纤维素酶的应用与研究

2024-07-13

纤维素酶的应用与研究(精选12篇)

纤维素酶的应用与研究 篇1

纤维素酶是一个由多组分构成的复杂酶系, 主要包括三个组分:内切葡聚糖酶 (Endoglucanase, EG) 、纤维二糖水解酶 (Cellobiohydrolase, CBH) 和β-葡萄糖苷酶 (β-glucosidases) 。在降解纤维素的过程中, 三种酶发挥了协同催化的作用。纤维素酶的应用领域是十分广泛的, 涉及纺织、酿造、食品、造纸、饲料等, 不同的应用领域对纤维素酶各组分的需求也是不同的。

1. 棉纺织行业

上世纪80年代末, 纤维素酶作为一种生物酶制剂开始进入纺织行业, 而且得到了迅速的发展。纤维素酶用于纺织工业具有许多的优点:首先, 作为一种生物催化剂, 它无毒无害;其次, 处理需要的条件比较温和, 且酶的用量少;最后, 处理反应后的废水无污染, 可以节约能量[1]。

在纺织品后整理工艺上, 利用纤维素酶对亚麻、苎麻、丝绸、灯芯绒及其混纺织品进行生物处理, 既可以适当降低纺织物的强力, 又可改善其回弹性、悬垂度及柔软度。用纤维素酶处理染色的织物, 可以清除其表面的毛棉结、毛羽, 从而使织物的色泽鲜亮、结构清晰。此外, 在牛仔服的磨洗处理中添加纤维素酶, 处理后的牛仔服褪色均匀, 纹路清晰, 对衣服的损伤也小且不需额外的柔软剂, 与使用磨石相比, 省时省力, 更加有利于环保。

2. 酿造工业

白酒酿造所使用的原料其含纤维素的量是比较大的, 若经过纤维素酶处理, 可将淀粉和纤维素转化为糖, 从而提高原料的利用率, 同时可以缩短发酵时间, 降低溶液的黏度, 出酒率也可提高3%—5%, 并且酒体质量纯正, 杂醇油含量较低。使用纤维素酶之所以能够提高出酒率, 原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用;二是纤维素酶对植物细胞壁有分解作用, 有利于淀粉的释放和被利用[2]。

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒的溶解性, 加快发芽, 减少糖化液中单一葡萄糖含量, 进而改进过滤性能, 有利于酒精的蒸馏。

在酱油的酿造过程中添加纤维素酶, 可以使大豆类原料的细胞膜膨胀软化, 受到破坏, 使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放出来。这样既可提高酱油的浓度, 提高酱油的质量, 又可缩短酿造周期, 提高生产率, 并且使其各项主要指标提高3%。

3. 造纸工业

利用纤维素酶进行废纸脱墨始见于上世纪80年代末, 与传统的化学法脱墨相比, 使用纤维素酶进行脱墨效率比较高, 而且脱墨浆的滤水性也增加了。在同等漂白条件下, 酶法脱墨的白度比化学法高, 物理强度要优于化学脱墨浆[3]。广西大学造纸科学研究所利用国产商品酶对废旧书刊报纸进行了脱墨研究, 并取得了较好的效果。Mandfield等用复合纤维素酶选择性地单独处理纸浆, 不仅提高了成浆得率, 而且提高了纸张的平滑度, 进而改善了纸张的印刷适性。尽管存在着纸浆黏度和撕裂度降低的缺点, 但纸浆的抗张强度增加了10%, 使粗糙的花旗松纤维原料可以生产出高级纸品。Jackson等人采用纤维素酶和半纤维素酶处理经一次干燥的漂白针叶木纤维, 通过电镜观察表明:酶处理浆纤维素虽然在一定程度上被酶降解, 但基本上不影响纤维长度。比表面积较高的微细纤维则容易被降解。Stock等人比较了纤维素酶的外切酶、内切酶及半纤维素酶对不同种类的纸浆的作用, 发现在纤维素酶组分中, 内切酶对于改善二次纤维的滤水性能来说是必需的;内切酶与外切酶和半纤维素酶的协同作用可以增强其效果。研究还指出:纸浆的滤水性能之所以能得到改善, 是因为纤维表面的无定形区纤维素遭到降解。同时, 内切酶处理会降低纸浆的强度性能, 其降低的程度与纤维的来源和种类有很大的联系。

4. 饲料生产

近几年发展起来一种较为热门的饲料新技术, 那就是将酶制剂添加到牲畜饲料中。纤维素酶作为畜牧业中的一种新型饲料添加剂, 在饲料工业上的作用主要有以下几个方面: (1) 破解植物细胞壁, 使营养物质能更好地被牲畜吸收利用, 增加动物对植物原料的利用率。 (2) 由于动物生理上的差异, 不同动物消化道中消化酶系不同且数量有限, 添加纤维素酶后不仅能提高动物对粗纤维的利用率, 而且可改善单胃动物的消化道环境。 (3) 消除抗营养因素, 促进动物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生黏性溶液, 提高消化物的黏度, 对内源酶造成障碍, 而添加纤维素酶后可降低黏度, 增加内源酶的扩散, 提高酶与养分的接触面积, 促进饲料的良好消化, 有利于提高动物的健康水平。 (4) 改善动物胃中的菌群关系。纤维素酶可促进有益微生物的生长, 提高微生物对饲料的消化作用, 同时增加单细胞蛋白含量。 (5) 对无瘤胃动物来说可改善其消化道的环境, 增加酸度, 激活胃蛋白酶。 (6) 提高动物小肠绒毛的完整性, 促进小肠对营养物质的吸收[4]。

在牛羊等反刍动物的饲料中添加纤维素酶可明显提高动物对粗纤维的利用率, 提高产奶量。Lewis等报道, 纤维水解酶按一定比率添加于饲料中能够提高泌乳早期和泌乳中期奶牛的泌乳表现。Yang等在对泌乳期荷斯坦牛饲以纤维水解酶的试验中也发现, 添加酶提高了饲料的消化率和奶产量。Antunovic等[5]在研究多酶制剂对羔羊育肥和屠宰性能时发现, 加酶组l (含α-淀粉酶、n-蛋白酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶和β-糖苷酶) 和加酶组2 (含α-淀粉酶、n-蛋白酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶) 均比对照组的平均日增重高出8.83%。此后, 在测定多酶制剂对羔羊育肥效果的试验中, 他又发现, 在小麦、玉米、燕麦的混合料中添加由α-淀粉酶、木聚糖酶、n-蛋白酶、纤维素酶和β-葡聚糖酶组成的多酶制剂与干草饲喂羔羊, 试验组与对照组相比, 其混合料的转化率高出1.8%, 干草转化率高出5.6%, 日增重高出8.83%, 同时屠宰指数也优于对照组。

把蛋白酶和纤维素酶组成的酶制剂应用于仔猪的饲养, 不仅能提高仔猪的日增重, 降低仔猪的死亡率, 而且能使蛋白酶效率提高3%, 纤维消化率、氨基酸浓度、每日蛋白质沉积率和氮利用率也均有显著提高。高玉红等研究复合酶 (主要含酸性蛋白酶、糖化酶、α-淀粉酶、纤维素酶及果胶酶) 对断奶仔猪饲料利用率的影响, 表明复合酶可以提高断奶仔猪的生产性能, 显著提高饲料中干物质、粗蛋白和粗脂肪的消化率, 而且随着酶活水平的提高, 血浆葡萄糖含量也呈极显著增加。

此外在兔、鸡等畜禽养殖业上, 纤维素酶也添加到日常饲料中, 提高了畜禽对饲料的消化率和利用率, 进而大大地节省了精饲料的使用量, 提高了经济效益。

5. 食品工业

纤维素酶在食品工业中的应用很广泛, 植物性农林产品是食品工业中的主要原料, 采用纤维素酶恰当处理, 可以提高细胞内含物的提取率, 改善食品质量, 简化食品加工工艺, 降低难度。

摘要:随着对纤维素酶研究的不断深入, 纤维素酶的应用越来越广泛, 涉及纺织、酿造、饲料等领域。本文对纤维素酶在各领域的应用情况进行概述。

关键词:纤维素酶,组分,应用领域

参考文献

[1]李昕, 吴赞敏.纤维素酶在棉纺织加工上的应用[J].天津纺织科技, 2003, VOL41, (3) :8-12.

[2]王菁莎, 王颉, 刘景彬.纤维素酶的应用现状.中国食剂, 2005, (5) :107-111.

[3]李辉, 李友明.纤维素酶在废纸脱墨技术中的应用[J].西南造纸, 2003, (1) :36-38.

[4]张新武, 曾辉, 刘仲敏.纤维素酶在饲料工业的应用现状与展望[J].饲料广角, 2002, (10) :23-24.

[5]Antunovic, Z.Steiner, Z.Sencic, D.et al.Influence of addi-tion of polyenzyme prepara-tions into feed mixtures on fatteningand slaughtering properties of lambs[J].Czech Journal of AnimalScience, 1998, VOL43, (7) :319-326.

纤维素酶的应用与研究 篇2

木耳菌糠中纤维素酶的提取与活性研究

通过盐析法从未耳菌糠中提取粗纤维素酶,并对其活性和溶解性进行研究测定,然后与相应的标准纤维素酶进行比较.结果表明,每公斤干重的.木耳菌糠可提取粗纤维素酶11.39克,粗纤维素酶与标准纤维素酶的活性比为22.60%,溶解性比为33.22%.

作 者:莫俏兰 常桂英  作者单位:吉林农业科技学院,吉林,吉林,132101 刊 名:广西轻工业 英文刊名:GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY 年,卷(期): 25(3) 分类号:Q814.1 关键词:木耳菌糠   纤维素酶   酶活性   溶解性  

纤维素酶的应用与研究 篇3

摘要:随着社会节奏的不断加快,人们在生活中面临着越来越大的压力。家是紧张的社会生活中一个释放压力,舒缓情绪的场所,而家居装饰的材质、表现形式等都在一定程度上影响着人们的情绪与精神状态。在当前的家居装饰材料中,纤维艺术是一种具有温暖质感的家居艺术形式,给人一定的亲和感,是一种适合现代人使用的家居装饰形式。纤维原材料具有淳朴自然的艺术特性,更容易唤起人心中对大自然的感觉,更好的满足人们的情感需求。我们需要合理的对纤维艺术的艺术质感进行表达,才能使之更好的为家居装饰服务。

关键词:现代家居;纤维艺术;材质

一、引言

纤维艺术是一门具有古老悠久历史的艺术装饰形式,与人类的家居生活密切相关。纤维艺术在发展的过程中,经过不同文化的浸润,融合了不同国家的纺织技术,有着很高的美学实用价值。随着我国家居装饰市场的不断发展,纤维艺术已经越来越成为家居装饰行业不可或缺的元素之一,也受到了人们的广泛喜爱。现代纤维艺术脱胎于传统的纤维艺术,但是在逐渐朝着多元化的方向不断发展。现代纤维艺术在发展的过程中,同传统表现形式相比,创造了更为现代的审美语境,艺术性和观赏性得到了很大程度的提升。本文就现代家居装饰中纤维艺术的应用和表现进行了一定的探讨。

二、现代家居装饰行业运用纤维艺术的意义

顾名思义,纤维艺术是一种用纤维材料来进行创作的艺术表现形式。在传统装饰背景下,纤维主要应用与编织、印染等行业,具有很高的实用价值与审美价值。当代的家居装饰者们在不断的实践中,创造出了现代纤维艺术这一概念,开发出了新颖的家居艺术展现形式。从某种程度上,现代纤维艺术突破了传统意义上纤维艺术从属地位的束缚,解放了家居装饰行业的艺术观念,为纤维艺术这一古老的艺术形式注入了新的活力。现代纤维艺术在家居装饰行业主要有以下的特点。

(一)现代纤维艺术给人心理以更强的归属感和认同感

随着建筑设计行业的持续发展,人文思想逐渐渗入到家居装饰设计的领域。人们逐渐认识到,在家居装饰的设计过程中,不能仅仅注重人们对光线、空气的需要,更应该注重家居装饰形式对人们心理需求的满足。纤维艺术是一种古老的装饰艺术形式,利用现代纤维艺术进行家居空间的装饰设计,可以更好的给予人们心理上的归属感和满足感。纤维艺术从本质上就充满了自然的气息,而且有着多种多样的艺术表现形式。现代纤维艺术的发展更是创新了纤维艺术的艺术表现语境。使用纤维艺术的表现形式,与坚硬冷漠的混凝土家居装饰相比,更能增进人与家居空间的情感沟通,给予人们返璞归真的人文关怀。

(二)现代纤维材料的肌理与质感给予人们特殊的心理影响

当今社会,在家居装饰方面“环保”成为人们首先追求的因素。在一般的家居装饰材料中,充斥着大量的工业装饰材料,虽然具有多种选择,但大多存在着一定的安全隐患,而千篇一律的艺术形式也成为一般性家居装饰中的硬伤。纤维艺术的材料一般选择传统的植物纤维,具有很强的环保性能。不仅免除了家居装饰者在健康方面的后顾之忧,还可以给人以淳朴自然的特殊感觉,给人以更为返璞归真的艺术享受。众所周知,艺术纤维有着特殊的自然质感,从材质上说,艺术纤维的色彩、质感更为真实,给人以不同的审美感受。通过技术的处理,这些材质可以进行不同形式的组合,唤醒人们对于自然的渴望,给予人心灵上的共鸣。现代纤维艺术的探索更是将纤维艺术提升到了更高的层次,使纤维艺术散发出了更大的艺术魅力,有利于提高人们的艺术品味。

三、现代纤维艺术在家居装饰中的艺术表现与应用

随着技术的不断发展,纤维艺术已经从传统的从属装饰地位上升到主要的装饰地位,由平面化的艺术创作形式上升到立体表现乃至整体空间塑造的层面。总的来说,现代纤维艺术在家居装饰中的表现方式不断的升级,而其应用的形式也在不断的创新。纤维艺术在家居装饰中的应用离不开对其材质、肌理以及色彩元素的运用,通过形态的不断变化以及空间设计的翻新,来实现家居装饰艺术的不断升华,给过于理性的生活带来感性自然的亲切气息。

(一)现代纤维在材质肌理方面的表达

纤维艺术最本质的特征之一就是其无限接近自然的材质。现代纤维艺术通过技术的升华,从材质上已经远远超越了传统的纤维的概念,使纤维艺术在材质上的表达更为多元化。纤维艺术是通过对纤维类的材料进行一系列的编织、塑造,来达到一种独有的艺术形态。在现代纤维艺术中,材料的选择不仅仅包括传统的棉、麻、藤、丝等传统的纤维材料,还包括各种人造纤维、混合纤维以及综合材料等。不同的材料可以给人以不同的感觉,营造出不同的艺术效果。例如,麻类纤维可以营造出粗糙的肌理感,让人感觉更加真实古朴。而棉类纤维可以给人以柔软的质感,不同类型纤维的搭配,可以更好的创造出满足消费者需求的家居装饰艺术环境,产生不同的艺术韵味。

(二)现代纤维艺术在色彩方面的表达

在家居装饰中,色彩语言是一种重要的艺术表现形式。纤维艺术在家居装饰中的应用,离不开色彩方面的表达。我们在进行家居装饰的设计时,要保持色彩旋律的协调性。色彩的运用更加突出了设计者和消费者在艺术感觉上的主观性,因此要更加注重纤维艺术的色彩表达形式。纤维艺术的色彩搭配对于室内的空间感和舒适感有着很大的影响。符合色彩搭配艺术的色彩表达方式可以有效调节居住者的心理状态和情绪,而不符合科学搭配的色彩表达方式则会影响人们对家居的主观体验。在色彩搭配中,纤维艺术的色彩表达既可以古朴自然,给人以宁静舒适的感觉;又可以狂野绚烂,打破视觉上的沉闷。不同的色彩表达方式给人以不同的风情,或夸张或低调,使家居的装饰更加的艺术化。

(三)纤维艺术在空间与形态上的表达

现代纤维艺术早已由过去的平面表达发展到了现在的立体表达乃至空间综合形态的表达。现代纤维艺术的合理运用,可以帮助家居装饰者沟通环境内不同的空间层次,以一种柔性的方式来使空间的分割更加的艺术化,避免突兀的感觉。现代纤维艺术中人造纤维技术的应用,可以很好的突破传统奢侈型纤维材料的局限,形成独有的家居装饰风格。一些藤、麻、竹等纤维制品,还可以加工成支撑结构或者绕性结构的形态,营造出别具一格的空间立体感觉。现代纤维艺术品还可以以悬吊的形态来进行空间方面的表达,一些线性悬吊形态和织物悬吊形态可以造成特殊的空间美感,给人以不一样的视觉冲击和居住体验。

四、结语

随着现代家居装饰的发展,纤维艺术已经越来越成为装饰行业不可忽视的艺术表现形式。纤维艺术具有的独特功能给现代家居装饰行业带来了新的可能,创造不一样的美感,更好的满足人们的居住需求。我们应该更好的重视现代家居装饰中纤维艺术的表达和应用,以使纤维艺术为现代家居装饰更好地发展服务。

【参考文献】

[1]李琦.浅谈纤维艺术与现代室内装饰[J].神州,2013(34).

纤维素酶的应用与研究 篇4

膳食纤维是日常生活中出现频率很高的一个词汇, 无论是人们关于食品健康的谈话中, 还是电视上的食品广告中, 膳食纤维常常被认为是健康食品的一个代名词, 特别是随着一些富贵病的出现, 人体健康成为人们普遍关注的话题。膳食纤维被认为是缓解富贵病, 保证现代人身体健康的一种重要食品成分, 因此, 膳食纤维被广泛应用于食品加工行业, 越来越多的健康食品涌入市场, 成为人们竞相追逐的对象。

膳食纤维概述

膳食纤维的组成结构

天然的膳食纤维一般为细胞壁成分, 含有的化学成分主要有三种:纤维状碳水化合物、基料碳水化合物和填充类化合物。其中, 纤维状碳水化合物通常指纤维素, 基料碳水化合物一般指果胶类物质、糖蛋白以及半纤维素, 而填充类化合物主要指木质素。来源不同的膳食纤维, 其化学本质相差很大, 但基本的组成结构相似。

膳食纤维的特性和作用

1持水性有助于改善肠道和泌尿道疾病

膳食纤维含有很多亲水基因, 这种基因能够帮助膳食纤维囤积大量水分, 使人们产生饱腹感而减少进食, 其可以促进肠胃蠕动, 加速粪便排出, 减少肠道和泌尿系统的压力, 具有良好的排毒减肥作用。

2吸附性有助于预防心血管疾病

膳食纤维中的果胶、树胶等结构能够吸附胆固醇、胆汁酸以及肠道内的有毒物质, 减少胆酸及盐类的合成和吸收, 降低中性脂肪和胆固醇的消化、吸收及合成, 对胆石症、高血脂、肥胖、动脉硬化等心血管疾病有很好的预防作用。

3阳离子交换有助于降低血压

膳食纤维具有弱酸性阳离子交换树脂的作用, 帮助尿液中钾元素和粪便中钠元素排出, 具有解毒和降血压的作用。

膳食纤维在食品加工中的应用

在主食中的应用

在主食中的应用主要表现为将一定量的膳食纤维加入米饭、馒头、面条、面包等日常主食中。在馒头和米饭中, 膳食纤维的添加量为面粉或大米的3%~6%, 在饼干或其他糕点中, 添加5%~20%的膳食纤维比较适宜, 通过加入膳食纤维, 主食的韧性得到加强, 气味清香, 口感也更好, 对人们身体健康的改善有着重要作用。

在焙烤食品中的应用

在焙烤食品中, 膳食纤维的应用最为广泛。将膳食纤维加入焙烤的面包、饼干、桃酥、蛋糕中, 可以帮助食品保持水分, 有利于食品的凝固和保鲜, 同时还能降低焙烤食品的制作成本, 对食品的口感和风味的改善也有一定的积极作用。

在饮料中的应用

膳食纤维可以加入固体和液体饮料中, 加入量通常为1%, 而水溶性膳食纤维的加入量可稍多一些, 在酸奶饮料中, 膳食纤维的加入量可达2.5%~3.8%, 另外, 在乳制饮料中加入膳食纤维还能变为乳清饮料。

在油炸食品中的应用

油炸食品在现代人眼中是明显的不健康食品, 但是油炸食品的香脆口感又常常让人留恋, 为了降低油炸食品的危害性, 将膳食纤维加入其中, 改善口感的同时, 还可以加速油脂和有害物质的分解, 降低油炸食品对人体的危害。

膳食纤维在食品加工中的研究进展

19世纪80年代, 由德国人提出粗纤维概念, 1972年又由Torwell提出了膳食纤维的概念。从发现和研究膳食纤维以来, 其对人体健康的积极作用就受到了关注和重视, 特别是在当今社会, 经济和社会高速发展, 人们生活水平不断提高, 随之而来的是人们身体状况急速下降, 特别是肥胖、糖尿病、高血压、高血脂等一系列富贵病的出现引起人们的担忧, 因此, 世界各国都在积极研究和推广膳食纤维在食品加工行业的应用。在欧美、日本等发达国家, 富含膳食纤维的食品已占有相当大的比重, 在我国, 膳食纤维在食品业中应用也越来越受到重视, 国家发布的“十二五发展规划”以及慢性病防治规划中都着重强调膳食纤维在食品加工行业的应用。但是, 目前我国膳食纤维在食品加工行业的应用还与发达国家存在较大差距, 相信随着经济和科技的进步, 膳食纤维在食品加工行业的应用将会有更加广阔的发展。

结语

纤维素酶的应用与研究 篇5

摘要:目的 分析和研究胸部X线、螺旋 CT及纤维支气管镜在诊断中的价值和意义。 方法 随机抽取于1月―1月间在该院就诊的140例肺癌患者作为研究对象,并根据检查方法的不同分为X线、CT、支气管镜,所有患者均进行以上检查,对比和分析各种方法在诊断中的准确性。结果 X线检查的准确率为171/235(72.77%),CT检查的准确率为211/235(89.79%),纤维支气管镜的准确率为221/235(94.04%),CT高于X线,差异有统计学意义(χ2=5.37,P<0.05);纤维支气管镜高于X线,差异有统计学意义(χ2=6.81,P<0.05);纤维支气管镜虽高于CT,差异有统计学意义(χ2=0.67,P<0.05)。60%以上的肺癌患者通过X线即可确诊,CT在周围型肺癌诊断中准确率更高,而纤维支气管镜则在中心型肺癌中的诊断准确性更高。 结论 临床上在对肺癌初诊筛查中,可将胸部X线放在第一位,CT和纤维支气管镜作为进一步检查,这对提高临床对肺癌的确诊率具有重要意义。

关键词:肺癌;X线计算机;支气管镜检查;检出率;断层摄影术

近年来随着环境污染加重和人们生活方式的改变,统计研究发现肺癌的发生率呈逐年增加的趋势[1-2]。在我国肺癌的诊断方法很多,临床常用的包括胸部X线、CT及纤维支气管镜。虽然胸部X线应用比较普遍,但是由于其易漏诊因此其准确性受到怀疑。目前CT扫描技术已经被普遍用来诊断肺部占位性病变的良恶性,以成为目前无创检查的重要手段之一。该研究分析201月―201月在该院就诊的140例肺癌患者三种影像学检测方法的临床资料,取得了一定的研究结果,现报道如下。

一、资料与方法

1.1 一般资料

按照随机双盲的原则选取就诊于该院的140例肺癌患者作为研究对象,所有患者已经过穿刺活检病理确诊为肺癌,其中男性患者78例,女性患者62例;患者年龄在45~80岁,平均(53.9 ±9.2) 岁;患者病理类型主要为肺鳞癌和肺腺癌,其中鳞癌患者81例,腺癌患者59例;病变直径0.9~7.2 cm,平均直径(2.3±0.6)cm。所有患者的一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2 仪器与方法

胸部X 线机采用由上海寰熙医疗器械有限公司提供的HF550遥控X射线机(国药管械(准)字第3300181号)。具体操作为:按照常规的摄片方法对胸部进行正、侧位拍片,根据患者病情需要可加做斜位片。

CT检查机器采用由飞利浦256层螺旋CT机,所有患者在增强扫描前进行常规的.肺部平扫,当发现病灶所在部位后在进行256层螺旋CT增强扫描。增强扫描过程:应用高压注射器将100 mL非离子型造影剂碘海醇从肘部主要静脉静滴入体内经肘正中静脉,计算和记录患者体内病灶的强化程度,具体计算方法为病灶增强扫描时达到的高峰CT值减去患者病情平扫时的CT值。

纤维支气管镜仪器选用Olympus BF-1 TR型,配件为配套组件,由该院主任医师按照常规操作程序进行操作,并更加需要采取刷检或活检。

1.3 统计方法

所有数据应用SPSS19.0统计软件进行统计学分析,计数资料比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

二、结果

2.1 不同影像学检查方法诊断对比

在周围型肺癌诊断中胸部CT的检查率最高,而中心型肺癌则以纤维支气管镜的检出率最高,胸部X线在肺癌的检出率超过60%,具体见表1。

2.2 肺部良性、恶性病变三种检测方法结果对比

X线检查的准确率为171/235(72.77%),CT检查的准确率为211/235(89.79%),纤维支气管镜的准确率为221/235(94.04%),CT高于X线,差异有统计学意义(χ2=5.37,P<0.05);纤维支气管镜高于X线,差异有统计学意义(χ2=6.81,P<0.05);纤维支气管镜虽高于CT,但差异有统计学意义(χ2=0.67,P<0.05),具体见表2。

三、结论

肺部占位性病变是在临床影像中常见的征象,主要包括恶性肿瘤、结核、和肺囊肿等,如何去鉴别和采取何种方法鉴别是临床医师面临的重大问题。近年来随着肺癌发病率和死亡率的增高,已引起了广泛的关注[4]。我国目前临床常用的检查方法包括X线、CT和纤维支气管镜三种方法。其中比较常用的胸部X线,其主要是用来进行初选,可以对病变位置有个基本了解,具有操作简单方便快捷的优点,目前是筛选工作的首选方法[5]。

随着CT技术的发展和进步,越来越多的应用到临床对占位性病变的诊断中,其无创、精细、准确的特点也越来越被广大患者所接受[6]。一般来说病变的CT影像学是与病变的生长特点相关的,而肺癌的CT表现在一定程度上可作为医师对患者病情的评价和愈后的标准。而且常规行肺部CT检查过程中发现小病灶,可以立即行高分辨率的检查,然后通过影像处理,对病变大小、形状、血流情况及CT值等情况进行综合分析确定病灶性质。纤维支气管在早期肺癌的诊断占有重要位置,其对病灶位置、侵犯组织深度及病理类型等能够快速确定,有利于临床医师治疗方案的选择,决定了其预后。而大量的临床研究数据也显示,纤维支气管镜对中央型肺癌的检出率相当高,此次研究显示,其在中央型肺癌的检出率明显高于其他两组检查方法。但是纤维支气管镜检查属于有创检查,容易给患者带来痛苦,且费用相比其他两种检查方法略高。因此在选用时应根据临床的需要配合其他方法使用[6]。

纤维艺术视觉语言的分析与研究 篇6

孟婷

现代纤维艺术是一种发展已有百年历史的独立艺术形式,自上世纪七八十年代以来,关于现代纤维艺术的相关创作实践与理论研究已经开始逐渐为研究者所关注,并在近几十年的发展过程中得到不断地完善。 在现代纤维艺术理论中,视觉语言的相关研究是其关键组成部分。 本文拟通过简要概述现代纤维艺术,对现代纤维艺术的审美本质及其语言特征进行研究分析,继而探讨影响现代纤维艺术视觉语言的因素,以其为相关研究提供有益参考。

纤维艺术 视觉语言 审美本质

一、纤维艺术的概述

有关纤维艺术相关概念的考证,最早可以追溯到二十世纪初,而这一概念被具体地研究论述则出现于上世纪六十年代末。1962年,古代与现代国际壁毯中心(ICAMT)在瑞士洛桑正式成立,而 ICAMT 的成立则让洛桑受到了来自于世界范围内壁毯及其相关织物艺术家的关注与重视。1965年,在洛桑举办的第二届瑞士洛桑双年展中,出现了一批引发众多热议与关注的纤维艺术作品,这些艺术作品均采用的是一种非传统的机织方法,这就使得人们开始逐渐将目光投向现代纤维艺术创作手法。一位现代纤维艺术家在论述纤维艺术创作思想时指出:现代纤维艺术在进行艺术创作活动时,艺术家不仅仅在材料的选择、工具的使用等方面呈现除了与传统的织物艺术家所截然不同的特点,而且遵循的相关艺术原则与方法也具有之前的艺术创作原则所不具备的显著特征。①

“纤维艺术”的概念由“壁毯”发展而来,随着时代的进步和技术的发展,“壁毯” 这一概念已经不能满足新时期艺术作品的发展要求,因此“纤维艺术”应运而生。 现代纤维艺术的概念经过不断地发展完善,目前已经有了较为完整确切的表述,即纤维艺术是通过人工合成或天然制作等方法提供材料,采用各种艺术创作方法,具有平面与立体上的一种视觉美感与触觉享受的造型艺术。现代纤维艺术主要包括两种样式,即传统的平面壁毯样式与现代的立体织物样式②。

二、纤维艺术的审美本质、语言特征

1.纤维艺术的审美本质

现代纤维艺术的审美本质与绘画、雕塑、音乐等其他艺术形式具有内在的一致性,即它们都是通过以不同的方式将人们的个人感悟和理解具象化并且以人的生产实践活动为艺术创作的基本源泉。有关学者指出:当人类在历史发展过程中出现了劳动产品时,从不同的角度看到,劳动产品具有各种不同的属性。 从劳动产品与艺术作品之间的关系分析,前者不仅为后者的发展创造了有利条件和良好氛围,同时也拓展了艺术创作者的创作视野和审美意识,进而帮助艺术家进一步地发展创新艺术创作活动。③

在最初的发展过程中,纤维艺术的存在价值主要是体现在劳动属性上面,而迄今为止能够被称之为是最古老纤维艺术形式的可以追溯到结绳了。中国自上古以来就有诸多结绳记事的记载,而当另外一种更为实用、应用价值更高的信息表达方式——文字出现后,结绳的地位与作用自然就发生了戏剧性的变化,转而逐渐变为了一种艺术形式,最后逐渐发展成为今天的纤维艺术。而纤维艺术的历史发展过程实践上与绘画、雕塑等诸多艺术形式发展历程其内在规律是相一致,因此,实际上就审美本质在艺术中的地位与作用而言,纤维艺术与其他形式是并驾齐驱的。

2.纤维艺术的语言特征

现代纤维艺术的审美本质实际上只能够说明现代纤维艺术是艺术诸多形式中的一种组成部分,而无法对其特殊的地位和作用进行确切地论述。 当前诸多的艺术门类令人目不暇接,将各个艺术门类较为迅速并准确区分开来的有效方式是艺术语言。只要通过具体艺术形式的艺术语言,才能够让人深切体会不同的艺术形式在表达艺术家真挚感情与生命体验时的不同结果,才能让人对于具体的艺术形式及其艺术表达效果有全面而深入的了解。现代纤维艺术也有其自身区别与他类艺术形式的显著特点,即材料上和结构上的特殊性。

(1)材料的语言特征

材料是现代纤维艺术形式中的关键性组成部分。艺术家在进行艺术创作活动时,无一例外地都要接触到相关的创作材料。音乐家的材料是五线谱和音符,作家的材料是思想和生活素材,而现代纤维艺术与上述艺术形式的材料则呈现出了较为独特的特点,即现代纤维艺术的材料是各种纤维。这些纤维是一种天然、朴质的纤维,代表着现代纤维艺术家特有的审美诉求与表达方式。这种艺术美感对外来装饰不会产生依赖性,而是通过直接展示自身在触感、视觉上诸多特点与优势来吸引住人们的目光,得到必要的肯定和支持。材料的语言特征即让鉴赏者进行亲身经历,以触觉、视觉等多种途径与方式,对现代纤维艺术作品进行鉴赏,同时实现了观者与现代纤维作品的对话,充分领会到艺术设计者的匠心所在。

现代纤维艺术的这种材料语言特征与人们与纤维材料的长期密切联系息息相关的。这种关联性主要体现了两个方法。第一,纤维材料的相关物质、化学性质使得其与人们接触最为密切和频繁。 古今中外以来,无论是上层贵族还是平民百姓,对于天然纤维中的棉、毛、丝、麻等材料,人们都体现出了强烈的喜好意识,而大量的纤维衣物与纤维制品在提倡生活中的广泛应用也侧面应征了这一点。现代实验研究结果表明,相较于人工化学纤维而言,天然纤维在吸湿、透汗、防静电、防摩擦等方面具有绝对的优势;其二,纤维材料的视觉与触觉使其强化了人们的感知与喜好。不同的纤维材料会由于自身的内在结构给人带来不同的视觉与触觉体验。例如棉纤维粗细均匀,表面富有大量的细小的绒毛,其光泽度与柔和度方面较为适中;毛纤维由于表面所特有的鳞片结构,因此具有良好的弹性;丝纤维细长且表面光洁,长期以来被称之为柔软、光泽肥亮的代名词等等④。

(2)结构的语言特征

结构是现代纤维艺术中的另一关键词,一般来说,结构包括人为结构和天然结构两类,前者为通过人为加工的方式所后天制造产生,后者即以自然的方式天然生成的结构形式,而现代纤维则属于天然结构。在现代纤维艺术的相关理论中,结构占有较为重要的地位,它对艺术家的艺术创作和个人能力提出了更高的要求,要求艺术家对于纤维材料要从结构上有一定高度的认识和了解,并了解其审美本质和文化内涵。

现代纤维艺术结构的语言特征主要是由纤维艺术在视觉表达上给人造成的不同视觉效果来展现的,而这两种视觉效果即规则结构视觉效果与自由结构视觉效果。传统的纤维艺术基本上采用的都是规则结构,它们由生活实用品演化而来,在结构上具有一定的规则性,能够依照相应的编制原则与排列组合的基本思维,通过将大量的结构单元进行重复编排,给人造成一种视觉上的冲击。 另一方面,现代纤维艺术的另一种自由结构,它往往更强调于艺术家在进行作品设计时要充分地体现出个性精神,要彰显个人的设计理念,同时将基本的纤维结构理论与新颖观念相结合,进而创造出完全不同于传统创作方式的新型纤维作品。规则结构的纤维作品易于大面积重复生产,而自由结构的纤维作品更适于进行概念展示、作品收藏等。

三、影响纤维艺术视觉语言的因素

现代纤维艺术在发展过程中,逐渐也受到诸多限制因素的影响。 由于现代纤维艺术与西方相应的文化氛围、艺术理念、建筑思潮等都存在着不可否认的密切联系,因此通过研究西方相应的艺术文化理论思想,能够帮助我们探索发展现代纤维艺术的创新道路。 影响因素具体来说,包括以下三点:

1.西方现代艺术观念

西方现代艺术观念冲击着织物相关思想与技术的发展,进而间接促成了现代纤维艺术的诞生。纤维艺术是伴随着新型文艺思潮理论而不断变化发展的一种新型艺术形式,西方艺术理论的变化自然也就造成了现代纤维艺术的变化。二十世纪以来,艺术观念如雨后春笋般涌现,而基于传统织物艺术发展而来的现代纤维艺术在革新过程中也不断地受到了西方现代艺术的诸多形式(绘画、雕塑等)的影响。 相关文献资料均记载显示,诸多著名画家与雕塑家均对于现代纤维艺术表现出了较大的热情和关注度,并在这一领域取得了较好的成果。 此外,西方现代艺术家们进入纤维艺术领域之后,其艺术视角、艺术理论均对后世的纤维艺术美学体系产生了深远的影响,一言以蔽之,现代纤维艺术的语言表达随现代艺术观念的变化而变化。

2.西方现代建筑空间特征

西方现代建筑在发展过程中逐渐引入了空间特征方面的概念,而这一概念在建筑领域不断应用拓展之后,相关理论运用与纤维艺术创作中同样也取得了令人惊奇的效果。单纯从空间的角度上而言,现代纤维艺术的具体表现形式,壁毯、地毯或者其他三位表现方式,在空间上都需要呈现出一定的美感,而这种美感主要是依托于该纤维作品所处的空间环境营造出的三维氛围中。 可以说,具有空间美感的建筑物是纤维作品的展示平台,而纤维作品则是前者的有力补充与辅助。 因此,现代纤维艺术的语言表现也体现出了一种深受建筑空间环境影响的关系。

3.西方现代审美心理

尽管现代纤维艺术的审美本质与其他艺术形式并无二致,但实际上现代纤维艺术的被认可度受到社会审美心理的直接导向于影响。 由于直接的时代变迁、社会环境的变化,特殊时期的人们会在心理上产生必要的变化发展,进而形成具有时代性的审美心理。 就当下而言,西方现代审美心理的显著特征表现为个性化与普遍性。个性化即指审美更加注重于个人的感受和体验,普遍性即指艺术作品要切合最基本社会群众的接受维度与心理范畴。 此外,不同的社会风气、不同的审美心理,对于纤维艺术家的创作心理也会产生极大的影响。一方面,艺术家由于个人性格迥异而创作出不同风格特征的纤维艺术作品;另一方面,为了迎合大众欣赏者的审美心理,纤维艺术家会有意转变个人风格与内容,并掺杂一定的个人审美意识。

注释:

①李万 武.人的本 质力量 在 通 往美 和 人 类审美 活 动的道 路 上 [M].美学 ,20096,4:45.

②王向峰.艺术的审美特性[M].沈阳:辽宁大学出版社,2011.59.

③陈洛加.外国美术史纲要[M].重庆:西南师范大学出版社,2012.190.

④徐百佳.纤维艺术设计与制作[M].北京:中国纺织出版社,2012.08.

纤维素酶的应用与研究 篇7

短纤针刺土工布是非织造及工业用布的一种, 根据目前原料现况, 选用针刺土工布。

选择长度为54~64mm、纤度6.7~13.3d tex旦的涤纶卷曲短纤维和马蔺纤维为原材料。

1 生产过程选择

1.1 工艺流程

棉包—混和开松—给棉—精梳—铺样—成网—预针刺—主针刺—成卷—通卷—成品包装。

1.2 纤维原料选择

纤维原料选用涤纶。非织造布设备是从中国台湾引入的, 其加工条件是纤维线密度为1.65~22.0dtex, 长度为32~90mm。

1.2.1 纤维线密度选择

分别选用1.5dtex、3.5dtex、6.5dtex和9.5dtex的纤维在相同的条件下进行试生产, 结果发现2.2dtex纤维梳理较困难, 不易发挥设备最佳效能, 且针刺困难, 易断针。9.5dtex的制成品有效孔径和渗透系数太大。因此试验中选用6.5detx涤纶为主要原料, 适当加入马蔺纤维进行混合。

1.2.2 纤维长度的选择

纤维长度对土工布的性能影响较大, 纤维越长就越能增加纤维之间的相互牵扯纠缠, 从而增加每根纤维被针刺的机会, 织物抱合力会增大。但纤维过长则影响梳理性能, 不能发挥设备应有效能, 会造成机器缠辊停车, 且在针刺过程中会造成大量纤维被刺断或断针, 使产品强力下降, 降低土工布质量。为此, 研究选择50~60mm左右长度的纤维。

1.3 梳理成网及针刺工艺的确定

梳理成网和针刺过程是生产针刺非织造布工艺的关键, 其工艺选择是否合理, 对土工布的性能影响很大, 由于掌握了生产过程中的关键技术, 进而便能够生产出了均匀、各向同性的土工布。

2 关键技术

2.1 分梳除杂与混和

为提高成品的均匀性, 使纤维在梳理中能充分分梳、除杂、混和均匀, 选用了盖板式梳棉机, 主锡林速度为1750~2240r/min, 工作速度一般不低于38m/min。

2.2 合理调节铺网机各帘速度

为了达到成网克重数、均匀度, 使纤网无丝毫牵伸和涌网现象, 调节好铺网机各帘子速度非常关键, 即需调节好铺网帘与输出帘速度的关系, 必须使第一层的末端与最后一层的首端相连, 并有约3cm的重叠。

2.3 改善成品的纵横向强力比

尽量改善成品的纵横强力比, 最好达到1.0∶1.1~1.0∶1.2, 以提高土工布在各向的同一性。

2.4 选定合适的针刺密度和深度

2.4.1 针刺密度

针刺是形成土工布强力的主要手段, 影响针刺效果的主要因素是针刺密度和针刺深度, 针刺频率越高, 针刺密度越大, 纤网的强力越高, 产品越坚硬结实。但达到一定程度后, 继续针刺反而会使纤维损伤, 产品强力下降。为保证各项性能指标, 研究中选择的针刺密度为3450针/cm2。

2.4.2 针刺深度

针刺深度一般小于1dtex的合纤用23~38号针, 在针刺过程中, 针刺深度要小于或等于针叶长度, 最大深度不能超过针叶长度。随针刺深度的增加, 纤维网缠结紧密度增加。纤维抱合力增强, 但针刺深度超过一定程度会损伤纤维, 影响土工布强力。为此选用针刺深度7.0~7.5mm。

2.5 交叉铺网

牵伸机调节纤维, 经梳理机充分梳理, 输出单网中的纤维基本上是纵向分布, 经交叉铺叠后形成横向分布, 此时纤网纵横强力差别较大, 因此要借助于牵伸机调节使之达到1.0∶1.1~1.0∶1.3的沟槽, 槽的间距为60~70mm, 每条构槽内各嵌入一根导网钢丝, 导网钢丝的伸出端尽量延伸至第一排刺针, 这样就能使蓬松的纤网随喂入辊的输送和导网钢丝的引导很容易进入针刺区, 从而解决了纤网拥塞的问题, 获得良好质量的预针刺网。

主要工艺参数:针数8640枚/m, 动程5mm, 机速850r/min, 工作宽度2.5m, 针刺频率2000次/min, 网行走速度6m/min。

3 针刺设备与工艺

3.1 预针刺机

预针刺机对高度蓬松而无强力的纤网进行针刺, SNP250N型预针刺机是一种单针板下刺式预针刺机。它的特点是两只大喂入辊, 辊上有很多的沟槽。

主要工艺参数:针数2480枚/m, 动程55mm, 工作宽度2.5m, 机速850 r/min, 针刺频率2200次/min, 网行走速度6m/min。

3.2 二道针刺机

二道针刺机的型号为SNP250H, 它与预针刺机大体相同。其中某些工艺参数有些不同。

主要工艺参数:针数12480枚/m, 动程40mm, 工作宽度2.5m, 机速550r/min, 针刺频率2200次/min。

3.3 主针刺机

主针刺机是一种一上一下双面针刺的针刺机, 该机生产效率高, 对正反两面都需针刺的产品尤为适宜, 产品无需翻身, 既节省劳动力, 又提高产量。

主要工艺参数:针数12480枚/m, 动程40mm, 机速850r/min, 工作宽度2.5m, 针刺频率2200次/min, 上刺深6.5mm, 下刺深6.0mm, 生产线速度6m/min。

3.4 拉幅

针刺后的土工布一般还需经过拉幅, 这样可改善其各向的均一性和提高质量。

4 产品性能

某产品规格为150g/m2和250g/m2的两种土工布进行性能检测, 测试结果如表l。

5 结语

5.1 经过力学性能、水力性能和物理性能的测试得知, 涤纶/马蔺纤维针刺土工织物布是一种高强中伸织物, 该产品质地较好, 厚度均匀, 纵横向强度偏差不大, 无明显的方向性, 且具有较大的延伸性, 能够适应较大的变形和顶破, 撕裂强度同样达到要求。

测试结果表明其生产工艺的选择是成功的。

5.2 250g/m2的土工布可用于堤坝上游的坝面护坡垫层、下游的排水沟垫层、堤坝填筑的垫层、软弱地基的加固的滤层。

该产品曾使用在三峡第一期围堰工程中, 用于加固堤基或固结软弱淤泥地基, 作为坝体与地基的基层以代替传统的砂、砾石等工程材料, 具有施工期短、工程寿命长、运输量小的优点。

5.3 土工布是近年来迅速发展起来的一类产业用纺织品, 它质轻、防腐、耐老化、耐酸碱, 有良好的透气性、较高的渗透性和抗拉强度、优越的柔软性和整体性, 抗穿刺强度高, 摩擦系数大, 耐老化性能好, 适应环境温度范围大, 优良的抗排水性能。

适用于水利、化工等工程。因而被广泛用于铁路、公路、建筑、港口、水利工程、交通、地铁、隧道、电力工程和垃圾处理场等技术要求高的土建设施中。随着应用量的增大和其本身技术的进一步成熟, 这种土工布正发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]杨思让, 张家铭.土工布应用技术[M].北京:纺织工业出版社, 2009.

纤维素酶的应用与研究 篇8

在欧洲、日本等国, 钢纤维喷射混凝土已成为隧道支护的主要结构形式和施工方法, 我国干喷法钢纤维混凝土近年来发展的也较快。但是相比欧美、日本等国, 我国目前的相应的研究、技术指导文件、行业标准还是有些滞后, 有关的试验和检验的细节国内尚无相应的标准, 虽然大量引用国外标准内容, 仍缺乏大量工程应用的借鉴。

1 工程概况

卡迈尔公路隧道位于以色列海法市中心, 是由东、西隧道组成, 为双向分离式隧道, 共4座单洞, 全长9495m。该隧道属于暗挖隧道, 洞身穿越砾岩 (Conglomerate) 、白垩岩 (Chalk) 、石灰岩 (Limestone) 、凝灰岩 (Tuff) 、白云岩 (Dolomite) 等, 地质情况复杂, 施工难度大, 其中西隧道穿越的890米火山凝灰岩段地段尤为复杂。隧道不设二次衬砌, 采用C30/37干喷钢纤维混凝土、格栅钢架、砂浆锚杆组成的联合锚喷支护体系作为永久支护;该隧道采用新奥法施工, 安全质量控制采用欧洲及以色列等国家相关安全技术质量控制标准。

2 原材料要求及配合比

该隧道衬砌全部采用C30/37钢纤维喷射混凝土作为永久支护, 大部分喷射混凝土厚度为400mm, 其中凝灰岩地段设计厚度为800mm, 钢纤维掺量设计要求不低于50kg/m3, 采用干喷法施工工艺。

2.1 为了达到最佳施工质量及相关要求, 在进行喷射钢纤维混凝土配合比设计前, 对混凝土原材料都有具体的要求。

2.1.1 钢纤维

根据国内大量的实验研究和工程应用, 在选取钢纤维几何参数和掺量时, 要兼顾钢纤维混凝土强度和韧性以及拌合物的施工性能, 对于隧道衬砌而言, 混凝土的阻裂、增强、增韧效果以及工程的成本是非常重要的, 对于施工有特殊要求的干喷法喷射混凝土, 不仅仅韧性要求较高, 而且还要承受爆破、围岩荷载的情形, 所以选择钢纤维宜细长些、掺量宜高些。本工程选用性能优良的新型高强钢丝切断端钩型纤维, 选用钢纤维长度33mm, 长径比为60, 钢纤维掺量50kg/m3, 体积率约为0.62%。

经试验试配和现场试喷表明, 其增强效果和施工性能以均可满足要求。

2.1.2 水泥

采用CEMI52.5R水泥, 早期强度高, 增长快, 后期强度有保障, 钢纤维混凝土中水泥用量较大, 为360kg/m3~480kg/m3。

2.1.3 细骨料

采用硬质、洁净的中砂为宜。

2.1.4 粗骨料

质地坚硬的人工碎石均可, 喷射混凝土最大粒径不宜过大, 选用粒径为5mm~10mm的碎石。我国喷射混凝土骨料最大粒径通常为15mm, 砂率45%~50%, 但考虑到减少喷射管道输送阻力减少堵管和减少回弹, 及参考当地国家规范, 确定最大骨料粒径为10mm, 砂率为50%~70%。

2.1.5 水

选用饮用水。

2.1.6 速凝剂

隧道开挖中渗水较大时, 为尽快提高混凝土的早期强度, 一般按2%~4%的掺量加入速凝剂。使用前先做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验, 初凝时间不应大于5min, 终凝时间不应大于10min。经试验选定掺量为水泥质量的3%。

2.2 配合比

根据铁道科学研究院的试验证明, 决定抗压强度的主要因素仍然是喷射混凝土的配合比设计。通过对C30/37干喷钢纤维混凝土强度、抗渗性和抗氯离子渗透性等耐久性特性要求的综合分析, 结合以色列当地原材料特性, 通过计算及试验室反复比选, C30/37喷混凝土理论配合比设计如下所示:

CEMI52.5R水泥, 477kg;机制砂0.15-5mm, 822kg;粗骨料 (碎石) 5-10mm, 803kg;钢纤维, 50kg;速凝剂:MEYCO SA162 (液态) ;水, 238kg。

3 施工工艺与控制

3.1 混凝土拌制、存放和运输

钢纤维在拌和料中的分布均匀性, 不仅与原材料和搅拌工艺有关, 而且受搅拌机械和投料方法影响更大。本工程施工中采用双阶式搅拌站和双卧轴强制式搅拌机。

干喷法施工时, 喷锚料应尽量随拌随用, 掺入速凝剂时存放时间不得超过20分钟, 不掺入速凝剂时干混合料存放时间不超过1小时, 否则被视为废料, 废料不可以再使用。在运输和存放过程中不得淋雨、流入水或其他杂质。

3.2 人员配备

喷射手两人轮换及辅助工作, 兼任工班长;上料四人, 两人一组轮换工作, 每组一人兼任喷射机司机;搅拌3人, 1人为搅拌机司机, 两人轮换兼任运料车司机;另需当值电工1人。

3.3 现场喷射作业

3.3.1 在施工时还应注意风压对喷射钢纤维混凝土的影响。

采用适当的风压是减少回弹损失、钢纤维均匀分布的必要条件。若风压过大, 粗骨料碰围岩后会回弹, 降低风压则横向气流的压力和流速也会降低, 这样不仅会减少钢纤维的回弹损失, 也会改善钢纤维分布的不均匀性;若风压小, 喷射动能小, 粗骨料冲不进砂浆层而脱落, 都将导致回弹量增大。以混凝土回弹量小、表面湿润有光泽、易粘着为度来控制喷射压力。送风之前先打开计量泵, 送风后调整风压, 喷射风压控制在0.45~0.7MPa为宜。

3.3.2

混合料经过10mm的筛后进入混凝土喷射机通过胶管长距离的高速输送, 在喷头处已稍有分离, 水在按比例混合液体速凝剂后在喷头处加入, 喷射应根据当前标定的给水速度和水压调整喷头处的水阀, 按混凝土配合比设计确定的水灰比供水 (扣除拌和时降尘用水) 。

喷射混凝土时, 喷枪要尽量垂直地正对工作面, 喷射方向与受喷面垂直等距喷射, 喷头与受喷面距离1.0~1.5m。若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时, 可将喷嘴稍加偏斜, 但不宜小于70°, 喷头连续平稳地自下而上水平横向移动, 成一圈压半圈的螺旋缓慢移动, 保证混凝土层面平顺光滑。

3.3.3

分层喷射混凝土到设计厚度, 每层厚8~20cm;格栅钢架保护层不小于5cm。整个喷射混凝土表面要平顺。喷射作业分段分片依次进行, 喷射顺序自下而上, 分段长度不大于6m。分层喷射时, 后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行, 若终凝1h后再进行喷射时, 先用高压风水清洗喷层表面。在喷射下台阶及仰拱时, 需首先将喷射面清理干净, 禁止回弹料混入下部喷层中形成“蜂窝”, 降低支护体系的强度。喷射过程中必须注意回弹物对工作人员的伤害, 应加强防护, 特别是对眼睛的防护。

3.3.4 养护

混凝土施工质量的好坏, 受养护的影响相当明显。因此在混凝土喷射完毕后要及时洒水养护, 其养护时间不应小于14d。

4 试验控制指标及性能研究

测试方法及控制指标

4.1 钢纤维含量

喷射混凝土钢纤维含量测定时为钢纤维与混凝土干拌料比值的百分数。

4.2 抗压强度

混凝土试验检测为实体钻心取样检测, 根据检验频率随机选取取芯位置, 由第三方试验室进行取芯试验检测。如取样不合格, 则加倍取样, 若仍有不合格试样, 则判定此检验批混凝土为不合格。C30/37混凝土的标准立方体抗压强度为37MPa, 其标准圆柱体轴心抗压强度为30MPa, 经计算后对比试验验证, 试验芯样28d的抗压强度不小于42MPa, 且单个芯样的强度值不小于90%设计强度。

4.3 粘结强度

混凝土的粘结强度即为喷射混凝土与岩石的粘结强度。

4.4 缺陷等级

混凝土的缺陷等级通过钻芯所取试样的来评价其外观缺陷等级, 其结果与钢纤维混凝土搅拌的均匀性和喷射混凝土的喷射水平有很大关系。

喷射混凝土的各试验项目控制指标见表1。

5 结束语

卡迈尔隧道工程实践证明, 钢纤维喷射混凝土本身施工快捷、方便, 有利于工程质量安全和进度, 在适应隧道施工空间有限、隧道断面多变, 横通道避车洞多等作业施工条件等方面具有明显的优越性。同时, 混凝土质量及施工进度对配合比的选择和施工工艺有较高的要求, 所以在施工前的精心比对选取配合比和施工前的试喷非常重要;另外, 钢纤维的掺量对混凝土的工作性也有很大的影响, 应引起重视。

摘要:文章分析了钢纤维喷射混凝土对原材料的要求, 结合钢纤维喷射混凝土隧道衬砌施工的特点, 重点进行了配合比和锚喷、网喷施工工艺方面的研究, 解决了钢纤维喷射混凝土隧道衬砌的集料回弹率大、结团堵管、强度不够等常见问题, 加快了施工进度和降低综合成本的效果。本文对类似隧道的设计与施工有一定的参考价值。

关键词:钢纤维喷射混凝土,隧道衬砌,新奥法,施工工艺,控制指标

参考文献

[1]STATE OF ISRAEL.CHAPTER54:General Specification[M].2nd edition.Updated, 1997.

[2]怀平生.以色列卡迈尔隧道凝灰岩段设计施工技术[J].铁道建筑, 2009 (11) :30-33.

[3]程庆国, 等.钢纤维喷射混凝土理论及应用[M].北京:中国铁道出版社, 1999.

[4]BRITISH STANDARDS INSTITUTION.BS EN206-1:2000Con-crete-Part1:Specification, performance, production and conformity.

[5]中国工程建设标准化协会标准:CECS38:2004纤维混凝土结构技术规程及条文说明[S].北京:中国计划出版社, 2004.

[6]EFNARC1996.European specification for sprayed concrete[OL].www.cfnarc.org.

纤维素酶的应用与研究 篇9

关键词:再生混凝土,钢纤维,抗裂性能

0前言

在我国城市化进程中, 城市改造和建筑工业的迅速发展, 混凝土作为水泥、砂子、卵石与碎石等天然资源的最大消耗者, 全球混凝土产业现在正以每年约80×108t的速度消耗天然骨料。对巨量废弃混凝土的开发和利用, 既使有限的资源得以利用, 又解决了环境问题。这是发展绿色混凝土, 实现建筑产品生态化的主要途径之一。再生混凝土技术首先在欧洲提出, 并在一些国家的建筑工程和环境污染控制工作中取得了巨大的效益。理论和实践都表明, 再生混凝土作为绿色高性能混凝土家族的一员符合我国建筑业可持续发展战略的要求。目前我国建筑垃圾循环再生骨料的应用及再生混凝土技术的应用大多处于试验、谨慎和低层次的使用阶段, 缺乏较系统的应用基础研究, 更无相关技术规程, 因此, 较系统地对再生骨料混凝土的基本性能进行研究十分必要。

1 再生混凝土

1.1 再生混凝土的概念

从一般意义上讲, 再生混凝土骨料是将废弃混凝土块经破碎、分级并按一定的比例混合后形成的骨料称为再生骨料或再生混凝土骨料 (Recycled Aggregate or Recycle Concrete Aggregate) 。而将利用再生骨料作为部分或全部骨料配制的混凝土, 称为再生骨料混凝土 (Recycled Aggregate Concrete) , 简称再生混凝土 (Recycled Concrete) 。将传统意义上的骨料简称为“天然骨料”, 将全部用天然骨料配制的混凝土称为常规混凝土或称普通混凝土[1]。

1.2 再生混凝土存在的问题

骨料不仅构成了混凝土的骨架, 而且在很大程度上决定着混凝土拌合物的工作性、硬化混凝土的力学性能以及其耐久性, 再生骨料与天然骨料相比, 具有孔隙率高、吸水率大、强度低等特征, 因而导致再生骨料混凝土与天然骨料混凝土的特性相差较大, 也因此导致再生混凝土在应用中存在着一些问题。

1.2.1 强度问题

要将再生骨料用于钢筋混凝土工程, 再生骨料必须有足够的强度, 而废旧混凝土在破碎过程中, 骨料本身因有不同组分, 破碎后骨料内部存在一些微裂缝, 因此导致骨料强度较低。由于破碎而得的混凝土碎块的成分较复杂, 通常会含有设计强度等级高低不同的混凝土成分, 而且其结构表面在自然界中已经发生了碳化, 或者由于经过了其他腐蚀或侵蚀后变得酥松, 导致再生骨料的强度较低, 而且成分复杂, 因此, 目前再生骨料主要用来配制中低强度的混凝土。

1.2.2 收缩率问题

再生骨料的颗粒棱角多、表面粗糙, 组成中包含着相当数量的硬化水泥砂浆, 其本身孔隙率较大, 且在破碎过程中内部往往会产生大量具有一定尺寸的裂纹, 因此与天然骨料相比, 再生骨料的吸水率和吸水速率大得多。而吸水率高必然导致失水后混凝土的收缩和徐变增大。收缩率高是再生混凝土的致命缺陷, 因为收缩率高将使混凝土结构裂缝较大且内外贯通, 环境中的水以及其他有害腐蚀性介质很容易通过这些裂缝渗入混凝土内, 使得再生混凝土的防水性能与抗冻融性能降低。

1.2.3 耐久性问题

通过对再生混凝土的性能相关试验研究, 表明再生混凝土的耐久性较普通混凝土的要差。由于再生骨料孔隙率较高、吸水率大, 再生混凝土抗渗性能较相同条件下的普通混凝土差, 氯离子的渗透性也差。对于再生混凝土的抗冻融性的实验结果差异较大, 有优于普通混凝土和与普通混凝土差别不大的结果, 也有比普通混凝土抗冻融性差的结果, 造成实验研究结果差别较大的原因可能是由于再生骨料的来源和性能的差异较大。对于再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性, 有实验表明当再生骨料取代率小于30%时, 与普通混凝土的基本相同, 随着再生骨料取代率的增加, 再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性降低, 但差别不大。

2 钢纤维混凝土

2.1 钢纤维混凝土概念

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入各向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多向复合材料, 通过使钢纤维、钢筋 (纵筋和箍筋) 、混凝土三种材料协同工作以抵抗各种外部作用的一种结构。其中所掺加的钢纤维是用钢质材料加工成的短纤维, 目前应用比较多的主要有切断型钢纤维, 剪切型钢纤维等, 而每一种类型的钢纤维的具体分类根据用途的不同又分为很多不同的种类。钢纤维混凝土的多项力学性能比普通混凝土有所改善, 尤其是钢纤维混凝土的抗裂性能相比较于普通混凝土而言提高更加明显, 此外钢纤维混凝土还具有良好的抗拉、抗弯、抗冲击、抗疲劳性能及较好的延性。具体到施工的工艺, 钢纤维材料的施工一般有喷射和浇筑两大方法, 具体到钢纤维混凝土中通常使用的方法为浇筑法。在振捣与浇筑过程中如何将钢纤维均匀和不损坏的浇筑于混凝土构件中是钢纤维混凝土施工的难点。由于钢纤维混凝土结构中的钢纤维与包裹在其外部的混凝土结构共同工作, 两种材料的强度都能充分利用[2]。与普通混凝土结构相比, 由于其内部埋置了钢纤维而使构件力学性能提高, 且具有较大的延性, 抗震性能好。

将钢纤维加入到再生混凝土中, 希望以钢纤维混凝土良好的抗裂性能弥补再生混凝土易于开裂的缺陷, 而由于再生混凝土表观密度和天然骨料相比较小, 采用再生混凝土的结构可以有效地降低结构自重, 同时能够有效地做到废弃混凝土的再利用, 保持生态环境的和谐发展, 这样既能使有限的资源得以再利用, 又解决了部分环保问题, 而且使再生混凝土构件力学性能得到有效地提高。

2.2 钢纤维混凝土材料性能研究现状

早在1907~1908年间, 苏联专家就将钢纤维应用到混凝土中去, 从而开启了钢纤维混凝土的历史。在1910年, 美国人Porter首创纤维混凝土的研究, 一年之后美国的Graham正式将钢纤维掺加到混凝土中去, 并初步验证了其优越性。20世纪40年代前后, 美、英、法、德等国先后取得了一些关于钢纤维混凝土的进展。1963年, 美国学者Romuldi从理论上阐明了钢纤维的作用机理, 从而为钢纤维混凝土的进一步研究、开发以及广泛的应用奠定了坚实的理论基础, 使它从小规模探索实验阶段提升到大面积开发的新阶段, 但是由于钢纤维的价格较高, 这在很大程度上制约了钢纤维在实际工程中的应用。直到20世纪70年代, 国际熔钢抽丝技术的开发, 很大程度上降低了成本, 为钢纤维在工程中的大规模应用扫清了障碍。钢纤维混凝土的强度、韧性和耐久性都得到了极大的提高, 代替传统的钢筋混凝土或预应力混凝土已经成为国际趋势。

H.F.Porter在一系列的水泥砂浆试块中加入短钢纤维进行试验, 试验结果表明:在砂浆中加入钢纤维可以显著提高其抗拉、抗压强度。

Graham[5]将钢纤维加入混凝土中并进行力学性能试验, 试验结果表明:钢纤维混凝土相比较于普通混凝土而言其强度和延性都有较大幅度的提高, 并以此申请到美国第一项SFRC技术专利。

J.P.Romualdi和G.B.Batson通过研究提出了纤维间距理论 (对拉伸应力起有效作用的平均间距决定钢纤维混凝土的开裂强度) , 这在很大程度上促进了纤维混凝土的研究和应用。

我国在很长一段时间内对于普通钢筋混凝土的依赖过强, 因而对钢纤维研究起步相对很晚。在20世纪70年代后期, 由国防科委和中国建筑材料科学研究院开始在国内首先展开了对钢纤维的研究, 近年来, 由于国际社会对于钢纤维混凝土越来越重视, 中国也加大了对于钢纤维混凝土方面的研究, 西南交通大学、哈尔滨建筑大学、郑州大学等高校进行了大量的钢纤维混凝土构件性能以及施工工艺的研究。自1986年在大连召开“第一届全国纤维水泥制品与纤维混凝土学术会议”到2012年底在郑州召开的“第十四届全国纤维水泥制品与纤维混凝土学术会议”, 我国的纤维混凝土之路取得了很大的发展, 同时, 像“全国纤维水泥制品交流会”等一系列的交流会则为钢纤维的大范围市场化打下了坚实的基础。

代洪伟、赵燕茹等[7]通过对多组不同钢纤维体积率的立方体进行抗压强度试验, 分析了钢纤维对普通混凝土抗压性能的影响, 试验结果表明:随着钢纤维体积率的增加, 抗压强度提高, 并很大程度上减少裂缝的宽度[3]。

朱海堂、汤寄予、赵军等通过对高强混凝土和钢纤维高强混凝土的试验研究, 并结合了钢纤维的各项参数, 得出了钢纤维高强混凝土的计算公式[4]。

2.3 钢纤维混凝土梁性能研究现状

由于国外钢纤维混凝土出现的较早, 对于钢纤维混凝土构件的研究开展也较早, 从20世纪中叶开始国外学者与我国学者进行了很多这方面的研究。

Samir A.Ashour等对钢纤维高强混凝土梁的抗弯、抗剪性进行了试验研究。试验表明:随着钢纤维的掺入, 混凝土梁的韧性提高, 裂缝的发生和发展得到了抑制, 梁的破坏形态发生改变, 梁的抗剪强度提高, 同时由于钢纤维的掺入, 提高了梁的刚度, 减少了相同荷载作用下的挠度[5]。

G.Batson等通过24根钢纤维混凝土无腹筋梁斜截面抗剪性能进行了试验研究, 研究结果表明:钢纤维可以有效地增强钢筋混凝土无腹筋梁斜裂缝处纵筋的销栓作用, 显著降低了大剪跨比梁斜拉破坏的脆性特征[6]。

近年来, 随着钢纤维混凝土在建筑行业中的使用越来越频繁, 国内一些专家、学者也对钢纤维混凝土构件方面进行了一系列的研究, 并取得了一定的研究成果。

刘海波通过对6片两跨连续箱梁的试验进行数据分析, 分析结果表明:低掺量钢纤维能够抑制连续梁后期裂缝的发展, 但对于结构的极限承载力及延性无明显影响[7]

于学玉采用有限元程序法, 对钢纤维高强混凝土梁结构进行了研究, 研究表明:掺加适量的钢纤维可以显著提高高强混凝土的延性, 当钢纤维体积率在0.5%~2%变化时, 随着钢纤维体积率的增加, 构件截面延性基本按线性增长[8]。

袁媛对16根钢纤维混凝土梁的正截面受弯性能进行试验研究, 得出在普通钢筋混凝土短梁中加入钢纤维, 梁的各项力学性能均有所提高, 同时在一定范围内, 随着钢纤维体积率的增加, 钢纤维混凝土短梁的抗弯承载力不断增加, 而且钢纤维混凝土短梁的开裂弯矩呈现提高的趋势[9]。

安玉杰等从统一钢纤维混凝土梁与钢筋混凝土梁斜截面承载力计算方法的角度出发, 考虑到我国各专业混凝土结构设计规范规定的钢筋混凝土梁斜截面承载力计算公式尚不统一的特点, 提出了能够与各专业混凝土结构设计规范相关规定协调的钢纤维混凝土梁的计算模式[10]。

2.4 钢纤维混凝土的应用

钢纤维混凝土作为一种新型复合材料, 其具有抗拉、抗弯、抗冲击、抗疲劳、延性优良等一系列优点, 这些优点也保证了钢纤维混凝土的广泛应用, 目前钢纤维混凝土已经在建筑、道路、桥梁、铁路、隧道、水利、海洋、防爆、加固等多个领域得到了应用。

近年来钢纤维混凝土在建筑方面的应用已经越来越广泛, 一般出现在屋面防水工程、地下防水工程、预热装工程和房屋主体建筑等领域中。如在屋面防水工程中, 在以往的混凝土结构中, 屋面在承受荷载等因素的作用下, 会比较容易产生裂缝, 从而使房屋发生渗水、漏水现象, 而钢纤维混凝土具有良好的抗拉性能, 可以在很大程度上限制裂缝的出现和发展, 从而达到防水的效果, 如福州的东方大厦和沈阳商业城等建筑。而在地下防水工程中, 钢纤维混凝土主要应用于承受水压力比较大的区域, 如闸门等关键部位, 浙江省百丈涧高压引水涧和葛洲坝泄水闸都是在闸门部位中成功使用钢纤维混凝土承受水压力的结构。

钢纤维在道路桥梁工程中的使用主要体现在路面、桥面、机场道路的路面等方面。因为钢纤维混凝土有较强的抗冲击、抗疲劳的性能, 在承受动力荷载反复冲击的时候, 能够增加结构的使用寿命。比如在道路工程中, 掺加一定比例的钢纤维, 不但可以有效降低路面工程的厚度, 同时也能够增加伸缩缝的间距, 这些都使实际工程的耐久性增加, 同时相应地减少在实际运行过程中的维修费用。在铁路工程中, 钢纤维混凝土主要应用于铁路的轨枕, 众所周知, 铁路每天都要承受很多次大负荷动力荷载反复冲击, 在以前的轨枕中, 随着使用年限的增加, 势必会造成轨枕的不均匀沉降, 从而影响铁路的正常使用, 这也是铁路维护费用高的主要原因之一, 而由于钢纤维混凝土抗冲击、抗疲劳的性能优越, 钢纤维混凝土的轨枕能够保证铁路在这种大负荷动力荷载反复冲击下保持正常使用状态, 同时, 对于既有的铁路系统, 在发生不均匀沉降较为明显的区域, 也可以采用浇筑钢纤维混凝土的办法进行维护, 如沈阳铁路局的长大线维修工程就是利用了钢纤维混凝土材料进行铁路道路轨枕铺筑。因此, 钢纤维再生混凝土在建筑工程中的应用正越来越广, 技术也越发的成熟。

参考文献

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[2]赵国藩, 彭少民, 黄承逵.钢纤维混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.

[3]代洪伟, 赵燕茹.钢纤维混凝土配合比设计及抗压性能研究[J].内蒙古工业大学学报:自然科学版, 2010, 29 (2) :143-148.

[4]朱海堂, 汤寄予, 赵军.钢纤维高强混凝土抗拉强度试验研究[J].河南科学, 2002, 21 (6) :653-655.

[5]Ashour, Smair A.;Wafe, Faisal F.Flexural behavior of highstrength fiber reinforced concrete beams[J].ACI Structural Journal, 1993.

[6]A.-B.Eissa, G.Batson.Model for predicting the fracture process zone and R-curve for high strength FR[J].Elsevier, 1996.

[7]刘海波.部分预应力高强混凝土连续梁结构行为研究[D].成都:西南交通大学, 1999.

[8]于学玉.钢纤维高强混凝土梁结构行为的数值分析研究[D].成都:西南交通大学, 2003.

[9]袁媛.钢纤维混凝土短梁受弯性能试验研究[D].郑州:郑州大学, 2006.

纤维素酶的应用与研究 篇10

近年来, 随着材料与工程科学技术领域的不断发展, 各类新型材料层出不穷, 复合材料由于性能优良, 受到业界广泛关注并运用于土木工程中。碳纤维复合材料就是一种以碳纤维为增强材料合成树脂为集体, 通过复合成型工艺加工而成的新型材料。

微型抗滑桩桩体材料为细石混凝土或水泥 (砂) 浆, 通过压力灌注法将其灌注成型。一般加固抗滑桩桩身体积大, 且自重过大对使用环境有明确限制, 而微型抗滑桩恰好回避此类情况, 可灵活适用于多种环境, 且可单独或成束使用, 筋材选取可因受力需求而定。随着新材料的层出不穷, 微型抗滑桩的选材也开始逐步多样化, 结合碳纤维复合材料的优点和特性, 将其运用于微型抗滑桩结构中, 对于改善桩体性能和抗滑水平效果明显。

1 碳纤维及其复合材料

1.1 碳纤维

碳纤维材料种类繁多, 含碳量均在90%以上, 且其种类的不同与含碳量有关。它是经高温处理后, 将不熔融的高含碳量人造纤维稳定氧化, 再通过石墨化和碳化加工工艺处理而成。碳纤维材料具有柔性、各向异性等一般碳素材料所不具备的特性, 并表现出极高的强度和比强度。

1.2 碳纤维复合材料

可与碳纤维复合加工的集体材料多种多样, 环氧树脂是其中之一, 其产物碳纤维增强环氧树脂复合材料 (简称CFRP) 具有优良的比强度和比模量综合指标, 被广泛用于对强度、刚度、疲劳性、重量等要求严格的工程领域[1]。CFRP的优良性能主要有:密度小、质轻高强;抗疲劳;耐高温;抗腐蚀;抗震性强;易于成形。现阶段国内还未将CFRP推广运用于土木领域。常用碳纤维复合材料的主要力学性能见表1。

2 微型桩及碳纤维复合材料微型桩的关键计算理论

2.1 微型桩的定义

微型桩属于抗滑桩支挡形式的一种, 按结构组合方式分为独立微型桩、连系梁微型桩、承台微型桩。直径一般介于100 mm~300 mm, 长细比大于30。桩体材料由压力式水泥 (砂) 浆、混凝土、钢材与复合材料等组成, 根据受力需要, 其构造骨架可以是钢筋、钢管、钢轨、高强钢筋、碳纤维筋或玻璃纤维筋等, 如图1所示[5]。

2.2 碳纤维复合材料微型桩的设计计算

碳纤维复合材料微型桩属于微型抗滑桩的一种, 仅材料的选取添加了碳纤维复合材料来取代全部或部分配筋, 材料参数有所区别, 其受力分析原理与设计流程与普通微型抗滑桩相同, 参考普通抗滑桩设计的构架思想, 得出碳纤维微型桩加固边滑坡的设计技术路线, 见图2。

3 微型桩不同材料组合对系统内力贡献

微型抗滑桩单桩的抗弯能力较小, 设计时不但要考虑群桩使用, 还需在钢管中内置一些外加材料增加抗弯和抗拉承载能力, 如钢筋、型钢等。存在的问题有:所选材料提高系统承载力贡献不明显;安装较复杂, 尤其在斜坡面。因此, 在此基础之上引入了碳纤维加筋[7], 并对此进行计算及对比分析。

钢管桩单桩按等效含钢率计算, 钢管与钢材组合结构可按等效刚度法或等效钢率计算。针对纤维筋, 由于模量比普通钢筋小, 而抗拉强度是普通钢筋的倍数关系, 按等效刚度法进行计算时需慎重, 文中用等效含钢率的公式简化计算。计算中均假设选取钢管桩的截面直径为150 mm, 钢管直径108 mm, 壁厚4 mm, 并由此进行相应分析。

3.1 钢管与混凝土组合

选取单位桩长为1 m, 承受均布荷载作用的悬臂梁结构, 按等效刚度法计算所得其极限弯矩为21.139 k N·m, 按钢管混凝土中的等效含钢率法计算得21.159 k N·m, 其结果基本一致。但是结构为简支梁时算得50.734 k N·m, 结果不相符。从而得知, 上述的等效刚度反算弯矩受结构及荷载形式分布的影响, 不如等效含钢率法计算准确, 后者更能准确反映出钢管混凝土截面的承载性能。

3.2 钢管混凝土与内置材料组合

在钢管混凝土中内置其他材料通常为工程所用的材料组合方法, 其中内置HRB335钢筋最为常见, 工字钢和其他型钢次之。基于新材料的研发成功与工程实践需要, 将碳纤维筋引入分析。碳纤维筋强度高, 密度小, 不仅可以提高桩体本身的抗力而且给施工安置带来极大的方便。将两种材料的物理力学性能进行对比如表2所示。

3.3 钢管普通钢筋组合

普通钢筋组合按照等效含钢率来计算, 不考虑超筋情况, 分析3根22, 25, 28, 32四种情况, 四种组合含钢率α分别为:0.160 7, 0.186 7, 0.217 2, 0.266 6;极限弯矩为:41.018 k N·m, 47.687 k N·m, 55.709 k N·m, 69.009 k N·m。

3.4 钢管工字钢组合

对于钢管内加工字钢的情况, 分别按两种方法计算并进行对比分析。将常用工字钢10号钢管直径改为133 mm, 壁厚为5 mm, 其他参数均不做改变。按等效刚度计算得不加工字钢时极限弯矩为22.593 k N·m, 加入工字钢后极限弯矩为32.687 k N·m, 按等效含钢率分别为16.850 k N·m和38.946 k N·m。

3.5 钢管碳纤维筋组合

钢管桩中内置碳纤维筋按等效含筋率法计算, 计算时钢管另作处理, 将纤维筋等效为含筋率, 相对钢管而言碳纤维筋属于高强度材料, 分别等效计算后相加为极限弯矩。分析3根22, 25, 28, 32四种情况, 极限弯矩为:127.070 k N·m, 164.714 k N·m, 210.730 k N·m, 287.930 k N·m, 可知内置碳纤维筋为普通钢筋极限弯矩的3倍~4倍, 见图3。

4 结语

针对碳纤维复合材料的特性并将其创新性运用于微型抗滑桩结构中进行对比分析, 归纳出如下结论:

1) 碳纤维复合材料具有密度小、轻质高强、抗疲劳性好、耐高温、耐腐蚀、抗震性强、破坏安全性高和易于成形加工的特性, 是一种可被广泛运用于土木工程的先进复合材料。

2) 传统钢筋水泥混凝土微型抗滑桩由于自身材料缺陷, 容易发生钢筋腐蚀, 水泥开裂等病害, 从而影响其抗滑效果。采用碳纤维增强混凝土并将全部或部分配置的钢筋用碳纤维筋代替可减少此类病害, 延长微型抗滑桩的使用寿命并提高其抗滑效果。

3) 对微型桩内置材料分析可知, 内置碳纤维筋可以增大约4倍的抗力, 再者碳纤维筋的抗拉强度约为普通钢筋9倍, 更满足锚杆的效应, 因此值得推广应用。

参考文献

[1]陈士杰.碳纤维复合材料的应用[J].开发指南, 2012 (6) :20-21.

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[5]孙书伟, 朱本珍.基于极限抗力分析的微型桩群加固土质边坡设计方法[J].岩土工程学报, 2010, 11 (32) :1671-1677.

[6]苏媛媛, 张占民.微型抗滑桩设计计算方法综述与探讨[J].岩土工程学报, 2010, 7 (32) :222-228.

纤维素酶的应用与研究 篇11

【关键词】肝纤维化;肝活检;血清标志物;联合检测

【中图分类号】R512.62【文献标识码】A【文章编号】1044-5511(2011)10-0386-01

肝纤维化的早期诊断、早期治疗对于防止慢性肝炎向肝硬化和肝癌发展尤为重要。我国属HBV感染高流行区,一般人群的HBsAg阳性率为9.09%[1]。慢性乙肝可发展为肝硬化甚至肝癌,肝纤维化是慢性肝病的共同病理学基础,是肝硬化的前期表现,在此阶段,其病理过程是可逆的,及时给予有效治疗可减缓或防止发展成为肝硬化。肝纤维化的诊断主要靠组织病理学、影像学及血清学指标,其中病理学是诊断的金标准,因创伤性和局限性而限制了其在临床上的开展,各种以反应解剖结构为主的传统影像学在基于肝纤维化的形态学研究中始终未发现比较敏感的特异的指标。因此,人们一直致力于寻找血清学指标来监测肝纤维化的发展进程。据报道,透明质酸(hyaluronic acid, HA)、层粘连蛋白(laminin,LN)、Ⅲ型前胶原氨基端肽(procollagen type Ⅲ N-endopeptidase,PⅢNP)、Ⅳ型胶原蛋白(Ⅳcollagen protein,CⅣ), 对肝纤维化具有良好的诊断价值[2]。本研究就血清肝纤维化指标与肝脏病理学进行了对照观察。

1材料和方法

1.1 材料

97例慢性乙型肝炎患者均系解放軍153中心医院2009年9月~2011年2月期间的住院患者,其中男59例,女38例,年龄10~71岁,平均49.3岁, 均符合2005年中华医学会肝病学分会和中华医学会感染病学分会修订的诊断标准[1]。对照组32例,为同期健康体检者,经各种检查证实为健康合格者,且年龄与性别构成比与患者组相近。

1.2 方法

清晨空腹取血,分离血清,冻存待检。HA、LN、PⅢNP、CⅣ检测采用化学发光免疫分析法(CLIA)。试剂盒由郑州安图绿科生物工程有限公司提供,严格按照说明书操作。肝穿刺活检用18G肝穿刺针,美国BARD自动活检枪,40g/L甲醛液固定标本,石蜡包埋,连续切片,HE染色。将肝纤维化程度分为S0-S4期。采用统计学方法分析、处理数据。

2 结果

2.1 不同肝纤维化分期的慢性乙型肝炎患者的血清中HA、LN、PⅢNP、CⅣ水平存在显著性差异,随着纤维化程度的加重,各种指标均值均升高(表1)。

2.2 HA、LN、PⅢNP、CⅣ四项血清学标志物水平与肝纤维化分期呈显著正相关(r=0.835,P<0.01;0.461,P<0.05;0.618,P<0.01;0.529,P<0.01)

表1 血清标志物HA、LN、PⅢNP、CⅣ与肝纤维化分期的相关性

注:与对照组比较*P<0.01,**P<0.05

3 讨论

肝纤维化是肝硬化的早期病理基础。由于肝脏的代偿功能很大。目前常规肝功能试验无法诊断肝纤维化或早期肝硬化。肝活检为创伤性检查,不能判断肝纤维化的活动度,且难以动态观察[2]。因此。临床上检测肝纤维化血清标志物更有实用价值。目前,国内报道较多的指标有HA、PⅢNP、 I、 Ⅳ型胶原、L N、PCⅢ、PLD等。上述有些指标并非肝纤维化所特有[3]。尤其是单项指标升高时很难做出明确的诊断[4]。近年来许多学者主张联合检测多项指标。可提高对肝纤维化的诊断的特异性和敏感性。为此我们选择联合检测HA、LN、PⅢNP、CⅣ四项指标用于肝纤维化的诊断,得到满意的结果。

HA、LN、PⅢNP、CⅣ都是肝细胞外基质代谢过程中的一部分, 都是肝纤维化和基质沉积相关的直接指标, 肝纤维化是肝脏弥漫性的、过量的细胞外基质沉积, 他是细胞外基质沉积过多或降解不足的直接后果。目前认为PⅢNP是Ⅲ前胶原分泌到细胞外后被肽酶切下的N端肽, 故其水平升高可发映肝脏纤维增生活跃, 但他可受肝脏炎症活动指数的影响, 在急性肝炎时亦可升高。HA由间质细胞合成, 它反映肝脏纤维化活动程度和肝脏损伤程度,有研究显示HA是反映肝纤维化最具价值的血清学标志物[5]。LN、CⅣ为基底膜的主要成分,CⅣ是反映肝窦毛细血管化的较好指标,LN血清水平与肝纤维化程度及门脉肝静脉压力梯度有关。本研究中HA、CⅣ与肝纤维化分期相关性最好, 这与以往多数报道一致, 再一次说明HA、CⅣ是反映肝纤维化严重程度的较可靠指标。肝纤维化程度越重,血清纤维化指标出现异常的可能性越大。许多研究已证实,血清HA、PⅢNP、CⅣ、LN的含量可反映慢性肝炎肝脏病理损害的程度, 是判断慢性肝炎患者肝纤维化的可靠指标[6]。肝病患者肝组织的炎症活动度与肝纤维化程度呈正相关,其中HA反映炎症程度较敏感,PⅢNP反映肝纤维化积蓄较敏感, CⅣ、LN与肝组织汇管区及小叶内炎症相关,与肝纤维化程度相平行。研究亦证实血清肝纤维化指标与肝脏病理分级、分期呈正相关,肝纤维化指标水平越高,肝脏病理损害也较重。本研究结果显示:四种肝纤维化血清学指标HA、LN、PⅢNP、CⅣ均与肝组织纤维化程度相关(r=0.835,0.461,0.618,0.529,P<0.01或0.05),随着肝纤维化程度的加重,四种指标均呈上升趋势。HA、LN、PⅢNP、CⅣ四种血清学指标对判断肝纤维化程度有一定指导意义,为开展肝纤维化的无创诊断打下基础。因此生化指标和肝组织病理学纤维化程度之间的相关性,有助于肝纤维化的非创伤性诊断。

参考文献

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[5]陆伦根,曾德明.肝纤维化的诊断和评估[J].中华肝脏病杂志 2005, 13:603~604

纤维素酶的应用与研究 篇12

格瑞特柔性网采用聚酯纤维经纬向整体编制而成, 选用高强聚酯合成纤维为原料, 采用经纬定向结构, 织物中的经纬向相互间无弯曲状态, 交叉点采用高强纤维长丝针织捆绑结合起来, 形成牢固的结合点, 充分发挥其力学性能。可根据不同的强度需要进行不同规格的编制设计, 并且可根据使用需要对局部区域采取增强编制手段。材料通过了涂覆和浸渍处理, 在提高了网片的整体性能的同时, 其完全符合煤矿MT141-2005《煤矿井下用塑料网假顶带》对材料的阻燃抗静电的要求。其技术数据见下表1

2、工作面基本情况

31402综采工作面沙层厚度约10~40m, 31402运顺70联巷附近最薄, 回撤通道附近最厚。土层厚约0~70m, 其中切眼区域约70m, 向回撤通道方向逐渐变薄, 至中部运顺29联巷 (观28孔) 附近土层缺失, 再向回撤通道方向厚度逐渐增加到20m。风化基岩厚度约5~50m, 切眼附近最薄, 工作面中部15~35联巷最厚。31煤正常基岩厚度约11~70m, 大部分地段在30m以上;总体切眼和回撤通道较薄, 中部较厚;切眼段最薄, 11m左右。煤层厚度稳定, 平均厚3.27m。煤层倾向北西, 倾角1°, 整体呈宽缓的单斜构造。

31402综采工作面有沙层和风化基岩两个含水层, 其中以风化基岩含水层为主。沙层含水层主要集中在工作面回撤通道附近, 厚约30m, 切眼区域沙层基本不含水;风化基岩全工作面含水, 厚10~50m, 大部分地段厚约20~40m, 切眼区域厚10m左右。比拟31401工作面水文地质条件及涌水量情况, 预计31402工作面在进行探放水的基础上正常涌水量416m3/h左右, 最大涌水量约520m3/h, 结合锦界矿已采的工作面探放水涌水情况, 本面的疏放水稳定水量按照600m3/h (设计60个疏放水孔) 预计, 整个回采过程呈负坡推进等情况, 31402工作面排水设防能力不小于1700m3/h。

3、末采施工工艺

3.1铺网前期准备工作

3.1.1材料、工器具

(1) 铺网期间所用的材料及配件由综采二队提前一个月申报计划, 如遇节假日, 则须在节假日前准备到位。

(2) 挂网前一天将柔性网、挂网连接环、14﹟联网铁丝、钢丝绳、手动绞盘、撩网滑轮、单体支柱 (4根) 、废旧皮带等材料运到位, 并且按照运入工作面的顺序分类码放整齐。

(3) 挂网前一天在厂家技术人员指导下将手动绞盘和滑轮安装在支架上。将卡箍及手动绞盘安装在液压支架的立柱上, 定滑轮安装在液压支架的起重环上, 因起重环较粗, 使用卸扣将定滑轮固定在起重环上, 保证定滑轮的方向与手动绞盘方向一致。

(4) 工作面推至距回撤通道20m时, 将8台煤电钻综保、8台MZ-12A型强力煤电钻、Φ38mm×2200mm麻花钻杆、Φ16×1600mm锚杆、Φ16×2100mm锚杆、Φ35×350mm树脂、马蹄环、断线钳、磨好的钻头等运至井下备用。在工作面接好煤电钻综保和煤电钻, 并通电试验, 确认完好。

3.1.2挂网前准备工作

(1) 工作面推进至距回撤通道20m后, 在回采过程中必须保证顶板平整, 杜绝出现鼓包现象。

(2) 回采至距回撤通道11.5-12m时, 为便于打眼、挂第一道钢丝绳, 采煤机割挂网前最后一刀煤时只割顶煤, 将底滚筒调至与顶滚筒同一高度, 不割底煤。

(3) 工作面全部支架必须达到初撑力 (252bar) , 工作面护帮板全部有效打出。

(4) 割完挂网前最后一刀煤后, 煤机停在机头合适位置, 断电并上锁采煤机, 指定专人将煤机盖板上浮煤清理干净。

(5) 待工作面具备挂网条件后, 由跟班队长通知控制台电工, 马蒂尔司机、看大块工闭锁皮带、三机并上锁, 各段负责人员进入指定位置, 闭锁刮板机并上锁、闭锁支架后, 开始协助、监督施工锚杆。

(6) 打锚杆要避开周期来压, 施工人员在进入工作面作业时, 要对作业环境进行敲帮问顶, 避免片帮鳞皮对工作人员造成伤害。

(7) 打锚杆及穿钢丝绳施工方案:

①工作面具备打眼条件时, 闭锁三机, 打出工作面所有液压支架护帮板, 用煤电钻沿工作面每间隔1架, 在距液压支架顶梁前端100mm平齐的架间顶板上打眼, 锚杆规格为φ16×1600mm, 眼深1500mm;顶板破碎时, 使用锚杆规格为φ16×2100mm, 眼深2000mm。

②打眼完毕后, 眼内装一根φ35×350mm的树脂, 先装树脂, 后装锚杆, 用搅拌器带动锚杆将树脂搅拌均匀, 使锚杆有效凝固, 锚杆的锚固长度不小于350mm。

③所有锚杆凝固后, 开始穿钢丝绳, 将工作面分三段, 每段一次收回三个护帮板, 作业时每组三人, 一人将钢丝绳扶至锚杆位置, 一人将钢丝绳套入马蹄环, 再将马蹄环穿入锚杆底端后用螺母拧紧, 然后将作业人员撤到所打出三架护帮板的两侧的支架下, 将钢丝绳拽起, 另外一人操作护帮板 (必须是支架工) , 伸出其他三架护帮板, 将钢丝绳挑到护帮板上面。依此类推, 直至将整条钢丝绳全部挑到护帮板上面, 然后进行一次人工预紧钢丝绳 (人员分段同时向一侧预紧) 。

④在机头、机尾并排各打三根φ15.24×6500mm的锚索, 且安装好马蹄环, 如煤机在机头, 则在机尾把钢丝绳一端穿过三个马蹄环中, 反向折回, 用四个16mm的绳卡正反卡死, 绳卡的间距为200mm;另一端穿过机头的三个马蹄环中, 反向折回, 将绳头固定在采煤机摇臂起吊环中, 再用四个16mm的绳卡卡死, 绳卡的间距为200mm。若采煤机在机尾, 工序亦然。

⑤张紧钢丝绳时, 煤机只启动泵电机, 反向牵引采煤机, 其牵引速度不大于1m/min, 钢丝绳拉直时, 停止煤机牵引;此时工作人员将反折回的钢丝绳与横穿钢丝绳用4个16mm的绳卡卡死, 绳卡的间距为200mm, 至此钢丝绳的张紧工作完成。

⑥工作面推进至距离回撤通道5m时开始挂第二道钢丝绳, 用双股14#绑丝将钢丝绳绑在柔性网上, 绑丝间距200mm, 绑完的钢丝绳必须保证与上一条钢丝绳平行, 不能出现打弯。自5m开始, 每隔1.2m挂一道钢丝绳, 共5根。

3.2工作面铺网工序及工艺

3.2.1树脂柔性网运输方法

(1) 柔性网运送方法

树脂柔性网规格为:长×宽=315m×13m, 折叠在专用框架 (8m×2.2m×2.3m) 内, 使用912铲板车运至31403回顺5联巷卸车。

(2) 工作面柔性网运输方法

①将31402工作面刮板机机头盖板上的杂物收拾干净, 并且在刮板机机头盖板以及转载机桥身上网片可能经过的地方铺好废旧皮带;同时, 在工作面煤壁三角区附近打两根单体液压支柱, 起导向作用, 以减少柔性网摩擦和防止刮坏柔性网。

②将柔性网运入工作面前, 先将全部护帮板收回, 开启刮板机, 将溜槽拉空, 停电闭锁上锁。

③在运网时, 保证柔性网放置方向正确, 确保网片进入工作面后可向支架侧打开。

④运输过程:将柔性网标有记号的一端折叠30m, 用40T链在柔性网30m的位置捆绑好, 然后用40T链将柔性网固定在煤机右滚筒上;当煤机运行到机尾时, 人工将折回的30m柔性网拉至机尾。在牵引过程中分为24段 (每段2人) , 每组在放大器闭锁处安排两人, 一人看闭锁, 一人监护网子拖拉状况, 防止网卷被输送机等物刮坏, 发现柔性网破损立即闭锁运输机并用扩音电话通知现场指挥人员, 处理好后方可继续运输。

3.2.2工作面上网、铺网具体操作方法

(1) 上网:距回撤通道11.5-12m时, 将每个绞盘上面安装好的钢丝绳的自由端绕过顶梁上面固定的滑轮, 然后再从柔性网卷底部穿过, 将钢丝绳自由端固定在第一道钢丝绳上, 人工操作绞盘将柔性网拉起。

(2) 展网:将工作面分为4段 (第一段1#-44#, 第二段45#-88#, 第三段89#-132#, 第四段133-176#, 各段由跟班领导负责) , 用美工刀将捆柔性网的丝带剪断, 提起柔性网折叠部分, 将柔性网上钢丝与第一道钢丝绳用“u”型环连接固定, 每架一个连接环;保证上网速度, 网片安装平整、牢靠。

(3) 展网完毕后, 使用手动绞盘将柔性网吊在前梁下方。

(4) 开始割煤时, 每隔一个采煤机机身长度拉一次架子, 拉架前先使用手摇绞盘将需拉架附近网片放下, 并将偶数号支架护帮板打至顶板挑起柔性网, 然后拉奇数号支架, 待奇数号支架全部拉过后, 逐架将偶数架护帮板收回, 随后前移、升紧偶数架, 以确保柔性网全部紧贴于顶板上, 依此方法将整个工作面柔性网铺至顶板。

(5) 柔性网铺至顶板后, 用手动绞盘将柔性网吊在前梁下方, 正常割煤、拉架、推溜, 拉架前松开相应区域支架手动绞盘上的钢丝绳, 让柔性网下落2m (如因捆绑绳扣导致不能降落2m, 可将柔性网捆绑绳扣剪断) , 然后依次拉架推溜, 完成整个工作面的割煤, 摇动手绞盘将柔性网再次置于支架前梁下方, 依照上述方法重复割煤、铺网程序。

(6) 距回撤通道5m时, 沿倾向在柔性网下挂第二道钢丝绳, 钢丝绳与柔性网中间每隔200mm用14#双股铅丝连一扣, 以后间隔1.2m铺设一道钢丝绳, 共铺设5道钢丝绳。

(7) 在贯通后, 如果柔性网与回撤通道内原顶网搭接不上, 可使用双层铁丝网替代柔性网, 联网时长边对接, 短边搭接, 搭接长度为400mm, 并用14#铅丝扣扣相连, 至少拧三圈连接。

其中关键步骤中柔性网配合采煤、移架的过程图示如下:

4、使用效果分析比较

4.1经济比较

4.1.1柔性网工艺支护:

总价60.522万元 (若将绞盘、卡箍及滑轮计入总价61.552万元 ) , 工期7个半小班, 具体如下:

(1) 柔性网长315m, 宽13m, 总计4095m2, 单价120元/m2;总价49.14万元。

(2) 人工 (综采队每班作业人员16人, 未算人工) 及工期:实际合计人工364工, 此次用工为外委队及劳务工, 单价180元/工 (含伙食30元/工) , 合价6.552万元;工期7个半个小班 (每班8小时, 一个班等压) 。

(3) 绞盘、卡箍及滑轮170套 (其中厂家组织170套) , φ8mm钢丝绳170条, 长为20m。因试用新工艺, 此套设备厂家提供免费使用, 用后厂家回收 (每套厂家报价605元, 合价1.03万元) 。

(4) 运网使用912铲车两个台班, 0.6万元。

(5) 绑扎钢丝绳用14#铁丝500kg, 单价4.6元/kg, 共计0.23万元。

(6) φ15.24×2100mm锚杆100套, 80元/套, 合价0.8万元, φ15.24×5500mm锚索, 64套, 500元/套, 合价3.2万元, 共计4万元。

4.1.2传统金属网工艺:

总价29.14万元, 工期8~9个小班, 本次计算按9个小班具体如下:

(1) 8#金属网, 网格45×45mm, 计划使用6180m2, 单价22.3元/m2, 合价13.7万元。

(2) 挂第一茬网、正常割煤、联网、挂钢丝绳及清煤;总计使用人工800个;若使用外委队人员单价180元/个 (伙食30元) , 合价14.4万元。

(3) 联网用14#铁丝1000kg, 单价4.6元/kg, 共计0.46万元。

(4) 运输金属网至井下使用五十铃低污染车20车次, 5个台班, 207元/台;人工30个, 单价160元;合价0.58万元。

综上所述:柔性网支护较金属网支护工艺多31.382万元, 工期少2个小班 (每班八小时, 一个班等压) , 人工少400个。本次计算挂网人工单价为180元/工, 地面运输金属网片至工作面的人工160元/工, 若金属网挂网工艺外委队人员不够时, 需自营队伍人员参与挂网, 影响工程量未算。

4.2安全及技术比较

4.2.1柔性网工艺

(1) 免除人工架前频频进入刮板运输机联网, 挂网人员及挂网进度基本不受片帮影响, 提高安全保障。

(2) 网片整体性好, 基本实现机械化挂网, 除初次及贯通人工联网, 基本免除手工联网, 实现不因人为联网而影响质量, 网片较轻, 人工使用少, 降低人员劳动强度并提高了工效。

(3) 柔性网割煤速度快, 工艺简单, 工作面推进速度加快, 挂网时间5~6个小班, 从而提高末采效率。

4.2.2金属网工艺

(1) 挂金属网期间架前操作频繁, 多人交叉作业, 受片帮影响大, 安全风险较高。

(2) 金属网需人工扛运至工作面, 人工铺网、联网及撩网, 工作面人员多, 管理难度相对复杂, 人员劳动强度大且工效相对较低。

(3) 金属网割完一刀煤, 需铺联一茬网后再割煤, 工艺相对复杂, 工作面推进速度相对慢, 挂网时间8~9个小班, 末采效率相对较低。

综上所述:从挂网及回撤支架过程上来看, 柔性网工艺有着省力、省工、高效的显著优点。由于是第一次使用柔性网新工艺, 对柔性网的使用从熟练程度掌握、使用效率方面仍有提高的空间, 通过31402工作面回撤中使用柔性网取得了较好效果, 改革了传统金属网回撤工艺, 具有推广价值。

摘要:为了探索和研究工作面回撤时安全快速高效回撤工艺技术, 改革此前金属网片人工挂网的传统工艺, 针对性地引进柔性聚酯纤维网, 在薄基岩富水区综采工作面回撤时进行使用研究和总结柔性网在使用工艺和操作技术方面需要关注的环节和改进措施。为保证综采工作面安全高效快速回撤提供必要的技术支撑。

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