表面化学处理方法篇1

关键词：模块；兴趣；优化；计算机；文字处理；表格处理

中国分类号：G434

1.引言

计算机经历了从80年代初期到当下30多年的发展，已经实现了一种质的飞越，尤其随着现代互联网技术的盛行，计算机应用技能已经成为现在许多人入职技能的基本要求，而在这众多的计算机处理技能中，计算机的文字处理与表格处理又构成计算机应用技能中最基本的技能，所以加强计算机的文字与表格处理能力非常有必要。但是现在一些中职学生的这两种能力并没有随着计算机的发展实现突飞猛进的进步相反很多学生这两种计算机处理能力却在倒退，甚至不如80年代初期一些人的处理能力。文章结合当下一些学生的计算机处理能力的基本现状，分析了教学过程中的一些弊端，针对这些现状和学生的问题提出了一些具体的应对措施，并且结合教学中的问题推进计算机教学模块化和兴趣化的开展。通过加强模块与兴趣的紧密结合等这些建议希望能够优化计算机教学中文字处理与电子表格处理两部分内容。

2.计算机教学现状分析

2.1考评形式单一化

考评的真正意图是要了解学生对于计算机理论与应用的掌握程度，学生的考试成绩可以作为一种参考尺度，但是我们不能完全依靠考试成绩判定一个学生的计算机能力，毕竟考试内容具有片面性非全面性，仅通过成绩来看很难全面反映一个学生的计算机掌握情况。但是在现实生活中，很多学校缺乏其他的考评制度，不得不选择学生的考试成绩作为唯一的考评标准，而这样的做法独断、专一，往往并不能帮助我们发现计算机专业学生的应用能力的真正水平。因此，新的考评制度迫切需要被制定出来。

2.2理论性很难与应用性完美结合

理论性与应用性的难以完美整合主要是教学课时有限，理论与应用的教学课时比例分配难以针对学生个人的学习情况，而其根本解决突破口在于，老师的知识教授与学生自主的课下练习。这些归根到底是学生缺乏对计算机学习的兴趣。我们都知道一台计算机是由硬件与软件构成的，学习计算机知识就不得不从这两方面学习入手，但是我们不能只是一味地学习知识。计算机的学习本身就是一个应用与掌握的过程，如果我们只是学习书本上的知识，那我们最后也很难真正熟练操作计算机，计算机学科本身就是一门应用型学科，只有在理解理论知识的基础上善于运用、熟练操作计算机软件才能称作真正学精。在学校的学习中，教学大纲规定的教学内容并不能满足计算机学科的学生掌握技能的基本要求，学习理论知识太多就会变成“纸上谈兵”而操作应用太多就会专一而不全面，怎样做到理论性与实践性的结合在计算机文字处理及电子表格处理过程中的关键是如何激起学生对计算机的热爱。

3.优化计算机文字处理及表格处理的建议

3.1模块化讲授，标准化考评

很多学生在学习计算机的文字处理与表格处理时缺乏必要的意识和有针对性的、模块式的练习。这样在打字时他们也能在短时内完成必要的文字输入和表格操作，但是耗费的时间和精力却比那些有针对性和模块式练习的学生多很多。这样同样是完成一种操作处理有的学生很轻松的完成但是有的学生却要费九牛二虎之力才能做完。这也是为什么我们要强调模块教学的原因。模块教学主要是针对一些文字处理和电子表格处理的操作过程分模块来练习、操作，进而达到熟练操作应用的目的。针对于每一模块采用一定的标准进行考评，对于文字处理部分可能采用中英文输入的时间长短、准确率的高低来考评，对于电子表格处理可能采用表格设置的完善程度，格式的正确与否等标准进行考评。这样通过分割模块进行针对性练习操作，通过标准化多形式的考评来达到检验的目的，通过这种方法使学生能够受到制度的约束努力加强提高计算机文字处理及电子表格处理的能力，优化其教学过程。

3.2多样化教学模式，激发学生的学习兴趣

计算机教学大纲规定的教学内容往往枯燥、乏味很难引起学生对计算机学习的兴趣。但是兴趣是最好的老师，缺乏兴趣的学习往往无功而返，并且会抑制学生在计算机领域的创造能力。我们应该积极改进计算机的教学模式，突破传统的单调的计算机学习课堂，采取灵活多样的，多元化的计算机教学方法，从而提高学生对计算机学习的兴趣，爱上计算机学习。例如采取“激励式”教学模式，老师对文字处理和电子表格处理能力强的学生给予一定的物质奖励或精神奖励，毕竟人都有一中荣誉感，都愿意得到他人的肯定与表扬。或者采取“追赶式”例如之前很多学生都不愿意学习五笔法输入汉字，但是有些学生愿意坚持，路遥知马力，日子久了就会知道技不如人，在与其他同学网络聊天时根本追不上别人的打字速度，这样在学生心理会产生一种追赶欲望，想要赶上甚至超过打字较快的学生，所以自己在以后认真努力练习。通过这种“激励式”与“追赶式”的教学模式的变化，会激发学生的学习兴趣甚至可以称作“好胜心”和“战斗欲”，这样学生慢慢就会爱上计算机的学习，并且会主动自己找时间练习计算机的应用，上述的一些问题慢慢就会得到一些改善。

4.总结

优化计算机文字处理和电子表格处理的教学我们从“模块+兴趣”两方面来分析，“模块”方面主要谈论的是从教师方面，从教学内容具有针对性、分割模块的方面改善来提高学生计算机处理的能力；“兴趣”方面主要谈论的是从学生自身的角度，教学模式和方法的转变激发学生内心对计算机文字处理与表格处理的浓厚兴趣。在不同的角度分析同一种问题得到不同的解决建议，优化计算机文字处理与电子表格处理的教学过程任重而道远，随着时代的不同又会产生不同的教学要求，针对于“模块”与“兴趣”相结合的方面来谈，上述建议对计算机教学有着不可小觑的参考价值。

参考文献

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表面化学处理方法篇2

关键词：模具制造；表面处理技术；发展趋势；应用

1.前言

众所周知，模具是现代化生产中一项十分重要的工艺装备。随着经济的快速发展，汽车制造业、家电工业以及航空航天业也得到快速发展，模具工业在实际发展过程中面临较大的难题。因此，对于模具的研究也成了一个热门话题，在如何促进生产模具成本降低、怎样促进模具质量得到提高以及怎样促进使用模具周期得到延长等都是主要研究内容。其中，表面处理技术应运而生，成为延长模具寿命、提高模具性能的重要技术。模具表面处理技术主要是采取相应的措施将模具表面的成分、性能以及组织合理改变，从根本上促进模具各方面的性能得到提高。对于模具不会产生实质上的伤害，模具表面处理技术对于延长模具使用周期以及模具质量的提高有着非常重要的作用。文章主要从模具制造中表面处理技术的主要技术方法、表面处理技术的发展趋势两方面出发来探讨此问题。

2.分析模具制造中表面处理技术的相关要点

2.1物理表面处理法

2.1.1高频表面淬火技术

模具在制造过程中将模具在交变磁场中放入，让模具出现感应电流且起到加热的作用称为高频表面淬火。有着较高的电流频率，则表示电流有着较薄的加热层。淬火技术实施以后，奥氏体化会在热度很高的环境中进行，因此会有很多晶核，但这种类型的晶核长大有着一定的难度，故在模具表面采用高频表面猝火技术后则会出现隐晶马氏体的组织。淬火后模具的表面硬度提高而且脆性极大的降低。因为控制淬硬层以及加热层的厚度相对容易，能够促进自动化以及机械化的实现，所以高频表面淬火技术得以广泛应用。但是，该技术在处理有着相对复杂形状的模具时有着一定的难度。

2.1.2火焰表面淬火技术

模具表面处理技术中的火焰表面淬火主要是对模具表面采用煤气一氧以及乙炔―氧等火焰进行加热。由于火焰的温度特别高，会达到3000摄氏度以上，因此，能将工作表面迅速加热到淬火温度。加热温度满足一定条件时，则通过水以及空冷进行喷射处理，确保模具温度能够在最快的时间内冷却。若要调节淬硬度和厚度可以调节加热的时间和冷却的速度。火焰表面淬火技术有着较低成本以及较为简单设备等基本优势，而有着较低的生产效率是该处理技术的缺点，而且因为模具在制造过程中表面出现过热的情况不相同，所以，在控制质量方面有一定的难度。火焰表面淬火技术具体是用在批量较小、没有较高质量要求以及单件的模具中，对于那些大批量的模具和质量要求较高的模具不适宜用火焰表面淬火技术[1]。

2.1.3激光表面淬火技术

所谓激光表面淬火技术就是利用激光辐射到金属的表面，一旦激光束离开模具表面，则会通过金属自身有着热传导功能出现“自淬火”的情况，造成金属表面出现马氏体转变的情况。模具表面处理工作中通过激光处理主要是分成激光非晶化、激光冲击、激光表面融化处理以及激光相变硬化等4个方面。为激光相变硬化属于应用得较为普遍的一种。与其他的淬火方法相比，通常是在温度梯度较高的情况下进行激光淬火处理的。激光淬火技术实施之后，会在模具的表面形成一种硬度极高的特殊淬火组织。这种淬火组织的硬度十分高，一般会比一般的淬火硬度高出15%到20%[2]。而且淬硬层深度可以达到0.1mm到2.5mm。由于以上特点，所以模具表面采用激光淬火技术能够在很大程度上促进模具结构耐磨性质的提高，同时还能够促进使用模具的周期得到延长。

2.2化学表面处理技术

所谓化学表面处理技术主要是在相应的温度条件下保温模具，接着在模具的表面深入不同或者单一的元素，从根本上促进模具组织以及化学成分得到改变，进而达到改进模具的表面性能、满足模具的技术要求。

2.2.1渗碳技术

渗碳技术就是在模具的表面形成一层渗层，这样渗透层有着大概1～2mm左右的厚度，大概0.8～1.05%之间的含碳量。渗碳技术的构成技术具体有离子渗碳、真空渗碳、气体渗碳以及固体渗碳等4种不同类型。通过渗碳技术能够有效提高模具在使用过程中耐磨性能以及硬度等，同时还能够使模具芯部的韧性以及塑性处于良好的范围内。由于渗碳技术的这些特性，所以此技术一般会应用于受严重磨损和较大冲击载荷的模具。但是，渗碳技术会使模具变形，所以对精度要求极高的模具不适于应用此种技术。渗碳技术之所以会使模具变形很大是因为渗碳温度较高，渗碳技术过后，还要进行热处理，所以变形会很大[3]。该技术有着较广处理范围、较小环境污染、较小工件变形、较为平缓的碳浓度梯度以及较高渗碳率等优势，有着较大的实用价值。

2.2.2渗氮技术

与渗碳技术相比，渗氮技术有许多优点。比如说采用渗碳技术处理模具表面后，模具结构的抗热性、耐磨性、抗疲劳性以及抗腐蚀性都得到明显提高。除此之外，渗碳技术由于温度高，使得模具变形会很大。而渗氮技术在温度方面有着较低的要求，因此，渗氮技术应用之后，模具变形相对较小，因此，此技术可以应用于对精度要求很高的模具身上。渗氮技术在实际运用过程中也存在缺点。比如说，渗氮工艺相当复杂，所需要的时间相对较长，而且成本相比较于渗碳技术要高。此外，渗氮技术虽然在各种各样的模具中都有所应用，但是，对于那些形状很复杂的模具，渗氮技术很难进行均匀的加热和渗层，而且此种技术渗层较浅。所以，渗氮技术在实际应用中还是有较大的约束。

2.2.3碳氮共渗技术

碳氮共渗技术主要是在相同时间内将氮与碳注入模具表面处理表面技术。这种技术主要分为两类，一种是液体碳氮共渗技术，另外一种是气体碳氮共渗技术。由于液体碳氮共渗技术毒性很强，对于环境造成很大损害，所以已经很少被应用了。碳氮共渗技术有着较强康粘着性、较强耐磨性、较小模具变性以及较快处理速度等优势，同时会在很大程度上促进使用模具的周期得到延长。

2.2.4渗硼、渗金属技术

渗硼技术有着较多的处理方法，具体分成气体渗硼、盐浴渗硼以及固体渗硼等方式。各个国家对此种方法都做了不同的研究。前苏联等国家主要将其用于冷热加工模具上；日本研究的液体渗硼方式主要是以硼砂熔盐为主，这样的方式能够促进使用模具的周期得到有效提高，比一般的方法可以使寿命增加4到20倍。除了以上两个国家，德美两国也研究了一些硼与其他元素的共渗工艺。渗金属以及渗硼等技术具体是在模具冷热制造中应用，例如塑料膜、压铸模、锤炼模等模具中适合使用。

2.3表面覆层处理法

2.3.1电镀、刷镀、化学镀技术

电镀技术主要是通过化学方式将合金以及薄层金属在模具表上进行沉积处理，形成湿式镀覆类型。这种方法的好处就是操作时温度较低，因此，模具不易变形，而且模具本身的性能也不会因此而受到影响。但是，电镀技术在实际运用过程中也存在问题。如因为镀层有着较低的摩擦系数造成提高模具的耐磨性，因为镀层有着较大的空隙，因此模具采用镀金技术进行表面处理时有着较差的耐腐蚀性。

刷镀技术在实际运用过程中的优势较为明显，比如说刷镀技术在现场操作施工时相对容易，模具大小、形状等因素并不会影响刷镀技术的操作，因此，具有很大的经济效益。而且刷镀技术还有着较高性能、较好镀层质量、较为方便操作以及较快的沉积速度等优势。

化学镀主要是指在电解质溶液中通过还原剂还原金属离子在工件表面上催化城活动，将可以和机体表面有结合能力的涂镀层进行沉积处理。化学镀的优势是它可以应用于形状复杂的模具上面。主要是因为化学镀技术没有分散能力以及深度等现象。

在实际的生产应用中，单金属的镀层结合无法满足模具在质量上的相关需求，因此，复合镀技术应运而生。复合镀可以集合各种单金属镀层的优点，能够将模具性能以及质量明显提高，有效延长使用模具的周期。

2.3.2热喷涂技术

热喷涂技术具体是将喷涂材料通过热喷涂技术进行加热到半熔化或者全溶化的形状，同时在规定的速度下进行沉积喷射处理，采用预处理的方式在基体表面构成相应的涂层。热喷涂技术有以下优势：第一，设备比较轻便，有利于现场进行实施。第二，有着较为灵活的工艺以及较少的操作，在一定程度上使施工所花的时间减少。第三，通过热喷涂技术处理模具表面，不会因为模具表面的大小尺寸影响效果，有着较强的适应性。第四，热喷涂技术比较容易控制，涂层的厚度是可以控制的。第五，该表面处理技术在不同方面的基体材料的构件处理均使用，能够在各种类型固体材料上进行不同性能图层以及防护涂层的制备。

热喷涂技术主要包括以下几种：第一，通过火焰进行喷涂，该类型的喷涂技术主要有粉末以及火焰等2种类型。第二，爆炸喷涂。主要是通过乙炔气以及氧气进行点火燃烧处理，使气体出现膨胀而导致爆炸的情况，将冲击波以及热能全面释放，热能可以融化喷涂粉末，而释放的冲击波能够加快喷射荣荣粉末的速度，在工件表面上喷射构成涂层。第三，超音速喷涂。是指采用阻燃剂以及燃料航空煤油通过比例配置混合后在燃烧室内导入，由于爆炸式燃烧出现的高温气体在经过膨胀管处理后有着超音速。第四，电弧类喷涂。主要分成水文等离子喷涂、真空等离子喷涂、等离子喷涂以及电弧喷涂等4种类型。

2.3.3化学气相沉积技术

化学气象沉积技术是在固态表层上通过气态物质引起的化学反应后出现固态沉积物的类型。这种表面处理技术具体分成金属有机化合物、激光辅助化学气相以及离子化学气象等3种不同类型的沉积技术。

2.3.4离子注入技术

模具表面处理技术中应用离子注入技术主要是在固体中引入具有掺杂剂原子的材料，主要是处于真空系统的环境下注入离子，通过加速的方式，在固体材料中注入掺杂原子的离子，从根本上形成具有特殊性质的范围以及表面层。离子注入技术的应用可以改善模具工作零件的表面力学性能，比如说可以极大的提高模具表面的硬度、增强模具的耐摩擦力、增强模具的抗疲劳强度。

3.模具表面处理技术的发展趋势

模具制造过程中已广泛应用表面处理技术，对于提高模具的质量、增强模具的抗腐蚀能力、增强模具硬度、增强模具的耐摩擦力、增强模具的抗疲劳强度等方面做出了突出的贡献，但是还具有广阔的开发前景。目前我国在模具表面处理技术的发展方面与先进国家对比的差距较大，分析出现差距的原因，我国的模具制造过程中的表面处理技术应该从纳米表面技术以及复合表面技术等方面研究。除了研究一些新的处理技术，同时还应该将表面处理传统的技术进行改进，可以减少环境污染和资源的浪费，从而提高模具表面处理效果。还有很重要的一点就是要将传统的表面技术与现代的表面处理技术结合起来，在模具表面处理技术中应用纳米技术。现阶段，研究模具制造过程中应用的表面处理技术属于相对重要的工作，确保表面处理技术能够在大型以及精密的模具中应用。

4.结语

综上所述，随着经济的快速发展，汽车制造业、家电工业以及航空航天业也得到快速发展，因此，模具工业在实际发展过程中面临较大的难题。模具表面处理技术主要是采取相应的措施将模具表面的成分、性能以及组织合理改变，从根本上促进模具各方面的性能得到提高。对于模具不会产生实质上的伤害，模具表面处理技术对于延长模具使用周期以及模具质量的提高有着非常重要的作用。使得模具的耐磨损性能、耐腐蚀性能、耐疲劳性能等显著增加。由于表面处理技术的这些优点与功能，使得表面处理技术得以迅速的发展，同时，表面处理技术在模具制造工作中有着较为良好的发展趋势。

参考文献：

[1]周铮.工程材料与热处理[J].山东大学出版社.2011：123-125

表面化学处理方法篇3

【关键词】钛合金低模量表面处理生物相容性

一种好的种植材料不但应该拥有良好的生物相容性，还应该具备生物活性[1]。对于种植体而言，种植表面最好能诱导骨的形成并能与骨组织产生化学结合，而不仅仅是物理上的紧密接触。虽然等离子喷涂的羟基磷灰石（HA）涂层已在临床上普遍应用，但从以往种植失败的病例看，HA涂层种植体的远期疗效令人质疑。本研究将对具有自主知识产权的亚稳β型低模量Ti24Nb4Zr7.9Sn（TNZS）合金[2]采用独立开发的氧化加碱处理方法进行表面处理[34]，通过体外实验和体内实验对材料生物相容性进行检测，从而确定适合TNZS合金的表面处理条件，为进一步优化表面处理工艺提供指导，为该合金的临床应用提供理论依据，最终达到提高种植义齿的成功率、拓宽种植义齿临床使用范围的目的。

1材料和方法

1.1材料

10mm×10mm×2mm厚的TNZS小长方体试样，直径3.3mm、长6mm的圆柱形TNZS和CpTi种植体试样(中国科学院金属研究所钛合金研究部提供)。成年日本大耳白兔20只（中国医科大学实验动物部提供）。甲苯氨蓝，光固化树脂液（TEC7200，Heraeus），JSM6301F型扫描电镜，薄膜X射线衍射分析仪（XRD），能谱分析仪（EDS），牙科种植机(DentalUnitDSC1.400)，普通X光机，硬组织切片机（EXAKT，Germany），磨片机（EXAKT，Germany），光学显微镜（OlympusBX41），图像分析仪（MetaMorph/DP10/BX41，UIC/Olympus）。

1.2方法

1.2.1氧化加碱处理试样经超声波清洗20min，丙酮溶液中超声波清洗20min，70%乙醇溶液中清洗20min，蒸馏水溶液中清洗15min后在空气中400℃氧化处理24h，然后对氧化处理后的试样进行碱处理，过程如下：将试样在60℃的NaOH（10mol·L-1）溶液中浸泡24h，取出试样后在蒸馏水中轻轻清洗，40℃的空气中烘干24h。烘干后的试样放在电阻炉中以5℃·min-1的升温速率升到600℃，保温1h，最后炉冷到室温。

1.2.2检测仿生液浸泡过的活化合金表面将经氧化加碱性活化方法处理好的TNZS小长方体试样在两种仿生液中浸泡，一种是模拟人体体液(simulatedbodyfluid，SBF)，另一种是快速生物活性鉴别液(fastcalcificationsolution，FCS)，两种溶液所含的离子浓度以及与人体血浆离子浓度的对比见表1。每个试样在两种仿生溶液中浸泡24周，浸泡后将试样用蒸馏水轻轻冲洗，在50℃的空气中烘干24h。浸泡实验在培养箱中进行。表13种溶液所含离子浓度mmol·L-1

溶液c(Na+)c(K+)c(Mg2+)c(Ca2+)c(Cl-)c(HPO2-4)c(SO2-4)c(HCO2-3)血浆142.05.01.52.5103.01.00.527.0SBF142.05.01.52.5148.81.00.54.2FCS137.03.7-3.1145.01.9--

浸泡合金表面的形貌及成分用JSM6301F型扫描电镜进行观察，用EDS分析生成物的元素成分，用X射线衍射相分析方法来鉴定相的组成。

1.2.3检测表面活化处理后种植体与骨界面结合情况取兔，称质量，用10％水合氯醛麻醉。将兔仰卧固定于兔台，备皮，消毒术区，常规铺巾。切开兔左股骨区皮肤，钝性分离肌肉，暴露股骨中下段，使用牙科种植机制备Φ3.3mm的植入骨腔2个，相距约1.5cm，钻磨速度

动物于术后3个月处死，沿原手术路径完整取出双侧股骨，剔除表面肌肉组织，摄X光片。取含种植体的股骨标本放入福尔马林（pH7.2）中固定。1周后分切种植体，再用福尔马林（pH7.2）固定1周，每组种植体任选3个乙醇梯度脱水，光固化树脂液中梯度浸透、包埋、固化。用硬组织切片机将种植体纵向切片，厚度约30μm，再用磨片机磨片至10μm，然后以甲苯氨蓝染色。光学显微镜观察种植体骨界面骨形成情况。

采用计算机辅助图像处理系统，对已作形态学观察的组织磨片定量分析3个月不同材料直接骨性结合率（directcontactlengthfraction，DCLF）。每个标本3张切片，取其平均值。直接骨性结合率（DCLF）＝骨与种植体直接接触的长度/种植体的长度×100％。

1.3统计学处理

实验结果用SPSS10.0处理，单因素方差统计分析，P

2结

果

2.1对氧化加碱处理TNZS表面的检测结果

将TNZS放在两种仿生溶液中浸泡一段时间后，合金表面有不同形态的物质生成。在FCS溶液中浸泡后，合金表面的生成物为片状（图1a），而在SBF溶液中浸泡后，合金表面有大量球状沉淀生成（图2a）。EDS分析结果表明生成物主要包含Ca、P、O元素（图1b、2b）。X射线衍射分析结果（图3）表明，在两种溶液中浸泡后合金表面的生成物主要为磷酸钙。

2.2大体标本观察

分别处死动物，逐一观察大体标本，见所有带有种植体的后腿区的外表无异常，软组织弹性良好。切开观察见股骨周围肌肉组织无萎缩，色泽正常，股骨表面骨膜覆盖穿透皮质骨的部分钛合金种植体顶端被骨组织覆盖。所有种植体均无脱出或松动，剥离骨膜，暴露部分种植体顶端，见种植体顶端表面无锈蚀，光泽度较好。各个大体标本肉眼比较显示，TNZS合金与经氧化加碱处理的TNZS合金种植区未发现明显差异。

转贴于

2.3X线摄片检查

结果发现，各个种植体与骨组织界面及邻近骨组织均未见骨组织破坏吸收的低密度影。4种种植材料的股骨X线影像表现相似，均可见种植体穿透端皮质骨增厚，表现为皮质骨沿种植体表面伸入骨髓腔，密度均匀。

2.4不脱钙切片观察

光学显微镜下观察种植后3个月的磨片，可见经过氧化加碱处理的TNZS和CpTi种植体周围骨组织边缘光整，无骨组织缺损，无巨噬细胞聚集，种植体—骨界面间无纤维结缔组织介入，种植体和骨组织结合紧密，新生骨基质多，骨细胞密集。而未经过表面处理的种植体—骨界面的结合不如经过表面处理的好。见图4、5。

2.5骨结合率定量检测结果

TNZS和CpTi两种材料表面处理组直接骨结合率无显著性差异[分别为（87.41±7.85)%、（86.52±8.53）%，P>0.05]，TNZS和CpTi两种材料未表面处理组直接骨结合率也无显著性差异[分别为（67.82±6.74)%、（67.47±7.13）%，P>0.05]，TNZS和CpTi两种材料的表面处理组和未表面处理组均有显著性差异（均P

3讨

论

经过氧化加碱处理后的种植体浸入SBF和FCS中，一段时间后其表面能形成一层磷酸钙涂层。X射线衍射分析显示，在SBF中浸泡的TNZS比在FCS中浸泡的TNZS表面形成的物质薄且致密，可见表面处理后的TNZS在SBF中容易形成良好的结合，可简单模拟表面处理的TNZS进入人体后种植体骨周围发生的变化。关于该涂层的形成机制还不十分清楚，但大多数人认为溶液中晶核的形成是诱导磷酸钙涂层的关键[5]。一旦磷酸盐晶核形成，就能自发地从溶液吸附Ca2＋、PO3－4到其表面并进一步形成无数的晶核，最后在其表面形成薄层。该涂层厚度较薄（

本实验在成功进行体外模拟实验的基础上，对有无氧化加碱处理的TNZS和CpTi进行了长达3个月的兔股骨内种植的对比研究。从X线摄片结果看，不同材料的X线影像表现都极为相似，种植体与骨组织间没有低密度影，种植体一端的骨皮质沿种植体表面向髓质骨内长入，使髓腔缩小且密度均匀，这种表现有别于一般的慢性炎症反应。

因骨组织与钛种植体的硬度相差悬殊，使得应用普通方法制片困难。国内大多将种植体从骨块中取出，将骨脱钙、脱水、石蜡包埋制片以观察形态，这样破坏了种植体—骨界面原有的一些细微结构，难以观察，本研究采用不脱钙种植体切片[12]。结合不脱钙切片对长入髓腔的皮质骨观察，发现这些皮质骨与种植体紧密贴合，由骨基质和骨细胞构成。环绕于种植体的皮质骨可使骨组织与种植体间更紧密地结合，这表明骨组织对氧化加碱处理的TNZS合金有良好的生理反应，氧化加碱处理使种植体具有更好的种植体骨结合能力。

本实验对种植体骨界面采用长度来计算直接骨性结合率，可准确反映种植体周围新骨组织生长情况和骨性结合的程度。Rupprecht等[13]报道，微波化学原浆蒸气沉积涂层种植体DCLF最高可达62.9％。王国平等[14]报道，HA涂层种植体DCLF在3个月可达68％，生物陶瓷涂层种植体可达70％，钛合金可达64％。定量组织学为骨内种植体组织界面提供了一种实验研究方法。本实验在3个月时直接骨性结合率检测结果显示，经氧化加碱处理的各组材料的直接骨性结合率明显高于未表面处理组，最高值达到88.11％。由此可见，氧化加碱处理方法可以有效提高合金的表面活性。至于是否可以应用于临床，由于本课题动物实验样本相对较少，尚无法得出最后的结论。

自主开发的氧化加碱方法处理亚稳β型低模量TNZS合金表面后生物相容性良好，这将为进一步优化合金成分和表面处理工艺提供指导，为该合金的临床应用提供理论依据，最终达到提高种植义齿的成功率、拓宽种植义齿临床使用范围的目的。在此基础上，我们将对TNZS合金进行深入研究，以期使其成为一种新型的种植材料应用于临床。

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表面化学处理方法篇4

关键词：纤维桩；树脂粘接强度；发展趋势

通过调查发现，以往主要是应用硅烷偶联剂及树脂粘接剂来进行表面处理，此外，还采用了其他一些方法，比如氢氟酸过氧氢溶液以及喷砂等，经过实践，这些表面处理方法都可以在一定程度上提高纤维状的粘接强度[1]。在近些年，为了提高纤维桩的粘接强度，开始采用一些物理方法，比如紫外线、低温等等。

1纤维桩概述

纤维桩作为一种桩材料，是将纤维成分加入到复合体树脂中制成的，纤维桩的概念最早是在上个世纪九十年代提出来的，相较于传统的桩核材料，具有一系列的优势[2]。比如，纤维桩具备的弹性模量类似于牙本质，与牙本质结合形成的结构有着同样的性质，被人们称之为纤维桩根管牙本质复合体，根管经过修复治疗，应力分布可以更加的均匀，这样修复之后，根折几乎就不可能发生和出现[3]。另外，纤维桩也被广泛应用于临床之中，这是因为纤维桩具备良好的美学性能。但是，通过实践研究发现，还需要进一步提高纤维桩的粘接强度。过去的研究表明，采用一些表面处理方法，可以有效提高纤维桩的粘接强度，大多都是离子体处理方法，比如酸蚀、喷砂、低温等等，但是每一种表面处理方法都存在着局限性，不是十分理想；因此，目前就需要找到一种方法，既可以提高纤维桩的粘接强度，又可以不会对纤维桩表面完整性产生破坏作用[4]。

2纤维桩使用中出现的一系列问题

通过大量的实践研究我们可以发现，主要有两个界面决定着纤维桩在根管内的粘接强度，分别是树脂水门汀/根管牙本质界面和纤维桩/树脂水门汀界面。在口腔修复中，最为常见的修复失败方式是纤维桩出现脱落以及松动等情况[5]。有专家花费了5年的时间对过去11年左右的临床研究结果进行了回顾，发现纤维桩使用中，最为常见的修复失败方式就是粘度不够。那么，在这么多年来，很多学者都在努力寻找方法来实现纤维桩粘接强度提高的方法，其中应用最广的就是表面处理方法，这种方法也得到了深入的研究和探讨。

3纤维桩的不同表面处理方法

通常情况下，可以将纤维桩分为两个组成部分，分别是树脂基质和纤维成分，因为它有着十分光滑的平面，那么要想和树脂材料形成微机械固位就存在着较大的难度。并且，环氧树脂作为一种有机高分子材料，高度聚合和交联，有着十分稳定的化学性质，无法有效的与树脂材料等发生化学反应[6]。在这些因素的综合作用下，纤维桩就无法有效的粘接树脂材料。那么要想实现纤维桩和树脂材料粘接强度得到提高的目的，就需要将表面处理的方法应用到纤维桩上。这些表面处理方法的原理就是对微机械固位进行增加，对化学粘接进行强化，或者是同时对两者进行强化和增加等。目前，主要有这些方法。

3.1硅烷偶联剂目前，有很多的专家和学者都在研究如何利用硅烷偶联剂来表面处理纤维桩；但是，对于利用硅烷偶联剂来实现纤维桩粘接强度的提高，目前在学界还没有达成一个统一的共识[7]。有专家和学者利用硅烷偶联剂来表面处理了石英纤维桩和玻璃纤维桩，通过实践研究表明，它和树脂的微拉伸粘接强度得到了显著提高。国内外近些年来也对此方面进行了广泛研究，也得出了与之类似的结果。另外，有研究表明，采用硅烷化对于纤维桩即刻粘接强度的提高，也有着很大的帮助，但是如果经过了冷热温度循环处理，就会在很大程度上降低它的粘接强度。但是，也有专家和学者表示采用硅烷偶联剂，对于纤维桩粘接强度没有丝毫的帮助。有专家使用硅烷偶联剂处理了很多种纤维桩，然后经过实践发现，纤维桩的粘接强度并没有因此而得到提高。还有专家在牛牙本质制成的人工根管中也粘入了经过硅烷偶联剂处理的石英纤维桩，但是却没有改变它的粘接强度[8]。

3.2树脂粘接剂对于纤维桩粘接强度是否可以通过树脂粘接剂来提高，不同的研究得出来的结论也存在着较大的差异。有专家将多种树脂粘接剂涂抹在了石英纤维桩和玻璃纤维桩的表面，并且对粘接强度进行了检测，检测结果表示，将树脂粘接剂应用到玻璃纤维桩上，经过光照固化作用，可以在很大程度上提高它的粘接强度[9]。但是虽然使用了树脂粘接剂，却没有经过光照固化这个步骤，那么粘接强度就没有改变。而将树脂粘接剂应用到石英纤维桩上，粘接强度就得到了显著的提高。当然也有专家得出了不同的结论，有专家将不同的牙本质粘接剂应用到使用硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维桩上，然后进行了相应的试验，以此来对其粘接强度进行检测，结果发现它的粘接强度并没有因此得到提高。

3.3氢氟酸通过相关的研究表明，纤维桩的表面如果经过氢氟酸的处理，纤维桩的粘接强度就可以得到有效提高。有专家在石英纤维桩的表面，采用了百分之九的氢氟酸进行了处理，时间控制在15s，然后在离体上颌中切牙根管中进行了粘接[10]；经过相应的试验，如温度循环以及应力循环试验等，我们发现通过氢氟酸处理之后，纤维桩的粘接强度得到了有效的提高。有专家表示，纤维状的表面采用氢氟酸来进行处理，那么纤维桩表面的粗糙度就得到了有效的提高，这样微机械固位作用就得到了显著强化。有专家在环氧树脂玻璃纤维桩上也用氢氟酸进行了试验，结果表明纤维桩的粘接强度也得到了有效的提高。但是，利用电子显微镜对上述试验进行了扫描，虽然粘接强度得到了提高，但是却破坏到了纤维桩表面的纤维成分，这样纤维桩的表面就无法维持完整性[11]，因此，就无法有效应用于临床操作中。

3.4过氧化氢溶液纤维桩表面的树脂基质会被过氧化氢所溶解，在将大量纤维成分暴露出来的同时，也会很多的微小间隙产生[12]。通过研究表明，在纤维状的表面利用过氧化氢来进行处理，它的粘接强度可以得到有效的提高。有专家在利用过氧化氢溶液处理石英纤维桩表面的时候，采用的是不同的浓度，并且还将硅烷偶联剂涂了上去，结果显示，粘接强度均可以得到有效的提高[13]。为了得到提高的原理，我们用电子显微镜进行了观察和扫描，发现纤维桩表面经过过氧化氢溶液处理之后，溶解掉了部分的环氧树脂，促使石英纤维暴露层形成了，暴露层有着特别完整的成分形态，没有受到破坏。在粘接界面的暴露纤维之间进入了树脂材料之后，微机械固位就得到了有效的强化，并且硅烷偶联剂也可以与纤维出现发硬，这样它们之间的化学粘接作用就得到了有效的增强[14]。有专家还对环氧树脂玻璃纤维桩进行了处理，采用的过氧化氢依然有不同的浓度，但是结果表明纤维桩的粘接强度均得到了显著提高，此外，近些年来研究结果表明，纤维桩的粘接强度可以经过过氧化氢溶液处理之后而得到提到，而处理之后纤维桩在根管内的粘接强度又会因为机械和温度疲劳循环得到降低。

3.5高锰酸钾、乙醇钠溶液有专家在对石英纤维桩表面进行处理时，采用的是高锰酸钾、乙醇钠溶液，结果显示，纤维桩的粘接强度得到了显著提高[15]。另外，我们又采用电子显微镜对其进行了观察和探索，发现纤维桩表面溶解掉了部分的环氧树脂，暴露出来了纤维桩表明的纤维，并且没有损坏到暴露的纤维成分，依然保持完整的形态。因为粘接界面上的暴露纤维中进入了核树脂材料，这样微机械固位也得到了显著增加[16]。

3.6喷砂机硅酸盐喷涂在口腔材料的表面粗化中，经常使用到的一种方法就是喷砂，经过大量的研究表明，利用喷砂处理，纤维桩的粘接强度可以得到有效的提高。有专家在处理石英纤维桩表面的时候，采用的就是喷砂方法[17]，结果表明，石英纤维桩的粘接强度得到了很大程度的提高。还有专家利用喷砂方法来处理过玻璃纤维桩之后，将其粘接于树脂水门汀，经过试验，结果显示，纤维桩以及树脂水门汀的粘接强度都得到了显著的提高。如果经过喷砂处理之后，又将硅烷偶联剂涂了上去，就可以更好的提高粘接强度。有专家认为，通过喷砂处理，纤维桩表面的粗糙度得到了显著的增加。但是，纤维桩的表面结构会在很大程度上受到喷砂的破坏，损坏到表面纤维，不利于表面纤维完整性的维持[18]。有专家在玻璃纤维桩上也进行了类似研究，采用喷砂处理的方法，然后在单根管离体牙中粘接，经过相应的温度循环和应力循环之后，纤维桩的粘结强度得到了非常显著的提高。还有专家采用硅酸盐喷涂处理石英纤维桩，结果表示，纤维桩的粘接强度也得到了有效的提高，通过采取这样的做法，纤维桩表面的粗糙度得到了有效的增加，微机械固位作用也得到了显著增强。同时，硅烷偶联剂还可以与嵌入到纤维桩表面的二氧化硅颗粒进行化学反应，这样两者之间的化学粘接作用就得到了显著增强[19]。

3.7采用低温等离子体处理以及紫外线照射随着时代的发展和科学技术的进步，近些年来，在纤维桩的表面处理中，开始应用一些全新的物理方法。这些方法相较于传统表面处理方法来讲，具有一系列的优点，比如更加有效，更加温和等等，这样在未来将会更加广泛的应用于纤维桩粘接强度提高方法。其中，在众多表面处理方法中，十分典型的就是低温等离子体处理以及紫外线照射等[20]。有专家利用一些其他，促使低温等离子体得到了产生，然后处理环氧树脂基石英纤维桩和玻璃纤维桩，经过试验发现，纤维桩以及树脂材料的粘接强度得到了显著提高[21]。有专家认为，通过等离子体处理，活化了纤维桩表面的环氧树脂基质，然后将自由基和一些活性基团引入到了表面中[22]。树脂材料可以与这些表面活性成分发生化学反应，这样纤维桩和树脂材料之间的粘接作用就得到了大大的增强。

4纤维桩的发展趋势

通过上文的叙述分析我们可以得知，纤维桩具有一系列的优点，因此被广泛的应用于临床中，但是通过大量的实践研究发现，在纤维桩修复治疗中，存在的一个很大问题就是粘接强度不足，那么要想提高纤维桩修复治疗的成功率[23]，就需要对纤维桩的粘接强度不断提高。目前虽然研究出来了一系列的方法来提高纤维桩的粘接强度，但是总存在着很多的局限性，比如会破坏到纤维桩的完整性或者是降低自身的机械强度等等[24]。针对这个问题，就需要对新的处理方法进行寻找，除了要保证纤维桩粘接强度的提高之外，还需要保证纤维桩表面的完整性不会受到损坏[25]。在上文的叙述分析中，我们发现采用低温等离子处理以及紫外线照射等方法具有很多的优点，比较的温和，更加的有效[26]，因此，将来会得到充足的发展。

5结论

总之，纤维桩在临床应用中存在着一系列的优点，虽然在应用中会出现一点小问题[27]，但是通过相关人员不懈的努力，这些问题都是可以得到解决的[29]。那么在时代飞速发展的今天，相关工作人员需要不断的努力和学习，提高自己的专业水平，研究出更为合理的表面处理方法[30]。

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表面化学处理方法篇5

【关键词】碳纤维表面处理界面性能抗弯强度

1前言

与传统金属材料相比，碳纤维增强树脂基复合材料具有耐高温、耐腐蚀、质量轻、机械强度高的优点，被广泛应用于航空航天、军事、汽车、体育等领域。

碳纤维是有机纤维在惰性气氛中经高温碳化和石墨化制成的纤维状碳，它具有乱层石墨结构，其密度仅为钢密度的1/4，具有优异的力学性能，热稳定性，是一种高性能的先进非金属增强材料。

尽管碳纤维性能优异，但，由于其属脆性材料，单独使用，许多性能无法得到充分的发挥。只有与其它基体材料结合成复合材料，材料性能形成互补，才能有效发挥其优异的力学性能，因此，碳纤维在复合材料中被用作增强相。

用作复合材料的树脂基可分为两大类，一类是热固性树脂，另一类是热塑性树脂。热固性树脂由反应性低分子量预聚体或带有活性基团的高分子量聚合物组成；成型时，在固化剂或热作用下进行交联、缩聚，形成具有网状交联体结构。常见的有环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂以及酚醛树脂等。热塑性树脂由线型高分子量聚合物组成，在温度超过熔点时熔融，具有流变性，属物理变化。常见的有聚乙烯、尼龙、聚四氟乙烯等。

复合材料的界面由增强材料表面与基体材料表面相互作用形成的，它包含两相之间的过渡区域，界面相内的化学组成、分子排列、热性能、力学性能呈连续梯度性变化。界面相的结构由增强材料与基体材料表面的组成及二者之间的反应性能决定的，因此纤维表现处理的结果将影响复合材料的性能。

通过纤维表面处理可以增强纤维表面的化学活性与物理活性，从而增加其与基体间的结合或粘结。目前，对纤维表面处理主要有空气氧化法、液相氧化法、等离子体氧化法和电化学氧化法等方法。本文采用浓酸氧化处理、电化学处理方法对碳纤维表面进行处理，并利用SEM对比观察了处理前后纤维表面的形貌，研究碳纤维增强复合材料性能的影响。

2实验方法及条件

2.1碳纤维表面处理过程

2.1.1浓硝酸氧化处理

将一定长长的碳纤维置于浓硝酸溶液中，在室温条件下分别处理30、60、90分钟，然后经自来水、纯净水清洗数遍，干燥，既得到表面处理后的碳纤维。

2.1.2电化学表面处理

配制一定浓度的稀酸溶液作为电解液，将清洗过的碳纤维作为阳极，在电解槽内进行阳极氧化表面处理，通电电压分别取1.2V、4.8V、10V和15V，处理时间为5min和10min，之后再经清洗、干燥，得到表面处理后的碳纤维。

2.2抗弯强度测试

将表面处理的碳纤维与树脂粘结，热处理后，固定在沉积炉的两个电极上，通电加热至800～1100℃，沉积时间4～6h。

将试样加工成5mm×5mm×30mm，每组5个，采用三点弯曲法测试试样的抗弯强度，取5个数值的平均值作为每组试样的测试结果。

3试验结果及讨论

3.1浓硝酸表面处理时间长短对复合材料单向抗弯强度的影响

从表1中可以看出，碳纤维处理60分钟后，所制备的复合材料强度增幅最大，30分钟下，强度基本没变，90分钟强度有所增加。液相氧化的作用主要在于除去纤维表面的浆层，对纤维的强度没有明显的影响。复合材料强度的提高是因为表面浆层除去后，纤维表面的粗糙度增加，增加了快速升温过程中热解碳与纤维的亲和力和粘结强度。

3.2电化学处理对复合材料抗弯强度的影响

碳纤维电化学处理过程易操作，（表2）为纤维表面电化学处理不同条件下单向复合材料的强度值，从处理结果可见，处理电压和时间变化对制备的复合材料的抗弯性能影响较大。在电压4.8V、10min处理条件时，由处理纤维制备的复合材料的抗弯强度比未处理的低3.6MPa，且电压升高至10V时，复合材料抗弯性能进一步恶化。

（图1）为不同处理碳纤维所制备的复合材料抗弯强度变化曲线，从中可以得出，采取5分钟处理，复合材料抗弯强度变化均匀，基本呈线性降低，而10分钟处理后，材料强度随电压增大降低幅度增大，这说明短时间电化学处理对纤维表面作用较温和，且处理效果随电压的增大，10分钟处理较5分钟处理强度降低幅度较大。这是由于高压长时间处理条件下，纤维表面破坏较严重，从而使得复合材料的力学性能下降。

4结论

（1）碳纤维表面经浓硝酸处理后，表面浆层去除，沟槽进一步加深加宽，表面粗糙度和比表面积增加，有利于复合材料的抗弯强度的提高。但处理时间过长，纤维表面出现不同程度的损伤，这对提高材料强度是不利的。

（2）通过对纤维表面电化学处理的研究得知，采用低电压，短时间的处理条件，对碳纤维表面较温和，有效地提高了Cf/C复合材料的抗弯性能；高电压或长时间处理时，纤维表面出现“松树皮”状凸起，此时纤维本体受损严重，降低了复合材料的力学性能。

（3）对比浓硝酸氧化处理，电化学处理时间短，增强效果较明显，电化学对纤维表面作用包含至少除去薄弱外层和表面氧化刻蚀两种机理，甚至过程更为复杂。

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表面化学处理方法篇6

关键词:化学灌浆;水库大坝;渗漏处理

中图分类号:TV543文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)03-0163-02

一、工程概况

细磷河水库位于黑龙江省鹤岗市北,细磷河下游干流上,距鹤岗市35km,控制流域面积564km2,是鹤岗市煤矿集团的最大水源地,水库的主要功能是向鹤岗煤矿供水。大坝坝型为浆砌石重力坝,最大库容3300万m3,细磷河水库属中型水库。细磷河水库大坝全长345m,分为20个坝段,每个坝段长15～20m,其中挡水坝段14个,全长240m,溢流坝段6个,全长105m。最大坝高20m,大坝基础为花岗岩,建基面高程135m,处于弱风化岩的上部。岩石呈块状,节理发育。

水库大坝于1989年工程竣工后,坝体漏水非常严重,因此于1989年进行了水泥灌浆处理,处理效果较好。但随着运行年限的增加,溢流坝渗漏逐渐增多、游离钙大量析出,导致伸缩缝再次严重漏水。2007年对细磷河坝体巡视检查时发现,水库坝体廊道内的渗漏情况进一步恶化,廊道内的混凝土表层游离钙析出面积不断扩大,廊道内出现多处渗漏,并形成连续漏水处,12～13、13～14、14～15坝段伸缩缝处廊道顶部漏水量都达到0.16m3/h,特别是14坝段中间处也出现了渗漏情况。同时,溢流坝下游侧由于渗漏造成了混凝土表层剥蚀并形成深沟,溢流面在冬季还出现多处冰凌现象。

二、设计方案

鉴于大坝漏水对大坝造成的严重损害,为避免漏水的加剧和危及大坝安全;延长大坝的使用寿命,对大坝坝体进行防渗处理,采用水泥帷幕灌浆,使大坝坝体形成防渗帷幕。对于廊道内帷幕灌浆不能处理的部位,如施工缝渗漏、伸缩缝渗漏、混凝土面的点渗、蜂窝麻面等,采用化学灌浆和聚合物砂浆等材料配合相应的施工工艺进行处理。

三、化学灌浆方法

(一)渗漏分类

1.点渗:渗水从一个点渗出,且渗水部位不连续。

2.表面裂缝渗漏。根据裂缝的危害性,结合具体处理措施,对裂缝进行分类如下:

I类裂缝:龟裂缝,平面缝长L

II类裂缝:

II-1类裂缝:表面(浅层)裂缝,缝深30cm≤h

II-2类裂缝:表面(深层)裂缝,缝深100cm≤h

3.伸缩缝渗漏:溢流坝坝段之间的伸缩缝渗漏。

(二)化学灌浆材料

1.LW水溶性聚氨酯化学灌浆材料。具有良好的亲水性能,水既是稀释剂,又是固化剂。浆液遇水后先分散乳化,进而凝胶固结。可在潮湿或者涌水情况下进行灌浆,对水质适应性强,在pH为3～13的水中均能固化。

2.SBR聚合物水泥砂浆。SBR聚合物水泥砂浆以SBR聚合物乳液和水泥作为胶结料来胶结骨料,是一种有机和无机复合的材料,既具有水泥砂浆较强的物理力学性能,又具有高分子材料粘结强度高、适应变形能力强等特点。

3.HK-96系列增厚型环氧涂料。HK-96增厚涂料是一种新型的、性能优越的系列涂料,可用于混凝土的防水、补强或金属表面的防腐处理。961用于干燥面,强度增长快;962用于潮湿面;963为水下涂料。本次采用962型。

4.SPC聚合物水泥砂浆:它是以丙烯酸酯及VEA树脂为主要基料,掺加特种表面活性剂、增塑剂、消泡剂等原料配制合成为高分子聚合物乳液(称为SPC聚合物乳液),再掺到普通水泥砂浆中形成的一种新型复合材料。

(三)施工工艺

根据裂缝的不同类型,其处理措施分为点渗处理、Ⅰ类裂缝处理、Ⅱ类裂缝处理、及伸缩缝处理等。

1.点渗处理方法:采用表面封堵,预埋灌浆管化学灌浆。表面清理后,采用力顿堵漏王封堵,埋设灌浆管,封闭缝面后用手揿式灌浆泵灌注LW水溶性聚氨酯灌浆材料进行防渗堵漏处理。

2.Ⅰ类裂缝处理方法:表面清理:用高压水枪进行冲洗或钢丝刷刷洗,除去表面浮灰、水泥浮浆、油垢等至表面微毛,然后用水充分浸透基层混凝土,不得用酸洗。涂刷面应做到毛、潮、净。

涂刷防水材料:裂缝两侧各0.25m、缝两端各延伸0.50m的范围涂刷HK-962增厚环氧涂料。

3.Ⅱ类裂缝处理方法:对于Ⅱ类裂缝,Ⅱ-1型浅层裂缝采用骑缝贴嘴化学灌浆或沿裂缝两侧斜孔化学灌浆处理方法。骑缝贴嘴化学灌浆,先将裂缝表面进行清理、凿除,钻孔、安装灌浆嘴,进行化学灌浆;也可延两侧打斜孔直接灌浆。钻孔间距一般20～50cm,具体尺寸可视现场实际渗漏情况适当调整。

Ⅱ-2型深层裂缝采用斜孔化学灌浆处理方法。钻孔间距一般40～100cm,具体尺寸可视现场实际渗漏情况适当调整。

4.伸缩缝处理方法:伸缩缝的渗漏采用先表面封堵处理后进行斜孔化学灌浆处理的方法。

该方案的特点是具有三层防水措施,主要采用了SR或GB塑性止水材料、聚氨酯化学浆液和SPC聚合物水泥砂浆。塑性止水材料抗拉强度较高,可承受较高的内水压力;聚氨酯化学浆液能充填混凝土内部缝隙及蜂窝;聚合物水泥砂浆具有较高的抗压、抗拉强度,较高的黏结强度和抗冲刷能力,用于裂缝表面的保护。

处理方法为:沿伸缩缝,视实际情况凿宽8～10cm、深8～12cm左右的“V”形槽,表面清洗干净。

堵漏材料封堵:基面需要牢固、干净,按粉料∶水=1∶0.28～0.35快速搅拌成均匀的腻子,搅拌时间不得超过3分钟,否则会失效,材料凝结后不得加水再用。搅拌均匀,稍硬后塞入渗水口挤实。

水工止水胶条:封堵后,随即下入GB胶条。

SPC聚合物砂浆回填:按水泥∶中砂∶SPC乳液∶水=1∶(2～3)∶0.4∶0.1(重量比)配制,采用人工拌合方式进行拌和。

聚合物砂浆界面剂:按水泥∶SPC乳液=1∶(0.8～1.2)涂抹。潮湿养护7天,自然养护28天即可。

化学灌浆:先将配好的化学浆液倒入罐内,根据不同的部位采用不同的灌浆设备将浆液注入缝中,经3～10min,使聚氨酯化学灌浆材料能充分在混凝土缝隙中扩散和胶凝,待浆液从邻近的灌浆嘴(缝隙)里冒出后,即可停止。然后用同样方法,依次灌注第二、第三……直到最后一个。当灌到最后一个灌浆嘴时,应适当加大压力迸浆。迸浆期间应观察是否还在进浆。灌浆顺序一般由下而上,由深到浅。灌浆压力视裂缝开度、吸浆量、工程结构情况而定(一般不低于0.6MPa)。灌浆结束标准以不吸浆为原则,如果吸浆率小于0.01升/分钟,应维持3分钟左右,可作为结束标准,停止灌浆。

5.蜂窝、麻面处理。对于裂缝化学灌浆渗出浆液凝固后,进行表面凿除,混凝土表面的蜂窝、麻面等可采用SBR聚合物砂浆或力顿水泥进行局部薄层修补。

利用钢丝刷和清水将基面清理干净,清除表面松动的砼;按配比拌合聚合物砂浆;将聚合物砂浆抹在要处理的部位上,潮湿养护。表面涂刷HK-962增厚环氧涂料。

四、质量控制技术要点

(一)钻孔

使用电锤等钻孔工具沿裂缝两侧进行钻孔,钻头直径为14mm,钻孔角度在45°～60°之间,钻孔穿透裂缝,一般超过10～20cm。

(二)灌浆材料

化学灌浆采用LW水溶性聚氨酯灌浆材料。

(三)化学灌浆主要工艺流程和技术参数

1.清缝:钻孔完成后采用高压水清理表面裂缝(水压0.20MPa,以下同),保证裂缝清晰可见,缝口无充填物。

2.注水:干燥的钻孔,钻孔完毕将冲洗枪头与灌浆嘴连好,采用高压水灌注,孔内达到饱和状态。

3.灌浆:进行化学灌浆时,坝体混凝土温度应达到接缝灌浆温度,结构表面以内3m范围可适当提高,浆液温度应根据选定的灌浆材料确定,浆液温度应有利于延长其凝结时间、降低浆液粘度,并不得高于20℃。灌浆压力结构缝或缝宽大于0.5mm的较宽裂缝采用0.5MPa,缝宽小于0.5mm细裂缝宜采用高压灌浆(压力大于1.0MPa或在保证不对原混凝土结构产生劈裂破坏情况下尽量采用较大压力)。灌浆压力应逐级升级至设计压力值。灌浆顺序按“由里及表,自下而上,由一端至另一端”的原则有序进行,以单孔或多孔并灌的进浆方式进行,灌浆压力不得超过设计压力,灌浆结束标准为孔内不吸浆后结束。

对于先期已经埋设了灌浆管的仓面裂缝,应先通过预埋管对裂缝进行化学灌浆,再进行斜孔裂缝的化学灌浆。

4.嵌填及表面处理:裂缝灌浆完成3d后,除去缝隙外溢材料进行表面处理。

(四)灌浆效果检查

化学灌浆结束7天后,对裂缝表面进行外观检查,或采用压水试验的方法进行灌浆质量检查,压水检查压力0.2MPa,合格标准为:透水率不大于1.0Lu。

五、结语

1.经过化灌处理后,廊道内的渗漏状况全部消失,防渗效果显著,达到了预期目的。

2.水库坝体廊道内的施工缝、伸缩缝渗漏处理的最佳季节是在一、二月份,即建筑物温度最低时,伸缩缝处于最大渗漏量。化学灌浆会达到最佳防渗效果。

3.灌浆工艺流程比较重要,施工中应严格遵循“从下至上,从一边至另一边”的基本原则。

4.施工要选好化灌材料,化灌材料的好坏是影响施工质量的关键因素。化灌材料应避免受冻受潮,防止暴晒,贮存在5℃以上阴凉通风处。聚合物水泥砂浆要随配随用,防止聚合物砂浆性能下降。

5.必须保证连续稳定的灌浆压力。稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键。