土木工程概论论文对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就 会有飞跃式的发展。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。 钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。 从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。 建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。 为适应钢结构工程发展的需要,在牛顿力学的基础上,材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展,土木工程从经验上升成为科学,在工程实践和基础理论方面都面貌一新,从而促成了土木工程更迅速的发展。 十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。 从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。 建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段,需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展,土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌,因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。 远古时代,人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。 许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如,中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔,埃及的金字塔,希腊的巴台农神庙,罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场),以及其他许多著名的教堂、宫殿等。 产业革命以后,特别是到了20世纪,一方面社会向土木工程提出了新的需求;另一方面,社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦,核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,成为人类社会现代文明的重要组成部分。 土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期,土木工程是通过工程实践,总结成功的经验,尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始,以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来,逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学,作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。 在土木工程的发展过程中,工程实践经验常先行于理论,工程事故常显示出未能预见的新因素,触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理,在很大程度上仍然依靠实践经验。 土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究,有两个原因:一是有些客观情况过于复杂,难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如,地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化,至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践,才能揭示新的问题。例如,建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等,工程的抗风和抗震问题突出了,才能发展出这方面的新理论和技术。在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。 字数好像不到,不好意思
建议参考建筑材料相关的期刊 例如《建材世界》 我之前发表过一篇
二、发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求对于能源和耕地等资源人均占有量只有世界平均水平1/4的中国来说,国民经济和社会与资源、生态环境协调发展显得更为重要和迫切。目前我国粘土实心砖仍占墙体材料总产量的近80,能耗高、毁田、污染等问题十分严重,每个消耗22亿吨的粘土资源,制砖毁田约12万亩,耗能8200万吨标煤,同时排放大量的粉尘和二氧化碳。因此,发展机关报型建筑材料及制品关系到我国可持续发展战略的实施,同时也关系到建材工业的健康发展。随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高,人们对居住和工作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证实,它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不令要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以显著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面积,提高抗震能力,便于机械化施工和提高施工效率,而且同等情况下可以降低建筑造价。天津、成都等城市的实践证实,在同等条件下,采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近10,减轻建筑自重40以上,有效提高抗震能力。按目前年竣工城镇住宅亿平方米的10采用新材料计,每年可增加有效使用面积约2000万平方米,综合造价可降低约4-7。此外,发展新型建材对于环境保护和资源综合利用也有显著效果,以"八五"期间为例,仅发展新型墙体材料就累计节约生产能耗和建筑采暖能耗2200多万吨标煤,减少毁田约15万亩,利用工业废渣9500万吨,减少三氧化碳排放量2300万吨。作为与建筑业关联性最强,70的产品应用于建筑业的建材工业来说,发展新型建材及制品纳入到建筑设计、施工规程规范中,以推广应用新型那样工促进新型建材的发展。推广应用新型建材不仅社会效益可观,而且经济效益显著。如建筑上应用新型保温材料节能一项的费用,就远大于用新型建材顶替粘土实心砖所增加的费用。因此,发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。三、新型建材及制品发展展望按照建材工业"由大变强,靠新出强"跨世纪发展战略的要求,发展新型建材将着重在新字上做文章,促进产业结构的调整。新型建筑材料及制品产值"九五"期间以20-25左右的速度发展,到2000年产值接近1300亿元。其中乡以上独立核算企业产值800-900亿元,占建材工业总产值的20。工艺技术装备和产品质量达到国际70年代水平,骨干企业达到国际80年代初水平,先进企业达到国际同期先进水平。.1、部分新型建材产品2000年及2010年猜测(1)防水密封材料。预计到2000年,全国新型防水卷材产量达到8300万平方米,市场占有率达到20,全国城镇永久性建筑采用新型防水材料达到60。到2010年,全国新型防水卷材产量将达到亿平方米,市场占有率达到50,城镇永久性建筑采用新型防水材料将达到80。(2)保温隔热材料。预计到2000年,全国保温材料需求量为,岩(矿)棉40万吨,玻璃棉5万吨,膨胀珍珠岩30万吨,硅酸铝纤维4万吨。预计到2010年,全国保温材料需求量为:岩(矿)棉60万吨,玻璃棉10万吨,膨胀珍珠岩40万吨,硅酸铝纤维8万吨。(3)矿棉吸声板。预计到2000年,全国矿棉吸声板需求量为2000-2500万平方米。预计到2010年全国矿棉吸声板需求量为4000-5000万平方米,产品品种、质量和数量不但可以满足国内市场需要,而且将有部分产品出口。(4)装饰石膏板。预计到2000年,全国装饰石膏板需求量为700万平方米。预计到2010年,全国装饰石膏板需求量为1400万平方米。石膏板2000年需求量约8000万平方米左右。(5)建筑涂料。预计到2000年,全国建筑涂料需求量为100万吨,中、高档建筑涂料将占较大比例。预计到2010年,全国建筑涂料需求量将达到160万吨。(6)塑料异型材和门窗。预计到2000年,全国塑料异型材需求量为20万吨,可组成1000万平方米塑料门窗。预计到2010年,全国塑料异型需求量为50-60万吨,可组成塑料门窗2500-3000万平方米。(7)塑料地板。预计到2000年,全国塑料地板需求量为8000万平方米。预计到2010年,全国塑料地板需求量将达到-2亿平方米。届时,各种塑料地板(包括弹性卷材地板、半硬质塑料地板、柔性卷材地板)和各种功能地板)抗静电、防腐蚀、防火、保健)的品种、档次将有显著的提高,可基本满足不同层次的需求。(8)塑料管道。预计到2000年,全国塑料管道需求量为40万吨(其中33万吨为排水管、7万吨为给水管),塑料管材与管件不配套问题基本可解决。预计到2010年,全国塑料管道需求量将达到100万吨,其品种包括塑料给水管、电线导管、冷热水管、燃气管等。(9)壁纸、墙布。预计到2000年,全国壁纸、墙布的需求量为-3亿平方米。胶印壁纸、全天然壁布、水墨印崦及其他功能的壁纸将进一步发展,可基本满足高级宾馆、饭店的需要。预计到2010年,全国壁纸壁布需求量将达到4亿平方米以上,并有部分出口。(10)化纤地毯。预计到2000年,全国化纤地毯需求量为1200万平方米,预计到2010年,全国化纤地毯需求量将达到5000-8000万平方米,品种基本可配套,可满足不同要求的建筑物对抗静电、阴燃、防毒、防沾污、耐磨等功能的要求。2、"十五"期间新型建材行业发展重点新型建材将成为中国第十个五个计划期间(2001-2005年重点发展行业。新型墙体材料占墙材总量的比例将由"九五"末期的28增长至35。重点是建设上档次、不水平、规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖;混凝土砌块重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块,重点发展机械化(挤压式)生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材,并配合建设部门推广应用轻钢结构体系,发展各种装配式条板。积极推广UPVC塑料管及其它新型塑料管。全国新建住宅室内排水管80、穿线管90。外墙雨水管50采用塑料管,基本淘汰铸铁管,约需各种管材管件16万吨左右;室内上水管和供暖管分别有30和20采用柔性塑料管;城市供水管道50;村镇供水管道80采用塑料管,下水管道15使用塑料管,共需UPVC管道20万吨左右。新型防水材料重点发展SRS、APP、APO改性沥青油毡,工程应用量将达到防水材料市场的55以上,用量约7000万平方米,逐步淘汰纸胎油毡防水材料。高分子防水卷材工程应用量将达到20,用量约5000万平方米,防水涂料工程应用量达7,年用量约6万吨,特种机关报型防水材料应用量将占防水材料应用量的80以上。新型保温材料产量将达到70-80万吨(不包括膨胀珍珠岩)。重点是加强各咱保温材料在建筑上的应用,使新型保温隔热材料在建筑中应用量占当年应用量比例达到35。建筑装饰材料重点发展丙烯酸类乳胶、高档发内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路产品,朝着功能化、高档化、无化害化方向发展,做到新奇、美观、实用、方便,使装饰装修材料产值达到2000亿元,其工程产值约4000亿元。四、对策与建议1、确定新型建材及制品发展的主导产品,加强结构调整的导向工作。新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的,大力发展各种轻质板材和砼砌块,开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封材料;保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品;装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品;门窗重点发展塑料门窗,并注重解决好款式新奇、功能各异的设计和高档五金件的开发配套;上下水管道重点发展UPVC塑料管材件,并解决好管材与管件的配套问题。无机非金属新材料重点发展建筑、石油化工、电子、汽车等支柱产业所需的各类玻璃钢和制品,以及农渔业等行业所需的玻璃钢渔船、风力发电叶片等产品,不断提高集约化程度和产业化水平。2、加大科研开发的力度,提高技术装备水平。结合不同地区、不同建筑类型,以新型墙体材料为重点,瞄准有市场前景的新产品、新技术,在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上,研究开发适合我国国情的新工艺、新技术和新装备。重点围绕尽可能少用天然资源,降低能耗并大量使用总收入弃物作原料;尽量采用不污染环境的生产技术;尽量做到产品不仅不损害人体健康,而应有利人体健康;加强多功能、社会效益好的产品开发。力争在下世纪30年代从总体上赶上中等发达国家同时代水平,在2015年部分有条件的产业率先实现现代化。近期应加强中高档外墙涂料的研制和开发,注重承重的复合墙体材料、保温材料在建筑上的应用研究,促进厨房卫生间产品的系列化、配套化开发,另外还应加强功能建材和绿色建材的研究和开发,优化产品结构。3、加强产品在工程技术应用的研究,加快新型建材及制品的应用步伐。建材主管部门和建筑业主管部门,要加强合作,尽快制定、落实新型建材纳入建筑应用于的规程和治理办法,切实解决新型建筑材料发展过程中科研、生产、建筑设计、施工等各个环节的具体问题;研究适合新型建材及制品应用的设计规程和施工工艺;编制、修订有关新型建材及制品的市府、生产、施工规范、规程及施工通用图集;颁布比较成熟的机关报型建材及制品设计、应用、推广产品目录,部分产品可考虑实行生产许可证等。力争在工作到一定程度时以几个部门联合下文的方式予以法定化。4、统筹规划、合理布局,形成一批新型建材及制品的生产基地和在型企业集团,按十五大提出的"抓大放小"和组建"大企业集团"的精神,结合各地的实际情况,选择一批有基础的城市和有实力的新型建材及制品生产企业集团和基地进行重点发展,使之形成生产规模大、配套能力台的大型新型建材及制品企业集团和生产基地。结合住宅产业化试点工作,抓好北京、上海、天津等一批城市发展新型建材及制品,使之形成各具特色,具有自己的主导产品和合理的产品结构、有一定规模和配套能力的新材料基地,对全国其他大中城市起到示范作用。 结 束 语 随着我国科学技术的飞速发展,可持续发展战略思想深入人心,建筑节能技术发展空间广阔,对新的节能材料的开发与应用势必成为今后研究的焦点,通过建筑节能新材料应用研究最终达到节省消耗,节约能源的目的。
随着建筑工程的发展,建筑工程材料也变得越来越重要,建筑项目的完成质量往往取决于建筑材料质量的好坏。下文是我为大家搜集整理的关于建筑材料论文2000字的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析建筑材料检测的相关技术
1、建筑材料的分类与检验项目
房屋建筑材料根据其在建筑物中的部位或使用性能,大体上分为三大类,即建筑结构材料(建筑物受力构件和结构所用的材料)、墙体材料(建筑物内、外及隔墙所用的材料)、建筑功能材料(承担某建筑功能的非承重用的材料)。施工现场所用的建筑材料品种繁多,进场检测、试验材料项目要服从国家、行业及当地建设主管部门(或所属有关部门)的规定,并服从《省建筑工程竣工技术档案编制办法》。
例如配制混凝土用的水泥,需按批检验其安定性、 强度、凝结时间和细度;混凝土用粗骨料按常规进行颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等检验项目,如若用于≥C35的混凝土须做压碎指标,新采用的质地疏松的骨料还应做坚固性试验,活性骨料做活性试验等。对于合成高分子防水材料,按―2000《高分子防水材料――第一部分片材》,应按批检验其物理性能,例如断裂拉伸强度、胶断伸长率、不透水性和低温弯折。材料检测试验项目的确定应以确保工程质量为前提,只检验其原始合格证明而不按规定抽样试验,或虽抽样试验但检测项目不全,都是不符合要求的。
2、取样的数量和方法
取样要有代表性,一般是以一批材料不同部位随机抽取规定数量的样品(钢材是从规定部位截取),即不仅取样数量要正确,而且取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性,数量过少、取样部位及方法的偏差,都会使试验误差增大,甚至会得出相反的结果。但是,在实际检测中经常会出现取样不具有代表性、取样的数量不够、取样方法不正确等问题。例如袋装水泥要从该批不少于20袋水泥中任取等量样品,总质量至少12kg。
在实际工作中,多次遇到送检人员一次性提取半袋或整袋水泥作为样品,经检测水泥强度值不符合标准要求的情况,后经现场按标准要求取样后复试,试验结果则完全符合国家标准;又如送检钢筋焊接试件时,有的是用工地的废钢筋头作为模拟试件或者取样方法不正确;再如钢筋气压焊焊件按标准应送检6根,3根做拉伸试验,3根做弯曲试验,而有的只送检3根试件,这样即使3根试件的拉伸试验结果全部合格,仍无法判定该批试件是否合格。
3、常用建筑材料检测技术要点分析
在建筑材料质量控制的实践中,我们深刻地体会到,工程材料的质量监控要采取施工单位自检和监理单位平行检测、跟踪检测、见证取样相结合的办法,检测和试验相结合,完善“企业自检、社会监理、政府监督” 的质量保证体系,牢固树立“百年大计、质量第一” 的方针。 现总结几种建筑材料的检测取样试验方法。
钢筋的检测
钢筋进场时,应按照现行国家标准《钢筋砼用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件作力学性能检验,其质量必须符合有关标准规定。1)取样时,从任一钢筋端头,截取500mm2~1000mm的钢筋,再进行取样。2)冷拉钢筋:应进行分批验收,每批重量不大于20t的同等级、 同直径的冷拉钢筋为一个检验批。3)钢筋焊接。钢筋焊接在建筑施工中一般分为:闪光对焊、电阻点焊、电弧焊、电渣压力焊、预埋件T型接头埋弧压力焊、钢筋气压焊。
(1)闪光对焊:其机械性能试验包括拉伸试验和弯曲试验,拉伸试件长度一般≥500mm(500mm~650mm),冷弯试件长度一般250mm(250mm~350mm)。
(2)电阻点焊:热轧钢筋点焊做抗剪试验,试件长度一般≥600mm;拔低碳钢丝焊点,除作抗剪试验外,还应对较小钢丝做拉伸试验,试件长度一般≥500mm(500mm~650mm)。
(3)电弧焊与电渣压力焊:在现场安装条件下都做拉伸试验,试件长度一般≥500mm(500mm~650mm)。
水泥、砂石的检测
砂石、水泥、外加剂是建筑工程中最基本的、也是用量最大的建筑材料,以往建筑工程在对这些产品检验时,只是检验产品的强度和一些与强度有关的常规性技术指标。而如今对砂、石和水泥甚至包括回填上都要进行放射性的检测。
水泥进场验收:水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查,并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验,其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时,应进行复验,并按复验结果使用。?
砂石取样方法:在料堆水取样时,取样部位应均匀分布。在料堆的顶部、中部、底部各均匀分布的5个不同部位取得,组成一组样品,砂子在各部位抽取大致相等的8份,石子在各部位抽取大致相等的15份。砂石、水泥送检的同时,进行砼配合比、砂浆配比的检验工作,一般是与砂石、水泥检验报告同期出示。在第一次使用配合比搅拌砼或砌筑砂浆时,应至少留置一组标准标养试件(标养条件:温度为20±30℃,相对湿度为90%,试件间距为10mm~20mm)作为验证配合比的依据。同时,根据砂浆配比,对所搅拌的砌筑砂浆用砂的粒径、水泥用量、搅拌时间、砂浆和易性等进行检验试验。
砼工程
结构混凝土的强度等级必须符合设计要求,用于检查结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土的浇筑地点随机抽取,应及时检查施工记录及试件强度实验报告。对有抗渗要求的混凝土结构,其混凝土试件应在浇筑地点随机取样 ,抗渗试验报告也应随时检查以保障施工质量。
检测时环境温度与湿度的控制温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响,故在标准中对材料养护、测试时的环境条件有明确的规定,必须严格遵守。如GB/T17671―1999《水泥胶砂强度检验方法》规定,试体成型时的环境温度应稳定保持在20℃±2℃,相对湿度应>50%;试体拆模前的养护温度为20℃±1℃,相对湿度应>90%;试体在水中养护的温度控制在200C±10C。又如弹性体改性沥青防水卷材(SBS)等防水材料,其性能对环境温度较为敏感,进行拉伸试验时要求室温控制在23℃±2℃。
4、结束语
随着我国建筑行业的发展飞速,人们越来越关注建筑材料的质量。建筑材料作为构建建筑工程的基础,其质量好坏对建筑工程的安全性造成直接的影响。在施工之前,一定要高度重视建筑材料的检测工作,严格执行质量标准,并不断地总结经验教训,不断提高实际操作水平,保证检测结果的准确性,从中确保建筑材料的质量和工程的使用安全。
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随着我国建筑工业的快速发展,越来越多的建筑材料被应用到建筑工程的施工中。下文是我为大家蒐集整理的关于的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析建筑材料中废旧高分子材料回收及应用
1.我国废旧高分子材料回收的现状
对废旧高分子材料进行处理可谓是一把双刃剑,运用得好能够节约资源,保护环境,如果没能够处理好,就会给我们的生产生活带来一定的负面影响,甚至还会是出现毒有害现象。将废旧材料应用到建筑建设当中,既可以进一步降低高分子材料给我们的生产生活带来的影响,还可以为建筑工程提供更多更好的建筑材料的来源。随着科学技术的发展、社会的进步,会有更多新型的高分子材料问世,从而提高整个建筑行业的经济效益,实现环境效益、社会效益、环境效益的有机统一。我国处理废弃的高分子材料的技术还相对比较落后,绝大部分处理方法也只是简简单单的再生及复合再生。
在这种情况下,大批量的废弃高分子材料就会被当成垃圾,随意丢弃,大量的废旧高分子材料给我们的日常生活带来了极大的影响,严重污染了我们的环境,例如:分散在土壤中塑料地膜,很容易导致土质板结,不利于农作物对氧、空气、水分、光的吸收;地面上飞散的薄膜碎片也容易导致相关建筑引起火灾;再降解的过程中,部分废旧高分子材料会释放对人们身体健康非常有害的毒素。现阶段,我们迫切需要处理好这些废旧的塑料、纤维、橡胶等问题。
2.废旧高分子材料在建筑材料中的应用
当今的世界是一个充满高分子材料的世界,我们在一方面享受高分子材料给我们的生产生活带来极大的便利的同时,还要考虑废旧高分子的处理问题。处理废旧高分子材料有益也有弊,废旧材料处理得好,则有利于降低高分子材料给我们带来的危害,不仅如此,还能够帮助我们降低生产生活成本;如果处理不好,就会危害环境,给我们的身体健康造成损害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料,能够有效解决废旧材料无法处理的难题,一方面可以降低废旧高分子材料的危害,另一方为工程建设提供了一条新的建筑来源。随着科学技术的进一步发展,新型材料将会一项接着一项的问世,最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。首先,废旧高分子材料在建筑当中可以当做墙体材料来应用。随着我国相关使用粘土砖禁令的进一步公布,我国建筑工程行业已经开始进一步加强了新型墙体材料的开发和应用,因此,回收废旧高分子材料具有非常重要的意义,极大的支援了墙体材料的进一步创新。
现阶段,新墙体材料的相关技术已经日益成熟,并逐步应用到生产实际当中,与我们的生产生活密不可分,具体来说,主要包括以下几个方面:一是将塑料同玻璃有机结合成在一起形成的样品砖。现阶段,我国已经研制出了将玻璃和塑料复合而成的样品砖,这种样品砖并得到了极大的应用。二是金属橡胶混凝土。金属橡胶混凝土材料的效能较强,有利于解决混凝土的各种结构问题,例如我们通常见到的隔音差以及抗震效能不够等。三是聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。这种砌块的规模通常比较小,且具有很强的隔音效果以及抗压强度较高,属于高质量的、质量较轻的墙体材料。在实际工作过程中,砌块的聚苯乙烯泡沫塑料外部包裹的水泥浆层起着重要的骨架作用,因此,基本上泡沫塑料不受外力的作用。四是利用粉煤灰和废旧塑料制作成的建筑用瓦,这种瓦的研制,一方面能够极大的降低成本,另一方面还可以消除白色污染。五是充分利用废泡沫材料制作新型的保温砖,这种保温砖具有防火效能好、造价低廉等特点。
其次,废旧高分子材料在建筑装饰材料中的应用。每一个建筑材料中都不能缺少建筑材料,如果建筑当中缺乏装饰材料则会极大的影响我们日常的生产和生活,甚至还会对人们的身体健康带来极大的影响,更有甚至,还会引发重大的疾病。因此,我们可以将废旧高分子材料应用到建筑装饰材料中,一方面能够降低整个建筑的建设成本,另一方面还提高了安全效能,减少了环境污染,可以说是一举多得。
具体来说,可以进行以下几个方面的运作:
一是,充分利用废旧塑料来生产建筑装饰板材。现阶段,我国相关部门已经对这方面给予了研究,取得了一定的成绩。该技术的主要原理在于是用色素新增剂、废旧塑料、增强剂等原料,以重量为基本单位,现将废旧塑料清洗干净,将其晒干后,进行融化成为细颗粒,再次融化的同时,新增增强剂以及色素新增剂,并将其冷却成为我们需要的形状,在此基础上,涂上鲜艳的色彩,将其制作成成品。
二是,利用废旧高分子材料制作组织燃烧的一种废旧材料。根据相关报道,通过在一些废旧塑料和锯粉末中加入一定新增剂的方式,可以制作有效阻止燃烧的一种建筑装饰材料。经过试验证实,这种材料的阻燃性非常强,因此,完全可以应用到建筑当中,一方面能够为建筑装饰建材提供更多的种类,另一方面还能够保护环境,为美化环境做贡献。再次,废旧高分子材料在其他建筑材料当中的应用。近些年来,废旧高分子材料逐步应用到建筑材料中得到了广泛的应用。
具体来说,包括以下几个方面:一是废旧聚苯乙烯泡沫塑料和粉煤灰共同制造的防水材料。以普通矽胶为材料,新增少量防腐剂,从而形成质量良好的保温防水材料,该材料能够将防水和保温隔热有机的融为一体,该保温防水材料的强度较高、密度相对较低、保温隔热效能极好,可以说,是一个非常理想的屋面保温材料。二是,利用废聚烃类树脂生产塑料地板,现阶段,我国已经研究出该项产品,并取得了极大的成功。在世界塑料家族中,“PVC”的产量相对较高,制品也比废品相对较多。
由于“PVC”是一种含卤物质,因此,想要回收该材料受到很多因素的限制,运用这项技术能够生产出很多建筑材料产品,我们常见的有用废农膜、碳酸钙、润滑剂、稳定剂、色浆适量,经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。总而言之,废旧高分子材料在建筑当中的应用,一方面降低了建筑的建设成本,另一方面还保护了环境,可以说是,一举多得。近些年来,我国对该方面的研究,也取得了一定的成效,并获得了极大的成功。
3.结语
随着我国社会的发展,废旧高分子材料的应用范围越来越广,这些废旧材料应用到建筑当中已经成为了大势所趋。正因如此,我们应当予以高度的重视。在日常的生活和工作中,进一步加强该项工作的研究,相关部门应当进一步加大资金投入力度,组织科研人员进行研究,为建设资源节约型、环境保护型社会努力。
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随着社会经济的不断发展,我国的建筑行业得到了飞速的发展,在不断的发展过程当中需要对建筑材料的质量进行严格的把控。下文是我为大家搜集整理的关于建筑材料论文3000字的内容,欢迎大家阅读参考!
浅谈建筑材料质量检测中存在的问题及其对策
摘要:作为建筑工程的基础,材料的质量直接决定着建筑的安全性和耐久性,也是建筑用户人身财产安全的重要保障。因此相关部门必须充分重视材料质量的检测工作,杜绝由于在建筑施工中使用劣质建材而造成的“豆腐渣工程”。本文从建筑材料质量检测的必要性出发,结合笔者的实际经验,分析了目前建筑材料质量检测中存在的问题,并对提高建筑材料质量检测水平提出了具体的对策措施。
关键词:建筑材料; 质量检测; 问题; 对策
1.建筑材料质量检测的必要性
随着我国经济建设的持续快速发展,建筑工程的设计和施工水平已经取得了长足的进步,为我国各项建设事业中经济价值与社会价值的实现提供了必要的技术支持。而作为建筑工程的基础,建筑材料是指用于建筑工程建设中所有材料的总称,主要包括建筑主体施工材料和装饰装修材料两类。这些材料的质量直接决定着建筑的安全性和耐久性,也是建筑用户人身财产安全的重要保障。然而,从统计数据来看,目前不法单位和个人在建筑施工中使用劣质建材,建造出的“豆腐渣工程”的案例在全国范围内仍时有发生,严重不利于我国建设事业的稳定发展。在这一背景下,建筑材料的质量检测就成为了保障建筑工程质量的关键环节,必须引起相关单位的高度重视。
2.当前不同建筑材料质量检测中存在的具体问题
目前建材检测中存在的质量问题主要源于检测工作者对我国现行的试验标准与检测规程缺乏深入了解,对各种建筑材料的特点及性能认识不足,未能掌握科学的取样方法、试验手段以及评价方式,有时甚至出于利益关系的考虑,作出不切实际的检测报告,违反了检测中准确、科学、公正的工作原则。而不同种类的建筑材料在检测中的常见问题如下:
.钢材的检测
钢材的检测主要分为钢筋检测与焊接试件的检测。由于建筑工程中钢筋用量大、品种多、进货渠道复杂,加之施工场地限制等原因,常存在管理混乱的问题,难以对同一厂别、同一规格、同一炉罐号、且同一交货状态的钢筋进行组批检测。标准虽然明确要求取样时应从同批不同捆中随机抽2根并截取器端部段,分别作冷弯与拉伸检测,但一些施工单位为减少定尺钢筋的使用而从废料堆里找出钢筋进行试验,使检测结果缺乏代表性。在焊接试件方面,一些单位在施工中忽视焊接前准备工作的重要性,未根据不同的焊接形式制定合理的取样频率,或未从成品中取样而直接做模拟试件,使结果失真。
.水泥的检测
一些单位由于进货渠道不稳定,水泥品种杂乱,或为图方便,并不是将同一厂家、同一品种、同等强度、同一批号且连续进场的水泥作为取样单位,使取样失去了代表性。由于水泥的安定性检测时间较长,很多施工单位为抢工期,都是在未取得安定性检验结果的时候就开始了水泥的使用,一旦检测结果显示水泥材料存在质量,将给工程造成更大的工期和成本上的损失;一些出厂3个月以上的水泥未及时复检,加之现场堆放管理不力,造成其强度受损后仍照常使用,必然会给工程带来巨大的安全隐患。很多袋装水泥未进行随机的重量抽检,导致水泥重量的超差现象严重,而负误差值较大的水泥不但会对建筑工程的成本控制造成影响,也不利于提高施工现场配比的准确性,易在导致构件或砌体砂浆强度的降低。
.其他建材的检测
其他常见建筑材料的检测问题主要包括:现场取样以粗中砂代替细砂,并未及时调整砂中的含水量;对碎石颗粒级配的检验未符合规范要求;砖材取样时仅选取质量好的送检,对表面缺棱掉角的现象不予重视,且抗压强度试验不严格,无法确保其性能。
3.提高建筑材料质量检测水平的措施
要提高建筑材料的质量检测水平,除必须针对上述问题严格依照各项国家及行业检测标准进行操作之外,还应对以下几个关键环节进行重点控制:
对环境温湿度的控制
温度和湿度对建筑材料性能的影响比较大,如弹性体改性沥青防水卷材(SBS)等防水材料要求做拉伸试验时室温须控制在(23±2)℃,数据显示,若试验在28℃环境下进行时,试件抗拉强度平均值比标准温度环境下低,而在18℃环境下,其抗拉强度的平均值则比标准值高出。可见,必须将温湿度控制在规定范围内,以保障检测、试验数据的正确可靠性。
检测项目的合理确定
施工现场所用的建筑材料品种繁多,进场检测、试验材料项目要遵照国家、行业及当地建设主管部门的相关规定进行。例如对主要材料水泥的检测,要按批检验其安定性、强度、凝结时间和的水泥细度,混凝土用粗骨料应按常规确定颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等项检验项目。若用于大于等于C35标号的混凝土,则须做压碎指标,新采用的质地疏松的骨料还应做坚固性试验,活性骨料做活性试验等。
取样试样的操作规范
取样和制样具有很强的技术性,需要检测人员具有高度责任心和熟练的操作技能,并采用科学合理的取样方法。不同的材料有不同的取样要求,因此应在取样前设计好方案。取样的代表性取决于取样点的布置和数量,取样点的布置则应建立在随机的基础之上。以袋装水泥为例,应以生产厂家、生产时间、标号、出厂编号均相同的水泥作为一检测批,且总量不得超过200t。抽样点不得少于20个,样本总质量不得少于12kg。如某编号出厂水泥共1000t,则该批次水泥需分为两个批次检测,每批次抽样间隔为500/20=25(t)。在开始编号的前25t水泥中任意取一袋作为第一个抽样点,抽取第一个样本,之后以25t为间隔,依次抽取剩余的19个样本,每个样本的重量应≥12/20=(kg)。
.试验数据的科学处理
由于建筑材料的试验数据有时可能出现较高的离散性,这时必须对某些结果进行合理取舍。以对水泥胶砂抗折强度的试验为例,若三个强度值中出现>平均值±10%的结果时,即应对该数据予以删除,并对其余数据的平均值重新计算、评价。计算结果的修约应按GB/T8107-87《数值修约规则》进行。此外,操作人员的熟练程度的差异以及材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响,都会使检测、试验结果产生误差,误差超出允许范围时必须重新试验。同一材料、同一样品在不同试验设备中获得的试验结果误差称为再现性误差。试验中一般将钢材等较匀质材料的样品等分为两份,一份交当地质检机构,另一份留本单位,分析比较两个测试单位的试验结果,若相对误差较大,应找出原因并予以改进。
4.结语
检测环节是确保工程中各种材料质量,提高建筑安全性与耐久性的重要保障,必须得到充分的重视。检测工作者应严格遵守检验流程,以准确、科学、公正作为原则,并对检测中各个关键环节进行合理控制,防止不合格的伪劣建材流入施工现场,为建筑工程整体品质的提升保驾护航。
参考文献
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[3] 林伟民,.谢国锋..建设工程质量检测行业的现状与对策[J]..福建建材,.2006,.(01).
[4] 雷鸣,.李菊萍..检测建筑材料的相关技术探讨[J]..江西建材,.2012,.(01)..
[5] 黄泽武..谈如何提高建筑材料的检测与试验结果的准确性[J]..科技与企业..2011,.(07)..
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高深了不能帮你
仅供参考;《功能高分子材料》课程是高分子材料、复合材料、材料化学和应用化学专业的核心主干课程,它是建立在高分子化学和高分子物理基础上,并与其它多种学科如物理学、生物学、医学、分离科学等交叉的综合性课程。由于涉及领域非常广泛,如涵盖了吸附分离功能高分子材料、反应型功能高分子材料、电功能高分子材料、光功能高分子材料、高分子功能膜材料、生物医用功能高分子材料、液晶高分子材料、环境敏感高分子材料等,该门课程教学质量的优劣对学生能否深入了解功能性高分子的设计、表征和应用非常重要。考虑到《功能高分子材料》课程一般是在大三的下学期或大四的上学期开设,这时学生面临着考研复习和找工作等问题,很难静下心来进行深入的学习。因此,采用传统的教学方式难以达到满意的教学效果。针对这些问题,结合我校高分子材料专业教学的实际情况,笔者对《功能高分子材料》课程的教学从教材选定、教学内容和教学方式方面进行了探索。下面,笔者就自己的点滴体会进行论述。1教材的选定和内容的精讲自高分子学科在我国诞生以来,功能高分子材料的发展非常迅速,目前为止国内所见的教材已有十多种。由于功能高分子材料发展非常迅速,为了获取最新的知识,不能选择那些出版年月较老的教材。另外,还要保证教材编写的质量。经过对不同教材的比较,结合我校实际,最终选用了赵文元和王亦军编著的由化学工业出版社于2008年出版的教材。该教材是在1996年版的基础上,加入了许多新的功能高分子方面的研究内容,并结合实际对一部分内容进行了一定的删改。经过对该教材一段时间的试用,我们发现效果较好。另外,针对课时有限而授课内容多的矛盾,应突出教学重点,选择最热门和重要的部分进行精讲,其它部分略讲或者学生自学。2多媒体教学与传统教学方式相结合多媒体教学是指运用计算机并借助于预先制作的教学课件来开展教学活动的过程。与传统教学方法相比,它具有课堂容量大、图文并茂、形象生动、易于突出教学重点和难点等优点。近几年来,越来越多的课程开始实行多媒体教学。功能高分子材料方面新概念多,涉及领域广,借助多媒体技术,不仅可向学生直观地展示有关功能高分子设计实例,而且可插入适当的生产生活实例,使抽象枯燥的功能高分子材料课程更加具体生动。同时,要注意的是多媒体教学效果的好坏,在很大程度上取决于教学课件的水平。因此,老师应努力提高教学课件的制作水平。另外,我们也注意到,多媒体教学的上课进度明显要快于传统的板书教学。这样,对于某些特别重要的理论公式的学习和推导,通过多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解,这时就应该采用传统的板书教学方式。因此,我们应采取多媒体教学与传统教学相结合的教学方式,根据教学内容进行相应的调整,既保证学生对课程感兴趣,又能让学生真正深入的理解功能高分子材料的知识。3联系生活实际,引出所要讲述的功能高分子材料以生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展为例子,引出将要介绍的功能高分子材料。这样既能让学生意识到功能高分子材料的重要性,提高学习的积极性,又能让学生了解到最新的研究成果,提高对科学研究的兴趣。如从全球都非常关注的环保问题出发,引出废水和废气处理方面的功能高分子材料,介绍这些功能高分子材料的设计思路和原理,让学生从理论和实际相结合的角度深入理解所学的功能高分子知识。同时,还可以提出一些生活中材料的不足,让学生发挥主观能动性,提出解决这些材料不足之处的方法或设计新的功能高分子材料的想法。这样,学生的学习兴趣会大大的提高,教学效果也会明显得到改善。4利用网络资源,紧跟最新研究进展,实时补充新的教学内容功能高分子材料是一门发展非常迅速的学科,每隔一段时间都有新的研究成果诞生,我们应根据情况实时的补充那些热门和重要的研究成果到教学内容中,让学生了解到最新的功能高分子知识,提高学生对功能高分子材料的兴趣。互联网上资源丰富,内容更新快,是老师补充教学内容的最佳途径。目前,利用网络资源作为课堂教学的辅助手段,是学生喜闻乐见的形式。老师可以制作一个功能高分子的网页,提供最新研究成果的链接,方便学生浏览。同时,还可以鼓励学生在网上搜索最新的研究成果,再在课堂上以口头报告的形式传达给同学。这样,既能让学生对功能高分子材料进行全面的了解,又能让学生主动的参与教学,达到较好的教学效果。5互动式教学,学生做“学术报告”课堂教学是教学的关键性环节,如何启发学生积极思考,调动学生的学习积极性,是老师们一直在探索的问题。针对功能高分子材料涵盖领域多,可以从热门的领域中选择几个作为报告题目,然后让学生分成若干个小组,共同完成查找资料和组织讲稿的工作。最后,从各小组中选出一人作为代表上台做“学术报告”,每个小组之间互相提问。
在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!
论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成
石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.
另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].
作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.
基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.
1实验部分
原材料
苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).
的制备
PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入 g CTAB, g 草酸以及 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备
采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.
复合材料制备
按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.
仪器与表征
用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.
电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为~.
比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:
Cs=iΔtΔVm.(1)
式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.
2结果与讨论
形貌表征
图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.
分析
图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.
电化学性能分析
图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为 F/g.
图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5
值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.
氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.
3结论
采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.
浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用
1 概述
随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。
发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:
我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:
这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。
2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制
研制思路
目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。
试验与研究
铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为,莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:
为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:
原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。
铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。
产品的性能
结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐
火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。
强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。
具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。
产品的应用
新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。
3 结论
一点感受:【杂志名称】tetrahedron letter【杂志文章包含专业】chemistry【投稿联系方式】E-mail【投稿费用】none【杂志级别】Sci 影响因子【投稿感受】接收的速度较快,大概1个月左右接收。文章的内容要求不是特别多,但需要你的新意。【杂志名称】journal of inclusion phenomena and macrocycles【杂志文章包含专业】chemsitry 主要是超分子类别【投稿联系方式】网上投稿【投稿费用】none【杂志级别】sci 影响因子左右【投稿感受】接收比较快,大概一个月左右。编辑比较宽容语法错误,他们注重的是文章的内容。但出版的时间太慢,周期一年左右。【杂志名称】chemical communication【杂志文章包含专业】chemistry【投稿联系方式】onweb【投稿费用】none【杂志级别】Sci 影响因子接近4吧(2004年)【投稿感受】据说速度较快,communication嘛。但也有例外的情况,比如说审稿人不能按时提供审稿意见。文章短小,2 or 3个page,但很重视论文的创新性和研究价值,缺一免谈【杂志名称】langmuir【杂志文章包含专业】chemsitry 【投稿联系方式】onweb【投稿费用】none【杂志级别】sci 影响因子左右【投稿感受】接收比较快,大概一个月左右。出版的时间也挺快的。审稿严格,同样强调工作的创新性。【杂志名称】chemistry letter【杂志文章包含专业】所有与化学有关的文章【投稿联系方式】E-mail【投稿费用】无【杂志级别】Sci 影响因子【投稿感受】接收的速度较快,大概1个月左右接收。【其他】要求文章要有创新点【杂志名称】Sensors Actuators: B. Chemical 【杂志文章包含专业】Materialsor Chemical 【投稿联系方式】Elsevier网投【投稿费用】No【杂志级别】SCI Ei SCIif(2004)=【投稿感受】比较容易,就是时间比较长。提前一年投稿【其他】传感器和气敏材料方向比较权威的杂志【杂志名称】Journalof Electrochemical society 【杂志文章包含专业】 电化学 燃料电池【投稿联系方式】网投【投稿费用】No【杂志级别】SCI Ei SCIif(2004)=【投稿感受】不太容易,时间比较长。【其他】电化学方向比较权威的杂志,许多电化学测试仪器的说明书也都参考这里的杂志【杂志名称】Journalof Molecular Catalysis A: Chemical【杂志文章包含专业】有机化学,催化反应方面的.【投稿联系方式】onweb, SD【投稿费用】无【杂志级别】SCI IF=(2004)【投稿感受】一般三个月有消息,如果没有可去e-mail问一下.【其他】none【杂志名称】Tetrahedron:Asymmetry【杂志文章包含专业】有机化学不对称合成方面.【投稿联系方式】onweb【投稿费用】none【杂志级别】SCIIF=(2004)【投稿感受】接收的速度较快,文章的内容要求不多,但需要有创新。【其他】反应的ee值一般要在95%以上. 【杂志名称】 New Journal of Chemistry【杂志文章包含专业】chemistry【投稿联系方式】onweb 专用入口【投稿费用】none【杂志级别】Sci 影响因子【投稿感受】接收的速度较快,大概2个月左右接收。文章的内容要求不是特别多,但需要你的新意。化学各个学科的都接受!通讯比较好写!【其他】需要注册帐号,需要推荐3-4个编辑【杂志名称】Cryst Eng Comm【杂志文章包含专业】chemistry【投稿联系方式】onweb 专用入口【投稿费用】none,【杂志级别】Sci 影响因子【投稿感受】接收的速度较快,大概45天左右接收。文章的内容要求不是特别多,但需要你的新意。化学各个学科的都接受!通讯比较好写!只要是单晶结构类,可以有多媒体设计和任意彩色,免费!!【其他】需要注册帐号,需要推荐3-4个编辑,rsc【杂志名称】Chemical Communication【杂志文章包含专业】化学个专业、方向【投稿联系方式】网投【投稿费用】无【杂志级别】高impact factor (2004)【投稿感受】速度快,不到一个月便有反馈。【其他】文章要有较高的创新性,地道的英语表达。以前是两页,今年开始三页以内。【杂志名称】Journal of the solid state electrochemistry【杂志文章包含专业】固体电化学基础及应用研究【投稿联系方式】网投【投稿费用】无【杂志级别】impact factor 【投稿感受】因为是约稿,故很快接受了。但发表时间过长,算起来从投稿到网上先行发表,大约用了半年时间。【其他】要有创新性,如果已经在较高档次文章的通讯上(如前面的Chem. Commun.)发表了,再将详细的研究论文发在该刊上应该是比较容易了。【杂志名称】Journal of the Chinese Chemical Society【杂志文章包含专业】化学学科各方向【投稿联系方式】EditorialOffice of JCCSJournal of the Chinese Chemical SocietyTel: 886-2-23644304Fax: 886-2-23648940Email: jccs#可以网投【投稿费用】无需【杂志级别】sci【投稿感受】毕竟是英文的,有一定的难度,审稿人有水平。【其他】编辑的工作效率还不错【杂志名称】Drug Development and Industrial Pharmacy【杂志文章包含专业】药剂学【投稿联系方式】直接网上投稿,ddc#【投稿费用】哈哈,free!【杂志级别】IF大约【投稿感受】这个杂志IF不高,投稿三个月就有答复,修复一个星期就定稿,所以搞药剂的感觉做的深度不高的可以先发这个杂志!【其他】这个杂志不难投稿!【杂志名称】science【杂志文章包含专业】general【投稿联系方式】E-mail【投稿费用】none【杂志级别】Sci 影响因子 (2002年)【投稿感受】一般很快,如果通不过编辑部的话,一周左右有消息,大概有70%的文章在这里就被枪毙掉了。如果送审的话也很快,一般不超过一个月。开始有两个审稿人,如果一个接受一个拒的话,主编会请第三个审稿人来仲裁。文章不仅要立意新,更主要的是要有普遍的适用性。【其他】none 催化类的杂志:1. Journal of Catalysis (IF~4)催化Article期刊的,要求工作量极大,老编反应极快。主要表现在:拒的快(title不吸引眼球的,俺身上可以是刀伤累累呀,两次重伤);审的快(一般来说在一个半月~两个月以内);发表快(不服不行)。2. Applied Catalysis B: Environmental (IF~4)除非你有内线或者你博一就作出很novel的工作,否则我坚决不推荐,主要因为:审稿人的水平参差不齐,很容易出现“外行审内行、不懂就拒”的悲惨情景;老编(小日本)审稿极慢一般都在4个月左右(我今年6月份投的稿,过了五个月告诉我拒了,而且没有收到任何可行的建议,靠!)3. Applied Catalysis A: General (IF~)Article类的top3~4吧,历史悠久,我很欣赏的杂志,审稿时间一般在3个月左右(我一篇月、一篇3个月),老编态度和蔼、工作认真,审稿人队伍庞大、懂行的容易找,只要你的水平够一般都能中。4. Catalysis Letters (IF~~2)办刊思路起伏不定的letters期刊。照例来说,letters就应该短、精、一语中的,可是这个杂志最近明显鼓励longpaper(可能是中国人投的文章太多的缘故吧嘿嘿)。审稿较松,强烈推荐!!!5. Catalysis Communications (IF~)刚刚创刊的杂志,去年一有IF就高达,有前途呀。审稿还行,速度、comments都对得起"communications"这几个字。强烈推荐!!!【杂志名称】polymer【杂志文章包含专业】高分子相关【投稿费用】free【杂志级别】IF(2004)【投稿感受】初审2个月以内,2个审稿人,如果意见不符,请第三人仲裁。修改稿一般1个月左右有结果【其他】一般侧重从分子角度考虑和解释问题。【杂志名称】Tetrahedron Letters【杂志文章包含专业】有机化学方面的快报,发表重要和全新的研究。需要给地区审稿人邮寄纸版本的稿件三份,中国区是上海有机所的林国强教授:China, Professor Lin Guo-Qiang, Shanghai Institute of Organic Chemistry,Chinese Academy of Sciences, 354 Fenglin Road, Shanghai 200032, China(manuscripts from Taiwan may be sent to Professor Lin, or to the usual Editor inJapan, at the choice of the authors). Fax: +86 21 641 66263; e-mail:tetrahed#【投稿费用】FREE;发表后还有稿费,具体多少不记得了。我是第二作者,分了$20【杂志级别】有机化学的常用文献来源,(年)【投稿感受】发的比较快。稿件要有新意。投第一稿的时候是7月份,工作只做了一个方面,但是是全新的工作。所以马上投稿。然后继续进行工作的扩展研究。结果9月份编辑回信说工作不错,但需要扩展一下应用范围。正好我们的扩展研究有了阶段性结果。马上加进去。编辑一周后回复录用。11月底发表。感觉编辑和我们的思路对上了。因为老板是美国回来的,编辑没有在行文方面给出建议。【杂志名称】.【杂志文章包含专业】chemistry【投稿联系方式】web【投稿费用】none【杂志级别】Sci 影响因子【投稿感受】接收的速度较慢,大概2个月左右接收。文章的内容要求不是特别多,但需要你的新意。【其他】none 【杂志名称】synlett【杂志文章包含专业】有机化学类【投稿联系方式】E-mail【投稿费用】free 接收后好象还有稿费【杂志级别】SCISCIif(2004)=【投稿感受】比较快,一般在十二天左右就有消息.对合成方法方面要求较高.要求你的合成方法新且应用范围较广.【其他】fast 【杂志名称】journal of agriculture and food chemistry【杂志文章包含专业】chemistry【投稿费用】none【杂志级别】Sci2005 Impact Factor , 中信所top期刊【投稿感受】接受速度较快,从投稿到接受两个月,审稿人3-4人,难度较大,关键是要有创新点,能让老外surprise一下【杂志名称】Synlett【杂志文章包含专业】organicchemistry【投稿联系方式】E-mail【投稿费用】none【杂志级别】Sci 影响因子(2004)【投稿感受】接收的速度较快,两周的时间回信,修改后到接受网上出版大概2个月。文章的内容要求不是特别多,但需要你的新意。当时亚洲地区的审稿人是日本人(现在中国大陆是香港中大的黄乃正院士),感觉很负责,把审稿人批注的修改稿从日本给我寄过来了。后来还要通过国际特快专递将手稿的纸版和电子版寄到德国的出版社,花了近300百。【其他】免费寄20份单行本或当期杂志一本和自己文章的电子版【杂志名称】Bioorganic Medicinal Chemistry Letters【杂志文章包含专业】bioorganic chemsitry 【投稿联系方式】E-mail【投稿费用】none【杂志级别】sci 影响因子(2005)【投稿感受】接收比较快,大概两个半月时间上网。主要是接受生物有机方面的文章,但也接受单纯是有机合成方面的(较少,我的就是);刚开始要推荐审稿人,没理会,耽误了一周的时间。后来把审稿人的意见用信也寄过来了(编辑是东京大学药学系的)。【其他】免费寄25份单行本【杂志名称】Journal of heterocyclic chemistry【杂志文章包含专业】organic chemsitry 【投稿联系方式】E-mail【投稿费用】none【杂志级别】sci 影响因子(2005)【投稿感受】接收比较慢,审稿拖了半年时间,最后排版第二年的第三期。从审稿到网上出来用了将近8个月。【其他无】没有免费的单行本【杂志名称】 《功能材料》【杂志文章包含专业】主要收录有机、无机和复合材料方面的文章。【投稿联系方式】重庆市1512信箱(400700)【投稿费用】不收审稿费,版面费视稿件而定【杂志级别】EI ,全国中文核心期刊【投稿感受】审稿周期长,不太容易发。尤其是编辑部的同志十分不负责任,如果不接收的话,你的退稿原因也只能是他们所列五条中的一条或几条,那是选择题。我们实验室有四人(不同的年份)投到上面去,结果退稿意见都是一样------理论深度不够,这不是说笑吗?.【其他】nothing!【杂志名称】高等学校化工学报【杂志文章包含专业】化工【投稿联系方式】E-mai投稿:gxhgxb#【投稿费用】对很多联合办的高校不收费。【杂志级别】EI期刊【投稿感受】速度比较快,初审2个星期,二审1个月左右,办事效率比较高,主要通过电子邮件联系,即使被退稿了也只有自己知道。【其他】被拒的几率比较大【杂志名称】现代化工【杂志文章包含专业】化工类,化学类【投稿联系方式】mci#【投稿费用】不要审稿费【杂志级别】EI 核心【投稿感受】审稿很快一个月给结果【其他】【杂志名称】应用化学【杂志文章包含专业】主要是化学专业,由中国化学会和中国科学院主办、中国科学院长春应用化学研究所承办,着重报道化学学科有应用前景的基础研究,边缘学科和结合生产实际的创造性科研成果,在科学研究和应用之间起桥梁作用。【投稿费用】500元/3页【杂志级别】中文核心【投稿感受】回复比较慢,审稿比较认真,会对你的稿件提出意见并要求你作详细修改【其他】需要寄单位证明信【杂志名称】 高等学校化学学报【杂志文章包含专业』综合性学术刊物。以研究论文、研究快报、研究简报和综合评述等栏目集中报道我国化学学科及其交叉学科、新兴演算产边缘学科等领域中新开展的基础研究、应用研究和开发研究中取得的最新研究成果。
难的。硅酸盐学报比较难中,要求高。但是审稿比较快,相对来说简单的是功能材料的投稿简单些。
就是让你修改,等你修改完后就是最后一次审核了。感觉是要中的节奏哎!
这种期刊是比较难安排的,基本上都是审核难,费用贵,出刊晚的。更不要说发综述性文章了,一般的水平是不可能安排了的,除非有自信文章能写的特别好的
功能性食品的发展,大体经历了三个发展阶段.第一代功能性食品仅根据食品中的营养素成分或强化的营养素来推知该食品的功能,没有经过科学的验证.第二代功能性食品是指经过动物和人体实验,确知其具有某种生理调节功能的食品.第三代功能性食品不仅需要经过动物和人体实验证明其具有某项生理调节功能,还需确知有该项功能的功能因子的化学结构、稳定形态及其含量和作用机理.在美、日等发达国家市场上,大部分是第三代功能性食品,而我国大多数属于第一代或第二代功能性食品,第三代功能性食品仅占10%左右.因此,我国的功能性食品要进入国际市场,必须把发展第三代功能性食品作为今后研究开发的重点
水溶性膳食纤维聚葡萄糖的市场现状及发展应用 摘要: 聚葡萄糖(英文名称Polydextrose,俗名水溶性膳食纤维),为白色或乳黄色颗粒固体,易溶于水,是在柠檬酸,山梨醇的存在下,将葡萄糖高温低压反应聚合而成多聚体,其化学式为葡萄糖无规则键合的缩聚物,但以1,6-糖苷键结合为主。 聚葡萄糖具有高度的安全性。八十年代美国食品与药物管理局(FDA)联合国粮食组织/世界卫生组织(FAO/WHO)均批准聚葡萄糖为安全的食品添加剂,并列入美国使用化学品法典(PCC)。,中国、日本、澳大利亚等45国家已批准使用聚葡萄糖。另外,日本的厚生省已确认聚葡萄糖是一种食品,我国将其列入国家食品添加剂。作为水溶性的膳食纤维,由于聚葡萄糖本身具有的特性和对人体的特殊生理效应,广泛的被人们用于食品的开发生产当中。应用:1、营养性。超高麦芽糖粉中是富含麦芽糖及麦芽糖的多聚体,是酵母进行厌氧发酵的优良基质,在面包生产中活化酵母时,加入超高麦芽糖粉,有助于酵母的生长繁殖,提高发酵能力,使充气量增加。但也不宜过多,超过一定限度会影响酵母的发酵力,因为加量越多渗透压越大,能使酵母失水,萎缩,质壁分离而失去发酵作用,使面团发酵时间延长甚至面团发不起来。主食面包一般为面粉量的5%-8%,甜面包可以达到15-20%。低聚果糖.低聚果糖被誉为二十一世纪健康新糖源,以其优越的生理功能成为近十年来国际食品市场上广泛流行的功能性食品基料,应用范围多达500余种食品。低聚果糖最初由日本研制成功并工业化生产,韩国、台湾也有厂家生产。仅日本年需求量即达到4~5万吨。在欧、美许多发达国家对该产品的需求量约为20~30万吨。国内研究、开发、生产才刚刚起步。膳食纤维的发展:在60年代,膳食纤维是完全被忽视的食物成分,很多人认为是一种应该去掉的杂质,而不认为它有利用价值。对一些富裕国家常见病的研究,使许多科学家开始对膳食纤维重视起来。在些富裕国家的常见病是冠心病、大肠憩室症、胆结石、痔疮、肠癌、糖尿病和肥胖症。前三种病在北美发达国家的发病率比非洲乡村多100倍,而后四种病多10倍。在二次世界大战期间,这些病在日本还非常少见,就是今天也比美国发病率低,但在美国的日本移民后代却和美国人发病率一样多。而中国过去很少有这些疾病,但随着人们生活水平的提高,这些现代发达国家的疾病在中国发病率也越来越高,估计中国糖尿病病人有2000万以上,也有人认为在6000万以上。这还没有包括糖耐量低减病人在内。在70年代科学家已发现,不同的饮食习惯是发病的原因,而正是膳食纤维对人体这些疾病起了重要作用,从这时起,膳食纤维不再认为是废物,而是一种有用的营养性食物成分,是蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐和微量元素、维生素、水等六种营养素之后的又一营养素。这类营养素过去人们常常把它作为碳水化合物的一种,但今天人们已开始把它单独作为一种营养素来认识。什么是膳食纤维?它有哪些功能?膳食纤维定义是食物中不被人体胃肠消化酶所分解的、不可消化成分的总和。过去对膳食纤维仅认为是植物细胞壁成分(纤维素),但今天已不仅局限在这个概念,已扩展到包括许多改良的植物纤维素、胶浆、果胶、藻类多糖等。分类:按溶解度分类可可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。可溶性纤维:树胶、果胶、藻胶、豆胶等。不溶性纤维:纤维素、木质素等。膳食纤维在天然食品成分中具有独特功能,这种独特功能是许多组成膳食纤维的多糖聚合体造成的。水果、蔬菜和豆类中的多糖聚合体以及可用不同方法从这些植物中提取出来的(如Polydextrose、litesse)、化学合成的聚合体也列入了有功能的多聚糖之列。目前市场上已有一种新型的可溶性食物纤维。功能:概括起来是膨胀作用、持水能力、胶体形成、离子交换、改善胃肠微生物菌落和产热低的生理功能。这些功能引起如下生理作用:①增加排泄物的体积,缩短食物在肠内的通过时间。如果食物在肠内通过时间太长,则肠道微生物代谢产生的有害物质及分解的酵素长时间与肠粘膜接触,结果造成有害物质的吸收和粘膜细胞受到伤害。一些便秘者由于粪便在体内停留时间过长,各种毒素的吸收是肠道肿瘤发生的最主要原因。因此,缩短食物及其残渣在肠内通过时间有预防肠癌的作用。也有人认为,B—葡萄糖昔酸酶被认为是与结肠癌有密切关系,通过摄入膳食纤维可以减少这种酶活性,这表明膳食纤维可以减少人们患结肠癌的危险。纤维素的这一功能早已被人们认识,但过去由于不溶性纤维素口感极差,而不能被人们接受,可溶性膳食纤维的问世,将对肠癌的预防起到良好作用。②可降低血胆固醇水平,减少动脉粥样硬化。可溶性膳食纤维在小肠形成粘性溶液或带有功能基团粘膜层,粘膜层厚度和完整性是营养物质在小肠吸收速度的一层限制性屏障。专家认为,膳食纤维的多少与血清胆固醇浓度有一定关系。因为膳食纤维可以和胆酸结合,生成胆红素随粪便排出。摄入膳食纤维少者,胆汁酸在粪便中排出少,血浆胆固醇升高,增加了动脉硬化和心脏病的危险。②减少胆石症的发生。尸检发现,发达国家与发展国家胆石病发病率有很大差别。胆石形成原因是胆固醇合成过多和胆汁酸合成过少,增加膳食中的纤维素含量,可使胆汁中胆固醇含量降低,减少胆石病发生。④减少憩室病的发生。过去认为憩室病要用低渣低纤维膳食,现在正相反。用高纤维膳食,62人中有36%症状减轻,52%症状消失。因为,结肠内容物少后,肠腔狭窄,易形成闭合段,从而增加肠内的压力。同时,硬和粘,需要大的压力来排便,易得憩室病。膳食纤维能增加粪便体积,能吸水,降低了粪便硬度和粘度,减少了憩室病发生。⑤治疗糖尿病。用不溶性纤维治疗糖尿病已有许多报道,科学研究证明,可溶性膳食纤维在降低餐后血糖、胰岛素、胆固醇浓度方面比不溶性纤维要好。由于膳食纤维可以增加胃肠通过时间,且吸水后体积增加并有一定粘度,延缓了葡萄糖的吸收,有助于改善糖耐量。过去糖尿病病人保健食品是不溶性纤维多,而现在可溶性膳食纤维的应用,必将进一步改善糖尿病病人的食品风味和治疗效果。副作用:有人服用较多的膳食纤维有腹胀,一般认为一日膳食纤维总摄入量可达40克—50克,但过多的膳食纤维将影响维生素和微量元素的吸收,因此建议每日总摄入量在20克—30克为宜。每日从膳食中大约摄入8克—10克膳食纤维(在摄人一斤菜、半斤水果情况下)。这样需补充的膳食纤维约为10克—20克为宜。在这个摄入量下,不会影响维生素和微量元素的吸收。另外,有些疾病病人不宜多食膳食纤维:各种急性慢性肠炎、伤寒、痢疾、结肠憩室炎、肠道肿瘤、消化道小量出血、肠道手术前后、肠道食道管腔狭窄、某些食道静脉曲张。功能性饮料市场和膳食纤维的应用:最近几年,功能性或营养性的饮料市场在日本已经稳步增长。由于药用饮品的普及和流行,现在日本消费者认为,饮料并不仅仅用来解渴,而且将它看作如维生素一样的好的营养源,营养饮品在日本就好似“维生素片”对美国消费者那样重要和受到欢迎。1988年,日本大众制药公司向市场推出一种饮料,叫做“Fiber—Mini”,它是聚葡萄糖,一种可溶性膳食纤维,作为食用纤维成分的一种纤维饮料。由于它成功的销售策略,尤其指出它是一种对健康有好处的饮品,所以一上市就受到普遍欢迎。在“Fiber—Mini”未推出以前,营养饮品被认为是一些对男人有滋补作用的饮品,而“Fiber—Mini”这种含膳食纤维的饮品,却吸引了许许多多的日本年轻妇女,形成了一个“女人饮品”风味的市场。在日本,有11种最畅销的功能性饮品,其中6种含有膳食纤维。事实上,在总的功能性饮品销售中,超过70%的饮品含有膳食纤维。调查发现一个公司几乎有一半妇女有便秘倾向或经常性便秘。患有便秘,不仅有不舒服的感觉,并且会引起皮肤问题,这是年轻妇女最关心的问题。因此,美容与通便可能还有一定关系。纤维食品有“生命绿洲”之称,近年国际食品结构正朝着纤维食品的方向调整。日本、美国的消费需求每年以10%速度增长。在欧美市场,将可溶性膳食纤维加入食品中已经流行了许多年,在日本、台湾、韩国加入可溶性膳食纤维的食品销量不断增加。在中国,已有一些饮品中添加了可溶性膳食纤维。可以肯定,在不久的将来,膳食纤维饮品或保健食品将在中国得到进一步发展。膳食纤维良好的食物来源有哪些?谷类(特别是一些粗粮)、豆类及一些蔬菜、薯类、水果等。目前也有一些含膳食纤维高的保健食品上市。特别是一些可溶性膳食纤维,由于食用非常方便,体积小,无异味,是较好的保健食品。功效卓著物超所值:1..双向调节体内菌群:促进双歧杆菌的迅速增殖,抑制外源性致病菌和肠内腐败细菌的繁殖,减少肠内毒素的污染。2..润肠通便:良好的水溶性膳食纤维。促进肠道蠕动、清除肠道垃圾,防止便秘、腹泻,改善肠胃功能。减少有毒代谢产物,保护肝脏。3..调节血脂:降低血清胆固醇。改善脂质代谢,改善高血压、动脉硬化、心血管疾病。4..促进人体内维生素B族合成:提高机体新陈代谢水平,增强免疫力和抗病力。5..促进钙、镁、铁等矿物质吸收:促进食物中钙、铁、锌等矿物质及蛋白质的消化吸收,改善营养不良,促进发育及预防骨质疏松症。6..防止肥胖:低热量,每克低聚果糖中仅含的热量,为需要减肥人士、肥胖人士、低血糖提供了新的糖源。7..美容作用:预防及改善由于体内毒素而引起的皮肤性疾病,可防止面疮、黑斑、雀斑、青春痘、老人斑,使皮肤亮丽、老化减缓。8.防龋齿:不被突变链球菌等口腔微生物利用,具有防龋齿功效应用广泛据有关资料介绍由于低聚果糖具有多种优越的生理功能和理化特性,目前在国内外的食品、保健品等行业得到广泛应用,应用领域多达500多种食品、保健品、药品,被誉为“营养、保健、疗效”三位一体的二十一世纪健康新糖源.1、作为益生素即双歧杆菌促生素。不仅可以使产品附加上低聚果糖的功能,而且可以克服原产品的某些缺陷,使产品完美。如在非发酵乳制品(原乳、奶粉等)中添加低聚果糖,可以解决中老年人和儿童在补充营养时易上火和便秘等问题;在发酵乳制品中增加低聚果糖,可以为产品中的活菌提供营养源,增强活菌作用,延长保质期;在谷物产品等添加低聚果糖,可以得高产品品质并延长产品货架期。2、作为膳食纤维素,可以有效地降低血清胆固醇和血脂,对因血脂高而引起的高血压、动脉硬化等有一系列心血管疾病有较好的改善作用。如在降血压和调节血脂的食品、保健品中添加低聚果糖,不仅可以提高产品的功效,而且还可以改善产品的口感,提高产品的档次。3、作为活化因子即钙、镁、铁等矿物质和微量元素的活化因子,可以达到促进矿物质和微量元素吸收的效果,如在补钙、铁、锌等食品、保健品中添加低聚果糖,可以提向产品的功效。4、作为营养素,可以促进体内自然合成B类复合维生素,具有支持脑、神经系统、消化及能量生成的作用。如在提高人体免疫力的滋补食品中添加低聚果糖,不仅可以增强产品的功效,而且可以降低产品的火气。5、作为独特的低糖、低热值、难消化的甜味剂,添加于食品中,不仅可以改善产品的口味,降低食品的热值,而且可以延长产品的货架期。如在减肥食品中添加低聚果糖,可以极大降低产品热值;在低糖食品中低聚果糖,较难引起血糖升高;在酒类产品中添加低聚果糖,可以防止酒中内溶物沉淀,改善澄明度,提高酒的风味,使酒的口感更醇厚、更清爽;在果味饮料和茶饮料中添加低聚果糖,可以使产品口味更细腻柔和、更清爽。6、作为美容因子添加于美容食品、护肤品中,可以增强产品美容、护肤作用。7、其它应用,如在焙烧食品中增加低聚果糖,可以增进产品的色泽,改进脆性,有利于膨化。市场看好.当前,利用低聚果糖开发的各类食品在市场深受消费者的欢迎和青睐。据相关资料介绍目前在市场上应用低聚果糖的企业和产品主要有:广州合生元生物制品有限公司(合生元儿童益生菌冲剂),上海交大昂立股份有限公司(昂立康润通),山西春城乳业有限公司(春城女士酸奶),荷兰纽迪希亚公司(国外)(为中国宝宝全阶段设计的婴幼儿奶粉),山西杏花村酒厂(利用低聚果糖生产的竹叶青),珠海丽拓发展公司(开发的通丽爽低聚果糖),河北三鹿集团(双歧因子牛奶),北京三元食品公司(无糖型酸奶),上海光明乳业(中老年奶粉),黑龙江龙丹乳业科技股份公司(龙丹祝长婴幼儿奶粉),美国智恩康国际集团有限公司(国外)(智恩康婴儿奶粉)低聚果糖具有超强增殖人体双歧杆菌的作用,是人体有益的营养物质,对于调节机体平衡,恢复胃肠道功能,促进新陈代谢,预防各种疾病.维护人体健康有着极为重要的作用,是二十一世纪人类健康最具有代表性的典型食品。随着低聚果糖这类新型功能性食品的出现,将会有力地带动医药、食品、保健等相关行业的发展,对提高人民的生活水平和促进国民经济的发展具有现实和深远的意义。 前景诱人,据相关媒体报道美国、日本近年来将功能食品称之为21世纪食品,其研究开发十分活跃。以日本为例,低聚果糖的产量已达到30000吨,市场规模超过60多亿元。我国的营养保健食品的发展业已形成或一定规模.并呈较快的发展趋势.预计今年的销售总额将超过500亿元,市场前景非常乐观。我国是胃肠道疾病菌多发国家,据统计,全国有亿人受到胃肠功能不好的困扰。自上世纪末开始,功能食品市场发展迅猛。至今全球功能食品的销售额已超过100亿美元。专家预测,未来十年内,全球功能食品的市场份额每年将以10%的速度增长,远超过其他食品和饮料年均2%的增长速度。--------上期,北京联合大学生物活性物质与功能食品北京市重点实验室主任金宗濂教授对影响国际功能食品产业发展的几大因素进行了深入剖析;本期,金宗濂教授将继续深层次阐述未来全球功能食品市场的发展趋势。记者:随着越来越多的消费者使用保健食品,意味着这一市场容量还很大。那么,从全球视角来看,未来功能食品的目标功能重点有哪几方面?未来几年,消费者关注的“目标功能”大体表现在如下三个方面。 以公众健康为目标的功能领域。在美国大约有50%的消费者为了健康目的而购买功能食品,有60%的人在服用含有多种维生素和矿物质的营养素补充剂。公众最为关心的健康领域有控制体重、增强免疫、抗氧化及营养素补充剂。以提高机体健康和精神状态为目标的功能领域。例如,提供能量的功能食品,其中以运动营养食品和饮料最为热门。还有提高“脑能量”的也有产品出现。以降低慢性病风险为目标的功能食品。利用功能性食品辅助药物以减轻症状,降低患病风险是未来功能性食品开发的一个主渠道。现有49%的欧洲健康食品生产厂商将降低心血管疾病风险列为产品研发的首选功能;其次,是癌症、肥胖、骨质疏松、肾脏健康及免疫等。美国大约有5500万消费者自行在市场购买一些健康食品来保持自身的健康。大约有50%的美国消费者相信可以使用一些食品以代替药品来降低患病的风险。除了使用功能食品降低心血管病、癌症、肥胖和糖尿病风险外,消费者也采购有利于降低、减轻骨质疏松,增进胃肠健康,预防龋齿,改善关节疼痛及抗过敏等方面的功能食品和其他健康食品。欧洲现有1.25亿人患有高胆固醇血症,在消费者最需要的功能食品调查中,降胆固醇的产品在法国排第2位,美国为第5位。此外,肥胖病在全球迅速增加,全球减肥产品及各项服务的收入达77亿美元。几乎1/3西欧人超重,1/10人肥胖。我国肥胖人群特别是儿童的肥胖率增长也很快,至2000年,约8%的儿童患有不同程度的肥胖。所以降低疾病风险的功能食品有着广阔的市场。记者:持续性消费是功能食品的一个吸引力,在未来市场开拓方面,还有哪些人群的消费空间值得投资?--------金宗濂:纵观国内外相关报道,有下列几个领域的功能食品市场值得关注。首先是儿童市场,这是一个特殊的消费人群。在美国有0.72亿儿童,其中27万19岁以下的青少年及儿童血脂偏高;200万16岁以下儿童高血压,第11~12年级有1/4的儿童超重;有60%的儿童白天上课感到疲乏;15%儿童上课因能量不足而打瞌睡。但也有5%~10%的儿童患有活跃的多动症状。由此,精明的美国食品厂商推出了一系列适合儿童食用的功能性食品,譬如根据约80%儿童没有得到推荐数量的维生素和矿物质,他们推出了一系列儿童强化食品如方便早餐及含有6种活菌的有机奶酪。另外,能量强化食品也颇受欢迎。据调查,美国有37%的高中生喜爱能量饮料;36%的学生饮用咖啡饮料;24%的学生饮用茶饮料。除了强调早餐重要性外,有关维生素A,维生素C及β-胡萝卜素等产品受到青少年及儿童喜爱,具有提高智力的DHA、EPA产品也受到一定的欢迎。除了儿童市场外,以提高生活质量为目标的成人市场也不可忽视。随着人们期望寿命延长,工作节奏加快及生活水平提高等因素,消费者特别是中老年人日益重视提高自身的生活质量。譬如提供能量的产品,减肥产品,提高视力及增强免疫的功能食品都受到消费者的关注。统计资料表明,在美国,75%的成年人关注能量和疲劳,3500万成年人有能量缺乏症状;每3个购买者中有1个表示,他们的家庭中有1人正在努力改善和消除能量缺乏和疲劳情况;有5100万人经常参与运动。2001年,美国运动营养食品销售额达25亿美元,提供能量饮料的销售额为5亿美元。近年,在美国有29%男性和36%女性关心精神应激,脑能量产品也在市场出现。其次是减肥产品,美国有将近1.05亿20岁以上成年人超重,4250万人肥胖,有将近50%的购物者承认他们的家庭有一人在试图控制体重,全美有6200万人在控制体重,有580万的消费人群在试图减肥。因而减肥功能食品包括低热量食品在美国极为畅销。另外,增强免疫功能的食品符合3/4美国人的需要。美国每年有1.08亿流感病例,因而提高免疫的功能产品和草药为人们首选,特别是利用益生菌和益生元的产品受到普遍关注。提高视力是功能食品领域中一个新的健康功能。美国有90%的成人希望保持健康视力,有28%的家庭中有一个成员在积极改善和治疗视力。美国超过6000万人近视,1400万人黄斑功能减退。由于近年来科学发现叶黄素,花青素和类胡萝卜素在改善视力方面有重要作用,以叶黄素为主要原料的产品已陆续在欧美上市。记者:国外消费者现有观念:“不会为了健康而放弃口味”。功能食品在市场开发中,是否也将尝试将功能食品延伸至一些新领域?--------功能性的休闲食品是未来功能食品发展的一个方向。长期以来,功能食品的生产厂商认为功能食品与休闲食品之间没有什么联系。几年来,美国的功能食品生产厂商逐渐认识到,美国人并不想为了健康而放弃他们喜爱的休闲食品。一些厂商开始将功能性食品引入到休闲食品的领域。目前,不仅开发出功能性糖果(在糖果中强化VA,VC,VE和钙),加钙口香糖也出现在美国糖果市场。全世界功能性糖果的销售额40亿美元占糖果市场的1/6。目前,一些生产厂商还在研制具有增强免疫和清咽润喉的功能性糖果。其次,功能性茶饮料也已成为欧美主流茶产品之一,不少厂商在开发功能性茶市场取得成功。
(第一篇文章)水溶性膳食纤维聚葡萄糖的市场现状及发展应用杨海军辛修峰黄婧聚葡萄糖属于水溶性的膳食纤维,是一种低热量、无糖、低血糖指数的特殊碳水化合物,还具有益生元的特点。它是由天然存在的葡萄糖、和少量山梨醇、柠檬酸经高温熔融缩聚而成,是随机交联的葡萄糖组成的多糖。聚葡萄糖作为一种作用和性能最好的膳食纤维之一,近年来得到快速发展,在50多个国家被批准使用,它可用于各种食品的纤维强化,取代食品中的糖和脂肪,改善食品的质构和口感。因此在众多食品、饮料、保健食品中得到越来越广泛的应用。1 膳食纤维及聚葡萄糖的社会背景1.1膳食纤维的社会背景膳食纤维是一种新型的食品配料,也是人体不可缺少的第七营养素和活性成分。自20世纪60年代Trowoll首次列出现代“文明病”的特征,并提出膳食纤维在对抗“文明病”方面的重要作用以来,膳食纤维的研究和开发便迅即受到世界各国的高度重视,营养学界、临床医学界和食品科学界相继投人很大的精力进行研究,在全球范围内掀起了研究膳食纤维的热潮。目前,各国政府几乎都把营养问题纳入国民经济发展计划之中,膳食纤维正被越来越多地利用和普遍重视。我国对膳食纤维的研究起步较晚,但发展迅速。1993年2月9日,国务院颁发的“90年代中国食物结构改革与发展纲要”中指出:由于膳食不平衡或营养过剩而造成的文明病已在我国登陆,肥胖、高血压、糖尿病、心血管疾病和结肠癌等已成为危害我国人民健康的主要疾病。同时,国家计委“八五”攻关计划首次对“高品质膳食纤维的研究”立项资助,极大地推动了膳食纤维在我国的发展。在我国膳食纤维的缺乏是一个普遍性的问题,从城市到农村,从老年人到儿童,都存在不同程度的缺乏。中国营养学会在2000年调查显示,我国成人平均每人每日摄人的膳食纤维为13-3g,其中最低11.5g,中等为13.2g,最高14.5g;上海地区为9.1g,天津为l2.7g,广东为8.6g。可见,膳食纤维的发展存在着巨大的市场空间。1.2 聚葡萄糖的历史背景聚葡萄糖由美国Pfizer中心实验室的H_H.Rennhard博士于1965年发明。80年代末,美国食品与药品监督管理局(FDA)、联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(wHo)均批准聚葡萄糖(水溶性膳食纤维)为安全的食品添加剂,列人美国食品化学品法典(FCC)。随后日本、韩国、马来西亚、新加坡、中国等多个国家批准使用聚葡萄糖,其中日本厚生省将聚葡萄糖定为食品。目前世界上超过57个国家批准聚葡萄糖应用于食品中,其中56个国家允许其使用1Kal/g的能量标签,聚葡萄糖在以下国家被承认为膳食纤维:阿根廷、澳大利亚、奥地利、比利时、巴西、文莱、捷克、芬兰、法国、印尼、意大利、日本、马来西亚、墨西哥、新西兰、挪威、中国、菲律宾、波兰、俄罗斯、新加坡、南韩、台湾、泰国、英国、美国、越南,以及中国台湾且在不断获得越来越多的国家认可。2007年8月21日美国FDA在联邦纪事上将2003年CODEX食品化学物(FCC)第5修订版关于聚葡萄糖的规范作为质量标准参考,并进一步扩大了聚葡萄糖的使用范围。2 膳食纤维及聚葡萄糖的市场状况2.1 发达国家的应用情况膳食纤维在全球有近40年的研究和发展历史。在国外的应用主要是食品领域,作为一种常量元素添加到各种食品中去,使人们能够非常方便地在不同食物中自然摄取膳食纤维,在欧美等发达国家的超市和便利店中甚至有专门的膳食纤维产品专柜,各类添加膳食纤维而包、饮料、饼干、乳制品等琳琅满目。国外研究应用的膳食纤维主要有六大类:谷物 豆类、微生物多糖及其它天然纤维和合成、半合成纤维,计30多个品种,其中实际应川于牛产 有10余种,在市场上比较畅销的有聚葡萄糖、大豆膳食纤维、燕麦膳食纤维等6种。。Mintel公司的GNPD数据库资料显示,2006年约有0.9%的全球新 市的食品声称含有纤维,其中1.6%的焙烤食品、1-4%的乳制品和0.6%的饮料含有纤维。以前,食品中主要用不溶性膳食纤维进行强化,水溶性膳食纤维的应用诞生后,这个情况很快扭转。以丹尼斯克的利体素(聚葡萄糖)为例,1981年经FDA批准后它最先问世于美国等发达国家市场,用作低热量填充剂。上世纪90年代初,国际市场上就有各种大品牌的低热量食品添加了利体素,例如日本LOTFE公司的ZERO系列低热量巧克力、营养棒等。H本的大琢制药(Otsuka)1988年推出了Fibe—MINI纤维饮料,每瓶含有7g聚葡萄糖,并于1997年获得FOSHU认证,目前该产品依然畅销。F】本的三得利公司(Suntory)于1993年开发了利体素的新应用,用它和一种低聚糖成功开发“Bikkle”酸乳饮料,创下了销售2亿瓶的记录。日本的Yakult专注于益生菌乳饮料,旗下有添加了利体素的Joie益生菌奶,还有含低聚半乳糖和利体素的调节肠道菌群的功能性饮料等。最近日本市场上含利体素的新产品,还有明治乳业的酸奶和加钙乳饮料、明治制果的特浓奶片、Calpis的乳酸菌饮料、Suntory的DAKARA等渗运动饮料等。目前,Otsuka、Lotte和Yakult依然是日本最著名的强化纤维饮料和低热量食品生产商。2.2 膳食纤维在我国的应用情况膳食纤维的真正市场是普通食品,但纵观我国各类膳食纤维产品,主要以保健品居多,而食品所占份额过少。据调查,仅保健品就占80多种,这与发达国家不仅存在量的差距,而且在市场格局上存在严重的不均衡,同时也与膳食纤维的普及和应用是不相适应的。由于膳食纤维知识普及不够到位,整个市场容量仍停留在一个较小的水平上。总之,膳食纤维在我国的发展还处于起步阶段,从行业法规上看,行业标准以及质量标准还不健伞,目前多数企业只有沿用国际标准执行;从供应 业来看,专业生产膳食纤维的企业还很少,国内应用企业及膳食纤维产品也少之又少;从产品质量来看,发展参差不齐,多数企业在膳食纤维的口感、含量、色泽等指标上还存在很大问题。因此,多数食品企业仍处于尝试阶段,并未掀起膳食纤维的应用热潮。聚葡萄糖作为一种高品质的良好的水溶性膳食纤维,21世纪初在保龄宝生物股份有限公司实现工业化生产。在国外,聚葡萄糖作为一种大众化的食品配料,被广泛的应用于各种食品中,目前在我国也得到广泛的认可。2-3 水溶性膳食纤维聚葡萄糖的发展趋势聚葡萄糖对人体的特殊疗效作用日渐明显,其特殊营养功能受到医学及食品界的广泛关注,开发和利用聚葡萄糖的研究不断深入,对聚葡萄糖用途进一步的拓展,它的各种独特理化性质、生理功能的种种优点将得到世人的不断认可,而且聚葡萄糖新产品也将拥有更广阔的消费市场,以聚葡萄糖作为功能性食品的原料的需求量将会大大增加。纤维食品有“生命绿洲”之称,近年国际食品结构正朝着纤维食品的方向调整。日本、美国的消费需求每年以10%速度增长。在欧美市场,将聚葡萄糖加入食品中已经流行了许多年,在日本、台湾、韩国加入聚葡萄糖的食品销量不断增加。在中国,已有一些饮品中添加了聚葡萄糖,如娃哈哈的乳饮料思慕C等。在不久的将来,含有聚葡萄糖这种水溶性膳食纤维饮品或保健食品将在中国得到进一步发展。21世纪食品的发展主题是健康+美味。消费者对食品的要求在可口的基础上更加注重食品的功能与健康,同时消费者也不可能会单纯因为健康的需求而牺牲口味。而聚葡萄糖作为一种高品质的膳食纤维具有如下优点:良好的口感、更低的热量、广泛的应用范围、更多的生理功效、合理的价格。这些优点使得各种食品不会因为聚葡萄糖的添加而影响其口感,且不至于因为添加膳食纤维而过多地提高食品的成本,让食品企业容易接受,从而使聚葡萄糖在中国具有良好的发展前景。3 聚葡萄糖在食品中的应用3.1饮料行业聚葡萄糖是强化纤维饮料的理想纤维来源,它具有的水溶性好,低pH值及加热条件下的稳定性高,在货架期内稳定,纤维无损失等的优良特性,使其能广泛应用于饮料产品,包括固体饮料,无不良口味、色泽和透明度均良好,并可增强无糖或低糖饮料的口感。3.2 乳制品聚葡萄糖在低pH值下稳定,用于酸奶,能提供清爽口感和纤维强化;用于乳饮料中,能直接强化纤维。用在低脂无脂产品中能防止析水,赋予良好的质构和奶油口感。3.3 焙烤食品可用于生产高纤维的面包、蛋糕和饼干等焙烤食品,强化焙烤食品的纤维概念。聚葡萄糖十分耐热,作为蔗糖和油脂的替代品,能延缓淀粉老化,保持水分,提供良好的质构和口感,特别适于加工低糖、低脂的焙烤食品。3.4 保健品或药品因聚葡萄糖具有较低的热量值(1Kal/g),可用于生产低能量,瘦身、减肥的保健食品或功能性饮料,针对爱美人士或年轻女性。3.5 糖果无糖糖果的良好配料,耐受性好。高水溶性和高黏度,保证硬糖和橡皮糖的良好咀嚼性;能防止结晶,特别是使用糖醇的糖果;非致龋性,适用于健齿糖果。添加聚葡萄糖的蔗糖糖果,起到强化纤维/益生元/降低蔗糖的作用,也可降低热量或降低总血糖生成值。3.6 其他应用还可用于巧克力、冰淇淋/冷冻甜点、果酱和果陷、肉制品等食品中,具有改善食品质构,起到营养强化的功能。(第二篇文章)水溶性膳食纤维——聚葡萄糖袁卫涛 高传林 杨海军现代食品工业既要满足人们的食欲. 义要兼顾人们的健康.而功能性食品的开发正~f-Jtlgi应了时代的要求 作为健康因子.水溶性膳食纤维聚葡萄精逐渐成为食品阡发者的新宠1.聚葡萄糖简介聚葡萄槠(俗名水溶悱膳食纤维). 为内色或乳黄色颗粒 体. 易溶于水, 是在柠檬酸、I“梨醇的存在下,将葡萄糖高温低压反应聚合而成的多聚体, 其化学式为葡萄糖无舰则键合的缩埭物,但以1.6一精苻键结合为主 平均分于馈大于3 2(x】, 平均聚合艘大下20.的用量, 可以促进面团发酵速度..但是, 酵母用量过大时, 面闭中可用来提供的营_养不足. 则酵母的生长受到抑制. 会影响而团的酮发.从而影响到苏打饼干的疏松感(2) 小苏打用量小苏打是制作苏打饼干的一种重要原料,它在焙烘过程中受热分解.可产生大量的二氧化碳.从而使饼坯体积膨胀增大..小苏打的分解温度为60℃ ~150 如果小苏打加入量过多. 会使饼干的碱性增强.影I晌口味.同时碱也会呵面粉中的色累反应.使饼干内部色泽变黄(3)烘烤温度烘烤苏打饼干时.筇1阶段应当使烤炉的底火Hl盛.面火温度则应 相应低蝗.这样町以使开始阶段的饼坯袭 尽可能保持柔软.防止其迅速彤成硬壳.有利于饼坯体积的胀发和二氧化碳 C体的敞逸..加强底火.热凰迅速传导到中心层. 促使饼坯内冈发酵产生的二氧化碳急剧膨胀,在短时lⅦ 匈将饼坯胀发起来 ,如粜烤炉温度过低. 即使发酵良好的饼坯亦将变成僵片; 而在合理的烘烤处理F. 尽衍发酵并不太理想的面团也-Ⅱ得到较好的产品在烘烤的中间阶段.虽然水分在继续蒸发.但重要的是将胀发到最大限度的体积嗣定下米,获得优良的焙烤弹性 闻此,此时要求表 火势渐增而底面火势渐减 此阶段温度如不够岛.会使表面不能凝固定形.胀发起来的饼坯重新塌陷而使饼干密度增大。制品最终将不够酥松 最后阶段, 即饼干J二色阶段的炉温通常低于前面备阶段,以防止饼干色泽过深。(4)食盐用量食盐对耐筋有增强其弹性和坚韧性的特点.能使fli『团扰胀力提高,增强面闭的保气性; 食盐同时 是面粉巾淀粉阿雉的活化剂.能增加淀粉的转化率.以供给酵母觅足的糖分; 食盐还是调节口眯的主料.能满足口味的需求。食盐最显著的特点就是具有抑制杂菌的作用..虽然酵母的耐盐力比其他痫原菌强得多,但过lIi;的食盐含量同样会扣I制奠活性,使发酵作用减弱 为此,通常将眄己方中用盐总量的30% 在第2次捌粉时加入, 余70% 的食盐刚在油酥巾拌人. 以防用睛过多对酵母产生影响。2.聚葡萄糖的功能(1) 调节血脂水溶性膳食纤维可在小肠内造成一层膜。并缠裹部分食物脂肪,能有效限制消化道内脂肪的吸收,促进类脂化合物的排泄,增加饱腹感,减少进食量,从而达到调节血脂,减少脂肪堆积, 预防肥胖等功效。(2) 降低胆固醇聚葡萄糖进入肠道后被肠道微生物降解的产物可抑制胆固醇的合成,并能吸附胆同醇的代谢产物胆汁酸并排出体外。从而降低人体内胆固醇含量。阻碍对胆固醇的吸收,预防胆结石的形成。(3) 调节血糖值聚葡萄糖能改善末梢组织对胰岛素的感受性,降低对胰岛素的要求,抑制胰岛素的分泌, 阻碍对糖的吸收,从而达到降低血糖水平的日的,预防糖尿病。(4) 整肠作用 聚葡萄糖能促进人体肠胃蠕动, 消除便秘,预防痔疮;能促进肠道中有益微生物的生长, 降低十二指肠中pH值, 创造微酸环境以刺激有益微生物如双歧杆菌及其他乳酸菌的生长。同时减低有害细菌的繁殖,提高机体免疫能力。减少肠道与有毒物质接触的机会,抑制有害物质的吸收并促进排泄。达到排毒养颜的作用; 预防痔疮和结肠癌;改善体质。(5) 助控作用 可溶性纤维有助于预防过量的食物摄入和脂肪堆积。(6)减肥作用一方面膳食纤维可以减少进食量, 并从人体内带走多余的脂肪和能量。另一方面可溶性膳食纤维还可在胃肠壁上形成薄膜,阻止葡萄糖的吸收, 阻碍营养素转化成热能,从而有效地起到减肥的功效3.聚葡萄糖在食品中的应用(1)在烘培食品中的应用聚葡萄糖具有保湿性, 能通过保持水分或防止水分迁移来控制食品含水I量的不利变化,延长货架期; 还能减少糕点制作过程中面筋的形成,保持酥性结构。(2) 水果馅料聚葡萄糖常被添加到低热量、低糖水果馅料中。能防止水分从馅料中转移到面团或糕点的内部。延长货架期。(3) 乳制品 聚葡萄糖作为功能因子用于牛乳及涮昧乳、发酵乳、乳酸菌饮料和调制奶粉等乳制品中, 可以改善乳品口感,提高稳定性,不用担心会f“现与乳制品中的成分发生对人体不利的理化反应的情况。(4) 糖果聚葡萄糖的水溶性及黏性均很高,适于制造风味俱佳的无糖糖果;并且与其他原料混用。还能减少结晶。消除冷流动性并提高糖果稳定性。(5) 冷冻甜点聚葡萄糖具有冰点降低功能,用它能生产m富有奶油口感的美味冷冻甜点等。除了用于降低热量、糖分和脂肪的产品中外。还能向低脂冷冻甜点提供某些功能特性如控制水分、提供清新圆滑的口感及改进组织结构等。(6) 饮料南于聚葡萄糖溶解度大, 溶液清澈透明,在低pH 值的条件下稳定, 可随意用以增加饮料的固形物。改善及丰富口感,作为功能性膳食纤维来源可以广泛应用于各种功能性饮料中。(备注:文章是从国内期刊中能找到此类内容的精华,如果满意,加分后留下邮箱,将原始PDF文档发给你,可以纠正个别的乱码)