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《工程材料与检测》教学大纲

《工程材料与检测》教学大纲

编辑:jimjiang   更新时间:2009/12/23    点击数:

《工程材料与检测》教学大纲

一、本课程的性质、地位、作用以及与其它课程的联系和分工

工程材料与检测又叫建筑材料学,是土建类专业的一门必修的技术基础课,并兼有专业课的性质。主要研究建筑工程中所用材料的建筑性质和应用问题。内容包括理论部分和实验部分。理论部分要求对常用的建筑材料掌握三个方面的问题:第一是建筑材料的组成;第二是其性质,主要指的是物理的、力学的、化学的性质;第三是建筑材料的应用,包括如何使用、如何保管以及如何防护等问题。实验课是本课程的重要教学环节,其目的是为了进一步了解材料的性能和掌握试验方法,培养科学研究能力以及严谨的科学态度。

工程材料与检测是一门理论性和和实践性均较强的课程,同时它又与建筑、结构、施工等知识领域密切相关。为此,本书在讲清材料特性的同时,尽量与工程实践相结合。

二、本课程的教育目标

本课程教育目标是使学生通过学习,获得建筑材料的基础知识,掌握建筑材料的技术性能和应用方法及有关建筑材料试验检测的技能,同时对建筑材料的储运和保护也有所了解,以便在今后的工作实践中能正确选择与合理使用建筑材料。亦为进一步学习其它专业课程打下基础。

三、教学内容和基本要求及教学重点与难点(具体学时详见学时分配表):

 

(一)教学要求

通过本章的学习,使学生对建筑材料的定义和分类、建筑材料在建筑工程中的地位以及建筑材料的现状和发展趋势有所了解,并能掌握绿色建材的基本概念及特点,明确本课程的学习目的与学习方法。

(二)教学内容

本章阐明建筑材料的定义和分类;介绍建筑材料在建筑工程中的地位以及建筑材料的现状和发展趋势;绿色建材的基本概念及特点;并说明本课程的教学目的与学习方法。

(三)教学重点与难点

重点内容是建筑材料的定义和分类以及建筑材料科学的发展趋势、本课程的目的及基本要求。

难点是绿色建材的基本概念及特点。

(四)计划学时   1学时

   第一章  建筑材料的基本性质

(一)教学要求

本章为全书重点之一。在讨论具体性质之前,要求同学理解不同材料,在建筑物中的功用不同,所处环境不同,对其性质的要求也不同。本章所讨论的各种性质都是建筑材料经常要考虑的性质。掌握或了解这些性质的概念(包括定义、表示方法、与其他性质之间的关系,以及实用意义等)对以后讨论各种材料就方便多了。

(二)教学内容

1-1材料的物理性质

为本章的重点。建筑材料在使用上,往往因这些性质考虑不周而造成质量事故。

表示材料物理状态特征的性质有密度、堆\积密度、表观密度、孔隙率及空隙率,各物理指标的概念、计算方法均要求掌握。

对亲水性与憎水性、吸水性、耐水性、抗冻性、抗渗性、导热性及热容量要求掌握或着重了解。

1-2材料的力学性质

以变形性质及强度为重点,着重了解在不同受力方式下的强度,试验条件对强度结果的影响,材料强度与强度等级的关系。

“弹性棋量”并不是教学大纲要求的内容,但了解这些概念,不仅有助于加深对材料力学性质的理解,而且还可以用来说明材料的其它性质。

1-3材料的耐久性

着重了解材料耐久性的概念及评定耐久性的快速试验项目。耐久性的具体内容、影响因素及提高措施等将在有关材料中详细讨论。

(三)教学重点与难点

1-1材料的物理性质

重点内容是密度、堆积密度、表观密度、孔隙率及空隙率,各物理指标的概念、计算方法。

难点是密度、堆积密度、表观密度、孔隙率及空隙率,各物理指标计算方法。

1-2材料的力学性质

重点内容是材料的变形性质及材料强度与强度等级的关系

难点是对材料的变形性质及材料强度的理解。

1-3材料的耐久性

重点内容是耐久性的概念及评定耐久性的快速试验项目。

难点是耐久性的具体内容、影响因素及提高措施。

(四)计划学时    3学时

第二章 石灰  石膏  水玻璃

(一)教学要求

本章是按材料的胶凝性质及其硬化特点划分的。本章的重点是建筑石膏和石灰。

首先要求了解胶凝材料的分类,了解各种无机胶凝材料的硬化条件。

(二)教学内容

2-1石膏

了解生产石膏的原料、原料组成及其它石膏品种。石膏的凝结、硬化过程为主要内容,是理解其它胶凝材料凝结硬化过程的基础,应着重理解。建筑石膏的特性为本节的重点,要求掌握。了解石膏的质量要求、等级划分和用途,其中纸面石膏板应着重了解,其它石膏板只要求一般了解。

2-2石灰

了解石灰的原料与生产。了解石灰的熟化与硬化过程。着重理解过火石灰的危害及陈伏的作用。掌握石灰的特性。了解生石灰的质量要求及等级划分。了解过火石灰与欠火石灰对石灰质量的影响。了解石灰的主要用途及存放条件。

2-3水玻璃

着重了解钠水玻璃的组成、硬化特点、性质及应用。了解水玻璃模数与密度对水玻璃性质的影响。了解氟硅酸钠在水玻璃硬化过程中的作用。

(三)教学重点与难点

2-1石膏

重点内容是石膏的凝结、硬化过程、建筑石膏的特性。

难点是石膏的凝结、硬化过程。

2-2石灰

重点内容是火石灰的危害及陈伏的作用、石灰的特性。

难点是过火石灰与欠火石灰对石灰质量的影响。

2-3水玻璃

重点内容是水玻璃的硬化特点及应用。

难点是水玻璃模数与密度对水玻璃性质的影响。

(四)计划学时   2学时

   第三章  水 泥

(一)教学要求

本章以硅酸盐水泥和掺混合材料的硅酸水泥为重点,是全书重点之一。

通过本章的学习,使学生能正确地选用水泥的品种,能合理地使用,并为学习砼与砂浆打下基础。本章以硅酸盐水泥为重点,在全面了解它的性质的基础上再学习其它品种水泥,如矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等。并将它们各自特性相比较,以便了解这些水泥的性质及应用。

(二)教学内容

3-1硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥

1、硅酸盐水泥的生产过程与硅酸盐水泥熟料的矿物组成

一般了解硅酸盐水泥的生产过程。了解硅酸盐水泥的组成。掌握硅酸盐水泥的矿物组成与特性 ,以及与水泥性能的关系。

2、硅酸盐水泥的凝结硬化

了解硅酸盐水泥的水化凝结硬化过程。着重了解水化产物及水泥石的组成。理解凝结硬化与水泥石性能的关系。理解养护温度、湿度对水泥水化及凝结硬化的影响。掌握硅酸盐水泥的强度发展规律。

3、硅酸盐水泥的技术要求

着重了解硅酸盐水泥的细度、凝结时间、体积安定性、标号等的技术要求及其实用意义。

4、水泥石的腐蚀与防止

着重了解六种典型介质(软水及含硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱的水)对水泥石的腐蚀作用。掌握水泥石受腐蚀的基本原因(内因)。了解防止水泥石腐蚀的措施。

5、硅酸水泥的性质与应用

掌握硅酸盐水泥的性质与应用。理解水化热、抗碳化性对水泥应用的影响。了解硅酸水泥的存放条件。

3-2掺混合材料硅酸盐水泥

1、混合材料

了解混合材料的分类。着重了解活性混合材料的常用品种、活性的来源、活性混合材料激发剂的作用、掺混合材料的硅酸盐水泥的水化特点。

2、掺混合材料硅酸盐水泥

了解矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的组成。了解它们的细度、凝结时间、体积安定性、标号等技术要求。理解掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化速度慢、早期强度低、后期强度高、水化热低、耐腐蚀性较好、适合高温养护等的原因。掌握矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的共性与特性及其应用。

3、复合硅酸盐水泥

了解复合硅酸盐水泥的组成。了解复合硅酸盐水泥的细度、凝结时间、体积安定性、标号等的技术要求。着重了解复合硅酸盐水泥的性质与应用。

3-3其它品种水泥

了解高铝水泥矿物组成与水化硬化特点。着重了解高铝水泥的标号评定、性质、应用。理解高铝水泥水化产物的晶型转变及对高铝水泥强度的不利作用。

了解快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥与彩色硅酸盐水泥、膨胀水泥的组成及硬化特点。

了解快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥与彩色硅酸盐水泥、膨胀水泥的主要技术要求、主要性质与主要应用。

(三)教学重点与难点

3-1硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥

重点内容是硅酸盐水泥的矿物组成与特性;硅酸盐水泥的强度发展规律;硅酸盐水泥的性质与应用。

难点是理解凝结硬化与水泥石性能的关系。理解养护温度、湿度对水泥水化及凝结硬化的影响。水泥石受腐蚀的基本原因(内因)。理解水化热、抗碳化性对水泥应用的影响。

3-2掺混合材料硅酸盐水泥

重点内容是矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的共性与特性及其应用。

难点是理解掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化速度慢、早期强度低、后期强度高、水化热低、耐腐蚀性较好、适合高温养护等的原因

3-3其它品种水泥

重点内容是高铝水泥的标号评定、性质、应用;快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥与彩色硅酸盐水泥、膨胀水泥的主要技术要求、主要性质与主要应用。

难点是高铝水泥水化产物的晶型转变及对高铝水泥强度的不利作用。

(四)计划学时    4学时

第四章 混凝土

(一)教学要求

本章以普通混凝土为主,是全书的重点。阐明混凝土的分类、特点以及对混凝土的基本要求;混凝土的组成材料;混凝土的主要技术性质;普通混凝土配合比设计目的、原理及方法;轻混凝土的概念、特点与应用。

(二)教学内容

4-1概述

了解砼的概念及砼的一般分类。掌握工程中对砼的基本要求及其质量控制环节。掌握砼的四项基本要求是选择砼所用各项材料及进行配合比设计的基本出发点,它贯穿于砼配制全过程,本章各项内容也是以它为核心来安排的,必须时刻牢记。

4-2砼组成材料

一般了解砼的组成概况及砼的特点。了解各组成材料在砼中的作用。

了解水泥品种及标号的选择依据。

了解对砼用细、粗骨料的质量要求:泥、泥块及杂质含量、坚固性、粗骨料的强度及针片状颗粒含量、细骨料的颗粒粗细及级配、粗骨料的最大粒径及级配等。要理解这些质量要求对砼的经济、技术的影响。要求掌握骨料颗粒级配的评定、细骨料的细度模数和粗骨料最大粒径的确定。

了解砼对拌和水的要求。

4-3砼主要技术性质

1、工作性

拌和物的性质是指砼凝结硬化前的性质,主要是和易性。它是砼四项基本要求之一,要求掌握和重点了解。

掌握砼拌和物和易性的涵义。理解和易性对砼质量的影响。了解和易性的2、测定方法。

着重了解影响砼拌和物和易性的主要因素(用水量、水灰比和砂率等与砼配合比有关的参数)。在理解用水量对和易性影响的基础上,了解水灰比的适宜范围。在理解砂率对和易性影响的基础上,掌握合理砂率对配制砼的重要意义。

了解砼拌和物坍落度指标的选定原则。

3、强度

砼强度是砼四项基本要求之一,是砼的最主要性能,是重点学习内容。

掌握立方体抗压强度标准值及强度等级的确定。了解轴心抗压强度和抗拉强度的确定及其立方体抗菌素压强度的大致关系。

掌握影响砼强度的诸因素。特别是牢固掌握水灰比对强度的影响规律。掌握强度经验公式的运用,以及不同龄期砼强度的估算方法。在理解砼强度因素的基础上,掌握提高砼强度的主要措施。

4、变形性质

了解砼变形的类别及产生的原因。着重了解干缩变形的特点、影响因素及其危害。

了解砼在外力作用下的弹塑性变形及弹性模量的确定。了解砼在长期荷载作用下的徐变概念。

5、耐久性

耐久性是砼的四项基本要求之一,它关系到砼的使用年限,故本节也是重点学习内容。

首先要求了解耐久性的概念,它包括哪些性质?着重了解抗渗性与抗冻性的意义、指标及其影响因素。了解碳化作用对砼及钢筋砼性质的影响及碳化速度的影响因素。了解碱-骨料反应的概念及防止措施。掌握提高耐久性的主要措施。除原材料质量及施工质量外,必须重点掌握控制水灰比及保证足够水泥用量对保证砼耐久性的重要作用。

4-4砼配合比设计

明确砼配合比设计的任务、要求及表示方法。掌握砼配合比三个参数(用水量、水灰比、砂率)的确定原则与方法。掌握砼配合比设计方法和整个步骤(包括原材料的选择、施工坍落度的确定、配制强度的确定、计算初步配合比、调整和易性确定基准配合比、检验强度确定试验室配合比和按材料含水率换算成施工配合比),以及配合比设计例题。

(三)教学重点与难点

4-1概述

重点内容是工程中对砼的基本要求及其质量控制环节。

难点是砼的四项基本要求是选择砼所用各项材料及进行配合比设计的基本出发点,它贯穿于砼配制全过程

4-2砼组成材料

重点内容是骨料颗粒级配的评定、细骨料的细度模数和粗骨料最大粒径的确定。

难点是细、粗骨料的质量要求对砼的经济、技术的影响。

4-3砼主要技术性质

重点内容是砼拌和物和易性的涵义、和易性对砼质量的影响;提高砼强度的主要措施水灰比对强度的影响规律,强度经验公式的运用,以及不同龄期砼强度的估算方法;握提高耐久性的主要措施。

难点是合理砂率对配制砼的重要意义;水灰比对强度的影响规律,强度经验公式的运用,以及不同龄期砼强度的估算方法;砼在长期荷载作用下的徐变概念;控制水灰比及保证足够水泥用量对保证砼耐久性的重要作用。

4-4砼配合比设计

重点内容是砼配合比三个参数(用水量、水灰比、砂率)的确定原则与方法;砼配合比设计方法和整个步骤。

难点是配合比三个参数(用水量、水灰比、砂率)的确定原则与方法。

(四)计划学时    8学时

第五章  建筑砂浆

(一)教学要求

首先应认识到砂浆是工地用较大的材料。合理使用砂浆对节约胶凝材料(水泥、石灰)、方便施工、提高工程质量有着重要作用。本章主要介绍砌筑砂浆的组成、主要技术性质及配合比设计;其它砂浆(抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆)的性质及应用。

(二)教学内容

5-1砌筑砂浆

着重了解新拌砂浆和易性(流动性及保水性)的概念及其表示方法。了解砂浆抗压强度与强度等级的规定。掌握影响砂浆强度的因素及强度公式。理解对砌筑砂浆来说,首先应具有良好的和易性。掌握砂浆配合比的确定。

5-2抹面砂浆

了解抹面砂浆的特性及影响抹面砂浆粘结力和变形性能的因素。

5-3装饰砂浆

了解装饰砂浆的组成及应用。

(三)教学重点与难点

5-1砌筑砂浆

重点内容是新拌砂浆和易性(流动性及保水性)的概念及其表示方法;砂浆配合比的确定。

难点是砂浆抗压强度与强度等级的规定;砂浆配合比的确定。

5-2抹面砂浆

重点与难点是抹面砂浆的特性。

5-3装饰砂浆

重点与难点是装饰砂浆的应用。

(四)计划学时   2学时

第六章 建筑钢材

(一)教学内容

本章在介绍一般钢的生产与分类的基础上,阐明建筑用钢的种类;建筑用钢的主要技术性质:包括钢材的力学性能(抗拉强度、冲击韧性、疲劳强度、硬度)和工艺性能(冷弯性能、冷加工性能及时效处理、焊接性能);钢的化学成分对钢的性能的影响;建筑用钢的技术标准与选用;钢材的腐蚀及防腐措施。

(二)教学要求

6-1建筑钢材的分类及技术性质

1、抗拉性能

重点掌握低碳钢受拉时的应力-应变曲线特征,钢材在不同应力范围内抵抗变形的能力。从中明确屈服点σs、抗拉强度σb和伸长率δ等是钢的重要力学性能指标。理解屈服点是设计取值的依据,屈强比反映钢的利用率和安全度,以及伸长率表示钢的塑性等的实用意义。与低碳钢比较,认识高碳钢(硬钢)应力-应变特点及条件屈服点σ0.2表示方法。

2、冲击韧性

表示钢材受动荷载作用时的重要性质。了解冲击韧性的物理意义和表示方法。重点理解低温冷脆性、脆性临界温度、时效及时效敏感性的概念及意义。

3、硬度

了解硬度的概念及布氏硬度的表示方法。

4、冷弯性能

是钢的主要可加工性能(即工艺性能)。应理解一定程度上钢的冷弯性能比伸长率更能反应钢的内部质量和塑性。

5、焊接性能

也是钢的重要工艺性能。了解可焊性的含义及其影响因素。

6-2建筑钢材化学成分对性质的影响

为本章重点。以碳、锰、硅、硫、磷等五个元素为主,要求掌握它们对钢材主要性能的影响。

6-3建筑钢材技术标准及选用

是本章的重点,应该熟悉,以便在工程中合理选用钢材。

1、碳素结构钢

应了解碳素结构钢的牌号表达方法,熟悉技术要求。了解常用牌号Q235的特点,着重了解工程中钢材工作的条件及选用时对钢材的质量要求。

2、低合金钢

了解低合金结构钢牌号的表达方法;着重了解低合金钢性能特点及应用;熟悉低合金钢有多少牌号及常用牌号。

3、钢筋和钢丝

着重了解热轧钢筋的分类及各级钢筋的主要用途;对冷拔低碳钢丝、热处理钢筋、预应力砼用钢丝、钢绞线等,要求了解其特性及用途。

6-4建筑钢材的锈蚀与防止

要求一般了解钢的锈蚀原因及钢材防锈的主要措施。

(三)教学重点与难点

6-1建筑钢材的分类及技术性质

重点内容是低碳钢受拉时的应力-应变曲线特征;钢材的冷加工强化和时交处理。

难点是理解屈服点、屈强比、伸长率的实用意义;低温冷脆性、脆性临界温度、时效及时效敏感性的概念及意义。

6-2建筑钢材化学成分对性质的影响

重点与难点是碳、锰、硅、硫、磷等五个元素对钢材主要性能的影响。

6-3建筑钢材技术标准及选用

重点内容是碳素结构钢、低合金结构钢的牌号表达方法、技术要求;热轧钢筋的分类及各级钢筋的主要用途。

难点是工程中钢材工作的条件及选用时对钢材的质量要求。

6-4建筑钢材的锈蚀与防止

重点内容是钢材防锈的主要措施。

难点是钢的锈蚀原因。

(四)计划学时   2学时

第七章 木材

(一)教学内容

本章介绍木材构造的特点,从木材构造上的不均匀性出发,阐述木材的物理性质、力学性质。同时介绍木材综合利用及其意义、木材的防腐与防火。

(二)教学要求

7-1木材的分类与构造

了解木材两大类树种各自的特点和用途。

了解木材宏观和显微构造的特征。

1、宏观构造

从宏观构造的三个切面(横切面、径切面、弦切面)来认识木材各个部分(树皮、木质部、年轮、髓线、髓心)及其作用。从宏观构造看出木材在构造上的不均匀性。

2、显微构造

从木材显微构造上来认识木材是由细胞组成的,且具有一定功能的组织(管胞、导管、木纤维、髓线等)。应了解木材细胞是由细胞壁和细胞腔组成的,应了解细胞的组成及其对木材性质的影响。

7-2木材的物理力学性质

1、物理性质

了解存在于木材中的三种水分。掌握木材纤维饱和点和平衡含水率的概念及其实用意义。由于木材构造上的不均匀性,即各向异性,因而应了解不同方向上的物理性能的差别,如湿胀干缩各方向均不相同,从而造成木材的变形、翘曲和开裂。木材干缩湿胀愈小愈好,这一性能还可以用干缩系数来表示,了解其含义。

2、力学性质

了解工程上常用的几种木材强度及务种强度值之间的大致关系。着重了解木材强度的影响因素。掌握含水率对木材影响的规律,能正确地利用强度含水率的修正公式。了解含水率修正系数的含义。

7-3木材的应用

了解木材综合利用的意义,对具体利用的产品可作一般了解。

7-4木材的防腐与防火

着重了解造成木材腐朽的原因和条件。了解木材干燥和使用时注意通风等措施对防腐的重要作用。

了解木材防火的措施。

(三)教学重点与难点

7-1木材的分类与构造

重点与难点是木材宏观和显微构造的特征。

7-2木材的物理力学性质

重点内容是木材纤维饱和点和平衡含水率的概念及其实用意义;木材强度的影响因素。

难点是木材纤维饱和点和平衡含水率的概念及其实用意义。

7-3木材的应用

重点与难点是了解木材综合利用的意义。

7-4木材的防腐与防火

重点与难点是了解造成木材腐朽的原因和条件;木材防火的措施。

(四)计划学时   2学时




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