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1982年,Boutonmt首先报道了应用微乳液制备出了纳米颗粒:用水合胼或者氢气还原在W/O型微乳液水核中的贵金属盐,得到了单分散的Pt,Pd,Ru,Ir金属颗粒(3~nm)。从此以后,不断有文献报道用微乳液合成各种纳米粒子。本文从纳米粒子制备的角度出发,论述了微乳反应器的原理、形成与结构,并对微乳液在纳米材料制备领域中的应用状况进行了阐述。
1微乳反应器原理
在微乳体系中,用来制备纳米粒子的一般是W/O型体系,该体系一般由有机溶剂、水溶液。活性剂、助表面活性剂4个组分组成。常用的有机溶剂多为C6~C8直链烃或环烷烃;表面活性剂一般有AOT[2一乙基己基]磺基琥珀酸钠]。AOS、SDS(十二烷基硫酸钠)、SDBS(十六烷基磺酸钠)阴离子表面活性剂、CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)阳离子表面活性剂、TritonX(聚氧乙烯醚类)非离子表面活性剂等;助表面活性剂一般为中等碳链C5~C8的脂肪酸。
W/O型微乳液中的水核中可以看作微型反应器(Microreactor)或称为纳米反应器,反应器的水核半径与体系中水和表面活性剂的浓度及种类有直接关系,若令W=[H2O/[表面活性剂],则由微乳法制备的纳米粒子的尺寸将会受到W的影响。利用微胶束反应器制备纳米粒子时,粒子形成一般有三种情况(可见图1、2、3所示)。
(l)将2个分别增溶有反应物A、B的微乳液混合,此时由于胶团颗粒间的碰撞,发生了水核内物质的相互交换或物质传递,引起核内的化学反应。由于水核半径是固定的,不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换不能实现,所以水核内粒子尺寸得到了控制,例如由硝酸银和氯化钠反应制备氯化钠纳粒。
(2)一种反应物在增溶的水核内,另一种以水溶液形式(例如水含肼和硼氢化钠水溶液)与前者混合。水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内与另一反应物作用产生晶核并生长,产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。例如,铁,镍,锌纳米粒子的制备就是采用此种体系。
(3)一种反应物在增溶的水核内,另一种为气体(如O2、NH3,CO2),将气体通入液相中,充分混合使两者发生反应而制备纳米颗粒,例如,Matson等用超临界流体一反胶团方法在AOT一丙烷一H2O体系中制备用Al(OH)3胶体粒子时,采用快速注入干燥氨气方法得到球形均分散的超细Al(OH)3粒子,在实际应用当中,可根据反应特点选用相应的模式。
2微乳反应器的形成及结构
和普通乳状液相比,尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处,即有O/W型和W/O型,其中W/O型可以作为纳米粒子制备的反应器。但是微乳液是一种热力学稳定的体系,它的形成是自发的,不需要外界提供能量。正是由于微乳液的形成技术要求不高,并且液滴粒度可控,实验装置简单且操作容易,所以微乳反应器作为一种新的超细颗粒的制备方法得到更多的研究和应用。
2.1微乳液的形成机理
Schulman和Prince等提出瞬时负界面张力形成机理。该机理认为:油/水界面张力在表面活性剂存在下将大大降低,一般为l~10mN/m,但这只能形成普通乳状液。要想形成微乳液必须加入助表面活性剂,由于产生混合吸附,油/水界面张力迅速降低达10-3~10-5mN/m,甚至瞬时负界面张力Y<0。但是负界面张力是不存在的,所以体系将自发扩张界面,表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上,直至界面张力恢复为零或微小的正值,这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液。若是发生微乳液滴的聚结,那么总的界面面积将会缩小,复又产生瞬时界面张力,从而对抗微乳液滴的聚结。对于多组分来讲,体系的Gibbs公式可表示为:
--dγ=∑Гidui=∑ГiRTdlnCi
(式中γ为油/水界面张力,Гi为i组分在界面的吸附量,ui为I组分的化学位,Ci为i组分在体相中的浓度)
上式表明,如果向体系中加入一种能吸附于界面的组分(Г>0),一般中等碳链的醇具有这一性质,那么体系中液滴的表面张力进一步下降,甚至出现负界面张力现象,从而得到稳定的微乳液。不过在实际应用中,对一些双链离子型表面活性剂如AOT和非离子表面活性剂则例外,它们在无需加入助表面活性剂的情况下也能形成稳定的微乳体系,这和它们的特殊结构有关。
2.2微乳液的结构
RObbins,MitChell和Ninham从双亲物聚集体的分子的几何排列角度考虑,提出了界面膜中排列的几何排列理论模型,成功地解释了界面膜的优先弯曲和微乳液的结构问题。
目前,有关微乳体系结构和性质的研究方法获得了较大的发展,较早采用的有光散射、双折射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法等;较新的有小角中子散射和X射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、静态和动态荧光探针法、NMR、ESR(电子自旅共振)、超声吸附和电子双折射等。
3微乳反应器的应用——纳米颗粒材料的制备
3.1纳米催化材料的制备
利用W/O型微乳体系可以制备多相反应催化剂,Kishida。等报道了用该方法制备
Rh/SiO2和Rh/ZrO2载体催化剂的新方法。采用NP-5/环已烷/氯化铑微乳体系,非离子表面活性剂NP-5的浓度为0.5mol/L,氯化铑在溶液中浓度为0.37mol/L,水相体积分数为0.11。25℃时向体系中加入还原剂水含肼并加入稀氨水,然后加入正丁基醇锆的环乙烷溶液,强烈搅拌加热到40℃而生成淡黄色沉淀,离心分离和乙醇洗涤,80℃干燥并在500℃的灼烧3h,450℃下用氧气还原2h,催化剂命名为“ME”。通过性能检测,该催化剂活性远比采用浸渍法制得的高。
3.2无机化合物纳粒的制备
利用W/O型微乳体系也可以制备无机化合物,卤化银在照像底片乳胶中应用非常重要,尤其是纳米级卤化银粒子。用水一AOT一烷烃微乳体系合成了AgCl和AgBr纳米粒子,AOT浓度为0.15mol/L,第一个微乳体系中硝酸银为0.4mol/L,第二个微乳体系中NaCl或NaBr为0.4mol/L,混合两微乳液并搅拌,反应生成AgCl或AgBr纳米颗粒。
又以制备CaCO3为例,微乳体系中含Ca(OH)2,向体系中通入CO2气体,CO2溶入微乳液并扩散,胶束中发生反应生成CaCO3颗粒,产物粒径为80~100nm。
3.3聚合物纳粒的制备
利用W/O型微乳体系可以制备有机聚丙烯酸胺纳粒。在20mlAOTt——正己烷溶液中加入0.1mlN-N一亚甲基双丙烯酰胺(2mg/rnl)和丙烯酰胺(8mg/ml)的混合物,加入过硫酸铵作为引发剂,在氮气保护下聚合,所得产物单分散性较好。
3.4金属单质和合金的制备
利用W/O型微乳体系可以制备金属单质和合金,例如在AOT-H2O-n—heptane体系中,一种反相微胶束中含有0.lmol/LNiCl2,另一反相微胶束中含有0.2mol/LNaBH4,混合搅拌,产物经分离、干燥并在300℃惰性气体保护下结晶可得镍纳米颗粒。在某微乳体系中含有0.0564mol/L,FeC12和0.2mol/LNiCl2,另一体系中含有0.513mol/LNaBH4溶液,混合两微乳体系进行反应,产物经庚烷、丙酮洗涤,可以得到Fe-Ni合金微粒(r=30nm)。
3.5磁性氧化物颗粒的制备
利用W/O型微乳体系可以制备氧化物纳米粒子,例如在AOT-H2O-n-heptane体系中,一种乳液中含有0.15mol/LFeCl2和0.3mol/LFeCl3,另一体系中含有NH4OH,混合两种微乳液充分反应,产物经离心,用庚烷、丙酮洗涤并干燥,可以得到Fe3O4纳粒(r=4nm)。
3.6高温超导体的制备
利用W/O型微乳体系可以合成超导体,例如在水一CTAB一正丁醇一辛烷微乳体系中,一个含有机钇、钡和铜的硝酸盐的水溶液,三者之比为1:2:3;另一个含有草酸铵溶液作为水相,混合两微乳液,产物经分离,洗涤,干燥并在820℃灼烧2h,可以得到Y-Ba-Cu—O超导体,该超导体的Tc为93K。另外在阴离子表面活性剂IgegalCO-430微乳体系中,混合Bi、Pb、Sr、Ca和Cu的盐及草酸盐溶液,最终可以制得Bi-Pb-Sr-Ca-Cu—O超导体,经DC磁化率测定,可知超导转化温度为Tc=112K,和其它方法制备的超导体相比,它们显示了更为优越的性能。
目前对纳米颗粒材料的研究方法比较多,较直接的方法有电镜观测(SEM、TEM、STEM、STM等);间接的方法有电子、X一射线衍射法(XRD),中子衍射,光谱方法有EXAFS,NEXAFS,SEX-AFS,ESR,NMR,红外光谱,拉曼光谱,紫外一可见分光光度法(UV-VIS),荧光光谱及正电子湮没,动态激光光散射(DLS)等。
【关键词】微表处;设计使用寿命;稀浆工艺
Tiny form design the service life is shorter mechanism research
Zhong Yu-xin
(The unimpeded highway of the Pingdingshan protect engineering limited companyPingdingshanHenan467000)
【Abstract】This revealed by experiments on emulsified asphalt ductility, softening point, penetration, viscosity, and the anti-aging properties, analysis of the water on the asphalt and aggregate binding force of the impact, identify the micro-surfacing design life short reasons.
【Key words】Micro-surfacing;Design life;Slurry process
1. 前言
热拌热铺沥青路面的设计使用寿命为10~15年,而微表处的设计使用寿命为2~3年,相比要短得多。在对热拌热铺沥青路面和微表处的施工过程进行对比后发现,它们的根本区别在于施工工艺不同,进而导致使用的结合料不同。热拌热铺沥青路面使用的是热沥青,而微表处使用的是改性乳化沥青,稀浆混合料摊铺后改性乳化沥青破乳还原成沥青,准确的讲变成改性乳化沥青残留物。那么,微表处使用寿命较短的原因可能是改性乳化沥青残留物和基质沥青性质的不同所致。另外,热拌热铺沥青路面是在无水状态下施工的,而微表处是在有水状态下施工的。这也可能是影响微表处使用寿命的因素。
2. 乳化对沥青性能的影响
在生产乳化沥青时乳化剂的选择十分关键。乳化剂和基质沥青存在配伍性问题,必须通过试验合格才能使用。沥青乳液的形成是一个物理过程,乳化剂作为沥青乳化技术中的关键材料之所以能对沥青起到乳化作用是因为其分子中具有极性的亲水基和非极性的亲油基;能显著降低表面张力而使(油)液(水)液之间有较好的相溶性。很明显,乳化剂的这种作用完全是物理作用。这就是说在沥青乳化过程中不应该发生化学反应而引起沥青性质的变化。然而,在沥青被乳化的过程中,存在的突出问题是许多乳化剂对基质沥青的技术性能会造成损害。
2.1沥青乳化对延度的影响。
2.2沥青乳化对软化点的影响。
表2是我国目前经常使用的一些乳化剂对沥青软化点影响的试验结果。
从表2中可以看出,目前我国所使用的沥青乳化剂绝大多数会造成沥青的软化点升高。
2.3沥青乳化对针入度的影响。
表3是我国目前经常使用的一些乳化剂对沥青针入度影响的试验结果。
表3显示,目前我国所使用的沥青乳化剂都会造成沥青的针入度降低。
2.4沥青乳化对粘度的影响。
表4是我国目前经常使用的一些乳化剂对沥青粘度影响的试验结果。
从表4中可以看出,目前我国所使用的沥青乳化剂都会造成沥青的粘度升高。
2.5沥青乳化对粘附性的影响。
表5是我国目前经常使用的一些乳化剂对沥青粘附性影响的试验结果。
表5显示,目前我国所使用的沥青乳化剂都会造成沥青的粘附性降低。
综合表1~5可知,基质沥青乳化后乳化沥青蒸发残留物和基质沥青相比普遍存在延度减小、软化点升高、针入度降低、粘度升高、粘结性和粘附性降低的现象,这是沥青老化的表现,乳化剂对基质沥青的性能造成全面的很大的损害。
3. 改性乳化沥青的耐老化性能
为了提高乳化沥青残留物的性能,现行规范规定微表处必须使用经过改性的乳化沥青。
为了考察改性乳化沥青的耐老化性能,分别用基质沥青(130℃)及其改性乳化沥青和相同的集料拌和,待稀浆混合料水分风干后分别做沥青混合料加速老化实验。实验结果如表6所示。
由表6可以看出,虽然乳化沥青改性后延度、针入度、粘度和粘附性等级指标得到了改善,但改性乳化沥青蒸发残留物比没有改性的基质沥青的老化速度快得多,粘附性等级也低得多。
4. 稀浆工艺中水对沥青混合料性能的影响
稀浆工艺是在有水的常温状态下施工的,而热拌热铺工艺是在无水的高温状态下施工的。
水是一种极性液体,矿物中各种矿物成分虽多且很复杂,但总体上来看也都是极性的,极性吸附剂容易吸附极性吸附质,因为矿料与水的接触角比较小,导致水比沥青先吸附在矿物的表面形成水膜,影响沥青和矿物的吸附。由于矿物的成分不同、结构有异,因此水在矿物表面的铺展程度也是不同的。
水与矿物都属于无机物的范畴,因而可以用离子极化理论对水在矿料上的铺展程度作如下解释:水是极性分子,在电场作用下将会发生变形。矿料中由于晶体结构的存在,致使矿料表面具有很大的极性。再加上水分子的极性比沥青的极性大得多,因而水与矿料表面的极性差就小于沥青与矿料表面的极性差。由物理化学可知,极性差越小的两种物质,越容易发生各种物理化学作用。因此,水与矿料表面的吸附作用就比沥青与矿料表面的吸附作用要强,即水分子易于从矿料表面挤走沥青分子而与矿料表面发生吸附。
在稀浆混合料体系中水与矿料首先发生吸附,而后乳化沥青破乳逐步在裹满水膜的矿料的形成沥青膜,把水分裹在其中并且长期不能挥发。因此,由于水分的存在降低了沥青与矿料的吸附,进而降低微表处的使用寿命。
5. 结语
微表处设计使用寿命较短的原因有:
(1)基质沥青通过乳化对其性能损害很大。
(2)对乳化沥青进行改性虽然提高了改性乳化沥青蒸发残留物的某些性能指标值,但老化速度仍然比较快,其耐老化性能不如基质沥青。
(3)稀浆工艺由于水的存在,降低了沥青与矿料的粘附性,进而大幅度缩短了微表处的使用寿命。
通过对微表处设计使用寿命较短的机理研究,为改进微表处的施工工艺,延长使用寿命打下良好的基础。
参考文献
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[3]姜云焕,等.改性稀浆封层施工技术[M]河北:石油工业出版社,2001.
传统的乳化炸药是以无机含氧酸盐水溶液为分散相, 悬浮在含有分散气泡或空心玻璃微球或其它多孔性材料的似油类物质构成的连续介质中, 形成一种油包水型的特殊乳化体系,这种炸药具有如下特点:
(1)爆炸性能好。32mm小直径药卷的爆速可达 4000~ 5200m / s , 猛度可达 15~ 19mm,殉爆距离为 7.0~ 12.0cm,临界直径为 12~ 16mm,用一只 8号工业雷管就可以引爆。
(2) 抗水性能强。小直径药卷敞口浸水 96h以上, 其爆炸性能变化甚微。同时由于密度大,可沉于水下,解决了露天矿的水孔和水下爆破作业的问题。
(3)安全性能好。机械感度低、爆轰感度较高。
(4)环境污染小。乳化炸药的组分中不含有毒的 TNT等物质, 解决了生产时的环境污染和职业中毒的问题。爆破后的有毒气体生成量也比较少,这样就可以减少炮烟中毒事故。
(5)原料来源广泛,加工工艺较简单。乳化炸药的原料主要是硝酸铵、硝酸钠、水和较少量的柴油、石蜡、乳化剂和密度调整剂等。所需的生产设备简单, 操作简便。
(6)生产成本较低,爆破效果较好。
由于以上特性,乳化炸药被有人称之是继 Nobel发明 Dynam i te之后工业炸药发展史上的又一里程碑,该炸药一经问世便倍受人们的广泛关注,目前已有上百个品种在采矿、 控制爆破等行业得到应用,多数国家已采用连续化方式生产,并且开发了自动装药车使之更适合于大规模应用,现在其用量以每年 10 %以上的速度在增加, 是当今最重要的工业炸药品种。
2 国内外乳化炸药发展研究概况
2.1国外发展研究概况
2.1.1 早期的乳化炸药及其特点
乳化炸药技术由美国人H.F.B luhm于1969年在文献[2]中首此透露, 当时的乳化炸药需借助
中继药包来引爆,使用时较为不便,之后的研究主要围绕配方的敏化展开, 1972年美国 Du Pont公司利用有机胺硝酸盐来提高配方的爆轰感度, 提供了一种能在 25~ 76mm炮孔内稳定传爆的乳化炸药。1973年英国帝国化学公司利用吸留气体和锶离子催爆剂两种方法, 改善了乳化炸药的爆轰感度。1977年美国 A tlas公司提出用粒度适宜、质量良好的空心玻璃球作敏化剂使乳化炸药具有了雷管感度。1978年W ade等公布的关于油包水型乳化炸药的连续生产工艺与设备的专利和文献“Emu lsi ons - V iva La D i fference”的发表标志着乳化炸药进入大规模工业化生产和现场应用阶段,并引起了世人的广泛重视。
进入 80年代后,关于乳化炸药的密度调整技术、复合乳化剂、乳化设备与工艺、乳化炸药的现场装药车、无水乳化炸药、乳化铵油炸药等专利相继公布,使乳化炸药技术迅速发展,同时乳化炸药的基础理论研究也取得一定进展,初步认清了不同硝酸盐及其它无机盐组成的水溶液浓度与析晶关系、 不同油类组成的油相对乳化炸药稳定性的影响、 液滴直径与乳化炸药稳定性的关系等重要的理论问题,人们研制出的乳化炸药品种已超过百种,并仍有不断增多的趋势。
此阶段的乳化的特点为:
(1)剂水溶液的量占总重的 84.07 % ~ 97 % ,其中水占 4.7 % ~ 20 % ,最主要的氧化剂是硝酸铵和硝酸钠,为降低析晶温度和提高配方的能量,有些配方中加入了硝酸钙或硝酸甲胺及乙二胺二硝酸盐,还有部分配方中添加了高氯酸盐、硝酸肼或硝基甲烷;
(2)燃剂一般采用微晶蜡、矿物油、石蜡油、石蜡等,含量为 2% ~ 12.3 % ;
(3)含量为 0.885 % ~ 2.8 %, 使用最多的品种主要有山梨糖醇酐单油酸酯、单 (双)甘油酯、 山梨糖酐倍半油酸酯,此外还有四乙烯五胺的妥尔油酰胺、16~ 18个碳原子的烷胺醋酸盐、十二烷基苯磺酸钠、丙三醇单 /二油酸酯混合物、丙三醇多油酸酯、油酸乙醇胺、聚合物乳化剂卵磷酯、恶唑啉、米唑啉等。
(4)可分为气泡敏化剂和非气泡敏化剂。气泡敏化剂可用机械方式直接向乳胶基质中压入空气泡,或者加入含有空气泡的物质如玻璃微球、酚醛树脂微球、硅微球和膨胀珍珠球等;另外一类是引入化学发泡剂,如亚硝酸钠、双氧水等。应用较多的非气泡敏化剂有原子序等于或大于13的无机金属化合物,如铜、锌、铁、铬的硝酸盐、卤化物、硫酸盐等, 部分配方中使用的是铝、锰、钴、镍、铅、银和汞的化合物。非气泡敏化剂的用量一般为 2.24 % ~ 12.3%; 还有一种方法就是添加 TNT、RDX等猛炸药或高氯酸盐,前者的成本较高,后者则有安全性差的缺陷,因而应用较少。
2.1.2. 近期的乳化炸药研究进展
近期国外对乳化炸药的研究主要围绕提高产品的稳定性和研制在特殊场合适用的配方,目前
国外稳定性最好的乳化炸药贮存期可达3年;当然敏化问题也还是很受重视的,现已有能在直径小于 20mm的条件下被可靠起爆的产品。在能量上, 除日本的 K ayam i te与黄色炸药威力相近外[ 9],未见有更高能量的报导。
提高乳化炸药稳定性的方法主要采取了三条途径:
(1)中添加聚合物单体,在形成乳液后使之聚合,由于聚合作用大部分发生在液滴的内表面和临近的区域,因而在乳液中形成了较大的聚合分子结构,使乳化炸药具有较好的稳定性;
(2)续相中添加聚合物单体,在形成乳液后使之聚合,这种配方由于含有作用于分子间的聚合物,从而提高了整个体系的稳定性;
(3)方中加入聚合物型乳化剂以降低液滴的尺寸, 使乳化体系稳定。在敏化方面,近期的研究主要针对以往的气泡敏化法存在的发泡效果不佳、成本高和贮存稳定性差的缺陷。在英国专利 8802209中,采用了一种乳化发泡剂的方法,即预先将发泡剂水溶液进行乳化,然后再与乳化炸药基质混合,此时混合较为容易,并能满足要求。美国专利 4960475中,也采用了添加表面活性剂的方法,所用表面活性剂既可与化学发泡剂混合后一起使用也可单独添加,此方法大大提高了发泡速度,从而避免了使用保温发泡工序, 同时克服了发泡以后容易出现“胀冒”和“破肚”的缺陷。
制造工艺上,在经历了间断式生产阶段后, 国外很多厂家已采用连续化生产工艺,不仅提高了生产效率,而且在产品质量、 生产安全方面也有很大改观,近年来随着乳化炸药应用不断增多,美国、加拿大、瑞典等国加紧了乳化炸药现场混制设备的研究,陆续出现露天和井下使用的现场混制装药车,为扩展乳化炸药的应用范围提供了有利条件。
2.2. 国内乳化炸药发展研究概况
2.2.1. 我国乳化炸药的早期发展
我国于70年代开始乳化炸药的研究, 至今已先后研制了 EL , CLH, RJ , MRY, WR, MD, MSA,MRB等多个系列产品,有些产品的主要性能指标基本达到国外同类产品的水平,而且敏化方式、乳化技术及相应形式的产品较国外有其特色,在工程爆破中已广泛应用, 1996年的产量占工业炸药总量的 15 % ,某些产品已打入国际市场, 到 2006年, 乳化炸药的比例已经占到了 41.93 %,提高幅度非常惊人。
我国早期研制的乳化炸药的组分较复杂, 大多含 8~ 12种原料,不少配方为达到技术要求, 不惜成本地在炸药中使用各种添加剂和辅助材料,使得炸药组分不断增多,有的甚至高达15种,不仅生产工艺复杂,而且不利于安全生产。这些配方均采用复合氧化剂,乳化剂几乎均为失水山梨糖醇单油酸酯( Span- 80 , 司盘- 80)或与失水木糖醇单油酸酯(M201 , LM102)的混合乳化剂,生产工艺以间断式为主,其贮存稳定性较差。
2.2.2 我国乳化炸药的现状
随着技术进步和改革开放的社会环境改善,乳化炸药进入了一个以提高产品质量和降低成本,
改进工艺为中心的发展阶段。聚异丁烯丁二酰亚胺等非酯类乳化剂的合成和应用使我国乳化炸药技术有了较大进步,一些组分简单、抗水性好、贮存期较长、低成本的乳化炸药相继问世, 其中以M 型和 AE型为典型代表,特别是M 系列在国内外首先应用独特的聚丁烯丁二酰亚胺高分子乳化剂, 并最早在国内采用了常温发泡技术,革除了发泡保温房,有效地促进了我国乳化炸药技术和质量的提高,其中 MRB型乳化炸药中仅以硝酸铵一种物质作为氧化剂,并完全满足目前乳化炸药的多数指标,是近期市场欢迎的品种。
经过 20余年的发展,生产工艺成熟,机械化、连续化、自动化水平日趋完善,其产品质量稳定,安全性能有保障,与此同时,我国还发展了兼备乳化炸药和铵油炸药优点的重铵油炸药(乳化铵油炸药)。
为了克服乳化炸药药体较软和做功能力较低的不足, 粉状乳化炸药有了迅速的发展。粉状乳化炸药突破了传统的乳化炸药的药体概念,其最终产品的外观不再是乳胶体,而是以极薄油膜包覆的硝酸铵等无机氧化剂盐结晶粉末。由于它保持了炸药体系中氧化剂与燃烧剂接触紧密充分的特点,且是粉末状态,无须有意识地引入敏化气泡,就具有较高的爆轰感度和良好的爆炸性能。主要工艺过程是将通过乳化制备好的乳胶,送入喷嘴雾化成细小胶粒, 经冷却后形成粉状或颗粒状的乳化炸药,因而是兼具乳化炸药和粉状优点的新型无梯工业炸药,其组分中的氧化剂以准分子水平结合在一起,产品含水量一般小于3%, 具有良好的爆炸性能和安全性能, 还克服了乳化炸药外观状态较软不利于装药的不足。国内已投产和正在建设的生产线达70余条, 生产工艺先进, 是中国爆破行业重点推广的品种。
现在,乳化炸药在我国工程爆破行业已经全面应用,为了适应不同的爆破作业条件, 近年来出现了不少新系列、新品种, 如适应坚硬矿岩爆破的高威力乳化炸药、适合于光面爆破和预裂爆破的低爆速乳化炸药、耐高温和耐低温(耐冻)乳化炸药,以及防自燃自爆的硫化矿用乳化炸药和适合于现场混制、通过装药车泵送的乳化炸药。而现场混装车也随着与之适应的炸药不断推陈出新而更大程度的推广应用,这又为乳化炸药的进一步推广起到了推波助澜的作用。
4 结论与建议
通过以上对国内外乳化炸药发展概况的分析, 及近期在乳化基质稳定性提高和敏化方法取得的进展的介绍,可以看出提高乳化炸药的稳定性、起爆可靠性、提高现场混合装药技术和简化配方是今后的发展方向。
对于乳化炸药的稳定性,有以下几点建议:
(1)选择适当的乳化剂 如高分子乳化剂 、 油相材料和适当的添加剂、 控制外相粘度、 降低氧化剂水溶液的析晶点,以提高乳化基质的稳定性;联合使用多种敏化方法,避免由于敏化而带来的不稳定。
关键词:乳化炸药 敏化剂 水下爆炸能量
中图分类号:TD235 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(b)-0109-02
在我国现有的工业炸药品种中,乳化炸药作为一种油包水型抗水工业炸药,因其具有优良的爆炸、安全、环保性能,在工爆破中得到了广泛的应用。敏化剂作为乳化炸药的重要组成部分对乳化炸药水下爆炸能量产生重要的影响,而乳化炸药的爆炸能量直接影响着水下爆破施工的效果。所以研究不同敏化剂对乳化炸药性能的影响具有重要的实际意义。
对于乳化炸药的水下爆炸性能测试方面,徐更光等人对炸药水下爆炸冲击波的传播进行了近似计算[1];李澎研究了非理想炸药水下爆炸能量的输出结构[2];俞统昌,王晓峰等人研究了炸药水下爆炸冲击波的性能[3]。本文对不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量进行实验测试,得到了水下冲击波能和气泡能等重要的实验参数,对乳化炸药的配方设计、性能预测以及工业生产都具有重要的理论和实践意义。
1 实验部分
1.1 实验测试
乳化炸药水下爆炸测试系统由爆炸水池、药包和测量系统组成[4],实验系统示意图如图1所示。实验时,通过横梁上的行车,将药包放入水池中心水深2/3处,因为此位置来自水面和水池底部的反射波可以相互抵消[5],可以满足冲击波能和气泡能的测试要求[6-7]。药包是由10 g乳化炸药,测试系统由压电式压力传感器传感器、信号传输电缆、电荷放大器、数据存储示波器等组成。实验时,首先将实验仪器安装调试好, 然后将药包固定在铁架子上,通过横梁上的行车把药包送到水中的预定位置,传感器距离药包中心0.5 m,然后使数据采集系统处于等待采集状态后,引爆炸药(图1)。
1.2 实验测试结果
本实验所用的乳化见表1。
敏化剂分为物理敏化剂和化学敏化剂,物理敏化剂为玻璃微球、膨胀珍珠岩,化学敏化剂为亚硝酸钠。为了方便,将用膨胀珍珠岩、玻璃微球和亚硝酸钠敏化的乳化炸药分别记为1#炸药、2#炸药和3#炸药。其水下爆炸能量测试结果见表2。
2 结果分析
根据表2中的计算结果,并结合比冲击波能Es、比气泡能Eb和水下爆炸能Et计算公式[8],对采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸参数进行计算结果见表3,能量的分布图见图2。
d (1)
式中,ρW―水的密度;W―药包重量(kg);
R―传感器至药包中心的距离(m);Pm―冲击波峰值压力(Mpa)。
(2)
其中,是由给定水池、装药量和位置确定的常数;为修正后的气泡脉动周期。
(3)
式中:k?―药型系数,对于球形药包k?=1;μ―冲击波损失系数(μ・Es是单位质量炸药原本传到水中的冲击波能)
结合表3和图3可知,在相同的条件下,玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最大,亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量次之,珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最低。对于物理敏化方式而言,因为膨胀珍珠岩的颗粒尺寸大于玻璃微球,因此对于相同含量的添加量而言,单位体积炸药中膨胀珍珠岩敏化的有效气泡量相对较少,相应地,其热点的数目也较少,另一方面,由于膨胀珍珠岩粒径比玻璃微球的大,在相同的条件下,膨胀珍珠岩的温升也相对低些。因此,膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量低于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。就化学敏化而言,因亚硝酸钠需用的量很少,而且化学发泡的影响因素较多,针对本试验结果来说,亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量稍微低于玻璃微球敏化,但高于珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量。
3 结语
该文在试验研究和理论分析的基础上, 研究探讨了不同敏化剂对乳化炸药水下爆炸能量的影响,得出以下结论:在炸药配比相同的条件下,采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量不同,其中使用玻璃微球敏化的乳化炸药水下爆炸能量最高,亚硝酸钠敏化的乳化炸药水下爆炸能量次之,膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药水下爆炸能量最低。
参考文献
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【关键词】铣刨回收沥青混合料;再生;MS-3型微表处
【Abstract】This paper describes the use of recycled milled asphalt recycling to do the role and necessity of MS-3 micro-surfacing, it introduced a complex milling recycling asphalt recycling MS-3 micro-surfacing Mixture ratio design method further illustrates the milling recycling asphalt recycling construction method MS-3 micro-surfacing and milling recycled asphalt recycling beneficial effects of MS-3 type of micro-surfacing.
【Key words】Milling asphalt recycling;Regeneration;MS-3 micro-surfacing
1. 前言
(1)乳化沥青稀浆混合料是由乳化沥青(包括改性乳化沥青)、粗细集料、填料、水和添加剂(视需要而定)按一定比例拌和所形成的浆状混合物。它是修筑微表处或者稀浆封层的混合料,当采用改性乳化沥青时用于修筑微表处,当采用乳化沥青时用于修筑稀浆封层。
(2)由于微表处和稀浆封层具有经济、高效、抗滑性能强、常温施工等优点,MS-3型微表处和稀浆封层已经被大量的应用于道路施工和养护。
(3)与此同时,我国已建成的高速公路、干线公路和城市道路绝大部分是沥青路面,由于车辆严重超载超限、大交通量、渠化行车以及高温天气等因素的影响,导致沥青路面大量出现车辙、拥包、波浪等早期病害,这些沥青路面往往做铣刨维修处理。当沥青路面出现早期病害时使用的时间并不长,被铣刨回收的沥青混合料中的沥青并没有老化,况且许多铣刨回收沥青混合料中的沥青还是改性沥青,其性能优良。
(4)目前,对铣刨回收沥青混合料的处理有废弃的,有利用的。利用者绝大多数用于填筑路基或修筑基层,少量用于下面层,鲜有用于上面层的。因此,没有充分发挥铣刨回收沥青混合料的优良性能,有钢没有用到刀刃上。
2. MS-3型铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料
(1)MS-3型铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料包括铣刨回收沥青混合料(指筛除粒径大于9.5mm剩下的沥青混合料)、新集料(4.75mm-9.5mm碎石、2.36mm-4.75mm碎石即米石、石屑、矿粉中的一种或者多种)、乳化沥青(包括改性乳化沥青)、水和添加剂(视需要而定),其中铣刨回收沥青混合料中集料可以达到不少于总集料(铣刨回收沥青混合料中集料质量与新集料质量的和)的70%(当然也可以少于70%,但原则是尽量多地使用铣刨回收沥青混合料,一般把铣刨回收沥青混合料中集料不少于总集料的30%的乳化沥青稀浆混合料称为铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料),总油石比(铣刨回收沥青混合料中的沥青质量和乳化沥青蒸发残留物质量的和与总集料质量的比)为7%~9%,总水集比(总用水量与总集料质量的比,总用水量是外加水质量与乳化沥青中所含水质量的和)为4%~10%。
(2)集料的表观级配(铣刨回收沥青混合料与新集料混合后筛分所得级配)和实际级配(铣刨回收沥青混合料洗掉沥青后的集料与新集料混合后筛分所得级配)均为:集料粒径不大于9.5mm的集料占集料总质量的100%;集料粒径不大于4.75mm的集料占集料总质量的70%~90%;集料粒径不大于2.36mm的集料占集料总质量的45%~70%;集料粒径不大于1.18mm的集料占集料总质量的28%~50%;集料粒径不大于0.6mm的集料占集料总质量的19%~34%;集料粒径不大于0.3mm的集料占集料总质量的12%~25%;集料粒径不大于0.15mm的集料占集料总质量的7%~18%;集料粒径不大于0.075mm的集料占集料总质量的5%~15%。
3. 铣刨回收沥青混合料再生MS-3型乳化沥青稀浆混合料的配合比设计
MS-3型铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料的配合比设计,具体步骤为:
3.1MS-3型铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料集料配合比。
(1)集料的表观级配和实际级配均为:集料粒径不大于9.5mm的集料占集料总质量的100%;集料粒径不大于4.75mm的集料占集料总质量的70%-90%;集料粒径不大于2.36mm的集料占集料总质量的45%-70%;集料粒径不大于1.18mm的集料占集料总质量的28%-50%;集料粒径不大于0.6mm的集料占集料总质量的19%~34%;集料粒径不大于0.3mm的集料占集料总质量的12%~25%;集料粒径不大于0.15mm的集料占集料总质量的7%~18%;集料粒径不大于0.075mm的集料占集料总质量的5%~15%。
(2)根据集料的表观级配和实际级配确定各种材料配合比,即铣刨回收沥青混合料∶4.75mm~9.5mm碎石∶米石∶石屑∶矿粉的比值。
(3)表观级配是铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料施工性能(特别是和易性)的保证;实际级配是铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料所做微表处或者稀浆封层使用性能的保证。
3.2油石比。
(1)总油石比的范围为:7%~9%。实施时,总油石比的可选范围是根据(T0752-2011)《稀浆混合料湿轮磨耗试验》和(T0755-2011)《稀浆混合料负荷轮粘砂试验》确定的,由(T0752-2011)《稀浆混合料湿轮磨耗试验》确定最小值,由(T0755-2011)《稀浆混合料负荷轮粘砂试验》确定最大值,然后再结合经验确定一个总油石比值。
(2)总油石比确定后可以计算出新加油石比(乳化沥青蒸发残留物质量与总集料质量的比),然后根据新加油石比和乳化沥青中蒸发残留物的含量计算出乳化沥青的用量。
3.3外加用水量。总水集比的范围为:4%~10%。实施时,外加用水量是根据(T0751-1993)《乳化沥青稀浆封层混合料稠度试验》确定的。要求稀浆混合料的稠度控制在2cm~3cm之间,确定外加用水量。
3.4可拌和时间。
(1)根据(T0757-2011)《稀浆混合料拌和试验》检验稀浆混合料的可拌和时间。优选地,可拌和时间不小于120s。如果可拌和时间不能满足要求,可使用添加剂进行调整,并通过试验确定添加剂的用量。添加剂并不是必须使用的,当可拌和时间不能满足要求时才使用。
(2)由上所述,可以确定铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料的配合比,即:集料(包括铣刨回收沥青混合料中的沥青)∶乳化沥青∶外加水∶添加剂(视需要而定)的比值,它是调整稀浆封层机各种材料控制系统的依据。
3.5确定开放交通时间。根据(T0754-2011)《稀浆混合料黏聚力试验》测量铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料试件黏聚力达到2.0N・m的时间。施工时,此时间作为确定开放交通时间的参考。
4. 铣刨回收沥青混合料再生MS-3型微表处施工方法
(1)集料干燥,集料的设计配合比就是施工配合比。按施工配合比,即铣刨回收沥青混合料∶4.75mm~9.5mm碎石∶米石∶石屑∶矿粉的比例,把各种集料混合;
(2)施工前,铣刨回收沥青混合料应过9.5mm的筛,筛除粒径大于9.5mm的部分;铣刨机的行进速度越慢,铣刨下来的沥青混合料越细,利用率越高,一般能达到70%以上;铣刨回收沥青混合料不宜长时间存放,防止结块;
(3)把配合好的集料、乳化沥青、水和添加剂(视需要而定)都装进稀浆封层机,依据铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料的施工配合比,即集料(包括铣刨回收沥青混合料中的沥青)∶乳化沥青∶外加水∶添加剂(视需要而定)的比例,对稀浆封层机进行标定,分别确定集料、乳化沥青、外加水和添加剂的控制参数;
(4)把已经装料和标定的稀浆封层机开到施工现场进行摊铺;实际上MS-3型铣刨回收沥青混合料再生乳化沥青稀浆混合料就是在施工现场搅拌的,搅拌均匀后随即就摊铺在原路面上,也就是边搅拌边摊铺,搅拌和摊铺几乎是同时进行的;
(5)修补摊铺不平处和接缝处;进行养生,使黏聚力达到不小于2.0N・m便做成微表处,可以开放交通。
5. 结语
铣刨回收沥青混合料再生做MS-3型微表处的有益效果为:
(1)充分发挥铣刨回收沥青混合料的优良性能,有钢用到刀刃上;
(2)铣刨回收沥青混合料使用量较大,环境保护效益明显;
(3)能够大幅度降低微表处或者稀浆封层的成本;
(4)铣刨回收沥青混合料再生微表处或者稀浆封层与完全用新料所做的微表处或者稀浆封层相比使用寿命一般延长一倍,能够大幅度减少投资;
(5)用途广泛,可用于新建路面的磨耗层、抗滑层、防水层等,也可用于已建路面的养护罩面,还可用于修补车辙、桥面铺装等。
参考文献
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关键词 微表处技术;高速公路;施工工艺;聚合物改性乳化沥青;预防性养护
中图分类号U418 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)44-0163-02
若想得到质量高、路况优、寿命长的道路,公路的工程设计、施工管理固然重要,而后期的养护也是必不可少的。好的养护,能够有效保证公路的使用寿命。近年来,为保证公路能够始终具有良好的运营条件,我们一直致力于公路养护维修技术及提高养护维修水平的研究,然而,随着新材料、新技术、新工艺在道路建设中的不断应用,传统的养护维修技术已无法满足高速公路养护的要求。具有少材料、快速度,能够较好地改善路面使用性能,延长道路使用寿命的微表处技术,凭借其独有的特点满足了我国高速公路预防性养护的要求,致使越来越受到人们的重视,得到广泛的应用。
1 微表处技术的特点
微表处是一种完善的道路养护方法,国际稀浆封层协会对微表处是如此定义的,即一种由聚合物改性乳化沥青、填料、集料、水和外加剂按合理配比拌和并经过专门施工设备摊铺到原路面上,满足迅速开放交通要求的薄层结构。作为一种高科技路面养护新工艺的微表处技术,可以更新并保护路面,可以作为用于水泥和沥青路面的表面处理技术。
1)施工方便。此技术可以在常温下施工,也可以夜间作业,且成型快,能够快速完工,进而可以快速恢复出现病害大交通量路面的服务功能,对环境及交通的污染小、影响小;
2)适用宽泛。微表处的集料粒径较细,可做成很薄的层面,因此,适用于市政道路和桥面的使用;同时,又因为其采用质量较高的骨料而比普通稀浆封层具有更强的粘合力,因此,适用于繁忙交通公路和重载交通路面;
3)延长寿命。首先,可以改善路面外观和平整度,即可以填补修复轻度车辙及其他轻微病害,改善路面裂缝的状况;其次,使路面具有良好的抗滑性能,即可以提高路面宏观构造深度和摩擦系数;第三,可以有效防止路表水下渗,即其具有严格的级配,混合料在路面铺筑成型后能与路面牢固地粘附在一起,形成可以防止雨水和雪水渗入的密实面层、基层,又不会影响道路的排水系统。
公路养护的基本原则是“预防为主、防治结合”。从微表处技术的概念及特点中,我们可以看出,微表处技术正好满足了我国高速公路预防性养护的要求,此技术的应用与推广无疑是改变目前我国公路养护技术欠缺、养护方法不当、养护效果不佳的这一现状的有效方法之一。
2 微表处的配合比设计
2.1 原料选择
2.1.1 改性乳化沥青
此原料是微表处的粘结材料,其质量的好坏对封层质量的影响最直接、最明显,为了达到尽快开放交通的要求,乳化剂必须是慢裂快凝型的阳离子乳化剂,且不能对沥青性能造成影响。
2.1.2 填料
为调整稀浆混合料的可拌和时间、成浆状态和成型恢复等,微表处中可以掺加水泥、矿粉、石灰等填料,填料应疏松、干燥、无结团,同时,要把矿料中的超大粒径筛出去。
2.1.3 添加剂
为在一定程度上改变混合料的使用性能,为调节稀浆混合料可拌和时间、破乳速度、开放交通时间等施工性能,微表处中可以掺加符合乳化沥青、骨料等原材料要求且经实验验证的添加剂。
2.1.4 水
微表处掺加的水即为不含有害的可溶性盐类及能起化学反应的物质和其他污染物的可饮用水,添加前需由业主认可,必要时承包商须按业主要求及时提供水质检测报告书。
每种原料在选择进场之后,均要取样对其进行各个项目技术指标的检测,各个项目技术指标都应符合相关技术规范要求。
2.2 配合比设计
微表处的级配组成必须符合一定的级配标准,一般采用美国、加拿大等国常用的ISSA的II、III型级配。微表处配合比的设计需根据选择的级配类型,确定矿料的级配范围,计算各种集料的配合比例,使合成级配在要求的级配范围内。在进行配合比设计时,应完成拌和试验、稠度试验、粘聚力试验、湿轮磨耗试验、负荷车轮试验。可拌和时间的长短要与施工中选择的沥青、乳化剂性能、乳化剂用量、乳化效果集料性能、温度等来确定,而添加材料的添加比例则需根据要求的拌和时间来确定。
3 微表处的施工工艺
3.1 施工准备
首先,应对原路面的厚度、平整度、密实度等分项工程进行验收;其次,要对路面进行高压风吹、清扫、冲洗,待路面完全干透方可铺筑;第三,要标定摊铺车,即对每台摊铺车标定其乳化沥青、骨料、填料、添加剂及水的精确流量;第四,为保证微表处铺筑的准确、优质,需进行实验路面的铺筑。
3.2 施工过程
首先,根据路幅全宽,从路缘开始放样划线,一般第一车均从摊铺方向的左边开始(驾驶员视线清楚)划出走向控制线,同时,须尽量把纵缝留在标线位置。其次,将符合要求的乳化沥青、碎石集料、填料、外加剂、水分别装入封层机的相应料箱,在防止碎石集料与行驶中撒漏的同时,保证碎石料的湿度、级配均匀一致。第三,摊铺时要控制稀浆封层铺筑机匀速前进,确保铺筑厚度均匀,起点、终点及纵向接缝在摊铺后应立即进行人工整平。摊铺到路面上的混合料若有缺陷应及时人工找补,清除各种原因造成的划痕。第四,施工结束后,必须将场地清理干净,待乳液破乳、水分蒸发、干燥成型后方可开放交通自然碾压。
4 微表处技术的应用需注意的问题
1)在国外,微表处技术已广泛应用于高速公路的养护中,但同时其也被证明此技术属于高性能价格比的养护措施,再加上各种因素的影响,致使此技术在我国的应用尚属于起步阶段,其无论是理论还是技术,都不是较完善。同时,我国的地域辽阔,平原、丘陵、山地等地质条件各异,致使公路路面气候、结构、交通等也存在差异,为此,使用此技术过程中应因地制宜,具体情况具体分析,并严格按照相关设计、施工规程进行;
2)从国际上一些国家的实际高速公路微表处养护工程来看,此技术的应用所产生的效果受原路面状况影响较大,由于微表处结构层厚度比较薄,在路面结构体系中,其不具备承重性的结构作用,只能作为外表磨耗层或维护层,因此,对于路面出现严重的鼓包、坑槽等病害及路面结构性的破坏,需进行有效的预处置后再加铺封层。
5 结论
微表处技术固然有着增加路面色彩对比度、降低路面的透水性、提高路面防滑能力、改善路面使用性能、提高路面使用寿命等功效,可以恢复和改善原路面的老化、磨损、坑槽、等病害,但由于其属于一种技术含量较高的施工工艺,对其把握需要专业的、资质高的施工队伍来完成。要想实现预期的质量目标,在应用此技术的过程中,不仅要有熟练的技术人员、良好的机械设备,同时更重要的是整个施工过程中的质量控制。相信,随着此技术的不断发展与完善,其应用前景会愈发广阔。
参考文献
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中国医科大学附属盛京医院辽东湾分院眼科,辽宁盘锦 124221
[摘要] 目的 比较微切口和常规切口超声乳化分别联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼的临床疗效差异。 方法 选取该院2012年1月—2014年7月收治的82例(87眼)白内障合并青光眼患者,按照随机数字表法均分为对照组(41例,43眼)和观察组(41例,44眼),对照组采用常规切口超声乳化联合小梁切除术治疗,观察组采用微切口超声乳化联合小梁切除术治疗,均随访3个月,比较两组手术前后裸眼视力、散光、眼压的变化和并发症发生率的差异。 结果 两组患者术后裸眼视力、眼压均明显改善,与术前比较差异有统计学意义(P<0.05);术后3个月,观察组裸眼视力显著优于对照组(P<0.05);两组患者散光程度和眼压比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组并发症发生率显著低于对照组(P<0.05)。结论 微切口超声乳化联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼疗效确切,视力改善明显,并发症少。
关键词 微切口超声乳化;小梁切除术;白内障;青光眼
[中图分类号] R [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742(2015)02(c)-0003-02
青光眼合并白内障是眼科的常见病和多发病,发病率逐年增高,随着眼科显微技术的不断发展,白内障超声乳化联合青光眼小梁切除手术在临床应用广泛,效果显著[1]。传统多采用3 mm常规切口超声乳化,治疗白内障效果较好,但长期随访发现存在创伤大、恢复较慢以及纤维组织增生等问题[2]。该研究以该院2012年1月—2014年7月期间收治的82例(87眼)白内障合并青光眼患者为研究对象,旨在比较微切口和常规切口超声乳化分别联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼的临床疗效差异,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取该院收治的82例(87眼)白内障合并青光眼患者,均符合中华医学会眼科学会相关诊断标准[3],排除角膜疾病、眼外伤、开角型青光眼、严重的肝肾功能障碍等,将患者按照随机数字表法均分为对照组(41例,43眼)和观察组(41例,44眼)。对照组患者男19例20眼,女22例23眼,年龄42~77岁,平均(60.32±7.24)岁;眼压平均(27.26±5.58)mmHg;晶状体核硬度:Ⅲ度28眼,Ⅳ度15眼。观察组男18例20眼,女23例24眼,年龄42~80岁,平均(60.34±7.92)岁;眼压平均(27.30±5.62)mmHg;晶状体核硬度:Ⅲ度27眼,Ⅳ度17眼。两组患者在性别、年龄、眼压和晶状体核硬度等方面差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2 方法
两组患者术前1 h给予复方托吡卡胺滴眼液散大瞳孔,行表面、球后球周麻醉,在角膜缘12点方位做主切口,3点位做角膜辅助切口,前房内注入粘弹剂,对照组使用3 mm穿刺刀自角膜缘垂直穿刺,进入前房,做连续环行撕囊,观察组使用1.8 mm穿刺刀垂直穿刺,进入前房,用微型撕囊镊撕囊,并分离晶状体,两组均使用超声乳化并吸出晶状体核,注入粘弹剂,植入相应人工晶状体,前房注入卡米可林溶液做缩瞳处理至3 mm,于角膜穿刺口内注入BSS溶液,确认无渗漏后,剪除已划切的1.5 mm×2.0 mm大小的小梁组织,做虹膜根部切除,缝合巩膜瓣,结膜下注射2~3 mg地塞米松,包盖术眼。
1.3 观察指标
比较两组手术前后裸眼视力、散光、眼压的变化和并发症发生率的差异。
1.4 统计方法
采用spss13.0统计学软件对数据进行统计分析,计量资料用均值±标准差(x±s)表示,行t检验,计数资料用率表示,行χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组手术前后裸眼视力、散光、眼压比较
两组术后裸眼视力、眼压均较术前明显改善(P<0.05),观察组裸眼视力显著优于对照组(P<0.05),两组患者散光程度和眼压比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。
2.2 两组患者并发症发生率比较
观察组并发症发生率为6.8%,显著低于对照组的16.3%(P<0.05),见表2。
3 讨论
白内障是指老化、遗传、局部营养障碍、免疫与代谢异常、外伤、中毒及辐射等各种原因引起的晶状体代谢紊乱,蛋白质变性而发生的混浊[4]。青光眼是由于眼压升高引起的视损害、视野缺损的一种眼病,占致盲病因的第二位[5]。使用超声乳化联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼在临床应用广泛,有效避免了分次手术造成的眼部损伤,患者痛苦小,术后并发症少[6]。叶宏权[7]等研究结果表明,缩小手术切口,对于减少术性角膜散光、获得最佳视功能恢复至关重要。常规小切口超声乳化术手术切口为3.0 mm,术后早期视功能恢复慢,远期滤过泡失败率高,对临床疗效造成严重影响[8]。手术中尽可能保护角膜内皮细胞,对于维持术后角膜内皮透明,促进早期视功能恢复具有重要的意义。采用微切口超声乳化联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼可有效地减少SIA,控制眼压,减少并发症发生率,有利于视功能的早期恢复[9]。为此,该研究通过选取该院2012年1月—2014年7月采用微切口和常规切口超声乳化分别联合小梁切除术两种方案治疗的共计82例(87眼)白内障合并青光眼患者,并将两种方案的手术前后裸眼视力、散光、眼压的变化和并发症发生率等进行重点比较,结果表明:两组患者术后裸眼视力、眼压均较术前明显改善(P<0.05),散光程度基本恢复到术前水平,观察组裸眼视力显著优于对照组(P<0.05),在术后并发症方面,观察组出现角膜水肿、Ⅰ度浅前房、前房纤维素渗出、后发性白内障等并发症发生率为6.8%,显著低于对照组的16.3%(P<0.05),同李奇根[10]等研究结果一致,说明微切口超声乳化联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼效果确切,眼压、视力均恢复良好,并发症少,优于常规切口治疗。
综上所述,微切口超声乳化联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼安全有效,角膜损伤小,散光程度低,可有效改善术后视力,减少并发症发生率,值得临床广泛推广使用。
参考文献
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[8] 孟杨,陈经伟,汤诚,等.超声乳化白内障吸除、人工晶状体植入联合小梁切除术治疗白内障合并青光眼效果观察[J].山东医药,2011,51(46):98-99.
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关键词:工程机械;路面受损;修复;养护方法
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.076
1 前言
随着社会的不断发展,路面的承载量逐渐转向重型化。日益增长的交通量和不断增加的超载现象,使路面的承载能力受到了严重的挑战和严重的损坏。越来越多的路面出现各种损坏情况,导致公路的修复和养护工作难度增加。加强道路路面的损坏修复,增加公路的使用寿命,是公路维护部门工作的重要工作。
2 公路养护手段
2.1 微表处技术
微表处技术是使用专用设备将集料、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)、水、聚合物改性乳化沥青、添加剂等按照设计配合比在常温下经反复搅拌后在原路面上均匀洒布的封层技术。改性稀浆混合料是由有机材料沥青和水硬性材料水泥混合形成的复合有机水硬性新材料。就目前来说,微表处是国内比较成熟的路面养护方法。微表处主要对已经损坏的路面有较好的养护效果。除此之外,这种方法对于标高微调和微车辙填充也有较好的效果。
2.2 微表处的技术特点
(1)微表处技术罩面比热沥青混凝土罩面技术具有更好的封水效果,有效防止路表水下渗现象,从而更好地保护路面结构并延长路面的使用周期。(2)微表处罩面技术能通过提高路面宏观构造深度,来改善原路面因老化、磨损、光滑等危害而引起的抗滑能力不足问题。(3)微表处技术采用的聚合物改性乳化沥青,增强了胶结料与集料间的粘接力、附着力。同时硬质集料提高了路表的抗磨损和高耗能性。
(4)微表处技术使用改性乳化沥青,可延长施工时间,加快施工速度快,并且成型速度快,大大缩短了开放交通时间。(5)微表处技术在常温下施工,降低了能耗,并且不释放有毒气体,真正实现了节能减排。微表处罩面技术的使寿命延长3~5年。
2.3 雾封层技术
雾封层技术是采用专用设备将(改性)乳化沥青、道路处治剂等乳剂型或油剂型雾封层材料直接喷洒在道路表面的一种预防性养护技术。雾封层技术可以填封道路表面微小裂缝和表面的空隙,起到防水和抑制松散的作用,并且可以减慢路面材料老化速度。延缓由于水浸、雨水冲刷、冰冻融雪恶劣外部环境等造成的剥落、唧浆、坑槽等病害,从而达到保护路面结构,延长路面使用周期的目的,是一种较为有效和经济的预防性养护措施。
按所采用的材料可分为乳剂型雾封层和油剂型雾封层两类。除防水、封水作用外,油剂型雾封层可以补充道路表面轻质油分,起到部分还原再生的作用。
2.4 雾封层的技术特点
(1)抗滑型雾封层技术可增大路面摩擦系数,解决原路面因使用传统雾封层施工后路面摩擦系数降低、磨损、老化等病害引起的抗滑能力不足问题。
(2)雾封层技术能较好的渗透到路面孔隙和微小裂缝中,并填封原路面的孔隙,有效防止水的下渗而造成道路的损坏。
(3)雾封层技术可以减慢路面粘结材料老化,使路表沥青材料的性能得到一定程度的恢复。
(4)雾封层技术可以补偿原路面的沥青损失,并能够保持和加强沥青路面骨料间的结合力。
(5)雾封层技术可以改善和恢复路面色泽。
(6)雾封层技术的施工机具简单、施工速度快。
2.5 超薄磨耗层摊铺技术
超薄磨耗层摊铺技术方法主要是对交通负载大、路面要求性能要求高的路面解决方案,它既可以应用在高等级沥青路面或水泥混凝土路面的养护,又可以作为新建道路表面的磨耗层。
这种施工工艺是将 15~25 mm 厚的断级配改性热沥青混合料,摊铺在一层聚合物改性乳化沥青粘层膜上。然后使用专用的喷洒型摊铺设备进行施工。即乳化沥青喷洒与热沥青混合料摊铺同步进行,经压路机压实以后路面一次成型。由于热混合料引起乳化沥青水分蒸发,促使其快速破乳,从而使新旧沥青层之间快速形成一层粘结性强度高的油膜。
2.6 超薄磨耗层摊铺技术的特点
超薄磨耗层摊铺技术的施工流程更加简单,并且摊铺速度更快,速度通常为15~25m/min,比普通摊铺机的效率提高了5~8倍。施工期时间更短,摊铺碾压结束30分钟后即可恢复交通,从而达到了快速高效的养护的目的。
3 结束语
随着城市化进程的加快,人们对道路质量的要求逐渐增加。通过对各种道路修复养护方法的研究,进一步提高和巩固城市、乡村道路的质量,增强修复路面的耐压性、平整性和持久性,使之充分的发挥优越的道路交通职能。同时,加强路面的养护,还能有效地减少公路修复的成本,延长道路的使用寿命。
参考文献:
[1]高镇都,凌建明,赵鸿铎,朱建东,陈小琪.公路沥青混凝土路面预防性养护对策研究[J].公路交通科技,2006(07).