1、1绵 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 1 2教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题绪论第一章 材料的基本性质 第一节 材料的物理性质教 学目 的绪论部分掌握材料分类及材料标准。第一章 90%以上的内容是需要掌握的，包括各性质的含义、性质与指标间的关系、各性质间的相互关系。 重 点与难 点重点：密度、表观密度、堆积密度的异同点。难点：在体积状态上的区别。教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、练习教学评价结合工程实例提出材料学习的内
2、容及方法，效果比较理想。3绪 论内容：多、乱、杂、需要“记忆”【上至绸缎，下至葱蒜；一看就懂，一学就会，一放就忘】特点： 理解记忆1、本门课程特点 含义方法：知其然，更知其所以然是什么，为什么，怎么样2、建议：（1）笔记记在书上；（2）理解含义在课堂上，即老师讲的内容认真听；（3）培养独立思考，独立分析，独立解决问题的能力；（4）标准化考试以性能及应用为主；（5）中心线性能及应用。3、要求：（1）取消作业，以提问形式代替（限时答完）以应用为主，即书中无直接答案；（2）回答问题时：声音、语言、正确；预习报告；（3）试验：单独记分，试验课 抽查不及格没有资格考试；试验报告。一、建筑材料的定义建筑材
3、料的定义有广义与狭义两种:1. 广义的建筑材料是指建造建筑物和构筑物的所有材料，包括使用的各种原材料、半成品、成品等的总称。 如粘土、铁矿石、石灰石、生石膏等。2. 狭义的建筑材料是指直接构成建筑物和构筑物实体的材料。如混凝土、水泥、石灰、钢筋、粘土砖、玻璃等。 本门课程学习内容狭义的建筑材料。二、建材的发展古：1.古代劳动人民成功的使用建材实例（长城、木塔、文物）2.至今仍是“谜” ：铜车马、金字塔、三角洲。今：1.产业结构落后：研究、制造、应用各自独立 闭门造车。环境污染（空气、人体等）2.材料性能落后 能源浪费一次性未：1.生态、环境、可持续发展2.轻质、高强、多功能43.按指定性设计、
4、生产材料化工产业副产品建材4.各行业间的渗透 河、湖、海清理物建材垃圾、灰渣 建材三、地位1.物质基础：万丈高楼平地起，全靠材料摆积起2.经济基础：50%以上四、分类及标准1.分类：有机、无机、复合国标 行业标 地方标 企业标2.标准： GB、GB/T 即强制性，推荐性。第一章 材料的基本性质第一节 材料的物理性质各项性质的含义与指标 教学目的： 性质与指标之间的关系一、与质量有关性质1.密度：绝对密实状态下，单位体积的质量 2.表观密度：自然状态下，单位体积的质量 相同点： ，不同点：体积，V 0=V1+V，Vm体 积当为散粒材料时：3.积密度：近似密度状态下，单位体积的质量（选学）相同点：
5、m体 积4.堆积密度：自然堆积状态下，单位体积的质量 不同点： V0=V 0+V 容V= V+V 封闭对比= V 0 V 0 VV 空隙 开口孔隙 封闭孔隙 质量 ：1、某标准粘土砖如何计算： 0、 2、某大坝用石材如何计算：、 0 从 m体积计算 测定（方法）5.孔隙率：孔隙所含比例，P= ， P= V孔V V0 VV均为引导、提示学生思考回答5P= 1 0/P+D=1：1、孔隙率的意义即干什么用致密程度2、孔隙率对材料性质的影响 P，？ P， 0？3、孔隙特征 开口，封闭粗大，连通 吸 水 性 强 度抗 冻 性 ，耐 水 性当为散粒材料时： 6.空隙率与填空率：P+ D=1，意义：致密程度
6、， 骨料级配，含砂率。6绵 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 2 7教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题第一节 材料的物理性质第二节 材料的力学性质第三节 材料的耐久性教 学目 的同前，掌握基本性质的含义及相互关系，并运用对比和总结方法提出异同点。 重 点与难 点重点：吸水性、吸湿性、耐水性、抗冻性、导热系数、强度。教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、练习教学评价从理解含义入手，理解公式，即从含义的理解上可直接导出表达式不需死
7、记公式。8二、与水有关的性质一滴水 从外观判断：（1）亲（2）憎 注：界限90从夹角（湿润角）：90 亲 90 憎（1） 某材料 （2） 1、吸水性： 浸水状态下，吸收水分的性质 相同点：吸水吸多少水2、吸湿性：潮湿空气中，吸收水分的性质 不同点：水哪来的？水，空气。指标：吸水性吸水率，率比例分式分子，分母水？吸湿性含水率，率比例分式吸水率 W 质 =m水m干W 体 =V 水 /V0 ， 提示：什么情况下用 W 质 式 W 体 ，例：海绵和砼。含水率，W 含 =m 水 /m 干 ， 问会有体积含水率吗？湿度：前后的某砖和某石如何计算的吸水率和含水率3、耐水性：长期饱和水，不破坏，强度不显著下降
8、的性质 长时间 肯定是有损失哪种强度更合适？拉、压、弯、剪指标：软化系数 K 软= fc 水 /fc 干 （01）K 应用举实例 =1 1。 不变 折减 提 下降 高损失指示：K 软耐水性？若为 K 软= 0.85，说明？ 4、抗冻性：吸水饱和，冻融循环，不破坏，不显暑降低强度 冻坏机理 体积膨胀 90% 强度损失25%（不超过）温度应力 质量损失5% （不超过）如：某砖第 47 次循环后强度损失 20%，质量损失 8%则 F？指标：抗冻等级 Fxx 三、与热有关导热系数入导热性，保温隔热性保温隔热材料如何选 入 =？大，小 热容系数=？大，小第二节 材 料 力 学 性 质一、强度9定义：例某
9、柱在压力下，分别为 1、 2kg至 15kg 裂缝产生。粉笔 则应力=1kg/A，2kg/A强度=15kg/A形式：表 23，注意 ftm=3Fl/2bh2 特定条件下 集中力fc， ft，fv ，ftm 中心矩形二、弹性及塑性 1 尺松紧带 刚买：1 尺 拉 力 1.5 尺 变 形 0.5 尺（弹性变形）弹性3 个月后：1.1 尺 拉 力 1.5 尺 =0.1 尺（塑性变形）塑性0.4 尺（弹性变形）塑性三、脆性及韧性某梁微小裂缝裂缝即而断脆性：无明显塑性变形某钢筋变形，但无裂缝冲击及振动荷载冲击韧性万吨油轮“世界协和号”冷脆性10绵 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCAT
10、IONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 3 11教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题 第二章 气硬性胶凝材料教 学目 的了解石灰、石膏的分类，生产。 掌握石灰、石膏的硬化原理、性能及应用。重 点与难 点重点：石灰、石膏的硬化原理、性能及应用。教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、练习教学评价石灰、石膏、凝结硬化不需要在此章讲得太细，放在水泥部分。12第二章 气 硬 性 胶 凝 材 料教学目的：凝结硬化原理性能及应用水化凝结硬化产生强度发展强度保持强度 水低热 初凝 体积 养护终凝 收缩气硬
11、性胶凝材料：空气水硬性胶凝材料：空气、水第一节 石 灰一、制备CaCO3CaO 过火消除 欠火 二、凝结硬化 1、熟化：CaO + H 2O Ca（OH） 2 + 热 生 熟2、凝结硬化CaO + H2O Ca（OH） 2 结晶： Ca（OH） 2 +CO2CaCO 3 碳化 结晶：里表，碳化：表里使用前：CaO，使用后：Ca（ OH） 2 、CaCO 3三、性能1、可塑性，保水性好 为什么：Ca（OH） 2 ，怎么样：混合砂浆如：MU 10，M 10 混合砂浆 MU10，M 10 水泥 砌体强度0.85含义：下降 15% 改成2、凝结硬化慢为什么：碳化表面 影响 深入碳化影响进一步结晶怎么样
12、：雨季抹灰？3、体积收缩大为什么：水蒸发；怎么样：不能单独使用从上述哪个方面简述气硬性更为合适贮运注意事项：防潮，防水，防火，避免接触易燃易爆13第二节 石 膏一、制备从图 41 注意：同一原料，不同温度、压力不同产品二、凝结硬化CaSO412 H 2OCaSO 42H2O 原理 结晶作用使用前 使用后三、特性1、凝结硬化快为什么：CaSO 412 H 2O 溶解度大，CaSO 42H2O 溶解度小怎么样： 模型石膏医药石膏：打石膏固定建筑工程：如门窗固定2、孔隙率大：表观密度吸湿性强度抗车性保温隔热为什么：理论用水与实际用水的差距理论+施工怎么样：引导学生举例：如墙体材料（轻、吸湿、保湿、白
13、等）3、体积膨胀为什么：1/2 H 2O2 H 2O怎么样：固定、模型4、防火性好为什么：孔隙率，失去结晶水，无水 CaSO4怎么样：隔墙贮藏注意事项：防潮防水、贮存期？过长会怎么样？14绵 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 4 15教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题 第三章 水泥第一节 硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥教 学目 的了解水泥发展史，制备工艺掌握水泥的定义代号，矿物成分及性能 重 点与难 点重点：定义，代号，矿物成分及性能难点：矿物
14、成分的性能教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、练习教学评价从矿物成分特性表上入手。分析水泥有关性质效果很好，如何分析见所示。16第三章 水 泥第一节 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥波特兰水泥 定义及代号，熟料的矿物成分及特性技术性质 合、不、废性能及应用 1、制备 优、一、合 按比例 烧 石膏 磨原料 生料 熟料 水泥“二磨一烧”磨 混 1450 混合化学成分与矿物成分取 取水泥性能决熟料决矿物成分及含量比例2、定义及代号：P：熟料 + 石膏P：熟料 + 石膏+5%的石灰石或粒化高炉矿渣3、熟料的矿物成分及特性 水化凝结硬化产生强度发展强度保护强度 水化热初凝、终凝
15、护养：温度、湿度水化速度凝结硬化速度强度发展速度 C3A C3S C4AF C2S 水化热 初凝、终凝 早期强度、后期强度C3s C2S C3A C4AF凝结硬化速度 快 小 最快 中强度 早期强度高 后期强度 高 对早期强度 贡献 中水化热 大 最小 最大 中抗腐蚀性 中 稍大 小 大干缩 中 小 大 小水化速度：C 3AC 4AFC 3SBC 2SC3S 在 28 天内可水化 75%，并区 别年强度的 7080%，一般说 C3S 含量高水泥质量好。C3S 在后期 强度高，甚至几十年后仍继续水化。C3S 早期 强度发展迅速，但绝对值 不高，以后几乎不在增长，甚至有倒缩，干缩大，抗硫酸盐腐蚀差
16、，C 4AF 水化速度介于 C3A 与 C3S 之间 ，早期 强度类似 C3A，后期强度类似 C2S，抗冲击性及抗硫酸 盐腐蚀性好。石膏适量，过少：起不到缓凝作用，过多：水泥石腐蚀 提示与后面的 联 系17水泥石的结构：A、B、C、D、E。A未水化水泥颗粒；B胶体粒子（CSH 等）； C 晶体粒子（Ca （OH ） 2等）；D毛细孔（毛细孔水）； E凝胶孔C3S、C 2S C3 S3H6 CSH 凝胶水化生成物： a(OH) 2晶体C3AC4AF C3H 晶体CaSO4.2H2OC 3A3SO431H2O思考题（提问）：1、甲、乙厂水泥的特点或差异C3S C2S C3A C4AF甲 56 28
17、 10 6乙 41 42 8 62、制备早强、低水化热水泥时，矿物成分如何的调整？18绵 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 5 19教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题 第三章 水泥第一节 硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥教 学目 的了解水泥技术性质要求的内容。掌握细度，凝结时间，体积安定性，强度四大技术性质含义，标准及意义 重 点与难 点重点：细度，凝结时间，体积安定性，强度教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、练习教学评价结合工程
18、实例，效果很好。如与四大技术性质有关的生产效益（过细） ，工期索赔（终凝） ，冻裂（呼市水暖，根河铁轨） ，强度（混合） 。204、技术性质合格品决定水泥能否使用的条件： 废 品不合格含义、标准、意义（为什么、目的）（1）细度：粗细程度。过细厂家能量消耗大，硬化后干缩大可能性小适中不得大于某粒经限制粗过粗厂家能量消耗小，使用受影响可能性大细：表面积与水接触的面积水化充分，彻底，速度凝结硬化强度发展速度早期强度。初凝：保证必要工序完成所需的时间 时间足够不能过短（2）凝结时间： 过短工序完不成无法施工废品终凝：决定拆模时间 尽可能短不能过长，过长折模延长工期拖延索赔（3）体积安定性：硬化过程中体
19、积变化的稳定性除膨胀水泥外 一般水泥体积均有收缩，但 这些膨胀与收缩 在硬化之前完成。硬化体积变化，稳定（收缩或膨胀）可采用措施预防浆体体积变化，不稳定（收缩和膨胀、变化值不定）无影响 【硬化后体积变化 不稳定】 例：铁轨连接缝宽：呼市冬季水暖（1929） MgO，SO 3 含量超标或沸煮验检不合格安定性不良废品（4）强度标准试件：4040160（ISO 标准砂，水，水泥）胶砂标准条件养护：温度 203，湿度90%等级的确定：令期：3 天，28 天测 fc,fcm ：三折六压以 28 天的 fc 定等级 抗折值取 舍抗压 （5）水化热有利方面：冬季施工不利方面：大体积异常值，波动不能过大21绵
20、 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 6 22教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题水泥石的腐蚀及防止水泥的性能 第二节 混合材料及掺混合材料的硅酸盐水泥教 学目 的了解水泥石腐蚀的外因、内因及防止措施水泥的性能及应用应熟练掌握掌握掺混合材料的水泥与 P、P的差异重 点与难 点重点：性能及应用，差异教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、练习教学评价从腐蚀原因入手，让学生自己总结防止措施从水泥的性能入手，让学生自己分析贮运注意事项从熟
21、料组成比例入手，让学生自己总结差异课堂气氛活跃，需强调点关于泌水性，干缩性等含义很好235、水泥石的腐蚀：软水腐蚀：Ca(OH) 2硫酸盐腐蚀：Ca(OH) 2 C3AH6 内因： Ca(OH)2，C 3AH6镁盐腐蚀：Ca(OH) 2 不密实碳酸：Ca(OH) 2 外因： 介质 一般酸：Ca(OH) 2 强碱：C 3A1、合理选水泥采取的防止措施： 2、提高密实度3、加保护层6、水泥的性能应用凝结硬度大快硬，早期强度高现浇，抗冻性好宜用冬季施工，水化热大大体积不宜。抗腐蚀性（软水，化学）差不宜用于侵蚀性质作用的工程。【补充】 受热温度为 100250时，受游离水（尚存）影响，发生额外水化以及
22、脱水后水泥凝胶体与部分 Ca(OH)2 的结晶，对水泥石起增密作用，水泥石强度将含有所提高。受热 250300，水化物开始脱水，水泥收缩，强度下降。受热达 400600，强度明显下降。7001000， 强度降低很多基至完全破坏，Ca(OH) 2 在 547以后脱水分解成 CaO，如受潮和水作用，引起 CaO 水化膨胀，破坏水泥石，故耐高温性低于高铝水泥第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥一、混合材料活性：潜在水硬性，外加剂下 Ca（OH） 2，石膏，自身溶出的化学成分，生成具有水硬性的化合物；火山灰活性： Ca（OH） 2 和水作用下，活性成分与之反应，生成具有水硬性化合物的性能；非活性：填充、增加
23、产量、降低水化热。注意： 水泥中混合材料与砼中混合材料的作用（如同样是粒化高炉矿渣） 。1、粒化高炉矿渣：CaO、SiO 2、Al 2O3，总量一般在 90%以上。CaO 与 SiO2、 Al2O3 结合水硬性的硅酸钙和铝酸钙。熟料水化产物 Ca（OH） 2 是矿渣的碱性激发剂，解离了玻璃体的结构，使玻璃体中的 Ca 、Al O45-、AL 3+、SiO 44-离子进入溶液，生成新的水化物即水化硅酸盐、铝酸钙，石膏存在时，还生成水化硫铝酸钙等。2、火山灰：SiO 2、Al 2O324SiO2、Al 2O3 与石灰或水泥中析出的（CaOH） 2 反应水硬性的水化产物。3、粉煤灰：SiO 2、Al
24、 2O3、Fe 2O3 总量 70%以上。SiO2、Al 2O3 与 Ca（OH） 2 反应 水化硅酸盐、铝酸钙形态效应：润滑、减水、但影响其它效应的发挥； 三大效应 化学效应：活性；微集料效应：改善孔结构，增加密实度，填充毛细孔玻璃微珠二、掺混合材料的硅酸盐水泥1、普通硅酸盐水泥（1）定义及代号引导学生由下图可知 （2）熟料的矿物成分及特性同 P，P（3）技术性质不同： 细 度：0.08mm10% 含义：由学生分析终凝时间：10h 强 度：等级范围、同等级下早期强度不同。从表中寻找出并从表中分析水泥性能的差异（4）性能及应用：“较”找出“较”的含义定义及代号熟料的矿物成份及性能技术性质性能及
25、应用熟料 石膏 混合材料PP 95% 5% 0P 90% 5% 5%PO 80% 5% 15%PS 25% 5% 70%PP 45% 5% 50%PF 45% 5% 55%PC 45% 5% 50%PL 70% 5% 25%25绵 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 6 26教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题 试验：水泥性能检测教 学目 的明确试验目的掌握基本原理和操作要求重 点与难 点教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、演示
26、教学评价提前预习很好，学生做起来不盲目，但人太多，显得较乱。27绵 阳 职 业 技 术 学 院MIAN YANG VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE教 案科 目 建筑材料 教 师 邓小锋 时 间 2013.8 编 号 7 28教 案 首 页授课顺序 专业及班级1 授课日期课 题 PO，PS，PP，PC ，PL 水泥第三节 其它品种水泥教 学目 的掌握其特性及应用熟悉技术性标准要求的差异了解其它品种水泥 重 点与难 点以 PO、PS 水泥的特性及应用为重点教 具 PPT、便携式音箱等授课类型方法讲述、讲解、练习教学评价应该组织学生自学后，让学生自己上讲台分析异同点，可能会好
27、些。292、矿渣、火山灰、粉煤灰水泥 石膏的作用缓凝激发剂（1）定义及代号，讲授方法同上（2）熟料的矿物成分及特性（3）技术性质，同 PO强度中注意同等级下 3d 的区别（4）性能及就用，共性：与 PI 相反由学生总结（学生动口，教师动于板书）个性：PS 耐热性好，用于高温作用场所（轧钢，铸造）温度达300400热气体通道。PP 抗渗性好、耐水性高（颗粒细，泌水小，能生成较多的 CSH 使水泥石结构密实） 、干缩大（空气中 CO2 使水化硅酸盐凝胶分解成 CaCO3 和 SiO2 粉状混合物，使已硬化水泥石表面发生“起粉”现象）PF 抗裂性好，干缩小、保水性差干3、复合硅酸盐水泥（1）定义及代
28、号：PC 熟 + 石 + 两种或两种以上规定的混合材料（15%50% ）区别：单掺与复掺：复掺后明显提高水泥的性能扩大混合材料品种的使用范围（2）性能及应用基本用 PS，P P，PF ， 但注意：性能与所掺混合材料的品种和性能有关，通过混合材料之间的搭配改善性能，建筑性能好4、石灰石硅酸盐水泥（1）定义及代号：PL 熟+ 石 +石灰石（1025% ） ，比表面积 300/kg 以上，（2）性能及应用特点：细分散的 CaCO3 提供无数晶核，加速 C3S 向溶液迁移，加速水化CaCO 3 与 C3A 反应C 3A，3 CaCO3，32H 2O 和 C3ACaCO3，12H 2O 促进了晶体连生和
29、水泥强度发展，同时由于水泥颗粒表面聚集大量的水化产物，改善了石灰石颗粒的表面状态，有利于与水化 C3S 颗粒之间粘结，增加了水泥石结构的致密性，所以早期强度增进率较高，但水化后期，由于 CaCO3 本身不水化，也不30能像粒化高炉矿渣那样有潜在活性，故对后期强度无贡献，尤其是在石灰石援量较多的情况下，后期强度明显下降。具有和量性好，需水量小，抗渗、抗冻、抗硫酸盐性能好等优点，选用：宜水利农田，地下水中潮湿环境，低层民用建筑基础，垫层砌筑及强度要求不高的水泥制品，不宜用于钢筋砼，干燥环境。三、通用水泥质量等级优等品：国际先进，近 5 年内一等品：国际一般 合格品：国标 四、其它品种 思考题：下列工程宜何种水泥，并说明理由1、现浇梁，板，柱工程2、高炉基础用砼3、蒸汽养护的预制构件4、大体积砼工程（原度为 1.5m 的筏片基础）5、呼市地区冬季施工的砼工程6、海港码头工程7、有抗掺要求的砼工程（蓄水池）8、干燥环境的砼工程9、紧急抢修的军事工程10、设备地脚螺栓固定的细石砼3d 抗压，28d 抗压和终凝时间
