《胶凝材料及工艺学》课程教学大纲

1、胶凝材料及工艺学课程教学大纲课程编号：20321302总学时数：64总学分数：4课程性质：方向选修课程适用专业：无机非金属材料工程一、课程的任务和基本要求：本课程是无机非金属材料工程专业本科生的专业课。本课程的任务是使学生系统了解和掌握各类胶凝材料的组成结构、水化硬化机理、硬化体的结构与性能，以及生产工艺和应用技术。本课程要求学生以硅酸盐水泥为重点，系统地掌握石膏、石灰、镁质胶凝材料以及各种水泥的组成结构与其胶凝性能的关系；胶凝材料水化硬化过程的基本规律；胶凝材料硬化体的结构与工程性质的关系。掌握硅酸盐水泥的生产工艺原理、原材料选择和处理、配料计算、主要生产工序的物理化学反应过程以及工艺参数的

2、控制。了解和熟悉石膏、石灰、矿渣水泥、火山灰水泥、铝酸盐水泥的性能、生产工艺及应用技术，了解快硬高强水泥、膨胀水泥、耐酸水泥、油井水泥等特种水泥的性能及应用。将材料科学的基本原理和规律应用于材料的生产和创新发展中，为今后的学习和工作打下专业理论基础。二、基本内容和要求：（一）石膏1.生产石膏胶凝材料的原材料；2.石膏的相组成及其形成条件与机理；3.石膏脱水相的水化过程与机理；4.石膏浆体的硬化、结构、性能；5.石膏材料的生产。基本要求：了解生产石膏胶凝材料所用的原材料；熟悉石膏的脱水转变及脱水石膏的形成机理；掌握二水石膏、半水石膏、无水石膏等各类石膏相的结构特征和特性，石膏脱水相的水化过程与机

3、理；掌握石膏浆体的硬化、结构、性能。了解建筑石膏及其他石膏材料的生产工艺。重点掌握：石膏相的结构以及脱水相的水化过程与机理；石膏浆体的硬化及其强度发展过程。难点：过饱和度的概念；半水石膏的结构特性与水化机理。（二）石灰1.生产石灰的原料及石灰石的煅烧；2.石灰的结构特征及其水化反应；3.石灰浆体的结构形成及其硬化；4.石灰的应用基本要求：掌握石灰石的煅烧及石灰的结构特征；掌握石灰的水化及石灰浆体的结构形成和硬化过程；了解石灰的技术性质和生产工艺。重点掌握：石灰的水化和浆体的结构形成过程。（三）镁质胶凝材料1.镁质胶凝材料的原料及煅烧；2.镁水泥的水化及强度发展；3.镁质胶凝材料的应用。基本要求

4、：了解镁质胶凝材料的生产和应用；掌握氧化镁-水体系、氧化镁-氯化镁-水体系、氧化镁-氧化硅-水体系的水化机理和强度发展。重点掌握：氧化镁-氯化镁-水体系的水化机理和强度发展。难点：氧化镁-氯化镁-水体系中镁水泥水化相的形成及强度发展规律。（四）硅酸盐水泥1.硅酸盐水泥熟料矿物形成的物理化学过程；2.硅酸盐水泥的生产工艺；3.硅酸盐水泥熟料矿物的组成、结构，及其与水泥胶凝性能的关系；4. 硅酸盐水泥的水化反应及机理；5.水泥浆结构的形成过程与特性；6.水泥石的结构；7.水泥石的工程性质。基本要求：了解水泥的分类和主要技术要求；掌握硅酸盐水泥的生产工艺，水泥熟料矿物的组成、结构以及胶凝性能；掌握硅

5、酸盐水泥的水化、硬化，水泥石的结构及其工程性质。掌握水泥生料的配料计算；掌握固体材料破碎和粉磨的常用设备和工艺。掌握硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺和物理化学过程；了解不同熟料煅烧窑型的工艺特点。 重点掌握：硅酸盐水泥的水化机理和水泥石的结构特征，水泥熟料矿物组成和生料配料设计、水泥的煅烧工艺过程和原理、固体材料的破碎和粉磨工艺。难点：水泥浆结构的形成过程与特性；水泥熟料矿物组成、率值计算和生料配料设计；水泥熟料煅烧过程和物理化学变化。（五）高炉矿渣和矿渣水泥1.高炉矿渣；2.矿渣硅酸盐水泥；3.无熟料及低熟料矿渣水泥。基本要求：掌握高炉矿渣的性能及应用；掌握矿渣硅酸盐水泥的性能特征及应用；了解无熟料

6、及低熟料矿渣水泥的性能及应用。重点掌握：高炉矿渣的组成、结构及水化硬化性能。（六）火山灰质混合材料与火山灰水泥1.火山灰质混合材料及其活性评定；2. 火山灰质硅酸盐水泥；3.石灰火山灰质水泥；4.粉煤灰硅酸盐水泥；5.沸腾炉渣水泥基本要求：掌握粉煤灰和煤矸石灰渣的组成、结构及其性能特征等；了解其他火山灰质混合材料；掌握火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥的水化硬化原理及其它性能特征；了解石灰火山质水泥和沸腾炉渣水泥。重点掌握：粉煤灰和煤矸石灰渣的组成、结构及其性能特征；火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥的水化硬化原理、性能特征和应用。难点：粉煤灰和煤矸石灰渣的组成、结构。（七）铝酸盐水泥1.

7、高铝水泥；2.快硬高强铝酸盐水泥；3.低钙铝酸盐耐火水泥；4.硫铝酸盐型快硬水泥；5.氟铝酸钙型水泥。基本要求：掌握铝酸盐系水泥的组成、结构、水化硬化及其它性能；掌握高铝水泥、快硬高强铝酸盐水泥和硫铝酸盐型快硬水泥的组成、水化硬化原理，以及其他性能和应用。了解其它铝酸盐水泥的性能及应用。重点掌握：高铝水泥的矿物成分及特性，高铝水泥的水化硬化过程，高铝水泥的性能及应用；铝酸盐系水泥与硅酸盐系水泥的区别。难点：铝酸盐水泥在矿物成分及水化硬化性能、水泥石结构和性能等方面的特性，铝酸盐系水泥与硅酸盐系水泥在性能及应用方面的不同。（八）其他品种水泥快硬高强水泥；抗硫酸盐硅酸盐水泥；膨胀水泥；白色和彩色水

8、泥；砌筑水泥；道路水泥；中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥；油井水泥；耐酸水泥；耐高温水泥。基本要求：了解和掌握与工程建设密切相关的某些特性水泥和专用水泥的性能及应用。重点掌握：快硬高强水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀水泥和砌筑水泥的组成、结构以及性能特征和应用。难点：特性水泥与普通水泥相比，其性能改善的原理。 三、实践环节和要求：无 四、教学时数分配：理论：64 实验： 上机： 其它： 教学内容学时分配教学内容学时分配石膏8硅酸盐水泥浆与水泥石的结构4石灰8硅酸盐水泥石的工程性质4镁质胶凝材料6高炉矿渣和矿渣水泥5硅酸盐水泥的生产过程与方法4火山灰质混合材料与火山灰水泥5硅酸盐水泥熟料矿物的形

9、成与结构4铝酸盐水泥6硅酸盐水泥的水化及机理6其他品种水泥4合计64五、其它项目（含课外学时内容）：有条件时可组织同学参与科研项目，指导学生写出小论文；举办有关新材料、新理论的学术讲座。六、有关说明：1、教学和考核方式：本课程为考试课，采用多媒体教学。考核方式为闭卷考试。2、习题：每章内容后补充习题。3、能力培养要求：要求学生掌握各类胶凝材料的组成结构、生产工艺、水化硬化规律以及胶凝材料硬化体的结构与工程性质的关系等，将材料科学的基本原理和规律应用于材料的生产和创新发展中，为今后的学习和工作打下专业理论基础。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：无机与分析化学B、物理化学B、材料概论、土木工程材料A。后续课程和教学环节：工厂设计概论、混凝土外加剂、生产实习。平行开设课程和教学环节：混凝土学、材料科学基础（二）