《现代混凝土新技术》课程教学大纲

1、现代混凝土新技术教学大纲一、课程基本情况英文名称：New Technology of Modern Concrete课程编号：F091760003016总 学 时：16 讲课学时：16 实践学时：0总 学 分：1课程性质：选修考核方式：考查适用对象：土木工程专业先修课程：土木工程材料、混凝土结构设计原理、土木工程施工参考文献：混凝土新技术，Mario Coiiepardi 著，刘数华、冷发光、李丽华译，中国建材工业出版社，2008.9现代混凝土理论与技术，孙伟，缪昌文著，科学出版社，2016.1现代混凝土科学技术，水中和、魏小胜、王栋民编著，科学出版社，2014.4二、课程目标由于传统混凝土已

2、难于满足现代混凝土结构的多样性与复杂性要求，现代重大基础工程亟需混凝土新技术，因此对混凝土提出了更多、更高、更新的要求。现代混凝土与传统混凝土最大的区别是在组成材料的差异，传统混凝土组成材料是水泥、细集料、粗集料和水，而现代混凝土除了水泥、粗细集料之外，又掺入不同类型与掺量的工业废渣和各种类型与功能的化学外加剂，由此导致了各组分之间在混凝土结构形成过程中的物理、化学与力学间的正负效应交互作用，带来了性能形成过程中的极度复杂性和正负效应间的交叉，导致了混凝土结构和性能形成的极度复杂性。同时，现代混凝土的出现也推动了混凝土理论的发展。本课程的开设目的是让学生了解现代混凝土理论与技术。通过本课程的学

3、习，使学生达到如下课程目标：1.原材料性能方面要求对种类繁多的混凝土原材料点面结合地学习，重点是材料的物理力学性质、化学成分、矿物组成及微观结构等。 支撑毕业要求1-32.复合材料的配合比设计方面要求掌握普通混凝土、轻集料混凝土、高强及高性能混凝土配合比设计方法。 支撑毕业要求3-33.配制技术方面了解采用先进技术改造传统混凝土材料的方法；基于有机无机复合，开发现代混凝土新技术；混凝土性能不能仅关注强度，须重视基于混凝土耐久性（高增韧、高抗裂、高抗渗、高耐蚀）的新技术。 支撑毕业要求3-34.工程应用方面懂得根据工程、结构类型和服役环境等条件，正确选用材料；“背靠理论、面向生产”，解决工程实际

4、应用中的技术难题。 支撑毕业要求6-1表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑课程目标课程目标支撑的毕业要求指标点支撑强度课程目标对应的知识单元课程目标11-3：掌握土木工程专业所需要的专业知识，能够清楚认识建立复杂土木工程问题计算模型（包括数学和力学模型）的基本前提或基本假定，并理解其局限性。中等支撑知识单元一、二课程目标2 3-3：针对复杂土木工程问题的设计和施工方案，能够运用新材料、新工艺、新技术，并体现创新意识。中等支撑知识单元三课程目标33-3：针对复杂土木工程问题的设计和施工方案，能够运用新材料、新工艺、新技术，并体现创新意识。中等支撑知识单元四、五课程目标46-1：能够综合复杂工程

5、影响因素，基于工程标准，对土木工程项目的设计、施工和运行的方案进行比较，并寻求复杂问题的解决方案。中等支撑知识单元六、七三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：水泥材料学 支撑课程目标1（建议4学时）教与学要求：近30年间，混凝土的组成和性质都有很多变化，只有很少一部分的水泥仍是硅酸盐水泥。在欧洲，现代混凝土结构中90%的水泥都是复合水泥，以粉煤灰、矿粉、天然或人工火山灰、硅灰以及其他材料为主，部分取代了硅酸盐水泥。教学目的是让学生了解现代水泥的发展，重点掌握水泥强度的形成机理，具备从微观角度解释材料宏观特性的能力。教与学方法：讲授知识点1 水泥的基本性质主要内容：1.硅酸盐水泥的生

6、产和熟料的组成2.硅酸盐水泥熟料矿物成分的计算3.硅酸盐水泥熟料矿物的形貌4.硅酸盐水泥熟料矿物的特性5.硅酸盐水泥熟料矿物的水化6.水泥浆体的水灰比和孔隙率7.水泥熟料的水化减缩8.硬化水泥浆体的孔隙和孔结构9.水泥石中的液相与体积稳定性10.水泥石的结构与力学性能11.水泥科学的新进展知识点2 水泥对混凝土性能的影响主要内容：1.水泥是混凝土的核心，水泥并不尽相同2.水泥浆体的水灰比和孔隙率定量关系3.水泥石中的液相与体积稳定性4.水泥石的结构与力学性能5.水泥科学的新进展知识点3 水泥技术标准及水化热算法主要内容：1.领会制定水泥标准的必要性2.通过硅酸盐水泥矿物成分的计算确定水泥水化热

7、知识单元二：混凝土外加剂及矿物掺合料 支撑课程目标1（建议2学时）教与学要求：化学外加剂的广泛应用使混凝土技术不断革新，为了配制出高强混凝土或自密实混凝土，水灰比降至0.3，甚至更低。最近减缩剂的应用，特别是结合聚合物纤维或过烧氧化钙膨胀剂，可以使混凝土在缺少水养护的条件下仍不开裂。教学目的是让学生了解现代混凝土中的第四、第五组分对混凝土性能影响程度。重点掌握聚羧酸盐系列高效减水剂的减水机理，以及矿粉、粉煤灰、硅灰等对新拌混凝土及硬化混凝土性能的影响。教与学方法：讲授知识点1 外加剂主要内容：1.混凝土外加剂的定义及作用2.混凝土外加剂的分类3.混凝土外加剂的发展史4.混凝土外加剂的物理化学基

8、础知识5.常用混凝土外加剂（减水剂、防冻剂、引气剂）的作用机理、掺量及对混凝土性能的影响 知识点2 矿物掺合料主要内容：1.现代混凝土胶凝材料组分的优化与优配2.矿物掺和料的品种与特性3.磨细矿粉对混凝土性能的影响4.粉煤灰对混凝土性能的影响5.硅灰对混凝土性能的影响知识单元三：高强及高性能混凝土 支撑课程目标2（建议2学时）教与学要求：高强混凝土的应用可以大幅度提高结构或构件的承载能力，减小结构或构件的尺寸和自重，加速模板的周转和施工进度，适应现代工程结构向大跨、重载、高耸发展的需要；高性能混凝土是一种高填充能力的混凝土，在新拌阶段不需要振捣就能浇筑密实；在水化阶段和硬化阶段早期很少产生裂缝

9、，在硬化阶段后期具有足够的强度和耐久性。因此，这两种混凝土的使用，是混凝土发展的必然趋势。本节的教学目的是让学生了解并掌握混凝土的发展趋势，并能掌握高性能和高强混凝土的技术特点、配制要求。教与学方法：讲授知识点1：高强混凝土主要内容：1.高强混凝土的发展现状2.提高混凝土强度的技术途径3.高强混凝土的不足之处知识点2：高性能混凝土主要内容：1.高性能混凝土的发展现状2.高性能混凝土的配制原理3.高性能混凝土的防火性能4.高性能混凝土的变形性能5.高性能混凝土的耐久性知识单元四：混凝土的耐久性 支撑课程目标3（建议2学时）教与学要求：强度和耐久性能是混凝土结构的重要组成部分。提高混凝土耐久性能的

10、意义在于，提高混凝土结构的设计使用寿命年限，降低维修成本。本节的教学目的是让学生了解混凝土耐久性能的概念及混凝土耐久性所包含的主要内容（如混凝土的碳化、冻融循环、碱集料反应、盐害（氯离子渗透）等），提高混凝土耐久性能的重要性。教与学方法：讲授知识点1：混凝土的耐久性主要内容：1.混凝土耐久性能的定义及提高耐久性能的意义2.混凝土耐久性能的主要内容3.影响混凝土耐久性能的主要因素4.提高混凝土耐久性能的措施知识点2：耐久性损伤机理主要内容：1.混凝土的碳化机理、抗冻机理；混凝土盐害对钢筋锈蚀机理2.混凝土耐久性设计理论3.现代混凝土材料的耐久性与服役寿命知识单元五：混凝土与裂缝 支撑课程目标3（

11、建议2学时）教与学要求：在混凝土构筑物产生的裂缝，一方面会使钢筋锈蚀导致承载能力的下降；混凝土结构的水密性、气密性下降；有可能产生过大的变形会影响正常的使用功能及美观。本节的教学目的是引起同学们对混凝土产生裂缝现象的高度重视，并掌握混凝土结构在正常使用状态下的裂缝控制方法。教与学方法：讲授知识点1：原材料引起的混凝土裂缝主要内容：1.水泥异常凝结产生裂缝2.水泥异常膨胀产生的裂缝3.水泥水化热产生的裂缝4.骨料中黏土矿物引起的裂缝5.沉降引起的裂缝知识点2：养护等引起的混凝土裂缝主要内容：1.冷结引起的裂缝2.冻害引起的裂缝3.早期收缩引起的裂缝4.早期冻害引起的裂缝5.干燥收缩引起的裂缝知识

12、单元六：混凝土新技术在工程中的应用 支撑课程目标4（建议2学时）教与学要求：新材料、新工艺突飞猛进的今天，建筑用混凝土材料也在时刻发生变化。本章重点了解混凝土用新材料、新工艺在现代大型工程中的应用情况及特点。教与学方法：讲授知识点1：新技术在重大工程中的应用主要内容：1. 混凝土新技术在三峡大坝工程中的应用2. 混凝土新技术在上海金茂大厦工程中的应用3. 混凝土新技术在迪拜塔工程中的应用4. 混凝土新技术在台北101大厦工程中的应用知识单元七：混凝土质量事故与处理 支撑课程目标4（建议2学时）教与学要求：本节的教学目的是让学生了解混凝土质量事故引起的严重危害性及发生混凝土质量事故的原因，了解常见混凝土质量事故的处理方法。教与学方法：讲授知识点1：典型工程事故解析 主要内容：1. 重庆綦江虹桥垮塌事故案例2. 混凝土工程质量事故原因分析（原材料问题、混凝土配合比问题、施工工艺问题）3. 混凝土工程质量事故案例分析及处理方法四、实践教学环节