《建筑材料》教学设计教案.docx

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《建筑材料》教学设计教案

建工系

教学设计

课程名称：

建筑材料

课程类型：

理论+实践课

学时：

授课教师：

授课班级：

授课学期：

教材名称：

建筑材料

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

绪论

教学目的

（1）掌握建筑材料的定义

（2）理解建筑材料对建筑工程质量以及工程预算的影响

（3）了解建筑材料的分类

教学重点

建筑材料工程的影响

教学难点

建筑材料的定义

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

3

引入

世界著名的建筑

建筑材料的定义

20

4

讲授内容

1、建筑材料的概念及分类

世界著名的建筑引入建筑材料的定义及分类

10

2、建筑材料对建设工程的影响

分别从建筑材料对建筑工程质量、建筑工程造价及资源消耗分析其对工程的影响

20

3、建筑材料的发展

对建筑材料的历史回顾，展望建筑材料的发展前景

8

4、建筑材料与建筑技术的关系

联系实际分析新型建筑材料的实用对施工技术的影响

10

5、课程学习的目的

课程的定位，课程的意义

10

讨论答疑

提问：

新型建筑材料

学生回答；

老师补充、答疑

5

5

小结

以世界著名的建筑引入课程的内容，对建筑材料进行基本的了解。

5

6

作业

7

教学反思

将传统教学方法与现在多媒体结合，提高学生的学习兴趣。

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

材料的基本物理性质

教学目的

1、理解材料的有关热工性质

2、掌握材料的主要物理性质的含义、影响因素

教学重点

基本物理参数的表达式；与水有关的物理性质的反映意义

教学难点

基本物理参数的表达式；与水有关的物理性质的反映意义

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

高中物理

密度的概念

3

3

引入

密度

密度相关数据的测量

5

4

讲授内容

1、基本物理性质

（一）密度、表观密度、堆积密度

1、密度：

材料在绝对密实状况下单位体积的质量（ρ=m/v）

2、表观密度：

材料在自然状况下单位体积的质量（ρ0=m/v0）

3、堆积密度：

散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量（

）

（二）材料的孔隙率和空隙率

1、孔隙率：

2、空隙率：

25

2、材料与水有关的物理性质

（一）亲水性与憎水性

1、定义

2、反映意义

（二）耐水性

1、定义：

材料在饱和水作用下，强度没有明显降低的性质

2、表示方法：

软化系数Kf

3、影响因素

（三）材料的吸水性与吸湿性

1、吸水性（Wm）：

定义、表示方法、影响因素等

2、吸湿性（Wh）：

（四）材料的抗冻性

1、定义：

材料经受多次冻融循环后，强度没有明显降低、质量没有明显损失的性质

2、表示方法Dn  3、影响因素（孔隙率及特征）

（五）材料的抗渗性

1、定义：

材料能够抵抗压力水渗透的能力

2、表示方法Wn 3、影响因素（孔隙率及特征）

35

3、材料的热工性质

1、导热性

2、热容量

10

讨论答疑

耐燃性和耐火性的区别

学生回答；

老师补充、答疑

5

5

小结

1、材料的基本物理参数的表达式

2、材料与水有关的物理性质的反映意义

5

6

作业

P281、2、4、12

7

教学反思

抽象的概念应该反复讲解，多举实例。

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

材料的力学性质及耐久性

教学目的

1、理解材料有关主要力学性质的表示方法和反映意义；周围环境因素的作用形式

2、掌握材料主要力学性质的表示方法和反映意义；提高耐久性的措施

教学重点

材料主要力学性质的表示方法和反映意义；提高材料耐久性的意义及方法

教学难点

材料主要力学性质的表示方法和反映意义；提高材料耐久性的意义及方法

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

材料的基本物理性质

材料的孔隙

3

3

引入

材料的孔隙

材料空隙对材料基本性质的影响

5

4

讲授内容

1、材料的强度及强度等级

1、定义及表示方法

1）定义：

外力的作用下材料抵抗破坏的能力

2）表示方法：

抗拉～、抗压～、抗折～等

2、影响因素：

1）  孔隙特征     2）含水情况

3）环境温度      4）测试条件

3、强度等级：

生产者和使用者有据可依

4、比强度：

单位体积重量计算的材料强度——轻质、高强材料

10

2、材料的弹性变形、塑性变形和徐变

1、弹性变形：

材料在外荷作用下产生一定的变形，当外力撤除之后变形能恢复

2、塑性变形：

材料在外荷作用产生一定的变形，当外力撤除后，有部分变形不能恢复

3、徐变：

在长期荷载作用下随着时间的延长而慢慢增加的变形

30

3、材料的脆性与韧性

1、脆性：

材料在外力的作用下，当外力达到一定值时，会发生突然的破坏但没有明显的塑性变形

2、韧性：

材料在冲击或振荡荷载的作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏的性质

10

4、材料的硬度与耐磨性

1、 硬度

2、 耐磨性

5

5、材料的耐久性

1、定义：

材料能长久地保持其工作性能

2、经受的环境作用

1） 物理作用

2） 化学作用

3） 生物作用

4） 机械作用

3、提高材料耐久性的意义

1）节约建材

2）延长使用寿命，减少维修费用

4、提高材料耐久性的措施

1）设法减轻大气或周围介质对材料的破坏作用

2）提高材料的密实度

3）增设保护层来保护主体材料免受侵蚀

15

讨论答疑

材料的装饰性

学生回答；

老师补充、答疑

5

5

小结

1、材料主要力学性质的表示方法和反映意义

2、提高材料耐久性的意义及方法

5

6

作业

P288、9、13

7

教学反思

抽象的概念应该反复讲解，多举实例。

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

石灰、石膏

教学目的

1、理解石灰的原料、生产、水化和硬化过程

2、掌握石灰的特性和应用

3、理解石膏的原料和生产

4、掌握石膏的硬化特点及应用

教学重点

石灰的特性和应用；石膏的硬化特点及应用

教学难点

石灰的特性和应用；石膏的硬化特点及应用

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

CaO

CaO的性质和特性

3

3

引入

CaO

CaO的生产反应方程式

5

4

讲授内容

1、概述

1、胶凝材料的定义

2、胶凝材料的分类 

1） 有机胶凝材料、无机胶凝材料

2） 气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料

5

2、石灰的原理和生产

1、原料：

以CaCO3为主要成分的石灰石、白垩等

2、生产：

CaCO3——CaO+CO2

1）钙质石灰、镁质石灰

2）过火石灰、欠火石灰

①欠火石灰：

降低了石灰的利用率

②过火石灰：

熟化速度极慢，抹灰后容易造成墙面产生起包、开裂、隆起现象

处理方法：

让含有过火石灰的石灰在石灰窖中“陈伏”一段时间，让其充分熟化

10

3、石灰的水化和硬化

1、水化：

CaO+H2O——Ca（OH）2+Q

特点：

1）放热 2）伴有体积膨胀

方法：

淋灰

2、硬化：

干燥硬化和碳化硬化

1）干燥硬化：

自由水蒸发Ca（OH）2晶体析出

2）碳化硬化：

Ca（OH）2+CO2——CaCO3+H2O

随着干燥硬化和碳化硬化的不断进行，Ca（OH）2晶体和CaCO3固体逐渐增加，阻止了水分的蒸发和CO2的进入，从而速度是逐渐减慢的

10

4、石灰的特点

1、 保水性好

2、 硬化速度缓慢，强度低

3、 硬化时体积收缩大

4、 耐水性差

5

5、石灰的应用

1、 制作石灰乳涂料和砂浆

2、 制作灰土和三合土

3、 制作硅酸盐制品（蒸压灰砂砖）

4、 加固含水的软土地基

5

6、石灰的保存和运输

要做到防潮、防水

5

7、石膏的原料与生产

1、原料：

天然二水石膏、化工石膏等

2、生产（基于外部条件之差异，相应的品种也有差别）

5

8、石膏的水化与硬化

1、水化：

CaSO4·1/2H2O+1.5H2O——CaSO4·2H2O

2、硬化：

随着水化的进行，浆体逐渐失去可塑性，颗粒间的凝聚力和摩擦力加大，并开始产生结构强度，直至水分完全失去，强度才停止发展

10

9、石膏的特性

上联：

白快膨孔吸热易溶脱

下联：

装水模隔防火避潮热

5

10、建筑石膏的应用

1、 作民用建筑的各种内墙隔板、吊顶板等

2、 室内装饰

3、 制作建筑雕塑

4、 生产水泥、硅酸盐建筑制品

5

讨论答疑

过火石灰的弊端及处理方法

学生回答；

老师补充、答疑

10

5

小结

1、石灰、石膏的水化和硬化过程

2、石灰、石膏的特性和应用

5

6

作业

7

教学反思

动画演示材料的应用

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

水玻璃、菱苦土

教学目的

1、理解菱苦土、水玻璃的原料和生产

2、掌握菱苦土、水玻璃的硬化特点及应用

教学重点

菱苦土、水玻璃的硬化特点及应用

教学难点

菱苦土、水玻璃的硬化特点及应用

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

石灰、石膏

石灰、石膏的特性及生产

3

3

引入

石灰的生产

石灰石生产石灰时的MgO

5

4

讲授内容

1、菱苦土的生产

1、菱镁矿煅烧后磨细：

CaCO3——CaO+CO2

“生烧”“过烧”

15

2、菱苦土的硬化

菱苦土用水拌合时生成结构疏松、胶凝性较差的Mg（OH）2（可加入MgCl2等拌合调节）

10

3、菱苦土的应用

菱苦土地板

5

4、水玻璃的生产

1、湿法：

nSiO2+2NaOH—Na2O·nSiO2+H2O

2、干法：

Na2CO3+nSiO2—Na2O·nSiO2+CO2

15

5、水玻璃的硬化

水玻璃在空气中吸收CO2形成无定性硅胶，硅胶脱水为空间网状结构SiO2晶体，并逐渐干燥而硬化（另外：

由于空气中的CO2含量有限，可加入一定量的氟硅酸钠进行调节，促使硅酸凝胶加速析出

10

6、水玻璃的应用

1、 作为灌浆材料，加固地基

2、 作为涂料，可提高密实性和抗风化的能力

3、 可作为耐酸材料（拌制耐酸砂浆、耐酸混凝土，用于防腐工程）

4、 可作为耐热材料（拌制耐热砂浆、耐热混凝土，用于高温工程）

5、 用于堵漏抢险工程（水玻璃溶于混凝土或砂浆中，可使他们急速硬化）

10

讨论答疑

菱苦土和水玻璃的存放

学生回答；

老师补充、答疑

5

5

小结

1、石膏、水玻璃的原料和生产

2、石膏、水玻璃的硬化特点及应用

10

6

作业

P402、5、7

7

教学反思

做实验演示，可以加深学生的理解

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

硅酸盐水泥

（一）

教学目的

1、理解水泥的原料和生产过程、水化和硬化的过程

2、掌握硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素及主要技术性质

教学重点

硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素及主要技术性质

教学难点

硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素及主要技术性质

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

石灰

3

3

引入

石灰和粘土

石灰和粘土的化合物反应后的产物的特性

5

4

讲授内容

1、概述

1、水泥的特性及应用

2、分类：

五大水泥、特性水泥、专用水泥

10

2、硅酸盐水泥的原料与生产

1、原料：

石灰质原料、粘土质原料

2、“两磨一烧”：

制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥

3、矿物组成：

硅酸二钙（2CaO·SiO2）、硅酸三钙（3CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）铁铝酸三钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）

4、硅酸盐水泥定义

15

3、硅酸盐水泥的水化与硬化

1、水化（是硬化的前提）

1）产物：

水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、水化硫铝酸钙、氢氧化钙

2）硬化（水化的结果）——水泥强度增长的过程

硬化后的水泥石结构：

未水化的水泥颗粒、凝胶体、毛细孔隙网

15

4、影响硅酸盐水泥的水化、凝结硬化的主要因素

1、细度的影响

2、矿物组成的影响

3、养护龄期的影响

4、养护温湿度的影响

10

5、硅酸盐水泥的主要技术性质

1、细度（筛分法、比表面积法）

2、凝结时间

1）初凝时间：

规定不得早于45min，以免有足够的时间完成搅拌、运输、浇筑、振捣、成型等施工作业

2）终凝时间：

不得迟于6.5h，以便于尽快的进入到下一个施工工序

3、体积安定性

1）定义：

水泥在水化的过程中体积变化的均匀性

2）造成体积安定性不良的原因：

①CaO、MgO含量过高（规定不得超过5%）

②石膏掺量过高（规定不得超过3.5%）

3）检验方法：

雷氏夹法、试饼法

4、标准稠度需水量（P）

1）定义：

将水泥拌制到特定的塑性状态所需的拌和水量

2）测定方法：

固定水量法、调整水量法

5、强度及其等级（ISO胶砂强度测定法）

分别测定3d或28d的抗折、抗压强度值的大小进行划分

6、水化热：

水泥在水化的过程中所产生的热量（水化热过大，在冬季施工对大体积工程是不利的）

25

讨论答疑

水泥石的结构

学生回答；

老师补充、答疑

5

5

小结

1、水泥的原料和生产过程、水化和硬化的过程

2、硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素及主要技术性质

5

6

作业

P652

7

教学反思

去实训室观看水泥的生产过程

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

硅酸盐水泥

（二）

教学目的

1、理解水泥的腐蚀内因、形式

2、掌握水泥的防腐蚀措施；硅酸盐水泥的主要特点及应用

教学重点

水泥的防腐蚀措施；硅酸盐水泥的主要特点及应用

教学难点

水泥的防腐蚀措施；硅酸盐水泥的主要特点及应用

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

水泥

水泥的生产、水化

10

3

引入

水泥的水化

水泥的水化产物

3

4

讲授内容

1、硅酸盐水泥的腐蚀

1）软水腐蚀：

Ca（OH）2成分在软水环境中易流失，造成其他水泥产物相继溶出，从而导致结构溃散

2）盐类腐蚀：

镁盐、硫酸盐等

3）酸性腐蚀：

硫酸、碳酸、有机酸等

2、腐蚀方式

1）形成膨胀组分

2）形成易溶于水（无胶结力）的物质

3）溶出性侵蚀

3、腐蚀内因

1）本身含有易被腐蚀的成分

2）密实度不够

4、提高防腐蚀的措施

1） 提高密实度

2） 合理选用水泥品种

3） 增设保护层

25

2、硅酸盐水泥的特性及应用

1、早期强度发展快，等级高——适用于早强性工程

2、抗冻性好——适用与严寒地区工程

3、耐腐蚀性差——不宜用于软水工程

4、耐热性差——不宜用于高温工程

5、水化热大——不宜用于大体积工程

20

3、硅酸盐水泥的包装、运输和保存

1、 包装

2、 保存和运输——要做到防潮、防水（随着保存时间的延长，水泥的强度会逐渐减少，必要需进行检验）

10

讨论答疑

水泥合格品、不合格品和废品的区别

学生回答；

老师补充、答疑

10

5

小结

1、水泥的腐蚀内因、形式、防腐蚀措施

2、硅酸盐水泥的主要特点及应用

5

6

作业

P655

7

教学反思

实验课与理论课融合

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

掺混合材料的硅酸盐水泥

教学目的

1、理解掺混合材料的目的和作用机理

2、掌握不同品种硅酸盐水泥的特点及应用

教学重点

常用活性混合材料的种类；不同品种水泥的特点及应用

教学难点

常用活性混合材料的种类；不同品种水泥的特点及应用

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

硅酸盐水泥

硅酸盐水泥的生产和应用

10

3

引入

硅酸盐水泥的特性

硅酸盐水泥的缺点

8

4

讲授内容

1、混合材料

1、定义：

磨细水泥时掺入人工的或天然的矿物材料用以调整水泥强度等级、扩大范围、改善性能、增加品种等

2、种类：

1）活性混合材料：

粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等

2）非活性混合材料：

石灰岩、石浆岩等

15

2、掺混合材料的硅酸盐水泥

1、普通硅酸盐水泥

1）定义，2）特点，3）应用

2、矿渣硅酸盐水泥

1）定义，2）特点，3）应用

3、火山灰质硅酸盐水泥

1） 定义，2） 特点，3） 应用

4、粉煤灰硅酸盐水泥

1） 定义，2） 特点，3） 应用

5、复合硅酸盐水泥

1） 定义，2） 特点，3） 应用

25

3、其他品种水泥

1、中热硅酸盐水泥及低热硅酸盐水泥

1）定义 2）特点 3）应用

2、抗硫酸盐硅酸盐水泥

1）定义 2）特点 3）应用

3、快硬硅酸盐水泥

1）定义 2）特点 3）应用

4、低热膨胀水泥

1）定义 2）特点 3）应用

5、膨胀水泥和自应力水泥

1）定义 2）特点 3）应用

6、砌筑水泥及高铝水泥

1）定义 2）特点 3）应用

20

讨论答疑

白水泥在生产过程中的注意事项

学生回答；

老师补充、答疑

5

5

小结

1、掺混合材料的目的和作用机理

2、不同品种硅酸盐水泥的特点及应用（适宜范围、不适宜范围）

5

6

作业

P659

7

教学反思

动画演示各种水泥的应用

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

其他水泥

教学目的

熟悉各种特种水泥、专用水泥的品种、特点及应用

教学重点

各种特种水泥、专用水泥的特点及应用

教学难点

不同品种水泥的特点及应用

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

水泥

掺混合材料的硅酸盐水泥

8

3

引入

其他水泥

5

4

讲授内容

其他水泥

1、中热硅酸盐水泥及低热硅酸盐水泥

1）定义；2）特点；3）应用

2、抗硫酸盐硅酸盐水泥

1）定义；2）特点；3）应用

3、快硬硅酸盐水泥

1）定义；2）特点；3）应用

4、低热膨胀水泥

1）定义；2）特点；3）应用

5、膨胀水泥和自应力水泥

1）定义；2）特点；3）应用

6、砌筑水泥及高铝水泥

1）定义；2）特点；3）应用

15

40

讨论答疑

水泥品种的选择

学生回答；

老师补充、答疑

10

5

小结

特种水泥、专用水泥的特点及应用（适宜范围、不适宜范围）

10

6

作业

课后思考题13、14、15、16

7

教学反思

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

混凝土概述及基本组成材料

教学目的

掌握混凝土的组成及基本要求；骨料的种类及其特征，细骨料的颗粒级配评定；粗骨料的最大粒径的确定及坚固性

教学重点

1．混凝土的组成及基本要求；骨料的种类及其特征

2．细骨料的颗粒级配评定，粗骨料的最大粒径的确定及坚固性

教学难点

1．混凝土的组成及基本要求；骨料的种类及其特征

2．细骨料的颗粒级配评定，粗骨料的最大粒径的确定及坚固性

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

水泥

硅酸盐水泥

8

3

引入

混凝土概述及基本组成材料

5

4

讲授内容

1、混凝土概述

一、混凝土的定义：

二、混凝土的组成：

水+水泥=水泥浆：

起胶结和硬化的作用

砂+石子=骨料：

起着支撑和骨架的作用

三、混凝土的分类：

四、混凝土的特点

五、混凝土的基本要求：

强度、和易性、耐久性、经济性

15

2、混凝土的基本组成材料

一、水泥

1、品种的选择

2、强度等级的选择

二、骨料（粗骨料、细骨料）

（一）细骨料（0.16㎜

1、种类及其特征

2、有害杂质的种类及含量

种类：

云母片、淤泥、有机物等

3、砂的粗细程度和颗粒级配

1）粗细程度：

不同粒径的砂在一起的组合情况，一般不宜过粗，但也不宜过细

2）颗粒级配

①细度模数的计算

②颗粒级配优劣的评定（参照表）

4、砂的基本物理性质

1）密度、表观密度、堆积密度

2）含水状态：

干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态

（二）粗骨料（d>5㎜）

1、种类及其特征

2、有害杂质含量

3、石子的粒性、最大粒径、颗粒级配

1）粒形：

圆形或方形

2）最大粒径DM

3）颗粒级配：

连续级配和间断级配

4、石子的坚固性和强度

三、拌和用水（养护用水）

优先选择国家生活饮用水

如对某种水质有怀疑时，应做砂浆强度对比试验进行鉴定

40

讨论答疑

水泥品种的选择

学生回答；

老师补充、答疑

10

5

小结

1．混凝土的组成及基本要求；骨料的种类及其特征

2．细骨料的颗粒级配评定，粗骨料的最大粒径的确定及坚固性

10

6

作业

7

教学反思

混凝土实验的融合

授课时间：

年月日教学手段：

讲授法

教学内容

混凝土的和易性

教学目的

理解混凝土和易性的内容及测定

掌握混凝土流动性指标的选择原则及参考因素；和易性的改善措施

教学重点

混凝土流动性指标的选择原则及参考因素；和易性的改善措施

教学难点

和易性的改善措施

教学过程

授课顺序

模块

授课内容

教学组织

需要时间（min）

1

课前准备

1、检查多媒体教室的设备情况；

2、清检学生人数。

2

2

复习

混凝土概述及基本组成材料

8

3

引入

混凝土和易性

5

4

讲授内容

1、混凝土和易性的定义

混凝土和易性的定义：

指混凝土拌和物能保