《水泥性能检测》实验教学大纲

《水泥性能检测》实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145323001课程名称（中/英文）：水泥性能检测/PerformanceTestingofCement课程类别：专业方向特色课程课程性质：选修课程类型：独立实验课总学分：1总学时：16实验学时：16适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：水泥工艺学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《水泥性能检测》课程为无机非金属材料工程专业的一门专业方向特色课程，学生通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，熟悉水泥生产控制与物理性能检测的基本理论、基本方法，达到培养其科研能力和实际工作能力的目的。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，培养学生运用水泥性能检测的基本方法原理综合分析、解决水泥物理性能检验问题的能力，具备从事生产控制、工艺改进、新产品研发及质量检测等岗位的技能，体会质量控制、岗位职责在水泥生产中重要地位，培养学生精益求精、不断进步的职业素养。三、实验教学目标本课程的教学目标对应毕业要求4、6，具体内容如下：教学目标1：锻炼学生的动手操作能力，使学生掌握测定水泥物理性能时相关仪器的使用方法；能够合理选用无机非金属材料研发与生产设备，并采用科学、合理的实验方法和步骤，安全地开展实验研究，正确地采集实验数据，支撑毕业要求的指标点4.3。教学目标2：培养学生理论联系实际的能力，能够运用科学的方法正确采集、整理实验数据，对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的结论，支撑毕业要求指标点4.4。教学目标3：提高学生分析问题和解决问题的能力，掌握水泥产品的性能对生产工艺过程及工程应用的影响，了解水泥相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，支撑毕业要求的指标点6.1。四、实验项目及学时安排主题实验项目名称实验学时实验类型实验要求每组人数完成课程教学目标1水泥粉体性质（筛余，比表面积）4综合性必做2~3人教学目标1，2，32水泥净浆性能（标准稠度用水量、凝结时间、安定性）6综合性必做2~3人教学目标1，2，33水泥胶砂性能（胶砂流动度、胶砂强度）6综合性必做2~3人教学目标1，2，3学时总计16五、实验内容主题一水泥粉体性质（筛余，比表面积）1.1水泥细度（筛析法）实验目的：（1）掌握负压筛析法测定水泥细度的原理、方法；（2）学会负压筛析仪的使用方法。实验设备：试验筛、负压筛析仪、天平等实验内容及步骤：（1）试验准备：水泥样品按GB12573进行取样，先通过0.9mm方孔筛，再在110±5℃的烘箱中烘干1小时，并在干燥器中冷却至室温。（2）把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至4000~6000Pa范围内。（3）称取试样精确至0.01g，置于洁净的负压筛中，放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，开动筛析仪连续筛析2min，在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻地敲击筛盖使试样落下。筛毕，用天平称量全部筛余物。1.2水泥比表面积（勃氏法）实验目的：（1）掌握勃氏法测定水泥比表面积测的原理、方法；（2）学会比表面积测定仪正确的操作方法。实验设备：Blaine透气仪、分析天平、烘干箱、秒表实验内容及步骤：（1）试样准备水泥样品按GB12573进行取样，先通过0.9mm方孔筛，再在110±5℃烘箱中烘1h，并在干燥器中冷却至室温。（2）漏气检查（3）空隙率（ε）的确定（4）试料层体积的测定（5）确定试样量（6）试料层制备（7）透气试验主题二水泥净浆性能（标准稠度用水量、凝结时间、安定性）实验2.1水泥标准稠度用水量实验目的：（1）掌握水泥标准稠度用水量的测定原理、方法；（2）学会水泥净浆搅拌机的使用方法。实验设备：水泥净浆搅拌机、维卡仪实验内容及步骤：（1）水泥净浆的拌制用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过。将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5~10s内小心将称好的500g水泥加入水中，防止水和水泥溅出。拌和时，先将锅放到搅拌机锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120s，停拌15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮入锅中间，接着高速搅拌120s停机。（2）标准稠度用水量的测定拌和结束后，立即取适量水泥浆，一次性将其装入已置于玻璃底板上的试模中，浆体超过试模上端，用宽约25mm的直边刀轻轻拍打超过试模的浆体5次以消除浆体中的孔隙，然后在试模上表面约1/3处，略倾斜于试模分别向外轻轻锯掉多余净浆，再从试模边缘轻抹顶部一次，使净浆表面光滑。在锯掉多余净浆和抹平的操作过程中，注意不要压实净浆；抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触。拧紧螺丝1~2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉入净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离。升起试杆后，立即擦净；整个操作应在搅拌后1.5min内完成。以试杆沉入净浆并距底板6±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。（3）标准稠度用水量的测定（代用法）采用代用法测定水泥标准稠度用水量时，可选择调整水量法和不变水量法中的任何一种。采用调整水量法时，拌和水量按经验找水，采用不变水量法时拌和水量为142.5mL。拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中，用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣5次，再轻振5次，刮去多余的净浆，抹平后迅速放到测定仪试锥下面的固定位置上。将试锥降至净浆表面，拧紧螺丝1~2s后，突然放松，让试锥垂直自由地沉入水泥净浆中，到试锥停止下沉或释放试锥30s时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5min内完成。实验2.2水泥凝结时间实验目的：（1）掌握水泥凝结时间的测定原理、方法；（2）学会水泥稠凝测定仪的正确使用方法。实验设备：水泥净浆搅拌机、维卡仪实验内容及步骤：（1）试件的制备以水泥标准稠度用水量制备标准稠度净浆，装模和刮平后立即放入湿气养护箱内，记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。（2）初凝时间的测定试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与水泥净浆面接触。拧紧螺丝1~2s后，突然放松，试针垂直自由沉入净浆，观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。临近初凝时间时每隔5min（或更短时间）测定一次。当试针沉至距底板4±1mm时，为水泥达到初凝状态。从水泥全部加入水中至达到初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min”表示。（3）终凝时间的测定为了准确观测试针沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附件。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入湿气养护箱中继续养护。临近终凝时间时每隔15min（或更短时间）测定一次，当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试件上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态。从水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。实验2.3水泥安定性实验目的：（1）掌握水泥安定性检验的原理、方法；（2）学会沸煮箱的正确使用方法。实验设备：水泥净浆搅拌机，雷氏夹，沸煮箱，雷氏夹膨胀值测定仪实验内容及步骤：（1）测定前的准备工作每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备两块边长或直径约80mm，厚度4~5mm的玻璃板，凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油。（2）水泥标准稠度净浆的制备与凝结时间试验相同。（3）雷氏夹试件的成型将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立即将已制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹；装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约25mm的直边刀在浆体表面轻轻插捣3次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立刻将试模移至湿气养护箱内养护24±2h。（4）沸煮调整好沸煮箱内的水位，要能保证在整个沸煮过程中水都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在30±5min内加热至沸腾。脱去玻璃板取下试件，先测量雷氏夹指针尖端间的距离（A），精确到0.5mm。接着将试件放入沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，然后在30±5min内加热至沸，并恒沸180±5min。主题三水泥胶砂性能（胶砂流动度、胶砂强度）3.1水泥胶砂流动度实验目的：（1）确定水泥胶砂的需水量；（2）学会水泥胶砂搅拌机和水泥胶砂流动度测定仪的使用方法。实验设备：水泥胶砂流动度测定仪（跳桌），水泥胶砂搅拌机，试模、捣棒、卡尺实验内容及步骤：（1）如跳桌在24h内未被使用，先空跳一个周期25次。（2）胶砂制备按GB/T17671有关规定进行。在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。（3）将拌好的胶砂分两层迅速装入试模，第一层装至截锥圆模高度约2/3处，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压15次；随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约20mm，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压10次。捣压后胶砂应略高于试模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的1/2，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶砂和捣压时，用手扶稳试模，不要使其移动。3.2水泥胶砂强度实验目的：（1）掌握水泥胶砂强度测定方法；（2）掌握实验数据处理方法。实验设备：水泥胶砂搅拌机，试模，振实台，抗折、抗压强度试验机实验内容及步骤：（1）胶砂试件的制备。胶砂制备按GB/T17671有关规定进行，试件用振实台或振动台成型。（2）试件的养护。脱模前的处理和养护，脱模，水中养护。（3）抗折强度测定。将试体一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试体长轴垂直于支撑圆柱，以50±l0N/s的速率均匀地将荷载垂直地加在棱柱体相对侧面上，直至折断。（4）抗压强度测定。抗压强度试验通过规定的仪器，在半截棱柱体的侧面上进行。半截棱柱体中心与压力机压板受压中心差应在±0.5mm内，棱柱体露在压板外的部分约有l0mm。在整个加荷过程中以2400±200N/s的速率均匀地加荷直至破坏。实验组织：课程实验分小组进行，每组安排一位小组长，负责组织、协调实验的有关工作；采用多媒体、手机APP、在线课程资源等教学手段，并根据学生学习情况灵活应用项目式、案例式、讨论式等教学方法，注意国家标准、规范、规程引导学生结合理解质量、责任在水泥生产中重要地位，结合先进智能控制、数理分析技术在质量管理中的应用，引导学生理解智能化对水泥质量控制技术的影响，培养学生精益求精、不断进步的职业素养。在每个实验项目结束以后，均需完成对应的实验报告及相应的随堂测试，随堂测试内容面覆盖实验项目的教学目标点，以便于学生巩固所讲内容。对于测试、报告中发现的共性问题，教师要及时讲解，如果在检查中发现同学问题较大，教师要帮助同学改进学习方法。六、实验报告格式实验名称实验目的实验原理（三）实验仪器设备（四）实验步骤（五）数据记录与结果分析（六）思考题七、考核方式（一）实验成绩的构成实验操作成绩占50%，实验报告占50%。学生成绩评定表考核方式成绩构成出勤理论测试实验报告实验操作答辩项目小论文其他√√成绩比例%5050（二）评分标准1.实验评分包括两个方面：（1）实验操作占50%：（2）实验报告占50%。其中，实验操作成绩包括学生实验前的预习准备情况、实验过程的考查、实验操作及实验记录等情况；实验报告成绩由多个实验项目形成各自报告，最后给出平均成绩。2.实验成绩以五级制填报；评定成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。优：90分以上，良：80-89分，中：70-79分，及格：60-69分，不及格：59分以下。实验成绩考核评定表考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）实验操作（50%）提前预习，独立或合作完成实验操作，且操作规范；准确记录实验现象，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出合理的实验结果提前预习，独立或合作完成实验操作，操作较为规范；记录实验现象较为准确，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出较为合理的实验结果提前预习，独立或合作完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行分析讨论，得出实验结果提前预习，基本能完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行初步分析讨论，得出实验结果不能完成实验操作或操作不规范；不能记录实验现象，不能对实验现象进行分析讨论，不能得出实验结果实验报告（50%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据较为合理，数据处理正确，图表基本规范。能够较好的完成实验报告中提出的问题，并对实验中