時間：2022-09-16 01:09:14
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇土木材料論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1工程類跨學科研究生培養的整體情況與方法
作為較早成立的老牌農林院校，中南林業科技大學（以下簡稱“林科大”)的工程類學科巳經發展得較為全面，其中建設與發展得最為成熟的特色優勢學科木材科學與工程、食品科學與工程、環境科學與工程專業都已建立了國家級工程實驗中心、國家重點野外科學觀測研究站、教育部和國家林業局重點實驗室與研究中心等。
為響應國家大力發展農林院校，發揮特色學科優勢,辦好多學科協調發展的高水平教學研究型大學的號召，自2008年起，林科大開始構建學科交叉性科研平臺，并在校內選取了生源較好、科研能力較強、師資隊伍雄厚的5個學院、5個專業作為試點，嘗試探索工程類跨學科研究生（博士、學術型碩士兩個層次)培養的有效模式與方法。截至2014年底,這一研究生教育教學改革計劃已初見成效，并將進一步在其他學科和專業中擴展與延伸。
1.1制訂跨學科研究生聯合招考方案與計劃，確保招生質量
林科大在國家研究生錄取大綱的指導下，多次組織召開全校工科范圍內的評審和專題會議,尤其是針對5個試點專業的學術委員會特別會議，以“拓寬培養口徑、培養復合型人才”為目標，在保證考生具有一定的前期專業水平的基礎上,分專業擬訂了跨學科研究生聯合招考的專業條件、招生數量和考試科目。
因跨學科研究生錄取與單學科研究生招生有較大區別，在入學考試的專業課考察和面試環節中,林科大提倡以寬進嚴出為指導思想，實施較為寬松的、注重科研創新能力的錄取政策。尤其在確定推免生錄取方案時，適當放開導師自主招生的權利，并賦予導師跨學科、跨專業聯合招生的特權,鼓勵導師結合自身課題和培養條件招收跨學科研究生。
1.2針對不同學科要求制訂培養方案,革新學習方式
跨學科研究生培養更加注重教學內容與方式的改革，以最能反映本專業領域的創新理論和研究成果為依據編排綜合性、跨專業的課程。對于工程類研究生而言,則更應加強其對數學、力學和材料學科內容的學習,并在專業選修課中增加較為成熟、實用的優化理論、算法與軟件學習課程，如運籌學、有限元法、神經網絡工程應用等，使學生在后期的學術和學位論文撰寫中盡快進人角色,解決課題研究和工程應用中的具體問題。
林科大從根本上改變了單純依靠課堂講授與討論、提交作業與讀書報告的形式,采用課堂教學、現場實訓、模擬實踐、論壇匯報等形式相結合的方法，依托各學科專業科研條件良好的研究所、實驗基地和工程研究中心等，開展學生工程實踐訓練和科研實驗模擬。與此同時，積極鼓勵試點專業學生借助學科平臺,結合導師科研課題和自身學習興趣申報國家級/省級/校級研究生科技創新基金項目，并對具有一定前瞻性和創新性的基金項目給予適當的政策扶持和配套資金。
1.3有針對性地制訂學位論文考核制度與辦法
煙臺大學的馬曉麗教授曾明確指出:“跨學科人才培養應與跨學科科學研究相結合,與培育新興學科、交叉學科相結合，跨學科研究生教育的理論創新應與實踐創新相結合。”為真正實現培養工程類跨學科研究生創新思維與科研方法的目標,林科大研究生院經多方調研與論證，制訂了《工程類跨學科研究生學位論文考核管理辦法(試行)》，明確規定：“工程類跨學科研究生的培養及論文選題須結合科研課題實踐，……研究生第二學年參與課題研究的時間不得短于8個月。”將管理辦法落實到具體考核指標上,則表現為由原來的考察專業知識轉變為考察學生結合專業知識解決學術前沿科學問題和獨立從事科研的能力。
1.4大力調整師資結構和管理制度,強化跨學科研究生導師隊伍建設
為最大限度地提升跨學科研究生導師的科研素質和指導水平,完善工程類跨學科研究生導師指導體系,林科大研究生院與各學院學術委員會和校人事處進行多次討論與磋商，決定嘗試采用“取消戶籍、強強聯合”和“建立小團隊”兩種方法,力爭在3~5年時間內初步建立一支具有跨學科指導能力的導師隊伍。
所謂“取消戶籍、強強聯合”，是指在當前現有條件下，改進導師指導體系，整合與優化現有師資力量，打破學院與學科間的“戶籍”壁壘，確立多學科聯合培養的基本職責。為此，研究生院建立了較為嚴格的跨學科研究生導師選聘制度,在充分考察每個學科內研究生導師學科背景、科研實力、指導水平、師風師德和責任心的基礎上，遴選出實力較強、師德高尚、素質過硬、責任心強的導師，在課題研究、薪酬分配、研究生招生和繼續教育方面給予激勵政策，取消跨學科招生導師原有學科和專業的“戶口”，并鼓勵導師根據課題和研究需要自主建立跨學科科研團隊，結合實際需求招收與培養跨學科研究生。
2構建具有專業特色的跨學科研究生人才培養模式
在培養優秀復合型人才的實踐中，林科大一貫強調發揮學校特色學科優勢、結合林業特點構建具有專業特色的跨學科研究生培養體系。工程類跨學科研究生培養改革實踐實施6年多以來，各試點學科與專業根據自身特點和實際需求，制訂課題攻關方案與研究生培養計劃，整個改革實踐取得了較為良好的效果。
2.1基于學科特色,搭建科研創新平臺
自2009年土木工程專業實施跨學科研究生培養以來，已初步構建了土木工程學科與生態學科、木材學科、食品學科和環境工程學科相交叉的科研創新平臺5個，各平臺研究隊伍分別來自不同學院，在增強了導師流動性的基礎上,整合了學校相關儀器設備和實驗場地，既避免了科研資源閑置與浪費，又提高了利用率，最大限度地實現資源共享。另一方面，土木學院還積極與行業企業、科研院所開展合作交流,在建設產學研科研基地的同時培養跨學科研究生。如與湖南省交通科學研究院開展聯合研究生培養，依托行業優勢和需求聯合招收、指導土木工程與交通工程交叉學科研究生，為服務社會、促進合作創造了條件。僅2012~2014年3年間，土木工程學科依托各交叉學科平臺已成功獲批國家級課題7項、省部級課題4項、地廳級及以下科研課題10余項,跨學科研究生培養也取得了豐碩的成果。
2.2結合科研課題,制訂跨學科研究生培養方案
為完善現有的培養方式與體制，各科研團隊結合學科特點對不同層次、研究背景的研究生“量身定制”培養方案，并為每個跨學科研究生選派了1位導師和1~2位副導多師，保證跨學科研究生培養的綜合性、靈活性、前沿性和創新性得以充分發揮和展現。如由土木院肖宏彬教授帶領的科研團隊結合承擔的國家林業局948項目“林草一體化髙穩定性生態護坡技術引進”’于2012年招收了本科專業為生態學的土木工程專業學術型碩士1名，為使該生能夠明確生態學科與土木學科對土壤、植被和生態防護研究的異同點和關聯性，盡快融人課題中,課題組為其制定了包括公共選修課（多元統計分析、高等工程數學等）、生態學科課程（高級土壤學、土地生態學、土壤微生物生態學及實驗技術等）、土木學科課程(高等土力學、有限單元法、巖土工程測試技術等）、學術報告與講座（生態學前沿及專題講座、恢復生態學與生態工程講座、植被生態學專題、生態護坡技術研究進展等）和生產實踐在內的一系列培養環節,并選定林學院一名教師為副導師，指導其學位論文研究方案中“建立網格型髙強度林草混交根系成型技術”部分內容。
2.3拓寬培養口徑,構建跨學科研究生立體知識結構
土木院研究生教育改革以加強能力訓練為基本思路，尋求構建跨學科研究生立體知識結構的途徑與方法。具體做法是:1)按照知識結構的需求和跨學科研究生的學科背景安排選修課程,同時鼓勵與引導學生參加科研實踐和社會活動，激發學生的能動性與創造力。2)改變理念、調整模式。在橫向上把相關學科和新興學科研究內容納入教學體系，在縱向上由過去的以專業理論和知識積累為中心，轉向既注重積累又強調專業研究能力和創新能力訓練。主要通過邀請跨學科專家講座、舉辦跨學科研究生學術論壇、建立校內和校企聯合實踐基地、增開工程實踐課程和軟件分析課程等方式，壓縮不必要的課程,培養在專業知識和實踐創新能力積累上有充分準備的、一專多能的復合型人才。3)對于某些跨學科課程采用分學科聯合授課的形式,條件允許時可采用模塊式教學方法，將整個課程劃分為不同模塊，各模塊可以課堂講授、專題講座、論壇等形式開課,拓寬學生的視野。如跨專業選修課“復合材料選論”目前已包括“高等膠凝材料”“新型建筑材料”“木材學”“現代材料實驗技術”“材料結構表征與應用”“材料科學工程導論”“現代材料成形理論與技術”和“工程材料設計與測試”在內的8個模塊。
3結語
林業院校工程類跨學科研究生培養體系的建立與機制的優化是一項長期的、復雜的系統工程,還有很多更深層次的問題需要研究與探索’林科大的改革實踐雖已取得初步成效,但受客觀因素的影響,在培養過程中還存在課程體系不健全、培養質量評價方法不完善、導師指導水平欠提升和跨學科研究生管理方法有待提髙等不足，這也是林科大今后在跨學科研究生管理與培養過程中需要進一步強化與完善的方向。
摘要：針對土木工程專業實踐教學普遍存在的“三多三少”問題，文章在充分重視理論教學和強化常規實踐環節的基礎上，著重探索培養學生創新能力和自主研究性學習能力的新途徑，構建了院校引導下學生自主管理的土木工程創新管理模式，創建了土木工程創新實踐基地并取得了顯著運行效果。
關鍵詞：實踐教學；創新思維；實踐基地；學生自主管理
中圖分類號：TU4 文獻標志碼：A 文章編號：
1005-2909(2012)01-0127-03
隨著社會對土木工程專業的實踐能力和創新能力的重視[1-2]，各高校也越來越重視實踐創新能力的培養。“卓越工程師培養計劃”的實施，對土木工程專業的實踐提出了更高的要求[3]，但現階段的土木工程專業實踐教學普遍存在“三多三少”的問題，即：學生創新想法多，動手實踐少；活動簡單重復多，創新創造少；臨時組織多，長效運行少。2011年以
來，學院在充分重視理論教學和強化常規實踐環節的基礎上，著重探索培養學生創新能力和自主研究性學習能力的新途徑，構建了院校引導下學生自主管理的土木工程創新管理模式，創建了土木工程創新實踐基地并取得了顯著運行效果。
一、創建了設施精良、學生專用的土木工程創新實踐基地
為鼓勵學生積極參與科技創新活動，塑造良好的校園科技文化氛圍，為學生參與科研和大學生課外學術科技作品競賽等提供必要的設備和技術支持，進一步提高學生的綜合素質、科技創新能力和團隊合作精神，校教務處、資產處、團委和土木工程學院達成合作共建的協議，建立了南京工業大學首個大學生創新實踐基地，基地以土木名校為標桿，經過5年建設，建成了設施精良、管理有序、學生專用的土木工程創新實踐基地，為學生開展自主研究性學習、創新實踐活動提供了優質的活動平臺。
（一）院校支持設立土木工程創新實踐基地
在校教務處、資產處、團委的大力支持下，土木工程學院簽署了合作共建創新實踐基地的協議，創建了學校土木工程創新實踐基地，專門開辟了近300平米、相對固定的創新實踐活動
基地。在江蘇省實驗教學示范中心經費的支持下，投入近百萬元對基地進行建設。基地設有機械加工室、設計工作室、模型制作工作室、材料測試室、CAD工作室、加載試驗區、作品展示區，并配有計算機、100 kN萬能試驗機、應變測試儀、數字信號采集系統等先進儀器和開發工具，以及自行研制的多套用于橋梁、體育場、高層建筑等模型的加載和測試裝置。基地主要為學生自主創新和結構設計大賽、挑戰杯、數學建模、CAD等多項賽事服務。目前創新基地擁有學生會員300多人，3年來共累計開放5 000多人次。基地擁有一支學術水平高、熱心創新引導的指導教師隊伍。基地還專門建立了網絡互動平臺，方便了會員與指導教師的交流。
土木工程創新實踐基地自建成3年以來，累計開放近800天，累計進入基地開展創新活動5 000多人次，舉辦了4屆南京工業大學創新大賽。
（二）構架學生親手操作大型精密儀器的途徑
通過國家和學校的長期建設，學院已經擁有一批大型精密儀器設備，如地震模擬振動臺、大型三軸實驗儀、擬動力實驗系統等，10萬元以上設備80多臺套，價值接近4 000萬元。長期以來，由于大型精密儀器設備實行專人管理使用，學生接觸和使用較少。針對此項問題，在學校和學院的組織下，確定了大型精密儀器“專管共用”的原則，積極向校內外開放，做到資源共享。學院積極組織教師圍繞學院現有高科技設備，設立專門的開放實驗課題，使學生能親手操作使用大型精密儀器設備。這樣，學生的自主研究性學習的積極性得到了充分發揮，一批學生通過開放實驗獲得的成果以論文的形式發表，部分成果獲得了江蘇省土木工程結構創新競賽的獎勵。
二、構筑學生自主管理和發展的創新實踐基地運行模式
針對師生實際，創新基地管理模式，形成了學校支持、教師指導、學生自主管理的土木工程創新實踐基地運行模式，基地形成了日常運行順暢、師生參與積極、活動成果豐碩的局面。
（一）組織學生科協負責創新基地日常運轉
大學生科學技術協會是由對科技創新活動有一定興趣和愛好，并熱心參與其中的由學生組成的從事科技活動組織與管理的學生團體。協會的宗旨和任務是：引導學生把勤奮學習、熱愛真理、提高素質和培養能力作為在校期間主要興趣和熱點，豐富學生的課余文化生活，擴大他們的知識面。通過舉辦各類科技活動及自主創新實驗，增強廣大學生的科技意識，濃厚學校科技氛圍，營造一個從事科技活動的良好環境，促進學生綜合素質的提高，從而推進科技活動的開展。
大學生科協制定了《大學生科學技術協會章程》，規定了協會的性質、組成方法、組織機構及各部門權力和義務，并通過《會員管理制度》實施管理，采用入會時簽訂《會員安全協議》保障實驗的安全性。創新基地日常運行和管理完全由學院大學生科協負責，制定了《值班制度》保障基地的規范順暢運行。
科協根據學習課程進展制定本年度學生創新活動計劃和各項活動預算，科協自行組織和開展了多屆“禁斷迷塔”“迷你屋”等比賽，全校學生參賽踴躍。基地堅持日常開放制度，學生自我服務和管理，基地運行順暢，為學生創新活動提供了一個固定的場所。
（二）校、院多方積極支持創新基地發展
基地建立了由學院、教務處、資產處領導組成的領導小組，謀劃實踐基地的建設和發展；聘請學科劉偉慶、孫偉民等教授擔任專家評委，對創新工作進行技術指導；由學生工作辦公室和分團委的教師對學生進行宣傳和動員工作；學院設立專項經費，由基地副主任教師負責提供創新用材料、工具準備、材料試驗等保障工作。校院為基地配置了50多萬元的萬能試驗機等先進加載、量測設備，每年投入5~10萬元用于基地材料和工具的購置；基地的經費來源除校院撥款外，還接受企、事業單位和個人的捐贈等。
三、形成以創新基地為平臺、結構設計競賽為核心的創新能力培養體系
以創新基地為平臺，建立并完善了結構創新大賽組織機構及規章制度，營造了師生踴躍參與創新能力培養的氛圍，實踐了豐富多彩的結構創新競賽內容，取得了顯著的創新能力培養效果。
通過在廣大學生中開展具有導向性、示范性和群眾性的大學生土木工程結構創新競賽，促進土木工程創新人才的培養，增強土木工程專業的學術氛圍以及在校外的影響力。競賽提高了學生的學術興趣，增強了他們的學術底蘊，提高了他們的科研能力，培養了他們的創新精神，營造了良好的學術氛圍，為土木工程事業的繁榮發展積蓄了力量。培養學生實際動手能力和自學能力，發揮學生潛能，調動內在的積極性和主動參與的熱情，加深對土木工程學科的了解，深化土木工程系列的教學改革，促進土木工程專業的建設。
建立健全了結構設計創新競賽組織機構及規章制度，營造出師生踴躍參與創新能力培養的氛圍，采用了豐富多彩的結構創新競賽內容和形式，5年來涉及高層、大跨、橋梁等結構形式和鋁合金、木材、紙張、有機玻璃等材料種類。2006年在國內首次采用地震模擬振動臺舉辦了結構設計競賽，至今已舉行采用地震模擬振動臺試驗大賽3屆，2 500余名學生踴躍參與了各類結構設計競賽，普遍感到受益匪淺。2010年第七屆華東地區高校結構邀請賽由南京工業大學承辦，采用振動成了“高層建筑抗震性能模擬地震振動臺試驗”，向學生開放先進設備——地震模擬振動臺進行加載試驗，受到參賽學校的一致好評。積極參與結構設計創新競賽的學生創新能力得到了顯著提高。
（一）廣泛動員，精心指導，吸引廣大學生積極參與
結構設計創新競賽由學校主辦、土木工程學院承辦。為使活動正常有序地開展，學院于2003年制定了土木工程結構設計創新競賽章程，成立了大賽組委會，由相關專業的教授及專家組成競賽評審委員會，負責參賽作品的各項評審和推優工作。在每次大賽前都進行了廣泛的宣傳和動員工作，力爭讓更多的學生參與。
（二）競賽內容多樣，充分展示了學生的團隊合作精神和創新能力
結構設計創新競賽內容是學院組織專家精心設置的，幾年來，大賽題目涉及了高層建筑、大跨結構、橋梁結構等，采用的材料涉及鋁合金、木材、紙張、有機玻璃等，結構創新大賽內容表現出較大的廣泛性，有利于從不同側面和層次挖掘學生的獨立思考和創造能力。
（三）舉各方之力，為結構設計創新競賽提供保障
土木工程結構設計創新競賽作為學生創新活動的平臺，參加的學生越多越好。如果參加的學生數量眾多，如何讓每個學生都能從中受益，能真正體會到創新的樂趣，組織保障成為重要的環節。筆者所在學院取的措施是：由學院領導和教務處領導組成領導小組，具體負責整個大賽的組織和策劃；聘請學校分管教學的副校長、分管學科的副校長以及建筑設計研究院的院長擔任顧問，對大賽工作進行具體技術指導；由學生工作辦公室和分團委的教師對學生進行宣傳和動員工作；組織各相關學科的教授、副教授分組對學生進行指導；由土木工程實驗教學中心提供材料準備、工具準備、材料試驗等保障。參賽的學生表示，在比賽中從理解規則、結構選型到計算、制作，以前學過的內力分析、剛度分析、穩定性分析等知識都得到了全面綜合運用和系統強化，培養了全局思考的意識，進一步拓展了創新能力，感到受益匪淺。學校為競賽的順利開展提供了充分的保障，指導教師全程參與，讓學生切切實實感到學校和教師為此付出的巨大努力。
四、結語
通過上述工作，南京工業大學創建了學生創新實踐基地，探索了培養土木工程專業學生創新能力和自主研究性學習能力的新途徑，取得了明顯的效果。創建設施精良、學生專用的土木工程創新實踐基地，形成校院支持、教師指導、學生自主管理的土木工程創新實踐基地運行模式，構筑以創新基地為平臺的土木工程專業創新能力培養新體系，通過基地的開放開辟了自主研究性學習的新途徑，為進一步提高土木工程專業教育教學質量奠定了堅實的基礎。參考文獻：
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［2］高等學校土木工程專業指導委員會.高等學校土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱［M］.北京:中國建筑工業出版社,2002.
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Construction and practice of civil engineering innovation base based on studentself-management
LU Wei-dong, SUN Wei-ming, DONG Jun, HAN Ai-ming, XU Xun, XIONG Zhong-hong, ZHU Ting-ting
(College of Civil Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 211816, P. R. China)
Abstract：
精神依據是指黨和國家的路線、方針，國家的法律、法規，上級領導機關所頒布的相關政策、規定以及其他有關的文件精神。
事實情況包括直接發生的和間接轉引的。公文中所反映的情況主要指直接發生的、發現的、總結概括的事實情況，即本地區、本部門、本單位遇到的問題、發生的事情（過程、動向）、工作的進程（作法、經驗）種種。它在公文里表現為具體事例、現象概括、數字統計等形式。這種直接發生的事實情況，是第一手材料。此外，公文的事實情況里也包括間接轉引來的事例、概述、數字、經驗、成果等。
無論哪一類材料，都要求做到真實、準確、可靠。“情況確實”，是寫好公文的基本要求。這在新舊兩個《辦法》中是一致的。為了做到材料可靠、情況確實，我們在材料準備上一般要抓好四個環節的工作：占有、篩選、核實、加工。
（一）詳盡占有材料
寫好公文必須詳盡地占有材料。材料是形成觀點的基礎，事實、數字，這都是公文表達出來的“干貨”，當然十分重要。“譬如大匠操斤，無土木材料，縱有成風盡堊手段，何處設施？”（清·劉大：《論文偶記》）寫公文如巧匠有具有禾無材無料也做不成東西。以上是從形成與表達兩方面說的。
所謂詳盡地占有材料，一是要“盡”，就是盡可能廣泛地占有材料，“貪多務得”、“竭澤而漁”、“韓信將兵，多多益善”；二是要“詳”，就是詳細具體。一件事情的起因、過程、結果、多種因素的干擾、正反影響效果；一件工作的動因、背景；一個問題的正反觀點、來龍去脈，都要盡可能詳細具體地占有，寫出來的才有說服力。
占有材料，就公文寫作而言，有三條途徑：
1．平時積累，就是積學儲材。平素注意學習、觀察積累，用時才能厚積薄發。古人所謂“積學”，指的就是這個道理。“得之在俄頃，積之在平日”（清·袁守定：《占畢叢談》；“占”，看；“畢”，簡冊），說的是一個道理。平時學習、觀察積累豐富，知識面廣，寫作時其構思就容易觸類旁通、思路開闊，擇優而用，妙緒泉涌。
2．受領任務后，查閱文件，搜集資料。這樣得來的材料，就是間接材料。搜集資料時應注意與撰寫任務、與公文主旨的相關性，也就是說，要有一定的方向、范圍。操作方法是首先學習相關的中央文件，進一步領會精神實質，然后查閱上級領導機關所頒布的相關政策、規定，最后翻閱手冊、年鑒等工具書及報刊、雜志上相關的情況報道和國內外研究成果。這一過程中，始終應注意查閱、收集圍繞本單位工作的各項統計數字以及信息、簡報、總結、報告、會議紀要等相關資料，做到：上下通達，全局了然于胸，命筆瞻前顧后。
3．構思之前，實地調查，掌握第一手情況。這是最重要的一步。一般情況，也要調查了解，不僅可以核實已掌握的材料，而且可以發現新問題、新經驗、新動向；重點情況，尤其要進行深入的調查研究。實踐證明，組織召開座談會、調查會是一種快捷而有效的方法。如果發現實際調查的情況與撰寫者已經掌握的情況有出入，可以修正；出入較大，要尊重實際。即使發現實際情況與領導意圖相抵觸，也要尊重客觀實際，采用恰當的方法，妥善協調。這是唯物主義者應有的態度，也是黨性的表現。
（二）嚴格篩選材料
調查、搜集、積累而來的材料，不是堆砌在寫字臺上，而是要不斷地分類整理，分析研究，爬梳剔抉，進行篩選。篩選材料，貴在一個“嚴”字，重在一個“新”字。主要是根據以下三個標準：
1．材料的相關性
這是以寫作要表現的主旨，即寫作意圖和逐步形成的觀點為依據來區別對待不同材料的。與公文主旨有關聯的材料，取；無關的材料，舍。在已經選取的材料中進一步篩選：與表現主旨、說明觀點十分有力、緊密相關的材料，要詳，要具體、充分；與表現主旨、說明觀點雖有關系、必不可少，但是關系又比較一般的材料，要略，要概括。有的論者提出“實則詳，虛則略；新則詳，舊則略；特點詳，一般略”；或主張“重則詳，輕則略；近則詳，遠則略；點則詳，面測略”。這些來自實踐經驗的認識，是頗有見地的。材料的取舍、詳略，對于公文構思十分重要。不經過這一步，就很難搭起架子。
【關鍵詞】房建工程施工成本管理
成本管理是指企業生產經營過程中各項成本核算、成本分析、成本決策和成本控制等一系列科學管理行為的總稱。成本管理一般包括成本預測、成本決策、成本計劃、成本核算、成本控制、成本分析、成本考核等職能。
市場經濟，效益為先， 房屋建筑工程施工企業在全力保障工程質量的前提下，能否做好工程成本的管理，便成為企業效益好壞與否的決定因素。特別在建筑工程微利和競爭異常激烈的情況下，要想贏得生存和發展，必須重視成本管理，否則難以生存。
房屋建筑工程施工成本管理是一個復雜的系統工程，要在統一的成本管理責任體系下， 以成本計劃、成本控制、成本分析為手段，以加強材料、人員、機械管理為重點，適時進行成本管理，達到縮短工期、保證質量、降低消耗、減少費用、提高效益之目的。隨著建筑行業競爭的日趨激烈，成本管理只能加強不能削弱，從而提升企業整體競爭力。
一、影響房建工程施工成本管理的因素
1、宏觀經濟與政策因素。如施工材料價格上漲、相關稅率上調等。
2、資金是項目施工管理系統的關鍵部分，工程施工既是一種生產活動，又是一種經濟活動。工程施工要投入“人、材、機”及資金，投入太多會造成浪費，投入不足又會影響施工進度與工程質量。
3、項目的項目經理應具備較高的政治素質、較全面的施工技術知識和較強的組織領導工作能力，并能充分調動項目參與人員的工作積極性和責任感。如質量問題返工、任務小組沖突造成窩工等都是實施管理時容易影響成本的因素。
4、設計是施工得以進行的前提，設計的深度除了應達到規范的要求，還應達到工程實際施工的要求。具體的影響因素如設計要求難以達到，設計錯誤等。
5、技術系統是影響施工成本管理的核心因素，確定科學、合理的施工方案是技術系統的重要內容。如任務銜接出現問題、難以滿足施工工藝要求、缺少必要的施工設備等因素都會對施工成本造成影響。
6、其他因素。如第三方原因，突發特大暴雨，意外事故等。
二、房建工程施工成本管理方法建議
1、施工機械費約占施工總成本的15%左右，應加強施工機械的使用和管理。一是確定機械手的崗位職責， 每天記錄所內機械及外租機械使用情況。機械手不應該只是單純的維修、 保養機械，也應該確實的溶入到工地中，了解工程進度。二是合理安排機械設備的使用避免不必要的窩工與浪費。每天晚上工長和技術人員必須安排好該工區第二天機械設備詳細使用計劃，交由設備管理部門。由設備管理部門協同項目經理、總工根據工作的輕重緩急作統籌協調安排。并在當天晚上通知機械手：“什么時間，到什么地方，干什么，由誰來安排”。在施工過程中，某一工序接近完工時工長或技術人員必須及時通知設備管理部門安排另一工作并做好當班簽字與記錄以備核查。
2、把住材料采購關。工程開工前，項目經理、總工、工程部長、工長必須反復認真的對工程設計圖紙進行熟悉和分析，根據工程測定材料實際數量，提出材料采購計劃，采購計劃應做到準確無誤。在材料采購前，實驗部門做好抽檢工作，確保各種材料符合施工要求；材料采購部門應建立詢價小組，小組對市場價格進行調查。材料采購人員所采購材料的價格不得突破詢價小組的價格。可以定期召開例會，在例會上由詢價小組匯報材料的詢價情況，對于鋼材、木材、砂石料分別匯報不同廠家的價格和質量，列舉出選材使用理由，同時公開廠家的聯系方式，以增大監督力度，提高透明度，保證做到“貨比三家”優質低價購料。
3、落實責任，實行材料包干使用。在現場根據施工工段或工區劃分成立包干小組，由工長、 技術人員材料員等相關人員進行包干與經濟責任制掛鉤。另外要切實發揮好技術人員的作用，一方面什么部位用多少料，用什么樣的料，有多少節余的潛力，他們最清楚。另一方面成本控制離不開施工技術，技術必須與成本、經濟效益相結合否則它就沒有生命力。
4、以工程量取料，不能突破限額。各分項工程都要控制住材料的使用。物資消耗， 特別是鋼材、木材、砂石料嚴格按定額供應，實行限額領料。在材料領取、入庫出庫、投料、用料、 補料、退料和廢料回收等環節上尤其引起重視，嚴格管理。對于材料操作消耗特別大的工序， 要重點控制。具體施工過程中可以按照不同的施工工序，將整個施工過程劃分為幾個階段， 在工序開始前由工長、技術人員、材料員核定、分配主要材料使用數量，工序施工過程中如發現材料數量不夠，由材料員報請項目部領料，并說明材料使用數量不夠的原因。每一階段工程完工后，由材料員、技術員（此種至少有兩個人簽認）清點、匯報材料使用和剩余情況， 材料消耗或超耗分析原因并與經濟責任制掛鉤予以獎懲。
5、搞好配合，節約用料。如鋼筋制作：由技術人員以單線圖、排版圖的形式做好“鋼筋下料單”并注明用什么型號的鋼筋。然后協同鋼筋班長及有關人員根據現場實際情況選料制作。 最后鋼筋班長和技術人員要對對邊角料進行記錄并交由有關人員整理歸放，做好標記。另外在鋼筋制作過程中，鋼筋班長必須清楚不同型號的鋼筋每一個焊縫需要多少焊條，要用多少領取多少，每個部位用多少做到心中有數，并做好記錄，作為以后評估獎罰的依據。再如澆筑混凝土：在施工前由技術人員做好交底交由拌合站。在澆筑過程中，拌合站工作人員確保混凝土不外流，后臺施工人員要保證混凝土不流失。最后施工人員要及時通知技術人員還剩多高，由技術人員算出具體還要多少方，以盡快通知拌合站，避免造成不必要的浪費。
6、施工技術管理人員要做好用料交底，防止班組下料時長料短用、整料零用、優料“劣”用，做到物盡其用，杜絕浪費，減少邊角料，把材料消耗降到最低限度。一是對邊角料及時回收。二是對特殊材料實行以舊換新（安全帽、手套等等）。三是對材料報廢須及時提交報廢原因。正常報廢由項目部承擔，否則由使用人自行承擔。四是對“假退料”認真處理。所謂“假退料”是月末施工項目對已領未用而下月仍繼續要用的材料不退庫，但同時編制本月的退料單和下月的領料單。這樣可以減少退、領料的搬運，便于正式反映當月實際耗料的常用方法。尤其對項目施工中只完成制作尚未安裝的材料耗用，通過辦理“假退料”手續，適當折扣部分材料成本，達到收支相對平衡。
7、科學計劃，“量體裁衣”。在施工開始前，技術、計劃人員不僅要排施工進度計劃，也應該據施工進度計劃排出每道工序用工計劃，根據用工計劃算人工費。在開工前與用工負責人商議此份用工計劃，做到用工負責人心中有數。
8、責任到人，工序承包。在保證施工質量、施工進度的前提下，針對不同的施工工序定工期、定質量、定人工量，由用工負責人分段承包施工。這樣在一定程度上避免了施工管理中的許多麻煩、工長的工作量，同樣達到了降低人工成本的目的。也可在施工開始前與用工負責人簽訂責任書及承包書等，明確責任。這樣也可以達到避免生產時緊時松，窩工、停工等問題，降低人工成本的目的。在條件允許的情況下優先采用“施工工序承包法”。
9、發現問題，及時調整。在工程開工后，要嚴格控制定員，勞動定額，出勤率，加班加點等問題；及時發現和解決人員安排不合理，派工不恰當，時緊時松，窩工、停工等問題。在工程施工中，每天晚上要做好每個環節的用工計劃，第二天早晨由工長派工，使用工人數應與用工計劃基本吻合，一天中視具體情況增加或減少工人數量。這樣就可以在一定程度上避免工人閑滯情況出現，降低人工成本。
參考文獻：
【關鍵詞】鐵路工程；軟土地基；加固措施；邊坡防護
1 緒論
近年來我國鐵路建設開始進入高速發展時代。在過去的一年間，先后有多條新建鐵路密集開工，遇到的不良地質條件迅速增多，特別是軟土地基。高速鐵路對工后沉降的要求極其嚴格，軟土地基若不進行加固改良處理往往達不到規范規定的工后沉降限值要求。同時，我國客運專線控制路基的工后沉降及變形的技術已經比較成熟，而對邊坡防護往往重視不夠，雖然客運專線路基工程以低矮路基為主，一般情況下的病害并不會對路基的穩定性產生影響，但頻繁的維護會耗費大量的人力物力，同時產生破壞的邊坡也難與周圍的環境相協調，不符合環境保護的要求。現今針對軟土地基處理的方法較多，不同處理方法的適用范圍、處理費用、處理效果、工期是不同的。目前對于軟土地基這一處理問題上，一般來說主要有以下幾種方法，如強夯、置換、加筋、壓密注漿和復合地基等。如何經濟合理地進行高速鐵路軟土地基處理，是高速鐵路建設中面臨的重大課題。
本文首先分析了鐵路地基的處理方法，然后介紹了軟土地基的加固技術，最后介紹了鐵路邊坡防護技術。
2 軟土地基的處理
所謂軟土，從廣義上講，就是指強度低，壓縮性高的軟弱土層。根據軟土的空隙比及有機物質含量，并結合其他指標，可將其劃分為軟黏性土，淤泥質土，淤泥，泥炭質土及泥炭五類型。軟土的物理力學特性如表2.1所示
軟土通常指淤泥和淤泥質土，沖填土，雜填土，濕陷性黃土，膨脹土，土洞等。各類土的性質不同，各類地基處理方法的機理也不相同。因此必須了解軟土的特性，掌握各種處理方法的加固機理，才能把地基處理得恰到好處，以最經濟的手段達到預期的加固效果。我國地域遼闊，自然地理環境不同，土質各異，其強度，壓縮性和透水性等性質有很大的差別。其中，有不少是軟土或不良土，例如淤泥和淤泥質土，沖填土，雜填土，泥炭土，膨脹土，濕陷性黃土，季節性凍土，土洞等。在工程地質條件不良的場地上建造建筑物，或當遇有舊房改造，夾層，工廠擴建引起荷載增大，或深基礎開挖和修建地下工程時，為防止出現主體失穩破壞，地面變形和地下水滲流等現象，也都要求對地基進行處理。
近年來國內外地基處理的技術迅速發展，處理的方法越來越多，但是，我們必須針對地基土的特性以及上部結構對地基的要求，有的方矢，因地制宜地選擇處理方法。發展地基處理的技術，提高地基處理的水平，節約基本建設的投資。
土木工程建設中，不可避免地會遇到工程地質條件不良的軟弱土地基，不能滿足建筑物要求，需要先經過人工處理加固，再建造基礎。處理后的地基稱為人工地基。
地基處理的目的，是針對軟土地基上建造建筑物可能產生的問題，采取人工的方法改善地基土的工程性質，達到滿足上部結構對地基穩定和變形的要求。這些方法主要包括：提高地基土的抗剪強度，增大地基承載力，防止剪切破壞或減輕土壓力；改善地基土壓縮特性，減少沉降和不均勻沉降；改善其滲透性，加速固結沉降過程；改善土的動力特性，防止液化，減輕振動；消除或減少特殊土發不良工程特性。
近幾十年來，大量的土木工程實踐推動了軟弱土地基處理技術的迅速發展，地基處理的新技術、新理論不斷涌現并日趨完善，地基處理已成為基礎工程領域中一個較有生命力的分枝根據地基處理的基本原理，基本上可以分為如表2.2所示的幾類。
但必須指出，很多地基處理方法具有多重加固處理功能。
3 鐵路軟土地基的具體加固措施
對軟土地基1米深范圍內根據其特點可以采取以下加固措施：
3.1 換土墊層法：該工程軟土上部沒有硬殼，軟土本身又比較薄，便于排水情況下，可以采用人工或機械開挖等方法全部挖除表層淤泥質粉質粘土（1m），填以強度比較高的滲水土，滲水土取自專門設置的取土場，處理方法不留后患，效果最好。同時，軟土較厚處在路堤兩側可以設置木樁.板樁.鋼筋混凝土樁或片石齒等，以限制地基的側向變形。
3.2 排水砂井法：排水砂井（如下圖3.1所示）也是一種很好的提高軟土地基強度的方法。它是利用各種打樁機具擊入鋼管，或用高壓射水.爆破等方法在地基中獲得按一定規律排列的孔眼，并灌入中.粗砂而成。由于這種砂井在飽和軟黏土中起排水通道的作用，故稱為排水砂井。砂井頂面應鋪設砂墊層或砂溝，以構成完整的地基排水系統。軟土地基設砂井后，改善了地基的排水條件，縮短了排水途徑，因此地基承受附加荷載后，排水固結過程大大加快，進而使地基強度得以提高。用砂井加固軟土地基，對于提高地基承載力是有效的。
3.3 化學加固（注漿）法：指在利用化學漿液，水泥漿液，粘土漿液，采用灌注壓力，高壓噴射或深層攪拌等手段，使漿液與土粒膠結起來，以改善地基土的物理和力學性質的地基處理方法。注漿法是指利用一般的液壓，氣壓或電化學法通過注漿液注入地層中，漿液以填充，滲透和擠密等方式，進入土顆粒間的孔隙中或巖石裂隙中，經過一定時間后，將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個強大，防慎性能高和化學穩定性良好的固結體。
注漿材料可以分為粒狀懸浮漿液和液態化學漿液兩類。
粒狀懸浮漿液包括水泥漿，水泥粘土漿，水泥砂漿，水泥粉煤灰漿等。這些材料容易取得，價格低廉，無毒性，對環境無污染。但由于顆粒較粗，可灌性受到限制，對粗砂以下的土不易取得良好效果。液態化學漿液的種類很多，可以分為有機和無機兩大類。這些材料易注性好，但一般價格較貴，都有毒性，易造成對環境的污染，其中水玻璃是無毒的，因此是常用的加固材料。注漿法可以減小地基土的透水性，防止流沙，鋼板樁滲水以及改善地下工程的開挖條件，還可以提高地基承載力，減少地基的沉降量和不均勻沉降。
4 鐵路工程中的邊坡防護
4.1 概述
路基在水、風、冰凍等因素下，經常發生變形和破壞，例如，邊坡的表土剝落，形成沖溝以及滑蹋等。為了保證邊坡的穩定性，處做好排水工程外，還必須采取有效的措施，對粘土、粉土、細沙、及容易風化的巖石路基邊坡，進行必要的防護與加固。防護與加固的重點是路塹邊坡，尤其是地質不良與水文地質不良地段的路塹、容易受水沖刷的邊坡、不穩定的山坡更應該重視。防護與加固工程不僅可以穩定路基，而且可以美化路容，提高公路的使用品質，例如植物防護可以消滅施工痕跡，使景觀協調，形成良好的視覺效果。路基防護與加固的方法，一般可分為坡面防護和沖刷防護兩類。
4.2 防護的一般要求
4.2.1 路基防護應按設計、施工與養護相結合的原則，深入調查研究，根據當地氣候環境、工程地質和材料等情況，因地制宜，就地取材，選用適當的工程類型或采取綜合措施，以保證路基的穩定。不要輕易取消或減少必要的防護工程措施，而給養護管理遺留繁重的工作量。
4.2.2 對于水流、風力、降水以及其他因素可能引起的路基破壞的，均應設置防護工程。在沖刷防護設計中，要綜合考慮，使防護工程收到更好的效果。
4.2.3 在不良的氣候和水文條件下，對沙土、細沙與易于風化的巖石邊坡，以及黃土和黃土類邊坡，均宜在石方施工完成后及時防護。對路塹邊坡根據邊坡巖層組成及坡面弱點分布情況考慮全面防護和局部防護。
4.2.4 對于沖刷防護，一般在水流流速不大及水流破壞作用較弱的地段，可在沿河路基邊坡設砌石護坡，以抵制水流的沖刷作用和淘刷。需要改變水流或提高坡腳處粗糙率，以降低流速、減緩沖刷作用，可修筑壩類構造物。
4.2.5 坡面防護一般不考慮邊坡地層的側壓力，故要求防護的邊坡有足夠的穩定性，但護面墻可用于極限穩定邊坡。
4.2.6 對高而陡的防護構造物，設計時要考慮設置便于維修檢查的安全設施。
4.3 鐵路工程邊坡防護的方法
4.3.1 種草
種草防護適用于邊坡穩定，坡面沖刷輕微，且宜于草類生長的土質路堤或路塹邊坡，用以防止表面水土流失，固結表土，增強路基的穩定性。經常浸水或長期浸水的路堤邊坡，種草不宜生長，不宜采用此種方法。邊坡上已經扎根的種草防護，可容許緩慢流水（0.4～0.6m/s）短時沖刷。
4.3.2 鋪草皮
路基坡面上鋪草皮防護，其作用與種草防護相同，前者使用時要求當地有足供挖去使用的草皮地段，但在邊坡較高陡和坡面沖刷較嚴重的地方，鋪草皮比種草防護收效快。
我國大部分鐵路位于沖積平原上，地形平緩，地表有機質含量較高，有草皮覆蓋，并且路基全部是填筑的路堤形式，邊坡坡度為1：1.5左右。適合采用平鋪草皮的方法進行路堤坡面防護。填筑路基前先鏟除地表草皮，對草皮人工養殖，待路堤填筑壓實滿足要求后，將草皮切成整體塊狀，移鋪到坡面上，應自上而下鋪設，并用竹木小樁將草皮釘在坡面上，使之穩固這種方法可以減緩地面水流速度，防止坡面沖刷，調節邊坡土的溫濕狀況，美化路容，協調環境，是一種經濟環保的坡面防護方法。
4.3.3 植樹
在路基邊坡上合理地植樹，對于加固路基有良好的效果。也可和種草。鋪草皮配合使用，使坡面形成良好的防護層。植樹適用于土質邊坡及嚴重風化的巖石邊坡和裂隙粘土邊坡。但對鹽澤土，經常浸水及經常干旱的邊坡及粉質土邊坡不宜采用。植樹的作用有：
(1)植樹可以加強路基的穩定性。
(2)降低流速，防止和減少水流對路基的沖刷。
(3)植樹能防風、防沙、防雪。
(4)植樹可以美化路基、調節氣候、并可獲得部分木材，增加收入。
4.3.4 抹面與捶面
易于風化的巖石，如頁巖、泥巖、泥灰巖等軟質巖層的路塹邊坡防護，可以用混合材料抹面。對于受沖刷的邊坡和易風化巖石坡防護可用混合材料捶面。抹面或捶面的邊坡坡度不受限制，但不能承受土壓力，故要求邊坡必須是穩定的，坡面應該平整干燥。常用的抹面材料有石灰爐渣混和灰漿、石灰爐渣三合、四合土及水泥石灰砂漿，常用的捶面混合材料有水泥爐渣混合土、石灰爐渣三合、四合土。
4.3.5 砌石護坡
對緩于1：1的各種土質、土夾石及巖質邊坡，坡面受地表水流沖蝕產生沖溝、泥流、小型表層溜塌，均可采用砌石護坡防護。為了節省片石及水泥，最常見的是漿砌片石骨架護坡或混凝土骨架護坡，其內鋪草皮或三合土，四合土捶面代替漿砌片石或混凝土。如草皮和捶面護坡一脫落，也可用方格形或拱形的漿砌片石骨架進行加強。
5 結論
隨著我國鐵路體系的發展，鐵路工程中復雜地質環境施工越來越多，其中軟土地就是一種。本文主要研究了鐵路工程中軟土地基的加固措施以及軟土質路堤邊坡的加固防護形式。研究軟土地的鐵路施工對提升鐵路整體工程質量、
減少維護費用具有重要的意義，希望本文能夠對這方面的研究起到一定作用。
參考文獻
精神依據是指黨和國家的路線、方針，國家的法律、法規，上級領導機關所頒布的相關政策、規定以及其他有關的文件精神。
事實情況包括直接發生的和間接轉引的。公文中所反映的情況主要指直接發生的、發現的、總結概括的事實情況，即本地區、本部門、本單位遇到的問題、發生的事情（過程、動向）、工作的進程（作法、經驗）種種。它在公文里表現為具體事例、現象概括、數字統計等形式。這種直接發生的事實情況，是第一手材料。此外，公文的事實情況里也包括間接轉引來的事例、概述、數字、經驗、成果等。
無論哪一類材料，都要求做到真實、準確、可靠。“情況確實”，是寫好公文的基本要求。這在新舊兩個《辦法》中是一致的。為了做到材料可靠、情況確實，我們在材料準備上一般要抓好四個環節的工作：占有、篩選、核實、加工。
（一）詳盡占有材料
寫好公文必須詳盡地占有材料。材料是形成觀點的基礎，事實、數字，這都是公文表達出來的“干貨”，當然十分重要。“譬如大匠操斤，無土木材料，縱有成風盡堊手段，何處設施？”（清·劉大：《論文偶記》）寫公文如巧匠有具有禾無材無料也做不成東西。以上是從形成與表達兩方面說的。
所謂詳盡地占有材料，一是要“盡”，就是盡可能廣泛地占有材料，“貪多務得”、“竭澤而漁”、“韓信將兵，多多益善”；二是要“詳”，就是詳細具體。一件事情的起因、過程、結果、多種因素的干擾、正反影響效果；一件工作的動因、背景；一個問題的正反觀點、來龍去脈，都要盡可能詳細具體地占有，寫出來的才有說服力。
占有材料，就公文寫作而言，有三條途徑：
1．平時積累，就是積學儲材。平素注意學習、觀察積累，用時才能厚積薄發。古人所謂“積學”，指的就是這個道理。“得之在俄頃，積之在平日”（清·袁守定：《占畢叢談》；“占”，看；“畢”，簡冊），說的是一個道理。平時學習、觀察積累豐富，知識面廣，寫作時其構思就容易觸類旁通、思路開闊，擇優而用，妙緒泉涌。
2．受領任務后，查閱文件，搜集資料。這樣得來的材料，就是間接材料。搜集資料時應注意與撰寫任務、與公文主旨的相關性，也就是說，要有一定的方向、范圍。操作方法是首先學習相關的中央文件，進一步領會精神實質，然后查閱上級領導機關所頒布的相關政策、規定，最后翻閱手冊、年鑒等工具書及報刊、雜志上相關的情況報道和國內外研究成果。這一過程中，始終應注意查閱、收集圍繞本單位工作的各項統計數字以及信息、簡報、總結、報告、會議紀要等相關資料，做到：上下通達，全局了然于胸，命筆瞻前顧后。
3．構思之前，實地調查，掌握第一手情況。這是最重要的一步。一般情況，也要調查了解，不僅可以核實已掌握的材料，而且可以發現新問題、新經驗、新動向；重點情況，尤其要進行深入的調查研究。實踐證明，組織召開座談會、調查會是一種快捷而有效的方法。如果發現實際調查的情況與撰寫者已經掌握的情況有出入，可以修正；出入較大，要尊重實際。即使發現實際情況與領導意圖相抵觸，也要尊重客觀實際，采用恰當的方法，妥善協調。這是唯物主義者應有的態度，也是黨性的表現。
（二）嚴格篩選材料
調查、搜集、積累而來的材料，不是堆砌在寫字臺上，而是要不斷地分類整理，分析研究，爬梳剔抉，進行篩選。篩選材料，貴在一個“嚴”字，重在一個“新”字。主要是根據以下三個標準：
1．材料的相關性
這是以寫作要表現的主旨，即寫作意圖和逐步形成的觀點為依據來區別對待不同材料的。與公文主旨有關聯的材料，取；無關的材料，舍。在已經選取的材料中進一步篩選：與表現主旨、說明觀點十分有力、緊密相關的材料，要詳，要具體、充分；與表現主旨、說明觀點雖有關系、必不可少，但是關系又比較一般的材料，要略，要概括。有的論者提出“實則詳，虛則略；新則詳，舊則略；特點詳，一般略”；或主張“重則詳，輕則略；近則詳，遠則略；點則詳，面測略”。這些來自實踐經驗的認識，是頗有見地的。材料的取舍、詳略，對于公文構思十分重要。不經過這一步，就很難搭起架子。
2．材料的典型性
這是要求篩選出最有代表性的材料來表現主旨，說明觀點。典型一詞，在不同領域里有不同的含義，在公文寫作中就是指代表性強。一份材料，它在自身所屬的某一類事物中，最能體現該類事物的總體本質特征，并且預示著該類事物總體的發展方向，那么這份材料就是典型性強、最有代表性的材料。只有篩選出典型性的材料，使用最有代表性的材料，才能使公文的觀點鮮明，主旨突出，增強內在的說服力。所以，篩選典型性強的材料對于構思公文十分重要，它可以使公文的文稿在下筆之初就標定出質量的較高起點。所謂“七分材料三分寫”，指的就是材料的質量對于整篇公文質量的重要作用和影響。
3．材料的新穎性
這是要求篩選材料時應先注重選用那些在現實發展中出現的新材料。這些新材料可以是改革開放不斷發展的新形勢下出現的新情況、新問題、新矛盾，也可以是亟待重視的新典型、新經驗或者需要攝取的新視角、新觀念、新思路、新見解，總之是一切新事物，特別是那種代表了新的發展方向、具有強大生命力的事物。對于已知的材料，采用新視點來“燭照”，也可能會發現它具有現實啟發意義，這也是新穎的；“熟知未必真知”（列寧），從新的角度對常見的事物進行觀察思考，也可能會有新的發現。這同樣是新穎的。應當注意到一個時期領導和群眾所關心的“熱點”、“難點”、“敏感點”，也往往是行政領導研究工作的“興奮點”、“新鮮點”，作為負責公文起草的秘書人員、公務員都要重視選用這些新穎的材料。惟新穎，才引人。構思之初，就要考慮到這種“收視率”。
（三）認真核實材料
對于材料的核實工作，貫穿于材料準備過程中的占有、篩選、加工等各個環節。這里集中研究一下是必要的。
一切虛構的、生編亂造的、未經核實的材料，包括情況、數字、引文等都不能用于公文。新《辦法》特別提出，材料中的人名、地名、數字、引文等一定要準確。一旦發現疑點就要更正或刪除，這是件嚴肅的工作。否則一字之差，后果不堪設想。惟其如此，才能保證做到材料可靠，情況確實。
聯系近年來一些公文中出現的差錯，更會使我們認識到核實材料的重要意義，體會到核實工作要由始至終，要全方位，無論反復幾遍但都須態度認真，抱著強烈的責任心，這一要求是非常重要的。此外，我們還要掌握一些行之有效的操作方法和現代科學技術分析方法。例如，一件事情的發生，有其起因、背景、過程與影響，有多種因素與內在聯系，這都要核實；一件工作的動因、作法、進程與效果，有其主觀與客觀因素，有其遠因和近因，這在核實中也必須予以注意。再如，一個統計數字，不能僅僅停留在它的計算是否準確、精確度是否一致、是否能在公文中起到證明觀點的作用，而且還要核實一下真假與誤差：它的統計指標體系是否科學合理，是否合乎中國的當代的現實，用在某一地區、某一專業或行業是否適合，等等；它的統計口徑是否恰當，是否能夠涵蓋該種類對象特征，是否與實際情況不符，是否有所遺漏或隱瞞，等等；它的計算方法，特別是經常采用的“算術平均加權系數”的界定，是否準確合理，在反映差別上是否科學恰當，是否符合實際，是否能夠反映現實中的差異和問題，等等。無差異即無信息，信息量當然與信息價值成正比。一個材料無信息、無價值，用它干什么！而且，在數字的運用上，能否使定性分析與定量分析的方法有機地結合起來，起到證明觀點的作用，則是比較復雜的核實工作了，那需要在審核文稿階段進一步核實。應該提醒注意的是，當前有些上行公文以及工作總結、調查報告中，不僅情況不確實，而且數字也不準確，站在這樣不可靠的材料基礎上，很難得出全面、正確的結論。
（四）合理加工材料
選定材料經過核實之后，還應該對材料進行必要的加工整理，然后再用到文稿里去。實際操作中可以對材料進行三個方面的加工：
1．適體剪裁加工
通讀材料，刪削冗贅，化長為短，變詳為略，將交待過多、議論過多的無關的描述、羅嗦的廢話去掉。套話、空話，一律刪除。
變換體裁角度，將描寫、抒情及無必要的議論改寫為敘述或說明，在表達方式上變“曲筆”為“直筆”，直述不曲才適合公文體式。
2．合并提高加工
同一問題，散見于若干材料中，可以摘取概括，變為概述，或者保留一個“點”的材料，把其他相似材料綜合成“面”，點面結合。
同類數字，可以相加，抽取合并后變成一個綜合數字。
變換角度“提高”原材料可用性。例如，某一活動，在工廠寫的材料中是工人資金短缺，向銀行貸款后“借雞下蛋”，搞活全廠；而在銀行的材料中是貸款給工廠，“放活水養肥魚”，提高了使用率，盤活了存款。將這兩個材料放在一起，針對同一活動，從行政機關角度去分析，則是政府的宏觀調控效果。
[關鍵詞]環氧樹脂、稀釋劑和固化劑、初凝和終凝時間、化學試驗、處理劑配方比例、試驗數據和結論
一、化學簡介
環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物。除個別外，它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特征，環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。
二、廣泛應用
作為一種特殊的化學材料，環氧樹脂廣泛地應用在如下行業：（1）汽車工業（與之配套的電泳漆和維修用漆均需環氧樹脂，隨著汽車工業的發展用量巨大）；（2）船舶海洋工業（船舶、碼頭設施、海上建筑、鉆井平臺、輸油管道、海水養殖設施等等，需要大量的環氧涂料用于防腐、防海洋生物污染）；（3）電力工業（從發電、輸變電到用電都需要環氧樹脂，如絕緣材料、干式變壓器、開關、互感器、水利、水電工程）；（4）電子工業（為我國四大支柱產業之一，僅溴化環氧一項，每年即需2萬多噸）；（5）集裝箱工業（我國已成為世界主要集裝箱生產基地，占世界總量的10～15%，集裝箱用環氧樹脂涂料每年需3～4萬噸）；（6）食品罐工業（食品罐頭、食品貯存容器制造業持續高速發展，也需要越來越多的環氧樹脂）。因此，隨著國民經濟的縱深發展，環氧樹脂的開發應用存在著巨大的空間和潛在市場。
三、主要化學和物理特性
（1）力學性能高。環氧樹脂具有很強的內聚力，分子結構致密，所以它的力學性能高于酚醛樹脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹脂。
（2）附著力強。環氧樹脂固化系中含有活性極大的環氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性基團，賦予環氧固化物對金屬、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等極性基材以優良的附著力。
（3）固化收縮率小。一般為1～2%是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一（酚醛樹脂為8～10%；不飽和聚酯樹脂為4～6%；有機硅樹脂為4～8%）。線脹系數也很小，一般為6×10-5/℃。所以固化后體積變化不大。
（4）工藝性好。環氧樹脂固化時基本上不產生低分子揮發物，所以可低壓成型或接觸壓成型。能與各種固化劑配合制造無溶劑、高固體、粉末涂料及水性涂料等環保型涂料。
（5）優良的電絕緣性。環氧樹脂是熱固性樹脂中介電性能最好的品種之一。
（6）穩定性好抗化學藥品性優良。不含堿、鹽等雜質的環氧樹脂不易變質。只要貯存得當（密封、不受潮、不遇高溫），其貯存期為1年。超期后，若檢驗合格仍可使用。環氧固化物具有優良的化學穩定性，其耐堿、酸、鹽等多種介質腐蝕的性能優于不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。因此，環氧樹脂大量用作防腐蝕底漆。又因環氧樹脂固化物呈三維網狀結構，能耐油類等的浸漬，大量應用于油槽、油輪、飛機的整體油箱內壁襯里等。
（7）環氧固化物的耐熱性一般為80～100℃。環氧樹脂的耐熱品種可達200℃或更高。
四、固化步驟
環氧樹脂、稀釋劑、固化劑以及其他添加劑按一定比例混合攪拌，經過膠狀流體、初凝膏狀、凝膠、固化而成固體，詳細過程如下：
（1）液體―操作時間
操作時間（也是工作時間或使用期）是固化時間的一部分。混合之后，樹脂、固化劑混合物仍然是液體，可以按要求進行工作及適合應用。為了保證可靠的粘接，后續施工和定位工作應該在固化操作時間內做好。
（2）凝膠―進入固化
混合物開始進入固化相（也稱作熟化階段），這時它開始凝膠或“突變”。這時的環氧沒有長時間的工作可能，也將失去粘性。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物，你用大拇指將能壓得動它。因為這時混合物只是局部固化，新使用的環氧樹脂仍然能與它化學鏈接，因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應。無論如何，接近固化的混合物這些能力在減小。
（3）固體―最終固化
環氧混合物達到固化變成固體階段，這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它，在這時環氧樹脂約有90%的最終反應強度，因此可以除去固定夾件，將它放在室溫下維持若干天使它繼續固化。這時新使用的環氧樹脂不能與它進行化學鏈接，因此該環氧表面必須適當地進行預處理如打磨，才能得到好的粘接機械強度。
五、環氧膠粘劑在土木建筑上的主要用途
（表1）
工程類別 粘接對象 典型用途 主要組成
基礎結構 巖石―巖石
金屬―石或混凝土
金屬―混凝土
金屬―金屬 疏松巖層的補強、基礎加固、預埋螺栓、底腳等，柱子、樁頭、接長、懸臂梁加粗、橋梁加固、路面設施敷設 環氧―稀釋劑―改性胺
環氧―填料―改性胺
雙酚S環氧―縮水甘油胺樹脂―丁基橡膠―改性胺
地面 瓷、花崗石―混凝土
金屬―混凝土
砂石―混凝土
PVC―橡膠―金屬 耐腐蝕地坪制造中粘結構及勾縫；地面防滑和美化、凈化；地板的鋪設 環氧―填料―改性胺
環氧―聚硫橡膠―改性胺
丙烯酸酯―環氧共聚乳液
維修 混凝土、鋼筋、灰漿 堤壩、閘門、建筑物的裂縫、缺損、起殼的修復，新舊水泥粘接 環氧―糖醇―改性胺
環氧―瀝青―改性胺
環氧―活性石灰―改性胺
裝璜 金屬、玻璃、大理石、瓷磚有機玻璃、聚碳酸酯 墻面、門面、招牌、廣告牌的安裝和裝潢 環氧―聚氯酯
環氧―有機硅橡膠
六、環氧樹脂及其固化特性適合巖心鉆探施工中護壁堵漏的需要
（1）根據表（1）中第一項、第二項所列舉的粘結對象和用途考慮應用于巖心鉆探施工的護壁和堵漏工序中。
（2）初始時的混合物為粘性流體適合巖心管盛載，此粘性流體不溶于水，并且可以在水中凝結固化。
（3）在初凝的狀態時為膏狀或絮狀物，方便外壓壓入巖層裂隙或孔隙內，并且附著在壓注管外壁或巖石上不會輕易被水流沖刷而流失。此項特性是在此工序中極大優于水泥漿液的。
（4）初凝時間和終凝時間通過組成試劑的配比調整可控。特別是初凝時間可以控制在1―3小時之內，為向孔內下入壓注管、盛載管等等工序預留充足的時間；十幾小時到二十幾小時終凝時間可以快速實現護壁堵漏效果并且為后續的透孔和正常的鉆探工作節約時間，提高工作效率。
（5）為適應一般作業機臺的設備材料的配備狀況，用巖心管改造為混合物盛載管，另行設計壓注管，壓注接頭，壓注活塞等，以便壓注工作的順利進行。此設計為申請技術專利項目，至于環氧樹脂混合物在護壁堵漏中的具體用量、注意事項和具體的操作方法等，將在后續論文中介紹說明。本論文的重點在于試驗混合物的配比和初凝時間的測試。
七、幾組試驗數據的對比和分析
試驗試劑：一公斤鐵桶包裝的E-44型環氧樹脂，活性稀釋劑和乙二胺固化劑。
實驗儀器：500g電子托盤稱、計算器、燒杯、量筒、普通溫度計、玻璃棒、300ml紙杯、水盆、鋼鋸條等。
（1）室溫25bC、水溫20bC，環氧樹脂量100、稀釋劑量12.5，固化劑用量不同，如表（2）所示紙杯盛裝混合物，混合攪拌后置于水盆中凝膠固化。
（表2）
固化劑量 時間間隔 狀態描述 時間間隔 狀態描述 終凝樣塊密度
15 2小時 膏狀物，適合壓注 5小時 膏狀物，不硬，可以壓注 1.10
18 1小時 膏狀物，適合壓注 5小時 已無流動性，初凝狀態 1.15
22 1小時 內部結塊發硬 5小時 比較硬，已無法壓注 1.26
（2）室溫25bC、水溫20bC，環氧樹脂量100、稀釋劑量12.5，固化劑用量不同，如表（3）所示紙杯盛裝混合物，混合攪拌后置于水盆中凝膠固化。
（表3）
固化劑量 時間間隔 狀態描述 時間間隔 狀態描述 終凝樣塊密度
17.8 2小時 膏狀物，適合壓注 5小時 已無流動性，初凝狀態 1.15
18.6 1：20 膏狀物，適合壓注 5小時 已無流動性，初凝狀態 1.17
19.7 1：20 已發硬，絮狀物 5小時 比較硬，已無法壓注 1.21
23.5 1小時 內部結塊發硬 5小時 比較硬，已無法壓注 1.29
（3）室溫28bC、冰箱冷藏室7―10bC，環氧樹脂量100、稀釋劑量12.5，固化劑用量不同，如表（4）所示紙杯盛裝混合物，混合攪拌后置于水盆中在冰箱冷藏室內凝膠固化。
（表4）
固化劑量 時間間隔 狀態描述 時間間隔 狀態描述 終凝樣塊密度
18 2小時 凝膠狀態，可以壓注 5小時 無流動性，發硬 1.15
20 2小時 凝膠狀態，可以壓注 5小時 無流動性，發硬 1.21
22 2小時 已發硬，不可壓注 5小時 比較硬，已無法壓注 1.25
（4）室溫28bC、冰箱冷藏室7―10bC，環氧樹脂量100、稀釋劑量10，固化劑用量不同，如表（5）所示紙杯盛裝混合物，混合攪拌后置于水盆中在冰箱冷藏室內凝膠固化。
（表5）
固化劑量 時間間隔 狀態描述 時間間隔 狀態描述 終凝樣塊密度
17.86 1：20 膏狀物，適合壓注 2：20 無流動性，初凝狀態 1.15
17.83 1：10 膏狀物，適合壓注 2：10 無流動性，初凝狀態 1.15
20.26 1：05 可以壓注 2：05 比較硬，已無法壓注 1.22
22.00 1：00 結塊發硬不宜壓注 2：00 比較硬，已無法壓注 1.25
（5）上述試驗主要關注的是初凝時間，以掌握具體操作中的壓注時機；終凝時間記錄不甚確切，不同試塊的終凝時間大約在12―36小時之間，基本可以滿足施工需要。另有其它不成系列的試驗未列入本文，但也提供了有益的啟示。
八、結論
（1）通過試驗可以明確環氧樹脂混合物的固化膠結時間可控。這是應用在巖心鉆探施工護壁堵漏環節的基本保證。
（2）在室溫大氣壓力的平常條件下、在較低溫度的條件下試驗結果均可滿足預期要求。
（3）初凝時間與稀釋劑加量成正比，與固化劑加量成反比；試塊的密度與固化劑加量成正比。這是簡單的定性認識。暫無定量分析的技術能力和水平。
翻譯：成正華3， 審核：林文修4
摘要：對用于碳纖維外包加固鋼筋混凝土梁的有機粘結膠和無機粘結膠的性能作了比較研究。試驗內容是測定用無機粘結膠粘結碳纖維加固鋼筋混凝土梁的各項性能。試驗是模仿一個早先的試驗，在那個試驗中，鋼筋混凝土梁以同樣的方式用有機粘結膠加固。對兩種粘結膠加固后梁的強度、剛度、延性、破壞特征和裂縫開展狀況等作了比較。結果表明，用無機粘結膠加固后梁強度和剛度的提高與用有機粘結膠加固后的情形同樣有效，只是在延性上降低一點。破壞機理也從有機粘結膠加固情形的片材剝離破壞變為無機粘結膠加固情形的片材破裂破壞。破壞機理的改變是由于無機粘結膠的脆性導致了聚合物中裂縫的形成和聚合物與混凝土交界面上變形積累最小。
引言
眾所周知，對內部結構的修補和修復存在著廣泛的需求。許多的修補和修復技術正在被應用。20世紀60年展起來的外包粘鋼法加固鋼筋混凝土梁就是其中之一。最近，高強度的碳纖維、玻璃纖維等聚合物材料作為鋼板的替代物正在被發展和應用 [aci440-r-57（“美國”1996）]。這些被稱作纖維增強聚合物（frps）的系列具有許多重要的優點：自重輕、耐腐蝕和應用便捷等。自重輕可以減少施工時間和工程造價，因為不需要重型機械。應用時， frps不僅可以一層一層的粘貼使用，還可以以薄板的形式使用。
有機粘結膠聚合物的一個缺點是耐火性差。一些聚合物還容易在紫外線下變性老化，導致長期的耐久性問題。由于碳纖維、 玻璃纖維不但能夠堅持于正常地暴露于火中，而且能夠忍受紫外線的照射。因此，將這些纖維織物與混凝土粘結在一起的有機粘結膠就成了一個薄弱環節。本文論述的無機粘結膠不易燃，而且在紫外線下不會發生變性老化。用無機粘結膠粘結碳纖維聚合物做的溫度暴露試驗表明：暴露于80℃中1小時后，僅僅37%的碳纖維聚合物開始喪失抗彎承載力（foden et al 1996）。
無機粘結膠是一種低粘性樹脂，適用于粘結碳纖維、玻璃纖維等片材或織物。它的預先配制是混合一種鋁矽酸鹽粉末和一種以水為基礎的催化劑。在室溫情況下，大約可以存放3個小時。
無機粘結膠已經被應用于粘結碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁中。下面的部分分別講述了這些內容：有關無機粘結膠聚合物的背景資料；有機粘結膠加固鋼筋混凝土梁性能的綜述；無機粘結膠和碳纖維加固鋼筋混凝土梁的性能；用兩種粘結膠加固后，梁在強度、剛度、延性、破壞特征和裂縫開展狀況等方面的比較。
無機粘結膠的特性—高強度纖維聚合物
由無機粘結膠混合碳纖維、玻璃纖維和鋼筋纖維或片材制成的聚合板的力學性能在下面這些參考文獻中已經有了論述（國際專利應用文摘 pct/fr91/00177 wo91/13830；foden et al 1996；lyon et al 1997；hammell et al 1998；foden 1999）。聚合板的耐久性以及外包連續或不連續纖維織物加固的混凝土棱柱的耐久性也已有研究。主要的結論如下：
l 無機粘結膠系列應用非常方便，所有用于有機粘結膠的技術也適用于它。
l 無機粘結膠和碳纖維、玻璃纖維能很好的協調工作。以單向纖維的方式，碳纖維聚合物能承受650mpa的拉應力、550mp的受彎應力和30mpa的剪應力。相比而言，有機粘結膠粘結的碳纖維聚合物的這些值在一定程度上要低一些，這是由于無機粘結膠的脆性。
l 無機粘結膠能很好地與木材、混凝土或鋼材粘結。在外包鋼板之間的受剪承載力為15mpa。
l 在無機粘結膠加固體系和有機粘結膠加固體系中，疲勞性能相當。
迄今為止，所有的研究成果表明，在內部結構修補方面，無機粘結膠有著非常巨大的應用潛力。
有機粘結膠和碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁的綜述
在世界范圍內，已經有許多研究者對用frps板或片材加固的鋼筋混凝土梁進行了廣泛的研究。梁可以用預先制作的frps板（ritchie et al 1991；saadatmanesh and ehsani 1991a；sharif et al 1994；ross et al 1999）加固，也可以柔軟的片材或織物（m'baszaa et al 196；nakamura et al 1996；arduini and nanni 1997）加固。在所有的這些實驗中，一種二組份的環氧樹脂被作為粘結膠使用。
在最先的研究報告（saadatmanesh and ehsani 1990）中，玻璃纖維增強聚合物（gfrp）板被粘在4根不同的鋼筋混凝土梁上，并且用不同的環氧樹脂粘結，這些環氧樹脂有著從1%到170%的變形能力。由此得出的結論是，這項加固技術中最適用的粘結膠是它必須具有足夠的粘性。因此，在后來的研究（saadatmanesh and ehsani 1991a）中，使用的是一種橡膠粘性的環氧樹脂，它具有超過40%的變形能力。然而，在gfrp板中，記錄的最大變形僅僅只有0.8%。在那次研究（saadatmanesh and ehsani 1991a）中，最常見的破壞特征是frp板的剝離破壞。
ritchie et al（1991）也得出同樣的結論：最適用于結構修補的粘結膠是它具有足夠的粘性。他們評價了14根鋼筋混凝土梁的性能，這些梁用一種二組份橡膠粘性的環氧樹脂粘結碳纖維、玻璃纖維等聚合物板。在這次研究當中，最常見的破壞特征是在鋼筋水平位置發生混凝土保護層的受剪破壞。
從這些研究中得出的主要結論如下：
l 外包聚合物板的鋼筋混凝土梁的抗彎承載力有明顯提高，并且低配筋率梁的效果更加顯著。
l 裂縫的數量增多但平均裂縫寬度減小。
l 由于板材的剝離破壞或鋼筋螺紋水平位置上的混凝土保護層受剪破壞所引起的失效行為需要進一步的試驗和分析研究。這些破壞模式的破壞準則需要建立，以便正確地推測梁的極限承載力。
其它一些論文的作者也得出同樣的結論。所有這些研究的一個共同特點是，由于聚合物破裂而引起破壞的情形幾乎沒有。
研究程序
這次研究的焦點是比較粘結纖維片材加固鋼筋混凝土梁時脆性的無機粘結膠和柔軟的有機粘結膠的性能。要做的主要比較有：
l 兩種破壞模式的區別。
l 相對各自的基準梁，承載力增加的大小。
l 相對各自的基準梁，剛度增加的大小。
l 撓度和延性。
l 裂縫開展特征。
設計的試驗程序是模仿sherbrooke大學，quebec，canada（m'bazaa et al 1996）的試驗。因此，在比較無機粘結膠和有機粘結膠的性能時減少了試驗梁的數量，僅僅澆灌了4根與sherbrooke相似的鋼筋混凝土梁并且養護28天。然后，其中三根梁用碳纖維片材和無機粘結膠加固。所有4根梁都是簡支梁。
在sherbrooke大學的研究中，有機粘結膠的拉伸強度是這次研究中無機粘結膠的13倍。另外，變形能力是65倍，粘性是1000倍。盡管有這些力學性能上的重要差異，無機粘結膠和有機粘結膠加固的梁仍然具有相當的承載力提高和剛度增加，只是延性要低一些。
試驗步驟
如上面提到的，這次試驗是模仿m'bazaa et al（1996）的試驗。在那次試驗中，一共澆注了8根梁，跨度為3000mm，并在三分點進行加載。基本的變量是碳纖維的長度、端部錨固長度和加固量。梁在受拉區表面粘貼了三層單向的碳纖維片材，片材寬為166.7mm，長為2900mm（圖1），這根梁對這次試驗來說特別重要，因為碳纖維的面積是相當的。面積為0.826cm2。
這次澆注的梁與它具有相同的長度、寬度、高度（3000×200×300mm）和保護層厚度，見圖1。梁分別用2層、3層和5層單向碳纖維片材加固，面積分別為0.285cm2、0.427cm2和0.711cm2。
混凝土強度通過實驗室配合比控制，組成原料有astm i 水泥、自然砂、最大粒徑為19mm的碎石骨料和自來水。通過直徑為150mm的圓柱體進行試驗得到抗壓強度為47.3mpa。而sherbrooke大學試驗中的混凝土抗壓強度為44.3mpa。
sherbrooke大學試驗中，受彎鋼筋是2根no 10m 的鋼筋，總面積為200mm2，而這次試驗中，受彎鋼筋是2根no 4 的鋼筋，總面積為258mm2。取3根鋼筋試件進行軸向拉伸試驗，平均屈服強度為447mpa，極限強度為693mpa。sherbrooke大學試驗中相應的強度分別為439mpa和703mpa。
圖1 試驗梁尺寸詳圖
在兩次試驗中，梁的抗剪承載力都是設計富余的，因為，試驗的目標是使梁發生受彎破壞。sherbrooke大學試驗中，no 10m 的箍筋，間距為100mm，受剪承載力為281kn；這次試驗中，no 3 的箍筋，間距為95mm，受剪承載力為226kn。在一次試驗中可能遇到的最大剪力為55.0kn。因此，受剪性能不是影響因素。
梁的配筋和碳纖維加固情況詳見表1。
表1
試驗梁匯總
梁的編號
受彎鋼筋
碳纖維面積（cm2）
粘結膠類型
oc
2 #10m
無
無
ic
2 #4
無
無
os
2 #10m
0.826
有機粘結膠（環氧樹脂）
is1
2 #4
0.285
無機粘結膠
is2
2 #4
0.427
無機粘結膠
is3
2 #4
0.711
無機粘結膠
加固步驟
現在的研究程序
貼碳纖維之前，先用磨輪將表面的浮漿皮去掉和將粗糙突出的骨料磨平。然后，對表面噴砂和用熱水洗，最后晾干。
表面用無機粘結膠找平，并自然干燥直到它具有粘性（大約1小時）。同時，碳纖維用樹脂浸漬，并自然干燥直到具有粘性。再將作為粘結層的粘結膠刷在找平層上，然后，立即將浸漬好的碳纖維貼上。碳纖維必須滾壓以去掉多余的粘結膠。其余各層碳纖維都以同樣的步驟粘貼。
碳纖維粘貼好后，修補部位必須包扎以去掉空氣和使樹脂均勻飽滿。修補部位先用teflon 薄膜包裹，在用致密織物，然后用尼龍薄膜包扎。包裹要密封，并用真空泵抽成大約740mmhg的氣壓。最后，將梁加熱到80℃養護24小時。
比較研究（m'bazaa et al 1996）
m'bazaa et al（1996）的試驗中，梁的表面處理大致相同。接著用一種低粘性的二組份環氧樹脂找平，并在室溫下養護24小時。然后，將作為粘結層的二組份環氧樹脂刷在找平層上，再立即貼碳纖維片材。然后，用襯紙包裹保護，接著滾壓碳纖維片材以使粘結膠浸入碳纖維。然后，去掉襯紙，并用橡膠抹刀將額外的環氧樹脂抹進碳纖維片材中。然后，以同樣的步驟粘貼其余各層碳纖維。最后，置于室溫養護。
儀器布置
試驗梁是簡支梁，跨度為3000 mm。端部支撐為鋼軸，鋼軸置于混凝土墩上，混凝土墩固定于實驗室反力地板上。實驗時，通過手控液壓千斤頂加載，千斤頂垂直地安裝于梁頂，并固定于實驗室反力板上。荷載通過一根置于梁上的鋼制分配梁三分點加載（距離每邊支座1000mm）。荷載以每次2.24kn的方式典型施加。荷載通過置于千斤頂和分配梁之間的荷載傳感器測量。
4個電子電阻應變片置于跨中。2個12mm標距長度的應變片貼于受彎鋼筋上。1個應變片貼于梁的上表面，1個應變片貼于碳纖維上，標距長度都為50mm。
將一個機械表（百分表）置于跨中并固定于實驗室反力地板上以測量撓度，它必須垂直地安裝在梁底。每加一次荷載都讀取一個讀數。
結果和討論
在后面部分討論的主要內容是：破壞模式、裂縫特征、荷載撓度關系、承載力提高和變形。表2列出了結果的匯總。
注意到試驗中使用的碳纖維片材具有差異這一點很重要。對有機粘結膠加固體系做的試驗，用來加固結構構件的碳纖維經過了完善的發展。碳纖維排列很好，并且有一種特別的襯紙和有機膠料保護。有機粘結膠也經過特別的處理，在粘結碳纖維時能夠達到最佳的效果。這個體系發展了很多年，碳纖維排列很好，并且具有盡可能高的強度和剛度。
對無機粘結膠加固體系，使用的是商業上提供的一般紋路的碳纖維。不象有機粘結膠加固體系中的碳纖維有一種特別的襯紙保護，而且，這個體系使用的碳纖維是從生產交叉紋路玻璃纖維的地方生產的。與有機粘結膠體系相比，這種生產程序只能提供劣等排列的碳纖維。另外，在操作時更容易損壞，因為只有較少的有機膠料保護碳纖維。
表2
試驗結果匯總
梁的編號
荷 載（kn）
撓 度（mm）
最大變形
破壞模式
鋼筋屈服
極限狀態
鋼筋屈服
極限狀態
延 性
混凝土
碳纖維
oc
45.06
63.61
10.77
88.90
8.25
0.00145
—
適筋破壞
ic
57.83
74.51
11.00
93.98
8.55
0.00182
—
適筋破壞
os
67.30
99.64
12.27
28.19
2.30
0.00129
0.00693
剝離破壞
is1
73.40
80.51
12.95
20.14
1.55
0.00075
0.00553
碳纖維破裂
is2
75.62
91.90
12.90
23.32
1.81
0.00131
0.00581
碳纖維破裂
is3
84.52
110.09
13.97
24.05
1.72
0.00142
0.00641
碳纖維破裂
據作者的所知，這是第一次無機粘結膠加固體系的使用。經過特別預先處理進一步提純的碳纖維一定能提高其性能。
破壞模式和裂縫特征
sherbrooke大學的試驗和這次試驗中的基準梁（設計編號分別為oc和ic）都是標準的適筋梁破壞：鋼筋先屈服，然后混凝土被壓碎。ic梁比oc梁有更高的開裂剛度、屈服荷載和極限荷載。兩根梁的荷載—撓度關系見圖2。
圖2 基準梁的荷載—撓度曲線
sherbrooke大學試驗中的加固梁編號為os，這次試驗中的加固梁編號為is1，is2，is3。os梁是碳纖維片材的剝離破壞，而is1，is2，is3梁是碳纖維的破裂破壞。這是一個重要的結論，因為聚合物板材的破裂在文獻中幾乎沒有報道，而片材的分層破壞已經有比較普遍的報道了。
已經有了論述的是：os梁的裂縫特征是它的裂縫間距比基準梁的要小，而且裂縫分兩個階段開展。在第一階段出現的是垂直的受彎裂縫，而在鋼筋屈服后的第二階段出現的是斜裂縫；并且斜裂縫延伸不及梁高的1/6。
為了作裂縫特征的對比，采用了ritchie et al（1991）的結果。因為梁的跨度、高度和配筋量是相同的，并且ritchie et al提供了更加詳細的描述。使用的粘結膠是一種橡膠粘性的環氧樹脂。典型的ritchie et al（1991）的裂縫特征見圖3。
對兩根基準梁，裂縫特征是典型的適筋梁破壞，見圖3。基準梁底部ritchie et al（1991）有21條裂縫，見圖3(a)，而這次研究的ic梁底部有19條裂縫, 見圖3(c)。
加固后的os梁底部有52條裂縫, 見圖3(b)；而is3梁底部僅僅有25條裂縫，見圖3(d)。因此，裂縫數量的增加對有機粘結膠加固體系和無機粘結膠加固體系分別為148%和32%。裂縫的這些參數表明，有機粘結膠體系比無機粘結膠體系產生了更多的裂縫。作者認為，這是因為無機粘結膠在裂縫的位置沒有足夠的粘性保持碳纖維和混凝土的粘結，抑制了應力向鄰近的混凝土傳遞，而這一點是產生更多裂縫的必要條件。另外，混凝土中的裂縫貫穿了碳纖維聚合物，這又促使應力向碳纖維傳遞。相比而言，粘性的有機粘結膠能保持碳纖維和混凝土在每條裂縫附近的粘結，致使應力向鄰近的混凝土傳遞，這樣就產生了更多的裂縫。
圖3 極限荷載時裂縫的比較：
（a）有機粘結膠基準梁（ritchie et al 1991）；（b）有機粘結膠加固梁（ritchie et al 1991）；
（c）無機粘結膠基準梁（ic）；（d）無機粘結膠加固梁（is3）。
延性和荷載—撓度關系
有機粘結膠加固梁的荷載—撓度曲線見圖4。正如所料，增加碳纖維面積導致了開裂剛度、屈服剛度和極限荷載的提高。為了和以前研究的荷載—撓度曲線作比較，并考慮到基準梁的差異，將荷載—撓度曲線作標準化。標準化即是將ic、is1、is2、is3梁的荷載乘以一個系數：
oc梁的屈服荷載 / ic梁的屈服荷載
大量的撓度點進行了調整以保證曲線的連續。所有梁的標準化荷載—撓度曲線見圖5。從圖5中可以看出，無機粘結膠加固的梁和有機粘結膠加固的梁的荷載—撓度曲線的特征相似。用大致相同的碳纖維面積加固的is3梁和os梁具有相當的強度、剛度和延性。
圖4 有機粘結膠加固梁的荷載撓度曲線 圖5 所有梁的標準化荷載撓度曲線
對有機粘結膠加固體系和無機粘結膠加固體系，加固梁與基準梁相比，延性都有降低。對前者，撓度延性從8.25減到2.30；對后者，撓度延性從8.55減到1.55和1.81之間。比較用相同碳纖維面積加固的is3梁和os梁，is3梁的延性僅有os梁的75%。
承載力提高的比較
承載力的提高通過加固梁和基準梁最大彎矩的差值來量化。為了考慮碳纖維用量的差異，用單位碳纖維面積上彎矩的增加來計算，如下方程：
單位碳纖維面積上彎矩的增加 = m / acar （1）
其中 m表示相對基準梁彎矩的增加（kn-m）； acar 表示碳纖維的面積（m2）。
表3 承載力提高的比較
梁的編號
極限彎矩（kn-m）
彎矩的增加（kn-m）
單位碳纖維面積上
彎矩的增加
oc
31.805
—
—
ic
37.255
—
—
os
49.820
18.015
218.2
is1
40.225
3.000
105.4
is2
45.950
8.695
203.9
is3
55.045
17.790
250.2
承載力提高的比較見表3。對這些結果進行仔細觀察得到下面的結論：
l 無機粘結膠加固體系和有機粘結膠加固體系提供了相當的加固效果。單位碳纖維面積上彎矩的增加，is2梁和os梁非常接近，is3梁比os梁高，而is1梁比os梁低。
l 無機粘結膠加固體系，單位碳纖維面積上彎矩的增加隨著碳纖維面積的增加而增加，這意味著使用更厚的碳纖維板將達到更佳的加固效率。在以前，這種趨勢還沒有被觀察到，這一定程度上是因為加固面積引起的效率問題還沒有被系統的研究。
剛度提高的比較
每根梁在開裂階段和屈服階段的抗彎剛度（ei）都用下式計算：
（2）
其中 p=總荷載（kn），等于兩點荷載的和；
=跨中撓度（m），用荷載p和跨度 （m）表示。
方程（2）是基于所有的材料是彈性，并且ei是常量的假設。由于撓度隨位置的改變而改變，抗彎剛度應該考慮為有效剛度的平均值。
對于開裂剛度，先在荷載—撓度曲線上找出開裂點和屈服點，然后在它們之間擬合一條二次退化曲線，這樣來確定（p/）項。對于屈服剛度，先在荷載—撓度曲線上的屈服段找出直線部分，然后在這些點之間擬合一條最佳的曲線，這樣來確定（p/）項。
剛度的提高通過加固梁的抗彎剛度減去基準梁的抗彎剛度來量化。與承載力的提高一樣，考慮碳纖維面積的影響，用單位碳纖維面積上剛度的增加來計算：
單位碳纖維面積上剛度的增加 = ei / acar （3）
其中 ei 表示相對基準梁剛度的增加（kn-m2）；
acar 表示碳纖維的面積（m2）。
剛度提高的比較見表4。
表4
剛度提高的比較
梁的編號
開裂階段
屈服階段
抗彎剛度（kn-m2）
抗彎剛度的增加（kn-m2）
單位碳纖維面積抗彎剛度的增加
抗彎剛度（kn-m2）
抗彎剛度的增加（kn-m2）
單位碳纖維面積抗彎剛度的增加
oc
2310
—
—
276
—
—
ic
3544
—
—
261
—
—
os
3889
1579
19121
2015
1739
21058
is1
3972
428
15044
1093
832
29244
is2
4379
835
19578
1449
1188
27855
is3
4864
1320
18565
2322
2061
28987
對這些結果進行仔細觀察得到下面的結論：
l is梁和os梁開裂剛度的增加相當。在單位碳纖維面積上開裂剛度的增加，無機粘結膠加固的3根梁中有1根梁的比os梁大，但是，所有的差異都非常小。
l 至于單位碳纖維面積上屈服剛度的增加，is梁都比os梁的大。這一點特別有意義，因為無機粘結膠聚合物本身的剛度比有機粘結膠聚合物小。無機粘結膠聚合物只有200gpa的拉伸模量（foden 1999），而有機粘結膠聚合物有240gpa的拉伸模量（廠家提供的資料，作者注）。有機粘結膠加固梁屈服剛度較小可以這樣解釋，在高變形下混凝土和粘結膠之間有較軟的交接面。這一點可以由os梁的撓度—荷載曲線比is梁的更具有非線性而得到進一步的證實。
應力和應變的比較
試驗中，梁os、is1、is2和is3的碳纖維的極限應變分別為0.00693、0.00553、0.00581和0.00641。假定os梁中聚合物的拉伸模量為240gpa（forca 1996，作者注），is梁中聚合物的拉伸模量為200gpa（foden 1996）。碳纖維的極限應力計算見表5。在此，os梁在碳纖維應力大約為1663mpa時發生剝離破壞；而is梁在碳纖維平均應力大約為1184mpa時發生破裂破壞。注意到下面這一點：在無機粘結膠加固體系中，當粘結膠出現裂縫時關鍵的應力出現在碳纖維中，而在無機粘結膠加固體系中，碳纖維板和粘結膠像一塊聚合物板一樣工作；這是因為粘性的有機粘結膠有比無機粘結膠更高的變形能力。
表5
碳纖維和交接面中最大的應力
梁的編號
碳纖維
交接面
極限應力（mpa）
承載力提高百分比（%）
極限荷載（kn）
極限平均剪應力（mpa）
os
1663
39
137.33
867.2*
is1
1107*
79
31.49
217.5
is2
1161*
83
49.52
342.0
is3
1283*
92
91.22
630.1
注：* 表示破壞
表5計算出了在極限荷載時碳纖維和混凝土交接面上的平均剪應力。計算方法是用碳纖維承受的最大力除以剪跨范圍內的粘結面積。根據這個計算，os梁中平均極限剪應力為867mpa。作為比較，ritchie et al（1991）推測平均極限剪應力在758mpa和827mpa之間。但是，is梁的平均極限剪應力卻不能估計出，因為碳纖維沒有發生剝離破壞。然而，is3梁承受了630mpa的平均剪應力還沒有發生分層破壞，意味著平均極限剪應力至少為630mpa。
對于給出的力學性能的差異，無機粘結膠的平均極限剪應力至少是有機粘結膠的70%這一點非常有意義。無機粘結膠的剪力承載力足夠使碳纖維破裂這一點也很重要。
其它的結果
所有的is梁都是因為碳纖維的破裂而失效。 從is3梁上剝下的碳纖維片材的圖片見圖6。多數的碳纖維片材都粘有混凝土碎片。在恒彎區段，碳纖維片材不能被剝下。
圖6 無機粘結膠體系—碳纖維破裂 圖7 有機粘結膠體系—碳纖維剝離
作為比較，圖7顯示了用一種粘性的環氧樹脂和碳纖維加固鋼筋混凝土梁時碳纖維發生剝離破壞的情況（作者在一個相關研究中做的試驗）。這個加固體系與os梁很相似，都包括環氧樹脂找平層、環氧樹脂粘結膠和碳纖維片材。其中的碳纖維和sherbrooke大學試驗用的一樣；環氧樹脂也一樣，變形能力為2.0%，拉伸強度為45mpa，拉伸模量為3gpa。圖6中的剝離是斷斷續續，而圖7中是連續均勻的。圖7中，粘在粘結膠上的砂粒也具有一致的現象，沒有局部失效的跡象，而局部失效的跡象意味著有粘結滑移。圖7中也沒有裸露的碳纖維，這表明碳纖維和混凝土之間的粘結沒有破壞。拍攝圖片之前，碳纖維上也有一層疏松的骨料，這意味著剝離破壞是由于集合體從混凝土漿中脫出。
傳力機理的比較
如前面敘述的，有機粘結膠的粘性比無機粘結膠大1000倍；變形能力大65倍；盡管存在這些力學性能上的差異，無機粘結膠加固體系和有機粘結膠加固體系的性能仍然是相當。這些令人驚訝的結果意味著在傳力機理上存在著重要的差異。
為了闡明傳力機理上的差異， 一個關于混凝土塊粘結碳纖維片材然后受拉的示意圖見圖8。最初，混凝土和碳纖維片材粘在一起沒有受拉，見圖8（a）。為了比較無機粘結膠和有機粘結膠，對粘在一起的混凝土和碳纖維片材施加拉力，分別見圖8（b）和圖8（c）。
圖8（b）部分地基于作者在另一個相關試驗研究上得出的結論，那個試驗是使用同樣的有機粘結膠。當有機粘結膠加固體系受拉，可以觀察到極細的裂縫出現在交接面上，但基本上不連續延伸。這些極細的裂縫出現的原因有下面幾點 ：
l 有機粘結膠的粘性要比波特蘭水泥漿大得多。因此，混凝土破裂所需的能量比粘結膠和骨料交接面之間破裂所需的能量要少。所以，盡管在高應變下粘結膠和骨料之間的粘結也不會破壞。
l 典型水泥漿的受拉變形能力大約是0.0003mm/mm，在os梁中，碳纖維的這個值要超過它20倍以上。
因此，為了變形的協調，在很強的粘結膠—骨料交接面和較低變形能力的水泥漿之間必須產生交接裂縫。假如將骨料看作剛性體并且粘結是完好的，那么交接裂縫達到骨料尺寸的大小將導致水泥漿和骨料粘結的瓦解。
從圖8（c）中可以發現，當使用無機粘結膠時沒有產生微小的交接裂縫。原因有下面幾點 ：
l 有機粘結膠的粘性和水泥漿的相當。它不足以保持和骨料的粘結，而這一點是水泥漿和骨料之間產生交接裂縫的必要條件。因此，在高應變下是粘結膠失效而不是水泥漿。
l 在粘結膠裂縫變形為0.0007 mm/mm時，混凝土出現裂縫并且貫穿粘結膠聚合物，這導致了碳纖維應力的增加和聚合物剛度的減少。
在傳力機理上的主要差異是，粘性的有機粘結膠使水泥漿和骨料的粘結瓦解，而脆性的無機粘結膠導致不連續的粘結失效和碳纖維上應力的局部集中。
圖8 荷載傳力機制的比較：（a）碳纖維粘在混凝土上；
（b）粘性粘結膠粘結的碳纖維受拉；（c）脆性粘結膠粘結的碳纖維受拉；
脆性無機粘結膠的性能與混凝土中鋼筋的粘結行為相似。圖9中闡明了眾所周知的混凝土中的鋼筋螺紋的粘結行為。圖9（b）中表明了在鋼筋上施加拉力和達到平衡的裂縫間距后環帶的滑移是它的粘結特征。在高應變的情況下，鋼筋在裂縫附近的粘結實際上已經失效。
圖9 鋼筋：（a）鋼筋在混凝土中；(b) 受拉后荷載的傳遞
總之，作者認為無機粘結膠在高應變的情形下通過局部剝離來保持和碳纖維的粘結。碳纖維僅僅在不連續的間隔上保持和混凝土的粘結。這個機理使混凝土交接面沒有承受很高的拉伸應變。因此，混凝土保持著較高的受剪承載力，能夠承擔所受的剪應力而不發生失效。而粘性的粘結膠不允許有局部的粘結失效。為了保持碳纖維和交接面上變形的協調，混凝土承受了很高的拉伸變形，而很高的拉伸變形使骨料和水泥漿之間的粘結變得松散，從而降低交接面的受剪承載力。
結論
基于本文提供的試驗結果和與其它文獻中試驗結果的比較，得出下面的結論：
l 無機粘結膠加固體系和有機粘結膠加固體系在提高鋼筋混凝土梁的抗彎承載力方面相當。
l 對無機粘結膠加固體系，單位碳纖維面積上梁承載力的提高隨碳纖維層數的增多而更加顯著。
l 在無機粘結膠加固體系和有機粘結膠加固體系中，梁開裂剛度的增加相等。而且發現，單位碳纖維面積上梁開裂剛度的增加也大致相等。
l 無機粘結膠加固體系中梁屈服剛度的增加要比有機粘結膠加固體系中梁屈服剛度的增加要顯著。而且發現，單位碳纖維面積上無機粘結膠加固體系中梁屈服剛度的增加也要多一些。
l 無機粘結膠加固體系中梁破壞時的撓度比有機粘結膠加固體系中梁破壞時的撓度要少25%。
l 無機粘結膠加固體系中梁都以碳纖維的破裂破壞而失效。相比而言，有機粘結膠加固體系中梁都以碳纖維的剝離破壞而失效。這一點是由于聚合物和混凝土母體之間的傳力機理不同而引起的。
l 作者認為無機粘結膠加固體系中粘結膠的粘結行為和混凝土中的粘結行為相似。裂縫附近的粘結失效使碳纖維中的粘結發生局部滑移，從而粘結是間斷的。這個機理降低了在混凝土中交接面的拉伸變形。當應變不是很高時，完全的剝離是不會出現的，這是因為交接面上的受剪承載力很強。這個觀念值得進一步的觀察研究，因為它對外包加固混凝土梁中粘結失效行為的進一步研究具有重要的意義。
致謝
作者非常感謝國家科學基金（cms 9909830；vijaya gopu，program manager）的大力支持。還要感謝熟練的施工人員和geopolymer的dr, joseph davidovits與the ffa技術中心的dr. richard lyon of提供的技術建議。
附錄 i 參考文獻 （略）
附錄 ii 注釋
本文應用的符號如下：
acar = 碳纖維面積 fy = 鋼筋的屈服強度
