质量会受一定影响。
1.1.2学科竞赛项目
以学科竞赛项目为毕业设计选题的优势在于,知识范围基本为本科阶段的基础理论,适当加入一些创新内容比较好的一类选题。但学科竞赛项目多是以团队为单位进行研究实践,在论文撰写和答辩时面临的问题是小组成员的所讲述的内容基本相同,如何体现各自毕业设计的特色,这是一个值得商榷的问题。
1.1.3学生科研创新项目
学生科研创新项目相较与于学科竞赛项目,分工更为明确,是毕业设计选题的不错来源。但这类毕业设计主要的问题在于创新项目的普及面有限,每年实施项目的学生人数大约为毕业生人数的20%,并不是所有学生都有机会参与项目。
1.1.4学生实习项目
学生实习项目作为毕业设计选题也是每年毕业设计选题的一个热点。目前二本院校学生的毕业实习一般以团队形式进入实习公司,所涉及的开发项目基本雷同,所使用的设计方案、技术手段基本是一致的,导致毕业设计与课程设计形式雷同。
1.2毕业设计实施时间面临的问题
由于二本院校工科毕业学生面临比较严峻的就业形式,因此学校鼓励学生在第八学期离校自主实习,以应对就业压力问题。毕业设计开题时间定在第七学期,学生完成开题任务、初稿论文撰写后可离校进入工作岗位实习。离校的这段时间,学生没有时间去进行毕业设计课题的研究,通常是在第八学期毕业前一个月回校继续完成毕业设计,这样毕业设计的连续性被打断,前期所进行的课题研究在半年之后再继续,等于重头开始。后续的一个月还包括论文撰写以及答辩,学生正真用于毕业设计的时间不到半个月。从指导老师的角度看,指导工作难度增加,二本院校专业教师人数有限,人均指导学生10人左右。按10人分配教师的指导时间,指导老师针对每个学生的指导时间为1.5天。实际上指导老师除指导毕业设计任务外,还承担着教学、实验、科研等其他任务,学生不可能都得到老师的悉心指导,这也是造成毕业设计质量下降的一个重要方面。
1.3毕业设计论文撰写存在的问题
工科学生普遍在论文写作方面的问题体现在对科技论文的写作规范不了解,二本院校并未开设毕业设计论文写作指导等课程,素质教育课的开设在这方面做了一定的补充,但并非所有学生都会选修这方面的课程。工科论文写作尤其强调用测试数据及结果对课题进行论证,课题实施都需要经过调研、设计、实现、测试及结论分析等过程。论文写作需要对该过程进行完整叙述,强调论文结构的逻辑性以及叙述的严谨性。由于前期的课题实践工作受到时间等方面的限制,学生在撰写论文时手里并没有掌握完整的测试数据,就无从进行数据分析;所撰写论文从整体结构到叙述方式等都存在很多问题。综上所述,目前二本院校工科专业的毕业设计教学实践环节从选题到论文撰写都存在系列问题,导致毕业设计的质量下滑,严重影响了高校培养专业人才的质量。针对以上问题,笔者进行了较为严密的实情研究,并提出以下可行的解决对策,以供参考。
2二本院校工科专业本科毕业设计面临问题的应对措施
2.1选题问题的应对措施
由于工科毕业设计的选题来源具有多样性,选题应从学生实际出发,采用学生选题,教师根据学生的选题方向来选择学生,后续可对学生的选题从深度广度等方面进行修改。这种选题方式充分考虑学生的知识结构,给予其选题的自由度,减轻在毕业设计专业知识适应方面的难度。教师也更容易从专业的角度进行指导,有效避免教师定题,学生无法适应的尴尬状况。课题实施过程师生的适应程度更高。
2.2毕业设计实施时间问题的应对措施
毕业设计的实施时间如前所述存在课题实施不连贯、时间紧张等一系列问题。在当前的社会环境和就业压力的现状下,可将毕业设计的选题及开题时间调整到大三学年,也就是第五或第六学期。这一时期,学生完成了主要的专业基础课程的学习后,对专业学科所涉及的基础理论体系以有大体了解,通过研读专业方向文献、与专业课教师讨论等方式,对自己感兴趣的领域进行尝试性的课题研究。该模式对学生来说需要有一定的文献阅读量,也需要对课题有自己独特的认识;尽管一些专业课程还未开设,学生的知识体系尚未完善,但结合课题研究的方向性可为学生提供未来学习的动力,可使学生专业课程的学习目的性更明确,主动性更强。从时间方面考虑,毕业设计选题及开题时间提前了一年,可有效缓解学生在毕业季所面临的就业压力而导致的心理压力,毕业设计的实施可更从容的实施。
2.3毕业设计论文撰写问题的应对措施
论文的撰写必须密切联系实际,针对课题进行项目开展方案、流程的设计,并对项目结果进行测试及分析,促使学生以实践数据为支撑来完成毕业设计。毕业设计论文则是对整个项目实施的内容、过程、结果进行条理性阐述的文字体现。在整个项目开展过程中,文献阅读、实验测试、论文撰写等步骤环环相扣,密切相关,缺一不可。笔者将整个毕业设计实施及论文撰写的过程通过图1所示的流程图进行展示。通过图1所示流程图,对毕业设计的整体流程进行了展示,该流程是以学生为主体的运行模式。要求学生在开展毕业设计时应将毕业设计的实践过程与论文撰写过程相结合,二者缺一不可,不能分离实施。本科毕业设计是目前以及未来相当长一段时期,高校实施实践教学的一种重要手段,在本科人才培养过程中起到重要作用。通过对二本院校工科专业目前毕业设计过程中的主要问题进行尝试性改革,是将本科实践教学与高教发展趋势相结合的一种教学模式改革尝试。仅以本文提出的一些问题作出相应的应对措施分析,希望对当前高校教学改革提出一种可供参考的改进方法。
一、国内外高职工科毕业设计现状
(一)德国毕业设计教学模式值得我们国内高职院校学习的是德国应用科技大学,它的教育模式与高职比较相似,它以实践为导向,特别强调学生在企业实践能力的培养。毕业设计主要以校企合作的方式为主,通常德国应用科技大学不为学生指定毕业设计题目,学生必须自己到企业寻找毕业设计课题。学生可以从多种渠道选择自己感兴趣的题目,如规模大一点的企业利用学生做毕业设计的学期在自己的网站或报纸杂志上贴出课题信息,这些课题来自于企业还没有解决的实际问题,需要时间相对充足的学生来完成。学生提出申请后由企业选择是否录取。规模比较小的企业通常直接与应用科技大学联系,由校内相关部门发布企业需求信息和课题内容,学生可以有效地建立与企业的直接联系,既方便学生找到适合的毕业设计课题,也帮助小企业解决燃眉之急。德国应用科技大学校企合作指导毕业设计就业优势明显,大多数学生通过一个学期在企业做毕业设计后,可以非常自如地开展工作,毕业设计单位往往也就成了毕业生的工作单位。德国的这种毕业设计模式与德国的国情和传统的教育模式———校企紧密合作有关,国内校企合作做得好的专业可以借鉴。
(二)台湾毕业设计教学模式20世纪90年代中期以来,台湾技职院校着力提升学生创新能力,在学制、课程、教材与教法等领域进行了一系列变革,推行专题制作。专题制作是为高年级学生开设的以研究为主的必修课,学生可依职业发展需要或个人兴趣选取一个课题进行实务制作或撰写研究论文。台湾技职院校的专题制作就相当于大陆高校的毕业设计(论文)。专题制作课程的实施流程大致包括如下环节:分组,确定指导老师与专题题目,专题分工及拟订计划,计划审核,专题制作,专题发表。专题制作课程具有以下五大特色:
(1)提升研究和实务操作能力;
(2)一组一题,分组指导;
(3)团队合作,分工协作;
(4)小班化教学,师生互动;
(5)重视系统的研究方法教学。
目前大陆高职专升本(比如北京联合大学)教育中有借鉴其做法,河北大学谷冠鹏等提出专题制作课程对于国内高校改革和完善本科生毕业设计(论文)制度具有重要的借鉴作用。福建信息职业技术学院软件工程系借鉴台湾朝阳科技大学资讯学院“实务专题”教学的成功做法,各专业将“实务专题”纳入了必修课程。厦门城市职业学院的罗薇薇在《浅谈台湾技职教育对内地高职教育的.启发》中也提到可以效仿台湾技职院校“专题制作”的做法,把学生的毕业实习与“专题制作”结合起来。内地的高职院校某些专业的毕业实习环节流于形式,没有真正发挥实习平台的作用,学校应加强监督和引导,让学生积极参与到校外实习基地的合作项目中,在校内教师和校外专家的共同指导下完成相关专题的制作。
二、高职工科毕业设计的改革探讨
了解了德国毕业设计教学模式和台湾的专题制作后,我们一定会感受到他们的做法才是实在为提高学生的各种能力的毕业设计,而我们只是表面觉得他们的专题制作搞得非常好,真正能培养学生的各方面能力,达到企业的求才标准。国内高职院校毕业设计应借鉴其优秀做法,再结合大陆高职院校本身的特点,制定出更加符合高职院校毕业设计的培养方案。德国应用科技大学的毕业设计教学模式强调校企合作,学生通过在企业实践中完成毕业设计,提高了学生的社会实践能力。台湾专题制作强调实务操作,提高了学生的动手能力和团队合作能力。借鉴德国毕业设计教学模式和台湾技职教育专业制作模式,再结合我国大陆高职院校本身的特点,探讨高职工科毕业设计的改革。
(一)毕业设计的时间安排高职工科毕业设计时间应安排在学生学完专业主课后,一般安排在大二结束,大三学年,但是为能掌握学生的动向,可让学生毕业设计在校内2~3个月完成,如果在企业找到项目作为毕业设计的,可安排在企业完成,视具体情况而定。
(二)工科毕业设计应注重研究方法的传授工科学生应在毕业设计前开设研究方法之类的一些课程,比如“统计学”、“逻辑导论”、“资料处理与分析”、“研究方法”等,培养学生的基本研究能力,保证毕业设计的顺利开展。
(三)工科毕业设计应注重设计过程,实物可展示工科毕业设计应侧重实际动手制作实物、模拟仿真或完成电脑软件编程等,学生三人一组以团队合作形式共同完成。这样,学生既可相互讨论又可分工合作,学生的参与积极性提高。在答辩前,学生的作品通过展板、实物、录像或照片等提前展示出来,让评委老师提前了解该组学生的专题内容,既形象具体,又相互比较,一目了然。
(四)工科毕业设计的形式可多样化高职工科学生理论和写作水平相对较差,很难写出一篇高质量的论文。另外,企业对学生的写作一般也没有太高要求,而比较注重学生的查阅资料、分析问题、解决问题、团队合作以及撰写报告等能力。工科学生每年有很多国家竞赛、省市级竞赛,基本都要求以团队形式参加,比如大学生电子设计竞赛,这些题目都是综合性的题目,在3天内设计出题目要求的功能,完成实物的制作并撰写报告和制作PPT答辩,这类竞赛可以当作毕业设计,甚至可以把历年的题目布置给学生当毕业设计。另外,教师的简单科研项目或者子项目可以当作学生的毕业设计,学生在企业顶岗实习的项目也可以当毕业设计来做。
(五)邀请企业导师指导学生毕业设计为了更紧密地与企业合作,培养与企业接轨的大学生,毕业设计可由企业安排来完成。可根据学生所在企业的岗位安排,给学生分配毕业设计,比如做工艺的,可布置工艺方面的毕业设计,这样工作和毕业设计就可以相互结合,做到两不误了。让企业导师作为学生的毕业设计指导老师,让企业导师提前挑选和培训员工,为学生提前就业打下基础。
三、宁职院电子专业毕业设计教学模式改革实践及成效
宁波职业技术学院应用电子技术专业在改革毕业设计前,毕业设计操作方式跟传统的本科院校没啥区别,也是撰写一篇论文。最大的不同是学校购买了顶岗实习平台软件,学生通过此平台撰写顶岗实习周记、实习报告、开题报告、毕业设计等,教师通过平台批阅,便于资料保存,也便于统计和查看。但是这样的改变不能使学生的综合能力真正得到提高。课题组成员通过和企业代表研讨后,对电子专业毕业设计做了以下几个方面的改革,并已取得了初步的成效。
(一)借鉴台湾技职院校专业制作模式借鉴台湾技职院校专业制作模式,打破常规毕业论文模式,采用“实物制作+答辩”取代传统的毕业论文写作。学生以3人一组的形式组队,并且每组都应分配均匀,每组都应有擅长硬件设计、软件设计和调试的学生,他们之间需相互分工合作。教师给学生分配毕业设计题目和完成的要求,可参考历年的大学生电子设计竞赛题目或技能大赛题目等,学生可把毕业设计可当作一个项目去完成,根据题目要求完成硬件设计、软件设计、实物制作、功能调试以及最后制作PPT进行答辩,最后的成绩由学生之间互评和教师评分组成。在毕业设计答辩前,所有学生的作品都将提前展出,学生有了相互比较的平台,学生之间互评。最后再经过学生PPT答辩,教师根据学生实物制作和答辩的情况对学生进行评价。
(二)借鉴德国应用科技大学毕业设计模式借鉴德国应用科技大学毕业设计模式,加强校企合作,鼓励企业将简单的项目给学生作为毕业设计;鼓励教师将简单的企业横向课题给学生作为毕业设计;鼓励学生在顶岗实习期间把企业的项目作为毕业设计。企业项目一般有时间的要求,如果学生没有足够的能力和经验的话,一般是无法完成的。对于这一点,我们对学生尽量用企业的要求去要求学生,如果学生确实无法完成,则可在毕业设计规定的时间完成即可。对于企业项目,我们专业好几门课程都采用企业项目化教学,比如《电子产品分析与制作》、《单片机电子产品设计》等课程,让学生体验真实的企业项目,有利于学生更容易适应企业氛围,这样,学生在企业顶岗实习做项目也更得心应手。学生所做的项目可作为毕业设计,指导老师可由企业的工程师担任。
(三)宁职院电子专业毕业设计改革成效经过一个学期的调研和商讨,宁波职业技术学院应用电子技术专业毕业设计方案已开始实施。大二(下)学期末,根据学生的擅长和个性,经学生自愿组合,教师调配,学生团队已进行了分组,然后教师对每组进行了任务分配。在企业顶岗实习期间,如果学生做企业项目的可提出申请改用企业的项目作为毕业设计,也可以换团队学生或独自一人一个项目,这样省去学生既在企业实习又要完成毕业设计的困惑,企业项目代替毕业设计减轻了学生的负担。经过一年的改革,已有了初步的成效。以前学生在顶岗实习期间从事专业项目的比较少,现在多了许多。学生的毕业设计是完成一个项目,并做出实物,所以,学生的设计能力和动手能力明显比以前提高了许多,学生的团队合作能力也得到了提高。最后,作品通过实物和展板(作品简介)展出,让更多的师生了解电子专业学生毕业设计作品,在展示现场师生还可对感兴趣的作品进行问答交流。多数作品得到了师生的肯定,增强了学生的自信心和成就感。
现代的工科,是指研究工科的科学。是指如机械、建筑、水利、汽车等研究应用技术和工艺的学问。工科论文包含以下方面:工科学术论文是学术论文的一种。工科学术论文是以自然规律为研究对象的理论文章,工科学术论文的一般格局是(一)题目。题目是论文的窗户,它应是论文内容的高度概括。好的论文题目能大体反映出作者研究的方向、成果、内容、意义。题目引用语要确切、简洁、精炼、通俗和新颖。确定题目时,题目要专一,开掘要透,道理要深,立意要新。(二)内容提要。就是将文章的主要内容简要地概括出来,使读者了解论文概貌,以确定其有无阅读价值。提要以二三百字为宜,不要过长。一般较短的论文(三千字以下)可不写提要。(三)绪论(引论、引言、前言、序言)。概述研究该课题的动机,目的、意义和主要方法,指出前人或旁人做了哪些工作,进展到何种程度,哪些尚未解决,说明自己研究这个问题的主要成果和贡献。这部分占比例要小,起简介作用。文字要简洁、明确、具体,使人看到绪论,就知道本文的基本价值。(四)本论(正文)。这部分占论文的绝大部分篇幅,具有极其重要的地位,是作者表达研究成果的部分。这部分的关键在于论证,即证明作者所提出的论题。这里包括课题的提出,对解决问题的设想、研究过程(研究中出现的问题及解决问题的方法。手段、主要数据)、研究结果等。写这部分要注意理论的运用和逻辑推理,注意段与段之间的过渡衔接,注意主次,抓住本质。如果内容多,可加小标题。也可使用由大到小的不同序码。(五)结论。是整个研究的结晶,是论证得到的结果,即对本论进行分析、比较、归纳、综合、概括而得出的结论,审视整个课题的答案。写结论时,措词要严谨,逻辑要严密,文字要简明具体,使读者看到作者的独到见解。不得使用“大概”、“可能”之类含混不清的字眼。不能得出明确结论时,要说明有待进一步探讨。(六)参考文献。在文章的最后注明写作论文时所参考的文献;引用别人原话或原文时还需注明出处,以便查找。这样做反映作者科学态度和求实精神,表示作者对他人成果的尊重。也反映了作者对本课题的历史和现状研究的程度,便于读者了解该领域的研究情况、评价论文的水平和结论的可信度。工科论文的写作指导包括以下几个方面:(一)主题的写法硕工科论文只能有一个主题(不能是几块工作拼凑在一起),这个主题要具体到问题的基层(即此问题基本再也无法向更低的层次细分为子问题),而不是问题所属的领域,更不是问题所在的学科,换言之,研究的主题切忌过大。因为涉及的问题范围太广,很难在一本硕士学位论文中完全研究透彻。通常,硕士学位论文应针对某学科领域中的一个具体问题展开深入的研究,并得出有价值的研究结论。工科论文是学术作品,因此其表述要严谨简明,重点突出,专业常识应简写或不写,做到层次分明、数据可靠、文字凝练、说明透彻、推理严谨、立论正确,避免使用文学性质的或带感情色彩的非学术性语言。论文中如出现一个非通用性的新名词、新术语或新概念,需随即解释清楚。(二)题目的写法工科论文题目应简明扼要地反映论文工作的主要内容,切忌笼统。由于别人要通过你论文题目中的关键词来检索你的论文,所以用语精确是非常重要的。论文题目应该是对研究对象的精确具体的描述,这种描述一般要在一定程度上体现研究结论,因此,我们的论文题目不仅应告诉读者这本论文研究了什么问题,更要告诉读者这个研究得出的结论。例如:“在事实与虚构之间:梅乐、卡彭特、沃尔夫的新闻观”就比“三个美国作家的新闻观研究”更专业更准确。(三)摘要的写法工科论文的摘要,是对工科论文研究内容的高度概括,其他人会根据摘要检索一篇硕士学位论文,因此摘要应包括:对问题及研究目的的描述、对使用的方法和研究过程进行的简要介绍、对研究结论的简要概括等内容。摘要应具有独立性、自明性,应是一篇完整的论文。通过阅读论文摘要,读者应该能够对论文的研究方法及结论有一个整体性的了解,因此摘要的写法应力求精确简明。论文摘要切忌写成全文的提纲,尤其要避免“第1章……;第2章……;……”这样的或类似的陈述方式。(四)引言的写法一篇工科论文的引言,大致包含如下几个部分:1、问题的提出;2、选题背景及意义;3、文献综述;4、研究方法;5、论文结构安排。1.问题的提出:讲清所研究的问题“是什么”.2.选题背景及意义:讲清为什么选择这个题目来研究,即阐述该研究对学科发展的贡献、对国计民生的理论与现实意义等。3.文献综述:对本研究主题范围内的文献进行详尽的综合述评,“述”的同时一定要有“评”,指出现有研究成果的不足,讲出自己的改进思路。4.研究方法:讲清论文所使用的科学研究方法。论文结构安排:介绍本论文的写作结构安排。5. “第2章,第3章,……,结论前的一章”的写法是论文作者的研究内容,不能将他人研究成果不加区分地掺和进来。已经在引言的文献综述部分讲过的内容,这里不需要再重复。各章之间要存在有机联系,符合逻辑顺序。(五)结论的写法结论是对工科论文主要研究结果、论点的提炼与概括,应准确、简明,完整,有条理,使人看后就能全面了解论文的意义、目的和工作内容。主要阐述自己的创造性工作及所取得的研究成果在本学术领域中的地位、作用和意义。同时,要严格区分自己取得的成果与导师及他人的科研工作成果。工科论文的写作要求:(一)题名(Title,Topic)题名又称题目或标题。题名是以最恰当、最简明的词语反映论文中最重要的特定内容的逻辑组合。论文题目是一篇论文给出的涉及论文范围与水平的第一个重要信息,也是必须考虑到有助于选定关键词不达意和编制题录、索引等二次文献可以提供检索的特定实用信息。 论文题目十分重要,必须用心斟酌选定。有人描述其重要性,用了下面的一句话:“论文题目是文章的一半”。 对论文题目的要求是:准确得体:简短精炼:外延和内涵恰如其分:醒目。(二)作者姓名和单位(Author and department)这一项属于论文署名问题。署名一是为了表明文责自负,二是记录作用的劳动成果,三是便于读者与作者的联系及文献检索(作者索引)。大致分为二种情形,即:单个作者论文和多作者论文。后者按署名顺序列为第一作者、第二作者……。重要的是坚持实事求是的态度,对研究工作与论文撰写实际贡献最大的列为第一作者,贡献次之的,列为第二作者,余类推。注明作者所在单位同样是为了便于读者与作者的联系。(三)摘要(Abstract)论文一般应有摘要,有些为了国际交流,还有外文(多用英文)摘要。它是论文内容不加注释和评论的简短陈述。其他用是不阅读论文全文即能获得必要的信息。 摘要应包含以下内容:①从事这一研究的目的和重要性;②研究的主要内容,指明完成了哪些工作;③获得的基本结论和研究成果,突出论文的新见解;④结论或结果的意义。论文摘要虽然要反映以上内容,但文字必须十分简炼,内容亦需充分概括,篇幅大小一般限制其字数不超过论文字数的5%。例如,对于6000字的一篇论文,其摘要一般不超出300字。(四)关键词(Key words)关键词属于主题词中的一类。主题词除关键词外,还包含有单元词、标题词的叙词。主题词是用来描述文献资料主题和给出检索文献资料的一种新型的情报检索语言词汇,正是由于它的出现和发展,才使得情报检索计算机化(计算机检索)成为可能。 主题词是指以概念的特性关系来区分事物,用自然语言来表达,并且具有组配功能,用以准确显示词与词之间的语义概念关系的动态性的词或词组。工科论文写作注意事项1、摘要中应排除本学科领域已成为常识的内容;切忌把应在引言中出现的内容写入摘要;一般也不要对论文内容作诠释和评论(尤其是自我评价)。2、不得简单重复题名中已有的信息。比如一篇文章的题名是《几种中国兰种子试管培养根状茎发生的研究》,摘要的开头就不要再写:“为了……,对几种中国兰种子试管培养根状茎的发生进行了研究”。3、结构严谨,表达简明,语义确切。摘要先写什么,后写什么,要按逻辑顺序来安排。句子之间要上下连贯,互相呼应。摘要慎用长句,句型应力求简单。每句话要表意明白,无空泛、笼统、含混之词,但摘要毕竟是一篇完整的短文,电报式的写法亦不足取。摘要不分段。4、用第三人称。建议采用“对……进行了研究”、“报告了……现状”、“进行了……调查”等记述方法标明一次文献的性质和文献主题,不必使用“本文”、“作者”等作为主语。5、要使用规范化的名词术语,不用非公知公用的符号和术语。新术语或尚无合适汉文术语的,可用原文或译出后加括号注明原文。6、除了实在无法变通以外,一般不用数学公式和化学结构式,不出现插图、表格。7、不用引文,除非该文献证实或否定了他人已出版的著作。8、缩略语、略称、代号,除了相邻专业的读者也能清楚理解的以外,在首次出现时必须加以说明。科技论文写作时应注意的其他事项,如采用法定计量单位、正确使用语言文字和标点符号等,也同样适用于摘要的编写。目前摘要编写中的主要问题有:要素不全,或缺目的,或缺方法;出现引文,无独立性与自明性;繁简失当。9、论文摘要之撰写通常在整篇论文将近完稿期间开始,以期能包括所有之内容。但亦可提早写作,然后视研究之进度作适当修改。有关论文摘要写作时应注意下列事项:10、整理你的材料使其能在最小的空间下提供最大的信息面。11、用简单而直接的句子。避免使用成语、俗语或不必要的技术性用语。12、请多位同僚阅读并就其简洁度与完整性提供意见。13、删除无意义的或不必要的字眼。但亦不要矫枉过正,将应有之字眼过份删除,如在英文中不应删除必要之冠词如a'' an'' the等。14、尽量少用缩写字。在英文的情况较多,量度单位则应使用标准化者。特殊缩写字使用时应另外加以定义。15、不要将在文章中未提过的数据放在摘要中。16、不要为扩充版面将不重要的叙述放入摘要中,即使摘要仅能以一两句话概括,就让维持这样吧,切勿画蛇添足。17、不要将文中之所有数据大量地列于摘要中,平均值与标准差或其它统计指标仅列其最重要的一项即可。18、不要置放图或表于摘要之中,尽量采用文字叙述。四、 参考文献格式序号、作者、书名(论文名)、出版社(期刊名)、出版时间(期刊时间)注:完成1500字的外文文献译文工科论文分类:计算机自动化 电子电信 电工电力 机械 冶金 矿业石油 化工轻工 食品工业 建筑 水利工程 交通运输 环境科学 汽车