建筑材料教案.docx

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建筑材料教案

《建筑材料》课程/项目教案

（指导性模板Verl.O版本）

课程代码：

课程负责人

课程团队

课程类别

课程类别：

基础必修（）专业必修（）

公共选修（）专业选修（）

授课专业

填写专业及专业方向名称

学生层次

专业教师

课内学时

总学时：

36；周学时：

；总学分：

理论学时：

16；实践学时：

16

课外学时及内容设计

合作学习

学时及内容安排：

包括校内与校外

自主学习

学时及内容安排：

包括校内与校外

授课时间

2015-2016学年；第1学期；第周至第周

先修课程

后续课程

教学资源

教材及参考资料：

《建筑材料》，吕智英，徐英等.湖北武汉：

武汉理工大学岀版社,2011年9月

《参考资料名称》，作者.出版地：

出版社，年月

其他教学资源：

包括教学指导书、案例集、习题集、多媒体课件、微课、网站等，为教学的有效开展而提供的教学内容相关的资源。

《书名》，作者岀版地：

出版社，年月

网络资源名称.网址

教学环境

简要说明课程/项目课内及课外教学的环境设计，包括课堂环境、实践环境（校内外

实验、实训、实习、见习等环境）、网络环境等教学环境的安排与设计等。

教案首页

此项内容可根据课程/项目特点按照课次或课程/项目单元填写，由各系部自行制定统一要求。

课次/单元

1

学时

2

周次第教学周

知识单元

第1章，第1~5节

教学题目

绪论

教学环境设计与组织安排

多媒体教室课堂讲授

教学目标及达成度

理论知识

了解建筑材料的发展史，技术标准和学习方法；掌握建筑材料的分类

专业技能

增加学生对本课程的认识，激发学习兴趣

职业道德

增加学生的工程意识

通识能力

认识建筑材料在社会基础设施建设中的重要地位和作用

教学重点难点

重点：

建筑材料的发展，材料在工程建设中的地位作用。

难点：

建筑材料的种类。

解决方法：

用工程案例来激发学生学习兴趣

教学方法手段媒介

主要教学方法：

讲授、讨论、案例引导。

教学媒介指：

教科书、板书、多媒体。

教学组织方式

1.讲评一一建筑材料的发展史

2.互动一一本课程基本要求与学习方法

3.讲解建筑材料的概念

实践

环节

课内实践环节：

课堂讨论建筑材料在建设工程的作用，联系讨论本课程学习方法。

注释及备注

教学设计

【教学进程安排】

重点设计教学步骤与具体内容安排。

教学进程：

案例引导、课堂讲授、课堂讨论、小结复习。

一、课外学习讲评

新学期新课程引言。

二、内容导入

通过对前导课程内容的回顾引导学生将思路转移到本门课程上来。

三、主要内容设计

师生相互介绍

（一）课程介绍一一导入新课

1.课程定位

《建筑材料》课程是一门实践性、应用性较强的专业技术基础课，是土建类专业的重要课程。

它不仅为后续的建筑工程施工、建筑结构、工程项目管理、工程概预算等课程提供必要的基础知识，也为工程实际中解决建筑材料问题和从事相关领域的专业技术工作提供必要的基本知识和基本技能。

2.课程目标

培养学生掌握常用建筑材料和一般装饰材料及其制品的主要技术性能、基本用途、常见规格、质量标准、检测及验收方法、保管要求，使学生具有材料性能检测、对材料性能品质进行评价和合理选择材料的实际应用技能，满足建筑工程行业或相关行业对施工现场质检员、施工员、材料检测试验员、监理员等岗位的职业能力和职业素质要求。

（二）建筑材料的分类

1.介绍材料的常见分类方法

1）按化学成分分类

根据化学成分建筑材料可分为无机材料，有机材料和复合材料。

2）按功能分类

建筑材料分类按功能可以分为建筑结构材料，墙体材料和建筑功能材料。

2.学生分组讨论日常材料的所属类别

课堂练习：

1）教室各构件材料类别

2）列出一些材料让学生划分类别，如沥青混凝土、暖气管道、天花板等。

（三）建筑材料的发展

1.材料的发展史介绍

2.材料未来的发展趋势

高性能化

多功能化

复合化

工业化

（四）建筑材料检测与技术标准

1.国家标准

2.行业标准

3.地方或企业标准

【归纳总结】

1.材料的组成和结构是决定材料性质的内在因素，只有了解材料性质与组成构造的

关系才能掌握材料的性质。

2.同类材料存在共性；同类材料的不同品种还存在着特性。

学习时应掌握各种材料的共性，再运用对比的方法掌握不同品种材料的特性，便于理解。

3.使用时材料的性质会受到外界环境条件的影响，学习时要运用已学过的物理，化学等基础知识加深理解，提高分析和解决问题的能力。

4.材料实验是本门的一个重要环节，因此必须上好实验课，通过实验培养动手能力,

获取感性知识，了解技术标准与检验方法。

【课外学习要求】

回顾课堂所学内容，课后查阅关于建筑材料在工程中应用的实例，加深学习印象。

【课后分析及改进】

本次课为本课的第一次教学，采用多媒体教学。

教案首页

课次/单元

学时

周次

第教学周

知识

单元

第2章，第1〜2节

教学题目

材料的基本性质

教学环境设计与组织安排

多媒体教室课堂讲授

教学目标及达成度

理论知识

了解材料组成与结构，掌握材料的基本物理性质。

专业技能

会检测材料的三种密度，计算材料的孔隙率、孔隙率。

职业道德

培养学生吃苦耐劳精神、科学严谨态度、诚实守信与团队协作意识。

通识能力

培养学生自学能力，提高学生分析问题的能力。

教学重点难点

重点：

建筑材料的物理性质。

难点：

建筑材料的物理性质对材料性能的影响。

解决方法：

通过动画演示、案例引导得出结论。

教学方法手段媒介

主要教学方法：

讲授、练习、案例引导。

教学媒介指：

教科书、板书、多媒体。

教学组织方式

1.操作一一材料密度测定方法。

2.互动一一材料孔隙率、空隙率特征对应的材料强度、抗渗性、抗冻性、导热性的影响。

3.讲解一一材料密度、表观密度、堆积密度的关系及工程意义。

实践

环节

课内实践环节：

练习工程实践讨论建筑材料物理性质对材料功能的影响。

注释及备注

教学设计

【教学进程安排】

重点设计教学步骤与具体内容安排。

教学进程：

上节回顾、课堂讲授、课堂演示、小结复习。

一、课外学习讲评

上节内容问答与讲评。

二、内容导入

复习旧课，导入新课。

通过对上节知识的提问引导学生学习本节新内容。

三、主要内容设计

复习旧课导入新课

通过提问、总结复习上一节介绍的内容或采取师生互动形式，引入新课。

讲授新课

2.1材料的基本物理性质

补充：

材料的体积组成

固体材料的体积构成：

固体材料的总体积包括固体物质体积与孔隙体积两部分。

女口图1-1所示，孔隙按常温、常压下水能否进入分为开口孔隙和闭口孔隙。

散粒材料的堆积体积构成：

散粒材料的堆积体积包括颗粒中固体物质体积、孔隙体积和颗粒间空隙体积三部分。

如图1-2所示。

1—颗粒中的固体物质；2—闭口孔隙；3—开口孔隙；4—颗粒间的空隙

密度：

材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度。

注意：

1、绝对密实体积是指不包括孔隙在内的体积。

2、含孔隙的材料的用李式瓶

测定密实体积。

3、测定较密实的不规则的散粒材料时，直接用排水法测其体积。

表观密度

在自然状态下单位体积的质量称为体积密度。

堆积密度：

散粒材料在规定装填条件下单位体积的质量称为堆积密度。

教学方法：

对以上三种密度，采用对比法，重点分析其体积的区别。

举例：

材料密度、表观密度和堆积密度的计算。

密实度：

材料体积内被固体物质所充实的程度。

孔隙率：

材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。

填充率：

散粒材料在自然堆积状态下，被颗粒填充的程度。

空隙率：

散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒材料在自然状态下的体积之比的百分率。

举例：

材料的空隙率和孔隙率的计算。

2.2材料与水有关的性质

亲水性与憎水性

亲水性：

当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用力（吸附力）大于水分子之间的作用力（内聚力），材料表面吸附水分，即被水润湿，表现岀亲水性，这种材料称为亲水材料。

憎水性：

当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用力（吸附力）小于水分子之间的作用力（内聚力），材料表面不吸附水分，即不被水润湿，表现岀憎水性，这种材料称为憎水材料。

吸水性

材料吸收水分的能力称为吸水性，用吸水率表示。

吸水率有两种表示方法：

质量吸

水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的质量与材料在绝对干燥状态下的质量之比。

体积吸水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的体积与材料在自然状态下的体积之比。

【归纳总结】

1•土木工程材料的主要种类、组成。

2•土木工程材料的基本性质之物理性质。

【课外学习要求】

回顾课堂所学内容，课后查阅相关资料，加深学习印象。

【课后分析及改进】

教学团队对课程/项目教学设计的可行性、知识与能力指标的达成度、教与学环节的设计、教学重点与难点的把握、教学方法手段的有效性、师生双边活动的设计、课内与课外的结合、教与学的效果等课堂教学过程情况进行总结与分析，共同研讨确定改进措施与方案。

教案首页

课次/单元

学时

周次

第教学周

知识

单元

第2章，第3〜4节

教学题目

建筑材料的基本性质

教学环境设计与组织安排

多媒体教室课堂讲授

教学目标及达成度

理论知识

掌握材料与水有关的性质，力学性质，热工性质；理解材料耐久性概念

专业技能

会检判断材料是否为耐水材料，会选择保温隔热材料，会计算材料拉压强度。

职业道德

培养学生吃苦耐劳精神、科学严谨态度、诚实守信与团队协作意识。

通识能力

培养学生自学能力，提高学生分析问题的能力。

教学重点难点

重点：

建筑材料的力学性质。

难点：

建筑材料的力学性质对材料性能的影响。

解决方法：

通过动画演示、案例引导得出结论。

教学方法手段媒介

主要教学方法：

讲授、练习、案例引导。

教学媒介指：

教科书、板书、多媒体。

教学组织方式

1.讲评一一材料力学性能与材料功能。

2.互动一一材料热工性能与材料应用。

3.讲解一一建筑材料的耐久性概念

实践

环节

课内实践环节：

练习工程实践讨论建筑材料热工性质、力学性质对材料功能的影响。

注释及备注

教学设计

【教学进程安排】

重点设计教学步骤与具体内容安排。

教学进程：

上节回顾、课堂讲授、课堂演示、小结复习。

一、课外学习讲评

上节内容问答与讲评。

二、内容导入

复习旧课，导入新课。

通过对上节知识的提问引导学生学习本节新内容。

三、主要内容设计

复习旧课导入新课

通过提问、总结复习上一节介绍的内容或采取师生互动形式，引入新课。

讲授新课

吸湿性

材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。

干燥的材料处在较潮湿的空气中，便会吸收空气中的水分；而当较潮湿的材料处在较干燥的空气中，便会向空气中放岀水分。

前者是材料的吸湿过程，后者是材料的干燥过程。

由此可见，在空气中，某一材料的含水多少是随空气的湿度变化的。

含水率：

材料在自然状态下所含的水的质量与材料干重之比

课堂练习：

收到含水率5%的砂子500t，实为干砂多少吨？

若需干砂500t，应进含水率5%的砂

子多少吨？

注意：

材料的含水率的定义中“与材料干燥状态质量之比”。

耐水性

用软化系数表示，

一般说来，材料浸水后，会降低材料组成微粒间的结合力，引起强度的下降。

材料

的软化系数K软在0（黏土）〜1（钢材）之间变化。

K软的大小，表明材料吸水饱和后

其强度下降的程度。

K软越小，材料吸水后强度下降越大，即耐水性越差。

一般称K软

>0.85的材料为耐水性材料。

K软是选用建筑材料的重要依据，经常位于水中或受潮严

重的重要结构物，应选用K软》0.85的材料；受潮较轻的或次要结构物，K软不宜小于

0.75。

课堂练习：

某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172MPa178MPa168

MPa该岩石可否用于水下工程。

该岩石的软化系数为

所以该岩石可用于水下工程。

抗渗性

抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。

抗渗性用渗透系数表示：

渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。

材料抗渗性的高低，与孔隙率及孔隙形态特征有关。

开口大孔易渗水，抗渗性最差。

许多材料中常含有孔隙、孔洞或其他缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内部的孔隙、孔洞或其他缺陷渗透到低压侧。

这种压力水的渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗透的水还会带入能腐蚀材料的介质，或将材料内的某些成分带岀，造成材料的破坏。

经常受压力水作用的地下工程及水利工程等，应选用具有一定抗

渗性的材料。

材料的抗渗性，也可用抗渗等级P表示。

即在标准试验条件下，材料的最大渗水压

力（MPa。

如抗渗标号为P8,表示该种材料的最大渗水压力为0.8（MPa。

抗渗性是决定材料耐久性的重要因素，也是检验防水材料质量等级的指标之一。

课堂练习：

让学生分析P6相当于多少米的水深产生的水压力？

四、抗冻性

抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环，不破坏、强度也不显着降低的性质。

抗冻等级是以试件在吸水饱和状态下，经冻融循环作用，质量损失不大于5%强度

下降均不于25%超过规定数值的最大冻融循环次数来表示。

材料的抗冻等级“Fi”表

示，“i”表示冻融循环次数（在-15C的温度冻结后，再在20C的水中融化，为一次冻融循环），如F25、F50、F100、F150等，抗冻等级越高，材料的抗冻能力越强。

案例分析：

让学生分组讨论分析材料的孔隙率与孔隙特征对材料的密度、表观密度、堆积密

度、抗渗性、抗冻性等性质的影响。

2.3材料的力学性质

材料抵抗在应力作用下破坏的性能称为强度。

强度通常以强度极限表示。

强度极限即单位受力面积所能承受的最大荷载。

材料的强度按受力方式不同，分为抗压、抗拉、抗弯和抗折强度。

注意：

对于以力学性质为主要性能指标的材料，通常按其强度值的大小划分成若干等级或标号。

脆性材料（混凝土、水泥等）主要以抗压强度来划分等级或标号，塑性材料（钢材等）以抗拉强度来划分。

强度值和强度等级不能混淆，前者是表示材料力学性质的指标，后者是根据强度值划分的级别。

弹性与塑性

弹性变形：

材料在外力作用下产生变形，当外力消除后，能够完全恢复原来形状的性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。

塑性变形：

材料在外力作用下产生变形而不岀现裂缝，当外力消除后，不能够自动恢复原来形状的性质称为塑性，这种变形称为塑性变形。

脆性与韧性

脆性：

材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性变形，不岀现塑性变形而突然破坏的性质称为脆性。

具有这种性质的材料称为脆性材料。

脆性材料抵抗冲击或振动荷载的能力差，故常用于承受静压力作用的工程部位如基础、墙体、柱子、墩座等。

材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力称为硬度。

测定硬度的方法有多种，通常有刻划法、压入法和回弹法三种，对不同材料测定硬度的方法不同。

。

材料表面抵抗磨损的能力称为材料的耐磨性。

材料的耐磨性以磨损率表示，磨损率越低，表明材料的耐磨性越好。

2.4材料的耐久性

耐久性是指材料能抵抗各种内外因素或腐蚀介质的作用而不破坏，保持其原性质的能力。

不同材料耐久性的含义指标不同。

【归纳总结】

1.材料的强度、比强度、材料的弹性与塑性、材料的脆性与韧性等。

2.耐久性的定义、分类及特点等。

3.材料热工性能。

【课外学习要求】

回顾课堂所学内容，课后查阅相关资料，加深学习印象，完成课后练习题。

【课后分析及改进】

教学团队对课程/项目教学设计的可行性、知识与能力指标的达成度、教与学环节的设计、教学重点与难点的把握、教学方法手段的有效性、师生双边活动的设计、课内与课外的结合、教与学的效果等课堂教学过程情况进行总结与分析，共同研讨确定改进措施与方案。

教案首页

课次/单元

学时

周次

第教学周

知识

单元

第3章，第1节

教学题目

气硬性胶凝材料

教学环境设计与组织安排

多媒体教室课堂讲授

教学目标及达成度

理论知识

理解胶凝材料的概念；了解石灰的生产；掌握石灰熟化硬化过程、特点和应用。

专业技能

会根据石灰熟化机理对石灰进行陈伏处理，会拌制三合土。

职业道德

培养学生的创新能力，科学严谨的态度和团队协作意识。

通识能力

培养学生自学能力、分析问题和解决问题的能力。

教学重点难点

重点：

石灰的技术性质及应用。

难点：

通过石灰的化学物理组成、技术性质推到其用途及局限性。

。

解决方法：

借助多媒体，用图片、案例引导，学生讨论分析，最后老师点评。

教学方法手段媒介

主要教学方法：

讲授、练习、案例引导。

教学媒介指：

教科书、板书、多媒体。

教学组织方式

1.讲评——石灰的化学物理组成、技术性质。

2.互动一一由石灰的化学物理组成、技术性质推到其用途及局限性。

3.讲解一一胶凝材料的概念。

实践

环节

课内实践环节：

讨论石灰的化学物理组成、技术性质对材料功能的影响。

注释及备注

教学设计

【教学进程安排】

重点设计教学步骤与具体内容安排。

教学进程：

上节回顾、课堂讲授、工程案例、小结复习。

一、课外学习讲评

上节内容问答与讲评。

二、内容导入

复习旧课，导入新课。

通过对上节知识的提问引导学生学习本节新内容。

三、主要内容设计

复习旧课导入新课

通过提问、总结复习上一节介绍的内容或采取师生互动形式，引入新课。

讲授新课

无机气硬性胶凝材料

建筑上用来将散粒材料（如砂、石子）或块状材料（如砖、石块）粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。

胶凝材料按其化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。

所谓气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续提高强度的胶凝材料。

如石灰、石膏。

水玻璃、菱苦土等。

所谓水硬性胶凝材料是指不仅能在空

气中硬化，而且能更好地在水中硬化保持并继续提高其强度的胶凝材料。

如各种水泥。

3.1石灰

3.1.1石灰的原料及生产

石灰的主要原料是石灰石。

也可用化工副产品的电石渣。

石灰岩经高温煅烧，即可生成生石灰。

学生分组讨论：

1、欠火石灰、过火石灰的危害？

2、过火石灰的处理？

3.1.2石灰的熟化

石灰的熟化是指生石灰与水发生水化反应，生成氢氧化钙的水化过程。

简要介绍石灰膏、石灰粉和生石灰粉的成山过程。

3.1.3石灰的硬化

石灰的硬化由两个同时进行的过程来进行。

干燥硬化与结晶硬化

石灰浆在干燥过程中，随着水分的蒸发，孔隙中的自由水由于表面张力作用而产生毛细管压力，使得氢氧化钙颗粒相互靠拢、搭接，获得一定的强度，同时氢氧化钙逐渐从过饱和溶液中结晶析岀，形成结晶结构网，使强度继续增加。

碳化硬化

氢氧化钙和空气中的二氧化碳，反应生成碳酸钙晶体使石灰浆硬化，强度提高。

3.1.4石灰的技术要求和技术指标

石灰的技术要求

石灰的技术标准

建筑石灰粉为钙质和镁质生石灰，分别划分为优等品、一等品、合格品三等。

建筑消石灰粉按氧化镁含量可分为：

钙质消石灰粉、镁质消石灰粉、白云石消石灰粉，每种又有三种等级。

3.1.5石灰的应用及储存

石灰的特点

1、保水性与可塑性好；2、凝结硬化慢、强度低；3、耐水性差；4、干燥收缩大石灰的应用

1.制成石灰乳；2配制砂浆；3配制灰土与三合土；4、生产硅酸盐制品；5、制作碳化石灰板。

工程案例分析：

在某高速公路基层施工过程中所用材料是石灰粉煤灰综合稳定碎石。

第一天铺筑了

500米并且碾压完毕，密实度与平整度都能够满足要求。

但是等到第二天继续施工的时候，发现已摊铺完的基层发生了巨大变化，原本碾压得很平坦的基层鼓起了一个个的包，整条路段向上不停地冒着蒸汽，场面颇为壮观。

整个路段成为了废品。

由于石灰和粉煤灰的本身的性质，已经铺筑的材料不可能收回重新利用了。

施工单位损失巨大。

分析：

因为施工中直接使用了生石灰，生石灰受潮后会变成熟石灰并且体积膨胀，

释放大量的热量。

因此必须将生石灰熟化成熟石灰后才能使用。

【归纳总结】

1•石灰消化、硬化机理、基本性质、应用等

2.石灰消化、硬化机理。

3.胶凝材料的概念与应用。

【课外学习要求】

完成课后习题，预习建筑石膏的内容。

【课后分析及改进】

教学团队对课程/项目教学设计的可行性、知识与能力指标的达成度、教与学环节的设计、教学重点与难点的把握、教学方法手段的有效性、师生双边活动的设计、课内与课外的结合、教与学的效果等课堂教学过程情况进行总结与分析，共同研讨确定改进措施与方案。

此项内容可根据课程/项目特点按照课次或课程/项目单元填写，由各系部自行制定统一要求。

课次/单元

学时

周次第教学周

知识

单元

第3章，第2~3节

教学题目

气硬性胶凝材料

教学环境设计与组织安排

多媒体教室课堂讲授

教学目标及达成度

理论知识

了解石膏的生产；掌握建筑石膏凝结硬化过程，技术性质和应用。

专业技能

能正确选择和合理使用石膏、水玻璃。

职业道德

培养学生的创新能力，科学严谨的态度和团队协作意识。

通识能力

培养学生自学能力、分析问题和解决问题的能力。

教学重点难点

重点：

石膏的技术性质及应用。

难点：

通过石膏的化学物理组成、技术性质推到其用途及局限性。

。

解决方法：

借助多媒体，用图片、案例引导，学生讨论分析，最后老师点评。

教学方法手段媒介

主要教学方法：

讲授、练习、案例引导。

教学媒介指：

教科书、板书、多媒体。

教学组织方式

1.讲评——石膏的化学物理组成、技术性质。

2.互动一一由石膏的化学物理组成、技术性质推到其用途及局限性。

3.讲解一一水玻璃的选择与应用。

实践环节

课内实践环节：

讨论石膏的化学物理组成、技术性质对材料功能的影响。

注释及备注

教学设计

【教学进程安排】

重点设计教学步骤与具体内容安排。

教学进程：

上节回顾、课堂讲授、工程案例、小结复习。

一、课外学习讲评

上节内容问答与讲评。

二、内容导入

复习旧课，导入新课。

通过对上节知识的提问引导学生学习本节新内容。

三、主要内容设计

复习旧课导入新课

通过提问、总结复习上一节介绍的内容或采取师生互动形式，引入新课。

讲授新课

3.2石膏（和石灰比较介绍）

321建筑石膏的原料及生产

在建筑工程中所使用的石膏是由天然二水石膏经过加工而成的半水石膏CaS04・1/2H2O,又成熟石膏。

天然二水石膏在加工时随温度和压力等条件的不同，会得到结构和性能不同的产物。

（生石膏）（B型半水熟石膏）

3.2.2建筑石膏的水化硬化

浆体的凝结硬化过程是一个连续进行的过程。

从加水开始拌合一直到浆体开始失去可塑性的过程称为浆体的初凝，对应的这段时间称为初凝时间；从加水拌合开始一直到浆体完全失去可塑性，并开始产生强度的过程称为浆体的硬化，对应的时间称为终凝时间。

1—半水石