建筑材料 第四章 水泥 教案
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水泥教学设计水泥教学设计一、教学背景分析水泥是建筑工程中常用的材料之一,是混凝土构件的主要组成部分。
因此,掌握水泥的特性和使用方法对于学习建筑工程来说是非常重要的。
水泥的教学设计应该着重培养学生的实际操作能力和分析问题的能力。
二、教学目标设定1.知识目标:(1)了解水泥的组成和结构;(2)了解水泥的制备过程;(3)掌握水泥的性能和分类;(4)掌握水泥的质量检测方法;(5)了解水泥的应用领域和使用方法。
2.能力目标:(1)培养学生的实际操作能力,能够正确使用水泥进行建筑施工;(2)培养学生的分析问题和解决问题的能力。
3.情感目标:(1)培养学生对水泥工程的兴趣和热爱;(2)培养学生的团队合作精神和责任感。
三、教学方法1.听课法:通过讲解水泥的基本概念和知识体系,让学生对水泥有一个整体的认识。
2.观摩法:到施工现场观摩水泥的使用方法和施工流程,了解水泥在实际工程中的应用。
3.实践法:通过实际操作水泥,比如制备混凝土试块、制备水泥砂浆等,培养学生的实际操作能力。
4.讨论法:组织学生进行小组讨论,针对水泥在实际施工中遇到的问题进行分析和讨论,寻找解决办法。
5.案例法:引入典型案例,让学生分析解决问题的方法,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
四、教学内容和教学流程1.教学内容(1)水泥的组成和结构(2)水泥的制备过程(3)水泥的性能和分类(4)水泥的质量检测方法(5)水泥的应用领域和使用方法2.教学流程(1)引入:通过引入一些建筑工程中常用的材料,如砖、钢筋等,让学生思考水泥与其他材料的关系,并引出水泥的重要性和作用。
(2)知识讲解:通过讲解水泥的组成和结构,让学生了解水泥的基本原理,为后续的学习打下基础。
(3)实验操作:让学生进行水泥的实验操作,如制备混凝土试块、制备水泥砂浆等,培养学生的实际操作能力。
(4)案例分析:引入一些水泥实际工程中的问题,让学生分析和解决这些问题,并总结经验。
(5)讨论和总结:组织学生进行小组讨论,让学生分享自己的见解和经验,促进学生之间的交流和合作。
第四章混凝土本章提要: 本章主要介绍普通混凝土的组成材料、性能和影响性能的因素,以及配合比的基本设计方法。
另外,还简单介绍了其他种类的混凝土。
第一节混凝土概述一、混凝土的分类混凝土:指胶凝材料、水、天然或人工的粗细骨料,必要时加入化学外加剂和矿物质混合材料,按适当比例配合,经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材。
混凝土的种类很多,分类方法也很多。
(一)、按表观密度分(主要是骨料不同):1、重混凝土:干表观密度大于2600kg/m3的混凝土。
常由高密度骨料重晶石和铁矿石等配制而成。
主要用于辐射屏蔽方面。
2、普通混凝土:干表观密度为2000~2500kg/m3的水泥混凝土。
主要以天然砂、石子和水泥配制而成,是土木工程中最常用的混凝土品种。
3.、轻混凝土:干表观密度小于1950kg/m3的混凝土。
包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土等。
主要用于保温和轻质材料。
(二)、按所用胶凝材料分类:通常根据主要胶凝材料的品种,并以其名称命名,如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。
有时也以加入的特种改性材料命名,如水泥混凝土中掺入钢纤维时,称为钢纤维混凝土;水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。
(三)、按使用功能和特性分类:按使用部位、功能和特性通常可分为:结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等。
(四)、按施工工艺分:泵送混凝土、喷射混凝土、真空脱水混凝土、造壳混凝土(裹砂混凝土)、碾压混凝土、压力灌浆混凝土(预填骨料混凝土)、热拌混凝土、太阳能养护混凝土等多种。
(五)、按掺和料分:粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、磨细高炉矿渣混凝土、纤维混凝土等多种。
(六)、按抗压强度分:低强混凝土(抗压强度小于30Mpa)、中强混凝土(抗压强度30Mpa)和高强混凝土(抗压强度大于等于60Mpa);按每立方米水泥用量又可分为:贫混凝土(水泥用量不亏过170kg)和富混凝土(水泥用量不小于230kg)等。
土木工程材料教案(西南)水泥一、教学目标1. 让学生了解水泥的定义、分类和生产工艺。
2. 使学生掌握水泥的主要技术性质,如凝结时间、强度、耐久性等。
3. 培养学生正确选择和使用水泥的能力。
4. 提高学生对水泥在土木工程中的应用和注意事项的认识。
二、教学内容1. 水泥的定义与分类2. 水泥的生产工艺3. 水泥的主要技术性质4. 水泥的选择与使用5. 水泥在土木工程中的应用及注意事项三、教学方法1. 采用讲授法,讲解水泥的相关概念、分类、生产工艺、技术性质等基本知识。
2. 利用案例分析法,分析水泥在实际工程中的应用和注意事项。
3. 开展小组讨论,让学生分享彼此在实际工程中遇到的水泥问题及解决方法。
4. 利用实验演示法,让学生直观地了解水泥的性能。
四、教学准备1. 教材、课件和参考资料。
2. 水泥样品和相关的实验设备。
3. 实际工程案例。
五、教学过程1. 引入新课:简要介绍水泥在土木工程中的重要性,引发学生对水泥学习的兴趣。
2. 讲解水泥的定义与分类:介绍水泥的定义、分类和生产工艺。
3. 分析水泥的主要技术性质:讲解水泥的凝结时间、强度、耐久性等技术性质。
4. 水泥的选择与使用:讲解如何根据工程需要选择合适的水泥品种和强度等级。
5. 水泥在土木工程中的应用及注意事项:分析水泥在实际工程中的应用,并提出使用注意事项。
6. 案例分析:分享实际工程案例,让学生更好地理解水泥的应用和注意事项。
7. 小组讨论:让学生结合自身经验,讨论在实际工程中遇到的水泥问题及解决方法。
8. 实验演示:安排课后实验,让学生直观地了解水泥的性能。
9. 总结与评价:对本节课的内容进行总结,并对学生的学习情况进行评价。
教学反思:在课后,教师应认真反思本节课的教学效果,针对学生的掌握情况,调整教学方法和策略,以提高学生对水泥知识的理解和应用能力。
关注学生的学习兴趣和需求,不断优化教学内容,提高教学质量。
六、教学评估1. 课堂讲授:评估学生对水泥定义、分类和生产工艺的理解程度。
土木工程材料教案(西南)水泥教学目标:1. 了解水泥的定义、分类和生产过程。
2. 掌握水泥的主要技术性质,包括凝结时间、强度、稳定性等。
3. 了解水泥在土木工程中的应用及注意事项。
教学准备:1. 教材或教学资源:《土木工程材料》、《水泥生产工艺》等。
2. 教学工具:投影仪、幻灯片、视频资料等。
教学内容:第一章:水泥的定义及分类1.1 水泥的定义1.2 水泥的分类1.3 水泥的命名和编号第二章:水泥的生产过程2.1 原料准备2.2 破碎和磨粉2.3 水泥熟料的2.4 水泥的磨制第三章:水泥的主要技术性质3.1 凝结时间3.2 强度3.3 稳定性3.4 其他性质第四章:水泥在土木工程中的应用4.1 混凝土4.2 砂浆4.3 路面铺装4.4 钢筋混凝土第五章:水泥的应用注意事项5.1 水泥的选择5.2 水泥的储存5.3 水泥的运输5.4 水泥的使用教学方法:1. 采用讲授法,讲解水泥的相关概念、性质和应用。
2. 使用幻灯片和视频资料,展示水泥的生产过程和实际应用案例。
3. 进行小组讨论,分享水泥在土木工程中的经验和技术。
教学评估:1. 课堂问答,检查学生对水泥基本概念的理解。
2. 课后作业,巩固学生对水泥技术性质和应用的掌握。
3. 小组讨论,评估学生在实际应用中的问题分析和解决能力。
教学延伸:1. 深入了解其他类型的水泥,如矿渣水泥、火山灰水泥等。
2. 研究水泥在环境友好型混凝土中的应用。
3. 探讨水泥产业的技术创新和发展趋势。
第六章:水泥的凝结时间和强度发展6.1 水泥凝结时间的定义和测定6.2 水泥强度的发展规律6.3 影响水泥凝结和强度的因素第七章:水泥的稳定性及其他性质7.1 水泥的体积稳定性7.2 水泥的耐久性7.3 水泥的环保性能7.4 水泥的燃烧性能第八章:水泥在西南地区气候下的应用8.1 西南地区气候对水泥性能的影响8.2 水泥在高温多湿环境中的应用8.3 水泥在寒冷地区中的应用8.4 水泥在盐雾环境中的应用第九章:水泥混凝土的设计与施工9.1 水泥混凝土的设计原则9.2 水泥混凝土的配合比设计9.3 水泥混凝土的施工工艺9.4 水泥混凝土的质量控制第十章:水泥混凝土的养护与维修10.1 水泥混凝土的养护原理10.2 水泥混凝土的养护方法10.3 水泥混凝土的常见病害及预防10.4 水泥混凝土的维修与加固技术这些章节涵盖了水泥的基本概念、生产过程、技术性质、应用领域以及在特定环境下的使用注意事项。
土木工程材料教案(西南)水泥一、教学目标1. 让学生了解水泥的基本概念、分类和应用领域。
2. 使学生掌握水泥的生产工艺和主要技术性能。
3. 培养学生正确选择和使用水泥的能力。
4. 提高学生对水泥在土木工程中重要作用的认识。
二、教学内容1. 水泥的基本概念及分类1.1 水泥的定义1.2 水泥的分类1.3 水泥的代号及命名规则2. 水泥的生产工艺及原理2.1 生产原料及比例2.2 煅烧工艺2.3 熟料磨细过程3. 水泥的主要技术性能3.1 细度及标准3.2 凝结时间3.3 体积安定性3.4 强度及强度等级3.5 其他性能(如抗渗性、抗碳化性等)4. 水泥的应用领域及选择4.1 水泥的应用领域4.2 水泥选用的原则4.3 常见水泥的适用范围及性能比较三、教学方法1. 采用多媒体教学,结合图片、视频等资料,生动展示水泥的生产工艺及应用场景。
2. 案例分析:选取实际工程案例,分析水泥在其中的作用及选用原则。
3. 课堂讨论:组织学生就水泥选用和使用过程中遇到的问题进行讨论,分享经验。
4. 实践操作:安排学生参观水泥生产线或实验室,实地了解水泥的生产及性能测试过程。
四、教学评估1. 课堂问答:检查学生对水泥基本概念、分类和生产工艺的掌握情况。
2. 案例分析报告:评估学生分析实际工程案例的能力。
3. 小组讨论报告:评估学生在课堂讨论中的参与程度及观点阐述。
4. 实践报告:评估学生对水泥生产及性能测试过程的了解。
五、教学资源1. 教材:土木工程材料及相关教材。
2. 多媒体课件:包括图片、视频等资料。
3. 案例资料:实际工程案例及相关数据。
4. 实验室资源:水泥性能测试设备及实验材料。
5. 网络资源:相关学术论文、技术标准等。
六、教学活动6.1 水泥的包装与储存:介绍水泥的包装要求、标识和储存条件,以确保水泥的质量。
6.2 水泥的运输与施工:讲解水泥在运输过程中的注意事项以及在现场施工中的正确使用方法。
七、水泥的常见问题及解决方法7.1 水泥裂缝:分析水泥裂缝产生的原因,并提出解决方法。
第三章水泥本章提要:本章主要讲述水泥的生产、凝结硬化原理、主要技术性质、特点以及应用。
应了解生产水泥所需原料、生产过程、水泥的凝结硬化过程及机理专用水泥和特种水泥的特点及应用。
熟悉水泥熟料的矿物成分及特性,矿物组成及每种矿物单独在硅酸盐水泥中所起的作用。
掌握硅酸盐水泥及掺混合材料的硅酸盐水泥的主要技术性质、检测方法、特性及应用,采用对比分析的方法掌握它们之间的共性及它们各自的个性,水泥的储存、运输、验收、保管及受潮处理、质量仲裁检验。
通过本章学习,应达到运用水泥特性正确选择水泥品种和强度等级,并对水泥的储存、运输、验收、保管及受潮处理、质量仲裁检验有所了解。
教案首页授课顺序:4学时: 2 日期20 年月日班级第三章水泥第一节 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 合格、不合格、废品性能及应用 优等、一等、合格1、制备 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水泥性能 取 熟料 取矿物成分及含量比例决 决2、定义及代号:P ·Ⅰ:熟料 + 石膏P ·Ⅱ: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 护养:温度、湿度水化速度←凝结硬化速度←强度发展速度 C 3A > C 3S > C 4AF > C 2S ↓ ↓ ↓水化速度:C 3A >C 4AF >C 3S >BC 2SC 3S 在28天内可水化75%,并区别年强度的70—80%,一般说C 3S 含量高水泥质量好。
C 3S 在后期强度高,甚至几十年后仍继续水化。
C 3S 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,C 4AF 水化速度介于C 3A 与C 3S 之间,早期强度类似C 3A ,后期强度类似C 2S ,抗冲击性及抗硫酸盐腐蚀性好。
章节名称 第四章 水泥
授课目标
了解水泥的分类、矿物成分及性能
教学过程设计
新课教学要点
第一节硅酸碱水泥和普通水泥
硅酸盐水泥(波特兰水泥)定义及代号
熟料 →P •Ⅰ 组成 石膏
掺料 (0-5%)石灰石或粒化高炉矿渣→P •Ⅱ (6-15%)混合材料→P ·0
一、硅酸盐水泥的生产
石灰石 原料 粘 土 −−−−→安比例混合磨细
生料−−−→煅烧熟料−−−→磨细
水泥成品(二磨一烧) 铁矿石
石 膏
石灰石 CaO; 粘土Al 2O 3和SiO 2 ;铁矿石 Fe 2O 3 ;石膏 CaSO 4
水泥性能−−−
→取决熟料−−−→取决
矿物成分及含量比例 二、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 护养:温度、湿度 水化速度 凝结硬化速度 强度发展速度 C 3A>C 3S>C 4AF>C 2S
水化热初凝、终凝早期、后期强度
性质C3S C2S C3A C4AF
凝结硬化速度快慢最快较快
水化时放热量高低最高中
高低高早期低、后期高低中强度
发展快慢快较快
水化速度:C3A>C4AF>C3S>C2S
三、凝结硬化过程
调节水泥凝结----适量石膏过少:起不到缓凝作用
过多:水泥腐蚀
水化产物:水化硅酸钙、水化铁酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。
凝结标志着水泥浆市区流动性而具有一定的塑性强度,硬化则表示水泥浆固化后所建立的网状结构具有一定的机械强度。
四、技术性质
决定水泥能否使用的条件:合格品、不合格品、废品
含义、标准、意义(为什么、目的)
过细能耗大、硬化收缩大、易开裂可能性小
1.细度:粗细程度--- 适中不得大于某粒径
过粗能耗小、使用受影响可能性大
*细:表面积↑与水基础面积↑水化反应↑早期强度↑
*国标规定:硅酸盐水泥细度--比表面积大于300m2/kg;
普通水泥细度---0.08mm方孔筛筛余量不得超过10.0%
否则为不合格品
2.标准稠度用水量
--------指水泥拌制成特定的塑性状态(标准稠度)时所需的用水量(以占水泥重量的百分数表示)。
3.凝结时间初凝(不早于45min) 保证搅拌、运输、浇注所需时间;否则为废品。
终凝:决定拆模时间不宜过迟,否则为不合格品。
4.体积安定性:凝结硬化过程中体积变化的均匀性
国标规定:MgO<5.0%;蒸压检验合格,允许至6.0%
SO3<3.5% 否则为废品
5.强度:
6.水化热有利方面----冬季施工;不利方面----大体积混凝土
7.密度和堆积密度
硅酸盐水泥密度:3.1g/cm3;普通水泥:3.1g/cm3;堆积密度:1.3g/cm3。
五、硅酸盐水泥的腐蚀及防护
淡水腐蚀:Ca(OH)2溶析内因:不密实硫酸盐腐蚀:C3A----呈针状晶体硫铝酸钙(水泥杆菌);Ca(OH)2 Ca(OH)2 、C3A
镁盐腐蚀: Ca(OH)2------ 生成无胶凝能力的Mg(OH)2 外因:介质 碳酸腐蚀: Ca(OH)2 其他酸腐蚀:Ca(OH)2 强碱腐蚀: C 3A
1.合理选用水泥 采取的防护措施:※
2.提高水你的密实度
3.加做保护层 六、水泥性能的应用
凝结硬化快→快硬水泥; 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;抗腐蚀性差的→不宜用于侵蚀性质作用的工程。
第二节 混合材料和掺混合材料的硅酸盐水泥
一、混合材料
活 性:粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰。
与Ca(OH)2生成水硬性胶凝材料,改善硅酸盐水泥性能。
非活性:石英砂、石灰石、粘土、废渣。
仅起填充作用。
二、掺混合材料水泥种类
硅酸盐水泥熟料 −−−−−
→粒化高炉矿渣
矿渣水泥 P •S 适 量 的 石 膏 −−−
→火山灰
火山灰水泥 P •P −−−
→粉煤灰粉煤灰泥 P •F 三、技术性质
共性(课本P28)
个性: P •S 耐热性好,干缩性大; P •P 抗渗性好,干缩性大。
P •F 干缩性小,抗裂性好。
四、复合硅酸盐水泥
1.定义及代号:P •C 熟+石+两种或两种以上规定的混合材料(15-50%) 常用水泥的特性(P29-表4-6);常用水泥的选用(P29-表4-7)
2.选用、包装、标志、贮存
选用:环境条件 −−−
→按性能
合理选用:品种、等级 工程特点
验收:品种、数量、质量 贮运及保管
※ 1.防潮、防水
2.不同品种、等级分加贮存
3.贮存期3个月 第三节 其他品种水泥 一、快硬硅酸盐水泥
1.概念:熟料+适量水泥3d −−−−−
→以抗压强度
表示标号的水硬性胶凝材料
标号:325、375、425
2.技术要求:
(1)MgO<5.0%
(2)SO3<4%
(3)细度0.080mm方孔筛筛余<10%
(4)初凝时间不早于45min,终凝时间不迟于10h
(5)体积安定性要求沸煮法检验合格
3.特点:凝结硬化快,早期强度高;抗低温性能好;抗冻性好;与钢筋粘接力好,
对钢筋无侵蚀作用;抗硫酸侵蚀优于普通水泥,抗渗性、耐腐较好。
4.应用:适用于配制早强、高强混凝土;适用于紧急抢修工程、低温施工工程和
高强混凝土预制。
二、膨胀水泥
膨胀水泥比一般水泥多了一种膨胀组分(水化硫铝酸钙),在凝结硬化过程中,膨胀组分使水泥产生一定的膨胀值。
克服了一般水泥产生的收缩。
应用:用于制造防水层和防水混凝土等
三、白色水泥
1.概念:以适当成分的生料烧到部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含
量少的熟料加入适量的石膏,磨细制成的白色水硬性胶凝材料。
煅烧时用---天然气。
(保持白度)
2.技术性质:
(1)细度--0.080mmf方孔筛筛余不得超过10%
(2)初凝>45min/终凝<12h
(3)体积安定性沸煮法必须合格
四、中热水泥和低热水泥
中热材料:C3A质量不得超过6%,C3A不得超过55%
低热材料:矿渣含量20--60%
五、高铝水泥
1.定义:以铝酸钙为主,氧化铝含量约为50%.
2.应用:水化热高,且集中在早起放出,适用于冬季施工;
水化时不析出Ca(OH)2,结构致密具有较好的抗硫酸盐腐蚀性能;
碱液对其腐蚀极强,不得与硅酸盐水泥、石灰的能析出Ca(OH)2的材料
混合使用,以免产生“闪凝”现象,导致无法施工。
课
后
反
思。