《专业综合设计实验》课程教学大纲

1、专业综合设计实验实验课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：专业综合设计实验课程英文名称：Comprehensiveand Design Experiments for Major课程编号：16047306课程性质：实践环节课程学时和学分：总学时：4周 总学分：4 实验学时：4周适用专业：无机非金属材料工程先修课程：材料科学基础A、材料科学基础实验、无机非金属材料实验等开课学院、部：材料科学与工程学院二、课程的地位与作用该课程是无机非金属材料工程专业实践性教学环节。与机械设计基础课程设计、无机非金属材料实验共同构成无机非金属材料工程专业学生的实践性教学环节体系。学生在教师指导下可自主命题，通

2、过测试材料组成、结构、制备与其性能，运用材料科学与工艺科学原理进行材料与工艺设计，进而开发新材料达到真正了解材料的目的。为后继教学环节毕业设计、毕业论文打好基础。三、课程教学总的目的和要求本课程教学目的是验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识，培养学生材料分析的能力。要求学生从原料组成设计开始，通过材料的组成、结构、制备与性能的测试，使学生掌握其测试方法和基本原理，提高学生综合运用知识、独立分析解决问题的能力、动手能力和综合实验结果的能力。在实验中培养学生严肃认真的态度和踏实细致、实事求是的作风。四、实验项目名称和学时分配1、水泥的制备与性能分析序号实验项目名称学时实验类型每组人数必做或选做水泥的

3、制备与性能分析2周综合性3必做1水泥原材料性能分析粘土、石灰石等有效成分的测定2天3必做2水泥生料配比设计与生料粉磨水泥生料制备实验2天3必做3水泥熟料的高温烧成水泥熟料的烧成实验2天3必做4水泥熟料的粉磨水泥成品的制备1天3选做5水泥熟料的矿物组成分析岩相分析、物相分析等1天3必做6水泥物理性质、标准稠度、凝结时间、安定性检测比表面积、细度等1天3必做7水泥水化特性分析水化热测试、不同龄期水化产物观察1天3选做8水泥机械强度的测定力学性质测试（抗压强度、抗折强度）1天3必做9实验数据处理、分析，撰写实验报告，提交报告及制品1天1必做2、高强混凝土制备与性能测试序号实验项目名称学时实验类型每组

4、人数必做或选做高强混凝土的制备及性能分析1周综合性3必做1砂、石性能测试砂细度模数、级配；石子压碎指标、级配等2天3必做2矿物外加剂性能测试粉煤灰细度、蓄水量比、活性等1天3选做3化学外加剂性能测试减水剂的减水率等1天3选做4混凝土配合比及新拌混凝土性能测试混凝土拌合物塌落度、含气量、表观密度等1天3必做5硬化混凝土力学性能测试立方体抗压强度实验、抗折强度、1天3必做6硬化混凝土的形变测试应力-应变曲线测试、弹性模量等1天3选做7硬化混凝土物理性能测试混凝土渗透性等1天3选做8硬化混凝土耐久性试验抗冻性能、碱骨料反应、碳化等1天3选做9实验数据处理、分析，撰写实验报告，提交报告1必做3、固体废

5、弃物性能测试及综合利用序号实验项目名称学时实验类型每组人数必做或选做固体废弃物性能测试及综合利用1周综合性3必做1固体废弃物化学组成测试粉煤灰、矿渣的化学成分等2天3必做2固体废弃物的物理性质测试粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等的细度、比表面积等1天3选做3固体废弃物的矿物组成测试粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等的XRD测试1天3选做4固体废弃物的显微结构观察与岩相分析粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等的形貌与岩相等1天3必做5固体废弃物作为水泥混合材实验掺有粉煤灰、矿渣等混合材的水泥的制备与性能测试1天3必做6固体废弃物作为混凝土矿物掺合料实验掺有粉煤灰等固体废弃物的混凝土配合比设计、塌落度测试、力学性能测试等1天3

6、选做7固体废弃物制备墙体材料粉煤灰砖的压制成型、蒸压养护与力学性能测试1天3选做8固体废弃物制备新型墙板脱硫石膏制备加气砌块1天3选做9实验数据处理、分析，撰写实验报告，提交报告1必做4、混凝土结构无损检测与加固序号实验项目名称学时实验类型每组人数必做或选做混凝土结构无损检测与加固1周综合性3必做1回弹法测试混凝土强度2天3必做2超声法测试混凝土强度1天3选做3超声回弹综合法测试混凝土强度1天3选做4超声法、红外成像无损测试混凝土裂缝及缺陷1天3必做5交流阻抗谱法、电阻法检测盐离子含有量和钢筋腐蚀量1天3选做6红外热像法检测混凝土芯柱浇筑质量2天3选做7碳纤维加固混凝土梁、板1天3必做8钢板加

7、固混凝土梁、板1天3选做9实验数据处理、分析，撰写实验报告，提交报告1必做五、实验项目基本要求本实验要求完成三个模块，其中模块1为必做模块，模块2、3、4为选做模块（三选二）。1、水泥的制备与性能分析（必做模块）（1）水泥原材料性能分析：要求掌握粘土中二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁等的分析测试方法；掌握石灰石性能测试方法；（2）水泥生料配比设计与生料粉磨：要求掌握熟料化学成分和矿物之间的关系，掌握熟料组成设计和生料配料计算方法，掌握生料的粉磨方法（3）水泥熟料的高温烧成：要求掌握生料的易烧性，熟料高温煅烧的各种工艺、热工参数控制；（4）水泥熟料的粉磨：要求掌握粉磨物料的性质、粉磨方法、粉磨粒度与

8、产品细度等；（5）水泥熟料的矿物组成分析：要求掌握水泥熟料光片的制作方法、偏光和反光显微镜下辨别熟料的矿物种类，掌握X射线衍射测试熟料的矿物组成；（6）水泥物理性质、标准稠度、凝结时间、安定性检测：要求掌握水泥的比表面积、细度、标准稠度、凝结时间安定性等测试方法；（7）水泥水化特性分析：要求掌握水泥水化热测试方法、显微镜观察水化产物的形貌、XRD测试水化产物的组成；（8）水泥机械强度的测定：要求掌握水泥胶砂制作方法、水泥抗压强度、抗折强度的测量方法。2、混凝土制备与性能测试（选做模块）（1）砂、石性能测试：要求掌握砂、石的级配分析，堆积密度，力学性能，含泥量以及碱骨料反应的测试方法；（2）矿物

9、外加剂性能测试：要求掌握粉煤灰、矿渣的化学成分分析、活性、颗粒分析、形貌特征的测试与分析方法；（3）化学外加剂性能测试：要求掌握混凝土减水剂减水率、泌水率、含气量以及压力泌水率的测试方法； （4）混凝土配合比及新拌混凝土性能测试：要求掌握混凝土配合比设计方法及配合比调整，学会新拌混凝土流变学性能以及容重和绝热温升的测试方法；（5）硬化混凝土力学性能测试：要求掌握硬化混凝土立方体抗压强度、抗折强度、劈拉强度的测试方法；（6）硬化混凝土形变性能测试：要求掌握棱柱体混凝土抗压强度、弹性模量、应力-应变曲线的测试方法；（7）硬化混凝土物理性能测试：要求掌握硬化混凝土的含气量测试方法、抗渗性测试方法；（

10、8）硬化混凝土耐久性能测试：要求选用快冻和慢冻两种方法测定硬化混凝土抗冻性能；混凝土的碱骨料反应测试方法；混凝土抗碳化实验测试方法。3、固体废弃物性能测试及综合利用（选做模块）（1）固体废弃物化学组成测试：要求掌握粉煤灰、矿渣的化学成分测试方法；（2）固体废弃物的物理性质测试：要求粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等的细度、比表面积测试方法；（3）固体废弃物的矿物组成测试：要求掌握粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等的XRD测试原理与方法；（4）固体废弃物的显微结构观察与岩相分析：要求掌握岩相分析光片的制作方法；掌握偏光、反光显微镜下粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等的形貌与岩相观察方法；（5）固体废弃物作为水泥混合材实验：要

11、求掌握各种掺有混合材的通用硅酸盐水泥的混合材掺量及其制备方法、性能测试方法；（5）固体废弃物作为混凝土矿物掺合料实验：要求掌握掺有粉煤灰等矿物掺合料的混凝土配合比设计方法，新拌混凝土性能测试方法等；（7）固体废弃物制备墙体材料：要求掌握粉煤灰砖的制备工艺与过程，掌握压制成型方法、掌握蒸压养护方法，了解粉煤灰的力学性能测试；（8）固体废弃物制备新型墙板：要求掌握脱硫石膏制备加气砌块的工艺与过程，掌握板材的性能测试方法；4、混凝土结构无损检测与加固（选做模块）（1）回弹法测试混凝土强度：要求掌握回弹测试混凝土强度原理和方法；（2）超声法测试混凝土强度：要求掌握超声测试混凝土强度原理和方法；（3）超

12、声回弹综合法测试混凝土强度：要求掌握超声回弹综合测试混凝土强度原理和方法；（4）超声法、红外成像无损测试混凝土裂缝及缺陷：要求掌握超声法、红外成像混凝土裂缝及缺陷的无损测试方法；（5）交流阻抗谱法、电阻法检测盐离子含有量和钢筋腐蚀量：要求掌握交流阻抗谱法、电阻法测试方法；（6）红外热像法检测混凝土芯柱浇筑质量：要求掌握红外热像法检测混凝土质量方法；（7）碳纤维加固混凝土梁、板：要求掌握碳纤维单面、侧面加固混凝土梁、板的力学性能测试；（8）钢板加固混凝土梁、板：要求掌握钢板底面加固混凝土梁、板的力学性能测试方法；六、实验课程考核和成绩评定方式每个实验项目根据比例（实验预习20%，实验动手能力30%，出勤情况10%，实验报告40%）分别给出实验成绩，采用五级制记入总成绩，不进行考试。七、实验教材、指导书和参考文