有機合成材料的概念精選(九篇)

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第1篇：有機合成材料的概念范文

（一）知識脈絡

本節教材在學生學習了淀粉、纖維素、蛋白質等天然有機高分子化合物之后，很自然地過渡到學習合成有機高分子化合物，首先介紹有機高分子化合物的相對分子質量，然后初淺地以聚乙烯、聚氯乙烯為例介紹有機高分子化合物的結構與基本性質，合成高分子化合物在溶劑中的溶解和在不同溫度時的性能變化等性質是與合成高分子化合物的科學研究及生產加工密切相關的；最后簡單介紹了常見高分子塑料、橡膠、纖維中某些有代表性的品種。

（二）知識框架

（三）新教材的主要特點：

新教材依然保持緊密聯系實際和新的化學知識從生活和生產實際切入的風格，也注意了緊密聯系學生已學過的知識如烯烴的加成反應、羧酸的酯化反應等，以幫助他們理解高分子化合物的性質、正確書寫重要高聚物加聚反應的化學方程式，復習鞏固已學的有機化學知識，也為他們選擇后續的選修模塊“有機化學基礎”奠定必要基礎。

二．教學目標

（一）知識與技能目標

1.引導學生初步認識有機高分子化合物的結構、性質及其應用，學會書寫重要加聚反應的化學方程式，了解合成高分子化合物的主要類別及其在生產、生活、現代科技發展中的廣泛應用。

2.引導學生學習和認識由塑料廢棄物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途徑和方法，培養他們的綠色化學思想和環境意識，提高他們的科學素養。

3.通過多樣化的學習活動（自主檢索、收集、分類比較、展示等）使學生了解塑料、合成橡膠、合成纖維的主要品種以及它們的原料來源與石油化工、煤化工的密切聯系，同時提高他們的學習能力，豐富他們的學習方式。

（二）過程與方法目標

1.讓學生通過網絡、書籍等途徑收集各種各樣的材料及圖片、實物，課堂上采用互動式教學，激發學生探究有機合成材料的組成、性能的興趣。。

2、通過“遷移•應用”、“交流•研討”、“活動•探究”等活動，提高學生分析、聯想、類比、遷移以及概括的能力。

（四）情感態度與價值觀目的

1、通過“遷移•應用”、“交流•研討”、“活動•探究”活動，激發學生探索未知知識的興趣，讓他們享受到探究未知世界的樂趣。

2.引導學生學習和認識由塑料廢棄物所造成的白色污染和防治、消除白色污染的途徑和方法，培養他們的綠色化學思想和環境意識，提高他們的科學素養。

三、教學重點、難點

（一）知識上重點、難點

重要高聚物的加聚反應及其化學方程式

（三）方法上重點、難點

有機高分子化合物的結構與性質的關系的理解

四、教學準備

（十二）學生準備

1.課前讓學生通過網絡、書籍等途徑收集各種各樣的材料及圖片、實物。

2.收集有關廢棄塑料造成的白色污染、危害及其防治方法的資料。

（十三）教師準備

教學媒體、課件；準備“活動•探究”實驗用品。

五、教學方法

問題激疑、實驗探究、交流討論、

六、課時安排

3課時

七、教學過程

第一課時

【引入】人類的生產和生活離不開各種各樣的材料，請同學們根據自己收集的資料結合已有的知識對材料進行分類。

【點評】課前讓學生通過網絡、書籍等途徑收集各種各樣的材料及圖片、實物，課堂上采用互動式教學。

【交流、投影】

無機非金屬材料（如：晶體硅、硅酸鹽材料等）

無機材料

無機金屬材料（包括金屬和合金）

材料天然有機高分子材料（如：棉花、羊毛、蠶絲、天然橡膠等）

有機材料合成有機高分子材料（如：塑料、涂料、合成纖維、合成橡膠等）

新型有機高分子材料（如：高分子分離膜等）

【聯想、質疑】在日常生活中，你一定接觸過許多塑料、合成橡膠、合成纖維制品。你能舉例說明嗎？它們是什么原料制造的？它們具有哪些優于天然材料的性能？

【點評】通過回憶生活中的常識激發學生探究有機合成材料的組成、性能的興趣。

【練習】計算葡萄糖和硬脂酸甘油酯的相對分子質量。

【質疑】經計算，它們的相對分子質量分別為180和890。數值已經不小，但是，我們仍稱它們為低分子化合物，簡稱小分子；那么，什么是高分子化合物或高分子呢？

【講述】如果有機化合物的相對分子質量達到幾萬到幾百萬，我們就稱它們為有機高分子化合物，簡稱高分子或聚合物。像以前所學過的淀粉、纖維素、蛋白質等物質都屬于有機高分子化合物。有機高分子化合物的結構有哪些特點呢？

【引題、板書】一、有機高分子化合物

1.有機高分子化合物的結構特點

【講述】有機高分子化合物雖然相對分子質量很大，但是它們的結構并不復雜，通常是由簡單的結構單元連接而成的，例如，聚乙烯是由結構單元重復連接而成的，聚氯乙烯是由結構單元重復連接

而成的，其中的n表示結構單元重復的次數。

【投影講述】高分子中的結構單元連接成長鏈，這就是通常所說的高分子的線型結構。具有線型結構的高分子，可以不帶支鏈，也可以帶支鏈。高分子鏈上如果有能起反應的原子或原子團，當這些原子或原子團發生反應時，高分子鏈之間將形成化學鍵，產生一定的交聯形成網狀結構，這就是高分子的體型結構。

【過渡】由于有機高分子化合物的相對分子質量大及其結構的特點，因而使它們具有與小分子不同的一些性質。

【活動、探究】將教材的“觀察•思考”涉及的實驗改成學生分組實驗（2～4人一組）。

1.從廢舊輪胎上刮下的一些橡膠粉末約0.5g放入試管中，加入5mL汽油，觀察粉末能否溶解。

2.取內徑比實驗室用導氣膠管外徑稍大的試管，膠管與試管等長。向試管中加入少量汽油后，將膠管插入試管，再用滴管向膠管內孔中滴滿汽油，稍侯，可見膠管伸長。

3.取一小塊聚乙烯塑料碎片，用酒精燈加熱直至熔化時停止加熱，等冷卻后再加熱，反復幾次后點燃，觀察變化的全過程。

【交流、討論、板書】2.有機高分子化合物的主要性質

⑴溶解性：難溶于水，在有機溶劑中也只能溶脹并極緩慢。

⑵熱塑性和熱固性

⑶電絕緣性

⑷不耐高溫易燃燒

【講述】聚乙烯塑料受熱到一定溫度范圍時，開始變軟，直到熔化成流動的液體。冷卻后又變為固體。加熱后又熔化，這種現象就是線型高分子的熱塑性。有些體型高分子一經加工成型就不會受熱熔化，因而具有熱固性，如酚醛樹脂。高分子化合物中的原子是以共價鍵結合的，因此它們一般不導電。

【小結】結構決定性質，性質決定用途，正因為有機高分子化合物有以上的主要性質，決定了高分子材料在國民經濟發展和現代科學技術中的重要作用。

作業：探究活動：學生分為若干小組通過去圖書館、上網查閱資料探究以下問題：

1．我們身邊有哪些高分子化合物；

2．高分子化合物對工農業生產和生活有哪些重要作用；

3．了解高分子化合物的新發展，例如可導電的高分子材料、可降解塑料等。

并動員學生運用所學知識回答下列問題：

1．為什么聚乙烯塑料涼鞋破裂可以熱補，而電木插座不能熱修補。

2．裝苯的試劑瓶不能用普通的膠塞的原因。

3．家貿市場上出售的香油的膠塞為什么要用玻璃紙包起來，如果不包起來會出現什么后果。

第二課時

【聯想、質疑】現在，人們在日常生活中經常與塑料打交道，工農業生產和國防建設也大量使用塑料。那么，究竟什么是塑料？它們是怎樣制成的？

【講述】塑料的主要成分是被稱為合成樹脂的有機高分子化合物。例如，聚乙烯就是生產聚乙烯塑料的合成樹脂。聚乙烯是以石油化工產品乙烯為原料，在適宜的溫度、壓強和引發劑存在的條件下發生反應而制得的。反應時，乙烯分子中碳碳雙鍵中的一個鍵斷裂，然后相互兩兩加成而聚成含n個結構單元的相對分子質量達幾萬以上的聚乙烯樹脂。

【板書】二、塑料

【講述】講述聚合反應和加聚反應的概念。

【講述、投影】塑料與合成樹脂

⑴塑料是由合成樹脂及填料、增塑劑、穩定劑、色料、防老劑等添加劑組成的。

⑵樹脂是指還沒有跟各種添加劑混合的高聚物。

⑶有些塑料基本上是由合成樹脂所組成的，不含或少含其它添加劑，如有機玻璃等。

【遷移、應用】氯乙烯、苯乙烯、四氟乙烯在引發劑作用下經過聚合反應所得聚合物都是重要的合成樹脂。⑴它們為什么和乙烯一樣，也能發生加聚反應？⑵寫出化學反應式。

【交流、討論】組織學生交流討論聚合反應的書寫技巧，尤其苯乙烯的聚合反應，可以適當點撥：將苯基（—C6H5）當作支鏈，使雙鍵碳原子作為端點碳原子，以便于兩兩加成聚合。

【閱讀】塑料王與工程塑料ABS的用途。

【過渡】聚乙烯是當今世界上產量最大的塑料產品，它有著廣泛的應用。

【閱讀、討論】聚乙烯的性質和用途。

【講述】塑料工業的發展，極大地提高了人們的生活質量，但是這些結構穩定、難以分解的塑料廢棄物的急劇增加也帶來了嚴重的環境問題。全世界每年產生數千萬噸的廢舊塑料，比如聚乙烯、聚苯乙烯等它們聚集在海洋里、地面上、土壤中，造成白色污染。白色污染已成為困擾人類社會的一大公害。減少與消除白色污染既要全社會共同努力，從我做起，少用并及時回收、再生，也要依靠科技，生產可降解的塑料。

【指導閱讀】塑料的回收利用與可降解塑料。

作業：探究活動：

1.收集有關廢棄塑料造成的白色污染、危害及其防治方法，在各社區進行宣傳或提出倡議。

2.課外實驗，參照教材第97頁動手實踐的方法進行廢舊塑料裂解得燃氣與燃油的實驗。

3.收集橡膠制品的圖片

第三課時

【引題】今天我們討論第二大合成材料合成橡膠。

三、合成橡膠

【展示】展示課前同學們收集的橡膠制品的圖片。

【交流、研討】結合你已有的知識和生活常識思考：

1.橡膠的特性是什么？由此決定著它有哪些用途？

2.根據來源和組成不同，常用的橡膠有哪幾種？

【講述】構成橡膠的高分子鏈在無外力作用時呈卷曲狀，而且有柔性，受外力時可伸直，但取消外力后又可恢復原狀，因此橡膠是具有高彈性的高分子化合物。根據來源和組成不同，橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠。合成橡膠往往具有高彈性、絕緣性以及耐油、耐酸堿、耐高溫或低溫等特性，因此具有廣泛的應用。

【講述】順丁橡膠是化學家們最早模擬天然橡膠制得的合成橡膠，它具有較高的耐磨性，廣泛用于制造輪胎、耐寒制品及膠鞋、膠布、海綿膠等。利用工具欄講解順丁橡膠的合成，并以順丁橡膠的高分子鏈的卷曲認識橡膠的高彈性。

【質疑】為什么實驗室的橡膠管在空氣中易老化？為什么盛酸的試劑瓶要用玻璃塞？

【過渡】常用的橡膠除天然橡膠、順丁橡膠外還有其它的通用橡膠。

【閱讀、講述】閱讀表3-4-1幾種常用橡膠的性能和用途，以說明當今合成橡膠的廣泛應用，以及“挑戰者”航天飛機失事的悲慘事件就是由于橡膠密封圈失靈造成的。

【過渡】接下來討論第三大合成材料合成纖維。

【交流、研討】生活中你們知道哪些是纖維制品呢？棉花、羊毛、蠶絲與錦綸、滌綸有何區別？纖維素是如何分類的？

【投影、講述】1.纖維素分類

纖維素：棉、麻

天然纖維蛋白質：絲、毛

纖維人造纖維：人造棉、人造絲

化學纖維合成纖維：錦綸、腈綸

第2篇：有機合成材料的概念范文

關鍵詞：教育游戲；初中；化學教學；應用

引言：化學作為初中課堂上的主要教學內容，對學生今后的學習和生活有著非常重要的作用，但是化W具有較強的概念性，而初中生又受到自身年齡、閱歷等方面的制約，對概念性知識的理解能力較差，為了解決這一問題就需要教師將教育游戲與教學內容進行有機結合，通過提高學生在課堂上的參與度，激發學生的學習興趣，從而提高教學的質量和效率。

一、教育游戲在初中化學教學中應用的意義

（一）豐富課堂內容

將教育游戲與教學內容進行合理的結合可以增加學生對知識的理解程度，通過提高學生在課堂上的參與度，使學生全身心地投入到化學的學習之中，與此同時，合理運用教育游戲還可以達到豐富課堂內容的效果，讓學生在輕松和諧的課堂氛圍中進行化學學習。

（二）提高教學質量

與化學相關的教育游戲種類繁多，具有內容和形式豐富多樣的特點，所以合理的運用教育游戲可以充分的調動起學生的積極性，讓學生主動對所學習的內容進行更深層次的探索，提高教學質量。

（三）提高教學效率

由于化學具有較強的概念性，而初中生很難對枯燥、無趣的概念性知識產生興趣，這對于提高初中生的化學水平是非常不利的，而將教育游戲引入課堂可以在一定程度上緩解化學的單調性，激發學生的學習興趣，達到提高教學效率的目的。

二、教育游戲在初中化學教學中的應用方法

（一）創設相關問題情境

隨著新課改的大力推行，學生在課堂上的主體作用逐漸被人們所熟知，這就需要教師及時轉變自身的教學理念，將激發學生的學習興趣作為教學的首要目標，通過引導和鼓勵的方式，讓學生主動對所學習的知識進行更深層次的思考和探索，從而提高學生的綜合能力。創設問題情境是激發學生的好奇心和積極性最有效的方法之一，所以教師可以將教學內容與教育游戲相結合，達到提高教學質量和效率的目的。例如，教師在對《質量守恒定律》進行講解的過程中，就可以將質量守恒定律的內容與學生們所熟知的“火洞”游戲相結合，即將燃燒物放入一個有窟窿的鐵皮罐頭之中，然后拿著拴在罐頭上的繩子對罐頭進行晃動，這時燃燒物就會開始燃燒，從而出現火焰。當教師在將課堂上通過錄像對這個游戲進行展示時，會充分的調動起學生的好奇心，此時教師再根據教學內容提出“在燃燒物進行燃燒時，需要不斷的向罐頭里添加新的燃燒物，那么罐頭的重量是不是會有所增加”等問題，引發學生的思考，而思考的過程就在很大程度上加深了學生對質量守恒定律的理解。

（二）突破教學內容中的重、難點

化學作為一門嚴謹的學科，包含了很多概念性的內容，這些概念就是學生在進行化學學習的過程中最主要的障礙，在傳統的教學方法中，教師通常會通過自己的口述對概念進行講解說明，但是由于初中生受到自身年齡、閱歷等方面的制約，還沒有形成相對完善的思維模式，所以僅僅通過教師的講述很難使他們對所學習的內容進行透徹的理解，這時就需要具象的事物進行輔助教學。在課堂上進行教育游戲不僅可以讓學生對所學習的知識進行全方位、多領域的了解，還可以通過提高學生在課堂上的參與度，激發學生的學習興趣。譬如，學生在對《燃燒和滅火》一課進行學習時，教師可以通過多媒體設施將火焰進行栩栩如生的展示，讓學生根據自己對知識的理解選擇可以撲滅火焰的方式，如果學生選擇正確，課件上就會出現該方法的滅火原理，如果學生選擇錯誤，那么電腦就會控制動畫，加大火勢，并且顯示出火災的嚴重后果，以此加學生的印象。運用教育游戲進行教學的好處在于可以讓學生通過自己的視覺和聽覺加深對知識的理解，并且激發起學生的好奇心，使他們主動對化學知識進行學習，提高教學質量和效率。

（三）對知識點進行鞏固

教師可以在課堂上適時地加入與教學內容相關的競賽類教育游戲，這樣做既能夠增加課堂的趣味性，同時又可以提高學生在課堂上的參與度，使他們全身心地投入到化學的學習中，達到鞏固所學知識的目的。例如，學生在對《物質的分類》一課進行學習后，教師可以將CaO、MgO、蒸餾水、純凈水等物質名稱寫在相應的卡片上，讓學生通過自己掌握的知識對卡片進行分類。也可以將學生分成兩個小組，由抽簽的方式決定哪組先行出題，出題的小組可以列舉出一種物質的分類，這時另外一個負責答題的小組就應當將該類別中所包括的物質進行選擇，回答正確可以獲得相應的分數，錯誤則要扣掉分數，最終分數高的那一組可以得到教師給予的獎勵。通過這種競爭類的教育游戲，可以讓學生在不知不覺中加深對于所學知識的印象，并且能夠在一定程度上引導學生形成合作意識，這對于提高學生的綜合素質是非常有利的。

（四）與實際生活相聯系

在進行化學教學的過程中，教師應當將教學內容與實際生活進行有機的結合，這樣不僅可以在一定程度上增加教學內容的趣味性，還可以減少學生由于剛接觸化學而產生的陌生感。例如，在學習《有機合成材料》一課時，教師可以讓學生將生活中常見的橡膠、不銹鋼等材料帶入課堂，讓學生點燃材料，通過材料在燃燒過程中發出的氣味和火焰的顏色對其材質進行判斷。這樣的教育游戲不僅會提高學生的實踐能力，還可以激發學生的學習興趣。

結論：綜上所述，在初中化學課堂上合理的運用教育游戲能夠提高教學的質量和效率，教師需要及時轉變自身的教學理念和方法，通過將教學內容與教育游戲相結合的方式，提高學生在課堂上的參與度，激發學生對化學的學習興趣，使學生主動對所學習的知識進行更深層次的探索，達到提高學生綜合素質的目的。

參考文獻：

[1]王文斌.初中化學教學課堂游戲的應用方法[J].好家長，2015，25：189.

第3篇：有機合成材料的概念范文

關鍵詞：新課改；化學；教學；思考

一、新課程的特點

（1）教材現代化。新教材將學科中的新成果吸收到教材中來，使教材反映現代科學技術的新成就，與時俱進。

（2）教材生活化。在教材中加強生活中知識的比重，提高知識應用水平。

（3）教材探究化。在教材中反映出學科知識的來龍去脈，使學生不但知其然，而且知其所以然。樹立要學真知須躬行的新理念。

（4）教材趣味化。增加教材的可讀性，增加化學史介紹、家庭小實驗和精美的插圖等，提高學生學習化學的興趣。

二、樹立新的教學觀

實施新課程，教師要摒棄過于注重知識講授和學科本位的教學觀，加強教學科研，提高自身素質，努力提高教學的趣味性，切實加強課程內容與學生生活以及現代社會和科技發展的聯系，善于整合課程資源，處理好傳授知識與培養能力的關系。善于引導學生質疑、調查、探究，在實踐中學習。指導和鼓勵學生設定符合實際且具有“挑戰性”的“可以跳過去的障礙”的目標，激勵學生自主學習。要相信任何一個學生都有學習的潛力，相信學生的缺點是可以改正的，把學生當作課堂教學的伙伴，且將這種信息傳遞給學生，使他們對學習充滿信心，對困難有克服的勇氣。要針對學生易受暗示、好勝心強等心理特點，向學生灌輸“每個人都能成功”的思想。使課程內容更直觀、更

生動、更形象，使學習由“難”變“易”，學生由“厭學”變為“樂學”，將學習視為愉快的活動，使學生接受新知識、新事物、新思想、新思維沒有任何障礙，全身心沉浸于“創新”的學習活動中，甚至進入一個完全的“自由王國”讓學生在課堂上真正象著名教育家夸美紐斯所說的那樣： 能看見的東西用視覺，有滋味的東西用味覺，能感觸到的東西用觸覺。使學生活動成為教學的中心環節，在寬松、自然、和諧的氛圍中，讓知識和能力如泉水般流進學生的心田。

三、新課改下，化學教學應注意的問題

1. 教師的主導作用不應被弱化。

隨著新課程教學改革的深入，強調學生是課堂教學的主人以及凸顯學生在教學中的主體地位的聲音越來越大，而教師在教學中的主導地位卻或多或少地被弱化了。誠然，學生是學習真正的主人，但不能因此而忽略教師在教學中的主導作用，新課程教學不能從一個極端走向另一個極端#在課堂教學中，老師要尊重學生的主體地位，引導他們發現問題、思考問題、探索問題，但學生畢竟是學生，他們的知識基礎。探索能力以及生活閱歷還很有限，離開了老師的幫助是很難憑自己的能力獲得新知的#教學實踐也證明，如果老師過分地放手，不積極地參與到學生的學習活動中，教學的效果將是大打折扣的。

因此，在具體的教學中，為了能更好地體現學生的主體地位，老師的主導作用是不應該被弱化的，恰恰相反，為了能使學生獲得更大的發展空間，應該重視教師的主導作用。初中化學對于學生來說是全新的學科，學生沒有多少化學的基礎知識，從概念的認識，到原理的理解，以至于實驗的操作技能都離不開老師的指導、老師在教學中應該根據學生的實際情況，引導他們去探索化學問題，在具體的科學探究過程中，應該為學生提供輕松的學習環境、自由想象的空間、充分發表自己觀點的機會，從而真正地做到師生互動，并使學生在快樂中體會到科學探究的整個過程，從而激發他們的學習熱情，培養他們的探知能力與創新能力。

2. 加強探究式教學，培養學生的探究能力。

在傳統的教學中，偏重于知識與技能的傳授，老師教學的主要目的就是讓學生多掌握知識，并在各類考試中取得比較好的成績，這種教學模式培養出來的學生往往高分低能，不能適應時代的發展。當今世界，科技發展迅速，學生在學校里再怎么努力，也不可能學到未來工作所需要的所有知識，只有讓學生學會學習，學會探知才能適應未來社會發展的需要。因此，新課改大力提倡進行探究式教學，目的就是讓學生學會學習，學會探知，從而培養他們的探索能力與創新能力。

新教材上編寫了很多適應學生進行探究的實驗，但只憑這些實驗還是遠遠不夠的，因此，為了更好地培養學生的探索能力與創新能力，有必要加強探究性實驗的教學。在具體的教學中，老師可以根據學校、學生的實際情況，增加一些探究性實驗，從而能更好地滿足學生發展的需要。

3. 要重視與生活的聯系。

新課改提出從生活走進化學，從化學走向社會，因此，化學教學應該從學生熟悉的生活中的現象入手，引導他們發現生活中的化學問題并進行科學探究，然后再利用化學知識來分析生活中的現象，解決生活中遇到的化學問題#比如，在教學“酸的通性”時，可以讓學生用 pH試紙測測家里飲用水以及肥皂水、洗發水等液體的 pH數值，從而了解各種液體的酸堿性；在教學有機合成材料知識的時候，可以向學生介紹有機化學的發展前沿與研究熱點：世界上每年合成的數以百萬計的新化合物中約70%是有機化合物，其中很多新的合成物被廣泛地運用于能源、醫藥、生命科學、交通環境等相關行業里，它直接與間接地為人類提供了大量的必需品。

參考文獻

[1]畢曉琳.新課程理念下初中化學教學策略的研究[D].山東師范大學，2008.

第4篇：有機合成材料的概念范文

（20XX——20XX學年

第X學期）

（本文檔共

【

6

】頁/【

2098

】字）

單位

姓名

20XX年X月

九年級下學期化學

線上教學和返校開學的教學銜接計劃

一、

指導思想

結合此次線上空中課堂和科任教師直播教學內容和以及本班學生掌握情況，致力于構建開放而有活力的語文教學體系，促進學生學習方式的改變，全面提高每一個學生的學科素養，為孩子的終身學習、生活和工作奠定堅實的學科基礎。

二、

班級學生情況分析

本班現有學生X人，其中男生X人，女生X人。經過本學期為期幾周的線上“空中課堂”和科任教師線上直播教學，根據學生平時上交作業和家庭作業上交情況來看，有的同學對語文的興趣較濃，基礎知識和能力掌握較好，能主動學習，但有個別學生自制力較差，無論是聽課還是作業都不夠認真，甚至出現應付的情況，由于線上教學老師不在身邊，家長也有自己的工作要做，個別情況下不能及時陪同孩子觀看空中課堂，這就導致拉大了學生之間掌握知識情況的差異。

三、

教材分析

現行教材體系的第一個特點是分散難點，梯度合理，又突出重點。以學生的實際知識引入，學習元素和化合物知識，同時有計劃地穿插安排部分基本概念，基本理論和定律。這樣使教材內容的理論與實際很好地結合，有利于培養學生運用化學基本理論和基本概念解決生活和生產中常見的化學問題的能力，還可以分散學習基本概念和基本理論，以減輕學習時的困難。為了有利于教師安排教學和便于學生學習和掌握，每章教材的篇幅力求短小，重點較突出。第二個特點，突出了以實驗為基礎的，以動手操作能力要求，每一塊中都有許多學生實驗和實驗探究，同時又注意了學生能力的培養。

本學期的教學內容共包括三個單元。其中，第十單元：酸和堿。介紹了常見的酸和堿及酸堿中和反應。第十一單元：鹽和化肥。介紹了生活中常見的鹽及化肥。第十二單元：化學與生活。介紹了人類重要的營養物質、化學元素與人體健康及有機合成材料。

每個單元的選材都基本貼近生活，貼近實際，只要教師靈活運用教材，都將會使學生感到化學源于生活又服務于生活，從而激發學生學習化學的興趣，并調動他們學習的積極性。各個單元都基本體現了以點帶面，通過個性歸納共性的特點。

在介紹復分解反應時，先通過典型反應讓學生認識復分解反應的特點及發生的條件，再通過酸堿鹽溶解性表及復分解反應的條件會判斷溶液中的兩種物質能否發生復分解反應并能根據復分解反應的特點寫出不熟悉的化學方程式進行有關計算等等。因此在本學期的教學中教師既要重視知識教學，更要善于培養學生分析歸納及靈活運用所學知識解決實際問題的能力。

四、教學目標要求

（一）

理論知識聯系生產實際、

自然和社會現象的實際，學生的生活實際，使學生學以致用。激發學生學習化學的興趣。培養學生的科學態度和科學的學習方法，培養學生的能力和創新精神，使學生會初步運用化學知識解釋或解決一些簡單的化學問題。

（二）

使學生學習一些化學基本概念和原理，學習常見地元素和化合物的基礎知識，掌握化學實驗和化學計算基本技能，并了解化學在生產中的實際應用。

（三）

激發學生學習化學的興趣，培養學生科學嚴謹的態度和科學的方法。培養學生動手和創新精神。使學生初步運用化學知識來解釋或解決簡單的化學問題逐步養成自己動手操作和能力。觀察問題和分析問題的能力。

（四）

針對中考改革的新動向，把握中考改革的方向，培養學生適應中考及答案的各種技巧。

（五）

重視基礎知識和基本技能，注意啟發學生的智力，培養學生的能力。

五、

開學安排

（一）

對“空中課堂”?講過的知識運用課堂時間進行回顧復習，不放過任何一個知識點，使學生對已經掌握的知識進行復習鞏固，還未掌握的知識達到掌握的狀態，縮小學生之間的差距，為后續教學工作的展開打好基礎。

（二）

根據學生學習情況，利用一定的時間和精力，以測試的方式了解學生在線上教學階段對每一課每一個知識點的掌握情況，加強指導，嚴格要求。

（三）

學習新知識的同時，堅持不懈地抓好學生良好學習習慣的培養。尤其是培養學生養成樂于傾聽、勇于發言和認真寫字的習慣。對學生多一些寬容，以欣賞的眼光看待他們，對學困生多鼓勵，提高他們的學習興趣，消除學生在“空中課堂”線上教學活動中未掌握知識而產生的消極心理，增強他們的學習信心。

（四）

充分利用現代教育技術，讓學生通多媒體進行自主學習。

（五）

幫助學生完成初中化學學習的過渡。我們要切實作好初中化學的教學，在教學進度上不能急于結束課程，提早復習，面向中考追求升學。而要在教學中時刻向學生滲透化學學習的方法和規律，培養學生初步的化學思維能力。

（六）

幫助學生養成看教材的好習慣。根據以往九年級的學生的學習經驗來看：很多學生心氣浮躁、眼高手低,

平時不重視教材中的基知識，甚至不屑于做課后題，相反，卻一心撲在做各種習題冊和難題上，結果一些人連最基本的化合價、化學式都寫不明白。因此在本學期將注重這方面的指導。

（七）

落實分層教學。根據學生的學習程度分層布置學習任務，隨機抽查督促，使每位學生根據自己的情況及時完成學習任務，從而使他們都學有所獲，體驗到成功的快樂，并幫助他們樹立學習的信心。

（八）

第5篇：有機合成材料的概念范文

關鍵詞：創新；教育；數學

初中化學教學大綱指出：“初級中學的化學教學是化學教育的啟蒙階段。要貫徹全面發展的方針，著眼于提高全民族的素質，以培養學生創新精神和實踐能力為重點，面向全體學生，以化學基礎知識教育學生，培養學生的基本技能和能力，為學生參加社會主義建設和進一步學習打好初步基礎?！彼哉f，在化學教學中培養學生的創新能力，是進行素質教育的一項重要任務，是落實素質教育的核心。

長期以來，中學化學教學傳統的教育模式只是把學生當成一個具有存儲知識功能的容器，忽視了學生創新能力的培養。學生自主學習的意識較差，教師的任務只是照本宣科，大多數學生缺乏自己獨立解決問題的意識和能力。因此，在化學教學過程中，教師一定要結合素質教育的要求，充分發揮學生的主動性，充分挖掘學生潛力，培養學生的創新意識，提高學生的創新能力。

一、教師教育理念要轉變

在素質教育中，教師首先要更新教育理念，轉變教學思想，把培養學生自主學習的能力、創新能力作為素質教育中的首要任務。教育不應該僅僅是訓練和灌輸知識的工具，它應該是發展認知能力的手段。教師要徹底改變以往“封閉式”“填鴨式”的教學模式，使學生積極參與，能力得到充分的發展。另一方面教師需要認清的問題是創造力與智力的關系。有的學生智商高，創造力不一定強，而創造力強的學生往往有更多的不合乎傳統的興趣，他們常常不按常規“出牌”，被教師認為增加了教學負擔。實際上，教師的這種看法極易束縛學生的創新能力的發展。作為初中化學教師必須從根本上轉變傳統的教育觀和人才觀，在化學教學中，要注重學生創造素質的培養、創新潛能的開發，時刻注意體現化學思想、概念規律在認識上的創新和應用上的創新，促使學生在學習化學過程中發現問題，運用自己的智慧去解決問題，循序漸進地培養學生創新能力。

二、發揮學生的主動能動性，培養學生的創新思維

教師要高度重視課堂教學內容的時代性，適時引入最新的化學成就，介紹學科新動向，讓學生接受更多的科學技術信息，引導他們去學習更多、更新的知識，培養他們的創新意識，使他們深刻認識到知識無止境、創新無止境。例如在教學《有機合成材料》時，教師可組織學生認識人們對于應用纖維的發展，讓學生了解化學知識對促進社會發展的作用，增強學生創新的使命感。

創新思維是人的創新能力形成的核心與關鍵，它不僅能揭示客觀事物的本質和內在聯系，更重要的是能產生出新穎的、前所未有的成果。培養學生創新思維的形式和方法多種多樣，在具體的教學過程中，教師可以運用直觀啟發方法、設疑啟發方法、比較啟發方法、情景啟發方法、類推啟發方法等等，來強化訓練，提高學生的創新思維能力。

在教學過程中，教師要注重對學生創新人格的培養。比如教師可以在教學過程中為學生介紹不盲從權威的科學家伽利略、勤于思考善于總結的道爾頓、阿伏加德羅及為了我國的強大而奮發拼搏的化學家侯德榜、唐敖慶等，以這些人的事跡來激發學生勇于探索、積極進取的科學熱情，提高學生的創意意識，培養學生的創新能力。

三、以改革實驗教學為手段，切實培養學生的創新能力

課堂是教學的主陣地，課堂教學則是實施創新教育的基礎與手段?；瘜W是一門實驗性很強的學科，實驗教學在實施素質教育的過程中，可以充分激發學生學習興趣，提高學生實踐能力，還能為學生創設學習情境、創新氛圍，培養學生的創新意識，提高學生的化學素養，進而全面提高教育效率。

在化學實驗教學中，教師除了教會學生學會實驗的具體做法、掌握一些基本的實驗技能，還要注重培養他們的化學創新能力，引導他們學會研究化學問題的實驗方法。教師可以進行一些創新設計，讓學生選擇器材、設計實驗方法，在實驗中發現問題和尋找解決問題的方法等等，培養學生自己動腦、動手、動口的良好習慣，發揮學生學習的主動性，使學生解決問題的信心、毅力和創造力得到有效的培養，從而達到培養其創造性思維的良好教學效果。

在必要時，教師可以對教材中有些演示實驗進行改進，例如濃硫酸的特性，書本上基本上要做三次試驗，改用蔗糖進行試驗，很快說明問題，得到結論。通過兩次實驗的比較，讓學生自己去發現問題、解決問題，并對自己的主動出擊、解決問題的能力充滿自信，發現改進實驗并沒有多難，只要把學過的知識和技能靈活地運用到實踐中，就能解決許多現實中的問題。

在現階段的中學化學教學中，教材中的大多數實驗包括訓練、檢測和驗證等幾個方面，主要目的是考查學生掌握基本儀器的操作，對物質的某些特性和某些化學量的測定方法的考查，以及驗證所學化學規律的正確性等，但是在對有關探索性、設計性方面則涉及不多，從而影響了學生通過實踐、實驗來模仿前輩科學家的發現過程，阻礙了學生獨立設計實驗能力的培養。所以說，當今的中學化學教學亟待加強學生實驗設計訓練的實驗份量，讓學生不再照著教材做實驗，而是達到通過自己的努力，能逐做部分實驗設計，讓學生自己能去選擇儀器、去運用儀器，能去做出實驗步驟的方案，甚至自己去設計簡單的裝置、步驟等。在實際的實驗中，教師要培養學生在各種因素中取舍、對所得的信息進行篩選的能力，訓練學生分析、抽象、綜合、表達的能力，使學生逐步養成通過自己的實踐、實驗去培養自己的創新思維、鍛煉自己的創新能力。

教師在實際教學中，要結合化學教材、課堂教學引導學生進行研究性學習，讓他們去大膽實踐，盡可能取得應用知識解決問題的經驗，提高應用知識、解決實際問題的能力，真正體現化學教學的目的：從生活中來，回到生活中。

第6篇：有機合成材料的概念范文

1、生活垃圾

生活垃圾系指居民生活、商業活動、市政建設、機關辦公等過程產生的固體廢棄物。生活垃圾的數量、組成及性質正隨著城鄉建設和發展以及人們生活水平的提高而發生變化。例如，一地區家庭燃料以煤為主，則排放的垃圾成分以無機物為主，而在供應暖氣和燃氣的小區，其產生的垃圾成分則以有機物為主。目前，我國僅少數大中城市對垃圾進行了袋裝排放和分類收集處理，而混合垃圾的收集、清運、處理和利用是相當困難的。我國是世界上人口最多的國家，現有城市350多個，城市人口達2億多，年產生活垃圾5000多萬t，并且每年還以10%的速度增長著。2002年我國生活垃圾清運量為13638萬t，其中生活垃圾無害化處理量為7404萬t，生活垃圾無害化處理率為54．3%。

2、有害固體廢棄物和放射性固體廢棄物

有害固體廢棄物又稱為危險固體廢棄物。這類廢棄物含有毒性、易燃性、反應性、腐蝕性、爆炸性、傳染性物質，因而可能會對人類的生活環境產生危害。為此，1983年聯合國環境規劃署已將有害固體廢棄物列為全球重大環境問題而加以重點管理。這類固體廢棄物數量一般較少，且約有一半為化學工業固體廢棄物。據統計，2002年我國危險固體廢棄物產生量達1000萬t。放射性固體廢棄物主要來源于核電站用后核燃料的排放、研究機構的同位素應用、醫療單位放射性廢棄物處理等。生活垃圾、一般工業固體廢棄物、有害固體廢棄物和放射性固體廢棄物四類固體廢棄物中，放射性固體廢棄物和有害固體廢棄物由于其對環境危害大，屬于專門管理物質。

二、農用固體廢棄物的污染危害

固體廢棄物不僅排放量大，而且分散，特別是某些固體廢棄物中還含有相當數量的有機物質或氮、磷、鉀等植物營養成分，因此固體廢棄物的農業應用就成了解決固體廢棄物問題的重要途徑之一。但如果固體廢棄物農用不合理，也會對農業環境產生不同程度的危害。

1、農用一般固體廢棄物可能產生的危害

生活垃圾含有較多的有機物質和植物營養成分，用于農田往往可以收到改良土壤、培肥地力和增加作物產量的效果。因此，垃圾農用、進行資源化處理的優越性近年來受到了人們廣泛關注。另一方面，由于垃圾成分復雜，顆粒粗細不等，且含有較多的重金屬和蟲卵、病原微生物，如果處理不當，就有可能造成程度不等的環境污染與危害。首先，易于對土壤理化性質產生不良影響。中國農業科學院土壤肥料研究所試驗結果表明，當每公頃施用150t未經嚴格處理的垃圾時，0～20cm的土層中土壤石礫(粒徑＞2mm)和砂粒(粒徑＞0．01mm)組分上升，土壤黏粒(粒徑＜0．005mm)和粉砂粒(粒徑0．010～0．005mm)組分下降，從而使土壤保水、保肥能力下降，土壤陽離子代換量減小13%～22%，引起了氮素和鉀素嚴重流失。其次，長期施用垃圾將有可能引起農田土壤重金屬含量積累。中國農科院土壤肥料研究所在小麥田連續兩年進行試驗，當每年每公頃施用垃圾7．5t時，結果發現小麥籽粒中重金屬含量明顯高于未施垃圾的處理。第三，日益增多的有機合成材料及其制品會隨垃圾進入農田，造成對環境的污染。殘破的塑料薄膜等有機化工產品隨垃圾進入農田，不僅阻礙了土壤水分輸送和植物根系的伸長，同時，由于這些有機化工產品還會緩慢地釋放出有毒有害物質，從而污染土壤和水環境。第四，垃圾如果未經嚴格無害化處理而施于農田，將會把大量的病原菌、病毒和寄生蟲卵帶入土壤，成為各種疾病的傳播源。為此，垃圾農用必須經過認真的挑選和嚴格的處理，在保證農田土壤和生態環境不被污染的前提下方可作為土壤改良劑或肥料使用。

2、污泥的危害

污泥是污水處理廠處理污水、沉淀于污水處理池中的固體成分;污泥經脫水后其有機質含量一般在45%～80%，灰分量為20%～50%，且含有比較豐富的氮、磷、鉀及微量元素，因此脫水后的污泥經常被作為土壤改良劑或肥料施于農田。但是污泥成分復雜，一般總是含有重金屬、病原微生物以及有機化合物等一些有毒有害成分，例如污泥中的重金屬含量往往要比污水高幾倍到幾十倍。所以，如果污泥施用不當，不僅會影響作物生長、造成土壤污染，還會增加污染物在農產品中的含量，這些污染物進入食物鏈后會進一步危害人、畜健康。而且對于污泥中的重金屬等污染物尚無有效的無害化處理方法。除重金屬外，有些污泥還存在著pH過高、過低或鹽分含量高等問題，如果長期大量地施用污泥會使土壤理化性質變劣，如使土壤變得板結、發生次生鹽漬化等。另外，由于污泥中含有大量的有機物質，且多呈還原條件，特別是施入水田后，常常導致土壤氧化還原電位下降，土壤處于強烈還原條件，致使作物根系發育不良，甚至造成爛秧。污泥中含有的細菌和寄生蟲卵，也有可能危害牧草和蔬菜等作物生長，并易使疾病得到傳播。

3、粉煤灰的危害

粉煤灰是燃煤電廠或工廠燃煤動力車間燃煤燃燒后排放的廢棄物，其成分大多數為極細的海綿狀空心玻璃球體，還有一些結晶物質和未燃燒碳。粉煤灰的理化性質取決于燃煤的品種、產地和燃煤粉碎的細度、燃燒方式和灰渣的收集方法(以水沖洗后沉淀或干燥狀態直接排放)。粉煤灰含有Al、Si、Fe、Ca、S、B、Zn等微量元素，一般為微堿性，pH為8～9。由于粉煤灰中含有較多的Si、Ca及某些微量元素，可以將其作為原料生產硅鈣肥。另外，粉煤灰也可以作為添加劑，加入到有機復混肥中，以提高有機復混肥的造粒強度，改善肥料的理化性狀;還可將粉煤灰和其他有機廢棄物相混合制成土壤改良劑、人造營養土等，用于土壤改良和花卉等特殊作物的生產。顯然，如果粉煤灰用量過大，則會導致農田土壤pH升高、土壤砂化，并造成土壤的重金屬污染。

三、固體廢棄物污染的防治

與廢水、廢氣和噪聲污染相比，固體廢棄物具有移動性，不易擴散，存續時間長，污染后果有可能需要較長時間才顯現出來等特點。也就是說，固體廢棄物往往又是污染其他環境要素的二次污染源，因此應通過清潔生產等新技術、新工藝的應用盡量減少固體廢棄物的排放量，還要加強對固體廢棄物的管理，通過對固體廢棄物的綜合開發利用，變害為利，實現固體廢棄物資源化，減少對環境的污染負荷。

1、控制固體廢棄物污染的技術政策

自20世紀70年代以來，許多發達國家由于固體廢棄物處置場所緊張，處置費用昂貴，加之資源短缺，提出了“資源循環”的理念，開始對固體廢棄物進行綜合處理，以實現固體廢棄物資源化。我國于80年代初期開始推行固體廢棄物資源化技術，并于80年代中期提出了“資源化、無害化和減量化”這一控制固體廢棄物污染的技術政策，后來又提出了“循環經濟”的概念。由于資金、技術等方面的原因，我國固體廢棄物處理利用是以減量化為前提、無害化為先導、資源化為目的而開展的。減量化是通過技術進步和工藝的革新，盡量減少生產過程固體廢棄物的排放量;對于已經排放出來的固體廢棄物，采取措施減少其數量或減小其體積，如經過堆肥、焚燒等處理減量化，都可使排放出的固體廢棄物的數量和體積大為減少。無害化是指用衛生填埋、高溫堆肥、沼氣發酵、焚燒、熱解等方法處理固體廢棄物，使之達到不損害人體健康和不污染周圍環境的要求。無害化處理的方法很多，應根據固體廢棄物的類型與特點以及處理所需費用的高低選擇適當的處理方法。資源化則是指采取工藝措施從固體廢棄物中回收有用的物質和能源，或使固體廢棄物得到再次利用，如可將粉煤灰制成硅鈣肥，把鋼渣用作生產水泥的原料等。

2、固體廢棄物污染的控制途徑

（1）完善和改造生產工藝。不同的生產工藝直接決定著固體廢物的生成量及其種類。目前我國與發達國家相比，不少企業的技術、裝備、生產工藝水平落后，資源和能源使用不合理，生產的產品產量低、質量差，生產過程中物料浪費大、能耗高，因而產生了大量固體廢棄物。所以，要解決固體廢棄物排放數量大的問題，首先就要從改造老企業設備、革新生產工藝入手，在減少能耗和提高原料利用效率的同時，減少固體廢棄物排放量，從而實現“清潔生產”。

（2）推行原料多級利用工藝。從不同產品的生產過程來看，生產一種產品所產生的廢棄物可能就是生產下一個產品的原料。因此推行原料多級利用工藝，使生產第一種產品產生的廢物成為生產第二種產品的原料，而生產第二種產品產生的廢物又成為生產第三種產品的原料，如此多級利用一種原料，可使排放到環境的廢棄物數量最少，而經濟、環境和社會的綜合效益是佳。

（3）綜合利用固體廢棄物。采取適當的措施與加工工藝對固體廢棄物進行處理使之得到綜合利用，對于解決固體廢棄物排放所產生的環境問題是十分有效的。例如，對城市生活垃圾可采取先將鐵、玻璃和塑料從中分揀出來并分別加以回收利用，再對剩余部分做高溫堆肥處理使之轉化為有機肥料等，都是固體廢棄物綜合利用的例子。

（4）對固體廢棄物進行無害化處理和處置。根據固體廢棄物種類及其成分的不同，可采取熱處理、固化處理和堆肥發酵處理等方法對固體廢棄物進行處理，使之達到相關排放標準，實現固體廢棄物的無害化。

3、嚴格執行固體廢棄物農用控制標準

第7篇：有機合成材料的概念范文

關鍵詞:綠色建筑;設計方法;醫院建筑

1綠色建筑設計概述

1．1綠色建筑設計的內涵

綠色建筑設計是基于建筑功能與周邊環境相互協調的基礎上，充分考慮人與自然的友好共生關系，以周邊生態系統的良性循環為基本原則，在自然環境允許的負荷范圍內，樹立綠色健康建筑系統的目標。綠色建筑設計是在不損壞生態環境的前提下，綜合考慮建筑設計、使用、管理與再生等全過程的發展特點，從而科學建設滿足人類健康發展需求的生存建筑空間環境，其突破了傳統建筑超越生物圈的時空限制，并緊密聯系建筑與環境、經濟之間的關系，不再因只孤立考慮自身系統發展而忽視自然生態穩定，是一種綜合性、開放性的營建系統。

1．2綠色建筑設計的類型

綠色建筑設計分為基礎級、一星級、二星級以及三星級四個類型標準，其均需要滿足《綠色建筑評價標準》的所有控制項要求。新時期綠色建筑設計的控制項與全文強制性規范有效銜接，已成為全面執行綠色建筑標準的主要依據。

1．3綠色建筑設計的特點、發展及主要影響

綠色建筑設計的特點主要表現在以下幾個方面:第一，符合全生命周期理論，盡量做到節約資源、節約能源、回歸自然，同時降低污染標準要求，以最大限度實現人與自然和諧相處。第二，在綠色建筑設計時，要重點突出室內環境，提高室內環境對居住者健康、舒適以及綜合利用的功能要求，力求內外環境的相互平衡。第三，綠色建設設計能夠降低對周邊環境的污染破壞力度，尤其是嚴格控制廢氣、廢水等的排放，能夠有效改善居住區的水質。第四，綠色建筑使用的施工材料必須符合國家環保要求，同時盡量應用可再生材料，以避免有機合成材料在后期使用過程中釋放有害物質，從而威脅居住者身體健康。第五，綠色建筑與節能技術的有效結合，通過廣泛應用太陽能、風能、地熱等可再生資源和清潔能源，既能保證地面供暖系統、空調系統以及照明系統性能正常發揮的同時，又能減輕對周邊自然生態系統的污染以及有效節約不可再生的能源資源。綠色建筑設計是我國實施可持續發展戰略的重要組成部分，也是時展的必然要求，更是未來建筑行業的發展趨勢。自2006年頒布《綠色建筑評價標準》以來，外加國家財政對綠色建筑的大力支持，使得我國綠色建筑評價標識數量得到了大幅度增長，綠色建筑行業的市場規模也穩步提升。當前我國綠色建筑已進入規模化發展時代，為有效應對全球氣候變化、資源能源短缺以及生態環境惡化的挑戰，綠色建筑設計勢必朝著更加積極、良性的方向持續發展。綠色建筑設計的應用不僅能夠有效降低能源資源的消耗，提升資源利用率，還能通過利用清潔能源、綠色施工材料和技術而最大限度保護周邊自然生態系統，降低建筑設計、施工、使用對周邊環境的破壞，有助于實現人與自然和諧相處。另外，綠色建筑設計的高效應用，可以積極構建良好、健康的室內外環境，其更加符合新時期居住者對建筑功能的需求，有利于推動和諧社會的建立。

1．4綠色建筑設計的研究

從整體布局、框架結構以及空間塑造三方面來研究綠色建筑設計。首先，從整體布局而言，綠色建筑設計要充分衡量建筑物自身的功能和后期使用特點，以科學規劃交通線路、基礎設施建設以及建筑密度等內容，從而保證平面交通流線和空間交通流線組織科學合理。其次，從框架結構而言，綠色建筑設計離不開綠色施工材料的支撐。以醫院建筑為例，其在進行綠色建筑設計時，吊頂可選用環保礦棉板、石膏板，墻面可采用耐擦洗的環保型涂料，門窗可采用隔音、隔熱、易消毒清理的鋁合金和環保型木質材料，從而降低建筑施工對周邊環境的污染以及降低能源資源的消耗。最后，綠色建筑設計也要充分考慮空間的可塑性以及各種設施設備空間的科學布置，既要確保水、電、暖等各項隱蔽工程的布局合理、使用安全可靠，又要使整個室內空間具有靈活性，形成規整有序、條理清晰地布局，在增強居住者舒適度的基礎上，滿足未來增設設備的需求。

2綠色建筑設計理念及設計實踐

2．1綠色建筑設計

綠色建筑設計是指在整個建筑設計過程中，充分考慮并嚴格貫徹落實國家有關綠色建筑等的理念和指導，通過對整個建筑生命周期的全過程階段進行監督和管理，確保其用水、用電、建筑材料等的使用過程中都能做到降低能源資源消耗，最大限度減輕建筑設計對周邊生態系統的影響和破壞，并為新時期人們的生產生活提供良好的居住環境和生存空間，從而實現人與自然和諧相處。

2．2綠色建筑設計的低碳

低碳是指在整個綠色建筑設計過程中，減少化石能源的使用量，從而降低二氧化碳的排放量，提高能效利用率。應用綠色建筑設計理念時要重視采用綠色清潔能源或者可再生能源，如太陽能、風能等，同時可加大對工業余熱等廢氣能源的回收再利用力度。在考慮自然環境的基礎上，利用自然通風采光原理，充分利用自然資源，以減少空調、采暖設備耗費的能源，都能實現低碳環保的目的。

2．3綠色建筑設計的改造

綠色建筑設計的改造主要是將部分不符合綠色設計理念的建筑進行升級改造，以落實綠色建筑、環境保護、持續發展的理念。按照建筑功能分區、分項計量的方式，科學計量建筑各功能分區的能源資源耗損，以幫助人們有針對性地進行改造。如根據實際的氣候條件，合理選用可再生能源和綠色施工技術或者在建筑設計時盡量將配電室、空調機房等耗能較多的設施設備靠近負荷中心，從而節省管道線路的輸配系統能耗等，都能實現節能減排環保的目標。

3綠色建筑設計方法在醫院建筑中的應用

3．1綠色建筑設計理念

綠色建筑設計理念主要包括節約能源、資源、保護環境、回歸自然等。如在節約能源方面，所有的材料和資源都要遵循清潔、健康和可再生的原則，通過利用太陽能、地熱、風能等清潔能源以及可再生的建筑材料，減少傳統采暖設施和建設材料的使用力度，并遵循能源戰略化管理手段，在提高醫院建設能源使用效果的同時，降低建筑投入使用后對自然生態系統和環境的污染，能實現醫院建設和自然、社會的和諧共生。回歸自然理念是指在采用綠色建筑設計方法時要遵循身心愉悅的原則，基于舒適性角度，從人體工學和以人為本的設計理念出發，通過為居住者提供健康、無害、舒適的室內外環境，保障安全的水源和飲食供應，提供健康環保的生態建筑和景觀設計，讓居住者感到身心愉悅。

3．2醫院建筑的綠色建筑設計功能

醫院建筑作為公共服務場所，其日均人流量較大、能源資源消耗較多。因此，在醫院建筑中應用綠色建筑設計理念，要結合醫院的實際功能需求，合理選擇滿足城市規劃、醫療衛生網點布局需求以及服務人數和服務半徑科學的建筑地址，并根據醫院各科室的職能進行有針對性地設計。如根據醫院各功能相互關聯的特性，將其分為醫療區、感染區、服務區、污染區以及行政區等五部分，便于合理劃分醫院外部的入口和內部交通流線，從而保證患者就醫診治的快速高效。重視應用綠色材料、綠色施工技術等有助于改變傳統醫院能源消耗較多的發展現狀，既能實現能源資源的最大化利用，降低醫院正常運營的經濟投入成本，又能有效保護周邊生態系統，嚴格貫徹落實國家可持續發展和綠色建筑的相關戰略。通常情況下醫院的氛圍相對緊張、壓抑，而新時期現代醫療理念等的發展，使得康養于一體的觀念逐漸被大眾認可和接受，這就對醫院的居住環境、整體氛圍等提出了新的要求。綠色建筑設計在醫院建筑中的廣泛應用，既能擴增適宜的人性化配套建設，又能充分利用周邊自然資源，將建筑內部人員集聚部位與外部庭院以及其他景觀相互滲透和融合，有助于增加室內空間的延伸性，從而給患者更加舒適的居住體驗，能夠讓患者保持良好的心態接受治療。

3．3綠色建筑設計方法要點

首先，在醫院建筑中應用綠色建筑設計方法，要注意充分利用有限的城市土地資源，充分考慮醫院建筑涵蓋的安全、簡潔、高效的交通設計，集約化的功能空間布局以及人性化配套設施的建設，從而采用高效集中的空間布局形式有效提高醫院建筑的空間利用率。其次，綠色建筑設計方法要遵循因地制宜的生態設計理念，充分利用可再生能源和清潔能源，在適應醫院建筑周邊地理環境和氣候特點的基礎上，進行生態化綠色設計，以在保證建筑物自然采光能力的同時，將太陽能、地熱能等可再生資源融入其中，有效節省保溫采光等方面的能源資源。如為滿足室內采光和供熱需求，可通過科學設計室內外空間滲透，通過直接通風和自然采光以及內外部景觀相互滲透的方式，既能保證室內空氣質量，減少細菌滋生，防止與其他空間交叉感染，又能提高醫院的資源利用率，降低建筑常規能源的消耗。再次，合理選用綠色建筑技術和施工材料，包括常見的水循環系統、智能集成控制系統、隔熱技術以及自然通風技術、照明技術等綠色建筑技術，從而有效降低建筑施工對周邊環境的負面影響，真正貫徹落實國家可持續發展戰略。最后，采用綠色建筑設計方法要堅持以人為本的管理理念，醫院作為特殊的公共服務機構，在建筑設計時要充分考慮其對外服務職能。通過擴大建筑周邊綠化面積、豐富基礎配套建設、增設室內綠化景觀等綠色建筑設計方案，能夠拉近醫患關系，緩和醫院緊張、壓抑的環境，有助于提升醫院的服務效果。

3．4綠色建筑設計方法的具體流程

第一，前期策劃階段。在醫院建筑中應用綠色建筑設計方法首先需要選擇優秀、專業的設計團隊，包含綠色建筑工程師以及景觀設計、室內設計、專項技術專家等在內的優秀成員，保證其能夠明確醫院建筑綠色設計的必要性，并加強各項目負責人的溝通聯系力度，使其積極參與醫院綠色建筑設計方案討論，確保其在醫院綠色建筑總體規劃和全局因素規劃的基礎上，充分考慮醫院建設項目與周邊環境的協調一致性，從而科學確定建筑密度及容積率。堅持以人為本的設計理念，準確圍繞“兩方便”原則，既要滿足后期醫護人員參與救治、患者及家屬診療康復的使用需求，又要營造良好的就醫和工作空間，從而帶給患者及其醫護人員相對舒適的真實體驗，這既能讓患者在就診過程中感到溫馨舒適，又能有效提高醫院的服務水平?，F代醫院發展迅速，尤其是各項科學技術的應用，因此，設計人員在建設醫院綠色建筑設計時，還需要具有前瞻性意識和眼光，充分考慮醫院后期發展規劃，從而為醫院后期改造留下空間。第二，中期設計和建造階段。綠色建筑設計方案的最終確定需要先后經過方案研討、下發各專業領域、設計綠色建筑設計方案、審核設計指標、反復優化設計指標以及完善設計方案等。因此，綠色建筑設計方法的確定是一項系統分析和統籌規劃的過程，其需要對多項方案進行全面、綜合的對比和評估，而基于生命周期的綠色醫院建筑設計方法是較為可靠、客觀、科學的。在中期設計和建造階段，要充分考慮醫院職能，從而強調醫院公共開放設計的安全性，以通過合理分布組織流線等方式，保證其設計方法在實際運營中具有可控性，避免因交叉感染而造成污染情況。醫院涉及職能部門眾多，不同專業科室對環境的建設需求具有不同要求，因此，在每個設計可變環節變量時都要詳細參數描述，并采用重復優化的方式和流程，確保參數的具體數值能夠從粗放模糊到精細清晰，直到得出最優解，從而保證醫院建筑的綠色建筑設計方法更加高效、科學，設計內容更加完善、豐富。第三，投入使用和拆除后。綠色建筑設計的重點在于降低對周邊環境的污染、提高能源資源利用率。部分建筑材料和化學物質在后期實際使用過程中沒有完全被消耗，只是存在部分損耗，這時經過物理、化學、生物等處理方式進行回收處理，能夠將其變成新資源用于下一級次。因此在醫院建筑投入使用后，要重視廢物回收利用，尤其是醫院建筑拆除后產生的廢舊可回收建筑材料，這有助于將廢棄物和污染物的產出降到最低，能夠滿足全生命周期理論的綠色醫院設計方法，也是綠色建筑體系的內在機制要求。因此，在進行醫院建筑時采用綠色建筑設計方法要重視對醫院建筑投入使用和拆除后等整個過程的跟蹤評估管理，從而保證每個建筑環節都符合高效節能環保的綠色建筑設計狀態。如醫院建筑材料中常見的廢舊玻璃材料、塑料、磚塊、石膏墻板等都能實現廢物回收再利用，并可建成新組件。美國德克薩斯州的奧斯汀城，便將石膏墻板碾碎用于粘良劑，用回收的瀝青、磚塊以及混凝土等作為填充物或粒料，因此其是十大綠色建筑之一。

參考文獻

［1］王瀟．綠色建筑理念在醫療建筑設計過程中的應用分析［J］．綠色環保建材，2021，(02):63-64．

［2］孫暢．醫院的綠色建筑設計研究［J］．建筑技術開發，2020，47(18):5-6．

第8篇：有機合成材料的概念范文

關鍵詞：超高性能混凝土；制備技術；材性；工程應用；細觀力學分析

中圖分類號：TU528.2文獻標志碼：A

0引言

混凝土是一種水泥基復合材料，它是以水泥為膠結劑，結合各種集料、外加劑等而形成的水硬性膠凝材料?；炷潦钱斀裼昧孔畲蟮慕ㄖ牧?，與其他建筑材料相比，混凝土生產能耗低、原料來源廣、工藝簡便、成本低廉且具有耐久、防火、適應性強、應用方便等特點。從社會發展和技術進步的角度來看，在今后相當長的時間內，混凝土仍是應用最廣、用量最大的建筑材料。然而，由于混凝土自重大、脆性大和強度（尤其是抗拉強度）低，影響和限制了它的使用范圍；同時，對于低強度的混凝土，在滿足相同功能時用量較大，這加劇了對自然資源和能源的消耗，另外也增加了廢氣和粉塵的排放，增大了對能源的需求和環境的污染。

20世紀以來，隨著社會經濟的發展，工程結構朝更高、更長、更深方向發展，這對混凝土的強度提出了新的要求。為滿足這種要求，隨著科技的進步，混凝土的強度得到了不斷的提高。在20世紀20年代、50年代和70年代，混凝土的平均抗壓強度可分別達到20，30，40 MPa。20世紀70年代末，由于減水劑和高活性摻合料的開發和應用，強度超過60 MPa的高強混凝土（High Strength Concrete，HSC）應運而生，此后在土木工程中得到越來越廣泛的應用[15]。

然而，單純提高混凝土抗壓強度，并不能改變其脆性大、抗拉強度低的不足。采用纖維增強的方法，產生了纖維增強混凝土（Fiber Reinforced Concrete，FRC）[4，6]，其所用纖維按材料性質可劃分為金屬纖維、無機纖維和有機纖維等，最常用的是金屬纖維中的鋼纖維。隨著社會的發展，許多特殊工程，如近海和海岸工程、海上石油鉆井平臺、海底隧道、地下空間、核廢料容器、核反應堆防護罩等，對混凝土的耐腐蝕性、耐久性和抵抗各種惡劣環境的能力等也提出了更高的要求。因此，人們又提出了將HSC包含在內的高性能混凝土（High Performance Concrete，HPC）的概念。

在HPC應用發展的同時，人們并沒有停止對混凝土向更高強度、更高性能發展的追求。1972～1973年，Brunauer等在《Cement and Concrete Research》雜志上發表了有關Hardened Portland Cement Pastes of Low Porosity的系列論文，報道了抗壓強度達到240 MPa的低孔隙率的水泥基材料，但是研究中并未采用萘系和聚合物高效減水劑，該技術沒有在工程中得到推廣應用[3]。Bache采用細料致密法（Densified with Small Particles，DSP），通過發揮硅灰與高效減水劑的組合作用，以達到減小孔隙率的目的，制備出強度為150～200 MPa的混凝土，其產品在市場上以DENSIT商標的混凝土制品出現[3，7]。Birchall等[8]開發出無宏觀缺陷（Macro Defect Free，MDF）水泥基材料，抗壓強度可達到200 MPa。MDF水泥基材料問世后，引起了有關學者的廣泛關注，并開展了許多有關這類材料優異性能和高強機理的研究。此外，Roy在1972年獲得了抗壓強度達到650 MPa的水泥基材料。美國的CEMCOM公司采用不銹鋼粉也制備出超高強材料DASH47[3]。20世紀90年代，法國Bouygues公司在DSP，MDF及鋼纖維混凝土等研究的基礎上，研發出了活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC）[910]。RPC分為2個等級，強度在200 MPa以內的稱為RPC200，強度在200 MPa以上、800 MPa以下的稱為RPC800[910]。1994年，Larrard等[11]首次提出了超高性能混凝土（Ultrahigh Performance Concrete，UHPC）的概念。

直至今天，有關水泥基向更高強度發展的研究報道仍不斷地出現，然而具有工程應用前景的并不多：有些因為價格太高，有些因為制備技術太復雜，而有些則在強度提高的同時某些性能指標下降。因此，以RPC制備原理為基礎的UHPC材料的研究與應用，是當今水泥基材料發展的主要方向之一。美國國家科學基金會于1989年投資建立了一個“高級水泥基材料科技中心”，并為該中心提供了1 000萬美元的科研經費[5]。美國聯邦公路局以RPC為研究對象，對UHPC開展了系統的研究，進行了1 000多個試件的測試，研究內容包括配制技術、強度、耐久性和長期性能等力學性能[12]。在此基礎上，美國密歇根州交通技術研究院開展了進一步的研究[13]。法國土木工程學會在大量研究的基礎上，于2002年制訂了超高性能纖維混凝土的指南（初稿）[14]。日本土木工程協會也于2004年制訂了相應的設計施工指南（初稿），并于2006年出版了英文版本[15]。韓國提出了一個超級橋梁（Super Bridge 200）的計劃，希望通過應用UHPC建造橋梁，減少20%的工程造價，在10年內節省20億美元的投資，減少44%二氧化碳的排放量和減少20%的養護費用[16]。中國從20世紀90年代開始了UHPC的研究，取得了一系列的成果，國家標準《活性粉末混凝土》已在征求意見[17]。

2004年9月在德國的卡塞爾舉行的UHPC國際會議上，與會專家認為UHPC雖然被命名為混凝土材料，但是卻可以認為是一種新型材料，是新一代水泥基建筑材料[18]。2009年在法國馬賽舉行的超高性能纖維增強混凝土（Ultrahigh Performance Fiber Reinforced Concrete，UHPFRC）國際會議上，與會專家認為因UHPFRC低碳環保且性能優異，可以用來建造低碳混凝土結構，在未來必將得到大力發展[19]。盡管UHPC自出現以來，不斷被應用于橋梁、建筑、核電、市政、海洋等工程之中，然而應用發展遠低于預期。以應用最多的橋梁為例，自1997年第一座UHPC橋――加拿大魁北克省Sherbrooke的RPC橋建成以來，十幾年間全世界也僅建成30余座，且以中小跨徑與人行橋為主[20]。在中國，UHPC實際工程應用也極少，以橋梁為例，僅在鐵路上有1座梁橋的應用，目前1座公路梁橋正在建設之中。在中國處于大規模工程建設的背景下，UHPC在中國的應用顯得更為滯后。這種應用不理想的狀況，究其原因：一方面，有關UHPC的研究主要集中在發達國家，而這些國家已完成大規模的基礎設施建設，推動其研究與應用的市場動力不足；另一方面，發展中國家雖然有較大的基礎設施建設的需求，但是基礎研究不足和UHPC價格較高，影響了其在工程中的應用。

在今后相當長一段時間內，中國仍處于大建設時期，隨著對節能減排、可持續發展要求的不斷提高，對混凝土性能的要求也將越來越高，因此UHPC具有廣闊的應用前景。2014年3月4日，住房和城鄉建設部、工業和信息化部召開了高性能混凝土推廣應用指導組成立暨第一次工作會。會議認為，高性能混凝土推廣應用是強化節能減排、防治大氣污染的有效途徑，能提高建筑質量，延長建筑物壽命，提升防災減災能力，有利于推動水泥工業結構調整。在節能減排方面，據專家估算，以目前中國每年混凝土的使用量4×109 m3測算，通過推廣高性能混凝土，合理使用摻合料，每立方米混凝土可節約水泥25 kg，實現年節約水泥1×108 t，進而減少消耗石灰石1.1×108 t、粘土6×107 t，節約標準煤1.2×107 t，減少排放二氧化碳7.5×107 t[21]。若能推廣應用UHPC，成效顯然更大，同時也能為中國UHPC技術、混凝土材料與工程結構領先于世界做出積極的貢獻。因此，開展UHPC的制備技術與工程應用基礎研究，具有重要的意義。為此，國家自然科學基金委員會與福建省人民政府設立的“促進海峽兩岸科技合作聯合基金”2013年資助了“超高性能混凝土制備與工程應用基礎研究”項目。在該項目的指南建議、項目申請、項目獲批后的研究計劃制訂中，筆者查閱了大量的研究資料，結合前期研究成果，對UHPC的研究現狀有了較為全面的了解。為促使該項目的順利進行，并推動中國UHPC研究與應用的不斷發展，整理撰寫了本文。

1UHPC制備基本原理與技術指標

1.1UHPC制備基本原理

對普通混凝土的研究，人們認識到混凝土作為一種多孔的不均勻材料，孔結構是影響其強度的主要因素，而固體混合物的顆粒體系所具有的高堆積密實度是混凝土獲得高強度的關鍵。因此，減小孔隙率、優化孔結構、提高密實度、摻入纖維是UHPC制備的基本原理和主要方法，以RPC為例，其獲得超高性能的主要途徑有以下幾種[9]：

（1）剔除粗骨料，限制細骨料的最大粒徑不大于300 μm，提高了骨料的均勻性。

（2）通過優化細骨料的級配，使其密布整個顆?？臻g，增大了骨料的密實度。

（3）摻入硅粉、粉煤灰等超細活性礦物摻合料，使其具有很好的微粉填充效應，并通過化學反應降低孔隙率，減小孔徑，優化了內部孔結構。

（4）在硬化過程中，通過加壓和熱養護，減少化學收縮，并將CSH轉化成托貝莫來石，繼而成為硬硅鈣石，改善材料的微觀結構。

（5）通過添加短而細的鋼纖維，改善材料延性。

中國正在制訂的國家標準《活性粉末混凝土》（征求意見稿）[17]中對RPC的定義為：以水泥、礦物摻合料、細骨料、高強度微細鋼纖維或有機合成纖維等原料生產的超高性能纖維增強細骨料混凝土。從上述定義可見，它對養護制度、配合比中的一些組分并沒有嚴格的限制，如有些結構需要現場澆注，蒸壓養護較為困難而采用常規養護時，如果骨料強度高且表面粗糙，也可得到強度為200 MPa的RPC[22]。

UHPC基于RPC的制備原理，如采用小粒徑骨料，摻入鋼纖維和采用蒸壓養護等，但是對骨料的粒徑、養護制度、配合比中的組分等則沒有嚴格的限制，如采用常規養護工藝也可配制出強度超過150 MPa的UHPC。文獻[23]中采用常規材料，不采用熱養護、預壓等特殊工藝，也制備出強度超過200 MPa，可泵送澆注的UHPC，其技術包括選擇低需水量的水泥和硅灰、合理的砂漿水泥比、硅灰水泥比和水灰比等。文獻[24]中采用普通材料和常溫養護，制備出坍落度為268 mm，90 d強度為175.8 MPa的混凝土。文獻[25]中采用常規材料和養護，制備出抗壓強度超過200 MPa的混凝土，摻入質量分數為1%的鋼纖維的抗拉強度可達到15.9 MPa。

1.2UHPC技術指標

在UHPC的研究中，有些繼續采用RPC的名稱，有些直接稱之為UHPC，還有一些則稱之為UHPFRC，如法國與日本的相關指南[1415]，有的則認為UHPFRC就是RPC，是UHPC與FRC相結合的產物[26]，目前對這些名詞還沒有統一公認的定義。從內涵來看，RPC，UHPC與UHPFRC有許多相同之處；相對來說，UHPC的范圍大些，RPC和UHPFRC的范圍小些，這也可以直接從字面上看出來。本文中在引用參考文獻時，保持原文獻的材料名稱，在進行綜述分析時，則統稱為UHPC。

關于UHPC或RPC的技術指標，目前也沒有統一公認的定義。法國UHPFRC指南[14]中，定義它為具有150 MPa以上抗壓強度，有纖維加強以確保非脆，采用特殊骨料的高粘性材料。日本UHPFRC指南[15]中，定義它為一種纖維加勁的水泥基復合材料，抗壓強度超過150 MPa，抗拉強度超過5 MPa，開裂強度超過4 MPa，并給出了基本組成：最大粒徑小于2.5 mm的骨料、水泥和火山灰，水灰比小于0.24；摻入不低于2%體積摻量、長度為10～20 mm、直徑為0.1～0.25 mm、抗拉強度不小于2 GPa的加勁纖維。

中國的國家標準《活性粉末混凝土》（征求意見稿）[17]中對RPC按力學性能的等級劃分見表1。從表1可知，它對抗壓強度要求最低為100 MPa，比法國、日本的抗壓強度150 MPa要低。

表1活性粉末混凝土力學性能的等級劃分

Tab.1Grade Classification of Mechanic Properties of RPC等級1抗壓強度標準值/MPa1抗折強度/MPa1彈性模量/GPaR10011001≥121≥40R12011201≥141≥40R14011401≥181≥40R16011601≥221≥40R18011801≥241≥402制備技術

2.1材料組分與配合比

如同其他混凝土材料的研究一樣，UHPC的研究也是從材料制備開始的。各國研究者結合當地的材料開展了大量的配合比設計，中國也開展了許多的研究，如文獻[27]～[32]。

UHPC作為一種高技術的新型材料，成本較高是影響其工程應用的一個重要因素。文獻[33]中對一些RPC試驗的原材料進行分析，發現其成本均在4 000元?m-3以上，最高達到8 000元?m-3，遠高于普通混凝土的價格。為此，提出了RPC性價比計算方法，并以鋼纖維摻量為主要參數進行研究。

由于RPC中的鋼纖維為細鋼纖維，且為了防銹而鍍銅，其較高的價格是RPC材料成本較高的主要原因，因此，許多研究圍繞鋼纖維及其替代品展開。文獻[34]中采用碳纖維替代部分鋼纖維進行RPC的配制，發現RPC的抗折強度下降而抗壓強度有所提高。文獻[35]中采用碳纖維替代鋼纖維配制RPC，結果表明，最終破壞形態表現出很大的脆性破壞。此外，還有學者對聚丙烯纖維RPC和混雜纖維RPC開展了研究，將低模量的聚丙烯纖維、中模量的耐堿玻璃纖維和高模量的鋼纖維混雜摻入RPC，可使RPC的一些力學性能得到一定程度的改善而提高[3642]。美國規范在AASHTO Type Ⅱ梁中采用80級焊接鋼筋網以取代UHPC中的鋼纖維，其抗剪強度超過采用鋼纖維的UHPC梁，且施工方便，成本大大降低[43]。

為降低成本，研究人員還開展了采用替代材料減少UHPC中水泥、硅灰用量的研究，如鋼渣粉、超細粉煤灰、石粉、偏高嶺土、火電廠微珠、超細礦渣、稻殼灰等，不僅能降低造價，而且利于環保[4450]。

文獻[51]中開展低水泥用量的RPC研究，用粉煤灰取代了60%的水泥，在凝結硬化過程中施加壓力，得到338 MPa的RPC。在RPC中采用粉煤灰和礦渣替代水泥和硅灰，可減少高效減水劑的用量，并減少RPC的水化熱和收縮[40]。文獻[52]中采用棕櫚油灰取代50%的膠凝材料，配制的UHPC具有158.28 MPa的抗壓強度、46.69 MPa的彎拉強度和13.78 MPa的直拉強度。文獻[53]中采用稻殼灰取代硅灰，在標準養護制度下，可制備出強度超過150 MPa的UHPC，當采用水泥+10%硅灰+10%稻殼灰時，得到的UHPC性能最好。在RPC的凝結硬化過程，加入部分水化水泥基材料（PHCM），能促進水泥水化，增加CSH生成量，使RPC具有較高的早期強度[54]。

由于膠凝材料（水泥和硅灰）表面特性不同，可選擇多種減水劑進行耦合使用，其效果更好[55]。在UHPC配合比設計中采用修正的安德烈亞森顆粒密實模型，可以降低膠凝材料的用量，如養護28 d后，仍有很多水泥沒有水化，則可采用一些便宜的材料來替代，如石粉[56]。文獻[57]中提高RPC的硅灰含量，使配制的RPC強度得到提高的同時，其表觀密度降低到1 900 kg?m-3。

另外，為減少對天然骨料的開采，研究人員還探索利用其他材料來替代UHPC中的石英砂等，如采用燒結鋁礬土[40]、機制砂石[58]和丘砂[5960]等。文獻[61]中采用鐵礦石尾礦替代UHPC中的天然骨料，由于較差的界面，工作性和強度下降。文獻[62]中將廢棄混凝土塊放入UHPC中，可減少早期收縮，制成自約束收縮UHPC。文獻[63]中采用超細水泥制備了新型超高性能混凝土SCRPC，避免了硅灰的使用，且便于現場養護與施工。

2.2拌制與養護技術

與普通混凝土不同的是，RPC由于采用基體材料+細粒徑組分材料+鋼纖維進行配制，在拌制過程中容易聚團，影響RPC成型的均質性和材料性質，是備受工程界關心的一個主要問題。各國學者對需要采用的攪拌設備、混合料的拌制時間與順序等也開展了相應的研究，如Collepardi等[64]的研究表明，攪拌1 min后添加減水劑的RPC，其工作性能要優于即時摻入減水劑的RPC[64]。文獻[65]中介紹了常規攪拌工藝配制的RPC的特性，制定了加料順序。文獻[66]中研究了3種不同的投料攪拌方法，試驗結果表明，不同的投料次序對RPC的抗折強度和抗壓強度有一定影響，尤其對RPC流動性的影響較大。此外，RPC澆注時鋼纖維方向分布對RPC的拉抗強度等性能有較大影響。為尋找有效控制鋼纖維方向的方法，文獻[67]中通過數值分析和試驗研究，探討了通過擠壓改變鋼纖維排列方向的方法；文獻[68]中采用管壁效應和混凝土流動方向等方法，改變鋼纖維在試件內的排列方向，試件成型后的X射線圖像表明，該措施取得了良好效果。

高溫、加壓養護制度是UHPC獲得高性能的重要手段，溫度越高、時間越長，參加反應的硅灰越多，內部結構也就越密實。文獻[69]中指出，與90 ℃熱養護相比，在20 ℃標準養護條件下的UHPFRC試塊，抗壓強度降低20%，抗彎強度降低10%，斷裂能降低15%。高溫、加壓養護制度是RPC獲得高性能的重要手段，如RPC中含有火山灰活性物質，在不同養護制度下，RPC的力學性能有較大差異[1415]。以29Si磁共振方法（29Si NMR）量測水泥、硅灰、石英粉等膠結粉體在不同養護條件下的水化程度，可確立有效且經濟的養護方式[70]。Richard等[10]的研究表明，90 ℃熱養護能加速火山灰反應，并改變已形成水化物的微觀結構，高溫養護（250 ℃～400 ℃）能促使結晶水化物的形成與硬化漿體的脫水。Dallaire等[71]的研究表明，RPC試件在加壓50 MPa和400 ℃的條件下養護48 h后，其抗壓強度可達到500 MPa。Cheyrezy等[72]通過熱重分析和X射線衍射對熱養護下傳統RPC的微觀結構進行分析，認為傳統RPC在養護溫度介于150 ℃～200 ℃之間時，孔隙率最小。對采用蒸汽養護、滯后蒸養與降溫蒸養以及常規養護這4種養護方式進行了對比試驗，結果表明，蒸養對材性的影響最大，而采用蒸養但滯后蒸養與降溫蒸養對材性的影響較小[72]。蒸養能提高材料的抗壓強度、抗拉強度和彈性模量，減小徐變，加快收縮速度，提高抗滲能力[12]。然而，蒸汽或蒸壓養護給施工帶來困難，也提高了制備成本。因此，不采用蒸汽或蒸壓養護時，如何獲得RPC材料的高性能，也成為研究的一個熱點。吳炎海等[7377]也都開展了不同養護制度和齡期對RPC材料性能影響的研究，結果表明，蒸養對提高材料性能具有極其有利的作用，并提出了相應的最佳養護條件。

養護時的壓力對UHPC的性能也有影響。研究結果表明，在凝結過程施加5～25 MPa的預壓力時，RPC的抗彎強度可提高34%～66%，韌性可提高3.39～4.81倍，這是由于預壓力可消除孔隙和自由水，使顆粒更加緊密[78]。蒸壓時間、溫度和壓力均會影響RPC的性能；對于每一個壓力和溫度，存在一個臨界蒸壓時間；蒸壓時間過長，反而會使其力學性能有所下降[79]。蒸壓養護對提高RPC抗壓強度作用明顯，但是其抗折強度和韌性反而低于28 d標準養護的RPC，這可能與蒸壓養護對提高鋼纖維和水泥石的粘結作用不大有關[22，79]，而在RPC中增加粉煤灰和礦渣用量可減少蒸壓情況下其抗折強度和韌性的降低[79]。3超高性能機理

3.1微觀結構

文獻[80]中從測量的納米尺度力學性能出發，采用四層次多尺度微觀結構模型，精確計算UHPC的剛度，且證實了纖維基體界面是無缺陷的。此后，許多學者采用SEM，EDS微區元素點分析與X射線衍射等試驗，對RPC的微觀結構開展了研究，進一步揭示了RPC形成高性能的基本原理。

RPC密實度與強度之間存在著高度的相關性[8081]，但是最大密實度并不代表最高強度，強度取決于其微觀結構和水化階段的性能[8283]。蒸壓養護能降低CSH凝膠中的CaO/SiO2，使RPC中形成針狀和片狀的托勃莫來石[40，84]。電導率與水化度存在一種函數關系，當水化度達到26%時，孔隙不連續，采用超聲波技術可以監測凝結硬化過程RPC的孔隙半徑的變化[81，85]。UHPC孔結構可用表面分維來表示，且建立了混凝土的紋理、硅酸鹽鏈長（表面分維）和CSH量的關系[85]。

高溫可促進水泥、硅灰和石英粉的化學反應，當溫度達到250 ℃時，RPC中出現硬硅鈣石。隨著養護溫度的增加，CSH平均鏈長增加[8687]。堿激發水泥RPC （ARPC）在抗壓強度相同情況下，具有更高的抗彎性能、斷裂能以及與鋼筋的粘結性能；由于ARPC的CaO/SiO2較低，其納米的孔結構有利于水分的逸出，內部孔壓力較低，因此具有更好的抗火性能[8889]。

3.2纖維增強增韌機理

研究結果表明，未摻入鋼纖維的UHPC，在進行受壓試驗時由于內部積聚的能量太大而呈現爆炸性破壞，表現出較普通混凝土和高強混凝土更大的脆性。因此，UHPC一般摻有纖維，故它也可視為基體與纖維的復合材料。纖維主要以細鋼纖維為主，直徑較小，為0.20～0.22 mm，長細比較大，為55～70，而UHPC基體的膠凝粒徑小，因而它與基材間的粘結滑移、纖維的拉拔、纖維橋接和裂縫的偏轉作用以及對混凝土材性的增強機理都有其自身的特性。為此，對纖維的增強增韌機理開展了大量的研究。

文獻[90]中研究了鋼纖維分布角度分別為0°，30°，45°，60°，90°時對RPC斷裂性能的影響。結果表明：當分布角度為0°時，構件的平均應變最大，其變化規律為0°～60°降低，60°～90°增加；軸拉構件在0°～40°之間為延性破壞，60°～90°之間為脆性破壞，40°～60°則處于中間狀態，RPC的偽應變強化效應與鋼纖維的分布特征有較大的關系，但是纖維分布方向對抗壓強度的影響較小。

大量的研究表明，鋼纖維對UHPC的抗拉強度和韌性有明顯的提高作用，這種提高作用，在不影響鋼纖維分布均勻性的前提下（一般在3.5%～4%之間），與鋼纖維的摻量成正比[9193]。受拉破壞時，在開裂口處由于鋼纖維的橋搭作用，與普通混凝土相比，它的抗拉強度和韌性有很大的提高，其破壞形式是鋼纖維被拔出破壞，而不是拉斷破壞[9496]。

對抗壓強度，鋼纖維也有一定的增強作用，但是一般認為存在一個界限摻量，當超過這個摻量時，抗壓強度不升反降。對于這個界限摻量，各國學者有不同的看法，從2%到4%都有[97100]。

為探討纖維對UHPC強度（尤其是抗拉強度）影響的細觀作用機理，一些研究對纖維與UHPC基體的相互作用開展了研究。文獻[101]中提出了一種新型的抗拉試驗方法（在夾具和試件間采用轉換板，使拉應力均勻）用于測試纖維的拔出試驗。通過優化UHPC基體的材料配制比例，鍍銅直纖維與UHPC的最大等效粘結應力可達到22 MPa，纖維的最大拉應力可達到1 840 MPa，拉出所需要的能耗為71 J?mm-2，其粘結強度、纖維最大應力和拉出耗能分別為HSC的7倍、4倍和20倍；此外，UHPC的拉拔荷載位移曲線達到最大荷載后沒有出現像HSC曲線的突然下降現象，表明UHPC與纖維的摩擦因數更大，其密實性較HSC更好[102]。文獻[103]中研究鍍銅直纖維、變形纖維（彎勾纖維和扭轉纖維）物理化學界面的粘結性能，變形纖維的粘結強度47 MPa是直纖維的5倍。通過優化UHPFRC的配合比，直纖維的粘結強度可以從10 MPa提高到20 MPa。硅灰對粘結性能有利，最優的硅灰水泥比為20%～30%，當硅灰水泥比為30%時，其粘結強度可提高14%[104]。文獻[105]中認為，摻入質量分數為3%的鋼纖維，其抗壓強度、彈性模量、收縮性能和界面性能最好，并給出了粘結應力滑移模型。4材料性能研究

4.1拉、壓強度等基本力學性能

在強度等力學性能方面，主要研究內容有抗壓強度、抗拉強度、韌性、彈性模量和應力應變曲線、極限應變、泊松比、平均斷裂能、延性、熱膨脹系數等，其中，抗壓強度、抗拉強度是UHPC最基本的力學性能，已開展了大量的研究。

在材料性能的測試方面，與普通混凝土和高強混凝土一樣，UHPC也存在著尺寸效應問題，因此如何根據其特點，制定統一的測試標準，已成為研究的主要內容。由于UHPC基體組成材料的最大粒徑不超過1 mm，因此除了一般混凝土測試方法外，研究人員還采用了砂漿或膠砂的測試方法。中國學者常采用邊長為150 mm（混凝土標準試件）、100 mm（混凝土非標準試件）、70.7 mm（建筑砂漿試件）和40 mm（膠砂試件）等立方體試件和尺寸為150 mm×150 mm×300 mm和100 mm×100 mm×300 mm等棱柱體試件[106112]；國外研究人員常采用Φ76×153，Φ100×200，Φ90×180等圓柱體試件[12，109111]。文獻[110]中的研究結果表明，如果不摻入纖維，RPC的尺寸效應與普通混凝土或高性能混凝土大致相同，但是如果摻入纖維，RPC的尺寸效應變得明顯。文獻[112]中認為，與摻入纖維的UHPFRC相比，不摻入纖維的UHPC抗壓強度的變異系數較大?？偟膩碚f，小尺寸試件所測的強度要大于大尺寸試件，但是各尺寸試件所測強度之間的比值，目前還沒有統一的結論。

文獻[108]中認為，邊長分別為70.7 mm和40 mm的試件對應的是建筑砂漿和水泥膠砂試件規格和測試方法，與現有普通混凝土或高強混凝土的測試方法之間存在一定的差異，不應作為RPC抗壓強度的測試試件。鑒于一般檢測機構或實驗室的壓力機能力，文獻[17]，[106]，[108]中均建議采用邊長為100 mm的RPC立方體試塊為標準測試試件。根據不同形狀試件的測試結果可知，立方體試件的抗壓強度大于棱柱體的抗壓強度，文獻[108]中匯總了65個試驗樣本，得出二者之間的比值為0.87，略高于《混凝土結構設計規范》（GB 50010―2010）[113]中規定的高強混凝土C80的二者比值0.82。

目前混凝土抗拉強度主要的測試方法有軸拉試驗、劈裂試驗和抗折試驗3種。由于混凝土材料的抗壓強度高，抗拉強度低，且抗拉強度測試難度較大，在結構中發揮的作用較小，因此抗拉強度的測試并沒有得到重視，各種測試結果之間的關系以及工程中的應用標準還不統一。雖然UHPC的拉壓比與普通混凝土的拉壓比相差不大，但是其抗拉強度絕對值已達到10 MPa或更高，在結構受力中能發揮一定的作用，因此，UHPC的抗拉強度研究受到了重視。UHPC的抗拉強度測試方法，基本沿用了普通混凝土的3種測試方法，研究結果表明，同普通混凝土一樣，UHPC測得的抗拉強度從高到低依次為軸拉強度、劈拉強度以及彎拉強度，但是對于各種測試結果之間的比值量化關系，目前為止還沒有公認的定論[12，91，100，108]。

除抗壓強度、抗拉強度外，許多研究者對UHPC的其他材性進行了綜合性的研究。美國聯邦公路局[12]和美國密歇根州交通技術研究院[13]對UHPC的強度、耐久性、長期性能等力學性能進行了較為系統的研究，為其在美國橋梁工程中的應用奠定了理論基礎。文獻[114]中研究了RPC200的棱柱體抗壓強度、立方體抗壓強度、劈拉強度、彈性模量、峰值應變、泊松比等參數，并建立了彈性模量和峰值應變的擬合公式。文獻[115]中采用超聲波技術來測定UHPC的彈性模量和泊松比。文獻[110]中認為，ACI公式可以預測UHPC的彈性模量。

Fehling等[116]研究了不同鋼纖維摻量UHPC的受壓應力應變曲線，認為不摻入鋼纖維UHPC受壓破壞時呈現爆炸性，無曲線下降段；摻入鋼纖維UHPC的應力應變曲線則存在明顯的下降段，但是隨著鋼纖維摻量和分布的不同，曲線下降段的斜率不同。對于應力應變曲線的上升段，不同養護方式所對應的系數也是不一樣的[110]。Prabha等[109]通過MTS測得不同鋼纖維種類和摻量RPC的單軸受壓應力應變全曲線，認為RPC的應力應變曲線上升段近似呈直線，下降段的形狀則取決于鋼纖維含量和種類。纖維的形狀（光滑、彎鉤、扭轉）對抗拉強度、峰值應變和耗能能力的影響較小，而纖維的體積摻量起決定性的作用；光滑纖維與UHPC基體的粘結強度高，所以未必需要彎鉤和扭轉的纖維[117]。Fujikake等[118]采用伺服控制試驗機，研究了不同應變率對RPC受拉應力應變全曲線的影響。結果表明，初裂抗拉強度和極限抗拉強度都隨著加載速率的提高而增加。

文獻[119]中對抗拉和抗壓本構關系測試方法進行了改進，研究發現，鋼纖維對抗拉強度提高明顯，但是對抗壓強度和彈性模量提高不明顯。文獻[120]，[121]中由彎曲試驗采用反向分析方法來量化UHPFRC的受拉應力應變關系，并將計算結果與直拉試驗結果（DTTs）進行了比較，發現峰值應力和對應的應變略微偏大。

Liang等[31，33，108]研究了不同砂膠比、水膠比、鋼纖維摻量對RPC強度的影響。結果表明：隨砂膠比的增大，RPC的抗折強度、抗壓強度均減??；隨水膠比的增大，RPC的抗折強度增大，但是抗壓強度在水膠比為0.18時達到最大值；隨鋼纖維摻量的增大，RPC的軸拉強度、劈拉強度和抗折強度均增大，但是抗壓強度在鋼纖維摻量2%時達到最大值。

4.2體積穩定性

收縮、徐變等體積穩定性是RPC長期性能研究的主要內容[1213，122124]。研究結果表明：由于孔隙致密，采用蒸汽養護的RPC收縮和徐變均減小，收縮的速度較普通混凝土快，在24 h內可完成總收縮量的1/2，這有利于預應力RPC構件工廠化生產時生產效率的提高；隨著水灰比和高效減水劑摻量的增加，RPC收縮增大[125]。對于溫度20 ℃、相對濕度50%下養護的RPC，標準試件（75 mm×75 mm×280 mm）1 d的總收縮為377×10-6，7 d的總收縮為488×10-6，其早期收縮占總收縮的77%；與標準試件相比，小試件（25 mm×25 mm×280 mm）的總收縮較大[126]。

在RPC中摻入SAP（Superabsorbent Polymer）和SRA（Shrinkagereducing Admixture）可使RPC的自收縮降低[127]。在阻止水蒸發方面，采用石蠟效果比較好。在凝結時間試驗中，當抗穿透壓力為1.5 MPa時，UHPC的應力開始發展，這個時間比初凝時間早0.6 h，該時間被定義為零應力點；自收縮應變比總應變大，15 d時為6.13×10-4。超聲波技術可用于測量其早期抗拉強度和彈性模量[128]。文獻[129]中認為：零應力點是澆注后6 h；從6～15 h，自收縮應變為5.77×10-4；由于自干燥，30 d時，自收縮應變為7.53×10-4；因為玻璃纖維增強復合材料（GFRP）的剛度最低，只有普通鋼筋的1/4，采用GFRP的自收縮應力只有采用普通鋼筋變形的66.5%～70.1%；鋼筋表面特性對自收縮影響不大。文獻[130]中認為，摻入纖維可以減少SRA從UHPC中的滲出，減少早期收縮，從而提高UHPC的抗裂性。高溫養護加速了水化和自干燥過程，所以UHPC自收縮增加[131]。

對于預測長期性能來說，采用拉伸徐變比抗拉強度更合適，因為拉伸徐變更為敏感且重要。熱處理和鋼纖維對拉伸徐變性能的影響較大，由于纖維基體界面在熱處理下變得致密，短直鋼纖維能降低UHPC的拉伸徐變[132]。對于徐變，雖然徐變系數較小，但是由于材料的強度提高，早齡期加載產生的徐變變形還是相當可觀的，因此，工程應用中應盡可能地采用晚齡期加載。

4.3耐久性

對于RPC的耐久性研究，其主要集中在抗除冰鹽腐蝕、抗氯離子滲透能力以及抗凍融循環能力等方面[1213，133136]。

大量的研究均表明：RPC具有非常致密的細觀結構和很強的抗滲透能力以及很好的抗凍融循環能力[137]；UHPC的耐水性比普通混凝土好（以滲出的鈣為指標）[138]，UHPC具有很好的水密性和愈合裂縫的能力[139]，UHPC耐硫酸鹽、氯鹽，但是不耐高濃度硫酸[140]。文獻[141]中指出：UHPC的抗彎強度是抗壓強度的16%～18%；將凍融循環1 098次構件與放置于20 ℃的水中養護1年的構件相比，其抗壓強度和彈性模量反而增加。文獻[142]中指出，氣體滲透法比孔結構能更準確評價UHPFRC的耐久性；UHPFRC的耐久性較普通混凝土和砂漿好。

4.4其他性能

研究人員對UHPC的其他性能也開展了研究，如高溫、抗爆抗沖擊、粘結性能等。

UHPC立方體抗壓強度在溫度達到100 ℃時開始下降，在200 ℃～500 ℃之間時增加，溫度超過600 ℃后又開始下降。當溫度低于300 ℃時，UHPC立方體抗壓強度隨著纖維摻量的增加而增加，但是當溫度高于300 ℃時，UHPC立方體抗壓強度隨著纖維摻量的增加而降低。UHPC立方體抗拉強度在200 ℃時開始下降，在200 ℃～300 ℃之間時增加，溫度超過300 ℃后又開始下降。當溫度低于600 ℃時，UHPC立方體抗拉強度隨著纖維摻量的增加而增加，但是當溫度高于600 ℃時，UHPC立方體抗拉強度隨著纖維摻量的增加而降低。在火災環境下，UHPC抗拉強度降低速度比其抗壓強度快，UHPC強度降低速度和質量損失率低于普通混凝土和高性能混凝土[143145]。在UHPC中復摻鋼纖維和聚丙烯纖維，聚丙烯纖維在高溫下融化后，為蒸汽提供逸出通道，提高了UHPC的抗火性能，但是其效果不如高強混凝土和高性能混凝土[146]。

UHPC抗爆性優于普通混凝土[147]，穿透深度小于C30混凝土的1/2[148]，鋼纖維可避免它在動荷載下產生粉碎性破壞[149150]。Lai等[151]建立了受沖擊后RPC的本構關系，并模擬了其沖擊破壞過程。Tai[152]建立了動能量耗能能力與高應變率、鋼纖維含量之間的關系。文獻[153]中研究了彎曲荷載和剪切荷載下的UHPC動力特性，給出了動力增長系數的變化規律。文獻[154]中的研究發現，UHPC在動載下的抗壓強度、劈拉強度對應變率和應力率很敏感。文獻[155]中采用離散元編制并驗證了模擬彈體侵徹的程序CORTUF。

UHPC的粘結性能包括它與鋼筋的粘結性能和它與其他混凝土的粘結性能。文獻[156]，[157]中研究了光圓鋼筋與RPC的粘結性能。文獻[158]中研究了高強鋼筋與RPC的粘結性能，結果表明，與普通混凝土相比，高強鋼筋與RPC的荷載滑移曲線上升段較陡，下降段平緩或有回升。文獻[159]中研究了碳纖維增強復合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP）筋與UHPFRC的粘結，發現光圓CFRP筋的粘結強度與磨砂CFRP筋的相差不多；隨著CFRP筋直徑和錨固長度的增大，粘結強度降低，破壞發生在CFRP筋外層。此外，有些學者還研究了RPC的斷裂性能[96]、抗裂評價方法[160]、疲勞損傷[161]等。5工程應用研究

5.1基本構件的受力性能

配筋RPC梁和預應力RPC梁受力性能的研究，主要集中在RPC較高的抗拉能力對結構正截面和斜截面抗裂性能與極限承載力影響的分析上，研究結果表明，在設計計算中應以充分考慮RPC材料優良的抗拉能力[162172]。與普通梁相比，UHPFRC梁具有更好的極限荷載、剛度和抗裂性能[171]。澆注UHPC方法不同，即從梁的中間部位開始澆注和從梁的端部開始澆注，鋼纖維的方向不同，UHPC梁的抗彎性能也不同[172]。文獻[173]中研究了UHPC梁的扭轉性能，發現隨著配箍率的增加，極限扭轉強度和扭轉剛度增加，且極限扭轉強度隨著縱筋配筋率的增加而增加。

與配普通鋼筋相比，采用高強鋼筋的UHPC梁具有較好的延性和較高的富余承載力[174]。在梁中采用UHPC作為受拉鋼筋，可承擔30 MPa的彎曲拉伸強度，且沒有任何滑移現象，梁具有較好的延性[175]。與沒有鋼骨的UHPC梁相比，預應力鋼骨UHPC梁具有較高的富余抗剪承載力、裂后剛度以及較好的剪切延性[176]。

對UHPC梁板的抗沖擊能力也進行了研究，在沒有箍筋情況下，沖擊荷載作用下的RPC梁產生很多細小的裂縫，發生延性的彎曲破壞[177]。在RPC梁中，加載速度的增加將使其極限荷載、荷載位移曲線下降段的斜率和極限撓度得到提高[178]。文獻[179]中研究了UHPFRC在沖擊荷載和靜力荷載下的反應；在沖擊荷載下，板的強度和斷裂能遠大于靜力荷載時的。文獻[180]中對UHPFRC板在沖擊荷載下的性能進行了數值模擬，在該模型中考慮了UHPFRC的應變軟化，并進行了參數分析。文獻[181]中比較了普通混凝土柱和UHPC柱在沖擊荷載下的性能，并進行了仿真分析。