《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