时间：2023-08-17 18:04:24
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学反应工程绪论，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
殷金玲 景晓燕 王君 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院
基金项目：哈尔滨工程大学基础课程教学改革研究计划建设项目002100020632。
摘要：针对面向非化学化工专业学生开设的普通化学教学中存在的问题，通过重点利用学生所学专业与普通化学的结合点，配合
一定的其他的课堂教学方式来激发学生学习普通化学的积极性。
关键词：普通化学；专业；交叉性
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号
一、普通化学教学中存在的最大问题的分析
目前许多大学里的普通化学基本上都是面向非化学化工专
业的学生开设的，大部分学生认为化学与自己将来的专业和就业
没有什么关系，在某种程度上致使很多学生是在被动的学习普通
化学，主要就是为了考试能够通过或者取得高分为自己的奖学金
的获得做个准备而已，而这种被动就造成了学生的学习积极性大
大降低。那么如何提高非化学化工专业学生学习普通化学的学习
兴趣就成了许多普通化学教师面临的最大问题。
二、针对学生专业与普通化学的交叉性方面采取的措施
1.了解学生所学专业
每位普通化学教师在接到教学任务后都需要首先整体了解
一下授课对象是那个系的？学哪个专业的？这样才能有的放矢，
为下一步工作做好准备。
2.深入调查收集整理学生所学专业的特点和培养目标及往年
就业去向
在了解了授课对象的所在院系和所学专业后就需要针对其
专业等信息开始进行下一步的调查工作，以我校学生所学专业为
例，比如船舶与海洋工程专业，其专业培养目标是培养船舶与海
洋工程结构物研发、设计、建造、检验、管理、教育等高层次专
门人才。该专业毕业生主要就业去向是到与船舶和海洋工程有关
的公司及国家各部委机关，以及沿海、沿江各船舶设计院、研究
所和造船骨干企业工作。再比如：核工程与核技术专业的专业培
养目标是培养能在相关领域从事核工程与核技术研究、设计、生
产、运行和管理的专门人才。就业去向主要是一些国内的核电站
和核工业的研究院。还比如：环境专业的专业培养目标是培养能
从事废水、废气、固体废弃物等污染物的防治技术研究、设计、
应用和开发工作的高级工程技术人才。本专业毕业生就业面较
广，对于我校毕业生相对集中的就业单位有各大船厂，沿海各大
型企业的水处理公司，建筑设计院等。
3.针对收集的信息寻找与普通化学授课内容相关的交叉点，
并灵活应用于课堂教学中
针对船舶与海洋工程专业的学生我们在讲电化学基础这一
章节的内容时首先就提出一个问题：大家的专业都与船舶有关，
而我们知道船体相当一部分与海水接触，海水对船体的钢铁具有
较强的腐蚀性。那么这种腐蚀在化学上属于哪种腐蚀呢？如何在
实际中采用什么样的方法来防止或降低这种腐蚀呢？这个问题
直接与他们的专业相关了，学生自然兴趣就提上来了。然后在讲
金属的腐蚀时，让学生们知道这种腐蚀是电化学腐蚀，而针对这
种腐蚀常采用的方法有：阴极保护法（又包括牺牲阳极保护法和
外加电流阴极保护法），阳极保护法，缓蚀剂法，金属表面覆盖
层等方法。有时大家去船厂会发现在船下面挂着一个铝块或者锌
块之类的东西，这是应用了哪种方法呢？还有时会看到许多工人
在船体表面进行涂装，这又是应用了哪种方法？在这些学生感兴
趣的问题的引导下让学生由被动学习变为主动学习。
针对核工程与核技术专业的学生在第一堂绪论课中就可以
给他们举一个和他们专业密切相关也是他们这个专业非常在意
的一件事：切尔诺贝利核事故。他们可能在选择这个专业时已有
耳闻这个核泄漏事故，但是对于这起事故的真正起因未必知道。
而这起事故的真正原因不是核爆炸，而是一种化学反应酿成了重
大的损失。然后给学生介绍这次事故的前因后果：在进行4 号反
应堆电能功率安全测试的过程中，操作人员有意切断了通向核心
区域的冷却水流，当然这个操作是测试的一部分，而且操作人员
在反应堆中留下的控制棒数目不够，蒸汽压很低又难以提供冷却
剂。这一系列的操作致使整个反应堆功率剧增，产生巨大的热量，
烧塌了燃料芯堆，而释放出的灼热的放射性核燃料颗粒与用作冷
却剂的水接触发生爆炸。这个过程中反应堆中用来使中子减速的
石墨起火燃烧，流到着火的石墨上的水又与石墨发生化学反应产
生氢气，氢气和空气中的氧气发生化学反应而爆炸。这个化学反
应的爆炸却掀翻了覆盖在反应堆上的钢板。可见对于核工程与核
技术人员掌握化学知识是必须的。
针对环境专业的学生而言，同样在绪论课中就可以让他们知
道化学与他们的专业是密不可分的，比如为了将普通化学主要内
容串接起来，可以给他们举个环境问题的例子：汽车因大部分使
用汽油内燃机，会产生一氧化碳和一氧化氮等有害物质污染环
境。如果我们能够让NO 和CO 在排放到大气前就反应生成N2 和
CO2，就可以大大降低对环境的污染。那么：①这个反应能够发
生吗？（即化学反应方向问题）②如果该反应能发生，那么会有
多少的NO 和CO 转化为N2 和CO2 呢？（即化学反应限度问题）
③同时我们知道对于每一个反应化学反应发生时都会伴随着吸
收和放出热量的现象，那么该反应过程中能量是如何变化的呢？
（即化学反应能量变化问题）④这个反应若能发生，这个反应是
进行的快呢还是慢呢？（即化学反应速率问题）⑤这个反应的反
应机理如何？而对于机理的分析比较复杂，首先我们需要了解物
质的微观结构的问题。（即物质的微观结构问题）。这样既可以
将普通化学的整体内容安排与实际问题的解决联系起来，更让学
生了解要解决这样的一个环境问题必须要应用化学的知识。同时
针对环境专业的学生授课时更应该增加一些绿色化学知识的介
绍。
三、其他课堂教学措施的配合
除了抓住学生所学专业与普通化学的结合点外，还要注意其
他的一些课堂教学方式，如：将化学与学生日常生活中遇到的一
些具体事例联系起来，即用普通化学学过的知识来解释一些实例
和现象；在课堂上引入一些著名化学家的人物介绍和相关一些理
论的发展史，像故事一样介绍给学生，既吸引了学生的注意力，
又加深了对基本理论知识的理解；课堂上适当设有部分课堂演示
实验和演示实验录像的环节，让学生从实验中总结出化学的基本
理论和规律，同时也让学生深刻了解化学这门学科的特点；注意
利用问题的引入来启发学生的思维空间，并且加强训练学生的归
纳总结能力，进一步强化教学效果等。
参考文献：
[1]段连运译.化学与社会（原著第五版）[M].北京：化学工业
出版社，2008：285-288.
[2]李梅，景晓燕，韩伟，朱春玲，王君.普通化学教学中绿色
化学教育的渗透[J].教育教学论坛，2013，28：2-3.
1改革教学方法，培养工程意识
化工原理属工程学科，其处理问题的方法与自然科学学科有着较大的差别.《化工原理》是环境专业学生在大学期间学习的第一门工程学科的课程.因此，在讲授化工原理绪论过程中，笔者就特别强调要转变学习方法，并在后续相关章节中通过引入工程案例和采用讨论式教学方式强化学生的工程意识和工程观念的培养.具体的改革措施如下.
1.1引入工程案例，激发学生学习兴趣
兴趣是最好的老师.在教学过程中通过引入环境污染控制工程实际案例，将化工原理基本原理与实际案例进行关联，让学生充分感受到化工原理不单单是大学中的一门课程，而且是一门在整个专业课程体系中起着承上启下作用的课程，是学好专业课程和解决实际工程问题的重要基础，进而激发学生学习的兴趣.比如，在讲授离心泵时，笔者就在课堂上提出如何能将水从低位输送至高位、在污水管网中污水提升泵站的作用等问题，引发学生思考，进而引出具体的授课内容；其中涉及流体在管内的流动形态和速度、管路的阻力损失、流体流动时的能量守恒方程和质量守恒方程，基于能量守恒方程可进行污水提升所需的外加能量并结合污水流量和泵的效率，计算出所需泵的扬程和功率.然后再根据污水流量确定泵的流量，从而确定泵的型号.与此同时，还可以顺势引出离心泵的工作原理、安装高度、气缚、气蚀等问题.在其它章节的讲授中，笔者也尝试相应引入三废处理工程中的实际案例，尽量使问题简单化.同时，在教学过程中还特别注意联系实际工程案例，给学生灌输技术经济评价的思想，引导学生在确定工程方案时除了要从理论上探索其可行性外，还要研究其技术上的可行性，经济上的合理性和生产上的安全性等问题，统筹考虑.实践证明，在教学过程中引入工程案例，能强化学生对理论知识的掌握，提高学生考虑工程问题时的工程思维和工程意识.
1.2启发式讨论教学，理论联系实际
启发式讨论教学是指教师根据学生的基础、教学要求而采用的一个教学启发手段，以充分调动学生思维的积极性，让学生在教学过程中发挥主体作用.通过经验总结，笔者认为，在环境工程专业化工原理教学中，应通过从实际生活实例中提出问题，分析问题，层层启发，由浅入深，引发学生主动思考，达到理论联系实际的目的.比如，在讲授固体干燥时，以生活垃圾焚烧的例子，指出生活垃圾在焚烧处理之前，水分必然要先汽化，然后使生活垃圾颗粒温度上升至其着火点，才能发生燃烧等等.此外，笔者在讲授传热的三种方式之前，先让同学讨论为什么夏天吹风扇会感觉非常凉快，冬天躲在墙角晒太阳会感觉更暖和.经过同学激烈的讨论后，请1~2位同学为代表指出其中可能的原因，然后才对同学的分析进行点评，并给出正确的解释.实践表明，通过类似的课堂讨论，学生参与度得到了极大的提高，学习的热情也空前高涨.
2结合专业需求，整合教材资源
环境工程是一个实践性和工程性较强的学科，涉及传递过程原理、能源利用、流体力学、材料力学、生化反应工程、过程的设计和控制以及一些新型过程的开发等.就现有的各种环境污染物控制与治理方法而言，绝大部分都涉及形形的化学反应，或为均相反应，或为多相反应，并不可避免地牵涉到有关反应物料传递、本征反应动力学与宏观反应动力学及反应器的设计与分析等一系列化学反应工程问题.目前环境工程专业化工原理理论课大多数采用的教材是在化工专业使用的《化工原理》基础上简化而成，与“三废”处理工程案例联系不太紧密，缺少反应工程相关内容，特别是生化反应工程内容.为了适应应用型地方高校环境工程专业人才厚基础、重应用的培养目标和专业需求，化工原理课程应该强化传递过程计算基础、重点讲述流体力学基础、传热、传质的基本原理并在分析主要公式时引用环境污染治理工程设备案例，使教材内容更加通俗易懂.同时，增加生化反应工程基础并将其与单元操作有机衔接.在课程内容安排上，适宜采用由简入繁、由具体到抽象、再由抽象到具体、前后关联的编排模式.根据以上设想，笔者采用的讲义大纲安排如下：绪论（介绍课程的研究对象与学习方法、单位与量纲、物料衡算、能量衡算和速率）.流体流动与流体输送机械（第一章，讨论流体流动、流体重要参数测量方法、流体流动的能量衡算、简单管路计算.第二章，泵与风机的选型、安装与操作）.传热（第三章，讨论保温及保温材料、热传导、保温效果、保温材料的适宜厚度、换热器）.传质分离过程及设备（第四章，讨论吸收速率、吸收过程的物料衡算和填料层高度的计算和填料塔的操作计算、传质设备的结构及操作性能）.非均相物系的分离（第五章，讨论固体悬浮物及其运动、集尘、分级基础及降尘室、旋风除尘器的特点）.生化反应器基础（第六章，讨论生化反应速率的表示方法、主要的生化反应器设计）.固体干燥（第七章，讨论干燥过程原理和特点、湿空气性质参数和水分性质）.
3结语
应用型地方高校工程类人才在服务地方经济发展中具有重要的作用.其中，工程类专业人才培养过程中专业基础课程对于应用型人才工程意识、工程思维能力和解决实际工程问题能力的培养具有重要的指导意义.基于当前应用型地方高校工程类专业基础理论课教学与应用型人才培养要求不太吻合的现状，以《化工原理》理论课为例，笔者从三年前开始对环境工程专业《化工原理》课程进行了系统的改革和创新.以培养应用型人才为目标，通过加强教学观念、完善教学方法，结合专业特点编写教学讲义，加强学生工程意识和工程思维能力培养.经过三年的教学改革，学生的学习兴趣、解决实际工程问题的信心和能力明显提高.
作者：陆伟东 单位：韶关学院
【关键词】化学工艺学 教学改革 石油化工
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）16－0001－02
广东石油化工学院坐落于中国南方最大的石油生产基地——广东省茂名市，为华南地区唯一一所石油化工特色院校。学校的化学工程与工艺专业是国家级特色专业建设点，毕业生遍布全国各地的石油化工行业，就业具有很强的针对性，深受用人单位欢迎。广东石油化工学院化学工程与工艺专业人才培养的目标是为社会输送具备化学工程与工艺基本理论、基本知识和基本技能，具有较强工程实践能力、良好的创新意识和较高综合工程素质的人才。毕业生能在石油炼制、石油化工、能源、环保、材料等部门从事工程设计、技术开发、生产管理等方面的工作。化学工艺学作为该专业一门重要的专业课，是基础化学、化工热力学、化学反应工程、化工原理等课程的综合应用。通过该课程的学习，要求学生掌握化工生产的基本原理、主要化工产品的生产方法、工艺流程等。在化学工艺学课程教学中，应注重强化学生的工程意识和基础知识的实际应用能力。
一 结合石油化工特色，创建课程群
从人才培养的角度看，石油化工高校培养的毕业生应具有较强的工程实践能力、良好的创新意识和较高的综合工程素质，以适应石油炼制或石油化工等相关行业的人才需求。毕业生不但要懂得某一专业的基础理论，还要具有某一岗位所需要的生产操作和组织能力，并能在现场进行技术操作和改进，解决生产实际问题。因此，广东石油化工学院石油化工专业所培养的人才具有基层性、实用性和技术性，这是本专业区别于其他普通高校教育的一大特色。根据本专业的特点和学生的基础及接受能力，以培养学生的综合实践操作能力和创新能力为主线，可将石油炼制工程、石油化工产品分析技术、石油产品应用技术与开发、石油储运基础等课程创建一个课程群，围绕本专业人才培养目标，对各课程的主要内容进行精选优化，调整化学工艺学的教学内容。可从这些主干课程中选择一些典型的石化产品，作为化学工艺学的教学案例，分析这些石化产品的生产方法、工艺流程、工艺参数、条件影响等。这种处理方式对课程群里面其他的课程教学可起到辅助和巩固的作用。
二 优化和更新化学工艺学的教学内容
根据教学大纲对教学内容进行处理，把各章节内容按照了解、掌握、应用、设计等不同要求作详细的定位。例如，对于工业生产中已经不采用的生产方法，只要求学生了解某种工业过程可能有多种生产方法即可；对需掌握的内容，可以要求学生对各种生产方法进行比较，分析其适用范围、效果、操作条件、能耗等，从技术经济的角度选择生产方法。学生不仅要掌握教材介绍的几种基本化工产品的生产，而且其生产--方法要会应用，能够举一反三，要能设计出一些简单的生产工艺。例如，在讲授合成氨时，可以先引入哈伯法合成氨工艺的历史及哈伯本人的一些简介，既可以提起学生对合成氨工艺的学习兴趣，又可以了解一些名人的事迹。当学生有了兴趣之后，可以从不同的原料角度，引入不同的生产工艺，如以煤为原料，以天然气为原料，以重油为原料的合成氨工艺，其各自的工段均有所不同，可以在讲授完后让学生总结各不同原料合成氨工艺的异同，这样学生学完之后印象深刻，可以吃透这部分内容。
另外，在组织化学工艺学教学内容时，应着重突出石油化工特色。在第一次化学工艺学讲授过程中，让大家认识到本门课程的针对性、重要性及实用性。在第一章“绪论”部分组织讲授材料的时候，可以结合茂名炼油产业链，围绕几个关键词如石油化工、石油炼制、乙烯工业、茂名乙烯、石化工业区等展开内容学习。例如，乙烯工业是指以石油馏分为原料裂解生产乙烯为主，同时生产丙烯、丁烯、芳烃等产品的生产过程。乙烯是石油化工的基本有机原料，目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产。乙烯主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多种重要的有机化工产品，乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。再如，对乙烯产品结构的介绍（塑料类、合成橡胶类、液体化工类）；对长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群及沿长江产业带分布的介绍等，这些内容可以让学生清晰地认识未来的就业方向、就业区域和就业前景。在这种情况下，学生会充分认识到化学工艺学这门课程的针对性和重要性，在后面的时间里自然会重视这门课程的学习，因为这些内容的学习与他们未来的就业息息相关。
围绕本专业人才培养目标，针对毕业生的就业特点，广东石油化工学院的化学工艺学这门课应该调整教学内容，注重重点内容的凝练。其重点内容应围绕乙烯工业展开。
如以茂名石化乙烯为例，学习乙烯生产原理、工艺技术、产品应用等基本知识；以茂名石化工业区为例，学习乙烯下游产业链、产品应用等基本知识。
乙烯生产原理主要包括乙烯生产过程中的化学反应规律、反应机理、热力学及动力学分析，乙烯生产的工艺参数和操作指标（如原料性质及评价、裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度等）及乙烯生产的工艺过程等。
三 适当引入双语教学
关键词：人教版高中化学； 科学探究； 内容分析
Abstract：This paper summarized the relevant theories of scientific inquiry and the preparation of textbooks， and then established the basic framework. scientific inquiries on factual knowledge are the most in the edition. There are a number of the same scientific inquiry points in the edition.for the activities of scientific inquiry，experiment is the most in the edition. for the opening level of scientific inquiry， the textbook which is prepared by People's Education Press is 2， 3-class levelof scientific inquiry-based.The People's Education edition take notice of the gradual increase in the opening level of scientific inquiry. in addition of words，the edition of textbook has used pictures， diagrams and charts to help showing the scientific inquiry content.
Key words： Chemistry of Person teaching edition in Senior High School， Scientific Inquiry， Content Analysis
1.绪论
人教版教科书是依据 2003 年中华人民共和国教育部制定的《普通高中化学课程标准（实验）》所编写[1，2]，由于高中化学新课程包括“化学 1”和“化学 2”两个必修模块和“化学与生活”、“化学与技术”、“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”、“实验化学”六个选修模块[3]，而且在“课程标准”的指导下人教版教科书，那么人教版教科书中的科学探究内容有何特点？编写者们选取了那些知识进行科学探究？师生在依据教科书开展教学活动时需要完成什么样的探究任务？涉及哪些活动形式？学生在进行科学探究时参与程度如何？为了更好的分析人教版教科书，本人主要涉及教材的逻辑或组织形式、内容呈现方式、习题、实验或探究活动等方面的分析。
2.科学探究情况分析[4]
2.1科学探究的概念
对于理科，有时简称为科学探究。科学探究也指的是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。这一定义在目前国内有关科学探究的研究中被广泛引用。《国家科学教育标准》中的定义，“科学探究指的是科学家用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。”
2.2科学探究的任务及类型
探究任务的解法、答案一般不是唯一的，可能有多种解决办法。一般是开放性的任务。科学探究主要包括以下几种任务类型。基于变量的任务，特征主要是有类型 1：涉及一个分类性自变量；类型 2：涉及一个连续性自变量；类型 3：涉及一个以上的分类性自变量；类型 4：涉及一个以上的连续性自变量。逻辑推理任务，需要开展一系列的活动（往往是定性分析），这些活动所得到的资料可以进一步引发、组织下一步的活动，直至找到问题的解决方法。测量性任务，在一些科学、工程或技术任务中，最关键的问题是准确测量变量的值，这往往必须利用一个以上的仪器来完成。建造性（工程性）任务，目的是找到解决问题的方法而后再检验其有效性，而不是考察背后的因素关系。探索性任务，作为最开放的任务形式，这种任务需要学生自己先提出问题、明确问题，而后再去寻找解决问题的方法，具体解决方法可能是通过以上各个途径来实现，而且可能利用其他的相关资源。
2.3科学探究的活动方法
为了激发学生的学习兴趣，训练操作技能，为了发现一些科学知识，为了学生建构科学知识、科学素养提供基本的经验，科学探究常常在教学过程中需要学生进行一定的实际活动或动手操作。科学探究中学生进行的活动分为实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论等七种方式。
2.4科学探究的组成要素
在国内，不同的研究人员对科学探究进行不同的划分。 “课程标准”通过对不同理论进行综合，提出科学探究包括提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等 8 个要素。
3.人教版教科书中科学探究内容的编写情况[7]
3.1定量分析人教版教科书中科学探究内容
通过分析八册教科书，我们可以确定分析单元分为64 个，可以知道人教版各册教科书中科学探究内容不是平均分布，《实验化学》中分析单元最多，《化学与技术》中分析单元最少，其它几个模块基本持平。首先，从科学探究的内容对象来看，事实性知识所占比重最大，全八册中针对事实性知识的分析单元占分析单元总数的 50%，针对理论性和技能性知识的分析单元数持平。从理论性知识分布来看，《化学 2》、《物质结构与性质》和《化学反应原理》模块针对理论性知识设置的科学探究内容较多。从事实性知识分布来看，《化学 1》与《化学与生活》中事实性知识比重较大，其中《化学与生活》模块科学探究的内容全部针对事实性知识；《物质结构与性质》和《化学反应原理》模块则未针对事实性知识设置科学探究内容。针对技能性知识的科学探究则主要集中在《实验化学》模块，其它模块中涉及不多。其次，从科学探究的任务类型来看，人教版各册中依次为探索性任务、建造性/工程性任务、基于变量的任务，而涉及最多的任务类型是逻辑推理任务。测量性任务最少，仅在《有机化学基础》和《实验化学》中。《化学反应原理》模块中基于变量的任务最多；逻辑推理任务则主要分布在《化学 1》、《化学 2》和《物质结构与性质模块》中；《实验化学》模块中建造性/工程性任务和探索性任务比较多，分别占到分析单元总数的 31.82%和 54.55%。最后，从科学探究的活动方式来看，人教版中科学探究活动仅涉及实验、观察、资料收集、讨论等 四种活动方式，以实验为主。《物质结构与性质》模块涉及了较多的观察活动。
3.2 定性角度分析人教版教科书中科学探究内容[8]
首先、人教版教科书中主要是探究重要的无机物和有机物的性质和制备方法，有关事实性知识的科学探究最多。例如铝与氧气的反应、铁与水蒸气的反应、用二氧化氮制取硝酸的反应等等。在安排任务类型时，针对这类知识较多地采用了逻辑推理任务――即通过开展一系列活动（往往是定性分析），通过收集现象得出结论，进而获得物质的性质或制备的方法；但在《实验化学》模块中，主要采用了探索性任务，例如乙酸乙酯的制备及反应条件研究、氢氧化铝的制备等等，科学探究任务解决问题的方法和途径更加多样化，任务形式也更加开放。其次、人教版教科书较好地注意了循序渐进，逐渐增大科学探究的开放水平，但是由于有超过 14%的科学探究内容采用了 一 级水平的科学探究，使得整体的开放水平偏低。人教版中 一 级水平的科学探究内容主要集中在《化学 1》和《实验化学》的前两个单元，从学生参与程度来说，一级水平的科学探究与传统教学中的演示实验没有本质的区别，科学探究问题与假设、探究程序和探究结论都是给定的。通过对具体内容的进一步分析，发现教科书在呈现内容时根本不涉及探究结论这个部分，或者是在探究结论部分没有给出文字结论却给出了反应的方程式，学生不需要深入思考就可以得出结论。再次、从科学探究内容包含的环节组成来看，人教版教科书对问题的提出和猜想与假设环节较少呈现（除《实验化学》模块外），绝大多数内容都是直接进入探究计划与实验实施部分；在获得解释与结论后，也基本不涉及反思与评价和表达与交流；环节组成比较全面的是《化学 1》中铁粉与水蒸气的反应和《化学反应原理》中 FeCl3水解的探究。在《实验化学》中，有三分之一左右的分析单元包含了问题的提出部分，包含表达与交流的分析单元也占到三分之一左右，各个分析单元基本都安排了反思与评价的部分，但是对猜想与假设的呈现仍旧非常少。最后、人教版中很多重要的实验操作都配备了实验装置示意图，标准而且美观。在《物质结构与性质》模块还利用示意图较好地表现了物质的微观结构。在实物图片方面，人教版教科书中呈现较少，而且基本只用来呈现实验现象，对实物图片的其它功能重视不够。人教版中图表的使用主要是两个方面的作用：提供相关数据和记录探究结果。值得注意的是，人教版除《实验化学》模块外，科学探究内容大部分都给出了探究结果记录表，而《实验化学》模块中图表则主要是用于提供相关数据，包含探究结果记录表的分析单元非常少。
4.对人教版教科书中科学探究内容的解读[5，6]
4.1化学学科本身特点的影响
化学的特征是研究分子和创造分子。在原子、分子水平上研究物质组成、结构、性质及其应用的一门基础科学。课程的性质决定了一些事实性知识成为理论性知识和技能性知识探究的基础。没有丰富具体的元素化合物知识，化学基本概念和原理就会变得抽象、空洞而难以理解，化学用语、化学技能的学习就会变得枯燥乏味，事实性知识被人们称作“真正意义上的化学”。在人教版教科书中，可发现针对事实性知识的科学探究内容是最多的。另外，化学知识的产生和积累经过了无数科学家的反复探索与实验，因此化学中有很多适合探究的知识点，化学实验是学生学习化学知识、解决生产、生活中的实际问题的重要途径和方法，具有很重要的认识论、方法论和教学论的功能。在使用教科书进行科学探究活动时，要充分考虑化学学科本身的特点。进行科学探究时应使学生在科学探究的基础上更好地理解和掌握相关的化学知识，不能只看重探究活动本身。科学探究是为了改变学生的学习方式，而学习的最终目的和结果不应该随之改变。另外，没有目的的实验是没有意义的实验，同时也要警惕“惟实验”的误区，科学探究中的实验只是科学探究的一部分，科学探究并不等同于学生实验，学生的思维过程、归纳与概括的意识以及后续的反思与评价都非常的重要。科学探究中的实验既要注重学生实验，也要注重教师的演示实验。
4.2学生学习心理的影响
奥苏贝尔在《教育心理学 一种认知观点》一书的扉页上写到：“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么，我将一言以蔽之曰：影响学习的唯一最重要因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点，并应据此进行教学。”学生在义务教育阶段已经学习了一些基础的化学知识，经历了一些科学探究活动，学生是学习的主体，学习者对外界进行选择、加工、理解、改造和建构的过程，是学习者对激发起认知冲突的问题和现象进行探究的过程。通过创设一定的情境，逐渐培养培养学生发现问题的能力，进而树立问题意识。但是，考虑到区域和学生个体的差异性，在安排科学探究内容时应更加深入地分析学生的已有知识经验，进而设置合理的开放水平和问题难度。另外，在进行活动设计时不能只进行表面上看起来的活动，而是学生真正参与其中，经历选择、加工、理解、改造和建构的过程。对于教科书中，问题提出部分的欠缺，在进行教学设计时应该充分挖掘教科书以外的资源。
4.3教师教学实践的影响
科学探究在强调学生主体地位的同时不否认教师的作用，教师的科学探究观念是影响探究式教学的重要因素。第一，由于科学探究与科学教育的科学本性相一致、有利于学生的全面发展、有利于学生转变学习方式，要充分认识科学探究的综合优势；第二，科学探究不等于科学家的探究，不能将科学探究神化，也不是必须具有丰富的科学知识和非常完备的实验设备才能开展探究；第三，科学探究有自身的规律和特点，并不是所有的知识都适合以科学探究的方式进行学习，不能将科学探究泛化。不同的科学探究任务不仅承载着相关的知识，而且承载着一定的化学技能与思想，充分发挥了科学探究的综合优势。至于什么样的知识适合进行探究，探究点在哪里，是教师进行教学设计时的困扰。在使用教科书进行科学探究活动时，教师要正确认识科学探究，合理使用教科书中的科学探究内容进行教学设计，不能拘泥于教科书进而限制了教师的创造性。
5.结 语
科学探究作为科学课程的重要内容被提到了前所未有的高度，高中化学课程是基础教育科学课程的重要组成部分，依据“课程标准”在高中化学课程中开展科学探究。高中化学新课标人教版实验教科书设置了专门的探究栏目，设计了丰富的科学探究活动。本文从化学学科本身的特点、学生学习心理和教师教学实践三个方面对教科书中科学探究内容的编写情况进行了解读。
参考文献
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[7] 周立军.高中化学教学中实施探究性学习的研究[D]. 山东师范大学， 2006.
有机绪言课提纲挈领地展示和介绍了有机化学学科研究对象、学科发展简史、学科特点、物质分类、学习方法及本学科在国民经济中的地位和作用。其教学目的和任务，不仅应使学生对本学科性质有一个大致了解，明确学习有机化学的意义，而且要激发起学生的学习兴趣，为后续学习做好铺垫。在绪言课中，教师可以收集整理相应的资料，制作成课件或利用视频资料，为学生们展示、讲述有机化学的历史。比如从古代的酿酒、制醋工艺到现代的高分子材料工程;从禁塑令到环境保护……让学生们通过音视频、图像、动画等多媒体手段，全面系统生动地了解有机化学学科的历史和发展，形象具体地认识到有机化学渗透到了衣、食、住、行等各个方面，深刻意识到学习有机化学的重要意义，从而明确学习目的，激发起学习动力和兴趣。
2.利用多媒体创设和谐轻松的教学氛围
引发学生学习兴趣传统的数理化教学易给人一种呆板、沉闷的感觉，不易使习惯形象和感性思维的学生产生学习兴趣。而多媒体的形象生动等特点正好可以弥补传统教学的不足。比如，在讲解酸的时候，就可用醋来作为课题引入，放映有关醋的历史、分类及醋的妙用的视频动画或者是相关图片配以和谐优美的音乐，让学生能带着轻松愉快的心情进入后面部分的学习。
3.帮助理解重难点内容
树立学习的信心，保持学生学习兴趣信心也是兴趣产生的一个重要因素，对于在学习过程中遇到的挫折或困难，意志坚定、求知欲强的学生一定会通过不懈的努力或用不同方法解决，而另外一部分学生可能就此而受到打击，从而影响学习积极性和学习信心，因此降低学习兴趣。有机化学中一些较抽象的知识点，如有机物质分子空间立体结构和同分异构体结构，这需要学生具有一定的空间想象能力，对于部分学生来说，比较困难，如果能制作成三维效果图或者是具有交互功能的动画，可以达到直观形象、一目了然的效果，学生理解起来也更加容易。
4.利用信息技术开展多种课外活动
提高学生学习兴趣一是可利用课外活动时间为学生播放有机化学趣闻、生活中常见的有机化学物、有机化学反应或电视节目、魔术表演中的有机化学现象。二是建立兴趣活动小组，分小组完成实践性作业、调查性作业以及课题研究。比如课题“塑料袋与白色污染”，学生可以自行通过网络查找、收集、加工、整理有关塑料的主要成分、化学性状、生产加工方法，为什么会引起白色污染，如何降低污染、保护环境等，最后形成论文或电子稿。通过论坛或博客发表，与老师、同学或其他网友共享交流，通过这种方式，不仅可以提高学生的自主学习能力、团队协助精神，还能让他们通过发表、共享等方式得到自我满足，增强自信心和学习的动力，从而提高学习兴趣。
5.利用信息技术为学生搭建良好的自主学习平台
创建平等的互助交流环境利用信息技术可让学习成果得以巩固，学习“拦路虎”得以及时解决，加强学习兴趣。在教学中，我们发现许多学生可能一开始表现得还是挺有兴趣，可是随着学习内容的增多、学习难度的加深，其学习兴趣就会逐渐减退。我们可以尝试做以下几个方面的工作:①利用化学学习网站进行课外自主学习，有条件的话，可自行建设有机化学专题学习网站，教师将教案、课件、动画、视频或收集整理的相关资料上传供学生参考。同时，学生也可将自己的学习心得、经验、研究成果上传。②建立学习交流群，教师可以利用课外业余时间为学生们答疑解惑，及时解决学生们的学习疑问;学生之间也可就学习经验进行交流:开设有机化学学习论坛，设立各种讨论主题，学生可以根据自己的兴趣爱好或者不足之处有选择地进入相关主题进行讨论交流。③利用搜索引擎、在线答疑等信息工具寻求其他网友或名师的支持。④利用辅学型课件或智能评测系统，进行自测练习，及时检测学习效果。
6.鼓励学生
[关键词]废水收集系统；初期污染雨水；事故消防废水；有效容积
中图分类号：X781.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0045-01
1、绪论
随着国内社会对环境问题的关注日益增强，国内新建化工企业的环保标准越来越高。化工厂中各种化工废水的渗漏对土壤和地下水的污染问题受到更高的关注。环保法规要求“石油化工企业应该做到清污分流”。在生产过程中以及事故状态下，化工厂区会产生多种复杂污染物的废水，包括装置排污、消防废水、污染雨水等，这些废水如果不能合理有效地收集，会对整个区域造成无法挽回的损失。
2、化工厂废水分类及系统设计要求
2.1 废水分类
生产废水：在化工工艺生产中排出的工艺废水、机封冷却水、废气洗涤水、设备及场地冲洗水等废水。这些废水如果不经处理而排放，会造成水体不同性质和不同程度的污染，从而危害人类的健康，影响工农业的生产。
初期雨水：一般指化工装置污染区前15min或污染区域30毫米的地面径流雨水，由于降雨初期，雨水携带了地面及化工设备上的工艺污染物，所以工艺装置内的初期雨水污染性质等同生产废水。项目环境影响评价书中一般将初期雨水归类为生产废水。
事故消防水：当化工装置发生火灾时，往往伴随着工艺物料的泄露，及物料燃烧后产生的污染物，当用消防水灭火或者降温时，这些污染物必然会进入消防水中，被污染后的消防水如果直接排放将会对周围环境造成很大污染[1]。
2.2 废水系统设计中的安全要求
《室外排水设计规范》2014版（GB50014-2006）、《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）、《化学工业给水排水管道设计规范》（GB50873-2013）、《石油化工企业给水排水系统设计规范》（SH3015-2003）、《石油化工给水排水管道设计规范》（SH3034-2012）等规范对废水收集中的安全性有相应要求。
2.3 废水系统设计中的环保要求
《化工建设项目环境保护设计规范》（GB50483-2009）、《化学工业污水处理及回用设计规范》（GB50483-2009）、GB/T50934-2013 《石油化工工程防渗技术规范》等规范对废水收集系统的环保要求。
2.4 废水收集系统设计注意事项
在废水收集设计中首先要根据厂区废水水质分类，划分废水收集系统。然后根据各系统水质的特点采用合适的收集方式。废水收集系统的划分应该在满足以上安全、环保的要求上，尽量减少系统划分。
废水收集系统划分好后，在根据设计项目的总图布置和地势特点，在平面空间和立面空间上验证废水系统实施的可行性。对于平面布置受限，或者地势特点不能满足重力流的情况下，还有考虑地上压力管道的设计形式。
3、工程实例
3.1 工程概况及设计条件
某公司23万吨/年废氯化氢回收项目是采用降膜吸收废氯化氢气体成为36.5%的盐酸，采用氧气去极化阴极-盐酸电解技术将盐酸电解产水氯气。本项目的废水收集系统，属于典型的含不同污染介质的化工废水收集系统。
本项目本项目工艺装置有：电解单元、氯气压缩单元、氧气循环单元、盐酸及废气脱氯单元、盐酸吸水单元和酸碱罐区。
本项目工艺装置废水中含有的污染物主要有：废盐酸、NaOH、NaCl、Na2CO3、NaClO等，其中废盐酸和NaClO混合会产剧毒气体氯气，故本项目在废水收集中需要考虑含废盐酸和含NaClO废水的单独收集。
本项目废水收集系统设计存在如下特点：
（1）、本项目的废水主要含酸碱废水，具有较强的腐蚀性，故废水收集的管道材质不能采用碳钢管道，废水的收集只能采用非金属管道。
（2）、根据《石油化工工程防渗技术规范》，当一级地管、二级地管采用非钢制金属管道时，宜采用高密度聚乙烯（HDPE）膜防渗层，也可采用抗渗钢筋混凝土管沟或套管。
（3）、因本项目地址位于长江上游流域，环境影响评价书中除了要求废水清污分流外，并要求生产废水收集及排水管地面化、可视化。
3.2 废水收集系统设计方案
拟在各工艺装置单元内分别设置废水收集池收集生产废水和初期雨水，通过提升泵提升后经由敷设在管廊上的压力管道将各种不同性质的废水输送至废水收集单元。在废水收集单元内设酸碱废水池集中收集含酸碱非废水和初期雨水、设NaClO废水池集中收集含NaClO的冲洗废水和初期雨水、设事故消防废水池收集事故消防废水。另设中和池将收集的废水进行中和预处理后在泵至园区污水厂进行处理。
工艺装置的后期雨水及非污染区的清净雨水通过地下雨水收集管排至厂区外。
工艺装置的事故消防废水通过雨水管道收集，并在雨水管道末端切换至事故消防废水池。
3.3 工艺装置内初期雨水与后期雨水的切换
依据《给水排水工程快速设计手册》中的相关要求，确定建设项目初期雨水收集时间为5min，根据实际工程经验计算出降雨历时为8min[2]，结合所有资料和外界综合因素本工程按照下雨10min的时间来计算初期雨水量。
在各工艺装置内设置的废水收集池用于收集各装置内的生产废水和初期雨水，近来，后期雨水收集的设计采用翻堰溢流的方式进入雨水收集系统，替代以往采用阀门切换的形式，减少了阀门的设置。
水夏诘纳产废水通过水沟经溢流堰阻挡流至废水收集池内，收集池内液位到达启泵液位时开启提升泵，将装置区废水收集池内废水提升至总废水收集池。下雨时，初期雨水经溢流堰的阻挡首先流至废水收集池，当废水池收集满后，后期雨水将翻过雨水沟内的溢流堰流至清净雨水收集管网。
3.4 工程实例设计的不足及借鉴
（1）、本项目工艺装置的布置，存在排水区域分散、废液混合可能发生化学反应、废水收集沟绕行等问题，造成本项目废水收集沟及构筑物布置分散。所以在今后的化工废水收集系统设计中，应该注意与总图布置及时沟通，确保废水收集系统设计合理，保证运行安全可靠、降低工程费用。
（2）、初期雨水与后期雨水的切换仍需人工参与控制。因为废水池兼用与收集初期雨水和正常废水排放，且废水池容积是按照初期雨水量设计。这样就要求在下雨前将池内收集的废水泵出，才能保证有足够的容积来收集初期雨水。
（3）雨水管道末端事故消防废水切换阀门需人工操作切换，今后的设计中，应与消防主泵的启动连锁。
4、结论
厂区废水系统设计时，尽量采用地上压力管道输送废水，并提高自动化管理水平。在污染装置区集中布置区域的雨水管网末端设置切换阀，用于切换事故消防水，并收集可能进入系统的降雨量，避免非污染区的降雨进入收集系统。
对初期污染雨水和后期清净雨水的切换合理设计，在保证污染雨水全部收集处理的前提下，提高可操作性。
事故消防废水的切换阀门应采用电动阀门，并和火灾报警联锁，在火灾发生时自动切换。保证事故消防水能够及时切换阀门，避免废水外排造成的环境污染。
参考文献
关键词：钢筋 腐蚀 措施
中图分类号：TU392.2 文献标识码：A 文章编号：
1 绪论
桥梁工程中钢筋混凝土结构因具有成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛等优点而被普遍采用。钢筋砼既保持了混凝土抗压强度高的特性、又保持了钢筋很好的抗拉的强度。同时钢筋与混凝土之间有着很好的黏结力和相近的热膨胀系数，混凝土又能对钢筋起到很好的保护作用，从而使混凝土结构物更好的工作，提高了钢筋混凝土的耐久性。
1.1 钢筋在结构中的作用提高
目前，高强度建筑钢材的使用已在桥梁建设中成为重点。由此可见，钢材的在桥梁工程中地位显得日益突出，如何使钢材在桥梁工程作用的充分发挥，成为人们日益关注的重点。
1.2 钢筋腐蚀对建筑物的危害
钢筋锈蚀已成为导致钢筋砼建筑物耐久性不足，过早破坏的主要原因。据相关部门统计，我市钢筋腐蚀造成桥梁修复及重建占桥梁建设的42.5％。近年我市查出的危桥，其绝大部分都存在严重的钢筋腐蚀问题，因钢筋腐蚀，致使许多钢筋砼结构在10至15年间就致使构件破坏模式发生改变，极限承载力出现不同程度的降低，钢筋与砼之间的粘结力明显降低等现象。
同时部分地区环境的恶化，例如CO₂浓度提高，酸雨的程度不断加重，范围不断扩大，更是给钢筋混凝土结构的防腐提出了新的挑战。
2 钢筋腐蚀的原因分析
钢筋腐蚀就是钢筋表面或内部晶体结构遭到破坏，不能按照设计要求承受外界荷载，从而影响结构的正常使用功能。
2.1 钢筋腐蚀的原理
目前研究发现，砼中钢筋的腐蚀主要是电化学反应过程。电化学腐蚀的原因是钢筋中的铁原子与碳元素等物质形成原电池。腐蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合，在钢筋表面析出氢氧化亚铁。发生电化学腐蚀的必要条件是:有电解质水溶液和溶解于其中的氧存在;钢筋处于活化状态(即没有发生钝化) 。处于潮湿或腐蚀介质等环境中的混凝土构件很容易形成电化学腐蚀的条件,在钢筋表面发生铁电离的阳极反应和氧还原的阴极反应,析出Fe (OH)₂,该化合物被氧化生成Fe (OH) ₃,进一步可生成Fe₂O₃·mH₂O (红锈) ,体积增大至原来的4 倍；如氧化没有完全,则生成Fe₃O₄,体积增大至原来的2 倍。钢筋产生的铁锈体积膨胀对周围混凝土产生压力,致使砼产生顺筋裂缝,进一步加剧了钢筋的锈蚀。
应该说砼中的钢筋腐蚀是多种因素共同作用的复杂过程，本文仅就本地区常见因素影响情况进行相关分析。
2.2 钢筋在混凝土中的腐蚀
钢筋在砼结构中的影响因素众多，目前仍然有很多因素有待发现。一般情况下由于混凝土空隙中的水分通常以饱和的氢氧化钙的溶液形式存在，其中还含有一些氢氧化钠和氢氧化钙，pH值为12．5。在这样的强碱性的环境中，钢筋表面形成钝化膜，它是厚度为2×10﹣9—6×10﹣9 m的水化氧化物(nFe2O3·mH2O)，阻止钢筋进一步腐蚀。但是当钢筋表面的钝化膜受到破坏，成为活化态时，钢筋就容易腐蚀。导致砼对钢筋保护功能失去的因素有很多，比较常见几种如施工过程的不当，砼的碳化，冻融破坏，氯离子的影响等等，其中以氯离子对桥梁结构产生的破坏最为严重。
钢筋锈蚀导致桥梁结构性能劣化具体表现在三个方面:①钢筋腐蚀后横截面积减小，导致钢筋所能承受的应力减小。②钢筋与砼之间的粘结力减小，导致砼的所承受的应力无法传递给钢筋（主要是拉应力）；③由于钢筋锈蚀后体积膨胀,体积可能变原来的2到4倍，砼开裂甚至剥落，致使桥梁外观损害甚至结构无法使用。
3 防腐的措施
钢筋的防腐技术可以说有多种多样，但归纳起来可分为两大类：①内部措施，主要是提高混凝土及其钢筋自身的防护能力，如采用高性能砼和特种钢筋(如不锈钢钢筋)；②外部措施，主要包括砼外涂层、钢筋涂层、阴极保护及钢筋缓蚀剂。此两大类措施各有特点与利弊，以最经济的方式提高砼自身对钢筋的保护能力，是最根本的防护原则。
3.1材料改进
1、选择合适的材料。对于混凝土自身而言，我们可以通过选用合适的材料如颗粒细、水化热低的水泥并掺用适量优质掺合料等；在满足施工要求保证流动性的同时降低水灰比，增加砼的密实度，提高砼的搞渗性能等；掺用外加剂增加砼的密实度等形式来提高砼的性能。
2、对砼外部进行保护。在砼结构物表面，使用表面涂层防护措施，防止有害介质的渗入，保持砼的碱度及其结构，以达到防止钢筋砼破坏的目的。
3、对钢筋的保护。对钢筋的保护常用的有环氧涂层保护，环氧涂层具有优良的物理机械性能，对金属的附着力强，耐化学性、耐油性、耐碱性都非常好的特点。其他方法还有阴极保护法，添加钢筋缓蚀剂，电化学除氯等等。
3.2 施工过程改进
1、加强养护
如砼早期养护不好，水泥得不到正常水化，会降低砼的密实度，继而影响抗渗性。所以一定要加强砼的早期湿润养护，时间不得少于14d，以保证水泥正常水化，增加密实度，提高抗渗性。对于夏季蒸发大的情况，可以采用稻草或者其他遮阳物覆盖，或者洒水的方式，提高养护砼时候的湿度，防止砼裂缝。
2、适当增加钢筋混凝土保护层
适当增加钢筋砼保护层的厚度，以延缓二氧化碳、氯离子、水分子等到达钢筋表面的时间。同时钢筋必须绑扎到位，在浇筑混凝土柱子的时候为了防止钢筋发生偏移可以给其加装定位箍筋。诸多文献研究表明, 即使最低水灰比、低水胶比、高质量的砼, 暴露于沿海或者其他有氯盐存在的环境中,砼表面12mm深度内的氯离子含量远远高于25到50mm深度范围。
3、 合理安排工期
①合理控制工进度，减少钢筋在空气中的暴露时间，减少钢筋的腐蚀。
②根据天气状况适当调整施工进度，在阴雨天来临之前尽快安排浇筑。尽量避免在寒冷天气施工。在冬季选择气温较高的天气可以减少抗冻剂的使用，从而减少混凝土中的氯离子的含量。同时尽量选择昼夜温差较小的时间段进行浇筑，避免昼夜温差大使混凝土产生缝隙。
4 、加强对施工过程对工人的管理
①尽量将所有工作一次性做好，避免工人返工时反砼垫块踩乱并导致松动。保护层垫块的数量要安放到位，垫块应该尽量采用水泥垫块，不要采用塑料垫块，或者钢制垫块。
②加强振捣，尤其是对柱子和梁这些不易充分振捣部位的振捣。
③加密模板后支撑木条的数量，模板后支撑木条的数量不足，导致柱子和梁出现涨模的现象，所以要加密模板后木条的数量。
5、做好停工期间的防腐工作
我市所处的地区冬季气候相对比较潮湿，所以停工期间钢筋的防腐工作对提高桥梁的寿命尤为重要。停工期间必须根据实际情况选择相应的防腐措施，采用的方法有MCI钢筋阻锈剂，水泥基层涂法，环氧树脂涂层，防锈水，砼包裹法，封存法等，具体有效防护处理应在有效基础上力求简便、经济。
4 结语
钢筋在桥梁中的使用比重逐年的提高、环境的污染尤其是酸雨的的频发和预应力砼大量的使用，都为钢筋腐蚀的防治提出了更高的要求和更大的挑战。而合理的工程设计，规范的施工都是提高钢筋砼结构耐久性的重要措施。随着纳米材料和高分子材料等新材料、新技术的应用及原有相关工艺的成熟，钢筋腐蚀的防治水平会不断得到提高，桥梁等建筑物的使用寿命也会随之提高，其产生的经济效益也将大大提高。
参考文献
[1] 惠云玲 林志伸 李荣锈蚀钢筋性能试验研究分析 《工业建筑》 1997 (6)
【关键词】相位式激光测距仪；系统；研究
1.绪论
二十世纪六十年代初激光的出现使得测距技术发生了翻天覆地的变化，很快激光技术被应用到测距技术当中，从而产生了激光测距。激光测距技术最早出现在军事领域，主要应用于地形测量，战场测量，坦克、飞机、舰艇和大炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹及人造卫星的高度Ⅲ等方面，其主要优点是非接触、测距快、体积小、性能可靠等。近年来，随着激光测距技术的不断发展以及激光测距仪的价格不断下调，其已广泛应用于工业测控、矿山、港口、建筑、汽车等领域。
相位式激光测距仪是一款集激光调制技术、光学技术、光电检测技术、信号处理技术以及单片机技术于一体的高精度测量仪器，广泛应用于工业测控、矿山、港口、建筑、汽车等领域。由于其精度高、快捷轻便、操作简单，在目前测距市场上十分受人青睐。
2.激光的概述
激光是由于物质的受激辐射而产生的较强的光。构成物质的基本单位原子处于较高的能级时，可以自发发射一个光子而跃迁到低能级，这种辐射式自发辐射。而当有外界光通过这一物质时，一部分光子被粒子吸收，使它们跃迁到较高的能级；同时，频率适当的照射光还可以迫使处于高能级的粒子跃迁回低能级而发射出光子，称之为受激辐射。受激辐射的光子有一个特点，它的频率、相位、进行方向和偏振方向都与诱发光子相同。
激光具有其独特的物理特性。激光方向性好，通过透镜后能汇聚成小于1nm的光斑；激光强度大，可以使被照物体在1/1000秒内产生几千度的高温，瞬间发生汽化；激光单色性好，如氦氖激光器谱线相对宽度小于10-9nm。
由于激光的物理特性决定了其具有明显的生物效应。激光的热作用对生物组织进行汽化、切割、热凝、热敷。它的作用大小取决于激光束的波长、功率、模式、照射时间、聚焦程度及靶面大小；激光的光化作用则是由激光作用于生物体而产生体内的化学反应；当生物组织吸收激光能量密度超过某一确定域值时，就会产生汽化并伴有机械波；激光又是一种电磁波，也就是变化着的电磁场。
3.相位式激光测距的设计与原理
3.1 整体设计方案
系统的整体方案设计如图2.1所示。
图2.1 相位式激光测距接收系统整体设计方案
3.2 相位式激光测距原理
相位式激光测距是通过测量连续的调制光波信号在待测距离上往返传播一次所产生的相位差来间接地测量信号传播时间，从而得到被测距离的大小。其原理如下：
图2.2 相位式激光测距调制波形图
假设调制光波是频率为f的正弦波，则波长为：
由图2.2可知，光波由A点传到B点产生相位差为：
那么A、B两点间的距离L为：
由上式可以看出，如果能够测出光波相位差中的整数倍m和不足1的小数部分m，则能通过该公式算出被测距离L。实际中，因为调制光波从A点传到B点产生的相位差非常小，测量起来非常困难；另外，如果发射系统置于A点，接收系统置于B点，这样操作起来很不方便。因此，我们可以将一个角反射器置于B点，使调制光波照到角反射器后发出平行光波后，由激光测距仪的探测器所接收，最终通过鉴相器可测出调制光波在被测距离L上往返一次所发生的相位变化值。
光波在被测距离L上往返一次所产生的相位变化如图2.3所示：
图2.3 光波在距离L上往返一次的相位变化
但是，相位测量技术不能测量出光波相移中的整数倍，而只能测出光波相移中不足的尾数，也就是说只能够确定不足l的小数。所以，如果被测距离大于Ls时，此方法是无法测出距离的。但当被测距离小于Ls时，即m=0时，可以测出被测距离L为：
4.电检测及信号放大模块设计
光电检测及信号放大模块的主要任务是要将反射回来的测距光波信号进行接收后转换成电信号，并将电信号放大供后续电路进行处理。这个模块主要包括光电接收和信号放大两部分。
本系统的光电检测及信号放大滤波电路，如图3.1所示。
图3.1 光电检测及信号放大电路
在图3.1所示的电路中，前置放大器U1、U2都采用了超高速运放MAX4100，带同滤波器U3采用的是低噪声高速精密运放器0P37。因为接收回来的测距信号的频率很高，所以我们选择的MAX4100和0P37都是增益带宽较高的运放。在电路的前置放大部分里，在反馈电阻R1上并联一个小电容C1是为了避免运放U1的自激振荡。PIN管输出的电流信号经过运放U1后，转换成了电压信号，在经过U2、U3滤波放大后，变成后续电路需要的电压信号。这个电路实际上就是电流信号到电压信号的转变过程。
5.小结
相位式激光测距因其非接触、测距快、性能可靠等优点，已广泛应用于工业测控、矿山、港口、建筑、汽车等领域。就目前而言，随着相位式激光测距技术的应用场合的不断扩大，对测距机的要求也越来越高，主要表现在体积、精度、测程、成本等方面。如何在提高相位式激光测距仪的测距精度的同时扩大测量范围、降低设备成本并小型化是目前现代激光测距研究者一直要解决的问题。
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关键词：碳；石墨；石墨烯
1. 绪论
20世纪50年，大规模工业生产高品质单晶硅对于计算机通讯系统、传感器、医疗设备、光伏器件、卫星、宇宙飞船等都有重大影响，美国的贝尔实验室、德州仪器公司、欧洲的菲利普、西门子和瓦克等全球大公司抓住了机遇成为初期的硅生产厂家。
1970年前后，多晶硅被用于各种类型器件的制作中，如雨硅技术中所使用的其他材料的兼容性、超过1000度的温度稳定性、易于掺杂和氧化以及能够产生等角台阶覆盖；1970年～1976年，采用冷壁大气压反应炉进行多晶硅沉积，硅栅PMOS和NMOS集成电路成为20世纪70年代早期半导体市场的主角；1976年，低压化学气相沉积工艺被用于沉积多晶硅薄膜，从那时起lpcvd系统一直是用于集成电路多晶硅沉积的主要手段。
随着光伏产业的发展，由铸锭多晶硅生产的太阳电池被认为是成本低、生产效率高而且转换效率损失不太大的唯一现存工艺。铸锭技术必须用便宜的原材料，因为在切片过程中将损失60%原材料。由于上述原因，光伏产业一直在使用微电子工业的不合格材料，目前光伏市场的增长比微电子市场快，原材料的成本翻了3倍，其结果是硅原材料称为最严重的问题。随着半导体和光伏产业的迅速发展，在21世纪，我们找到了更好的硅替代品――石墨。
2. “碳”的发展
作为碳元素最常见的矿物――石墨，与我们的生活中息息相关，普通人最常见的是铅笔、干电池碳棒等。但石墨在军工、耐火材料、冶金工业、化学工业等方面都具有重要的用途。
2010年10月9日，瑞典皇家科学院将2010年诺贝尔物理学奖授予物理学家安德烈―海姆和康斯坦丁―诺沃肖洛夫，以表彰这对师生在石墨烯材料方面的卓越研究。两位学者制备出了石墨烯材料，并发现它所具有的非凡属性，向世界展示了量子物理学的奇妙。石墨烯这种材料仅有一个碳原子厚，是目前已知的最薄的材料。石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，可望在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域获得广泛应用。由于其独特的二维结构和优异的晶体学质量，石墨烯蕴含了丰富而新奇的物理现象，为量子电动力学现象的研究提供了理想的平台，具有重要的理论研究价值。
至此，石墨烯迅速成为材料科学和凝聚态物理领域近年来的研究热点之一，它的研究与发展必将21世纪带入一个全新的科学领域。
3. 石墨的传统应用领域
石墨是重要的战略矿物，具有金属和非金属两种特性：比如石墨的金属特性是热电的良好导体，非金属特性是耐高温，具有高热稳定性、化学惰性和性，其用途十分广泛。目前，各国主要应用领域有：
3.1 耐火材料
在冶金工业中，作耐火材料，用作钢锭保护剂。由于石墨及其制品具有耐高温、强度高的性质，在冶金工业中用来制造石墨坩埚，炼钢炉衬里、保护渣及连铸等。
3.2 冶金铸造工业
钢铁和铸造：石墨用于炼钢工业的增碳剂。
在铸造方面，石墨用于铸造、翻砂、压模材料：由于石墨的热膨胀系数小，使用石墨作铸模涂料，使铸件尺寸精确，表面光洁，减少铸件的裂纹和孔隙，成品率高。另外，石墨用于生产粉末冶金、超硬合金；生产碳素制品等。
3.3 化学工业
石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，利用石墨制作石墨管道，可以保证化学反应正常进行，可以满足制造高纯化学物品的需要。
3.4 电气电子工业
用于生产微粉石墨电极、电刷、电池、锂电池、燃料电池的正极导电材料、阳极板、电棒、碳管、石墨垫圈、电话零件、整流器的正极、电磁屏蔽的导电塑料、换热器元件以及电视机显像管的涂层等。其中以石墨电极应用最广，用于冶炼各种合金；此外，石墨用于电解金属镁、铝等的电解槽的阴极。
目前氟化石墨（CF，GF）大量用于高能电池材料，特别是CF0.5-0.99的氟化石墨最适合做高能电池的阳极材料，并使电池小型化。
我国已经引进显像管石墨乳和柔性石墨纸生产线；而且近年来，在石墨深加工、微粉石墨、氟化石墨和超微细石墨的生产及石墨制品方面有了很大进展。
3.5 原子能、宇航和国防工业
石墨具有高熔点、稳定、耐腐蚀以及良好的抗α―射线和使中子减速性能，用于核工业方面的石墨材料叫核石墨。有原子反应堆用中子减速剂、反射剂、生产同位素用的热柱石墨、高温气冷堆用的球状石墨、核反应堆热构件密封垫片和堆体砌块等。
石墨用于热中子反应堆，也有希望用于聚变堆，在热中子反应堆中可作为燃料区的中子慢化剂、燃料区周围的反射层材料，以及堆芯内部的结构材料。
另外，石墨还用于制造远程导弹或者航天火箭推进器的材料，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料，制造固体燃料火箭发动机尾喷管喉衬等，用于生产航空电刷，以及航天器上的直流电机以及宇航设备零件、人造卫星上无线电连接信号和导电结构材料；在国防工业方面，可用于制造新型潜艇的轴承，生产国防用高纯石墨、石墨炸弹、隐形飞机和导弹的鼻锥等。特别是石墨炸弹可瘫痪变电站及其他大型电器的运行，并有极大的气象影响作用，可用于军事目的。
3.6 机械工业
石墨广泛用于生产汽车刹车衬里等部件以及机械工业耐高温的剂；石墨在加工成胶体石墨和氟化石墨（CF，GF）后，在机械工业中如飞机、轮船、火车、汽车等高速运转机械中，常用作固体剂。
3.7 石墨产品及用途
（1）镁碳砖
在冶金工业中，鳞片石墨被大量的用在生产石墨坩埚和镁碳砖。
镁碳砖对石墨的质量指标要求一般包括粒度（目）、固定碳、灰分、挥发份、水分。高质量的耐火砖趋向于使用含碳量高和性能优于土状石墨的鳞片石墨，含碳量为90%～97%的中碳和高碳产品，粒度80～+200目。发展趋势是使用更细的粒度级别和含碳量高的鳞片石墨。提高石墨的纯度，即提高了镁碳砖中石墨的添加量，可以提高镁碳砖的强度和抗氧化能力。
（2）石墨坩埚
石墨坩埚在冶金工业上的应用有着较长的历史，是采用天然大鳞片石墨和优质碳化硅为原料，以黏土或炭质为结合剂加工而成，其中石墨在坩埚原料配方中的比例占到40%～50%之间。
石墨坩埚对石墨原料的质量要求
[固定碳 C（%）＼&挥发份（%）＼&氧化铁（%）＼&水分（%）＼&粒度50～80目（%）＼&>85%＼&
（3）高纯石墨
纯度上通常要达到高纯度，如科技部“新材料及新材料产业界定标准”（讨论稿）中，高纯石墨材料对天然石墨材料而言，鳞片石墨为C≥99.9%。某些特殊领域如用于核能、半导体等高新技术产业的，则要99.99%甚至更高。
（4）柔性石墨
柔性石墨由于具有高的化学稳定性，耐高温、耐低温，耐腐蚀，耐辐射，导电，导热，安全无毒，且具有良好的柔韧性、自粘性和性，目前已广泛应用于石油、化工、冶金等领域。
在柔性石墨密封材料上与国际水平的主要差距是高档产品少，品牌效益差，不同企业产品良莠不齐。发达国家对不同用途的柔性石墨有不同的品牌、技术标准，如通用级、核能级、缓蚀级、高纯级等。而国产材料缺乏明确的质量技术标准，这与市场研究不够有关。
（5）可膨胀石墨
小颗粒的可膨胀石墨用于生产阻燃涂料；高起始膨胀温度的石墨用于工程塑料和橡胶的阻燃；低起始膨胀温度的石墨用于生产防火密封条；微膨胀石墨作为高能电池材料。
（6）胶体石墨
广泛用于导电、电磁屏蔽、抗静电、锻造、铸造、拉丝、、仿佛、密封、丝网印刷线路、彩色显示器制造等领域。
（7）锂离子电池负极材料
锂离子电池的负极材料目前成熟应用的主要是碳石墨材料，其他负极材料基本还处于实验室阶段，近期不可能大规模使用。
天然鳞片石墨要作为锂离子电池的负极材料，要经过颗粒球化及表面包覆处理。球化技术主要是利用专门的粉碎整形设备，使不规则的石墨微粒通过气流冲击下的相互碰撞，发生卷曲和包裹作用，使颗粒成为球形或近似球形，即通常所称的球形石墨。球形石墨具有较小的比表面积及堆积时容易达到取向均匀，从而提高材料性能。表面包覆技术主要针对天然石墨颗粒表面活性点较多，易与电解液发生副反应的缺点，在石墨微粒表面覆盖很薄的一层结构稳定的无定形碳，从而达到提高稳定性的目的。
（8）各向同性石墨材料
各向同性石墨材料（核石墨）产品是指以天然石墨和石油焦为主要原料的等静压成型的细结构和超细结构石墨，产品为块体状的人工石墨制品。其产品主要为：高温气冷堆用石墨反射块、高温气冷堆球状反应堆用石墨球、核级石墨垫片、高温气冷堆用电极石墨粉。
（9）高导热石墨材料
高功率密度电子器件和高端电子工业器件等逐渐小型化、结构紧凑化、高功率密度化引发了散热问题对器件的工作稳定性和可靠性提出严峻的挑战，从而对其运行过程中产生的热量强化导出与放散提出了更高的要求。目前一般的散热材料所使用的散热片基材（如民用高端电子器件、LED用芯片材料、工业装置用换热器等）几乎都是铝合金，由于其自身导热系数（237W/m・K）的局限性，已很难满足要求，且该类材料质量较重、热膨胀系数也较大，从而大大地限制其作为电子器件封装散热材料的广泛使用。鉴于此，研究和开发导热率高、轻质和良好的热稳定性的新型材料对于实现部件的小型化、装置轻量化和运行高效化具有重要的意义。
高导热石墨材料的研发成功为高功率电子器件散热问题的解决提供了最有效的途径。由于该类材料质量轻（仅为传统金属导热材料的1/2～1/5），导热率高，耐腐蚀，热膨胀系数小，在前述需散热的器件上取代传统金属材料，不仅有利于电子器件的小型化、微型化和高功率密度化，而且可以有效地减轻器件的重量，增加有效载荷；同时用于我国的高端电子器件设备，亦可高效散热、使用安全、寿命长（主要是其抗腐蚀和氧化能力强）。
（10）铸造工业用石墨
用石墨作铸模涂料，增加铸件的光滑度，减少铸件的裂纹和孔隙。对石墨原料的要求一般粒度74μm，含碳量为70%～80%。
（11）电气工业用石墨
利用石墨制作电极、电刷、碳棒、碳管、阳极板、石墨垫圈、锂离子动力电池等。对石墨原料的要求为粒度43μm，含碳94%～97%。
（12）氟化石墨
氟化石墨是（C2F）n、（CF）n的10μm-12μm超细粉体材料，主要生产和消费国是发达国家，如：日本、美国、俄罗斯、法国、德国。主要用途：固体剂、氟化玻璃脱模剂、高能电池材料、氟石墨纤维材料、计算机与集成电路存储器材料。
4. 战略意义及发展趋势
4.1 石墨烯研究成果及应用
石墨烯是一种二维材料，由单层蜂窝状网格的碳原子组成。这种透明的、柔性的材料具有很多特殊的性质。例如，它的强度是钢的100倍，并且导电和导热性能极佳。现在有很多工作致力于探究石墨烯的应用。包括用于柔性、可穿戴电子学和天线、传感器、数据传输系统、医学和仿生生物技术、超强复合物、光伏和能量存储领域。
对于石墨烯的研究涵盖了与其相关的其他材料或其他结构，从聚合物到金属，水泥，传统半导体材料等。石墨烯只是上千种单层材料中的一种。希望能够加速实验室技术到工业转化的脚步。尤其让人激动的是可以将这些不同的单层材料叠加一起从而创造出自然界中没有的材料，得到想要的性质以用于特殊的领域。这些复合层材料还可以与其他纳米材料结合在一起，从而能够增强某些特性。
作为一种新型的纳米材料，石墨烯以其独特的结构、力学、热性能和光学性能，被称为“万能材料”。
（1）石墨烯在医学方面的应用
研究人员发现可以将未经处理的石墨烯与神经元连接起来，并且还能保持整个活性细胞的完整性。该工作是利用石墨烯制作用于控制大脑的脑深部移植物的第一步。该工作是由意大利的里雅斯特大学教授Prato完成的，他指出他们正在致力于将石墨烯最前沿的技术用于生物医学领域，研究石墨烯薄片与复杂的神经元细胞信号传导机制之间的关系。
（2）石墨烯压力传感器
压力传感器目前广泛应用于移动手持设备，如果将目前的传感器膜换成石墨烯膜，可以使传感器尺寸减小，并且极大提高灵敏度和寿命。该工作的第一作者Robin Dolleman来自于荷兰的代尔夫特大学，他们花了一年的时间为系统建模，最终才确定了压缩模压力传感器的想法。压缩模压力传感器由31层石墨烯组成，比硅基传感器灵敏度高了45倍，器件尺寸也降低了25倍。目前该工作采用了单层石墨烯，也能够取得相似的结果。
（3）无摩擦石墨烯
研究人员发现了石墨烯纳米棒在表面上滑动时展现出来的超性质，与纳米棒尺寸和弹性有关。这一重要的发现显示了纳米石墨烯用于无摩擦涂层的潜力。
（4）石墨烯皮划艇
西班牙汽车内饰专家Grupo Antolin SA与罗马皮艇合作研发一款创新型的皮艇，在其热固性聚合物内加入石墨烯材料。采用石墨烯和相关的材料可以显著提高强度和刚性，并且改进皮艇某些危险部分的耐破损能力。在九月份举办的皮划艇马拉松世锦赛中，罗马皮艇采用了K-1皮艇，该皮艇中就采用了石墨烯。
（5）生产石墨烯――厨房搅拌机法
石墨烯旗舰项目的研究人员已经发明了一种方法可以大规模生产石墨烯，采用的是一个旋转工具将液态的石墨片分离开，类似于厨房中的搅拌机。该方法可以提供生产石墨烯的速度，并且得到的二维材料具有多种用途，从印刷电子学到能源发电领域。
（6）柔性显示可以放进口袋
FlexEnable发明了世界上第一个柔性显示屏，其像素背板采用了石墨烯材料。与电泳成像胶片结合起来就能得到一个低功率的、耐用的显示器，可以适用于多种不同环境。这种显示器具有极大的潜力用于诸如可穿戴领域和互联网等领域中。
（7）采用石墨烯极大提高光纤数据传输量
石墨烯旗舰项目中的一组研究人员制作了一种高性能光探测器可用于红外光纤通信系统，系统采用了石墨烯晶圆。这可以在减小器件尺寸和降低成本的同时，提高传输信息量。
（8）石墨烯用于可充电电池
石墨烯旗舰项目下属的几个不同的研究组都在研究可充电电池。有一个小组发明了基于石墨烯的锂离子类型的电池用于手持电子设备中。石墨烯主要用在电池电极上，以包含石墨烯纳米片的涂抹墨水的形式，可以提高20%的能效。另一组研究人员则研究得到了高能量密度、效率和稳定性的氧化锂电池。电池的效率超过90%，可充电超过2000次。氧化锂电池电极是多孔、蓬松的，加入了石墨烯和其他添加剂可以改变电池中的化学相互作用。
5. 石墨资源的保护
据USGS2013年数据统计，目前探明的全球天然石墨储量约为7100万吨，其中中国储量约为5500万吨，占全球储量的77%，居世界首位。欧盟委员会在分析41种矿产资源对经济的影响和供应风险的基础上，将石墨列为14种“对欧盟生死攸关的原料”之一。
然而，同样占全球储量的70%以上，同样是国家战略储备资源，石墨却并不如稀土那样受到重视。我国石墨产业并不理想，长期处于产业链条中的原料供应者。石墨对于工业发展的重要意义，比稀土有过之而无不及。国家层面应该更多地关注这一产业的转型升级。石墨由于其特殊的结构，一直是军工与现代工业及高、新、尖技术发展中不可或缺的重要战略资源，石墨应用范围广泛。
根据我国海关公布的数据，2010年，我国石墨出口量约为58.55万吨，进口量为7.6万吨。这样的进出口格局已经持续了近30年。黑龙江省的一份分析报告显示：我国目前约有近千家石墨企业，石墨资源滥采乱掘、采富弃贫、粗放经营、管理水平低的现象比较普遍，开采和加工呈现无序化状态。如果按照目前的开采方式和速度，最多20年，国内已探明的石墨资源将消耗殆尽，届时中国将从国外高价进口石墨，由石墨大国变成石墨贫国。
与此同时，更多的乱象也发生在销售领域，由于大多为原料销售，市场秩序混乱相互竞价成为常态，致使资源低价流失海外。要确保石墨行业健康持续发展，还需要国家借鉴稀土资源管控模式，从全国范围内调控石墨产能，鼓励科技研发，统筹规划石墨产业发展。相关部门应加大对石墨产业扶持、统筹规划石墨产业，保护性开发石墨资源是当务之急。
6. 结束语
天然石墨将是未来的稀土，它会伴随着科技的发展，应用于各个领域，与我们的生活息息相关。尤其是2010年石墨烯的发现具有划时代的意义，它的发展与应用必将掀起又一次的工业革命。所以，21世纪将是石墨的世纪。
参考文献：
关键词：建筑工程；质量症害；成因；控制
绪论
一、建筑工程质量通病的含义
工程质量通病是指那些经常出现的，主要是由于施工过程中的不良习惯引起的，带有普遍性，且往往不易引起重视的质量问题。有陈旧性和新生性两种。陈旧性的质量通病是多年来一直延续存在的，如水泥地面空鼓开裂、起皮起砂；新生性的质量通病是随着大量采用新结构、新技术、新材料、新工艺而出现的。如室内装饰材料大量采用壁纸，壁纸的拼缝明显，翘边就成为新生的一种质量通病；再如在大量推行外挂内浇或全装配壁板的体系中，板缝渗漏就成为新生的一种质量通病。
二、建筑工程质量事故的含义
工程事故质量是指工程不符合设计图纸，技术标准或合同要求，必须立即进行整改的工程质量问题。它具有以下特点：第一，复杂性，同种类型的建筑工程，由于所处地区不同、施工条件不同，可形成诸多复杂的技术问题和工程质量事故。第二，严重性，发生工程质量事故，往往会给单位带来很多困难，造成人员伤亡和巨大的经济损失。第三，可变性建筑工程中的质量问题，多数是随时间、环境、施工条件等变化而发展变化的。
三、建筑工程质量症害的含义
建筑工程质量症害是泛指发生在建筑工程上，且影响使用功能的一些质量问题， 它不但包括了工程质量通病和工程质量事故，而且还包括未被发现的工程质量隐患。由于设计或施工的不合理或错误，而影响使用安全问题，以及由于自然灾害或使用不当等原因对工程造成的损害等。
症害的主要类型包括以下几个方面：第一，地基与基础方面；第二，砖砌体结构方面；第三，钢筋混凝土结构方面等等。
四、我国建筑工程质量现状
建筑工程质量现状，首先是工程合格率低，据有关数据推测，全国建筑工程质量如果严格按验评标准核验，其合格率不会高于60％，至于优良率就更低了。其次是 “劣质工程增多，所渭“劣质工程”就是指结构不能保证安全性要求或者工程功能质量不能达到基本使用要求，或是单位工程观感得分率在50％及50％以下的建筑工程。坍塌事故多是局部坍塌，整体坍塌以砖混结构的房屋居多，但近几年来，现浇钢筋混凝土多层框架结构的房屋发生整体坍塌的事故呈上升趋势。
建筑业是工业建设和城市建设的主力军，承担着工业项目和民用建筑的勘察、设计施工、设备安装任务。住宅、公用设施的建设费用中，90％以上属于建筑施工费用。即使在化工业项目的总投资中，建筑业完成的施工，设备安装费用也占60％左右。因此弄清建筑工程质量整合，并对其采取有效的控制措施非常有必要。本文从常见地基与基质量症害、常见砖砌体结构质量症害两个方面浅谈建筑工程质量症害成因及控制。
本论
一、常见地基与基质量症害的情况、原因分析及控制措施
1、膨胀土地基干，湿变形
（1）引起质量问题的原因分析
膨胀土是一种具有显著的吸水膨胀、失水收缩的可逆变形特征的粘性土，主要矿物为蒙脱石、伊利石，这种土吸水后体积膨胀，失水后体积收缩。因此，如作为建筑物的地基，常会造成建筑工程的质量问题，如膨胀土地基上的建筑物随气候变化而升降运动，这主要是由于季节性气候的变化，影响地基土中含水量的增减，造成膨胀土的膨胀或干缩，导致上面的建筑物随之升降。
（2）建筑设计方面控制措施
1）在进行建筑物总平面布置的时候，最好选择膨缩性较小和土质较均匀的地区布置建筑物。山区建筑应依山就势布置，避开潜流地带，整个建筑场地要做好竖向设计及场区地表排水。
2）建筑物不宜过长，体型要简单，避免凸凹、转角，层数最好在三层以上，散水宽度一般应为1．2―1．5m，其下做砂或炉渣垫层；室内地坪宜用混凝土预制块，下做砂或炉渣垫层，回填地坪下的土宜用非膨胀土。
3)采取排水、基底隔水、防渗散水、防止上下水道漏水、适当增加基础附加荷载等措施，以减少地基中含水量的变化幅度和减小土的胀缩变形。
4)在建筑物周围种植的树与建筑物的距离最小不得少于8m。
(3)结构设计方面的控制措施
1）膨胀土地基上的建筑，尽量不采用对地基变形比较敏感的结构类型，如拱，壳等。
2)单层排架结构的工业厂房，包括山墙、外墙及内横墙均宜采用独立柱基承重，角端部分适当加深，围护墙宜砌在基础梁上。三层以下的砖石承重结构建筑，基础下可垫砂层.
3)建筑物的角端和内外墙的连接处，必要时可增设水平钢筋.
4)凡膨胀土层位于地表以下3m时，基础应尽量浅埋；在其他情况下，基础不宜设在季节性千湿变化急剧的土层内，基础埋深宜超过大气影响深度。
(4)地基处理方面的控制措施
1)选择合适的基础埋深
膨胀土裂缝是由于天气变化引起土体失水干缩而开展的，膨胀土的变化具有随着深度加深而递减的规律，将基础埋在大气影响急剧层以下，即可大大减小基础变形，防止建筑物破坏。
2)用足地基强度
膨胀土具有上部压力加大，土体膨胀量减小的规律．在设计时要尽量用足地基强度，不要象一般地基设计那样随意加大基底面积，有可能时，尽量将平房合并为多层楼房方案，以加大基底压力。有可能时避免用条形基础而改用墩式基础加基础梁方案，并注意使基础梁与地基土脱空．脱空高度宜大于100 mm，脱空处两侧应进行封砌，防止土体挤入梁。
3）采用砂垫层减少基础变形量及其差异变形
在基础下加200-300mm砂垫层，既可减小地基传给基础的上升变形量，还可调整相邻各点的变形差。
2、软土地基过大沉降或不均匀下沉
(1)引起质量问题的原因分析
软弱土主要指淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土、部分冲填土及杂填土。由于天然含水率较大，压缩性高，承载力低，导致建筑物产生过大沉降、不均匀沉降，甚至导致建筑物的严重倾斜。若软土较厚，且比较均匀的土层，由于受到较大荷载，使地基压缩而产生均匀沉降。若由于荷载不均匀，附近建筑物附加力的影响等原因，使地基土向一边挤出，造成建筑物的过大倾斜。
(2)设计方面的控制措施
软地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力 对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。
(3) 施工方面的控制措施
常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎、石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。在施工的过程要注意施工速度和加荷速率不要太快，使地基土有充裕的时间逐渐固结，强度逐渐提高，避免基础发生塑流挤出。施工时要注意对软土基坑的保护，减少扰动。荷载差异较大的房屋，宜先建重，高部分，后建轻，低部分。而且在确定地基处理方案时，宜选取不同的多种方法进行比选，对复合地基而言，方案选择是针对不同土性，设计要求的承载力提高幅质，选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
3、杂填土地基下沉
(1)引起质量问题的原因分析
杂填土是由人类活动而任意堆填得建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物。引起地基下沉的原因有以下几点：
1)由于杂填土厚度较大，虽经长时间的自然沉实和车辆压实，上部虽已形成硬壳层，但2m以下仍很不密实，强度较低。
2) 上部结构荷载较大，由于附加应力的影响，使土层逐渐压密，但下卧土层厚薄不一，又未经碾压，或重锤夯实(或举夯)处理，密实度差别较大，致使在荷载作用下，产生较大不均匀下沉。
3)基础下虽有一薄层硬壳土层，基槽开挖时被扰动破坏，地面滞水，地下水大量浸人，使杂填土层下沉。
4)结构设计方面，虽在基础底部设有配筋带；上部设有地梁、多道圈梁，墙交叉处设配筋等，整个结构物刚度仍较差。
5)地基未经处理，就直接用作天然地基，也是造成事故的因素之一。
(2) 设计方面的控制措施
在杂填土地基设计中，要认真做好勘察工作，查明杂填土的分布范围、厚度、堆积年限、物质成分、均匀性、密实度、压缩性、湿陷性等，进行正确的分析和判断，对其作为建筑物地基的可能性作出评价。杂填土能不能作为天然地基，不应单从地基一方面来考虑，而应从地基基础和上部结构共同作用上来全面考虑，区别情况，不同对待。杂填土的承载力应通过载荷试验确定，当缺乏试验资料时，可参考当地建筑经验确定。
(3)施工方面的控制措施
当杂填土不能作为建筑物的天然地基而需要处理时，应根据上部结构情况和技术经济比较，因地制宜地采用有效的地基处理方法。在其他情况下可以采用的地基处理方法主要有：表面挤实、重锤夯实及强夯、振动压实、振动辗压，换土垫层、短桩、灰土井桩，灰土挤密桩、振冲碎石桩、干振砂石桩等。
二、常见砖砌体结构质量症害的情况、原因分析及控制措施
1、砖砌体开裂
(1)引起砖砌体开裂的原因分析
引起砌体结构墙体裂缝的因素很多，既有地基、温度、干缩，也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。根据工程实践和统计资料这类裂缝几乎占全部可遇裂缝的80％以上。而最为常见的裂缝有以下几方面：第一，地基不均匀沉降引起的裂缝；第二，温度变化引起的裂缝；第三，特殊砌体材料产生的裂缝，如混凝土小型空心砌块、灰砂砖等的砌体。
(2)设计方面控制措施
1）屋面设计时应设置保温、隔热层，保温隔热层既要考虑冬季防寒也要考虑夏季防晒，檐口宜设计成女儿墙，宜在挑檐部分增加保温隔热层。屋面保温，隔热层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，并与女儿墙隔开，缝间距不宜大于，其缝宽不少于，这是针对屋盖面层的措施，至少根绝屋面的温度变形顶推女儿墙。
2）采用装配式有檀体系屋盖和瓦材屋盖以减少屋盖刚度，较少变形应力。
3）钢筋混凝土屋面板或墙体与圈梁的支承处设置水平滑动层，采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等保证确实能够滑动，设置的位置沿长向纵墙可设在两端 个开间内，对于横墙可只在两端各1/4L范围内设置（L为横墙长），其目的是使中央核心部位可以不滑动，只是周边部分可滑动，既不至于过多削弱屋盖整体刚度，又能避免墙体对顶盖温度变形的约束.
4）加强上部结构的整体刚度，提高墙体的抗剪能力，使砖砌体可适应甚至调整地基的不均匀沉降。减少建筑物端部的门窗洞口，增大端部洞口到墙体宽度，加强圈梁布置。
5）在顶层门窗洞口过梁上部水平灰缝内设置水平钢筋或焊接网片，或者在此部位抹贴玻璃丝网格布砂浆面层，经试验，效果较好。
(3)施工方面控制措施
1）在施工中要保证伸缩缝的合理作法，使之能起作用。
2）屋面为整浇混凝土的应留好施工带，待一段时间再浇带中间混凝土，这样可避免混凝土收缩及两种材料因温度线胀系数不同而引起的协调变形，从而避免裂缝。
3）最好避开高温季节施工。
4）遇有长的现浇屋面混凝土挑檐，可分段施工，预留伸缩缝，以避免混凝土伸缩对墙体的不良影响。
2、砖砌体承荷能力不够
(1)引起承荷能力不够的原因分析
1)砂浆不作适配，随意拌合；混凝土强度不足，有一半10m跨大梁混凝土强度等级只达到50%；钢筋不作锈蚀处理，锈蚀严重。
2）砖砌体砂浆不饱满
3）墙体普遍砌成五至八顺一丁，有的甚至多达十九顺一丁，砖柱采用包心砌法，内填碎砖。
4）计算结果有较大的误差。
5）选用的材料强度指标与实际材料不符。
(2) 设计方面的控制措施
1)作用效应一定要乘安全系数或者是荷载系数。
2)在设计计算的时候一定要考虑周全荷载项目，不能遗漏某些应考虑的荷载项目。
3)要取用正确的计算简图（支承条件和计算跨度）。
4)选用的材料强度一定要与实际材料相符。
5)设计计算的时候一定要细心，防止误差的出现。
三、常见钢筋混凝土结构方面质量症害的情况、原因分析及控制措施
1、 蜂窝( 含麻面)
混凝土拆模之后，表面局部漏浆、粗糙、存在许多小凹坑的现象，称之为麻面缺陷：若麻面现象严重，混凝土局部酥松、砂浆少、大小石子分层堆积，石子之间出如蜜蜂窝的窟窿，称之为蜂窝缺陷。
（1）引起蜂窝的原因分析
1）安装不密实，局部漏浆严重，或模板表现不光滑、漏刷隔离剂、未浇水湿润而引起模板吸水、粘结砂浆等。
2）混凝土拌合物配合比设计不当水泥、水、砂、石子等计量不准，造成砂浆少，石子多。
3）混凝土和易性差，严重离析，砂浆石子分离，或新拌混凝土流动度太小， 粗骨料太大，配筋间距过密，加之又漏振、振捣不实、振捣时间不够等。
4）土下料不当( 未分层下料、分层振捣 ) 或下料过高，未设串筒、溜槽。
5）输到施工层面的砼料偏干时，工人直接向砼料随意大量冲水，将砂石洗得干干净净，水泥浆大量流走。
（2）控制措施
1）强模板验收，防止漏浆，重复使用模板须仔细清理干净，均匀涂刷隔离剂，不得漏刷。
2）控制混凝土配合比，精确计量，充分搅拌，保证混凝土拌合物的和易性。
3）选择合适的混凝土坍落度和粗骨料粒径，加强振捣，振捣时间(15～30s ) 以混凝土不再明显沉落表面出现浮浆为限。
4）当混凝土自由倾落高度大于3 m时，须采用串筒和溜槽等工具，或在柱、 墙的模板上，沿其高度方向留出“门子板” ，将混凝为侧向入模，以此缩短倾落高度，浇灌时应分层下料，分层振捣，防止漏振。
5）混凝土和易性不符合要求的不进行浇筑，商品混凝土连续式搅拌机在生产时存在下料不同步的现象，尾料约 1．0 ― 2．0立方全是石子，此时应退料。
6）泵送混凝土浇筑框架柱和剪力墙时，“ 打五泵停十秒”，即混凝土泵运行五个活塞行程后，停一会儿，待上面振捣密实后，再继续泵送浇筑。
2、裂缝
我们所要做的是防治产生宽度大于0．5 mm 的表面裂缝和大于0．3 mm贯通性裂缝(一般环境下的工业与民用建筑 ) 。
（1）原因分析
1）早期塑性收缩裂缝：混凝土在终凝前后由于早期养护不当，水分大量蒸发而产生的表面裂缝，裂缝上宽下窄，纵横交错，一般短而弯曲。
2）干缩裂缝： 混凝土由于阳光高温暴晒又缺少水养护， 发生干燥而在1～ 7天内出现的裂缝，板面板底干缩裂缝长而稍直，十字形交叉。
3）温度裂缝：一般是大体积混凝土快速降温而在侧面出现的长而直、宽而深的裂缝。
4）自收缩裂缝：水泥发生化学反应后， 体积有一定量的减小， 处理不好( 如未留置适当的施工缝、后浇带等) 会产生如龟背样的细小弯曲的裂缝。
5）应力裂缝：由于设计上应力过于集中或钢筋( 温度筋、分布筋) 分布不合理而使混凝土产生裂缝。裂缝深而宽，可出现贯通性。
6）载荷裂缝：混凝土未产生足够强度即拆除底模，或新浇筑楼面承受过大的集中载荷，如钢管、模板、钢筋的集中堆放，使混凝土受到冲击、震动、扰动等破坏而产生的裂缝。 裂缝深而宽， 从受破坏部位向外延伸。
7）沉缩裂缝：地基( 模板) 下沉或垂直距离较大的部位与水平结构之间因为混凝土沉降而产生的裂缝。
（2）控制措施
1）早期塑性收缩裂缝：表面砼特别是大面积砼加强二次抹面或多次抹面， 特别是初凝后终凝前的抹面，能有效消除早期塑性收缩裂缝。
2）干缩裂缝：根据规范要求，加强混凝土早期养护。
3）温度裂缝：大体积混凝土降低内部温升，采用混合材料掺量大的水泥或在砼配合比设计时外掺一定比例的S95级矿粉和 Ⅱ级粉煤灰， 炎热天气采用加冰工艺，预埋冷却水管， 寒冷天气延长拆模时间，拆模后在大体积砼外表采取保温措施，控制内外温差不超过25 ℃。
4）自收缩裂缝：正确选择水泥品种和矿物掺合料的品种与掺加量，按设计要求留置施工缝、后浇带，道路砼终凝后及时切缝。
5）应力裂缝：设计上避免应力过于集中，钢筋工程中加强箍筋、温度筋、分布筋、加力筋等正确安装。
6）载荷裂缝：梁板底模拆除时间必须严格按照同条件试块强度要求，适当控制施工进度，待新浇混凝土强度达到 1．2 Mp a以上方可上人进行施工作业， 新浇楼面上钢筋、钢管、模板等分散堆放。
7）沉缩裂缝：基础沉降须按设计要求设置沉降缝，模板确保刚度、牢固支撑，不允许下垂和沉降，整体浇筑时先浇竖向结构构件，待 1．0 ― 1．5小时后混凝土充分沉实后再浇水平构件，并在混凝土终凝前二次振捣。
