《建筑材料与检测》教案

柳州铁道职业技术学院教师备课教案首页授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术509铁道工程技术62教学目的通过学习工程材料概论，了解工程材料的定义及分类，掌握工程教学重点工程材料在工程建设中的地位教学难点材料产品的标准课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图教学过程无如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法程任务，提出问题引导学生的兴发学生学习兴教学重点点名考勤：讲授新课：第一章工程材料的基本知识第一节工程材料概论1.1、工程材料及其分类1、工程材料：土木建筑工程中所使用的各种材料及其制①土木工程材料是人类建造活动所用一切材料的总称。③土木工程材料包括了迄今已发现和发明的所有材思考：1.你们知道哪些土木工程材料?2.最古老的土木工程材料是哪些?天然石材；天然植物：木材、茅草；粘土及其制品；动物的毛发与制胶等；石灰3.什么是今天用量最大、用途最广的土木工程材料?钢材、混凝土；钢—混凝土复合材料；砖一混凝土复合材料；高分子及其复合材料2、分类：根据化学成分：无机材料、有机材料、复合材料；无机材料分为金属材料、非金属材料根据来源分类：天然材料、人工材料根据建筑功能：承重材料、防水材料、装饰材料、隔热保温材料等根据用途分类：结构材料、墙体材料、屋面材料、地面及吊顶材料等1.2、工程材料在工程建设中的地位1、工程材料是工程建设中不可缺少的物质基础任何一项工程建设都需要使用工程材料。随着工程建设的进要及时地提供数量充足、质量良好、品种齐全的各种材料，才能保证工程建设的顺利进行。2、工程材料直接影响工程质量材料的品种、组成、构造、规格及使用方法都会对工程的结构安举例说明讨论法解释注意互动问答讲述、启发、提问结合。3、工程材料决定着工程造价和经济效益材料费用在工程造价中占有较大的比重，一般占54、新型材料研制和发展将促进工程结构和施工技术的进步土木工程材料的发展历程发展历程大致可分天然材料：人类最初直接从自然界中取材作为土木人工材料：随着人类文明和技术的进步，开始人工合成和制造各种土木工程材料，以满足土木工程发展的需要。如：砖、瓦、陶瓷、玻璃、水泥、金属、高分子材料、复合材料等复合材料：为了满足土木工程结构与功能的要求，又能节约材料、节约资源，最大限度地发挥各种材料的优势，避免其不足，将不同组成与结构的材料复合形成各种复合材料，如玻纤增强塑料、纤维混凝举例：新型建材促进结构工程发展古罗马万神殿，半球穹顶-砖石结构，直径43.5m,重12000吨；波兰世纪大厅，钢混结构，肋形拱顶直径65m,重1500吨；墨西哥饭店，钢混薄壁构件，双曲抛物面薄壳屋盖，直径32m、厚4cm,重仅100吨；德国斯图加特展览厅，玻璃钢结构，双曲抛物面屋盖，直径31m、厚1cm,重25吨；近年出现彩板轻钢仅厚1mm,现场加工成大跨度屋面，重量进一步减轻；建筑膜搭建厚度仅为0.2mm的新型膜结构每平方米重量20Kg。1.3、新型材料的发展方向工程材料随生产力的发展而发展起来的。目前，随经济的发展和社会的进步，人们对自身的生活环境和工作空间的要求越来越好，这就需要不断开发新型工程材料，来满足人们对物质和土木工程材料的发展趋势1、高性能化教学难点发现法掌握课程内容读书指导法发学生学习兴高强、高耐久、高抗渗、高保温等新型高性能土木工程材2、多功能化具有多种功能或智能的土木工程材料。3、工业规模化土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了降低成本、4、生态化为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节能型、环保型和保健型的生态建材。1.4、材料产品的标准1、国家标准—GB,全国范围内统一的标准2、行业标准，包括部级标准和专业标准3、地方标准—DB4、企业标准—QB注意：标准是动态的，发展的，而不是一成不变思考：哪一级标准的要求最高?标准有冲突时怎么办?1.5、本课程的任务和学习方法工程材料课程性质："材料科学"与"土木工程"间的桥梁土木工程：是应用各种工程材料设计、建造各类土木工程的科学技术材料科学：研究材料的组成、结构与性能的关系和材料的制备技术工程材料：以土木工程科学与技术为背景，研究满足建造各种土木工程所需的材料的组成、结构与其工程性能的关系和制备与施工技工程师是做什么的?科学讲分析，它设法去了解自然是什么一科学家的任务；工程要综合，它努力去创造可能的东西一工程师的任务。——Wm.A.Wulf(美国工程院院长)土木工程师的任务是创造!讲授法运用各种设计理论设计各种土木工程的结构和施工方法；应用"土木工程材料"的知识，结合设计要求，合理选择和利用各种工程材料；应用"土木工程材料"的知识，建造或创造各种"土木工程小结：土木工程材料课程特点1、实践性强：接近工程实际，不像基础理论课程那样：对具体的现象或结构进行简化、抽象；土木工程材料品种多、课程内容多为叙述、分析、综合论述各种材料的原料、生产、组成、结构、构造及其对材料性能的影响，根据材料的共性与特性来确定其应用技术(配制、施工、检验、以及运输、储存、维护和经济效益等)。因此，在学习时，应抓住重点、要点，注意思路的整理与发通过自学、作业、面授、答疑、试验等环节，注意基础理论(基理)、基本知识(基知)、基本技能(基技)的学习和掌握。要求：学习土木工程材料，有一个很深的印象，就是要懂得事物的模糊性，不确定的一面。以往的学习，我们总想得到一个确定的(精确的)解。但实际工程远不是这样，我们必须面对不确定性、模糊性问题。希望从建材课开始培养这方面的能力——认识和解决不确定性作业：复习所讲授过的内容柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术509铁道工程技术62课题材料的基本物理性质和力学性质教学目的通过学习材料的物理性质和力学性质、用途，了解材料的组成，重点掌握材料的物理性质和力学性质，为今后教学重点材料物理性质的意义和材料强度的意义教学难点材料孔隙、空隙率和材料力学性质的计算课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图无教学过程如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库柳州铁道职业技术学院教师备课教案讲授法教学重点出学以致用举例分析讲授法点名考勤：复习内容：1、工程材料及其分类2、工程材料在工程建设中的地位3、新型材料的发展方向4、材料产品的标准5、本课程的任务和学习方法讲授新课：第一章工程材料的基本知识第二节材料的基本性质2.1、材料的基本物理性质2.1.1、密度：工程材料在绝对密实下，单位体积的质量。式中：p—密度，g/cm³、kg/m³。m—材料的质量，g、kg。V—材料绝对密实下的体积。cm³、m³。2.1.2、表观密度：工程材料在自然状态下不含开口孔隙单位体积的质量。式中：p—表观密度，g/cm³、kg/m³。m—材料的质量，g、kg。V'一包含少量封闭孔隙而不含开口孔隙体积。cm³、m³。2.1.3、体积密度：工程材料在自然状态下，单位体积的质量。式中：Po—体积密度，g/cm³、kg/m³。m—材料的质量，g、kg。柳州铁道职业技术学院教师备课教案举例说明讨论法解释注意互动问答教学难点讲述、启发、提举例说明讨论法解释注意互动问答讲授法教学重点讲述、启发、提问结合V₀—材料在自然状态下的体积。2.1.4、堆积密度：是粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。式中：p—堆积密度，g/cm³、kg/m³。V一材料在堆积状态下的体积。2.1.5、密实度与孔隙率1、密实度：材料体积内被固体物质充实的程度。2、孔隙率：指材料体积中孔隙体积所占的比例。空隙率与强度等性质的关系，随着孔隙率增大，2.1.6、填充率和空隙率1、填充率：散粒材料堆积体积中颗粒所占的比例。2、空隙率：指散粒材料堆积体积中空隙体积所占的比例。2.2、材料的力学性质2.2.1、强度材料在外力作用下抵抗破坏的能力。材料的强度有：抗压强度、抗拉柳州铁道职业技术学院教师备课教案教学难点举例说明讨论法解释注意互相问答举例说明讨论法答注意补充材料和实际意义发现法强度、抗弯强度、抗剪强度。式中：f一材料的强度。N/mm²。A—试件受力面积，mm²。式中：f一抗弯强度。L—两支点的距离。b、h—试件截面的宽、高。工程材料的度主要取强决于工程材料的成分、结构、构造。种类不同的工程材料，其强度不同。即使是同一类工程材料，由于组成、结构、构造不同，其强度有差异。材料的孔隙率越大，则强度越大部分工程材料根据强度的大小，划分不同的标号、强度等工程材料的强度等级，对掌握材料性能，合理选材，正确进行设计和控制工程质量，具有重大的实际意义。2.2.2、弹性和朔性(一)弹性材料能恢复原来形状的性质。材料弹性变形于荷载成正(二)朔性在外力作用下材料产生朔性变形，在外力取消后，有一部分变形不能恢复，这种性质称为"材料的朔性"。这种不能恢复的变形，为"朔性变形"。2.2.3、脆性与韧性理论联系实际突出学以致用举例分析，注意比较发现法举例分析说明课程任务，引导学生的兴趣2、韧性：可以承受教大变形而不破坏的性2.2.4、硬度和耐磨性2、耐磨性2.2.5、亲水性与憎水性难点1、亲水性材料：材料与水结合，能被水湿的材料。2、吸水性材料在水中吸收水分的性质。吸水性的大小，m—材料干燥下的质量。3、吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质。吸湿性随空气湿度的变化而变化。如果与空气湿度达到平衡时，称为"平4、耐水性5、抗渗性1、密度、表观密度、体积密度、堆积密度；2、密实度与孔隙率；3、填充率和空隙率；4、强度5、弹性和朔性6、脆性与韧性7、硬度和耐磨性8、亲水性与憎水性难点材料的力学性质主要掌握材料的强度计算、意义，了解材料的其他内容。作业：复习所讲授过的内容，P11第6、11题柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术62教学目的通过学习石材的组成，重点掌握石材的选用、用途，了解工程上常见的各类石材及其应用，以便在以后的实际工作中能加以正确应用。教学重点石材的性质教学难点石材的选用和用途课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图无教学过程如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法出学以致用比较发现法教学重点讲述、启发、提问结合。点名考勤：复习内容：1、强度2、弹性和朔性3、脆性与韧性4、硬度和耐磨性5、亲水性与憎水性难点讲授新课：第二章天然石材1.1、岩石的分类：1、岩浆岩是熔融岩浆在地下或喷出地表后冷凝结晶而成的岩石。物质成分主要是硅酸盐矿物。可分为深成岩、浅成岩、喷出岩、火山2、沉积岩在地表及其附近形成的岩石。分碎屑沉积岩、黏土沉积岩、化学沉积岩、生物化学沉积岩。3、变质岩1.2、工程常用岩石1、常用岩浆岩：花岗岩、辉绿岩、玄武岩、火山凝灰岩2、常用沉积岩：石灰岩、砂岩、碎屑岩1.3、岩石的技术性质密度：规定条件下，单位体积的质量。式中：p₁—岩石密度，g/cm³、kg/m³。m,—岩石矿质实体的质量，g、kg。柳州铁道职业技术学院教师备课教案教学难点举例说明讨论法答举例说明讨论法答V—岩石矿质实体的体积。cm³、m³。孔隙率：指岩石的孔隙体积占总体积的比例。n—岩石的孔隙率；V₀—岩石的孔隙体积；V一岩石的总体积。吸水率：岩石最大吸水质量与烘干岩石质量之比m₁—岩石烘干质量g、kg。m—岩石吸水质量g、kg。2、力学性质强度：岩石受力保持自身不被破坏的极限应力。R—岩石的抗压强度MPaA—试件的截面积mm²1.4、岩石制品2、饰面用岩石制品：大理石板材、花岗石板材3、道路路面用岩石制品：高级铺砌用整齐块石、路面铺砌用半整齐块石、铺砌用不整齐块石、锥形块石4、碎石和卵石小结：作业：复习所讲授过的内容柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术509铁道工程技术62教学目的通过理解石灰的硬化过程，重点掌握石灰的特性。进而了解生石灰、生石灰粉、消石灰粉和石灰膏四者在性能教学重点石灰的特性教学难点石灰的正确应用课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图教学过程无如下讲授法出学以致用比较发现法点名考勤：复习内容：1、岩石的分类2、工程常用岩石3、岩石制品讲授新课：第三章无机胶凝材料3.0、定义无机胶凝材料：水泥、石膏、石灰等。气硬性胶凝材料石膏、石灰等；水硬性胶凝材料各种水泥等。3、特点：水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能!第一节石灰气硬性石灰：粘土杂质含量≤8%的石灰石热分解物及其水化物：生石灰粉：Ca0;熟(消)石灰粉：Ca(OH)₂;石灰膏(浆):Ca(OH)₂、H₂O;讲授法出学以致用教学重点水硬性石灰：粘土杂质含量>8%的石灰石热分解Ca0、活性Si₂0、Al₂0₃等3.1.1、石灰的生产与分类：1、石灰的生产原料：以CaCO₃、MgCO₃为主要成分的天然岩石，如：石灰石、白垩等。石灰的制备：石灰石的热分解反应：制备工艺：岩石→破碎→煅烧→粉磨(消解)煅烧温度较低，时间较短时→欠火石灰煅烧温度较高，时间较长时→过火石灰2、石灰的分类根据石灰中MgO的含量：钙质石灰：Mg0%≤5%镁质石灰：Mg⁰%>5%依据成品加工方法：块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉、石灰浆3.1.2、石灰的熟化生石灰：白色或灰色块状物质，主要成分Ca0、MgO熟化：生石灰加水形成氢氧化钙的过程，熟化时放出热量，体积膨胀方法：分层喷淋法得到消石灰粉通过化灰池加过量水得到石灰浆或石灰膏，必须"陈伏"2周3.1.3、石灰的陈伏陈伏：石灰膏在储灰池中隔绝空气的状态下保存2周以上的过程。目的：消除过火石灰的危害3.1.4、石灰的硬化教学难点讲述、启发、提举例说明讨论法解释注意互动问答讨论法解释注意互动问答1、结晶作用生石灰或熟石灰十水成为Ca(OH)2浆体，浆体中游离水的不断损失，导致Ca(OH)₂结晶，晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网—硬化。2、碳化作用Ca(OH)₂与空气中的CO₂气体反应，在表面形成CaCO₃膜层，提高耐久性。3.1.5、石灰的特性、应用Ca0的含量、C02的含量(欠火石灰)、细度、体积安定性(过火石灰)2、建筑石灰的特性：表观密度较小、浆体的可塑性好、硬化后的强度较低、耐水性差、浆体硬化中容易开裂；过火石灰的危害：与水反应很慢，石灰硬化后再与水反应发生体积膨配制建筑砂浆和石灰乳；配制无熟料水泥：石灰十火山灰活性材料；配制三合土：石灰十粘土+砂十水；作为其它建材制品的原料如：硅酸盐制品、灰砂制品、碳化板等；1、过火石灰有什么危害?应如何消除?2、石灰硬化过程中，为什么容易开裂?使用时应如何避免?作业：复习所讲授过的内容，课后习题P46第3题柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术62课题通用硅酸盐系水泥教学目的通过学习水泥的种类，了解通用硅酸盐系水泥的生产过程，重点掌握通用硅酸盐系水泥的成分。教学重点通用硅酸盐系水泥的成分教学难点通用硅酸盐系水泥的成分课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图教学过程无如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法理论联系实际突出学以致用举例分析，注意比较发现法点名考勤：复习内容：1、过火石灰有什么危害?应如何消除?2、石灰硬化过程中，为什么容易开裂?使用时应如何避免?讲授新课：第三章无机胶凝材料第二节通用硅酸盐系水泥3.2.1、水泥概述2、水泥的分类：根据水泥的主要矿物成分有：硅酸盐系水泥、铝酸盐系水泥、硫铝酸盐系水泥、磷酸盐系水泥等；根据水泥的特性有：膨胀水泥、快硬水泥、低热水泥、抗硫酸盐水泥等；硅酸盐系水泥品种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、掺混合材的硅酸盐水泥、特性硅酸盐水泥。硅酸盐水泥有PI和PⅡ两类，后者含有混合3.2.2、水泥在土木工程中的重要作用：1、水泥是当今产量与用量最大的土木工程材料；2、水泥及其砂浆、混凝土与纤维水泥等水泥基材料普遍用于各种土木工程和钢筋混凝土结构；3、水泥的性能和正确选用对土木工程的功能与质量至关重3.2.3、硅酸盐水泥1、硅酸盐水泥的历史①埃及时代煅烧石膏一金字塔；②希腊与罗马人发明了煅烧石灰石一快硬石灰—砖石结构砂浆；讲授法出学以致用举例说明讨论法答③希腊与罗马人黏土获泥土、石灰与砂—胶凝材料；④罗马人用火山灰、石灰与砂—水硬性胶凝材料—混凝土、砌块；⑤中世纪，该项技术失传，到11世纪建材低到最低点；⑥14世纪后期，石灰技术和火山灰利用再次升起；⑦1759～1759年，英国人JohnSmeaton将石灰与火山灰混合一胶凝材料；;⑧法国的Lesage和Vicat,英国的Frost和Parke,煅烧石灰与粘土混合物—水泥；⑨1824年，英国的砖瓦匠JosephAspdin发明了现代生产硅酸盐水泥的专利技术；⑩1871年，美国宾夕法尼亚，发明世界上第一台回转窑，使水泥生产大规模化。2、定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥(即国外通称的波特兰水泥)。硅质：粘土，(SiO₂、Al₂O₃),占1/3钙质：石灰石、白垩等，(CaO),占2/3铁矿与砂，调节与补充Fe₂O₃与SiO₂5、制造工艺：“两磨一烧”原料经粉磨混合后得到水泥生料，生料经窑内煅烧得到水泥熟料，水泥熟料十石膏(或再十混合材)一起经粉磨混合后得到水泥。3.2.4、硅酸盐水泥的组成1、硅酸盐水泥是由下列物质混合组成的水泥硅酸盐水泥熟料(必要成分)石膏(CaSO₄-2H₂O)(必要成分)讲授法理论联系实际突出学以致用混合材(矿渣或石灰石粉末)2、各物质的作用：熟料：主要胶凝物质，能水化硬化；石膏：调节水泥的凝结时间；混合材：调节水泥的强度等级；主要成分：Ca0(=C),SiO₂(=S),Al₂O₃(=A),Fe₂O₃(=F)少量杂质：Mg0、K₂O、Na₂0、SO₃、P₂O₅等。硅酸盐水泥熟料主要含有四种矿物：硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、5、水泥熟料化学组成与矿物组成的确定方法：水泥熟料中化学成分及其含量直接通过化学分析方法确定；水泥熟料的4种矿物的含量不能直接通过分析方法确定，而是采用1、水泥的种类及主要成分2、通用硅酸盐系水泥的生产柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术62课题通用硅酸盐系水泥教学目的通过学习通用硅酸盐系水泥的凝结硬化过程，掌握影响水泥凝结硬化的因素。教学重点水泥凝结硬化机理；水泥的标准稠度用水量和体积安定性教学难点水泥凝结硬化机理；水泥砂浆的强度课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图无教学过程如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法出学以致用比较发现法点名考勤：复习内容：1、水泥的种类及主要成分2、通用硅酸盐系水泥的生产讲授新课：第三章无机胶凝材料第二节通用硅酸盐系水泥3.2.5、通用硅酸盐系水泥的凝结硬化水泥浆通过水泥熟料矿物的水化反应、浆体的凝结硬化过程变成坚硬固体：凝结——水泥与水混合形成可塑浆体，随着时间推移、可塑性下降，但还不具备强度，此过程即为“凝结”;硬化——随后浆体失去可塑性，强度逐渐增长，形成坚硬固体，这个过程即为"硬化"。水泥浆体转变成坚硬固体的过程是一个复杂的物理化学变化过程。水泥熟料中各种矿物成分与水所发生的水解或水化作用，称为水泥的水化。①水泥与水能发生化学反应——水化反应；②水化反应将结合占水泥质量30%左右的拌和水；③水化反应的产物——水化物能相互凝聚成三向网络结构；④水化反应产物有很大的表面能，而且相互间有很强的次价键力。特征：水泥熟料颗粒中的四种主要矿物同时进行水化反应；其水化反应均是放热反应；水化反应是固一液异相反应。反应速度序列：半水石膏CaSO₄·0.5H20和游离氧化钙Ca0的水化铝酸三钙C₃A的水化讲授法理论联系实际突出学以致用教学重点、难点讲述、启发、提举例说明讨论法解释注意互动问答铁铝酸四钙C₄AF的水化硅酸三钙C₃S的水化硅酸二钙C₂S的水化①铝酸钙C₃A的水化行为在水泥水化早期特别重要②纯C₃A与水反应迅速，生产水化铝酸钙，这一反应导致水泥浆闪凝或假凝，必须避免!③避免闪凝的有效途径——加入石膏CaSO₄·2H₂O,这就是硅酸盐水泥生产中，必须加入石膏与水泥熟料一起粉磨的根本原因!④C₃A与石膏反应首先形成水化硫铝酸钙—钙矾石晶体，并放出大量热，石膏消耗完后，C₃A直接水化形成C₃AH₆(水化铝酸钙);⑤缓凝机理：钙钒石的形成反应速度比纯C₃A的反应慢；在水泥颗粒表面析出钙矾石晶体构成阻碍层，延缓了水泥颗粒的水化，避免闪凝或当水泥颗粒分散在水中，石膏和熟料矿物溶解进入溶液中，液相被各种离子饱和；几分钟内，Ca2+、S04+、Al3+、OH一离子间反应，形成钙钒石；几小时后，Ca(OH)2晶体和硅酸钙水化物C-S-H开始填充原来由水占据、并溶解熟料矿物的空间；几天后，因石膏量不足，钙钒石开始分解，单硫型硫铝酸钙水化物开始形成；水泥浆凝结硬化的物理过程先在固一液界面发生，水化物围绕每颗水泥颗粒未水化的内核区域沉讲授法出学以致用早期水化物在颗粒上形成表面膜层，阻碍了进一步反应——进入潜伏因渗透压或Ca(OH)2的结晶或二者，水化物膜层破裂，导致水化继续迅速进行——进入水化的加速期；随着水化的不断进行，水占据的空间越来越少，水化物越来越多，水化物颗粒逐渐接近，构成较疏松的空间网状结构，水泥浆可塑性降低——凝结；由于水泥内核的继续水化，水化物不断填充结构网中的毛细孔隙，使之越来越致密，空隙越来越少，水化物颗粒间作用增强，导致浆体完全失去可塑性，并产生强度—硬化。2、混合材料参与水化活性混合材料所含活性SiO₂、Al₂O₃与Ca(OH)₂的反应，生成水化3、水泥凝结硬化三阶段溶解→凝结→硬化，硬化后的水泥石结构是由胶体粒子、晶体粒子、孔隙(凝胶孔和毛细孔)及未水化的水泥颗粒组成。4、应用水泥凝结硬化机理分析与解答问题①水泥生产中为什么掺加石膏?C₃A在水中溶解度大，反应很快，引起水泥浆闪凝；水泥的凝结速度取决于水泥浆体中水化物凝胶微粒的聚集，Al3+对凝胶微粒聚集有并减少了溶液中的Al3+浓度，延缓了水泥浆的凝结速度。②为什么水泥硬化后能产生强度?水泥浆体硬化后转变为越来越致密的固体；在浆体硬化过程中，随着水泥矿物的水化，比表面较大的水化物颗粒不断增多，颗粒间相互作用力不断增强，产生的强度越来越高。讲授法出学以致用比较发现法讲授法出学以致用③水泥浆体强度的增长规律是什么?④为什么强度发展与环境温、湿度有关?水泥的水化需要水，如果没有水，水泥的水化就将停止；提高温度可加快水泥的凝结硬化，而降低温度就会减缓水泥的凝结硬化。⑤为什么水泥的储存与运输时应防止受潮?水泥受潮，因表面水化结块，丧失凝胶能力，强度大为降低。3.2.6、水泥凝结硬化的主要影响因素水泥浆的凝结硬化取决于水泥的水化，水泥水化速度是矿物组成及其含量、粉磨细度、温度和水灰比1、水泥熟料的矿物成分C₃S、C₃A含量多，凝结硬化快，反之亦然2、水泥细度细度越小，水化反应越快，凝结硬化越快。3、拌和用水量的影响水灰比一水泥浆体中拌和水量与水泥质量之比(W/C);水灰比越大，需要水化物固相填充的孔隙越多，凝结硬化所需时间越长；水泥石中孔隙越多，强度越低。4、养护条件温度升高10℃,速度加快一倍；温度低于0℃时，水化反应基本停止；保持一定湿度，有利于水泥的水化。5、混合材料掺加混合材，熟料减少，凝结硬化速度减慢。3.2.7、通用硅酸盐系水泥的技术性质(1)密度比较发现法理论联系实际教学教学重点注重实际应用3.05～3.20,混凝土配合比计算时，一般取3.10。为了结构物自重的计算，必须知道水泥的密度。(2)堆积密度1000～1600kg/m3,在工地计算水泥仓库时，一般取1300kg/m3。2、细度(1)定义(2)测量方法筛分析法以80μm方孔筛的筛余量表示；比表面积法以1kg水泥颗粒所具有的总表面积来表示。(3)国标要求硅酸盐水泥的比表面积应大于300m²/kg;普通水泥80μm方孔筛的筛余量不得超过10.0细度不符合要求的水泥为不合格品!(4)问题：为什么需要规定水泥的细度?解答：①水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化；②虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利；③水泥越细，生产能耗越高，成本增加；④水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而降低强3、标准稠度用水量按规定的方法拌制的水泥净浆，在水泥标准稠度测定仪上，试锥(2)标准稠度用水量：是指水泥净浆达到标准稠度时所需要的水量，用水与水泥质量的讲授法理论联系实际突出实际举例说明讨论法解释注意互动问答教学重点讲述、启发、提比来表示。硅酸盐水泥的标准稠度用水泥量一般在21%～(3)问题：标准稠度用水量与什么因素有关?为什么?与水泥细度、水泥矿物组成、混合材掺量等有关。因为水泥颗粒越细，比表面越大，表面吸附水越多；水泥矿物组成和混合材掺量不4、凝结时间凝结时间—水泥加水开始到水泥浆失去流动性，即从可塑性发展初凝时间从水泥加水拌和到水泥浆开始失去可塑性所需的时间；终凝时间从水泥加水拌和到水泥浆完全失去可塑性，并开始具有强(2)测定方法：用标准稠度的水泥净浆，在规定的温湿度下，用凝结时间测定仪(3)国标要求：硅酸盐水泥初凝时间≥45min;终凝时间<390min。(4)国标规定：凡初凝时间不符合规定的水泥为废品；终凝时间不符合规定的水泥为不合格品。为什么?①水泥凝结时间的规定是为了有足够的时间进行施工操作和硬化的混凝土质量；②初凝时间太短，来不及施工，水泥石结构疏松、性能差，水泥无使用价值，即为废品；③终凝时间太长，强度增长缓慢，也会影响施工，即5、体积安定性问结合教学难点突出学以致用①水泥凝结硬化过程中，体积变化是否均匀适当的性质称为体积安定性。②若水泥石的体积变化均匀适当，则水泥的体积安定性良好；③若水泥石发生不均匀体积变化：翘曲、开裂等，则水泥的体积安定性不良。体积安定性不良的水泥为废品!①水泥熟料中含有过多的游离Ca0、Mg0和石膏。因为水泥熟料中的游离Ca0、Mg0都是过烧的。水化速度很慢。在已硬化的水化石中继续与水反应，其固体体积增大1.98%和2.48倍。产生不均匀体积变化，造成水泥石开裂、翘②石膏量过多，在水泥凝结硬化后，会有钙钒石形成，产生膨胀。①试饼法用标准稠度的水泥净浆做成试饼，在水中经恒沸3h后，用肉眼观察没有裂纹，用直尺检查没有弯曲，则体积安定合格，反体积安定性不合格。②雷氏夹法测量雷氏夹中的水泥净浆，经沸煮3h后的膨胀值。该值不大于5.0mm时，则体积安定性合格，否则，为体积安定性不合6、强度(1)检验方法——水泥胶砂强度实验，分别测量抗压强度和抗折强①试件尺寸：40mm×40mm×160mm棱柱体；②胶砂配比：水泥：ISO标准砂：水=1:3:0.5;③振动成型：在频率为2800~3000次/min,振幅0.75mm的振实台上成型。振动时间120s。④试件养护：在20°C±1℃,相对湿度不低于90%的雾室或养护箱中24h,然后问相结合比较发现法讲授法出学以致用脱模在20℃±1°C的水中养护至测试龄期；①将试件从水中取出，先进行抗折强度试验，折断后每截再进行抗压强度试验。受压面积为40×40=1600mm²。②结果计算：抗折强度以三个试件的平均值，抗压强度以六个试件的平均根据3天和28天强度测试结果，将水泥强度划分若干个强度等级(4)水泥强度发展规律①早期增长快，随后逐渐减慢；②28天，基本达到极限强度的80%以上；③在合适的温湿度条件下，强度增长可以持续几十天乃至几十年。(5)问题：为什么水泥强度检验方法要规定试件尺寸、试件配比、养护条件、养护时间等?解答：①水泥胶砂试件的强度与水泥的组成、试件的水灰比和砂灰比、水泥的水化程度，以及试件的大小有关，而水泥的水化程度与养护条件和养护时间有关；②水泥强度检验目的是检验具有确定组成的水泥的强度，因此，为排除其它因素的影响，将这些因素统一规定，以便相互比较。(6)水泥石强度的影响因素影响水泥石强度σ的关键因素是孔隙率P,影响孔隙率的因素均影①水灰比水灰比越大，孔隙率越大，强度越低②水泥组成：熟料矿物、混合材③养护条件：温度、湿度、龄期④水泥细度：水泥颗粒越细，强度发展越快7、水化热(1)概念：问相结合比较发现法问结合水泥的水化是放热反应，放出的热量就是水化热。水泥放热过程可持续很长时间，但大部分在3d内释(3)水化热的益处与危害：水化热有利于水泥的快硬，尤其是在冬天施工，但如果水化热发散不均匀，容易在混凝土中引起裂缝，尤其大体积混凝土更是如(4)水化热和放热速度的影响因素：水泥矿物组成、水泥细度(5)问题：①为什么水泥颗粒越细，水化放热越快?答：水泥矿物的水化反应是放热反应，水泥颗粒越细，水化反应速度越快。②硅酸盐水泥熟料的四种矿物中，哪一种水化热最大?哪一种水化热最小?答：铝酸三钙C₃A水化热最大；硅酸三钙C₃S次之；硅酸二钙C₂S水化热最小。③为什么要限制水泥的不溶物含量和烧失量?答：不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物；烧失量是指水泥经高温灼烧后的质量损失率。这两项指标超标表示水泥中不能水化的杂质含量大，影响水泥硬化后的性能小结：1、水泥凝结硬化机理2、影响水泥凝结硬化的因素作业：课后思考1、水泥凝结硬化速度快，好吗?答：水化加快，放热速率加速，升温并膨胀，凝结硬化形成的微结构体积较疏松，且在随后的降温期间，或受干燥环境作用收缩变形时产生大量微裂缝，致使结构混凝土强度与渗透性(耐久性)受到严重影2、水泥宜在什么条件下凝结硬化?柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术509铁道工程技术62课题通用硅酸盐系水泥的特性与应用教学目的通过学习通用硅酸盐系水泥的特性与应用，掌握通用硅酸盐系水泥的特性与应用；掌握特性水泥与专门水泥的教学重点通用硅酸盐系水泥的特性；特性水泥与专用水泥的特性及应用。教学难点通用硅酸盐系水泥的特性；特性水泥与专用水泥的特性与应用。课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图无教学过程如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法出学以致用比较发现法学点名考勤：复习内容：1、水泥的各项技术性质讲授新课：第三章无机胶凝材料第二节通用硅酸盐系水泥3.2.8、水泥石的腐蚀与防止1、概念：在使用环境中，硅酸盐水泥石受某些腐蚀性介质的作用，其组成和结构会逐渐发生变化或受到损害，导致性能改变、强度下降等。水泥石抵抗这种作用、而保持不变的能力称为其耐腐蚀性。2、导致水泥石腐蚀性破坏的原因：(1)外因：环境中的腐蚀性介质，如：软水；酸、碱、盐的水溶液(2)内因：①水泥石内存在原始裂缝和孔隙，为腐蚀性介质侵入提供了通道；②水泥石内有在某些腐蚀性介质下不稳定的组分，如：Ca(OH)₂,水化铝酸钙等；③腐蚀与毛细孔通道的共同作用，加剧水泥石结构的破坏。(1)软水侵蚀(溶出性侵蚀)①机理：当水泥石处在软水中，软水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，留下孔隙；另一方面，水泥石中游离的钙离子的减少，使钙离子的浓度低于水化物的溶度积，导致水化物分解、溶失和转变，产生大量孔隙。尤其是处于压力水或流水条件下，腐蚀越快。②破坏形式：水化物的分解、溶失，造成水泥石密实度下降，孔缝增多、强度(2)盐类腐蚀讲授法出学以致用①硫酸盐的腐蚀腐蚀机理：硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙。硫酸钙再与水泥石中未水化的铝酸钙反应，生成钙矾石，其体积增加2.22倍，引起②镁盐的腐蚀腐蚀机理：主要是硫酸镁和氯化镁，他们与氢氧化钙反应，生成氢氧化镁和硫酸钙或氯化钙，造成双重腐蚀作用。(3)酸类腐蚀①腐蚀机理：水泥石中的水化物都是碱性化合物，与碳酸、盐酸、硫酸、致水泥石中其它水化物的分解，使腐蚀作用加②破坏形式：溶失性破坏，组成与结构发生很大改变。(4)强碱腐蚀腐蚀机理：氢氧化钠、氢氧化钾等强碱可与水泥石中的铝酸钙矿物或水化物反应，生成可溶性铝酸盐。当介质中强碱浓度较高是，会造成水泥石的严重破坏。4、防止水泥石腐蚀的措施主要针对引起腐蚀破坏的内因采取措施：(1)根据使用环境条件，选用水泥品种，降低水泥石中不稳定组分的含(2)提高水泥石的密实度，减少腐蚀性介质的通道，如降低水灰比、掺加外加剂等；举例说明讨论法答教学重点(3)表面防护处理，堵塞通道如：防腐涂5、问题：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，对水泥的耐腐蚀性有什么作用?答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化学腐蚀和软水腐蚀的能力。因为，化学和软水腐蚀与水泥石中的氢氧化钙密切相6、为了满足土木工程应用的要求，水泥需具备三方面的性(1)物理力学性能：密度、强度、体积稳定性、细度、水化热(2)施工性能：凝结时间、标准稠度用水量(3)耐久性能：软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀、强碱腐蚀3.2.9、硅酸盐水泥的应用和存放问题：1、硅酸盐水泥的适用领域有哪些?不适合的领域有哪些?为什么?2、硅酸盐水泥的性质中哪几项不合格为废品?哪几项不合格为不合格品?废品和不合格品应如何处理?3、施工工地对水泥应如何保管和存放?为什么?3.2.10、掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材硅酸盐水泥的凝结硬化和性能与所掺混合材的种类与掺量密切相关!1、水泥混合材①定义：在水泥生产过程中，为改善性能、调节强度等级所加入的天然或人工矿物材料，均称为水泥混合材料。②种类：活性、非活性两类③作用：在水泥中主要其填充作用，调节强度等级、节省能源、降低(1)非活性混合材①定义：与水泥矿物成分或水化产物不发生化学反应或化学反应很弱教学难点比较发现法②常见的有：磨细石英砂、石灰石粉、粘土、慢冷矿渣(2)活性混合材①定义——具有水化活性的混合材。②活性组分：SiO₂、Al₂O₃③常用品种：粒化高炉矿渣—炼钢铁的废料火山灰质粉末—天然岩石和人工煅烧物粉煤灰一火电厂的废料(3)活性混合材的作用②稀释作用：减少水泥中熟料矿物含量，降低水化热；减少水泥石中Ca(OH)2的含量；3.2.11、活性混合材水泥的共性1、密度较小：2.70～3.102、早期强度较低，后期强度增长率高。3、对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。6、抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。3.2.12、活性混合材水泥的特性保水性差，泌水性大，干缩较大，耐热性较好。2、火山灰水泥：易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩讲述、启发、提理论联系实际突出学以致用举例分析，注意比较发现法理论联系实际教学讲述、启发、提问结合吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密取决于所掺的混合材种类。第三节特性水泥与专用水泥3.3.1、特性水泥特性水泥指其某种性能比较突出的的水泥，有快凝快硬硅酸盐水1、快凝快硬硅酸盐水泥(1)组成特点：熟料中C₃S、C₃A的含量较高，石膏的掺量略大(其中SO₃≤4.0%)。(2)性能特点：水泥的细度较细，凝结硬化快，早期强度增进率高。(3)应用特点：早期强度要求高、紧急抢修、低温施工工程和高等级混凝土预制2、低水化热水泥包括低热、中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥。(1)组成特点：熟料中C₃S、C₃A的含量较低，后一种掺加20~60%的粒化高炉矿渣。(2)性能特点：水化热低，凝结时间较长，中热水泥抗冻性和耐磨性较好。(3)应用特点：适用于大体积混凝土，如大坝水利工程；和要求低水化热、高抗3、抗硫酸盐硅酸盐水泥(1)组成特点：讲授法理论联系实际突出学以致用C₃S、C₃A的含量低，要求C₃S的含量低于50.0~55.0%;C₃A的含量(2)性能特点：具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀能力，抗蚀能力以抗硫酸盐腐蚀系数F来评定。要求F≥0.8。抗硫酸盐腐蚀系数F:将水泥试件在人工配制的硫酸根离子浓度分别为2500mg/L和8000mg/L的硫酸钠溶液中，浸泡6个月后的强度与同时浸泡在饮用水主要用于受硫酸盐腐蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、道路4、铝酸盐水泥铝酸盐水泥是以铝矾土和石灰石为原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制得的一种以铝酸钙为主要矿物成分的(2)铝酸盐水泥主要矿物有：铝酸一钙硅酸二钙七铝酸十二钙二铝酸一钙硅铝酸二钙(3)铝酸盐水泥的水化和硬化①高铝水泥的水化主要是铝酸一钙的水化和水化物的结晶；举例说明讨论法解释注意互动问答教学难点、重点讲述、启发、提问结合问结合③水化反应集中在早期，而且反应速度较快，因此早期强度增长快；④水化物都是晶体，而且稳定性较差，容易发生相互间的转化，因而引起强度降低。(4)铝酸盐水泥技术性质①外观：黄色或黄褐色或灰色；②密度与堆积密度：与硅酸盐水泥相近；③细度：80μm筛余不得超过10%;④凝结时间：初凝≥40min,终凝≤10h;⑤强度：见表3-12。(5)铝酸盐水泥的特点与应用①耐高温性能好，配制耐高温混凝土或砌筑砂浆；②耐硫酸盐腐蚀性能较好，适用于有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；③耐碱性较差，不能用于接触碱溶液的工程；④水化热较大，适用于冬季施工，不适用于大体积混凝土；⑤快硬早强，宜用于紧急抢修工程。⑥高铝水泥有强度倒缩现象，用于工程中应按最低稳定强度设计。3.3.2、专用水泥1、砌筑水泥(1)组成特点：一种或一种以上混合料(50%以上),加适量硅酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成的和易性较好的水硬性胶凝材料。(2)性能特点：(3)使用特点：2、道路硅酸盐水泥(1)组成特点：水泥熟料主要矿物——硅酸钙和铁铝酸钙铁铝酸四钙高，C₄AF的含量≥16.0%。(2)性能特点：初凝时间较长，≥1h;抗折强度高；耐磨性好，磨损率≤3.60kg/m2;抗裂性好，28d干缩率≤0.10%;(3)使用特点：主要用于混凝土路面工程。1、水泥石的腐蚀与防止2、硅酸盐水泥的应用和存放3、掺混合材的硅酸盐水泥4、活性混合材水泥的共性5、活性混合材水泥的特性6、特性水泥和专用水泥作业：复习所讲授过的内容，课后P47第16题。柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术509铁道工程技术6教学目的通过学习混凝土的定义，掌握混凝土的种类及特点。通过学习混凝土的组成材料，重点掌握骨料的情况，掌握砂的级配情况教学重点混凝土的特点；骨料教学难点混凝土的特点；砂的级配课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图教学过程无如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法理论联系实际突出学以致用举例分析，注意比较发现法讲述、启发、提1、特性水泥2、专用水泥第四章混凝土第0节混凝土概述4.0.1、定义：混凝土是由胶结料和骨料混合、通过一定的工艺成型后、硬化而胶结料是无机胶凝材料，或有机胶凝材料或水泥混凝土，通常简称混凝土，是由水泥浆胶结颗粒骨料或骨料构架而成的人造石材—砼。4.0.2、混凝土的种类1、根据表观密度po:(1)普通混凝土(≈2400kg/m3)2、根据用途(功能):(1)普通混凝土；(2)道路混凝土；(3)防水混凝土；(4)耐热混凝土；(5)耐酸混凝土；(6)防辐射混凝土；(7)膨胀混凝土；教学重点、难点讲授法理论联系实际突出学以致用理论联系实际突出学以致用举例分析，注意比较发现法举例说明讨论法解释注意互动问答(1)商品混凝土(2)泵送混凝土(3)喷射混凝土(4)碾压混凝土(5)挤压混凝土(6)压力灌浆混凝土(7)预应力混凝土4.0.3、混凝土的特点1、耐久性能好；2、组分材料来源丰富，经济性好；3、容易成型为任意形状和尺寸的构件；4、可大量利用工业废料；5、可与钢材复合使用；6、性脆易裂，抗拉强度低；7、混凝土生产能耗较低，维护费用少。4.0.4、混凝土理论与技术的历史1、1867年，钢筋混凝土理论；2、1916年，混凝土强度的水灰比理论；3、1925年，水灰比学说和恒定用水量法则；4、1928年，混凝土的收缩与徐变理论，预应力技术；5、20世纪中叶，混凝土减水剂等外加剂技术；6、20世纪90年代，高性能混凝土的概念与技术。4.0.5、土木工程对混凝土的基本要求1、满足混凝土结构设计的强度要求，以保证构筑物能安全地承受各种设计荷载；2、满足混凝土施工所要求的和易性，以便硬化后能得到均匀密实的混讲授法理论联系实际突出学以致用举例分析，注意比较发现法教学重点3、具有与工程环境相适应的耐久性，以保证构筑物在所处环境中服役4、满足经济与生态的要求，能源与资源消耗低、环境负荷少第一节普通混凝土组成材料4.1.1、水泥：依据：工程性质及所处的环境；施工条件；(1)水泥强度的高低应与混凝土的强度相适(2)若用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土，虽然满足强度要求的水泥用量少，但难以满足混凝土的和易性和耐久性的要求，不可取。(3)若用低强度等级水泥配制高强度等级混凝土，满足强度要求的水灰比会很小，其和易性难以满足施工要求，也不可取。4.1.2、骨料：(1)骨料定义①骨料是岩石类材料，廉价的填充材料，节省水泥用量②混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展③传力作用④降低水化热⑤提供耐磨性(2)骨料在土木工程中的应用：水泥混凝土、沥青混凝土、道路基础、铁路道渣、砂浆(3)混凝土中的骨料①经济上；在不影响混凝土性能的条件下，在混凝土中尽可能多出学以致用比较发现法地加入骨料，以降低混凝土的成本；②骨料可提供混凝土很好的稳定性和比水泥石更好的耐久(4)混凝土中骨料的基本要求以减少水泥浆用量；②骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好的粘结力；③含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后期混凝土耐久性的成分；④具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传力作用。(5)骨料的种类①按照骨料粒径粗骨料：粒径大于4.75mm的岩石颗粒，如卵石、碎石细骨料：粒径小于4.75mm的岩石颗粒，如河砂、山砂、海砂②按照骨料的密度普通骨料：堆积密度在1520~1680kg/m3的骨料密度在2500～2700kg/m3轻骨料：堆积密度<1120kg/m3的骨料，如陶粒、煅烧页岩、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、泡沫塑料颗粒等。密度在～1000kg/m3重骨料：堆积密度>2080kg/m3的骨料，如铁矿石、重晶石密度在3500～4000kg/m3(6)骨料的密度、表观密度与堆积密度①密度测量：可用“排液法”直接测量砂、石骨料颗粒的密度，直接测得的密度实际是骨料的表观密度，但由于砂、石的孔隙率小，将此法测得的密度为视密度一密度。大多数天然骨料的视密度为2.4~3.0。②堆积密度测量：砂、石的堆积密度一般用固定体积法测量；砂用5升的体积的质量确定；石用10升体积的质量确定；教学难点比较出学以致用比较发现法③骨料堆积密度取决于颗粒粒径与级配2、细骨料——砂砂的级配情况和粗细程度以筛分析确定。(1)细度模数Mx细度模数表征砂的粗细程度，可以理解为质均粒径，由筛分法测定。细度模数越大，骨料越粗，根据细度模数将砂分特细砂(1.5～0.7)细砂(2.2~1.6);中砂(3.0~2.3)粗砂(3.7~3.1)。(2)级配曲线①级配曲线表示不同粒径砂的颗粒搭配情况；②根据级配曲线分为三个区：I、Ⅱ、IⅢ;③级配间接反映了砂颗粒的堆积密度。(3)问题细度模数相同，级配相同吗?级配相同，细度模数相同吗?细度模数相同，级配不一定相同；但级配相同，细度模数一定相同。3、粗骨料(1)石子的级配有连续级配和间断级配两种：连续级配：要求颗粒尺寸由大到小连续分级，每一级骨料都占有适当比例，这种级配较好；间断级配：人为地剔除骨料中的某些粒级，造成粒级的间断，大粒径(2)骨料的形状：等径颗粒；球形体颗粒：没有菱角和边；多面体颗粒：有菱角和针状颗粒一长度大于颗粒所属的平均粒径的2.4倍；片状颗粒—厚度小于平均粒径的0.4倍。表面粗糙程度；是否有菱角；干净程度等。举例说明讨论法答讲授法程任务，提出问题引导学生的兴4、骨料表面特征与形状对混凝土性能的有何影响?①表面粗糙和针片状颗粒需要更多的水泥浆，影响混凝土的成本。②影响新拌混凝土的和易性，表面光滑且等径颗粒易于流动，而粗糙③影响混凝土中界面区的结合力，粗糙表面骨料与水泥浆的界面结合④影响混凝土的强度骨料表面越粗糙，与水泥浆接触面越大，混凝土强度越高；针片状骨料使混凝土强度低于圆形骨料；大粒径骨料使混凝土强度低于小粒径骨料5、骨料对混凝土强度的影响①对于富水泥浆的混凝土：小粒径骨料可使混凝土强度较高；大粒径可使混凝土强度较低。②对于贫水泥浆的混凝土：大粒径骨料使混凝土强度较高；小粒径骨料使混凝土强度较低；③水灰比越小，骨料粒径对混凝土强度的影响越明显：④混凝土强度随骨料粒径的增大而降低4.1.3、水①一般河水、可饮用水，均可用来配制混凝土；②pH值小于4的以及硫酸盐含量(SO3)超过1%的水不能用于配制混③海水不允许用来配制钢筋混凝土；④含有对水泥水化有害的有机杂质的水不能用来拌制混凝2、水的作用供水泥的水化反应；②剩余水留在混凝土的孔(空)隙中使混凝土中产生孔隙；对防止塑性收缩裂缝与和易性有利；1、混凝土的定义2、混凝土的种类3、混凝土的特点柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术6课题普通混凝土拌合物的性能教学目的通过学习普通混凝土拌合物的性能，了解工作性的概念，重点掌握工作性的测定与评价，影响工作性的因素教学重点工作性的测定与评价，影响工作性的因素教学难点工作性的测定与评价，影响工作性的因素课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图无教学过程如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法理论联系实际突出学以致用举例分析，注意比较发现法点名考勤：复习内容：1、水泥2、砂3、石4、水讲授新课：第四章混凝土第二节普通混凝土拌合物的性能4.2.1、工作性的概念：1、工程施工要求混凝土拌合物具有哪些性能?(1)流动性，便于浇灌与填充模具；(2)均匀性，骨料在水泥浆中分布均匀，水泥颗粒在水中分布均匀；2、良好性能的标志：(1)运输中不易分层离析；(2)浇灌时容易捣实或自密实；(3)成型后表面容易修正。即和易性。混凝土拌合物便于施工并能获得均匀、密实混凝土的一种综合性能，包括：(1)流动性：反映混凝土拌合物在自重或施工机械振捣作用下流动的性能，取决于拌和物的稠度。(2)粘聚性：反映混凝土拌合物的抗离析、分层的性能。(3)保水性：指混凝土拌合物保持水分不易析出的能力。(1)分层离析现象：粗骨料从混凝土的水泥砂浆中分离出来的倾向，与拌和物的粘聚性有关。危害：分层离析将导致硬化后的混凝土产生蜂窝和麻面，讲授法比较发现法理论联系实际突出学以致用(2)泌水现象：混凝土中粗骨料下沉、水分上升直到表面，这种现象叫泌与拌和物的保水性有关。危害：泌水导致混凝土中粗骨料和水平钢筋下方形成水囊和水膜，降低骨料或钢筋与水泥石的粘结力；表面还会形成酥松层等。5、问题?(1)和易性不良的混凝土拌合物，施工后会出现什么情况?答：填充不密实，产生蜂窝、麻面、空洞等缺陷；表面出现疏松层，粗骨料颗粒和水平钢筋的下面会出现水囊或水膜等，界面结构不密实；造成组成不均匀，上层水泥浆多于底层，下层骨料多于上层，表(2)为什么混凝土拌合物会出现和易性不良?答：混凝土拌合物由固相与液相组成，二者的比例不当影响拌合物的和易性；固相与液相的密度相差较大，而且骨料粒径较大，容易在自重作用下，发生层析；4.2.2、工作性的测定与评价2、测定：以测定其流动性为主，辅以对其粘聚性和保水性的观察，然3、GB/T50080—2002规定，混凝土拌合物的和易性用两种流动性指标评价：(1)塑性混凝土的流动性用坍落度或坍落扩展度表示；(2)干硬性混凝土用为维勃稠度表示。4、坍落度试验(1)坍落度的选择(2)坍落度的选择原则：根据施工方法、结构条件和制品要求，并参考经验资料进出学以致用比较发现法行选择，在满足施工和结构条件的情况下，尽量选用较小的坍落度，以节约水泥，提高混凝土质量。5、维勃稠度试验6、问题：(1)为什么坍落度筒法能反映塑性混凝土拌合物的和易性?解答：坍落度反映了拌合物在自重力作用下的流动性；拌和物圆锥体在敲击下，是否崩落反映了粘聚性；拌和物圆锥体下方是否有水泌出，反映了保水性。(2)维勃稠度反映的是混凝土拌和物的什么性能?答：维勃稠度法适用于Dmax小于40mm,维勃稠度在5~30s之间的混凝土拌和物稠度的测量。主要反映了混凝土拌和物在振动力作用下的流动性和充模性。4.2.3、影响和易性的主要因素1、基本原理：拌合物的和易性包括其流动性、粘聚性和保水(1)流动性主要取决于水泥浆量和水泥浆的稠度，水泥浆愈多，流动性愈大，水泥浆愈稠，不利于流动性；(2)拌合物中：骨料的表观密度>水泥浆的表观密度，若骨料向下的重力<颗粒间内摩阻力时，则可避免骨料下沉；(3)内摩阻力与水泥浆的粘度、骨料的表面状态和水泥浆用量有关；(4)拌合物中的水分为自由水和颗粒表面吸附水，自由水的多少取决于用水量和颗粒的总表面积。若用水量较少，总表面积愈大，则保水性(5)颗粒总表面积与骨料级配、砂用量(砂率)和水泥用量及水泥细度等有关。2、具体影响因素：(1)水灰比的影响①水灰比是混凝土拌和物中用水量与水泥用量的比W/C=用水量(W)/水泥用量(C)②水灰比的大小反映水泥浆的稀稠程度(稠度)。出学以致用③在水泥浆用量一定时，增大水灰比，水泥浆变稀，粘聚性降低，颗粒间内摩阻力减小，流动性会有所增大；④但水灰比过大，水泥浆太稀，保水性变差，会导致混凝土拌和物出现泌水现象。(2)水泥浆与骨料的相对用量的影响①水泥浆是混凝土拌和物产生流动的决定因②水泥浆包裹在骨料的表面，在骨料间起润滑作用产生滚珠效应，减小了骨料颗粒间的内摩阻力。所以，水泥浆用量愈多，流动性愈拌和物的坍落度增大，同时还增大了拌和物的粘聚性。③水泥浆用量较小，相对骨料用量较大，水泥浆不足以包裹骨料表面形成润滑层，骨料间的摩擦力较大，拌和物不易流动，坍落度减④问题：水泥浆用量越多越好吗?答：增加水泥浆用量，就增加了骨料表面包裹层的厚度，增大了润滑作用，这有利于拌和物的和易性；但水泥浆过多，超过了骨料表面包裹层所需的量，则不仅使拌和物的流动性无明显增加，而且会出现流淌和泌水现象，同时会造成水泥浆的浪费，是不利的。(3)原材料的影响①水泥的特性水泥品种不同，水泥颗粒的密度不同，当水泥用量相同时，密度较大的水泥，其同样质量的水泥颗粒的数量较小，水泥颗粒的总表面积就小，反之亦然。水泥中混合材粉末颗粒表面特征与水泥颗粒不同，影响颗粒表面水泥颗粒的细度越大，则同样质量的水泥的总表面积越大。当水灰比相同时，水泥颗粒的总表面积越大，则水泥浆的稠度越大，塑性越差。从而影响混凝土拌和物的和易性。②骨料的粒形与级配级配良好的骨料，较大粒径的颗粒堆积的空隙被较小颗粒填充，较小颗粒堆积的空隙被更小颗粒填充，不但使得骨料颗粒堆积的空隙比较发现法率较小，填充在空隙中的水泥浆减少，水泥浆主要包裹在骨料的表而且可以避免骨料颗粒间的连锁，利于骨料的滑动，拌和物流动性较好。当用水量相同时，级配良好的骨料可以增大拌和物的流动性。③外加剂(4)砂率①试验表明：水灰比与用水量一定时，拌和物坍落度先随砂率增加而增大，达到最大值后，又随砂率增加而减小，坍落度最大时的砂率为合理砂率(最优砂率)②问题：为什么存在一个合理含砂率?答：砂率的大小影响了拌合物中骨料的总表面积和空隙的砂浆不足以填满石子颗粒的空隙，润滑作用较小，流动性、粘聚性、保水性均较差；随着砂率增加，砂浆逐渐增多，粗骨料间润滑层逐渐增厚，坍落度会越来越大；③合理砂率的选用原则：粗骨料的Dmax较大，级配较好时，可选用较小砂率；砂的细度模数较小时，砂的总表面积较大，可选用较小砂率；水灰比较小、水泥浆较稠时，可选用较小砂率；流动性要求较大时，需采用较大砂率；掺用引气剂或减水剂时，可适当减小砂率；4.2.4、改善工作性的措施1、采用级配良好的骨料2、采用合理的砂率3、调整水泥浆量4、掺入减水剂小结：1、工作性的概念2、工作性的测定3、影响工作性的因素4、改善工作性的措施作业：复习所讲授过的内容，课后P94第7授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术509铁道工程技术6课题硬化后普通混凝土的性能教学目的通过学习硬化后普通混凝土的性能，掌握混凝土的强度和变形性能、耐久性能教学重点混凝土的强度，耐久性教学难点影响混凝土强度的因素课堂类型及教学方法讲授课教具、挂图教学过程无如下教学重点讲授法出学以致用比较发现法点名考勤：复习内容：1、影响工作性的因素2、改善工作性的措施讲授新课：第四章混凝土第三节硬化后混凝土的性能4.3.1、强度：1、强度：混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、弯曲抗压强度等。选定以立方体抗压强度作为混凝土强度设计和施工质量控制的基准。(1)骨料强度小于水泥石强度，则骨料劈裂破坏；(2)水泥石发生拉伸或剪切破坏；(3)水泥石与骨料的界面之间的粘结破坏。2、混凝土强度(1)混凝土的立方体抗压强度和强度等级立方体抗压强度：制作边长为150mm的立方体试件，在标准条件(20±2℃,相对湿度>95%)下，养护到28天龄期，测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度，以"fcu"表立方体强度标准值：用标准试验方法测得的一组若干个立方体抗压强度值的总体分布中的某一个值，低于该值的百分率不超过5%,该抗压强度值称为立方体抗压强度标准值。以“fcu,k”表示强度等级：根据混凝土立方体强度标准值(MPa)划分的等级，以符号C+混凝土立方体强度标准值(fcu,k)表示。实际强度：将试件在实际工程的温湿度条件下养护28天，测得的立方体试件强度，作为混凝土施工质量控制和验收依(2)混凝土的其他强度标准棱柱体试件，按规定方法成型、标准条件下养护28天，测得的抗举例讲解教学难点讲授法出学以致用压强度为轴心抗压强度，以fc表示；工程结构设计的依据；换算系数与混凝土强度有关，强度越高，系数越小。抗拉强度：做劈裂抗拉试验，用边长为150mm的立方体试件或圆柱体试件，在试件的相对的表面素线上作用均匀分布的压应力，从而在竖向平面内产生均匀拉伸应力。抗拉强度与立方体抗压强度的关系：(3)如何求得立方体抗压强度标准值的?例如：一组试件的立方体抗压强度值分别为32.1,37.5,35.1,38.2,40.2,29.5,43.1,42.3,40.6,30.2,32.5,37.433.8,35.8,36.2,37.9,39.2(MPa),共有20个数据。解：用比较法可得：其抗压强度标准值是30.2MPa;因为20个数据中，小于30.2MPa的只有一个29.5MPa,百分率为5%。3、影响强度的因素(1)水泥强度和水灰比其他条件相同，水泥强度越高，混凝土的强度也提高；一定范围内，水灰比越小(灰水比越大),混凝土的强度也越混凝土强度与水灰比、水泥强度等级和骨料种类的关鲍罗米公式：fcu——混凝土28d抗压强度(MPa)fce——水泥的实测强度(MPa)C/W——灰水比αa、αb——与骨料种类有关的回归系数：对于卵石：aa=0.48;αb=0.33;对于碎石：αa=0.46;αb=0.0(2)骨料质量讲授法出学以致用出学以致用经济上，应尽可能低选用大粒径的粗骨料；大粒径的粗骨料可以降低混凝土的用水量；粗糙表面有利于增加过渡区的粘结强针片状骨料容易引起应力集中，降低混凝土破坏的极限应力，因而降低强度。(3)养护温度和湿度混凝土连续湿养护有利于混凝土强度的发展，湿养护时间越长，混凝土强度越高湿养护的措施：喷洒、水浴、用砂、木屑或薄膜覆盖(4)龄期混凝土强度在最初3~7d增长较快，然后逐渐缓慢下来。(5)施工质量(6)测试条件对混凝土强度影响试件尺寸的影响：试件尺寸越大，混凝土强度测试值越偏低；试件尺寸越小，混凝土强度测试值越偏高；加荷速度：加荷速度越快，测试值越高，反之亦注意：上述因素影响强度试验值，而不是实际混凝土强度!4、提高混凝土强度的措施：(1)提高混凝土强度的措施：4.3.2、变形性能1、干缩性能(1)湿胀干缩变形①定义：湿度变化所引起的混凝土体积变形——湿胀干缩，主要原因是水泥石中的凝胶水和毛细孔水的变化引起的。②水泥石和混凝土的收缩行为：水泥石在水中连续浸泡，产生相当小的连续膨胀；第1次干燥时，收缩最大，其收缩值有部分是不可逆的，即再次吸水不能恢复。试验证明：相对湿度为70%的空气中的收缩值为水中膨胀值的6倍，相比较发现法理论联系实际突出实际③混凝土的湿胀干缩变形重要的是干缩变形，因在约束下的收缩将导(2)干燥收缩的危害①路面板、桥面板、机场道面、停车场等暴露面积大且厚度较小的结构物干缩最为显著;②当混凝土的干燥收缩受到约束时，将导致裂缝，影响混凝土的强度和耐久性。(3)混凝土干缩的影响因素①混凝土组成与配合比混凝土的干缩小于水泥石，因此，骨料体积含量越大，干缩越小：水泥用量：水灰比一定时，水泥用量越多，干缩越大；用水量：水泥用量一定时，用水量越多，干缩越大。水泥种类与细度：细度越细，干缩较大。②良好养护可以减小收缩③构件几何尺寸和形状表面积与体积比值越大，收缩越大；湿度扩散的路径越长，收缩速率越低。2、弹塑性变形骨料和水泥石是弹性体，而混凝土是弹塑性体或粘弹性体，在受压应力作用，既产生弹性变形，又产生塑性变3、徐变在荷载长期作用下，混凝土会发生随时间增加的变形——徐干燥会使徐变增大。例：西太平洋Caroline群岛上的一座桥梁(主跨为241m),由于徐变使跨中向下挠曲，加铺的桥面板进一步加剧徐变，使该桥在建成不到20年后坍塌(1996年)。4.3.3、耐久性混凝土材料在长期使用过程中，抵抗因服役环境外部因素和材料举例讲解问结合内部原因造成的侵蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。例：40年代，盐冻，美国大量混凝土路面受冻融循环侵蚀很快发生剥落；80年代，早期热裂缝，美国等国家大量混凝土桥面板、路面、停车场和港口设施受侵蚀破坏1、混凝土耐久性的主要表现(1)抗蚀性硫酸根离子与混凝土中水泥水化物之间的化学反应，形成有害化合物，而导致混凝土组成和结构的破坏、强度下降、表面剥离硫酸根离子的来源：海水、有机物环境(垃圾、生活污水)、工业最易发生的部位：低温环境下的结构物、潮湿环境下的结构物、(2)抗渗性采用适宜的原材料及良好的生产、浇筑与养护操作，当水泥用量为300～350Kg/m3、水灰比0.45～0.55,制备出28d抗压强度为35~40MPa的混凝土，在大多数环境条件下可以呈现足够低的渗透性和良好的耐久性能。(3)抗冻性方法：用28d龄期、吸水饱和状态下的试件，进行低温冰冻，水中融化循环试验，经过一定循环后测定试件的强度。评价指标：以强度降低不超过25%、质量损失不超过5%时所能承受的最大冻融循环次数N为抗冻指标。(4)抗碳化定义：碳化是指环境中的C02与混凝土水泥石中的Ca(OH)2作用生成碳酸钙和水，从而降低混凝土中碱度的现象。危害：由于碱度的降低，混凝土中的钢筋失去保护膜，引起钢筋锈蚀；影响因素：C02浓度、相对湿度、混凝土的密实度、水泥品种和掺和料等。理论联系实际突出实际(5)碱-骨料反应2、提高混凝土耐久性的措施(1)合理选用水泥(2)改善骨料级配，控制活性骨料(3)控制水泥最大水灰比和最小水泥用量1、混凝土的强度2、影响强度的因素3、提高混凝土强度的措施4、混凝土的变形和耐久性作业：复习所讲授过的内容，课后P96第18题。柳州铁道职业技术学院教师备课教案授课日期授课时数授课班级09铁道工程技术509铁道工程技术62课题混凝土外加剂教学目的通过学习混凝土外加剂的种类及特点，掌握混凝土外加剂的作用教学重点减水剂教学难点减水剂课堂类型及教学方法教具、挂图讲授课无教学过程如下教研室主任签字：年月日任课教师：王善库讲授法出学以致用比较发现法讲授法出学以致用点名考勤：复习内容：1、混凝土的变形性能2、混凝土的耐久性讲授新课：第四章混凝土第四节混凝土外加剂4.4.1、概述：在混凝土拌合过程中掺入的能按要求改善混凝土性能，一般情况下掺量不超过水泥质量5%的材料，称为混凝土外加单纯依靠调节水、水泥和骨料用量，难以解决下列技术问题：用水量与良好和易性间的矛盾；施工操作对凝结时间、放热速度、强度增长的要求；耐久性对低连通孔隙率的要求。外加剂是解决上述问题，改善混凝土性能，以满足工程特殊要求的重要技术途径。按照功能有：(1)改善和易性：减水剂、泵送剂、引气剂等；(2)调节凝结时间：速凝剂、缓凝剂、早强剂等；(3)提高耐久性：引气剂、阻锈剂、防水剂等；(4)其它：防冻剂、泡沫剂、消泡剂等。4.4.2、减水剂减水剂一功能上能在和易性不变时，减少单位用水量；或在单位1、减水剂的作用机理：(1)由于水泥颗粒之间和水泥颗粒与水之间