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钢桥的腐蚀研究论文

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钢桥的腐蚀研究论文

梁【bridge】指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。 桥梁一般讲由五大部件和五小部件组成,五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构,是桥梁结构安全的保证.包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础.五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件,过去称为桥面构造.包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明. 一、桥梁的分类: 按用途分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥。 按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。 按结构分为梁式桥,拱桥,钢架桥,缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)四中基本体系,此外还有组合体系桥 按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥 按使用年限可分为永久性桥、半永久性桥、临时桥 按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥 桥梁分类 多孔跨径总长L(米) 单孔跨径L0(米) 特大桥 L≥500 L0≥100 大桥 L≥100 L0≥40 中桥 30

材料专业毕业论文开题报告

开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用写作文体,这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要而产生的。下面是我为大家收集的关于材料专业毕业论文开题报告,欢迎大家阅读!

论文题目: 高聚物对水泥抗蚀性能的影响

1、国内外研究现状、水平及存在的问题:

随着建筑科技的进步与发展,一种新型化学建材正悄悄的却又以飞快的速度在中国建筑界得到应用和发展,这就是聚合物水泥基复合材料。聚合物水泥基复合材料通常按其化学构成大致分为两类,一类是以聚合物为基、水泥作为填充料组合成的,最常见的如目前大量应用于工程防水的“聚合物水泥防水涂料”;另一类是以水泥为基,以聚合物单体或数种聚合物对水泥进行改性而组合成的材料,如各种聚合物水泥混凝土及各种聚合物水泥砂浆等[1]。原则上讲,聚合物水泥是聚合物改性水泥,它保持了水泥水化物的一系列优点,并用聚合物的优点弥补了水泥制品的不足。因此,聚合物水泥显示出了较大的抗压、抗冲击、抗穿刺能力及耐磨性,优良的抗渗性、抗腐蚀性及抗老化性,适当的弹性模量,而不需要刻意追求高的断裂延伸率[2]。

1923 年克莱森(Cresson)首次申请了有关聚合物硬化水泥体系的专利。他把天然橡胶乳液作为填料加入道路路面建筑材料中。1924年,Lefebure申请了用天然橡胶乳液使水泥砂浆及水泥混凝土改性的专利,第一次提出了用聚合物对水泥砂浆及混凝土进行改性的概念。从此,拉开了混凝土中添加聚合物的历史性序幕。1932年,Band第一个提出了利用人造橡胶改性水泥砂浆及水泥混凝土,也获得了专利。20世纪40 年代,人们先后尝试了用合成聚合物乳胶改性,以及把聚乙烯乙酸酯也用于改性的方法。50年代,这一领域的研究与尝试开始受到各国材料界专家学者的重视,并获得了很多项研究成果,许多成果在工程上也都得到了广泛的应用。60-70年代, 人们开始研究用液态和固态的聚合物,诸如聚合物单体、树脂、聚合物乳胶粉等对水泥砂浆及水泥混凝土进行改性。80年代,各国都投入了大量的人力、物力、财力,对混凝土改性进行了研究,随着科研成果的不断出现,这一领域也得到了极大的推动,研究水平得到了极大的提升。美国是世界上聚合物水泥基复合材料研究开发的先行国家,最早于50年代就开始了对其进行实际应用的尝试。

由于我国在聚合物水泥基复合材料方面的研究起步比较晚,所以,至今还没有出台相关方面的行业标准与测试方法。多数学者认为聚合物水泥基材料的增强机理主要是由于剔除了粗骨料,降低了细集料的粒径,从而提高匀质性,使集料所得集配曲线为非连续性的;另外聚合物在水泥浆内部聚结成网络结构,起到了很好的阻裂增韧作用。近年来,人们逐渐开始从微观结构方面对聚合物改性水泥基材料进行研究,认为聚合物颗粒的分散和聚合物薄膜的形成是聚合物水泥改性的主要原因。研究认为聚合物从两方面影响了改性水泥浆的结构: (1)混合后一部分聚合物粒子吸附在水泥颗粒表面,形成薄膜;(2)另一部分聚合物分散在孔中的液相中,当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后,聚合物在孔中形成薄膜[3]。此外,关于聚合物在改性水泥砂浆中的分布,目前还存在一些异议。 按照著名的Ohama[4] 模型,聚合物均匀分散在水相中,随着水泥水化,水分减少,聚合物逐渐凝聚成膜,因而聚合物主要存在于改性砂浆的孔隙中。 Su[5] 等对新拌改性水泥浆水相成分的分析表明,在拌合开始就有相当多的聚合物被吸附在水泥颗粒表面,他们还发现,拌合初期被吸附在水泥颗粒表面的聚合物的量与聚合物乳液种类和乳液掺量有关。 通过含氯聚合物改性砂浆的EDAX 分析表明,在聚合物改性砂浆中,水泥浆体与骨料之间的界面上聚合物的含量较高。 Ollit rault-Fichet 等的研究也说明,聚合物颗粒最初会被水泥颗粒吸附,并最终被包埋在水化水泥的颗粒之中[6]。

在实际工程中,硅酸盐水泥易在酸和酸盐溶液中遭受侵蚀是因为:(1)硅酸盐水泥中含有大量的氢氧化钙及高碱性的水化C-S-H 凝胶、水化铝酸钙等水化产物,酸溶液中的H+与Ca(OH)2发生中和反应,使水泥石碱度急剧降低,进而造成高碱性水化硅酸钙和水化硫铝酸钙等水化产物分解,转变成低碱性水化产物,最后变成无胶结能力的SiO2·nH2O 及Al(OH)3等;(2)硫酸盐溶液中的硫酸根能和水泥石中的Ca(OH)2及水化铝酸钙等[7]发生化学反应,生成有膨胀性的石膏和钙矾石晶体,当这些结晶体在水泥石毛细孔隙中逐渐积累和长大,产生孔内应力,当应力大于临界破坏应力时,造成水泥试样破坏。由于水泥石本身也不密实,有很多毛细孔通道,使砂浆产生渗透性,使得水泥的使用性能下降。同时,侵蚀性介质容易进入其内部,以致由其配制的砂浆易受到腐蚀,导致水泥材料的耐久性下降。普通水泥砂浆不饱满、不密实,不能有效地形成具有防水抗渗作用的整体不透水层。它也存在抗压强度低、耐腐蚀能力不高等缺陷,其使用范围也受到了很大的局限。

而聚合物改性水泥由于聚合物及活性成分的掺入,改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能,扩大了其应用范围。对水泥性能的改善主要体现在如下几个方面:

(1) 活性作用 聚合物乳液中有表面活性剂,能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,从而减少了水泥的毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实度和抗渗透能力。

(2) 桥键作用 聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2+、Al3 + 、Fe2 + 等离子进行交换, 形成特殊的桥键,在水泥颗粒周围发生物理、化学吸附,成连续相,具有高度均一性,降低了整体的弹性模量,改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态,使得承受变形能力增加,产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙,由于聚合物的桥键作用,也可限制裂缝的发展。

(3) 充填作用 聚合物乳液迅速凝结,形成坚韧、致密的薄膜,填充于水泥颗粒之间,与水泥水化产物形成连续相填充了孔隙,隔断了与外界联系的通道[8]。从而阻止了腐蚀性介质进入水泥石内部,提高了抗腐蚀和抗渗能力。

孙炎[9]曾研究冷混合沥青混凝土,用于道路工程;聚合物改性砂浆用于钢筋混凝土结构的永久模板,结果证明它们都可以更好地防止氯离子渗透和更好地抗碳化作用,从而提高钢筋混凝土结构的耐久性,掺加有硬沥青的钢桥面也具有更高的抗腐蚀性能[10]。鉴于此我们可以通过在水泥中掺杂沥青和石腊,来改善水泥的内部结构并填充其内部孔隙,从而提高水泥的抗蚀性,解决水泥抗蚀性较差的问题。

2、选题的目的、意义:

在我国,尤其是西部地区的盐碱地、盐湖区以及地下水中普遍存在着硫酸盐对水泥混凝土的侵蚀。在某些特种工业设施中,还存在有硫酸和硫酸盐的混合腐蚀以及H2S、CO2腐蚀等。从一些实例中我们可以看出,破坏水泥混凝土的主要原因一般都不是机械应力, 而是多种腐蚀或者是自身内部发生化学反应。这就引起了人们对水泥混凝土的耐久性能的讨论。因此,研究水泥的抗腐蚀性能不仅对建筑材料具有至关重要的作用,而且会对提高各种工程建筑的耐久性能有重大的经济价值和使用价值。关于聚合物对水泥砂浆改性的主要途径是在其中加入能起到改性作用的聚合物。从前人的研究中可看到,聚合物水泥基复合材料都显著高于普通混凝土的`力学性能,比如抗折强度、抗压强度、粘结强度等都得到了极大的提高。与普通硅酸盐材料相比,聚合物水泥基复合材料有着自身的优势见表1。

表1 聚合物水泥基复合材料与普通混凝土的比较 性能

材料 普通混凝土 PCC

W/C

断裂 1 50~60

冲击 5 80

密度

抗拉强度 2~3

抗折强度 5~7 150~200

抗压强度 40~50 200~300

此外,聚合物水泥基复合材料还具有良好的耐化学腐蚀、抗渗性、低温下的抗裂性等。这就使得聚合物改性水泥基复合材料在一定范围内部分取代了钢铁、高分子材料(像MDF 水泥基复合材料制作的唱片、轮胎都是具体的实例)[11]。它能提高水泥石的抗腐蚀能力主要是因为聚合物的添加提高了提高水泥石的密实度。混凝土结构正常情况下可以存在至少30年,但如果存在源于生物的硫酸腐蚀不过短短几年就会被破坏掉[12]。修复或完全取代这种腐蚀结构越来越有必要,但这种修复代价昂贵一直不能满足社会。然而通过沥青或石蜡对水泥进行改性,可大大提高水泥的抗蚀性,这无疑会节约了资源,减少了不必要的浪费,为社会积累更多的财富。

3、实施方案及主要研究手段:

、实验方案

、原材料的准备;

(1) 沥青粉的研制

制得分别过200目和300目筛的沥青粉,并适量添加矿物掺合料来减小沥青粉的粒度。

(2) 石蜡粉的研制

通过在石蜡中添加矿物掺合料来粉磨石蜡,并制得掺有石蜡的粉末。

、正交实验

(1) 因素水平表

因素水平用量(V%) 粒度(目) 温度(℃)

1 2() 100 100

2 4() 200 120

3 6() 300 150

(2) 根据正交表L9(34)列出以下几组实验:

序号用量(V%)粒度(目) 温度(℃)

指标

腐蚀前 抗压强度

(MPa) 抗Na2SO4腐蚀强度 (MPa) 抗Na2CO3腐蚀强度(MPa)

1 2() 100 100 2

2()

200

120

6

3 2() 300 150 4 4() 100 120 5 4() 200 150 6 4() 300 100 7 6() 100 150 8 6() 200 100 9

6()

300

120

注:括号内为石蜡的用量

、以硅酸盐水泥为基体,按以上正交方案分别掺加沥青、石蜡成型,每种高聚物与水泥的复合分别作空白样,3天强度测试样,腐蚀样。分别测定抗压强度,抗硫酸盐及碳酸盐侵蚀的能力。

、在把水泥块放入腐蚀液中前和从腐蚀液中取出,分别称取其质量,查看其质量损失。

、每一个过程留样分别作物相分析和微观分析,进行腐蚀机理分析。

、通过各组实验试样的对比,确定聚合物在水泥中的最优抗蚀配比。

、研究手段

(1)用扫描电镜观察沥青、石蜡改性水泥的微观形貌,以及硫酸盐、碳酸盐腐蚀后的微观形貌。

(2)用X射线衍射仪分析沥青、石蜡改性水泥的物相组成。

(3)用压汞仪测试水泥试样的孔结构;

(4)利用粒度分析仪测试各添加物的粒径。

4、选题的创新之处:

目前已有许多聚合物乳液(如苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液等) 用于水泥砂浆的改性,而采用沥青和石腊这两种聚合物对水泥砂浆进行改性的研究却相对较少。实验利用沥青和石腊高分子的熔胀性,在水泥水化过程中,沥青和石腊受外界刺激产生一定的熔胀从而填充水泥石的内部孔隙,提高水泥的密实度,达到提高水泥抗蚀性的目的。

5、预期研究成果:

沥青、石蜡与水泥混合成型后,一部分沥青、石蜡颗粒填充在水泥孔隙里,另一部分沥青、石蜡颗粒在一定外界条件影响下分散在孔中的液相中,当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后形成膜。这两方面共同作用大大提高了水泥的密实度并阻止了腐蚀液与水泥浆体的接触,从而使水泥的抗蚀性能得到改善。

参考文献:

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不锈钢腐蚀研究论文

关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文

无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。

摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。

关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式

化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。

1、金属腐蚀的类别

金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。

2、影响金属腐蚀的因素

①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。

②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。

③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。

④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。

3、防护方式

金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。

改善金属本质

按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。

构成保护层

于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。

金属的磷化处理

在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。

金属的氧化处理

把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是~μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。

非金属涂层

通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。

金属保护层

其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。

改善腐蚀条件

改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。

电化学保护法

此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。

阴极保护

此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。

4、结语

不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。

青铜的腐蚀研究论文

大概就这样写吧,你去认真看下,参考参考。这个只能给参考下,至于你要想怎么写,那就看自己对青铜器的理解和你查阅的资料去写了。在中国古代早期的工艺美术中,如果说陶器是原始社会新石器时期的象征,那么青铜工艺便可成为奴隶社会工艺美术的典型代表。人类经历了原始公社时代的漫长跋涉之后,进入了奴隶制社会。在中国,作为奴隶社会文明标志的,是青铜工艺。史家把奴隶制时代称为“青铜时代”。青铜器的发达的铸造工艺充分体现了中国奴隶制社会时期高度发展的生产力水平,它的丰富多彩的造型和纹饰,集中反映了中国劳动人民杰出的艺术创造。1.什么是青铜器青铜是铜和锡铅的合金,因为红铜(纯铜)的熔点很高(1083C),而硬度较低,加入锡,可以降低熔点(700—900C),而且增加硬度,在应用上具有广泛的适用性。人类在使用铁器以前,广泛地使用青铜铸造各种器具。2.青铜器的分类青铜器的范围非常广泛,从功能上大体可分为四类:(1)礼器:商周时期,一些日用青铜器由于用作祭祀和典礼时的陈设而被赋于特殊意义,成为青铜礼器。如鼎、鬲、尊等。(2)乐器:到春秋时期,乐器在祭祀和典礼中更是不可缺少,所谓“钟鸣鼎食”即反映了当时的情况,如饶、钟、铃、鼓等。(3)兵器:现出土的兵器以春秋战国时最多。有戈、钺(yue)、矛、剑、镞(zu)等。(4)工具及车马具:如犁、锄、镰、铲、斧等。此外,青铜日用器从用途上的主要分类有:食器、酒器、水器、日用杂器四种。其中以食器、酒器为主。3.青铜工艺在造型和纹饰的主要特征:从艺术欣赏的角度来看,中国古代青铜工艺的突出 成就,是丰富多样的造型和纹饰,以及不同历史时期不同的艺术风格。中国的青铜工艺,以商、周两代的青铜器为代表,如最重要的是所谓青铜礼器——鼎。鼎是古代的煮食器,其造型特征为由腹、足、耳三部分组成。腹可以盛物,足可以扬火,耳可以穿杠搬运。鼎是青铜礼器中最为重要的一个品种,它的实用意义是盛放或烹煮食物,但它的价值却体现在对礼治的维护上。一般多用于奴隶主阶级的祭祀和宴饮,具有区别尊卑贵贱的功能,是奴隶主统治权力的象征。文献记载:“天子九鼎,诸侯七鼎,大夫五鼎,元士三鼎或一鼎”。(又有成语“一言九鼎、问鼎中原、三足鼎立”)如《司母戊方鼎》,形式厚重华丽,充满了神秘、威慑的色彩。司母戊方鼎是迄今出土的所有鼎中最大最重的,它还有一段传奇的经历。1939年3月,这只鼎出土于河南安阳侯家庄武官村吴玉瑶家的农田中,因鼎太重太大,移动困难,人们便想锯断大鼎,然后运出,但仅锯一足,便锯不断,于是悄悄地把鼎埋起来。后来消息走漏,日本人来搜索未成,便出价70万圆伪币收购,当地人们巧妙地送出另外一鼎,算将此鼎留下。抗战胜利后,1946年6月,大鼎重新掘出,但已失去一耳(后来补上),先存放于安阳县政府。同年十月底,当时国民政府主席蒋介石60寿辰,当地驻军将大鼎作为寿礼,用专车运抵南京,保存在中央博物院筹备处。后来,国民党政府曾想将此鼎运往台湾,终因过于困难,才打消了这一念头,建国后,此鼎存于南京博物院,1959年拨交中国历史博物馆,现已成为镇馆之宝。西周中期以后,青铜器的神秘色彩逐渐淡化,风格趋向简朴,追求朴素、典雅之美。如《孟鼎》,造型雄伟凝重,纹饰简朴。春秋中期以后,青铜器逐渐变成供统治阶级享用的生活用品。青铜器的造型趋向轻灵、奇巧,装饰手法写实,纹饰也易于理解。如,莲鹤方壶》,便是这方面的代表作。 另外《曾侯乙编钟》是最重要的出土文物,编钟共56件,分上、中、下三层。经检测每件编钟不仅都能发音,而且能发两个不同的音,可以 演奏各种现代乐曲,而且音质纯正,音色优美。这是 目前世界上仅有的保留着原有音响的一套特大型定音古乐器,也是世界上保留下来的最古老的12个半音的乐器。 (录象:曾侯乙编钟)秦、汉时期,由于铁器和漆器比青铜器更方便,从 而逐步取代了青铜器,青铜器便向轻便、精巧、实用的生活用器和观赏器方向发展,它们往往以实用和美观的高度统一而引人注目。 (录象:青铜工艺)这个是青铜器辨别真伪的论文伪造青铜器主要是为了牟利,而仿造青铜器则是出于对古代文化的尊重与爱好,或是出于复古以宣扬传统礼教之目的,所以仿古与伪造二者制作的目的与性质均不同,由此在器物上也表现出某些不同的特点,有必要加以区别。唐代以来各个时期仿古作伪的情况大致可概括为四句话:唐宋为仿,元明是变,清代在改,民国是。现将其基本情况概述如下。古代青铜器的仿造仿造先秦青铜器的历史约可以追溯至宋代,当时金石学兴起,公私皆以收藏商周青铜器为乐事,宋宫廷曾据内府所藏商周青铜礼乐器大量仿造,以为郊庙之用。特别是政和年间,由于徽宗酷喜古物,常命良工仿制新得之古器,故所制尤多(见翟耆年《榴史》)。但南宋之后,铜器常被销毁铸币,宋代仿制古器传至今日者为数较少。但宋代仿古之风延续至元、明、清时代。元代时诏修诸路府州邑县之庙宇以供春秋祭祀。元成宗时为此设置了出蜡局(《元史·祭祀志》),以仿制古祭器。明代的仿造规模甚大,留传于世者亦较多。明宣德年间,宣宗朱瞻基因见郊坛宗庙及内廷所陈设之鼎彝均非古制,遂生复古之心,于是在宣德三年敕谕工部仿照宋人《考古图》、《博古图》诸书所记商周青铜器器形,铸造仿古铜器,此外亦令仿造内府所藏名窑四款式典雅者铸铜器 。当时所铸以上两类仿古铜器达三千三百余件。这些仿古铜器,除部分归宫廷留用外,还奉敕分与诸王府,因而得以流传至各地(《宣德彝器图谱》)。明末崇祯年间潞王朱常汸(号“敬一主人”)亦曾大批仿制古铜器。 仿古铜器有以下特征: 一是常铸有铭文表明是仿制品,宫廷所仿多铸有本朝年款,例如宣德三年工部奉敕仿制之商周青铜器器底多铸有篆文书写的“宣德”二字。明末潞王所仿制器则有“潞国制”字样,并有器物编号。北京故宫博物院藏乾隆年间宫廷仿商周铜器亦有“大清乾隆年制”铭文。历代地方官吏仿制品除注明年款外,还注明官称姓名。 二是仿制品在形制与气韵上多与原器有差异。这是因为既是仿造,不像作伪,故不必追求逼真,往往是只求形似,而不严格遵从古制,甚至还有所变化,体现种种时代风格。宋代仿古器因多以商周原器为模式,故在形制上较为相像,但与原器相比,造型略显呆滞、粗拙,且体形一般较大,特别是鼎、爵、斝等器。此外将仿古器纹饰与商周器物纹饰仔细对照亦可看出其不够准确,形象多有变异,如北京故宫所藏宋仿商簋与商簋形制颇相如,但其颈部与圈足所饰夔纹形象与地纹均较商代纹饰失真且粗糙。元代时仿古铜器往往有自行改造之处,并不拘泥古代形制,如1981年从湖南常德慈利征集所得元代铜簠,双环形耳与波带形足均为随意改造之表现,而且口下有直壁,是春秋早期以后形制,但纹饰却饰西周晚期与春秋早期的重环纹,亦与真器不合。明代宫廷仿制品因多据宋人著录书铸造图样,宋人所绘本就有不严格处,故明代仿制品即更走形,其中有的虽与商周真器外形相近,但纹饰变形却十分严重、此种情形由上文所举宣德三年所仿制之商簋即可得见。又如:明宣德三年工部所铸“周公乍文王”鼎,引自《宣德彝器图谱》,虽亦有用早期青铜器之大致形象,但无论是扁足与扉棱造型,还是纹饰、铭文,皆非周初之制,而尤以纹饰更显随意性。《善斋吉金录》著录之“永保用鼎”,虽作立耳、蹄足,但颈、腹形制与纹饰及铭文字体均与先秦古器不类,容庚先生指出:“此明代物。1987年12月云南石屏乾阳山玉皇阁修复过程中,曾于石壁发现仿古铜鼎,有可能是明代地方上所铸仿制品,虽大体上是仿照商周鼎形,但蹄足形制相差甚远,颈下饕餮纹变形极明显,鼎腹饰垂叶三角纹颇不合古制,铭文字体取自宋人《历代钟鼎彝器款识》卷九“丝女鼎”。最初曾被发现者定为西周铜鼎。由于判定明显错误,很快即被纠正。 清乾隆以前宋至明代仿古铜器已有不少藏储于清内府,乾隆年间编成的“西清四鉴”等书中所著录铜器,有的 即使从描绘得不甚准确的器形、纹饰中亦能看出是这一阶段的仿制品,例如所谓周蟠龙尊(实是壶形)、周夔风鼎。后一器为错金银器,形制本于商、西周早期鼎制却饰错金银纹饰,显然是一种变通与改造的仿古手法。容庚先生提出:“金银错之商周器十九皆伪",显然是对的,但这种器物多数当属于仿古器,应被视为艺术作品。 清代宫廷继续铸造仿古铜器,风格与明代近似,即外形有商周铜器部分特征,但往往对局部加以多方面的改造,如上述清仿古方鼎,饕餮纹作蝴蝶状,口颈下夔纹口、身皆臆作,底纹呆扳无变化,扁足形制与其上纹饰亦均不合古制,较典型地体现了这一时期仿古器的风格与水平。 明清两代的仿古铜器,有几种常见而形制较特殊的器型,如百环尊,出戟大尊等。此外,明代仿古器还可见贯耳觚,清代可见方口觚。 综言之,历代仿古铜器最重要的共性即多只是大体取商周铜器之外形,但在局部(如部分结构与纹饰,特别是纹饰方面)多有随意变形。因此即使未有铭文标明为仿制品,只要对商周青铜器的形制、纹饰、铭文之时代特征有一定的了解,仿制品与商周真器不合之处并不难看出。所以从总体而言,仿制器还是较易辨识的。 青铜器器的伪造与辨别一.青铜器伪造历史之概况。青铜器的伪造在宋以前即存在,但伪器较大量的出现尚始于宋代,当时金石学之兴起。固然促进了对古代青铜器与金文的研究,但公私收藏之风的兴盛,也使青铜器买卖成为古董商人逐利之手段,伪造之器进应运而生。今日研究青铜器的学者们多认为,宋代宫廷既大量仿铸古铜器,自然就培养出一批作伪器之高手。 宋代赵希鹄《洞天清禄集》中有《古钟鼎彝器辩》一节,曾提到伪古铜器作假色泽与假锈的方法,可见铜器作伪在宋代时已发展为一专门的技术。元明两代亦有铸造伪铜器的,明人曹昭在《格古要论》卷六中有“伪古铜”一小节,专讲伪铜器作假锈色之方法与辨别要点。显然当时作伪铜器与鉴别真伪皆已有相当经验。此外,明人高濂在《论新铸伪造》(《遵生八牋》十四:二八)曾记载,元代时杭州姜娘子、平江(今苏州)王吉二家即为当时铸作名家,其“制务法古,式样可观”。所制器或亦有被充作古青铜器流入市场的。宋至明历代伪制品中较精致者,在清代甚至充斥于内府,故乾隆时所编专著录内府藏器的《西清古鉴》、《宁寿鉴古》、《西清续鉴甲编》与《乙编》四书.(旧称“西清四鉴”。现学者或称“乾隆四鉴”),有铭之器一千一百七十六件,容庚先生认为其中伪器与可疑器近42%,其中虽有因未亲见而估计不当者,然此种估计总不致太过分。 清乾隆以前之元明两代与清初伪造技术较低,器形、纹饰多仿照宋人青铜器著录书籍中之图像,铭文亦多属杜撰,故伪器较易辨识。清乾隆之后,金石学复兴,此时的情况正如徐中舒先生所描述的:“一般学土大夫们对于铜器的观念跟着也就推进一点。他们要利用这些器铭来解释文字,证明经、子,他们买一件古董,总要注意它有字没字。这中间价钱当然差得很远”。有铭青铜器价值远高于无铭器,这一事实进一步刺激了—些古董商与作伪者渔利之心,乃多于真器上增刻假铭,一般是根据真器铭仿制、照搬,间或亦有改造、拼凑。与此同时,整体铸造伪器、伪铭之作伪业也渐于山东潍县、陕西西安等地形成中心。 民国以后,古青铜器出土甚多,提供了大量真器范本,加之历代作伪技术不断积累,至此时已近于炉火纯青的地步,特别是这时候青铜器海外市场被开拓,于是作伪的水平与数量均大大超过前代。此外,作伪的区域性中心也增多起来,上海、北京均集中了一批作伪高手,除于真器增制假铭外,全器伪造亦较多见。今日国内外公私文物收藏者所藏伪制青铜器有相当大的比例即是属于民国以后制作的。二. 本世纪青铜器辨伪之主要成果。伪制青铜器的历史既如此长久,特别是近代以来伪器的大批量制造,便青铜器辨伪问题在民国时期即已成为青铜器研究中一项重要内容。1936年徐中舒先生作《论古铜器之鉴别》文(《考古社刊》第四期,1936年),开首第一句话即言:“如果要把古铜器当作一门学问看待,那么,我们第一件当做的事就无过于真伪的鉴别了。”可见辨伪在此时已为学者高度重视。在此之前,近代学者中仅有著名学者与收藏家陈介棋,以他丰富的经验对判定伪器提出过具体的见解(《簠斋尺牍》)。此外,1914年王国维撰《国朝金文著录表》(1915年, 上虞罗氏雪堂丛刻本),于各器类下均开列伪器及疑伪之器。王氏所判定因其多未见原器而所据仅铭文,故未必均得当,然实有开凿之功。l941年容庚《商周彝器通考》出版,不仅在详细地总结历代辨伪经验的基础上归纳了识别伪器的若干重要原则,并首次对伪造作了较科学的分期(书中一些基本观点在1958年出版的《殷周青铜器通论》中又得到进一步的充实),至今仍有重要的学术价值。在此之前,容先生还曾作过许多具体的辨伪研究,1925至1927间曾因工作多接触清内府旧藏器,因作《西清金文真伪存佚表》(《燕京学报》第五期,1929年),对所谓“西清四鉴”中所收铜器及铭文作了甄别,其中一部分器物的真、疑、伪差别问题后来在《商周彝器通考》中又作了修订。与容氏所作研究同时,也有学者写过辨伪文章,如商承祚《古代彝器伪字研究》(《金陵学报》三卷二期,1938年),后又作补篇》(《考古社刊》第五期,1936年),又如上举徐中舒氏的论文。民国时期重要的有价值的辨伪论著大致如上述。 近二十年来,对于青铜器辨伪问题,又先后有一些重要著作发表,无论在科学性上还是精细程度上都有新进展,作者中有的曾在文物界多年从事青铜器保管、修复工作的,故所论更为经验之谈。七十年代中最重要的带有 理论性的著作是张光裕《伪作先秦彝器铭文 疏要》(国立台湾大学中国文学研究所博士论文,1974年6月),此书首先详尽地考察了历史上古铜器仿造与伪造的史实,说明了不同朝代仿造与伪造器物之手法、工艺特点与历代辨伪之认识水平;继而详论作伪之方法、类别,尤着重于铭文之作伪的研究。本书还详论了铜器鉴别之态度、方法,对已有成果从方法论角度作了科学的评判与总结。此书还有下篇,名《六十字以上的先秦器疏证》,引五十五件伪器。八十年代以来有较多的青铜器辨伪论著发表,其中重要的有:陈佩芬《青铜器辩伪》(《上海博物馆集刊》第三期,上海古籍出版社),以上海博物馆丰富馆藏标本为资料,从铸造技术角度指出伪器之破绽,说明伪器重于原器之事实(这是以往很少具体阐明的)。该文所论伪铭、伪纹饰多为伪制品中之上品,故分析其漏洞与弊病,极有助于辨伪水平之提高。 程长新、王文昶、程瑞秀《铜器辨伪浅说(上、中、下)》(《文物》1989年8、11、12期),多举北京故宫博物院藏品中之历代伪器与仿制品之标本,详析历代宫廷与民间所作仿古铜器与伪铜器之形制、纹饰、铭文特点,生动形象,并有重要资料价值。文中还列举、分析近现代作伪高手之作品,在综论辨伪方法时,文章亦多结合实物标本,对作伪的手法之剖析甚为详细。所有这些,对实际的辨伪工作都极为有益。 刘雨《乾隆四鉴综理表》(中华书局、1989年),在容庚先生研究西清金文基础上,对乾隆时之“四鉴”作了进一步的分析、整理,对容氏判定伪器之器重作审定,提出了许多新见解。书末附“伪及疑伪器号表”,为科学利用“四鉴”提供了极大的方遍。 除以上著作外,尚有罗福颐《商周秦汉青铜器铭文辨伪录》(《古文字研究》第十一辑,1985年),着重于对清代与民国期间铜器作伪作深入研究;王文昶《故宫博物院藏部分青铜器辨伪》(《故宫博物院院刊》1989年1期)与《铜卣辨伪》(《故宫博物院院利》1983年2期);王荣达《从修复角度谈商周青铜器的真伪鉴定问题》(《考古与文物》1987年2期);杜乃松《宋元明清铜器鉴定概论》(《故宫博物院院刊》1990年4期)。杜文对宋至清代的仿制铜器有比较细致的说明,是其独到之处。 近年来,铜器辨伪已由对器表诸方面的考察转向依靠现代科技术手段去考察铜器内部结构,比如用高强度x光透视机观察商周铜器内部的垫片以判定真伪。这方面的研究成果有张世贤对毛公鼎真伪问题的研究,详见下文。 下文对青铜器辨伪的概述即参考了上述诸家之见解。三.伪造青铜器之主要类型与辨别。伪造青铜器有四种主要类型,下面分述这四种类型的造伪手法与辨别之要点: (一)真器改造 即将真器加工、改造为不合定规的奇特形制。属此类者还有不同手法。 手法一,将真器主体添加部件。例如北京故宫博物院所藏殷代晚期或西周早期觯,器真,内底有真铭“父乙”二字,现此器口沿部横出一流、颈上又加了鋬,流、鋬皮色皆与器身不同,显然是后配的。又该院所藏约西周早期之卣,失盖与提梁,现此器双半环耳各增加一衔环,意欲改造成西周晚期壶形,但造型、纹饰仍与此期壶有异。 手法二,将分属几件真器的残件拼凑成一件,多数不遵器制,或在部分真器残件上任意新铸接上不符合器制的部件,此种手法造出的器形亦由于非牛非马较易被识破,上引明代高濂《新铸伪造》(《遵生八栈》十四:二八)称此种手法为为“改锹”,并云其曾在京师见到以古壶盖制腹,以旧鼎耳为耳,屑凑古墓碎器飞龙脚为足,以致“小而可用,花纹制度,人莫 不爱”。但如此生拼硬凑,毫无规则,显然很好识别。此种手法伪造出来的器物,在清宫廷内府收藏品中即有,如《西清古鉴》六;十一“蟠夔纹鼎”,为取之上半截甄部,下突接三鼎足,显得颇为怪异。又如同书十:四十“周兽环尊”是在车上添加兽形饰与铺首衔环为双耳,下接三半环以为足,拼成一不伦不类之器.

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青铜文物保护学者进行了多年的研究,以寻求更有效、简便而完善的保护方法。目前,在青铜器保护处理方面有许多行之有效的办法,可分为两方面: 一方面通过控制光、温度、相对湿度、空气污染物、微生物等外部条件[1-2],达到降低文物腐蚀速度的目的,如日本正仓院古物库房,在采用空调设备控制温度和湿度的同时,对通入室内交换的空气,以技术手段脱除其中的有害气体,目前世界上仅有很少的博物馆能做到这一点[3];吕庆[4]等人研究了在现代大气中青铜的腐蚀因素,认为在含有的大气中,对于不含有Cl-附着物的青铜器,相对湿度值应控制在50%以下,对含有Cl-附着物的青铜器,此值应更低。 另一方面从文物本身着手,除去青铜器表面的泥土、浮锈等,封闭、稳定腐蚀产物。已报道的方法,大致有四种:(1)物理清除或转化方法;(2)化学清除或转化方法;(3)缓蚀剂保护方法;(4)封护剂封护方法。每一种方法又有很多具体措施。 1.物理清除或转化方法 物理清除或转化方法主要包括机械去锈、超声波法[5]等方法。机械去锈是利用手工工具如钢针、手术刀等直接剔除锈,方法简单,效果较好。超声波法是利用超声振动所产生的能量产生快速清洗的效果。还有其他一些方法,但所有这些方法还有待于进一步发展。 2.化学清除或转化方法 化学清除或转化方法主要包括倍半碳酸钠法、氧化银法、PbO法、锌粉转化法[5-7]等。倍半碳酸钠法是将青铜器浸入Na2CO3·NaHCO3溶液,用CO32-取代CuCl中的Cl-形成稳定的铜盐,这种方法在实际应用中所需时间很长。氧化银法是利用下反应使CuCl转化为Cu2O: Ag2O+2CuCl=2AgCl+Cu2O 此法有一定的效果,Ag2O虽能转化一部分有害锈,但并不彻底,反应生成的AgCl的导电性很强,从电化学反应角度考虑,时间一长,它对青铜器的保护作用减少,进而演化为青铜器腐蚀的促进因素。PbO法的原理同Ag2O法。锌粉转化法是利用锌的活泼性,其反应式如下: CuCl2 + Zn → Cu2O + Zn(OH)2·ZnCl2 CuCl + Zn → Cu2O + Zn(OH)2·ZnCl2 反应中生成的Zn(OH)2是一种胶体状物质,能够起封闭作用。化学药品处理法的弱点是会伤害文物本体,因此它们的应用受到了限制。 3.缓蚀剂保护方法 缓蚀剂保护法包括BTA法、BTA衍生物法[8-12]、2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑(AMT)法[1,13-14]、2-巯基苯并恶唑(MBO)法[15-18]、2-巯基苯并噻唑(MBT)法、2-巯基苯并咪唑(MBI)法[19]和咪唑(IM)与苯并三氮唑的协同缓蚀[20-21]、8-羟基喹啉(HQ)与苯并三氮唑[22]的协同缓蚀对青铜器的缓蚀效应等方法。BTA法是将青铜器浸入BTA溶液中,进行自然浸渗或减压渗透处理,使BTA与铜器表面充分接触反应,形成保护膜,BTA法是目前青铜器保护中使用最广泛、最普遍的方法,但BTA在青铜器上形成的缓蚀膜并不完整,不能完全阻止水和氧的渗透。BTA衍生物是BTA苯环上的氢原子被其他各种基团如烷基、烷氧基、氨基、羟基、羧基等取代而得到的,某些BTA衍生物对铜的缓蚀效果要优于BTA,但其在文物保护中的应用尚待开发。AMT法是利用AMT可与铜锈中的铜离子形成络合物从而达到保护目的,据文献报道AMT可完全祛除粉状锈,但经AMT处理过的青铜器表面轻微变色。2-巯基苯并恶唑(MBO)对Cu的腐蚀具有显著的缓蚀作用,MBO可与一价铜离子作用,在电极/溶液界面形成三维的缓蚀膜,从而对Cu的腐蚀过程产生缓蚀作用,其缓蚀效率很高,而且基本上不影响青铜器外观,是一种性能优良的缓蚀剂。MBT和MBI对铜的缓蚀效率不高,而且对青铜器外观影响严重,因此不适宜在青铜器保护中应用。张大全[20-22]等人研究了咪唑(IM)与苯并三氮唑、8-羟基喹啉(HQ)与苯并三氮唑对铜的协同缓蚀作用,发现IM与BTA能共吸附于铜表面,IM的存在有利于BTA的吸附,二者具有良好的协同效应;BTA和HQ复配使用后提高铜电极的膜电阻,降低了电极的膜电容,二者具有协同缓蚀作用。 4.封护涂层保护方法 封护涂层保护法一般是青铜文物保护过程中的最后步骤,目前国内外在青铜文物保护处理过程中所使用的涂护材料,大部分为丙烯酸类涂料。西北大学的王蕙贞[23]等人对已腐蚀青铜器的保护;西安文物保护修复中心的马琳燕[24]等人对西周青铜目纹鬲的保护修复;刘林西[25]对汉代青铜鍪的修复保护;中国历史博物馆的杨小林[26]等人对唐代鎏金铜天王像的保护;甘肃省博物馆文物保护部[7]对灵台80件青铜器的保护修复;中国历史博物馆的宋曼[27]对安徽寿县蔡侯墓出土的编钟、犀牛尊、何尊的保护等使用的封护材料都是丙烯酸树脂。也有使用其他封护材料的,如故宫博物院的陆寿麟和中国文物保护科学技术研究所的李化元[28]等人使用聚乙烯醇缩丁醛作为封护涂层对已腐蚀青铜器进行保护,在封护剂配方中还加入了适量的BTA作为防腐蚀的补充;故宫博物院的赵振茂[29]等人保护青铜器使用蜡封,但蜡易吸尘土,这是它的弱点。田金英[30]等人曾对天津油漆北厂、上海造漆厂、北京红狮涂料研究所、北京造漆厂等多个厂家生产的多种树脂如丙烯酸清漆、硝基清漆、聚氨酯清漆、有机硅类涂料等按照涂料行业的标准检验方法进行实验验证,结果发现,有机硅类涂料产品,具有抗腐蚀、抗潮湿、抗霉菌等性能,但是,该涂料施工操作温度必须加热在50-65℃之间,干燥过程需要烘干,由于文物本身最忌讳的就是材质温度改变,因此该涂料不宜采用;聚氨酯树脂具有很好的力学性能,但是树脂黏度大,颜色深,不适宜文物保护;硝基清漆干燥快、光泽好,坚硬耐磨,但是,耐酸碱性能较低;丙烯酸树脂无色透明,使用方便,常温固化迅速,强度高,耐光、耐老化、耐热性高,热塑性好,耐腐蚀性强,户外耐久性好,所以在选择的几种类型的涂料中,丙烯酸树脂效果最好,可以用于金属文物表面保护。但是并非所有的丙烯酸类产品都能使用于金属文物的表面保护,只有某些能满足文物保护要求。北京化工大学许淳淳等人研制了一种青铜文物水性防蚀复合封护剂,该封护剂由底层封护剂和面层封护剂组成,底层封护剂是由缓蚀剂等对一种性能优良的丙烯酸酯聚合物乳液进行改性获得的,面层封护剂是采用纳米材料等对丙烯酸酯聚合物乳液改性获得的。将缓蚀剂复配到水性丙烯酸酯聚合物乳液中可显著提高青铜器的抗腐蚀能力,用纳米材料改性所获得的纳米复合体系封护剂,实现了功能的飞跃。采用多种试验方法,研究其性能,结果表明,该复合封护剂对铜及铜合金具有较强的保护能力,纳米材料充分发挥其吸收紫外线特性,有效提高了涂层抗紫外光老化能力,并且具有一定的超双疏特性,使其具有自洁净功能,同时该封护材料的耐酸性、耐碱性、耐盐水性、耐盐雾性等均由于缓蚀剂的加入有明显提高。所研制的复合封护剂不含有机溶剂,无毒无味,利于环保,而且,它无色、透明、无光,能保持文物的本来面貌,符合文物保护原则,是一种综合性能优异的青铜文物防蚀封护剂。关于该封护剂的论文已被《材料保护》、《腐蚀科学与防护技术》、《北京化工大学学报》等刊物录用。 一般情况下,人们往往利用上述方法中的几种组合起来保护青铜器。

摘要:夏代作为中国青铜时代的发展时期,其青铜器的审美特征突出地表现在酒器和兵器的造型形式和纹饰意蕴之中。尽管这一时期的青铜器仍然显得相对朴实,但其实用功能和形式美感兼具的造型,以及变化多样的几何纹和威严庄重的动物纹装饰,却凸显了其鲜明的时代审美风格:寓意象征性、庄严厚重性和整体适应性。这为商周青铜器鼎盛时代的到来,在审美的造型、纹饰和风格上均作了必要的铺垫。关键词:夏代青铜器;造型;几何纹;动物纹;寓意象征;庄严厚重Abstract: As the development time of Chinese Bronze Age, the esthetic characteristics of Xia Dynasty bronze utensil prominently is shown on modeling form and decorative design of drinking utensil and weapon. Although this time’s bronze utensil still appeared relatively simple, the modeling with practical function and form esthetic sense, as well as the changed diverse geometry decoration and the dignified grave animal decoration, actually display its bright time esthetic style: Implication symbolic, dignified massiveness and overall compatibility, which prepare both for the arrival of Shang and Zhou bronze prosperous time and the esthetic modeling, decorative design, word: The Xia dynasty’s bronze; modeling; geometry grain; animal grain; implication symbol; dignified早在6500年前,陕西临潼姜寨的仰韶文化先民铸造出了第一块铜片;随后,从马家窑文化到龙山文化时代,先民们又遗留下来了陶寺遗址的铜铃,登封王城岗遗址的残铜片、坩锅残片等;到了甘肃青海的齐家文化时代,他们则开始冶铸或冷锻出铜刀、凿、锥、钻头、斧、匕、指环以及小饰件和镜子等铜器。这些显示了中国文化由“铜石并用时代”向“青铜时代”的缓慢过渡。而到了夏代,青铜器工艺在总结新石器时代器物制造经验的基础上取得了长足的进步。偃师二里头遗址和夏县东下冯遗址这一片独特面貌的早期青铜文化区域,同中国历史记载的夏王朝统治的范围大致吻合;考古发掘的大量青铜器,又与夏人的一些史实——如夏禹的 “贡金九牧,铸鼎物象”(《左传•宣公三年》)、“以铜为兵”(《越绝书•记宝剑》),夏后启的采矿冶铜等,也是可以相互印证的。尤其是二里头遗址中发掘的炼渣、炼铜坩埚残片、陶范碎片,表明青铜器的冶炼作坊已初具规模。因此,“青铜器的大量铸造和使用是二里头文化的重要特征之一……二里头文化……已进入中国青铜时代的发展时期”[1]。夏代青铜器已经开始走出新石器时代青铜器制造的原始阶段,其大量的礼器和兵器形成了中国青铜器造型的基本格局,神秘的兽面纹开启了中国青铜器纹饰的主体图案,庄严厚重的审美感受更是代表了中国青铜器的整体艺术风格,这些均为商周青铜器艺术鼎盛时期的到来作了必要的铺垫。一 造型形式以二里头文化遗址为代表的夏代文明,其出土的青铜器主要有礼器中的酒器爵、斝、角、盉,饪食器鼎,兵器中的戈、钺、镞,乐器中的铃,以及镶嵌绿松石兽面纹铜牌饰和残存的圈足器等,从而奠定了中国青铜器以礼器和兵器为主要形制的造型格局。在众多的器形之中,仅就青铜爵而言,“二里头文化的青铜爵大体上有两种造型,一类是原始型的,即爵的样式基本上是模仿陶爵的,它的外形和二里头遗址中出土的手制陶爵有着相似的特征,细腰、平底、短足,呈荷叶状的边口部和流从口部的延伸不甚规整,外观颇像用手捏成的陶器。另一类造型是比较精致型的,器壁匀薄流狭长而线条优美精细,虽然同是细腰平底,显然是在陶范上事先作过细致修整的,三足细长而微呈曲线形”[2]。这种原始型和精致型的变化,实际上体现了从早期到晚期夏代青铜器造型由简单向复杂多样,由粗放向精致演变的审美历程。早期的青铜器形制主要受同时期的各类陶器的影响。如夏代早期作为食器的青铜三足云纹鼎,矮小、无柱、口沿平直,其祖型就是新石器时代的陶鼎;作为酒器的青铜束腰爵,素面无柱,形体单薄古拙,充满着浓厚的原始初创气息,其流的长短、俯仰以及爵身趋扁宽的形式也同龙山文化的豫西三里桥类型和豫北后岗类型陶器如出一辙,并没有摆脱陶爵的三条矮尖足附于器底的外侧、形体圆润以及没有棱角变化等浓重特征,更“没有形成青铜器所特有的准确造型和挺劲的轮廓线,也未经精工磨砺”[3],这无疑是二里头青铜爵的最早形式。铜鬲的口沿也与陶鬲口沿的折沿式和侈沿式相对应,其足仍沿用规整圆锥体的陶鬲足。因而,这一时期的青铜容器“从其形制特征来讲,它们几乎全与同时的陶器相同,它们的发展演变也与相应的陶器同步”[4]。夏代早期的青铜器尚处于祖型于陶器的阶段,还没有形成自身独立的审美特征。到了夏代后期,青铜器则相对精巧,造型具有一定的审美价值。此时,青铜爵造型的陶器特征显著减退,在注重实用的同时,还十分讲究形式感,增设了距离很近且具有装饰性的两乳钉状柱,三足分布规矩,接近于等腰三角形,口沿呈凹弧流线型。另外,爵的侧面设一折弧形大鋬,鋬面上又加铸两个狭长的镂孔,既有效控制了鋬的厚度,又增饰了具有装饰效果的镂孔纹;1959年上海博物馆自废铜中抢救出来的乳钉纹管流爵,其一侧设斜置的流管,流上铸两个方折形饰物,造型别具一格,其鋬下有一圈较宽的假腹,其上铸用多个空心圆孔,形成镂空的装饰效果;尤其是二里头出土的乳钉纹长流爵,流特别细长,作狭槽状,尾与其对应,既平衡了重心,又显得修长而纤细,三足尖端呈弯弧线状而外撇,这些与扁平直立式样规整的橄榄形爵身搭配和谐,刚柔相济,已经脱离了夏代陶爵的体制,并成为中国酒具的形象代表。这时的青铜鼎,其腹部较为高深,配三只四棱锥形空心足,两耳立于口沿上,其中一耳与一足呈垂直线对应,另一耳则位于另外两足中间,整体造型兼具实用和审美的双重要求,给人一种规整中有生气,对比中显和谐的审美感受。同时,这一时期还出现了创新型的高颈扁腹直壁斝(二里头遗址六区M9:1),口沿上设两个三菱锥状矮柱,腹部鼓起,下承三个大空锥足,器壁很薄,其先进的设计直接是二里岗文化铜斝的原始祖型。夏代晚期处理器壁匀薄的技巧,也为商代青铜器物新颖造型的设计开创了先河。二 纹饰意蕴夏代青铜器的纹饰,一方面对同时期的灰陶和礼玉的纹饰有所继承,另一方面又结合当时专制社会形成阶段的特征对其纹饰作了一定的扬弃,所以无论是纹饰的结构特征,还是其表现方法,均形成了鲜明的时代特征。夏代青铜器纹饰多以乳钉或圆饼状的实心的连珠纹,以及弦纹、云雷纹等几何纹为主,虽然还没有发现像商代青铜器上直接铸刻的饕餮动物纹为主题的装饰,但在二里头遗址发掘的用绿松石镶嵌而成的动物头部图案的铜牌饰上,却已经形成了这一动物纹的基本模式,从而开启了中国青铜器动物纹的先河。(一)几何纹几何纹在新石器时代的彩陶上就早已出现,而到了夏代,青铜器则开始模仿陶器的各种几何纹饰类型,出现了一些简单的连珠纹、弦纹和云雷纹,从而开启了中国青铜器纹饰的先河。这些几何纹虽然相对单纯和平面化,却不仅具有形式上的变化和结构上的美感,体现了丰富的审美风尚和极具时代性的文化内涵。最早出现的连珠纹图案呈小圆珠状,有单排和双排两种横式排列,圆圈也有实心和空心之分,多饰在器物的肩上或器盖的边缘等部位,其形成也经历了一定的演变过程。如青铜器上的乳钉等,首先可能是防碰撞的实用功能和相对规则的装饰功能的统一,后来其实用功能退化,渐渐演化为专门的装饰性图案。二里头乳钉纹斝颈部突出的圆饼状乳钉纹(即连珠纹),作为青铜器上简单而原始的纹饰,就是在防滑的实用基础上而形成的。据考证,连珠纹是用一个管状器在陶范上印制的,圈与圈间距的疏密,横行排列的整齐,虽不很严格,却显得自然。如二里头铜爵上也饰有很不规矩的圆点纹,作单向或双向排列,类似的还有上海博物馆收藏的一件铜角,其杯体下部也铸有圆圈状的连珠纹。弦纹也是青铜器上简单的纹饰,为一根凸起的直或横的线条,简洁朴素。它一般与乳钉状连珠纹配合使用,并且多作为连珠纹的边框。如夏代晚期的乳钉纹管流爵的颈上也饰弦纹三道,其间夹杂疏密有致的双排乳钉纹,显得规整而又有变化;二里头出土的铜斝,与鋬相背的腰腹正面装饰有两道凸弦纹,中间则夹有一排五颗乳钉纹,从而在腹部形成了一周由凸弦纹与圈纹组成的宽带纹,显得简洁而利落,形成了夏代青铜器纹饰的特有形式,与青铜时代的其它阶段的纹饰风格迥异。云雷纹是夏代青铜器上最为典型的几何形图案,是用利器在陶范上刻划而成,圆柔形的云纹和方折形的雷纹连续出现,构成了回旋式线条,显得自然流畅。夏代青铜鼎的腹部一般多饰以云雷纹,较特殊的是二里头六区(KM3:2)青铜戈,其曲内后部也铸有凸起的云纹,纹间的凹槽内还镶嵌有绿松石,将相对神秘庄重的云雷纹打扮得楚楚动人,寓庄严与审美于一体。这种云雷纹的阳纹线条在纹饰中间均形成一个圆圈,颇似神秘而狞厉的斜角目纹,周围再搭配饰以抽象而富于变化的阳纹线条,整个构图简洁而生动,寓狞厉与生气为一体,很可能就是商周青铜鼎上兽面纹的胎形。除此之外,二里头文化中出现的几何纹还有近似水涡的涡纹;阳纹线条纵横交错而成的网格纹,如二里头遗址五区M1:1青铜鼎腹部饰有粗疏的带状网格纹;以及绿松石镶嵌十字纹,如1975年偃师二里头遗址出土的圆形青铜器上就饰有两头粗中间细的十字纹,另外一件夏代晚期的镶嵌十字纹方钺在其中心圆孔周围的正反两面也用形状规整的小绿松石片镶嵌成两周十字图案,并在其内外用绿松石片组成两个圆周将其围住,整个图案排列整齐有序,又富于变化。十字纹、圆圈纹与中心镂孔形成方圆,体现了虚实融合的和谐形式感。(二)动物纹到了夏代晚期,铜牌饰的出现才标志着中国青铜器中以夸张形式或以幻想中的动物头部为主体的抽象兽面图案,这也是迄今发现的青铜器上最早的动物纹。该纹饰的动物头部,除两眼之外的其他部分,均为抽象的,而不是具体表现实样的。这可以追溯到龙山文化遗址中石锛上怪异的动物纹饰,身上横条沟曲形的刻线与青铜兽面纹就极为相似,新寨二里头一期文化遗存中发现的陶器盖上也有类似的怪兽纹饰。夏代兽面铜牌上的兽面纹,图案设计简单质朴,特别突出兽目,后来逐渐发展成二里头玉柄形器上的饕餮图案,并成为早商及其以后青铜容器上兽面纹和饕餮纹的祖型。李学勤分析山东日照两镇的玉锛饕餮纹、河南偃师二里头铅的嵌绿松石青铜牌饰饕餮纹时,也指出了其审美过渡性:“山东龙山文化和二里头文化的饕餮纹确实可以看成良渚文化和商代这种花纹的中介”[5]。夏代也有部分铜酒器在器盖的边缘饰以变形的动物纹图案,并且特别突出骇人的双目,营造了一种威严的氛围,既与使用者的礼仪和等级地位相呼应,也与夏代关于龙的神话传说相印证。夏代青铜器上的动物纹装饰,当为商周同类青铜器纹样的滥觞,而且经过变形的动物纹图案也形成了后来青铜纹饰的主体。总之,夏代晚期的青铜器纹饰,一方面赋予了青铜器外在形式的华美与瑰丽,如青铜质料的器物表面,刻以单层平雕纹饰,且纹饰多作条带状,往往给人以既有力度和锐度的触觉感受,又有流畅和圆润的视觉感受,“灵活的线形纹饰弥补了青铜器体块特质的不足,赋予了凝重的青铜器以生命的气息”[6],形成了刚柔相济的艺术审美韵味;另一方面又承载着特定的文化意味和精神特质,夏代先民把现实以及臆想的物象铸刻在象征权力、威仪和用以祭祀的青铜礼器上,如夏代九鼎的纹饰既满足了其宗教性的龙崇拜,也通过把天下各地的自然资源和财富绘制成图象,刻铸于鼎上,以此作为帝王享有灵物和征收贡赋的象征,突出其现实的攫取权力和树立威信的政治意义。三 艺术风格夏代青铜器由于工艺技术的演进而极大地促进了先民们审美理想的物化,在各类器物造型和纹饰的审美设计中,充分吸收夏王朝这个全新社会形态中的精神内涵和生活习俗,将社会各阶层,尤其是统治阶层的意识形态形象化抽象化地熔铸于这一高贵典雅的青铜器物之中,从而形成了独具时代特色的青铜艺术风格:寓意象征性、庄严厚重性、整体适应性。一是寓意象征性。夏代青铜礼器和兵器的特定功用及其造型纹饰的文化内涵是极具寓意象征性的,不仅寄寓着当时夏代贵族和下层民众对所谓自然力量的利用和膜拜,而且还直接象征着当时社会的政治权力和等级制度。青铜礼器和兵器造型庄重,纹饰逐渐走向神秘化,发挥着“钟鸣鼎食”的重要作用。《左传•宣公三年》载:“昔夏之方有德也,远方图物,贡金九牧,铸鼎象物,百物而为之备,使民知神奸”,夏代青铜九鼎的纹饰图案在象生的背后,仍然隐含着一定的表意性,用鼎的大小、轻重和不同形状、纹饰来象征各种事物和等级制度,既是天下各地自然资源和财富的体现,也是帝王享有灵物和征收贡赋的象征。夏代晚期出土的镶嵌十字纹方钺,根据其平直无锋刃的造型和镶嵌绿松石十字纹的纹饰判断,应该不是一件简单的兵器,“而可能作为仪仗用,是一种军事权力的象征,是现实所有者身份的特殊兵器”[3],寄寓象征着夏代这一特定历史阶段的意识形态和精神内涵。同时,夏代青铜器的装饰性纹饰自此一改以往的仿生化形式模拟,更多地向着抽象化方向发展。如镶嵌十字纹方钺上的十字纹,是一种抽象的线条,二里头五区M4出土的青铜兽面牌饰,有突出的圆目,装饰性和抽象性特征较明显。夏代是一个充满残酷战争和奴役的时代,这种兽面纹饰“一方面是恐怖的化身,另方面又是保护的神祗。它对异氏族、部落是威惧恐吓的符号;对本氏族、部落则又具有保护的神力。这种双重性的宗教观念、情感和想象便凝聚在此怪异狞厉的形象之中”[7],夏代青铜礼器的王权性象征在其纹饰尤其是在兽面纹中彰显无疑。因此,夏代社会生活内容和宗教礼仪的丰富,特别是青铜礼器和兵器的精神性特征,强化了夏代器物创造的寓意象征性。二是庄严厚重性。青铜器在夏代作为国家第一重器,其礼仪性比当时全社会普及的陶器要浓厚得多,无论是其坚硬的质地、凝重的色泽,还是独特的造型、别样的纹饰,都在陶器、玉器的基础上融入了审美形式的因素,呈现出威严而凝重的审美风格,形成一种独具时代气息的庄严厚重美。如夏代青铜爵改造了以往陶爵的基本造型,力求使器物的上中下各部位比例协调,左中右各部位保持平衡,以便器物的重心落在中心位置,从而取得沉稳的视觉效果。同时,流管等附件的安置,也在不破坏整体平衡的原则下进行,成为一种有效调节平衡的手段,显得规整而庄严;镶嵌绿松石兽面纹图案的双目以及周围的抽象化线条,装饰虽简洁,却突现出神秘动物的凶猛与残酷,且采用对称平衡的方式,更是给人一种庄严肃穆的审美感受。同时,夏代青铜器的社会政治功能性也极大地影响着青铜艺术的发展方向,几何式的方圆结构,长短大小的比例变化,器腹多为圆方造型,下面贯之以三足,与夏礼的规范性合拍。如青铜鼎在仿照新石器时代陶鼎造型的基础上进一步融入国家的理念,对称规整的双耳立于口沿之上,坚实浑厚的三足承于圆腹之下,营造了一种厚实而稳定的氛围,确实有“定鼎”的气度,成为国家的象征。厚重而不失其精致,形体规整而又显得大方,夏代器物在活泼愉快的自然美基础上形成了厚重而神秘的庄严美,而这种庄严厚重性蔚为夏代青铜艺术的主流,也是整个三代青铜器艺术的审美特质之一。因此,夏代青铜器整体风格的形成,一方面与青铜艺术本身内在求变的的传承与创新有关,另一方面外在的社会、政治、文化也在其演变中也充当着重要的角色,从而实现了器物整体造型和纹饰庄重风格和现实社会权力等级制度庄严氛围的完美统一。三是整体适应性。夏代青铜器尤其注重器物造型、纹饰及其功用的整体适应性。“青铜器的整体艺术造型,主要是器物的形象特点,各种附饰和纹饰的整体适应性水平”[8],因而夏代青铜器的整体艺术造型也正是表现为其形制、装饰和功能的整体性和相应性,在表现形式、表现手法上,均讲究别致的形制与其特殊功能的紧密联系,讲究纹样及图案在各种不同器皿具体部位结合时的“适形造型”方式。如上海博物馆馆藏的一夏代钉形柱爵,其中腰极细,与上部伸出的流尾,以及下部外撇的锥足形成分段,既利于饮用,又方便摆放,形制与功用得到了完美的结合。此外,夏代青铜器的纹饰,也“布置严谨,意匠奇妙,虽是一种装饰艺术,但和器的形制是一致的,表现一个时代工艺美术的时代特征,也反映了当时人们的观念形态”[9],并且这些纹饰形象随着不同时代的社会风俗和制作目的的不同,附着于不同的青铜式样上而表现出不同的精神内涵与艺术趣味,从而突显了夏代青铜器的纹饰与功用整体适应性的时代特征。如二里头遗址出土的呈盾牌状的铜牌饰,其凸面由各式形状的绿松石片粘嵌排列成浅浮雕式的兽体形象,多为龙的各种变体,且下体背侧有的还饰以卷云纹,飞龙在天的威严和自由,与夏代先民的龙崇拜思想以及铜牌饰的礼仪功能相得益彰,铜牌饰的纹饰与功用也就在夏代先民的想象中得到了整合。“中国真正进入青铜时代大约是从公元前21世纪开始的,从公元前21世纪至公元5世纪中叶,包括古代文献上记载的夏、商、西周和春秋几个历史时代是中国的青铜时代。时间长达1600年左右”[10],而在这1600年的演变历程中,夏代青铜器中礼器和兵器的两大工艺造型,几何纹与兽面纹的工艺装饰,以及独具时代特征的庄严厚重的审美艺术风格,无疑具有举足轻重的作用,是我国青铜器工艺的源头,为商代和西周时代青铜铸造业的持续稳定发展奠定了坚实的物质和精神基础。参考文献:[1]张之恒 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钢筋的腐蚀与处理毕业论文

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土建结构工程的安全性与耐久性一、土建结构工程的安全性 结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。 1.我国结构设计规范的安全设置水准 对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。 构件承载能力的安全设置水准 与结构构件安全水准关系最大的二个因素是:1)规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2) 规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为和,而美国则分别为和,英国和 ;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。 公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取,比国际著名的美国AASHTO规范的约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。 尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。 结构的整体牢固性 除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。 结构的耐久安全性 我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。 2.调整结构安全设置水准的不同见解 我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是,能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,而且业已历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解: 1)认为我国现行规范的安全设置水准是足够的,并已为长期实践所证明,而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。 2)认为我国规范的安全度设置水准尽管不高,但在全面遵守标准规范有关规定,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下,据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用,表明这些规范规定的水准仍然适用;但是理想的“三正常”很难做到,同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要,在物质供应条件业已改善的市场经济条件下,结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。 3)认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近,需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。 3、结构设计规范的概率可靠度设计方法 对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为,结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体,在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂,并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的实践表明,它并没有给结构设计的安全性带来明显实效,反而造成了安全概念上的某些混乱;对工程技术人员来说,结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题;现行设计规范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范,也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考,在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。 二、土建结构工程的耐久性 土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。 1、土建结构工程的耐久性现状 大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。 长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,他们需要有万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无,而现在联邦政府每年为此的拨款只有50~60亿美元。另有资料指出,美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施,如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害,钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40,桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求,对混凝土保护层和强度的要求仅为与C25,与上面提到的加拿大50年代水准一致。我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,不耐地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重;对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明,漏水的占,其中1/3渗漏严重,并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电,影响正常运行,而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策,如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。 耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训,还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥,仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥,其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3~4cm厚的保护层厚度。 有专家估计,我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年,由于忽视耐久性,迎接我们的还会有“大修”20年的高潮,这个高潮可能不用很久就将到来,其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。 使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有: 1) 由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成份比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。 2) 工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。 3) 环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30% 。 当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命,在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走,很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文,本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段,国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外,工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法,对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂,而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段;又如,希望加大水泥用量来保证混凝土强度,而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。 在修订规范的耐久性要求上,交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验,尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需,另一方面则要安排系统的研究项目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一,而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件,需要考虑本国的特点,是不能完全依赖国外研究成果的。 重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床,水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5~1/6,而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥,与之相伴的是年耗20多亿方的砂石,长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料,而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土,所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年,有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费,国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势,如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。 2.土建结构工程使用阶段的正常检测与维护 结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故,就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀,如果有定期的检测要求,这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差,质量控制与质量保证制度不够健全,规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低,已建的工程中往往存在较多隐患,所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。 从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看,需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出,很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用,不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能,而且经济上算总账会很不合算。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,英国1978年的土建维修费上升到1965年的倍,1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40%公路桥梁的桥龄已大于25年,加上进入90年代以后交通量猛增,超载严重,以往的设计标准又低,路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证,造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上,希望有关部门能加大已建工程维修的费用。 为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。 三、技术规范的作用与管理 这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。 长期以来,受计划经济体制的影响,我们往往视技术规范为法,将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程,与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准,本身不具有法律作用,只当工程各方(业主、设计、施工企业)认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上,才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行,不利于技术进步和创造性的发挥,反而容易成为推卸责任的借口。当然,政府部门从国家和公众的整体利益出发,需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规,但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法,后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。 企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故,不是解决问题的有效途径。现在,有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来,明确列为强制性条文,同时规定各个设计单位完成的设计,须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查,而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求,其任务已类似于执法;这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因,主要在于管理不善,特别是管理环节上的腐败;其次是施工操作人员素质低,又难以短期解决;过分强调规范的地位与作用,未能建立与规范配套的完整标准体系,比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件,可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节,也有一定的关系。从设计角度看,出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定,而是方案性的错误或忽略主要的设计条件;也有一些工程则因过去的设计标准过低,耐久性不足,在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实,要做到设计规范强制条文的要求最为容易,为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核,其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎,个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点,反而造成麻烦。 我国幅员广阔,各地经济发展很不平衡,技术力量悬殊,环境条件各异,客观上要求规范能给设计人员更多灵活性,少一些强制性,这样才能更好地在规范的指导下,根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之,在规范标准上,要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范,在工程的安全性和耐久性标准上,可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些,在抗震防灾要求上,更应区别对待。 全国性的规范订得愈详细,其适用性可能变得愈差,造成的混乱也可能愈多;特别象岩土工程那样的规范更是如此。 发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理,规范的翻新周期短,不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置,分工不明,并且至今还依附于某一政府部门,基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用,距离独立和富有活力的健全机构还差的很远,如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入,整顿合并有关的学会、协会,加强其职能,并逐渐成为技术标准编制管理的主体。 四、准备提交政府有关部门考虑的建议 为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑,: 1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性,已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则,一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证,我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失,并将给生产和公众生活带来长期困扰。 建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门,能对工程的耐久性要求作重点审查,明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证; 建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持; 建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助; 建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中,联络国内有关专家,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。 2、土建工程使用过程中的安全性,应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程,我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于工程寿命和投资效益。 建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规,编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。 建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。 3、完善技术标准体系与管理体制,发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用;逐步淡化技术规范条文的强制性质;鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准,适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。 4、合理设置土建结构设计的安全水准,必须考虑工程失效的风险后果、社会的财富与资源供给、乃至公众的意向等多种因素。随着我国经济形势的巨大变化,有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准,建议主管部门组织论证。桥梁等交通土建结构的风险后果较大,且由于车流、车载、车速的快速发展,在设计荷载标准值和承载力安全度的设置水准上似乎应比一般的建筑结构有更高的安全贮备。在建筑结构的安全设置水准上,建议进一步收集不同意见,包括商品房消费者的意向。我国不同地区的经济发展水平悬殊,在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。 5我国建筑结构设计规范采用可靠度设计方法的经验及问题值得总结。可靠度方法用于不同类型结构的先决条件和难度不一,不必强求一律。建议有关部门在推广可靠度方法于各类设计规范时,广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待,不宜急于求成。

耐腐蚀材料研究的论文

化学与人类的关系这样做嘛,应该是出现在化学系他们写的论文,如果你想要找的话,你可以到我们百度文库里面自己去搜索一下,应该会有很多你需要的。

桥梁工程中的腐蚀问题探讨论文

摘要 :本文从桥梁工程中的腐蚀类型分析机制入手,对桥梁工程中的腐蚀机理以及原因分析进行了简要分析,并着重阐释了桥梁工程中腐蚀问题的整治措施,旨在为相关工程质量管理部门提供有价值的参考建议。

关键词 :桥梁工程;腐蚀;问题;原因;对策

0引言

随着经济的发展以及社会的进步,我国桥梁工程项目也呈现出高速发展的态势,但是,在实际工程项目运行过程中还存在很严重的腐蚀问题亟待解决,需要相关研究人员针对具体问题建立具体管控措施,建立更加完善的管控机制。同时,在对桥梁工程项目进行监督和管控的过程中,相关技术要针对腐蚀问题给予有效关注,建构更加完整的工程项目监管机制,从而提升工程管理效果。

1桥梁工程中的腐蚀类型分析

在对工程项目进行研究的过程中,首先要对桥梁腐蚀类型进行分析,由于腐蚀过程主要指的是材料在环境介质内发生物理或者是化学变化的情况,不仅会对整体技术体系产生影响,也会导致整体工程项目的性能受到损害。在实际腐蚀问题中,比较关键的问题主要包括桥梁化学腐蚀、桥梁物理腐蚀以及桥梁电化学腐蚀三类。在工程项目中,桥梁腐蚀问题主要是钢材腐蚀以及混凝土腐蚀,都会对整体工程项目产生较为严重的影响,甚至会导致整体工程的安全运行受到严重威胁[1]。

2桥梁工程中的腐蚀机理和原因分析

(1)桥梁工程中的腐蚀机理桥梁发生腐蚀问题,影响比较大的就是化学腐蚀和电化学腐蚀。在化学腐蚀中,桥梁会发生氧化反应和还原反应,基本原理就是离子交换。在电化学腐蚀过程中,氧化反应和还原反应相对独立,并且在阳极和阴极的作用下产生一定的变化,导致整体桥梁结构出现裂缝;(2)桥梁工程中的原因分析在对裂缝原因进行分析后,主要针对材料选择、施工结构以及养护机制进行综合分析和管控,确保实际问题能得到有效解决,实现整体运行和管控机制的完整度。第一,钢结构出现严重的腐蚀问题。主要是在桥梁工程中的钢结构,会出现严重的问题,究其原因,主要是由于空气中的大气和水共同作用,加之不同自然因素的影响,就会导致整体结构出现裂缝问题。特别要注意的是,在一些污染情况较为严重的地区,环境中含有大量的二氧化碳和二氧化硫,也会导致桥梁出现严重的腐蚀裂缝问题。在众多影响因素中,大气水分含量、降水量、尘埃以及光照都会影响到桥梁的实际质量,甚至会导致整体系统的结构和情况受到非常严重的影响。第二,钢筋混凝土本身组成成分中有水泥,其水化会产生CaO,当该物质和钢筋接触后,就会在钢筋外部产生FeO的化学膜结构,起到保护作用,但是这种保护作用会在接触到外界酸性物质后被破坏,实际的保护作用也会减弱;第二,混凝土出现严重的腐蚀问题,由于混凝土本身是一种较为复杂的复合产物,其实际组成中,硅酸二钙以及硅酸三钙是关键要素,其发生腐蚀反应主要是由于碳化分解以及氯离子出现了严重的腐蚀,都是导致问题出现的原因。特别要注意的是,在混凝土碳化过程中,正是基于本身的碱性环境,若是出现酸性物质,就会和原物质发生反应,致使平衡被破坏。在裂缝原因分析过程中,也要对酸化腐蚀进行集中处理,主要指的是废气废水、酸雨以及酸性物质,由于其都会和混凝土材料发生反应,也就导致反应后生成难溶物质,破坏混凝土结构后,产生了严重的裂缝问题。

3桥梁工程中腐蚀问题的整治措施

针对具体问题,相关研究人员要建立健全完整的管控和处理机制,确保桥梁腐蚀问题能得到有效的解决,特别是针对不良气候条件,要确保钢结构桥梁的腐蚀问题能得到优化管控。第一,要有效控制和治理环境污染问题。要从组织形式以及管理人员的基本素质出发,提升整体管控机制的有效性,并且确保管理行为和科研管控成果能建立有效的`平衡[2];第二,管理人员要针对实际问题进行优化处理,有效隔离污染问题的侵扰,在工程项目建立过程中集中选用耐腐蚀材料;第三,要集中选用较为先进的制造技术,提高桥梁项目的整体运行技术,促进管控结构和管理效果的优化发展;第四,在对桥梁裂缝问题进行分析和处理后,相关管理部门要结合实际情况,运用有效的技术框架建立一种动态化的管控机制和项目优化措施,从根本上落实最经济也是最有效的实践方案,从而提高整体裂缝处理问题的有效性。

4结束语

总而言之,针对桥梁工程,相关施工单位要建立最优化项目处理机制,强化裂缝问题的处理水平,确保技术层面和人为管理层面的同步优化,一定程度上提升工程项目的实际质量。只有强化问题处理措施和处理效果,确保整体项目管控框架的完整度,才能为我国桥梁工程项目的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献

[1]彭建新,邵旭东.CO2排放、气候变化及其对混凝土结构开始腐蚀时间和时变可靠度评估的影响[J].公路交通科技,2014,26(10):76-81,86.

[2]石建光,余志勇,林挺宁等.沿海混凝土桥梁工程的腐蚀环境评价以及耐久性设计要求[J].混凝土,2013,15(12):67-71.

现在这样的论文网上不是有很多吗?你看下(材料化学前沿,比较化学)等等,论文还是要自己多写写的

论文题目是啥啊?压根不知道

  • 索引序列
  • 钢桥的腐蚀研究论文
  • 不锈钢腐蚀研究论文
  • 青铜的腐蚀研究论文
  • 钢筋的腐蚀与处理毕业论文
  • 耐腐蚀材料研究的论文
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