《專業(yè)綜合設(shè)計實驗》課程教學(xué)大綱

1、專業(yè)綜合設(shè)計實驗實驗課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱：專業(yè)綜合設(shè)計實驗課程英文名稱：Comprehensiveand Design Experiments for Major課程編號：16047306課程性質(zhì)：實踐環(huán)節(jié)課程學(xué)時和學(xué)分：總學(xué)時：4周 總學(xué)分：4 實驗學(xué)時：4周適用專業(yè)：無機非金屬材料工程先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗、無機非金屬材料實驗等開課學(xué)院、部：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程的地位與作用該課程是無機非金屬材料工程專業(yè)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。與機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計、無機非金屬材料實驗共同構(gòu)成無機非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)體系。學(xué)生在教師指導(dǎo)下可自主命題，通

2、過測試材料組成、結(jié)構(gòu)、制備與其性能，運用材料科學(xué)與工藝科學(xué)原理進行材料與工藝設(shè)計，進而開發(fā)新材料達到真正了解材料的目的。為后繼教學(xué)環(huán)節(jié)畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文打好基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)總的目的和要求本課程教學(xué)目的是驗證、鞏固和補充課堂講授的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生材料分析的能力。要求學(xué)生從原料組成設(shè)計開始，通過材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備與性能的測試，使學(xué)生掌握其測試方法和基本原理，提高學(xué)生綜合運用知識、獨立分析解決問題的能力、動手能力和綜合實驗結(jié)果的能力。在實驗中培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真的態(tài)度和踏實細致、實事求是的作風。四、實驗項目名稱和學(xué)時分配1、水泥的制備與性能分析序號實驗項目名稱學(xué)時實驗類型每組人數(shù)必做或選做水泥的

3、制備與性能分析2周綜合性3必做1水泥原材料性能分析粘土、石灰石等有效成分的測定2天3必做2水泥生料配比設(shè)計與生料粉磨水泥生料制備實驗2天3必做3水泥熟料的高溫燒成水泥熟料的燒成實驗2天3必做4水泥熟料的粉磨水泥成品的制備1天3選做5水泥熟料的礦物組成分析巖相分析、物相分析等1天3必做6水泥物理性質(zhì)、標準稠度、凝結(jié)時間、安定性檢測比表面積、細度等1天3必做7水泥水化特性分析水化熱測試、不同齡期水化產(chǎn)物觀察1天3選做8水泥機械強度的測定力學(xué)性質(zhì)測試（抗壓強度、抗折強度）1天3必做9實驗數(shù)據(jù)處理、分析，撰寫實驗報告，提交報告及制品1天1必做2、高強混凝土制備與性能測試序號實驗項目名稱學(xué)時實驗類型每組

4、人數(shù)必做或選做高強混凝土的制備及性能分析1周綜合性3必做1砂、石性能測試砂細度模數(shù)、級配；石子壓碎指標、級配等2天3必做2礦物外加劑性能測試粉煤灰細度、蓄水量比、活性等1天3選做3化學(xué)外加劑性能測試減水劑的減水率等1天3選做4混凝土配合比及新拌混凝土性能測試混凝土拌合物塌落度、含氣量、表觀密度等1天3必做5硬化混凝土力學(xué)性能測試立方體抗壓強度實驗、抗折強度、1天3必做6硬化混凝土的形變測試應(yīng)力-應(yīng)變曲線測試、彈性模量等1天3選做7硬化混凝土物理性能測試混凝土滲透性等1天3選做8硬化混凝土耐久性試驗抗凍性能、堿骨料反應(yīng)、碳化等1天3選做9實驗數(shù)據(jù)處理、分析，撰寫實驗報告，提交報告1必做3、固體廢

5、棄物性能測試及綜合利用序號實驗項目名稱學(xué)時實驗類型每組人數(shù)必做或選做固體廢棄物性能測試及綜合利用1周綜合性3必做1固體廢棄物化學(xué)組成測試粉煤灰、礦渣的化學(xué)成分等2天3必做2固體廢棄物的物理性質(zhì)測試粉煤灰、礦渣、脫硫石膏等的細度、比表面積等1天3選做3固體廢棄物的礦物組成測試粉煤灰、礦渣、脫硫石膏等的XRD測試1天3選做4固體廢棄物的顯微結(jié)構(gòu)觀察與巖相分析粉煤灰、礦渣、脫硫石膏等的形貌與巖相等1天3必做5固體廢棄物作為水泥混合材實驗摻有粉煤灰、礦渣等混合材的水泥的制備與性能測試1天3必做6固體廢棄物作為混凝土礦物摻合料實驗摻有粉煤灰等固體廢棄物的混凝土配合比設(shè)計、塌落度測試、力學(xué)性能測試等1天3

6、選做7固體廢棄物制備墻體材料粉煤灰磚的壓制成型、蒸壓養(yǎng)護與力學(xué)性能測試1天3選做8固體廢棄物制備新型墻板脫硫石膏制備加氣砌塊1天3選做9實驗數(shù)據(jù)處理、分析，撰寫實驗報告，提交報告1必做4、混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測與加固序號實驗項目名稱學(xué)時實驗類型每組人數(shù)必做或選做混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測與加固1周綜合性3必做1回彈法測試混凝土強度2天3必做2超聲法測試混凝土強度1天3選做3超聲回彈綜合法測試混凝土強度1天3選做4超聲法、紅外成像無損測試混凝土裂縫及缺陷1天3必做5交流阻抗譜法、電阻法檢測鹽離子含有量和鋼筋腐蝕量1天3選做6紅外熱像法檢測混凝土芯柱澆筑質(zhì)量2天3選做7碳纖維加固混凝土梁、板1天3必做8鋼板加

7、固混凝土梁、板1天3選做9實驗數(shù)據(jù)處理、分析，撰寫實驗報告，提交報告1必做五、實驗項目基本要求本實驗要求完成三個模塊，其中模塊1為必做模塊，模塊2、3、4為選做模塊（三選二）。1、水泥的制備與性能分析（必做模塊）（1）水泥原材料性能分析：要求掌握粘土中二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵等的分析測試方法；掌握石灰石性能測試方法；（2）水泥生料配比設(shè)計與生料粉磨：要求掌握熟料化學(xué)成分和礦物之間的關(guān)系，掌握熟料組成設(shè)計和生料配料計算方法，掌握生料的粉磨方法（3）水泥熟料的高溫燒成：要求掌握生料的易燒性，熟料高溫煅燒的各種工藝、熱工參數(shù)控制；（4）水泥熟料的粉磨：要求掌握粉磨物料的性質(zhì)、粉磨方法、粉磨粒度與

8、產(chǎn)品細度等；（5）水泥熟料的礦物組成分析：要求掌握水泥熟料光片的制作方法、偏光和反光顯微鏡下辨別熟料的礦物種類，掌握X射線衍射測試熟料的礦物組成；（6）水泥物理性質(zhì)、標準稠度、凝結(jié)時間、安定性檢測：要求掌握水泥的比表面積、細度、標準稠度、凝結(jié)時間安定性等測試方法；（7）水泥水化特性分析：要求掌握水泥水化熱測試方法、顯微鏡觀察水化產(chǎn)物的形貌、XRD測試水化產(chǎn)物的組成；（8）水泥機械強度的測定：要求掌握水泥膠砂制作方法、水泥抗壓強度、抗折強度的測量方法。2、混凝土制備與性能測試（選做模塊）（1）砂、石性能測試：要求掌握砂、石的級配分析，堆積密度，力學(xué)性能，含泥量以及堿骨料反應(yīng)的測試方法；（2）礦物

9、外加劑性能測試：要求掌握粉煤灰、礦渣的化學(xué)成分分析、活性、顆粒分析、形貌特征的測試與分析方法；（3）化學(xué)外加劑性能測試：要求掌握混凝土減水劑減水率、泌水率、含氣量以及壓力泌水率的測試方法； （4）混凝土配合比及新拌混凝土性能測試：要求掌握混凝土配合比設(shè)計方法及配合比調(diào)整，學(xué)會新拌混凝土流變學(xué)性能以及容重和絕熱溫升的測試方法；（5）硬化混凝土力學(xué)性能測試：要求掌握硬化混凝土立方體抗壓強度、抗折強度、劈拉強度的測試方法；（6）硬化混凝土形變性能測試：要求掌握棱柱體混凝土抗壓強度、彈性模量、應(yīng)力-應(yīng)變曲線的測試方法；（7）硬化混凝土物理性能測試：要求掌握硬化混凝土的含氣量測試方法、抗?jié)B性測試方法；（

10、8）硬化混凝土耐久性能測試：要求選用快凍和慢凍兩種方法測定硬化混凝土抗凍性能；混凝土的堿骨料反應(yīng)測試方法；混凝土抗碳化實驗測試方法。3、固體廢棄物性能測試及綜合利用（選做模塊）（1）固體廢棄物化學(xué)組成測試：要求掌握粉煤灰、礦渣的化學(xué)成分測試方法；（2）固體廢棄物的物理性質(zhì)測試：要求粉煤灰、礦渣、脫硫石膏等的細度、比表面積測試方法；（3）固體廢棄物的礦物組成測試：要求掌握粉煤灰、礦渣、脫硫石膏等的XRD測試原理與方法；（4）固體廢棄物的顯微結(jié)構(gòu)觀察與巖相分析：要求掌握巖相分析光片的制作方法；掌握偏光、反光顯微鏡下粉煤灰、礦渣、脫硫石膏等的形貌與巖相觀察方法；（5）固體廢棄物作為水泥混合材實驗：要

11、求掌握各種摻有混合材的通用硅酸鹽水泥的混合材摻量及其制備方法、性能測試方法；（5）固體廢棄物作為混凝土礦物摻合料實驗：要求掌握摻有粉煤灰等礦物摻合料的混凝土配合比設(shè)計方法，新拌混凝土性能測試方法等；（7）固體廢棄物制備墻體材料：要求掌握粉煤灰磚的制備工藝與過程，掌握壓制成型方法、掌握蒸壓養(yǎng)護方法，了解粉煤灰的力學(xué)性能測試；（8）固體廢棄物制備新型墻板：要求掌握脫硫石膏制備加氣砌塊的工藝與過程，掌握板材的性能測試方法；4、混凝土結(jié)構(gòu)無損檢測與加固（選做模塊）（1）回彈法測試混凝土強度：要求掌握回彈測試混凝土強度原理和方法；（2）超聲法測試混凝土強度：要求掌握超聲測試混凝土強度原理和方法；（3）超

12、聲回彈綜合法測試混凝土強度：要求掌握超聲回彈綜合測試混凝土強度原理和方法；（4）超聲法、紅外成像無損測試混凝土裂縫及缺陷：要求掌握超聲法、紅外成像混凝土裂縫及缺陷的無損測試方法；（5）交流阻抗譜法、電阻法檢測鹽離子含有量和鋼筋腐蝕量：要求掌握交流阻抗譜法、電阻法測試方法；（6）紅外熱像法檢測混凝土芯柱澆筑質(zhì)量：要求掌握紅外熱像法檢測混凝土質(zhì)量方法；（7）碳纖維加固混凝土梁、板：要求掌握碳纖維單面、側(cè)面加固混凝土梁、板的力學(xué)性能測試；（8）鋼板加固混凝土梁、板：要求掌握鋼板底面加固混凝土梁、板的力學(xué)性能測試方法；六、實驗課程考核和成績評定方式每個實驗項目根據(jù)比例（實驗預(yù)習(xí)20%，實驗動手能力30%，出勤情況10%，實驗報告40%）分別給出實驗成績，采用五級制記入總成績，不進行考試。七、實驗教材、指導(dǎo)書和參考文