建筑材料教学大纲.docx

1、建筑材料教学大纲建筑材料课程教学大纲总 学 时：54 学 分：3理论学时：44 实验学时：10面向专业：土木工程专业 课程代码：HD0692先开课程：大学物理学、理论力学、普通化学 课程性质：专业基础课第一部分：理论教学部分一、说明1、课程的性质、地位和任务本课程是土木工程专业（建筑工程方向）的专业基础课。本课的教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料性质、制备、使用方法、用途及检测方法，并了解工程材料性质与材料组成和结构的关系，以及改善材料性能的途径。通过本课程的学习使学生掌握主要土木工程材料的基本知识和基本理论，针对不同工程能合理的选择材料和正确使用材料，并熟悉材料性质与设计参数和施工措施的

2、相互关系。课程的任务是使学生获得有关建筑材料的技术性质及应用的基础知识和必要的基础理论，并获得主要建筑材料的试验方法的基本技能训练。2、课程教学和教改基本要求通过本课程的学习，使学生掌握土木工程材料的基本知识和基本理论，为学习混凝土结构设计原理、建筑施工等专业课程及课程设计，毕业设计等实践环节课程打下基础。了解土木工程材料的基本性质、基本理论和正确、掌握各种土木工程材料尤其是水泥、混凝土、建筑钢材，沥青材料的特点及其应用，能熟练做到合理的选用材料和正确使用材料，了解根据不同的使用部位和使用环境来选择不同的材料。二、教学内容与课时分配（一）绪论1、教学内容：土木工程材料的发展历史及发展趋势；土木

3、工程材料的分类；土木工程材料的标准化；学习土木工程材料的目的、任务、方法。2、教学要求：了解土木工程材料的发展过程与发展趋势；理解土木工程材料的标准化；掌握土木工程材料的分类。3、重点：水泥、钢材与混凝土是建筑结构材料的重要材料，水泥及混凝土发展现状及可持续发展。4、难点：无（二）土木工程材料的基本性质1、教学内容：材料的组成、结构与构造；材料的基本物理性质；材料的力学性质；材料的热工性质；材料与水有关的性质；材料的耐久性。2、教学要求：了解材料的组成、结构与构造；理解土木工程材料基本性质的含义、表示方法及影响因素；掌握土木工程材料的物理性质、力学性质、热工性质、与水有关的性质及耐久性性能的技

4、术指标。3、重点：材料的性质和质量决定了工程的性质与质量，材料的物理性质是由其内部组成、结构决定的，尤其是材料内部的孔结构，孔隙率的多少、孔隙率的特征。4、难点：材料的强度对各种材料确定强度等级、标号重要关系。(三)气硬性胶凝材料1、教学内容：石灰；石膏；水玻璃；2、教学要求：了解石灰、石膏、水玻璃的生产简介；理解石灰、石膏的水化与硬化的过程；掌握石灰、石膏、水玻璃的特性与具体应用，以及在保存与运输中所要注意的问题。3、重点：过火石灰、欠火石灰及石灰的陈伏的概念；建筑石膏及水玻璃的技术性质与应用；型半水石膏和型半水石膏的生产过程4、难点：型半水石膏称为高强石膏的原因。（四）水泥1、教学内容：水

5、泥的定义、分类及发展历史和发展趋势；硅酸盐水泥；混合材料及掺有混合材料的硅酸盐水泥；其他品种水泥；水泥的应用。2、教学要求：了解水泥的生产过程；活性、非活性混合材料；特性、专用水泥组成、特性的适用范围（高铝水泥）；理解硅酸盐水泥的定义、矿物组成、凝结硬化过程；掌握硅酸盐水泥的主要技术性质、特点和使用范围，掺有混合材料的硅酸盐水泥的适用及不适用范围。3、重点：硅酸盐水泥的性能特点与应用；掺混合材料硅酸盐水泥的品种、定义及强度等级4、难点：掺混合材料硅酸盐水泥的特点和应用。（五）混凝土1、教学内容：混凝土的定义、分类及发展历史和发展趋势；普通混凝土各组成材料的主要技术要求；普通混凝土的主要技术性质

6、（和易性、强度、耐久性）；普通混凝土的变形；混凝土的质量控制；普通混凝土的配合比设计；混凝土外加剂和掺合料；轻混凝土；其他品种混凝土。2、教学要求：了解混凝土的分类，混凝土的变形，混凝土外加剂的定义、分类、作用机理与使用效果以及新型外加剂在工程中的应用，混凝土质量控制的原理、措施、原材料对其性能产生波动的原因。理解混凝土对其组成材料的基本要求：水泥：品种、强度等级选择的原则；骨料：种类、级配、颗粒特征等质量要求；水：拌合用水的质量要求。掌握混凝土的主要技术性质，混凝土的配合比设计。混凝土的和易性的定义及包含的内容、和易性的测定方法、影响和易性的主要因素；混凝土的强度：强度定义、影响因素、提高强

7、度和促进强度发展的措施、强度试验项目；混凝土的耐久性：耐久性的定义、衡量的技术性能指标、影响因素等，提高耐久性的措施；混凝土的配合比设计：定义、三大参数的确定原则、方法及其步骤（初步配合比、基准配合比、实验室配合比、施工配合比），配合比设计的调整与校正。3、重点：混凝土原材料中，水泥的质量、矿物成分、各项技术指标对混凝土的性能起着关键的作用；合理选择和使用水泥是获得高质量混凝土的重要保证。4、难点：混凝土拌合物和易性、离析与泌水、体积稳定性。(六)建筑砂浆1、教学内容：砂浆的技术要求；砌筑砂浆；其它建筑砂浆；2、教学要求：了解砂浆对原材料的要求，底面为不吸水材料的砂浆配合比的设计，其他砂浆；理

8、解砌筑砂浆的组成、分类及其应用；掌握砌筑砂浆的技术性能（和易性、强度、耐久性），底面为吸水材料的砂浆配合比的设计步骤。3、重点：砌筑砂浆的技术性质及配合比设计方法；砌墙砖的组成、构造和用途；4、难点：砂浆的技术性质；砌筑砂浆的配合比设计。(七)烧结砖1、教学内容：烧结普通砖；烧结多孔砖、空心砖；砌块和板材。2、教学要求：了解砖的种类、生产工艺等，砌墙用混凝土砌块的种类、规格、技术要求；理解砌块、板材的定义及其功能；掌握常用砌块、板材的外观尺寸、质量、强度等级，国家现阶段大力推广使用的新型墙体材料的一系列有关知识：多孔砖、空心砖的规格、主要技术性能、应用等；3、重点：砌墙砖的组成、构造和用途。4

9、、难点：无（八）建筑钢材1、教学内容：钢材的冶炼及分类；建筑钢材的力学性能和工艺性能；钢的组织与化学成分对钢性能的影响；钢材的冷加工与热处理；建筑用钢；钢材的防护。2、教学要求：了解建筑钢材的分类、冶炼方法，其他型钢、钢板、钢管；理解建筑钢材的化学元素对钢性能的影响，钢材的腐蚀与保护；掌握建筑钢材的主要力学性能和工艺性能，钢材的技术标准和选用的原则。3、重点：钢材的拉伸性能试验，重点掌握应力应变图；屈强比的重意义；铁碳合金状态图是分析钢材晶体组织、碳含量对钢材性能影响的重要依据。4、难点：钢材的化学成分对钢材力学性能及加工性能的影响。（九）建筑塑料1、教学内容：塑料的组成；常用的建筑塑料；2、

10、教学要求：了解常用的胶粘剂品种、性能，了解建筑塑料制品，熟悉塑料的保管；掌握建筑塑料常用的合成树脂品种及性能，掌握塑料的组成，了解各组分的品类和功用；3、重点：高分子建筑材料特性；建筑粘接剂的特点、粘接机理；建筑涂料的组成。4、难点：高分子化合物的性能与高分子建筑材料的特性。(十)沥青材料1、教学内容：石油沥青及煤沥青；沥青基防水材料；沥青混合料。2、教学要求：了解煤沥青的化学成分及特点，石油沥青的化学组成及胶体结构，煤沥青与石油沥青的比较及沥青混合料的组成及性质；理解沥青基防水材料的分类及各种沥青基防水材料的基本成分，改性沥青的特点；掌握石油沥青的主要技术性质和主要应用及掺配比例的计算，不同

11、防水材料的应用范围。3、重点：石油沥青的组分与结构；石油沥青的主要技术性质及相应指标的确定4、难点：沥青基防水材料的性质和应用。（十一）木材1、教学内容：木材的分类和构造；木材的物理和力学性质；木材的防护；木材的应用；2、教学要求：了解木材的基本构造；理解木材的物理力学性质及木材的缺陷与防腐；掌握木材的主要应用。3、重点：木材的技术性质。4、难点：无（十二）其他工程材料1、教学内容：绝热及吸声材料、隔声材料；装饰材料；新型防水材料；2、教学要求：了解绝热材料、吸声材料和隔声材料的特性和种类，装饰材料的组成与分类，各种饰面材料的性质；理解绝热材料、吸声材料及隔声材料的原理，各种装饰材料的分类与技

12、术要求；掌握常用的装饰材料的特点有及应用，掌握新型防水的特点及应用等。3、重点：防水卷材的主要技术性质，防水涂料的组成、分类和特点及主要技术性质4、难点：影响多孔性材料吸声性能的因素时间分配和进度（1）绪论 2学时（2）土木工程材料的基本性质 2学时（3）气硬性胶凝材料 4学时（4）水泥 8学时（5）混凝土 12学时（6）建筑砂浆 4学时（7）烧结砖 2学时（8）建筑钢材 2学时（9）建筑塑料 2学时（10）沥青材料 2学时（11）木材 2学时（12）其它工程材料 2学时三、考核方式和要求理论考试与平时结合：平时成绩包括考勤，作业占20-30%，理论考试闭卷占70-80%。第二部分：实验教学部

13、分一、说明1、本门课程实验的性质任务、目的与要求掌握建筑材料实验方法的基本原理；培养建筑材料实验基本操作技能，并具备处理实验数据、分析实验结果、编写实验报告的初步能力，熟悉实验所用的设备和实验标准；培养严肃认真、实事求是的科学作风。同 时，通 过实验验证和巩固所学的理论知识，熟 悉常用建筑材料的主要技术要求。2、本门课程实验项目设置情况序号实验名称学时必开选开实验类型内容提要验证基本操作综合性、设计性1基本性质实验2测石材的密度、表 观密度、堆积，堆积密度；计算孔隙率；测 吸水率2水泥实验3测定水泥细度、标 准稠度用水量、凝结时间、安定性；检 验水泥标号3混凝土用砂石实验2做砂石筛分，测 砂石

14、的密度、表观密度、堆积密度，计 算砂石孔隙率4普通混凝土实验3对初步设计的配合比进行和易性调整，做 试块，测定抗压强度二、各实验项目教学要求实验一材料基本物理性质实验1.1 密度实验1. 实验目的材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。它在工程上实用价值不大，主要是与表观密度配合，求出材料的孔隙率。而材料的强度、吸水率、抗冻性和耐腐蚀性都与空隙率的大小及孔隙特征有关。2. 原理密度公式：=m/V3. 试剂和仪器设备1密度瓶；量筒；烘箱；天平（1kg；感量 0.01g）；料勺；漏斗等2通过 900 孔/cm 2 筛烘干试样4.实验步骤 1在密度瓶中注入与试样不起反应的液体，至突颈下部刻

15、线零处，记下刻度。2用天平称取 60g 试样，用料勺和漏斗小心地将试样装入密度瓶中。3转动密度瓶使液面中的气泡排出，记下液面刻度，根据前后两次液面读数算出液面上升的体积 V(cm 3 )。5.实验数据及其处理按下式算出密度（计算至小数后第二位）=m/V (g/cm 3 )式中，m装入瓶内试样的质量（g） V装入瓶内试样的体积（cm 3 ）密度实验用两个试样平行进行，以其结果的算术平均值作为最后结果，但两个结果之差不得超过 0.02g/cm 3 。1.2 表观密度实验1.实验目的表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量，亦包括内部孔隙在内的单位体积的质量，表观密度对计算材料的孔隙率体积质量及结

16、构自重等都是不可缺少的数据，通 过表观密度还可以估算材料的性质（如导热系数强度等）2.原理计算表观密度：o = m/V03.试剂和仪器设备1游标卡尺（精度 0.02mm）；天平（感量 0.1g）；烘箱；干燥器；2606060 石块4.实验步骤 1用天平称取试样质量（精确至 0.1g）。2用游标卡尺测量试样尺寸。每个方向测三处，各取其平均值作为试样的长、宽、高尺寸。5.实验数据及其处理按下式计算表观密度（精确至 0.01g/cm 3 ）o = m/V0 (g/cm 3 )式中：m _试样的质量（g） V0_试样的体积（cm 3 ）以三个试样的结果取算术平均值，各次结果的误差不得大于 0.02g/

17、cm 3 。1.3 堆积密度实验1.实验目的堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下（包括了颗粒之间及颗粒内部的空隙）单位体积的质量。2.原理计算堆积密度为：o=（m2m1）/v0 (g/cm 3 )计算孔隙率：P=(1-0/)100%3.试剂和仪器设备1、磅称 50kg；铁锨；容积升 10 升。2、石子（同表观密度实验的石材）4.实验步骤 1、称取容积升的质量 m12、用铁锨将石子徐徐地装入容器中，倒石子时距容器口为 5cm，待容器满后，将多余的石子用手拿掉，称材料与容器的总质量 m2。5.实验数据及其处理堆积密度为：o=（m2m1）/v0 (g/cm 3 )式中：m2容器和试样的质量（g）

18、m1容器质量（g） v0 容器容积（L）通常用两份试样测定两次，以两次算术平均值作为堆积密度测量结果。材料的孔隙率是指孔隙体积在材料中占有的百分率，孔 隙率的大小可以将已求的密度及表观密度代入下式计算：P=(1-0/)100%1.4 吸水率实验1.实验目的材料饱和吸水时的吸水量与干燥材料的质量或体积之比，材料的吸水率通常小于孔隙率，因为水不能进入封闭的孔隙中，材料的吸水率大小对堆积密度、强度、抗冻性的影响很大。2.原理计算吸水率：w=(m1-m)/m100%3.试剂和仪器设备1、天平（1kg，感量 0.1g）；水槽；烘箱及干燥器等。2、石子（与表观密度实验相同）。4.实验步骤 1、从干燥器中取

19、出试样称其质量 m(g)。2、将试样置于水槽中，使水面至式样的 1/4 处，两个小时后加入至试样高度的 1/2，隔两小时加水至试样高度的 3/4，又隔两小时加水至高出试样 1-2cm，再以一昼夜后取出试样。3、用拧干的毛巾轻按试样表面，吸取表面水分（不得来回擦拭）m1，随即称量，称量后仍放回水槽中浸水。5.实验数据及其处理按下式计算吸水率：w=(m1-m)/m100%式中：m干试样的质量（g） m1吸水饱和时试样的质量（g）吸水率应取三个试样的平均值作为试样的吸水率。实验二 水泥实验2.1 水泥标准稠度用水量测定1.实验目的水泥的凝结时间和安定性都与用水量有关。为了消除实验条件的差异，有利于比

20、较，水泥净浆必须有一个标准稠度。本实验就是为了测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量，以便为进行凝结时间和安定性实验做好准备。2.原理标准稠度用水量 P（），（也可从稠度仪上直接读出）：P33.40.185S3.试剂和仪器设备1 标准稠度测定仪；净浆搅拌机2. 烘干水泥4.实验步骤 固定用水量法可用调整用水量和固定用水量法两种方法中的任一种测定，如 发生争议时以前一种为准。1水泥净浆用机械拌和，拌和用具先用湿布擦湿，将搅拌锅放到锅座上，把称好的 400g 水泥倒入锅内（用纸往里倒）。2拌和用水量当采用固定用水量法时用水量为 114ml，精确至 0.5ml。开动机器，徐徐地将水加入。从开动机器起，搅

21、拌 5min。3拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模，用小刀插捣并振动数次，刮去多余净浆，抹平后迅速放到试锥下面的固定位置，将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝 ，然后突然放松，让试锥沉于净浆之中，到 30 秒时，记录试锥下沉深度，或标准稠度用水量百分数。5.实验数据及其处理固定用水量法测定时，根据试锥下沉深度 S（mm），可按下式计算标准稠度用水量 P（），（也可从稠度仪上直接读出）：P33.40.185S当试锥下沉深度小于 13mm 时，应用调整用水量法测定。2.2 水泥胶砂强度检验1.实验目的根据标准采用软练法检验水泥标号。2.原理抗折强度按下式计算（精确至 0.01MPa）：f=3PL/2bh 2

22、 =0.00234P抗压强度按下式计算（精确至 0.1MPa）：fcP/A0.0004P3.试剂和仪器设备1搅拌机；胶砂振动台；抗折试验机；抗压试验机；三角刮平刀；三联试模。2标准砂；普通硅酸盐水泥。砂；普通硅酸盐水泥。4.实验步骤 1将试模擦净，四周模板与底座的接触面上涂黄油，紧密装配，防止漏浆。内壁均匀刷一薄层机油。2将搅拌锅和搅拌翅用湿布擦湿，并把锅装到机器底座上，把称好的水泥和标准砂倒在纸上，再倒入锅内，开动搅拌机，拌和 5 秒钟后徐徐加水，30 秒钟加完，自开动机器起搅拌 3min，将粘在叶片上的胶砂刮下，取下搅拌锅。3将试模及下料漏斗卡紧在振动台面中心，将搅拌好的全部胶砂均匀地装入

23、下料漏斗中。开动振动台，胶砂通过漏斗流入试模的下料时间为 2040s，振动 2min 停机。4振动完毕取下试模，用刮刀刮去试模的胶砂并抹平，接着在试件上编号。5试件编号后，将试模放入养护室（温度 20 0 C3 0 C,相对湿度大于 90），养护 24h3h 后脱模。6试件脱模后应立即放入水槽中养护，养护水温度为 20 0 C3 0 C，试件之间应留有间隙，水面至少高出试件 2cm，养护水每周换一次。728 天后，试件从水中取出后，擦去表面的水分和砂粒，试件放入抗折试验机的夹具内，注意放正。调整下面手轮的高度使尺杆杨成一定角度，扬角大小，视试件折断时的水平位置而定。8抗折强度测定时的加载速度为

24、 505N/s，电动抗折试验机只要按下开关，就可以达到此加荷速度，试件折断后，抗折强度的数据就在尺杆上读出。9一个龄期的三个试件折断后总共六块，应立即进行抗压实验。抗压实验须用抗压夹具进行，实验时以试件的侧面作为受压面，并使夹具对准压力机压板中心。压力机加荷速度为 5000N/s，在接近破坏时应严格控制。5.实验数据及其处理1抗折强度按下式计算（精确至 0.01MPa）f=3PL/2bh 2 =0.00234P式中：f-抗折强度（MPa） P-破坏荷载（N） b、h 试件断面的宽与高，均为 40mm当采用双杠杆实验时，读尺杆下面一行的荷载，实际上咱的抗折试验机的加载速度是自动的，只要开机就是

25、50N/s5N/s，每个试件的抗折强度的数据可以从尺杆上直接读出。抗折强度的结果以三块试件平均并取整数。当三个强度值中有一个超出平均值的10时，应予以剔除，以其余两个平均作为抗折强度实验结果，如有两个超过平均值的10，应重做实验。2抗压强度按下式计算。（精确至 0.1MPa）fcP/A0.0004P式中：fc-抗压强度（MPa） P-破坏荷载（N） A受压面积 4062.5（mm 2 ）六个抗压强度结果中剔除最大、最小两个数值，以剩下四个的平均值作为抗压强度测定结果，如不足六个时，取平均值，不足四个时，重做实验。实验三 混凝土用砂石实验3.1水泥标准稠度用水量测定1.实验目的测定砂的颗粒级配，

26、计算砂的细度模数，评定砂的粗细程度。2.原理计算细度模数：Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1)/(100-A1)3.试剂和仪器设备1标准筛；托盘天平（称量 1kg，感量 1g）；摇筛机；大小搪瓷盘；毛刷等2河砂4.实验步骤 1先将烘干试样除去大于 10mm 的颗粒，准确地称取试样 500g。2将孔径为 5，2.5，1.25，0.63，0.315，0.16mm 的筛，按孔径大小顺序叠置，大的在上，将试样倒入最上层，加盖后，置于摇筛机上摇筛 10 分钟（也可以用手筛）。3将整套筛自摇筛机上取下，按孔径从大到小，逐个于洁净瓷盘上用手进行筛分，各号筛均筛至每分钟通过量不超过筛余量的 1%为

27、止，通过的颗粒并入下一号筛中。筛分时，各号筛筛分完毕时，其筛余量不得超过 200g，如超过此数，应将其分为两份，分别继续筛分，并以其筛余量之和作为该号筛的筛余量。4称量各号筛的筛余试样质量（精确至 0.5g），所有各筛余量和底盘中剩余量总和与筛分前的试样总质量相比，相差不得超过 1%，否则重新实验。5.实验数据及其处理1分级筛余百分率：各号筛的筛余量，除以试样总质量的百分数即为分计筛余百分率（精确至 0.1%）2 . 累计筛余百分率：该号筛上分计筛余百分率与大于该号筛上分计筛余百分率的总和(精确至 0.1%)3 . 根据累计筛余百分率计算结果，绘制筛余曲线，与国家标准规定的曲线比较，评定试样的

28、颗粒级配。4 . 按下式计算细度模数Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1)/(100-A1)式中:A1A6分别为 50.16mm筛上的累计筛余百分率.根据细度模数的大小,确定砂属粗、中、细哪一种,从而确定该砂的级配区。5 . 筛分实验应采用两个试样进行,并以其实验结果的算术平均值作为测量结果。如两次实验所得细度模数之差大于 0.2,应重做实验。3.2混凝土用粗骨料碎石（或卵石）筛分实验1.实验目的测定碎石或卵石的颗粒级配，作为混凝土配合比设计和一般使用的依据。2.原理各筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配。3.试剂和仪器设备1、圆孔筛；托盘天平；台称；磅秤（所有衡器的感量应为选择质

29、量的 0.1左右）2、干碎石（或卵石）4.实验步骤 1.按规定称取试样，依筛孔大小顺序过筛，直至每分钟的通过量不超过试样总量的 0.1，但在每号筛余层厚度应不大于试样的最大粒径值，如超过此值，应将该号筛上的筛余试样分成两份，再进行筛分。2称取各筛余的质量。5.实验数据及其处理1分级筛余百分率：各号筛的筛余量，除以试样总质量的百分数即为分计筛余百分率（精确至 0.1%）2.累计筛余百分率：该号筛上分计筛余百分率与大于该号筛上分计筛余百分率的总和(精确至 0.1%)。3.根据各筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配。实验四 普通混凝土实验4.1混凝土混合料实际配合比的调整1.实验目的初步计算配合比

30、经过和易性调整后，材料用量将有一定的改变，故进行调整计算，而后得出实际配合比各种材料用量。2.原理实测混凝土混合料的表观密度：0h=（m2-m1）/V1000调整后每立方米混凝土实际所需材料用量：C=C 拌/（C 拌W 拌+S 拌G 拌）0hW=W 拌/（C 拌W 拌+S 拌G 拌）0hS=S 拌/（C 拌W 拌+S 拌G 拌）0hG=G 拌/（C 拌W 拌+S 拌G 拌）0h3.试剂和仪器设备1、试模，小铁锨，磅秤，振动台，镘刀。2、符合要求的混凝土混和料。4.实验步骤 1、把试模刷上一层机油，然后称其质量 m1(kg)。2、混凝土混合料一次装入试模，装料时可稍加插捣，并应装满至高出试模，然后三个试模移至振动台上振实，如果振实过程中混凝土高度沉落到低于试模，则应随时添加混凝土，直至混合料表面出现水泥浆为止。3、用镘刀沿试模上沿刮去多余的混凝土，擦净模外的砂浆，然后称取质量 m2(kg)5.实验数据及其处理1、实测混凝土混合料的表观密度0h=（m2-m1）/V1000式中：