《新型建筑材料实验技术实训》 课程实验教学大纲 一、课程基本信息 课程类型 ☑独立设置的实验课 口课内实验 7262511 学分2 总学32 实验学时 32 课程编码 时 课程名称 新型建筑材料实验技术实训 课程英文名称 The Training of New Building Material Experimental Technique 适用专业 土木工程、智能建造 先修课程 (7237111)土木工程材料1、(7333401)智能建筑材料 开课部门 土木工程学院 二、课程性质与目标 本课程是为土木工程专业、智能建造专业本科生开设的专业选修课程，属 于独立实践类选修课程。课程内容属新型建筑材料范畴，其知识是两个专业 学生今后从事工作的基础。 课程目标1：培养学生对新型建材特性的认知能力和对材料的选择能力。 了解新型建材实验的组成材料及对相关材料的要求。 课程目标2：培养学生实验研究方案的设计能力。使学会自己设计实验研 究方案，熟悉设计方法和步骤。 课程目标3：培养学生对新型建材性能与结构关系的理解能力，和数据处 理、分析能力。通过实验探索新型建材的组成、结构与性能的相互影响关系， 学会优化选择材料和对材料性能改进方法。 课程目标4：培养学生实验技术的技能和仪器操控能力。学会材料研究工 艺技术参数的确定方法和材料实验仪器的使用方法，为以后从事建筑施工和 建筑材料研究打下良好的基础。 课程思政目标：培养学生具有民族自豪感和爱国情怀，使学生具有创新意 识和探索精神，具有专业学术志向、工匠精神、环保意识等
1 《新型建筑材料实验技术实训》 课程实验教学大纲 一、 课程基本信息 课程类型 □√独立设置的实验课 □课内实验 课程编码 7262511 学分 2 总 学 时 32 实验学时 32 课程名称 新型建筑材料实验技术实训 课程英文名称 The Training of New Building Material Experimental Technique 适用专业 土木工程、智能建造 先修课程 (7237111)土木工程材料Ⅰ、（7333401）智能建筑材料 开课部门 土木工程学院 二、 课程性质与目标 本课程是为土木工程专业、智能建造专业本科生开设的专业选修课程，属 于独立实践类选修课程。课程内容属新型建筑材料范畴，其知识是两个专业 学生今后从事工作的基础。 课程目标 1：培养学生对新型建材特性的认知能力和对材料的选择能力。 了解新型建材实验的组成材料及对相关材料的要求。 课程目标 2：培养学生实验研究方案的设计能力。使学会自己设计实验研 究方案，熟悉设计方法和步骤。 课程目标 3：培养学生对新型建材性能与结构关系的理解能力，和数据处 理、分析能力。通过实验探索新型建材的组成、结构与性能的相互影响关系， 学会优化选择材料和对材料性能改进方法。 课程目标 4：培养学生实验技术的技能和仪器操控能力。学会材料研究工 艺技术参数的确定方法和材料实验仪器的使用方法，为以后从事建筑施工和 建筑材料研究打下良好的基础。 课程思政目标：培养学生具有民族自豪感和爱国情怀，使学生具有创新意 识和探索精神，具有专业学术志向、工匠精神、环保意识等
三、 实验的性质与任务 本课程是土木工程专业和智能建造专业独立设置的实验课，是研究型实 验课程。本课程的教学任务是进一步提高学生新型建筑材料的实验能力，学 会自己设计实验方案，掌握新型建筑材料的性能特点，学习对材料性能的改 进方法。掌握矿物外加剂和化学外加剂的品种、性能及掺量对新型建筑材料 性能的影响。学会优化选择材料，学会材料实验仪器的使用方法，为从事建 筑施工和新型建筑材料研究打下良好的基础。 四、 实验教学内容与学时分配 序号 实验名称 学时 实验类型 1 实验一石膏胶凝材料改性研究 研究型 2 实验二 矿物掺合料活性激发研究 8 研究型 实验三胶凝材料与高效减水剂的相 8 研究型 容性研究 实验四高性能混凝土和易性研究 8 研究型 五、 实验安排与要求 本课程共计32学时，在4周内完成，具体安排与要求如下表： 实 时 内容（项 实验要求 主要仪器 目) 地 石膏胶凝材料由于耐水性差，制约了其应 用范围。为了提高石膏胶凝材料的耐水性， 拓展应用范围 因而有必要对石音胶凝材 料进行改性研究。可以采取的改性措施有： 参入水硬性胶凝材料，生成溶解度小的水 石膏稠度 仪、疑结 实验一 化产物：楼入外加剂，改善硬化体微孔结 实 石膏胶凝 构，或提高硬化体耐水性：用有机硅乳液 验 时间测定 洁 仪、 电热 周 材料改性 堵塞硬化体内部孔隙， 从而降低硬 107 研究 化体孔隙率：硬化体表面处理 ,使制品表 面致密，减少了水从表面向硬化体内部渗 室， 透的能力。 112 抗压试验 实验要求： 机 (1)应用《建筑材料》《新型建筑材料》 等理论课所学石膏胶凝材料的相关知识 自行设计石音胶凝材料的改性方案：
2 三、 实验的性质与任务 本课程是土木工程专业和智能建造专业独立设置的实验课，是研究型实 验课程。本课程的教学任务是进一步提高学生新型建筑材料的实验能力，学 会自己设计实验方案，掌握新型建筑材料的性能特点，学习对材料性能的改 进方法。掌握矿物外加剂和化学外加剂的品种、性能及掺量对新型建筑材料 性能的影响。学会优化选择材料，学会材料实验仪器的使用方法，为从事建 筑施工和新型建筑材料研究打下良好的基础。 四、 实验教学内容与学时分配 序号 实验名称 学时 实验类型 1 实验一 石膏胶凝材料改性研究 8 研究型 2 实验二 矿物掺合料活性激发研究 8 研究型 3 实验三 胶凝材料与高效减水剂的相 容性研究 8 研究型 4 实验四 高性能混凝土和易性研究 8 研究型 五、 实验安排与要求 本课程共计 32 学时，在 4 周内完成，具体安排与要求如下表： 时 间 内容（项 目） 实验要求 实 验 场 地 主要仪器 第 1 周 实验一 石膏胶凝 材料改性 研究 石膏胶凝材料由于耐水性差，制约了其应 用范围。为了提高石膏胶凝材料的耐水性， 拓展应用范围，因而有必要对石膏胶凝材 料进行改性研究。可以采取的改性措施有： 掺入水硬性胶凝材料，生成溶解度小的水 化产物；掺入外加剂，改善硬化体微孔结 构，或提高硬化体耐水性；用有机硅乳液 浸渍，堵塞硬化体内部孔隙，从而降低硬 化体孔隙率；硬化体表面处理，使制品表 面致密，减少了水从表面向硬化体内部渗 透的能力。 实验要求： （1）应用《建筑材料》《新型建筑材料》 等理论课所学石膏胶凝材料的相关知识， 自行设计石膏胶凝材料的改性方案； 建 材 实 验 室 107 室， 112 室 石膏稠度 仪、凝结 时间测定 仪、电热 鼓风干燥 箱、抗折 抗压试验 机
时间 内容（项 实验要求 验场 主要仪器 地 (2)利用相关实验规范，实施自行设计的 石音胶餐材料的改性方案 (3)选取恰当技术指标，评定石膏胶凝材 料的改性效果：（技术指标有a软化系 数：b.吸水率：c,强度：d.溶蚀率。 (4)通过实验总结与报告，掌握综合设计 实验的一般方法和技巧。 活性矿物掺合料虽然具有一定的水硬性， 但当其单独与水接触时， 并不发生水化反 应，或水硬性很差，只有在一定条件下即 有激发剂的作用下其活性才可激发出来。 碱性激发剂的激发效果最为理想，石灰、 硫酸钠、水玻璃为常用的碱性矿物活性激 发 立哈再求 基本资料收集 实 水泥胶砂 实验 (1)矿物掺合料的种类及性质： 横拌机、 矿旷物掺合 (2)激发剂的种类及激发效果： 水泥胶砂 (3)文献阅读小结。 料活性激 0. 振动台 发研究 自行设计配合比方案 (1)选择活性混合材料 室 抗折 (2)选择一至二种激发剂： 试验机 (3)确定配合比。 3、根据不同配比试块在各龄期的抗折强度 和抗压强度实验结果，比较掺合料活性的 激发效果， 找出较为理 想的激 剂和配 比，解释激发机理，提出改进方案。完成 实验总结报告。 胶凝材料与高效慧水剂之间存在相容性问 的相容性不好 不仅△影 高效减水剂的减水率，更重要的是会造 成 水泥净浆 搅拌机、 实验 混凝土严重的坍落度损失，使混凝土拌合 实 第胶凝材料 物不能正常地运输和浇筑。可采取以下两 个实验测评胶凝材料与高效减水剂的相容 验 水泥胶砂 搅拌机、 与高效减 性 水剂的相 微型坍落 容性研究 微型坍落度实验 109 度筒 将拌好的净浆迅速注入截锥圆模（微型坍 动砂浆跳 落度筒)内、刮平，将锥模沿竖直方向迅速 112 提起，30s时量取互相垂直的两直径(mm), 室 取其平均值作为胶凝材料净浆的流动度
3 时 间 内容（项 目） 实验要求 实 验 场 地 主要仪器 （2）利用相关实验规范，实施自行设计的 石膏胶凝材料的改性方案； （3）选取恰当技术指标，评定石膏胶凝材 料的改性效果；（技术指标有 a．软化系 数；b．吸水率；c．强度；d．溶蚀率。） （4）通过实验总结与报告，掌握综合设计 实验的一般方法和技巧。 第 2 周 实验二 矿物掺合 料活性激 发研究 活性矿物掺合料虽然具有一定的水硬性， 但当其单独与水接触时，并不发生水化反 应，或水硬性很差，只有在一定条件下即 有激发剂的作用下其活性才可激发出来。 碱性激发剂的激发效果最为理想，石灰、 硫酸钠、水玻璃为常用的碱性矿物活性激 发剂。 实验要求： 1、基本资料收集 （1）矿物掺合料的种类及性质； （2）激发剂的种类及激发效果； （3）文献阅读小结。 2、自行设计配合比方案 （1）选择活性混合材料； （2）选择一至二种激发剂； （3）确定配合比。 3、根据不同配比试块在各龄期的抗折强度 和抗压强度实验结果，比较掺合料活性的 激发效果，找出较为理想的激发剂和配合 比，解释激发机理，提出改进方案。完成 实验总结报告。 建 材 实 验 室 109 室， 112 室 水泥胶砂 搅拌机、 水泥胶砂 振动台、 抗折抗压 试验机 第 3 周 实验三 胶凝材料 与高效减 水剂的相 容性研究 胶凝材料与高效减水剂之间存在相容性问 题。二者之间的相容性不好，不仅会影响 高效减水剂的减水率，更重要的是会造成 混凝土严重的坍落度损失，使混凝土拌合 物不能正常地运输和浇筑。可采取以下两 个实验测评胶凝材料与高效减水剂的相容 性。 1、微型坍落度实验 将拌好的净浆迅速注入截锥圆模(微型坍 落度筒)内、刮平，将锥模沿竖直方向迅速 提起，30s 时量取互相垂直的两直径(mm)， 取其平均值作为胶凝材料净浆的流动度。 建 材 实 验 室 109 室， 112 室 水泥净浆 搅拌机、 水泥胶砂 搅拌机、 微型坍落 度筒、电 动砂浆跳 桌
内容（项 验 目) 实验要求 主要仪器 实验要求： (1)自己设计实验方案，变换胶凝材料的 阳成与减水剂的渗异，加可以采用不后 种类或量的胶凝材料与同一种减水剂 也可以采用同种胶凝材料或掺量与不同利 类的减水剂，进行配比设计。 (2)按实验指导书要求进行实验 (3)结果评定。 以减水剂掺量为横坐标，净浆流动度为纵 坐标作图。随减水剂掺量的增加，净浆满 动度随之增加。当净浆流动度不再随减水 剂掺量增加而增加时，即达到减水剂的饱 和点。 比较不同胶凝材料与不同减水剂组合加水 后5min和35min时的净浆流动度差别，可 以判断其相容性好环 ，也可比较各种水泥 或矿物掺和料对相容性的影响。 2、砂浆扩散度实验 将拌合砂浆装入截锥模内，开动跳桌，以 1次/的速率连续跳动30次用直尺 量砂浆底部扩散直径 “取互相垂直的两直 径的平均值作为该用水量时的砂浆扩散度 (mm)。 当砂浆扩散度为140mm±5mm时的用水量 即为基准砂浆扩散度的用水量。如测定结 果不符合规定的砂浆扩散度 则应调整用 水量，直至砂浆扩散度符合要求为止。 实验要求： (1)自己设计实验方案，变换胶凝材料的 组成与减水剂的掺量制作标准砂浆。例如 可以采用不同种类或掺量的胶凝材料与同 种减水剂，也可以采用同种胶凝材料或 掺量与不同种类的诚水剂，进行砂浆配比 设计。 (2)按实验指导书要求进行实验。 (3)结果评定 以减水剂掺量为横坐标，砂浆扩散度为纵 坐标作图。随减水剂掺量的增加，净砂浆 扩散度随之增加。当砂浆扩散度不再随减 水剂掺量增加而增加时，即达到减水剂的
4 时 间 内容（项 目） 实验要求 实 验 场 地 主要仪器 实验要求： （1）自己设计实验方案，变换胶凝材料的 组成与减水剂的掺量，例如可以采用不同 种类或掺量的胶凝材料与同一种减水剂， 也可以采用同种胶凝材料或掺量与不同种 类的减水剂，进行配比设计。 （2）按实验指导书要求进行实验。 （3）结果评定。 以减水剂掺量为横坐标，净浆流动度为纵 坐标作图。随减水剂掺量的增加，净浆流 动度随之增加。当净浆流动度不再随减水 剂掺量增加而增加时，即达到减水剂的饱 和点。 比较不同胶凝材料与不同减水剂组合加水 后 5min 和 35min 时的净浆流动度差别，可 以判断其相容性好坏，也可比较各种水泥 或矿物掺和料对相容性的影响。 2、砂浆扩散度实验 将拌合砂浆装入截锥模内，开动跳桌，以 1 次／s 的速率连续跳动 30 次。用直尺测 量砂浆底部扩散直径，取互相垂直的两直 径的平均值作为该用水量时的砂浆扩散度 (mm)。 当砂浆扩散度为 140mm±5mm 时的用水量 即为基准砂浆扩散度的用水量。如测定结 果不符合规定的砂浆扩散度，则应调整用 水量，直至砂浆扩散度符合要求为止。 实验要求： （1）自己设计实验方案，变换胶凝材料的 组成与减水剂的掺量制作标准砂浆。例如 可以采用不同种类或掺量的胶凝材料与同 一种减水剂，也可以采用同种胶凝材料或 掺量与不同种类的减水剂，进行砂浆配比 设计。 （2）按实验指导书要求进行实验。 （3）结果评定。 以减水剂掺量为横坐标，砂浆扩散度为纵 坐标作图。随减水剂掺量的增加，净砂浆 扩散度随之增加。当砂浆扩散度不再随减 水剂掺量增加而增加时，即达到减水剂的
时间 内容（项 目) 实验要求 验场 主要仪器 地 饱和点。 比较不同胶凝材料与不同减水剂组合加水 后5min和35in时的砂浆扩散度差别，可 以判断其相容性好坏 也可比较各种水泥 或矿物掺和料对相容性的影响。 建议题目：对当地某重点工程C50以上混 凝土和易性进行研究 通讨木实验了配高性能混群十和易性的结 1、基本资料收集 (1)混凝土的强度等级： (2)混凝土的和易性要求 (3)配制混凝士的原材料品种及其物理力 学性能。 2、和易性研究实验方案确定。可从以下方 混凝土坍 实 实哈四 落度筒、 第 面入手，自己设计实验方案。 高性能混 (1)不掺外加材料混凝土的和易性： 泌水率 凝土和易 (2)掺入高效减水剂混凝土的和易性 筒、含气 性研究 3) 掺入活性矿物掺合料混凝土的和易 性： 试验机 (4)糁入高效减水剂及活性矿物掺合料混112 凝土的和易性。 室 3、按自己设计的实验方案，制作混凝土拌 和物，并测定混凝土拌合物塌落度、流动 度、含气率、泌水率，观察黏聚性、保水 性，及塌落度损失。 4、将测试结果进行分析，得出最佳方案， 按此方案配制混凝土，测定28d(或其它 龄期)的抗压强度 填写实验总结报告 六、实验教学与其它相关课程的联系与分工 本课程是独立设置的实验课，其内容是《新型建筑材料》课程实践环节 的补充，也是对先修课程《土木工程材料I》和《智能建筑材料》实践环节的 提升。 七、实验教学设计与教学组织 要求学生预习、完成实验和撰写实验报告。采用教师指导，学生自己动
5 时 间 内容（项 目） 实验要求 实 验 场 地 主要仪器 饱和点。 比较不同胶凝材料与不同减水剂组合加水 后 5min 和 35min 时的砂浆扩散度差别，可 以判断其相容性好坏，也可比较各种水泥 或矿物掺和料对相容性的影响。 第 4 周 实验四 高性能混 凝土和易 性研究 建议题目：对当地某重点工程 C50 以上混 凝土和易性进行研究 通过本实验了解高性能混凝土和易性的特 点，掌握高性能混凝土和易性的调节方法。 实验要求： 1、基本资料收集 （1）混凝土的强度等级； （2）混凝土的和易性要求； （3）配制混凝土的原材料品种及其物理力 学性能。 2、和易性研究实验方案确定。可从以下方 面入手，自己设计实验方案。 （1）不掺外加材料混凝土的和易性； （2）掺入高效减水剂混凝土的和易性； （3）掺入活性矿物掺合料混凝土的和易 性； （4）掺入高效减水剂及活性矿物掺合料混 凝土的和易性。 3、按自己设计的实验方案，制作混凝土拌 和物，并测定混凝土拌合物塌落度、流动 度、含气率、泌水率，观察黏聚性、保水 性，及塌落度损失。 4、将测试结果进行分析，得出最佳方案， 按此方案配制混凝土，测定 28d（或其它 龄期）的抗压强度。填写实验总结报告。 建 材 实 验 室 109 室 ， 112 室 混凝土坍 落度筒、 泌水率 筒、含气 量测试 仪、抗压 试验机 六、 实验教学与其它相关课程的联系与分工 本课程是独立设置的实验课，其内容是《新型建筑材料》课程实践环节 的补充，也是对先修课程《土木工程材料 I》和《智能建筑材料》实践环节的 提升。 七、 实验教学设计与教学组织 要求学生预习、完成实验和撰写实验报告。采用教师指导，学生自己动
手设计、操作、实验的教学方法。实验开始前教师讲解实验室安全准入制度 和实验注意事项，对学生进行安全教育培训：然后讲解基本内容、基本要求、 时间分配等。实验过程中随时教授和演示实验方法，辅导和解答学生疑问。 学生在较充足的时间里，充分展示设计水平，锻炼动手能力，提高分析问题 解决问题的能力。课程进行中具体结合实验教学内容中所蕴含的思政元素， 将思政教育与专业教育相融合，注意培养学生严谨科学的态度和实事求是的 精神。 八、实验教材、实验指导书及教学参考资料 1.实验教材 《建筑材料工程专业实验》，彭小芹编写，中国建材工业出版社，2004年 4月，1SBN:780-1-5958-7 2.实验指导书 《新型建筑材料实验技术实训指导书》姜德民编写，北方工业大学土木 工程学院，2020年10月修订 3.参考资料 (1)《新型建筑材料教程》，严捍东主编，中国建材工业出版社，2014年4 月，ISBN:978-7-80159-654-3 (2)《土木工程材料试验教程》，刘万峰，王博编写，中国矿业大学出版社， 2020年9月，ISBN:978-7-5616-4805-3 九、实验考核方法及成绩评定标准 本课程期末总评成绩以百分制计算，最后成绩由迟到早退、实验态度、 动手能力、实验报告四方面进行定量评分。在实验过程中，在考核专业知识 和动手能力的同时适当融入思政元素，潜移默化地践行立德树人的培养目标。 具体各项分值及评定标准如下表： 成绩组成分值 考核评价细则 迟到早退 15 每次按规定时间准时参加实验，计15分。迟到或早 退根据情况分别扣5~15分。 能认真预习、认真听进，实险时不怕胀累，精神集 中，细致观察并记录实验情况，积极思考，善于提 出问题：实验后认真整理实验设备并清扫环境者， 实验态度 为实验态度好，计20分。未认真预习，不认真听讲 不积极参与实验，不认真整理实验设备与环境的， 扣5-20分。 积极动手参与实验，严格按照实验设计要求做，并 动手能力 能达到实验目的者计25分。反复讲授后仍不会操作， 有较多的操作失误，或自己不动手依赖他人操作者 6
6 手设计、操作、实验的教学方法。实验开始前教师讲解实验室安全准入制度 和实验注意事项，对学生进行安全教育培训；然后讲解基本内容、基本要求、 时间分配等。实验过程中随时教授和演示实验方法，辅导和解答学生疑问。 学生在较充足的时间里，充分展示设计水平，锻炼动手能力，提高分析问题、 解决问题的能力。课程进行中具体结合实验教学内容中所蕴含的思政元素， 将思政教育与专业教育相融合，注意培养学生严谨科学的态度和实事求是的 精神。 八、 实验教材、实验指导书及教学参考资料 1.实验教材 《建筑材料工程专业实验》，彭小芹编写，中国建材工业出版社，2004 年 4 月，ISBN：780-1-5958-7 2.实验指导书 《新型建筑材料实验技术实训指导书》姜德民编写，北方工业大学土木 工程学院， 2020 年 10 月修订 3.参考资料 （1）《新型建筑材料教程》，严捍东主编，中国建材工业出版社，2014 年 4 月，ISBN：978-7-80159-654-3 （2）《土木工程材料试验教程》，刘万峰，王博编写，中国矿业大学出版社， 2020 年 9 月，ISBN：978-7-5616-4805-3 九、 实验考核方法及成绩评定标准 本课程期末总评成绩以百分制计算，最后成绩由迟到早退、实验态度、 动手能力、实验报告四方面进行定量评分。在实验过程中，在考核专业知识 和动手能力的同时适当融入思政元素，潜移默化地践行立德树人的培养目标。 具体各项分值及评定标准如下表： 成绩组成 分值 考核/评价细则 迟到早退 15 每次按规定时间准时参加实验，计 15 分。迟到或早 退根据情况分别扣 5～15 分。 实验态度 20 能认真预习、认真听讲，实验时不怕胀累，精神集 中，细致观察并记录实验情况，积极思考，善于提 出问题；实验后认真整理实验设备并清扫环境者， 为实验态度好，计 20 分。未认真预习，不认真听讲， 不积极参与实验，不认真整理实验设备与环境的， 扣 5～20 分。 动手能力 25 积极动手参与实验，严格按照实验设计要求做，并 能达到实验目的者计 25 分。反复讲授后仍不会操作， 有较多的操作失误，或自己不动手依赖他人操作者
扣5一25分。 实验报告上交准时：报告步骤清晰、过程完整，数 据正确、齐全，格式符合要求，字迹整洁清楚， 实验报告 % 有个人见解，计40分。报告数据有误、数据缺少， 步骤不全，字迹潦草、杂乱，迟交、不交或抄袭者 扣5~40分。不参加实验，只交报告者或参加实验 不交报告者，考核一律按0分计。 十、大纲制（修）订说明 任课教师可根据专业、行业发展状况和学生掌握情况，对内容和学时分 配做适当调整。 大纲执笔人：姜德民 大纲审核人：葛燕锋 开课系主任：程海丽 开课学院教学副院长：宋小软 制（修）订日期：2022年2月
7 扣 5～25 分。 实验报告 40 实验报告上交准时；报告步骤清晰、过程完整，数 据正确、齐全，格式符合要求，字迹整洁清楚，能 有个人见解，计 40 分。报告数据有误、数据缺少， 步骤不全，字迹潦草、杂乱，迟交、不交或抄袭者 扣 5～40 分。不参加实验，只交报告者或参加实验 不交报告者，考核一律按 0 分计。 十、 大纲制(修)订说明 任课教师可根据专业、行业发展状况和学生掌握情况，对内容和学时分 配做适当调整。 大纲执笔人：姜德民 大纲审核人：葛燕锋 开课系主任：程海丽 开课学院教学副院长：宋小软 制（修）订日期：2022 年 2 月
