《水泥性能檢測》課程教學大綱

《水泥性能檢測》實驗教學大綱一、課程基本情況課程代碼：1011339003課程名稱（中/英文）：水泥性能檢測/PerformanceTestingofCement課程類別：專業(yè)方向特色課程課程性質(zhì)：選修課程類型：獨立實驗課總學分：1總學時：16實驗學時：16適用專業(yè)：無機非金屬材料工程適用對象：本科先修課程：水泥工藝學開課學院：材料科學與工程學院二、課程簡介1.課程任務與目的《水泥性能檢測》課程為無機非金屬材料工程專業(yè)的一門專業(yè)方向特色課程，學生通過本大綱所規(guī)定的全部教學內(nèi)容的學習，熟悉水泥生產(chǎn)控制與物理性能檢測的基本理論、基本方法，達到培養(yǎng)其科研能力和實際工作能力的目的。2.對接培養(yǎng)的崗位能力通過本課程的學習，培養(yǎng)學生運用水泥性能檢測的基本方法原理綜合分析、解決水泥物理性能檢驗問題的能力，具備從事生產(chǎn)控制、工藝改進、新產(chǎn)品研發(fā)及質(zhì)量檢測等崗位的技能，體會質(zhì)量控制、崗位職責在水泥生產(chǎn)中重要地位，培養(yǎng)學生精益求精、不斷進步的職業(yè)素養(yǎng)。三、實驗教學目標本課程的教學目標對應畢業(yè)要求4、6、9，具體內(nèi)容如下：教學目標1：學生能采用通用硅酸鹽水泥物理性能檢測的基本原理和正確的測試方法，鑒別水泥成品的物理性質(zhì)，掌握影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要控制因素。支撐畢業(yè)要求指標點4.1。教學目標2：學生掌握水泥物理性能實驗結(jié)果數(shù)據(jù)處理方法，能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行關聯(lián)、分析和解釋，并綜合信息得出合理、優(yōu)化的初步結(jié)論，支撐畢業(yè)要求指標點4.4。教學目標3：培養(yǎng)學生的法律法規(guī)意識，了解與水泥物理性能相關的技術指標、產(chǎn)業(yè)政策和相關標準。支撐畢業(yè)要求指標點6.1。教學目標4：能獨立完成小組團隊分配的工作，勝任團隊成員的角色與責任，能夠作為小組負責人組織團隊成員開展工作，傾聽團隊成員意見。支撐畢業(yè)要求指標點9.2。四、實驗項目及學時安排主題實驗項目名稱實驗學時實驗類型實驗要求每組人數(shù)完成課程教學目標1水泥粉體性質(zhì)（篩余，密度，比表面積）6綜合性必做2~4人教學目標1，2，3，42水泥凈漿性能（標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性）4綜合性必做2~4人教學目標1，2，3，43水泥膠砂性能（膠砂流動度、膠砂強度）6綜合性必做2~4人教學目標1，2，3，4學時總計16五、實驗內(nèi)容主題一水泥粉體性質(zhì)（篩余，密度，比表面積）1.1水泥細度（篩析法）實驗目的：（1）掌握負壓篩析法測定水泥細度的原理、方法；（2）學會負壓篩析儀的使用方法。實驗設備：試驗篩、負壓篩析儀、天平等實驗內(nèi)容及步驟：（1）試驗準備：水泥樣品按GB12573進行取樣，先通過0.9mm方孔篩，再在110±5℃的烘箱中烘干1小時，并在干燥器中冷卻至室溫。（2）把負壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)負壓至4000~6000Pa范圍內(nèi)。（3）稱取試樣精確至0.01g，置于潔凈的負壓篩中，放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，開動篩析儀連續(xù)篩析2min，在此期間如有試樣附著在篩蓋上，可輕輕地敲擊篩蓋使試樣落下。篩畢，用天平稱量全部篩余物。1.2水泥密度實驗目的：（1）掌握水泥密度的測定原理、方法；（2）學會李氏比重瓶的使用方法。實驗設備：李氏瓶、恒溫水槽實驗內(nèi)容及步驟：（1）將無水煤油注入李氏瓶中，使液面到0至1mL刻度線，蓋上瓶塞放入恒溫水槽，使刻度部分浸入水中（應控制水溫與李氏瓶上標示溫度一致）。恒溫30min，記下初讀數(shù)。（2）從恒溫水槽中取出李氏瓶，用濾紙將李氏瓶細長頸內(nèi)沒有煤油的部分仔細擦干凈。（3）稱取水泥60g（±0.01g）。水泥試樣應預先通過0.90mm方孔篩，并在110±5℃溫度下烘干1h，置于干燥器中冷卻至室溫。（4）用小勺將水泥樣品一點點裝入李氏瓶中，反復搖動（或用超聲波震動），至沒有氣體排出。（5）再次將李氏瓶靜置于恒溫水槽中，恒溫30min，記下第二次讀數(shù)。兩次讀數(shù)恒溫水槽的溫度差應不大于0.2℃。1.3水泥比表面積（勃氏法）實驗目的：（1）掌握勃氏法測定水泥比表面積測的原理、方法；（2）學會比表面積測定儀正確的操作方法。實驗設備：Blaine透氣儀、分析天平、烘干箱、秒表實驗內(nèi)容及步驟：（1）試樣準備水泥樣品按GB12573進行取樣，先通過0.9mm方孔篩，再在110±5℃烘箱中烘1h，并在干燥器中冷卻至室溫。（2）漏氣檢查（3）空隙率（ε）的確定（4）試料層體積的測定（5）確定試樣量（6）試料層制備（7）透氣試驗主題二水泥凈漿性能（標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性）實驗2.1水泥標準稠度用水量實驗目的：（1）掌握水泥標準稠度用水量的測定原理、方法；（2）學會水泥凈漿攪拌機的使用方法。實驗設備：水泥凈漿攪拌機、維卡儀實驗內(nèi)容及步驟：（1）水泥凈漿的拌制用水泥凈漿攪拌機攪拌，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕布擦過。將拌和水倒入攪拌鍋內(nèi)，然后在5~10s內(nèi)小心將稱好的500g水泥加入水中，防止水和水泥濺出。拌和時，先將鍋放到攪拌機鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低速攪拌120s，停拌15s，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120s停機。（2）標準稠度用水量的測定拌和結(jié)束后，立即取適量水泥漿，一次性將其裝入已置于玻璃底板上的試模中，漿體超過試模上端，用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超過試模的漿體5次以消除漿體中的孔隙，然后在試模上表面約1/3處，略傾斜于試模分別向外輕輕鋸掉多余凈漿，再從試模邊緣輕抹頂部一次，使凈漿表面光滑。在鋸掉多余凈漿和抹平的操作過程中，注意不要壓實凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上，并將其中心定在試桿下，降低試桿直至與水泥凈漿表面接觸。擰緊螺絲1~2s后，突然放松，使試桿垂直自由地沉入凈漿中。在試桿停止沉入或釋放試桿30s時記錄試桿距底板之間的距離。升起試桿后，立即擦凈；整個操作應在攪拌后1.5min內(nèi)完成。以試桿沉入凈漿并距底板6±1mm的水泥凈漿為標準稠度凈漿。其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量（P），按水泥質(zhì)量的百分比計。（3）標準稠度用水量的測定（代用法）采用代用法測定水泥標準稠度用水量時，可選擇調(diào)整水量法和不變水量法中的任何一種。采用調(diào)整水量法時，拌和水量按經(jīng)驗找水，采用不變水量法時拌和水量為142.5mL。拌和完畢，立即將凈漿一次裝入錐模中，用寬約25mm的直邊刀在漿體表面輕輕插搗5次，再輕振5次，刮去多余的凈漿，抹平后迅速放到測定儀試錐下面的固定位置上。將試錐降至凈漿表面，擰緊螺絲1~2s后，突然放松，讓試錐垂直自由地沉入水泥凈漿中，到試錐停止下沉或釋放試錐30s時記錄試錐下沉深度。整個操作應在攪拌后1.5min內(nèi)完成。實驗2.2水泥凝結(jié)時間實驗目的：（1）掌握水泥凝結(jié)時間的測定原理、方法；（2）學會水泥稠凝測定儀的正確使用方法。實驗設備：水泥凈漿攪拌機、維卡儀實驗內(nèi)容及步驟：（1）試件的制備以水泥標準稠度用水量制備標準稠度凈漿，裝模和刮平后立即放入濕氣養(yǎng)護箱內(nèi)，記錄水泥全部加入水中的時間作為凝結(jié)時間的起始時間。（2）初凝時間的測定試件在濕氣養(yǎng)護箱中養(yǎng)護至加水后30min時進行第一次測定。測定時，從濕氣養(yǎng)護箱中取出試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿面接觸。擰緊螺絲1~2s后，突然放松，試針垂直自由沉入凈漿，觀察試針停止下沉或釋放試針30s時指針的讀數(shù)。臨近初凝時間時每隔5min（或更短時間）測定一次。當試針沉至距底板4±1mm時，為水泥達到初凝狀態(tài)。從水泥全部加入水中至達到初凝狀態(tài)的時間為水泥的初凝時間，用“min”表示。（3）終凝時間的測定為了準確觀測試針沉入的狀況，在終凝針上安裝了一個環(huán)形附件。在完成初凝時間測定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn)180°，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入濕氣養(yǎng)護箱中繼續(xù)養(yǎng)護。臨近終凝時間時每隔15min（或更短時間）測定一次，當試針沉入試體0.5mm時，即環(huán)形附件開始不能在試件上留下痕跡時，為水泥達到終凝狀態(tài)。從水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時間為水泥的終凝時間，用“min”表示。實驗2.3水泥安定性實驗目的：（1）掌握水泥安定性檢驗的原理、方法；（2）學會沸煮箱的正確使用方法。實驗設備：水泥凈漿攪拌機，雷氏夾，沸煮箱，雷氏夾膨脹值測定儀實驗內(nèi)容及步驟：（1）測定前的準備工作每個試樣需成型兩個試件，每個雷氏夾需配備兩塊邊長或直徑約80mm，厚度4~5mm的玻璃板，凡與水泥凈漿接觸的玻璃板和雷氏夾內(nèi)表面都要稍稍涂上一層油。（2）水泥標準稠度凈漿的制備與凝結(jié)時間試驗相同。（3）雷氏夾試件的成型將預先準備好的雷氏夾放在已稍擦油的玻璃板上，并立即將已制好的標準稠度凈漿一次裝滿雷氏夾；裝漿時一只手輕輕扶持雷氏夾，另一只手用寬約25mm的直邊刀在漿體表面輕輕插搗3次，然后抹平，蓋上稍涂油的玻璃板，接著立刻將試模移至濕氣養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護24±2h。（4）沸煮調(diào)整好沸煮箱內(nèi)的水位，要能保證在整個沸煮過程中水都超過試件，不需中途添補試驗用水，同時又能保證在30±5min內(nèi)加熱至沸騰。脫去玻璃板取下試件，先測量雷氏夾指針尖端間的距離（A），精確到0.5mm。接著將試件放入沸煮箱水中的試件架上，指針朝上，然后在30±5min內(nèi)加熱至沸，并恒沸180±5min。主題三、水泥膠砂性能（膠砂流動度、膠砂強度）3.1水泥膠砂流動度實驗目的：（1）確定水泥膠砂的需水量；（2）學會水泥膠砂攪拌機和水泥膠砂流動度測定儀的使用方法。實驗設備：水泥膠砂流動度測定儀（跳桌），水泥膠砂攪拌機，試模、搗棒、卡尺實驗內(nèi)容及步驟：（1）如跳桌在24h內(nèi)未被使用，先空跳一個周期25次。（2）膠砂制備按GB/T17671有關規(guī)定進行。在制備膠砂的同時，用潮濕棉布擦拭跳桌臺面、試模內(nèi)壁、搗棒以及與膠砂接觸的用具，將試模放在跳桌臺面中央并用潮濕棉布覆蓋。（3）將拌好的膠砂分兩層迅速裝入試模，第一層裝至截錐圓模高度約三分之二處，用小刀在相互垂直兩個方向各劃5次，用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓15次；隨后，裝第二層膠砂，裝至高出截錐圓模約20mm，用小刀在相互垂直兩個方向各劃5次，再用搗棒由邊緣至中心均勻搗壓10次。搗壓后膠砂應略高于試模。搗壓深度，第一層搗至膠砂高度的二分之一，第二層搗實不超過已搗實底層表面。裝膠砂和搗壓時，用手扶穩(wěn)試模，不要使其移動。3.2水泥膠砂強度實驗目的：（1）掌握水泥膠砂強度測定方法（2）掌握實驗數(shù)據(jù)處理方法實驗設備：水泥膠砂攪拌機，試模，振實臺，抗折、抗壓強度試驗機實驗內(nèi)容及步驟：（1）膠砂試件的制備。膠砂制備按GB/T17671有關規(guī)定進行，試件用振實臺或振動臺成型。（2）試件的養(yǎng)護。脫模前的處理和養(yǎng)護，脫模，水中養(yǎng)護。（3）抗折強度測定。將試體一個側(cè)面放在試驗機支撐圓柱上，試體長軸垂直于支撐圓柱，通過加荷圓柱以50±l0N/s的速率均勻地將荷載垂直地加在棱柱體相對側(cè)面上，直至折斷。（4）抗壓強度測定?？箟簭姸仍囼炌ㄟ^規(guī)定的儀器，在半截棱柱體的側(cè)面上進行。半截棱柱體中心與壓力機壓板受壓中心差應在±0.5mm內(nèi)，棱柱體露在壓板外的部分約有l(wèi)0mm。在整個加荷過程中以2400±200N/s的速率均勻地加荷直至破壞。課程實驗分小組進行，每組安排一位小組長，負責組織、協(xié)調(diào)實驗的有關工作；采用多媒體、手機APP、在線課程資源等教學手段，并根據(jù)學生學習情況靈活應用項目式、案例式、討論式等教學方法，注意國家標準、規(guī)范、規(guī)程引導學生結(jié)合理解質(zhì)量、責任在水泥生產(chǎn)中重要地位，結(jié)合先進智能控制、數(shù)理分析技術在質(zhì)量管理中的應用，引導學生理解智能化對水泥質(zhì)量控制技術的影響，培養(yǎng)學生精益求精、不斷進步的職業(yè)素養(yǎng)。在每個實驗項目結(jié)束以后，均需完成對應的實驗報告及相應的隨堂測試，隨堂測試內(nèi)容面覆蓋實驗項目的教學目標點，以便于學生鞏固所講內(nèi)容。對于測試、報告中發(fā)現(xiàn)的共性問題，教師要及時講解，如果在檢查中發(fā)現(xiàn)同學問題較大，教師要幫助同學改進學習方法。七、實驗報告格式實驗名稱實驗目的實驗原理（三）實驗儀器設備（四）實驗步驟（五）數(shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析（六）思考題八、考核方式1.成績評定方法采用實驗操作、實驗報告、理論測試相結(jié)合的考核方式。實驗操作占60%，實驗報告占20%，理論測試占20%。實驗成績評定表考核方式成績構(gòu)成出勤理論測試實驗報告課堂表現(xiàn)答辯項目小論文合計√√√成績比例%202060100實驗成績考核評定標準表考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）課堂表現(xiàn)（60分）無遲到早退缺席現(xiàn)象，嚴格遵守課堂紀律。能夠根據(jù)實驗內(nèi)容，相互友好協(xié)作，優(yōu)化實驗過程，且操作規(guī)范；實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)記錄準確，并對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行綜合的分析討論，得出合理的實驗結(jié)果。無缺席現(xiàn)象，偶爾有遲到早退現(xiàn)象，能遵守課堂紀律。能夠根據(jù)實驗內(nèi)容，能順利相互協(xié)作，且操作規(guī)范；實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)記錄正確，并基本對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行綜合的分析討論，得出實驗結(jié)果。偶爾有缺席現(xiàn)象，偶爾有遲到早退現(xiàn)象，能遵守課堂紀律。能夠根據(jù)實驗內(nèi)容，能相互協(xié)作，操作相對規(guī)范；實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)記錄完整，并對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行基本的分析討論，得出實驗結(jié)果。有遲到早退缺席現(xiàn)象，基本能遵守課堂紀律。能夠根據(jù)實驗目的，能基本相互協(xié)作，操作基本規(guī)范；實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)記錄基本完整，并對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行基本的分析討論，得出實驗結(jié)果遲到、早退現(xiàn)象嚴重或缺席實驗較多，不遵守課堂紀律；不能完成實驗內(nèi)容，或操作不規(guī)范；實驗現(xiàn)象記錄混亂，不能對實驗現(xiàn)象進行分析討論，得出實驗結(jié)果。實驗報告（20分）實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，原理準確，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行深入的討論，提出自己的見解。實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，原理正確，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行討論，提出意見。實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，原理基本正確，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實驗報告中提出的問題，對實驗中遇到的問題進行討論，并得出結(jié)論。實驗報告基本能夠獨立完成，內(nèi)容基本完整，數(shù)據(jù)圖表基本齊全，基本完成實驗報告中提出的問題。實驗報告不能獨立完成，存在抄襲現(xiàn)象，報告中提出的問題沒有或基本沒有回答。理論測試（20分）完成實驗理論測驗，且根據(jù)參考答案，總評為優(yōu)完成實驗理論測驗，且根據(jù)參考答案，總評成績?yōu)榱纪瓿蓪嶒灷碚摐y驗，且根據(jù)參考答案，總評成績?yōu)橹型瓿蓪嶒灷碚摐y驗，且根據(jù)參考答案，總評成績?yōu)榧案裢瓿蓪嶒灷碚摐y驗，且根據(jù)參考答案，總評成績?yōu)椴患案?.課程教學目標考核方式本課程教學目標與考核方式評價權(quán)重如表所示：教學目標與考核方式評價權(quán)重表課程教學目標支撐畢業(yè)要求指標點考核評價方式權(quán)重（%）理論測驗實驗報告課堂表現(xiàn)合計教學目標1指標點4.18~121025~3543~57教學目標2指標點4.44~8511~1719~29教學目標3指標點6.12~659~1316~24教學目標4指標點9.2004~64~6合計202060100課程教學目標評分標準課程教學目標評價標準表優(yōu)（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教學目標1能夠熟練掌握水泥物理性能的測定方法和原理，準確應用無機非金屬的基本原理，熟練分析水泥制備工藝過程中對性能影響的主要因素和質(zhì)量控制指標能夠準確掌握水泥物理性能的測定方法和原理，應用無機非金屬的基本原理，準確分析水泥制備工藝過程中對性能影響的主要因素和質(zhì)量控制指標能夠掌握水泥物理性能的測定方法和原理，應用無機非金屬的基本原理，分析水泥制備工藝過程中對性能影響的主要因素和質(zhì)量控制指標基本掌握測定水泥物理性能檢測時相關儀器的使用方法；能夠基本應用無機非金屬材料工程科學的基本原理，基本分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標不能掌握測定水泥物理性能檢測時相關儀器的使用方法；不能夠應用無機非金屬材料工程科學的基本原理，不能分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標教學目標2熟練掌握水泥物理性能測定的相關儀器設備的操作規(guī)范，能夠熟練運用科學的方法正確的采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行科學的分析和解釋準確掌握水泥物理性能測定時相關儀器的操作規(guī)范