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1、水泥性能检测实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011339003课程名称（中/英文）：水泥性能检测/ Performance Testing of Cement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
2、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、9,具体内容如下：教学目标学生能采用通用硅酸盐水泥物理性能检测的基本原理和正确的测试方 法，鉴别水泥成品的物理性质，掌握影响产品质量的主要控制因素。支撑毕业要求指标点 4.1O3 学目标2 ：学生掌握水泥物理性能实验结果数据处理方法，能够对实验结果进行关 联、分析和解释，并综合信息得出合理
3、、优化的初步结论，支撑毕业要求指标点4.4。4 学目标3 ：培养学生的法律法规意识，了解与水泥物理性能相关的技术指标、产业 政策和相关标准。支撑毕业要求指标点6.1。5 学目标4 ：能独立完成小组团队分配的工作，胜任团队成员的角色与责任，能够作 为小组负责人组织团队成员开展工作，倾听团队成员意见。支撑毕业要求指标点9.2。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， 密度，比表面积)6综合性必做24人教学目标1, 2, 3, 42水泥净浆性能(标准稠 度用水量、凝结时间、 安定性)4综合性必做24人教学目标1, 2. 3
4、, 43水泥胶砂性能(胶砂流 动度、胶砂强度)6综合性必做24人教学目标1, 2. 3, 4学时总计16五、实验内容主题一 水泥粉体性质(筛余，密度，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0.9 mm方孔筛，再在 1105C。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 40006000 Pa 范围内。(3)称取试样精确至0.01g,
5、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2 min,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 水泥密度实验目的：(1)掌握水泥密度的测定原理、方法；(2)学会李氏比重瓶的使用方法。实验设备：李氏瓶、恒温水槽实验内容及步骤：(1)将无水煤油注入李氏瓶中，使液面到。至1mL刻度线，盖上瓶塞放入恒温水 槽，使刻度部分浸入水中(应控制水温与李氏瓶上标示温度一致)。恒温30 min,记下初 读数。(2)从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干 净。(3)称取水泥60 g (0.01 g)o水
6、泥试样应预先通过0.90 mm方孔筛，并在 1105C。温度下烘干lh,置于干燥器中冷却至室温。(4)用小勺将水泥样品一点点装入李氏瓶中，反复摇动(或用超声波震动)，至没有 气体排出。(5)再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30 min,记下第二次读数。两次读数恒 温水槽的温度差应不大于0.2C。1.3 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0.9 mm方孔筛，再在1105C。烘箱中烘1 h,
7、并在干燥器中冷却至室温。(2)漏气检查(3)空隙率()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510 s内小心将称好的500 g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
8、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120 s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25 mm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12 s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
9、放试杆30 s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1.5 min内完成。以试杆沉入净浆并距底板61 mm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142.5 mL。拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中，用宽约25 mm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
10、表面，拧紧螺丝12 s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30 s时记录试锥下沉深度。整个操作应在搅拌后1.5 min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30 min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
11、泥净浆面接触。拧紧螺丝12 s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30 s时指针的读数。临近初凝时间时 每隔5 min (或更短时间)测定一次。当试针沉至距底板4lmm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15 min (或更短 时间)测定一次，当试针沉入试体。5 m
12、m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80 mm,厚度45 mm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
13、，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 242ho(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305min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(力)，精确到0.5 mm。接着 将试件放入沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，然后在305 min内加热至沸，并恒沸 1805 mirio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
14、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24 h内未被使用，先空跳一个周期25次。(2)胶砂制备按GB/T 17671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三分之二处，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20 mm
15、,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 的二分之一，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/T 17671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
16、撑圆 柱，通过加荷圆柱以5OION/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10 mmo在整个加荷过程中以2400200 N/s的速率均匀地加荷直至破坏。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
17、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。七、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）思考题八、考核方式.成绩评定方法采用实验操作、实验报告、理论测试相结合的考核方式。实验操作占60%,实验报告 占20%,理论测
18、试占20%。实验成绩评定表考核 方式成绩构成出勤理论测试实验报告课堂表现答辩项目小论文合计VVV成绩比例%202060100实验成绩考核评定标准表考核环-H-考核结果及标准评估项 目及权 重优秀（90100 分）良好（8090 分）中等（7080分）及格（60-70 分）不及格（ 60 分）课堂表 现 （60 分）无迟到早退缺席现 象，严格遵守课堂 纪律。能够根据实 验内容，相互友好 协作，优化实验过 程，且操作规范； 实验现象和实验数 据记录准确，并对 实验现象和数据进无缺席现象，偶尔 有迟到早退现象， 能遵守课堂纪律。 能够根据实验内 容，能顺利相互协 作，且操作规范；实 验现象和实验数据
19、 记录正确，并基本 对实验现象和数据偶尔有缺席现象，偶 尔有迟到早退现象， 能遵守课堂纪律。能 够根据实验内容，能 相互协作，操作相对 规范；实验现象和实 验数据记录完整，并 对实验现象和数据进 行基本的分析讨论，有迟到早退缺席 现象，基本能遵 守课堂纪律。能 够根据实验目 的，能基本相互 协作，操作基本 规范；实验现象 和实验数据记录 基本完整，并对迟到、早退现象严 重或缺席实验较 多，不遵守课堂纪 律；不能完成实验 内容，或操作不规 范；实验现象记录 混乱，不能对实验 现象进行分析讨 论，得出实验结果。行综合的分析讨 论，得出合理的实 验结果。进行综合的分析讨 论，得出实验结果。得出实验结
20、果。实验现象和数据 进行基本的分析 讨论，得出实验 结果实验报 告 （20 分）实验报告能够独立 完成，内容完整，原 理准确，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，原理 正确，数据合理，数 据处理正确，图表基 本规范。能够完成实 验报告中提出的问 题，并对实验中遇到 的问题进行讨论，提 出意见。实验报告能够独立完 成，内容完整，原理基 本正确，数据基本合 理，能够进行数据处 理，图表基本规范。能 够基本完成实验报告 中提出的问题，对实验 中遇到的问题进行讨 论，并得
21、出结论。实验报告基本能够 独立完成，内容基 本完整，数据图表 基本齐全，基本完 成实验报告中提出 的问题。实验报告不能独立 完成，存在抄袭现 象，报告中提出的问 题没有或基本没有 回答。理论测 试（20 分）完成实验理论测验， 且根据参考答案，总 评为优完成实验理论测验， 且根据参考答案，总 评成绩为良完成实验理论测验，且 根据参考答案，总评成 绩为中完成实验理论测 验，且根据参考答 案，总评成绩为及 格完成实验理论测验， 且根据参考答案，总 评成绩为不及格.课程教学目标考核方式本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：教学目标与考核方式评价权重表课程教 学 目标支撑毕业要 求指标点考核评价方
22、式权重（）理论测 验实验 报告课堂表 现合 计教学目标1指标点4.18121025 354357教学目 标2指标点4.448511 171929教学目 标3指标点6.12659-131624教学目 标4指标点9.2004646合计202060100.课程教学目标评分标准课程教学目标评价标准表优 (90-100)良 (80-89)中 (70-79)及格 (60-69)不及格 (0-59)能够熟练掌 握水泥物理 性能的测定 方法和原理， 准确应用无 机非金属的 基本原理，熟 练分析水泥 制备工艺过 程中对性能 影响的主要 因素和质量 控制指标能够准确掌 握水泥物理 性能的测定 方法和原理， 应用无
23、机非 金属的基本 原理，准确分 析水泥制备 工艺过程中 对性能影响 的主要因素 和质量控制 指标能够掌握水 泥物理性能 的测定方法 和原理，应用 无机非金属 的基本原理， 分析水泥制 备工艺过程 中对性能影 响的主要因 素和质量控 制指标基本掌握测 定水泥物理 性能检测时 相关仪器的 使用方法；能 够基本应用 无机非金属 材料工程科 学的基本原 理，基本分析 材料制备与 加工过程的 影响因素和 质量控制指 标不能掌握测 定水泥物理 性能检测时 相关仪器的 使用方法；不 能够应用无 机非金属材 料工程科学 的基本原理， 不能分析材 料制备与加 工过程的影 响因素和质 量控制指标熟练掌握水 泥物理
24、性能 测定的相关 仪器设备的 操作规范，能 够熟练运用 科学的方法 正确的采集、 整理实验数 据，对实验结 果进行科学 的分析和解 释准确掌握水 泥物理性能 测定时相关 仪器的操作 规范，能够准 确运用科学 的方法正确 的采集、整理 实验数据，对 实验结果进 行科学的分 析和解释能掌握使用 水泥物理性 能测定时相 关仪器的操 作规范，能够 运用科学的 方法正确的 采集、整理实 验数据，对实 验结果进行 科学的分析 和解释基本能掌握 使用水泥物 理性能测定 时相关仪器 的操作规范， 基本能够运 用科学的方 法正确的采 集、整理实验 数据，对实验 结果进行科 学的分析和 解释不能掌握使 用水泥物理
25、 性能测定时 相关仪器，不 能运用科学 的方法正确 的采集、整理 实验数据，对 实验结果进 行科学的分 析和解释掌握水泥物理性能 测试方法的国家标 准规定的方法及相 关技术指标，熟悉 相关的法律法规。熟悉水泥性能测试 方法的国家标准规 定的方法及相关技 术指标，了解相关 的法律法规。了解水泥性 能测试方法 的国家标准 规定的方法 及相关技术 指标，有法律 法规意识。基本了解水 泥性能测试 方法的国家 标准规定的 方法及相关 技术指标，有 一定法律法 规意识。不了解水泥 性能测试方 法的国家标 准规定的方 法及相关技 术指标，没有 法律法规意 识。小组成员之间能相 互听取意见，相互 尊重；小组成
26、员能 很好完成自己的任小组成员之间能相 互听取意见，相互 尊重；小组成员能 完成自己的任务，能相互听取小组成 员之间意见，小组 成员基本能完成自 己的任务，基本能基本能相互听取小 组成员之间意见， 小组成员基本能完 成自己的任务，基不能完成实验项 目，小组成员之间 没有相互协作或协 商。务，能很好互相协 作完成实验项目。能互相协作完成实 验项目。够互相协作完成实 验项目。本能够互相协作完 成实验项目。九、教学资源教材刘辉敏.水泥生产技术基础.化学工业出版社，2016参考书(1)侯伟.混凝土工艺学实验.化学工业出版社，2018(2)中国建材检验认证集团股份有限公司，国家水泥质量监督检验中心.水泥物理性 能检验技术.中国建材工业出版社，2017