建筑材料教案二.docx

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建筑材料教案二

教师教案

课程名称：

建筑材料

系、年级：

建筑工程系_14级

专业：

建筑工程专业群

任课教师/职称：

教研室：

建筑工程

章节课题：

第六章建筑钢材课时：

2课时书写时间：

6-1

授课时间：

6-9教师：

本章节在教学过程中的地位作用及前后关系：

随着现代社会的发展，钢结构工程也越来越多，在现实中扮演者重要的角色，对此本教材引入建筑钢材来介绍其基本知识。

本章节先介绍了钢材的冶炼、分类和其技术性能，再次介绍了相关的标准和选用及冷加工和防护方面的知识。

针对本堂课讲授的内容是接着上堂课内容的一个引申和扩大。

知识、技能传授目标要求：

1.理解建筑钢材的冷加工和防护；

2.掌握建筑钢材的主要技术标准和选用；

教学重点与难点及解决方法：

1.教学重点：

建筑钢材的性能和选用；

2.教学难点：

建筑钢材的性能和选用；

3.解决方法：

通过课堂讲授和上次讲授的基本知识来进行进一步的了解和掌握。

教学手段实施设计：

讲授和课堂思考互相配合的方式来实施教学。

作业辅导计划：

1.什么是钢材的冷弯性能和冲击韧性？

有何实际意义？

2.什么是钢材的冷加工和时效处理？

课堂教学小结：

建筑钢材的技术标准和选用：

钢材的主要钢种、钢筋混凝土结构用钢的品种、钢结构用钢的品种；建筑钢材的冷加工与防护：

钢材的冷加工、时效处理、焊接、防锈、防火。

2015年6月1日

课后札记：

年月日

系领导审批：

年月日

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

第六章建筑钢材

第三节建筑钢材的技术标准和选用

一、建筑钢材隶属的主要钢种

1、普通碳素结构钢

.牌号及表示方法

碳素结构钢的牌号由四个部分组成：

屈服强度的字母（Q）、屈服强度数值（N／mm2）、质量等级符号（A、B、C、D）、脱氧方法符号（F、B、Z、TZ）。

碳素结构钢的质量等级是按钢中硫、磷含量由多至划分的，随A、B、C、D的顺序质量等级逐级提高。

当为镇静钢或特殊镇静钢时，则牌号表示“Z”与“TZ”符号可予以省略。

按标准规定，我国碳素结构钢分四个牌号，即Q195、Q215、Q235、Q275。

．碳素结构钢的技术要求

碳素结构钢的技术要求包括化学成分、力学性能、冶炼方法、交货状态、表面质量等五个方面。

.碳素结构钢的应用

建筑工程中常用的碳素结构钢牌号为Q235，Q235号钢适于各种加工，大量被用作轧制各种型钢、钢板及钢筋。

其中Q235—A级钢，一般仅适用于承受静荷载作用的结构，Q235—C和D级钢可用于重要焊接的结构。

相反用Q195和Q215号钢，虽塑性很好，但强度太低；Q195和Q215号钢常用作生产一般使用的钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等；而Q275号钢，其强度很高，但塑性较差，可焊性亦差，所以均不适用。

Q275号钢多用于生产机械零件和工具等。

2、低合金高强度结构钢

.牌号及表示方法

我国低合金结构钢共有5个牌号，即Q345、Q390、Q420、Q460、Q500。

其牌号的表示由屈服强度字母Q、屈服强度数值、质量等级（A、B、C、D、E五级）三部分组成。

．技术要求及应用

低合金高强度结构钢与碳素结构钢相比，具有较高的强度，综合性能好。

同时还具有良好的塑性、韧性、可焊性、耐磨性、耐蚀性、耐低温性等性能。

低合金结构钢主要用于轧制各种型钢（角钢、槽钢、工字钢）、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于各种重型结构、大跨度结构、高层结构及桥梁工程等，尤其对用于大跨度和大柱网的结构，其技术经济效果更为显著。

二、钢筋混凝土结构用钢的品种

1、热轧钢筋

钢筋混凝土用热轧钢筋，根据其表面状态特征、工艺与供应方式可分为热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋。

.热轧直条钢筋

理论讲授

7min

3min

5min

3min

5min

3min

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

热轧直条光圆钢筋是横截面通常为圆形，表面光滑的成品光圆钢筋，俗称圆钢。

牌号的表示是由字母HPB和屈服点最小值构成，作为中小型普通钢筋混凝土结构的主要受力钢筋或箍筋。

.热轧带肋钢筋

热轧带肋钢筋通常为圆形横截面，且表面通常带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。

按肋纹的形状分为月牙肋和等高肋；

热轧钢筋按其力学性能，分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级，其强度等级代号分别为R235、RL335、RL400、RL540。

其中Ⅰ级钢筋由碳素结构钢轧制，其余均由低合金钢轧制而成。

便于各种冷加工，故广泛用于普通钢筋混凝土构件的受力筋及各种钢筋混凝土结构的构造筋。

Ⅱ级和Ⅲ级钢筋的强度较高，塑性和焊接性能也较好，广泛用作大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。

Ⅳ级钢筋强度高，但塑性和可焊性较差，可用作预应力钢筋。

.热轧盘条光圆钢筋

土木工程用低碳钢热轧盘条光圆钢筋的力学性能和工艺性能应符合表6-8的规定。

2、冷轧带肋钢筋

．定义

热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或两面横肋，即成为冷轧带肋钢筋。

．牌号

冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为五个牌号，分别为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170。

C、R、B分别为冷轧、带肋、钢筋三个词的英文首位字母，数值为抗拉强度的最小值。

.技术性能

与冷拔低碳钢丝相比，冷轧带肋钢筋具有强度高、塑性好，与钢筋粘结牢固，

节约钢材，质量稳定等优点。

3、其他预应力筋

.预应力混凝土用钢丝

预应力混凝土用钢丝是高碳钢盘条经淬火、酸洗、冷拉加工而制成的高强度钢丝。

1）分类及代号

预应力混凝土用钢丝按下列分类。

按加工状态分为：

冷拉钢丝（WLR）、消除应力钢丝（WNR）两种。

按外形分为：

光圆钢丝（P）、螺旋肋钢丝（H）、刻痕钢丝（I）。

2）技术性能

预应力钢丝具有强度高、柔性好、松弛率低、耐蚀等特点，适用于各种特殊要求的预应力结构，主要用于大跨度屋架及薄腹梁、大跨度吊车梁、桥梁、电杆、轨枕等的预应力钢筋。

理论讲授

5min

2min

3min

5min

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

．预应力混凝土用钢绞线

预应力混凝土用钢绞线是由7根直径为2.5～5.0mm的高强度钢丝，绞捻后经一定热处理清除内应力而制成。

钢铰线直径有9.0mm、12.0mm和15.0mm三种。

钢铰线具有强度高、与混凝土粘结性好、段面面积大，使用根数少，在结构中布置方便，易于锚固等优点。

主要用于大跨度、大负荷的后张法预应力屋架、桥梁和薄腹梁等结构的预应力筋。

.预应力混凝土用螺纹钢筋

是一种热轧成带有不连续的外螺纹的直条钢筋，该钢筋在任意截面处，均可用带有匹配形状的内螺纹的连接器或锚具进行连接和锚固。

其公称直径有18、25、35、40、50mm等规格，强度等级有PSB785、PSB830、

PSB930、PSB1080四级。

三、钢结构用钢的品种

钢结构用钢材主要由热轧型钢、冷弯薄壁型钢、钢管和钢板等。

.热轧型钢

热轧型钢主要采用碳素结构钢，低合金高强度结构钢Q345和Q390热轧成型。

常用的有角钢、工字钢、槽钢、T型钢、Z形钢等

标记方式为一组符号中需要标出型钢名称、横断面主要尺寸、型钢标准号及钢牌号与钢种标准。

．冷弯薄壁型钢

冷弯薄壁型钢是用2-6mm的薄钢板经冷弯或模压而制成，有角钢、槽钢等开口薄壁型钢及方形、矩形等空心薄壁型钢，用于轻型钢结构。

压型钢板具有成型灵活、施工速度快、外观美观、重量轻、易于工业化生产等特点，广泛用作屋面及墙面围护材料。

.钢板和钢管

钢板是宽厚比很大的矩形板。

按轧制工艺不同分为热轧钢板和冷轧钢板两大类。

按其公称厚度分为：

薄板、中板、厚板和特厚板。

钢管分为无缝钢管和焊接钢管两类。

第四节建筑钢材的冷加工与防护

一、钢材的冷加工

1、定义

冷加工：

将钢材在常温下进行冷加工（如冷拉、冷拔或冷轧），使之产生塑性变形，从而提高屈服强度，但钢材的塑性、韧性及弹性模量则会降低，这个过程称为冷加工强化处理。

2、方式

常用的冷加工方法是冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕。

冷拉是将热轧钢筋用冷拉设备加力进行张拉，使之伸长。

钢材经冷拉后倔服强度可提高20％～30％，可节约钢材10％～20％，钢材经冷拉后屈服

理论讲授

7min

3min

2min

3min

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

阶段缩短，伸长率降低，材质变硬。

冷拔是将光面圆钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔，每次拉拔断面缩小应在10％以下。

经过一次或多次冷拔后的钢筋，表面光洁度高，屈服强度提高40％～60％，但塑性大大降低，具有硬钢的性质。

冷轧是将圆钢在轧钢机上扎成断面形状规则的钢筋，可提高其强度及与混凝土的粘结力。

二、钢材的时效处理

1、定义

钢材经冷加工后，在常温下存放15～20d或加热至100～200℃，保持2h左右，其屈服强度、抗拉强度及硬度进一步提高，而塑性及韧性继续降低，这种现象称为时效。

前者称为自然时效，后者称为人工时效。

2、时效敏感性

因时效而导致钢材性能改变的程度称为时效敏感性。

3、特点及其应用范围

经冷加工和时效后，建筑用钢筋常利用冷加工、时效作用来提高其强度，增加钢筋的品种规格、时效作用来提高其强度，增加钢筋的品种规格、节约钢材。

承受振动、冲击荷载作用的重要性结构，应选用时效敏感性小的钢材。

3、钢材的焊接

1、钢材焊接的基本方法

.焊接基本方法

钢材的焊接主要采用电弧焊和接触对焊两种基本方法。

.焊接过程的特点

在很短的时间内达到很高的温度；金属熔化的体积很小；金属传热快，冷却的速度很快。

.焊接缺陷

焊缝金属缺陷：

裂纹、气孔、夹杂物。

基体金属热影响区的缺陷：

裂纹、晶粒粗大和析出脆化。

2、影响焊接质量的主要因素

.钢材的可焊性

可焊性好的钢材，焊接质量易于保证。

.焊接工艺

钢材的焊接由于局部金属在短时间内达到高温熔融，极易引起钢材性能的改变，所以必须正确掌握焊接方法，选择适宜的焊接工艺及控制参数。

.焊条材料

根据不同材质的被焊件，选用适宜的焊条，但焊条的强度必须大于被焊件的强度。

四、钢材的防锈

1、钢材的锈蚀

理论讲授

3min

2min

3min

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

.定义

钢材的锈蚀是指其表面与周围介质发生化学反应而遭到的破坏过程。

.分类

根据锈蚀作用的机理，钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种。

.影响钢材锈蚀的主要因素

影响钢材锈蚀的主要因素是水、氧及介质中所含的酸、碱、盐等。

同时钢材本身的组织成分对锈蚀影响也很大。

2、锈蚀的防止

.钢结构防止锈蚀通常采用表面刷漆的方法；

.混凝土配筋的防锈措施，主要是提高混凝土的密实度，保证足够的保护层厚度，限制氯盐外加剂的掺入量；

.预应力钢筋防锈措施，重要的预应力混凝土结构，除了禁止掺用氯盐外，还应对原材料进行严格检验；

.钢材的防锈措施，通过加入某些合金元素，可以提高钢材的耐锈蚀能力。

五、钢材的防火

1、钢结构的防火

.钢结构防火涂料

适用于隐蔽结构和裸露的钢梁、斜撑等钢构件。

.浇筑混凝土法

适用于容易碰撞、无保护面板的钢柱防火保护。

.轻质防火厚板包覆法

它具有施工方便、装修面平整光滑、成本低、损耗小、无环境污染、施工周期短、耐老化等优点，是钢结构防火保护的新发展方向。

2、钢筋的防火

钢筋混凝土结构中的钢筋虽然被混凝土所包裹，但在火灾作用下，仍会造成构件力学性能的丧失，使结构破坏。

所以在结构设计允许的范围内适当增加保护层厚度，可以减小或延缓钢筋的伸长变形和预应力值损失。

理论讲授

5min

首页

章节课题：

阶段复习课时：

2课时书写时间：

6-8

授课时间：

6-16教师：

本章节在教学过程中的地位作用及前后关系：

针对前六章的内容，进行总结回忆，并通过相应的测验来证明学习的掌握程度。

对于测验出现的问题加以强调，使学生避免将这种错误一直延续到考试，甚至是实际工作中。

知识、技能传授目标要求：

掌握前六章重点和难点问题；

教学重点与难点及解决方法：

1.教学重点：

前六章重点问题；

2.教学难点：

前六章难点问题；

3.解决方法：

通过课堂讲授、总结和测验来进行学习。

教学手段实施设计：

讲授和课堂测验、总结互相配合的方式来实施教学。

作业辅导计划：

课堂小测验

课堂教学小结：

本堂课主要是从前六章的重点和难点出发进行学习的，一方面可以通过做题发现学生的不足；另一方面也为了让学生对课程的前一半学习加以巩固。

2015年6月8日

课后札记：

年月日

系领导审批：

年月日

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

阶段复习

针对前六章的内容，进行总结回忆，并通过相应的测验来证明学习的掌握程度。

一、填空

1、对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料的密度，吸水性,抗冻性,导热性,强度。

2、与硅酸盐水泥相比,火山灰水泥的水化热,耐软水能力,干缩.

3、普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为、

和.

4、钢材中元素S主要会使钢的增大，元素P主要会使钢的

增大.

5、与建筑石灰相比，建筑石膏凝结硬化速度，硬化后体积.

6、按国家标准的规定，硅酸盐水泥的初凝时间应满足。

7、相同条件下，碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性。

8、普通混凝土用石子的强度可用或表示。

2、单选题

1、评价材料抵抗水的破坏能力的指标是（）。

A.抗渗等级B.渗透系数C.软化系数D.抗冻等级

2、炎热夏季大体积混凝土施工时,必须加入的外加剂是（）。

A.速凝剂B.缓凝剂C.CaSO4D.引气剂

3、石灰熟化过程中的陈伏是为了（）。

A.利于结晶B.蒸发多余水分C.消除过火石灰的危害D.降低发热量

4、硅酸盐水泥石耐热性差，主要是因为水泥石中含有较多的（）。

A.水化铝酸钙B.水化铁酸钙C.氢氧化钙D.水化硅酸钙

5、砌筑砂浆的分层度为（）mm时，该砂浆的保水性和硬化后性能均较好。

A.0-10B.10-20C.30-50D.60-80

6、干燥环境中有抗裂要求的混凝土宜选择的水泥是（）。

A.矿渣水泥B.普通水泥C.粉煤灰水泥D.火山灰水泥

7、石膏制品的特性中正确的为（）。

A.耐水性差B.耐火性差C.凝结硬化慢D.强度高

8、下列钢材中，塑性及可焊性均最好的为（）。

A.Q215B.Q275C.Q235D.Q255

理论讲授

测验

20min

10min

20min

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

三、问答题

1、什么是混凝土的碱——骨料反应？

它对混凝土有什么危害？

2、试述普通混凝土四种组成材料的作用？

3、石灰具有哪些特点?

4、矿渣水泥,普通水泥及快硬硅酸盐水泥中石膏的作用是什么?

5、什么是砼的和易性，其影响因素有哪些？

四、计算题

1、某材料的密度为2.68g/cm3，表观密度为2.34g/cm3，720克绝干的该材料浸水饱和后擦干表面并测得质量为740克。

求该材料的孔隙率、质量吸水率。

（假定开口孔全可充满水）

2、已知砼的施工配合比为1:

2.40:

4.40:

0.45，且实测混凝土拌合物的表观密度为2400kg/m3.现场砂的含水率为2.5%，石子的含水率为1%。

试计算其实验室配合比。

（以1m3混凝土中各材料的用量表示，准至1kg）

五、总结

对于测验出现的问题加以强调，使学生避免将这种错误一直延续到考试，甚至是实际工作中。

测验

总结

15min

10min

15min

10min

首页

章节课题：

第八章沥青与防水材料课时：

2课时书写时间：

6-14

授课时间：

6-22教师：

本章节在教学过程中的地位作用及前后关系：

本章主要介绍在土木工程建设中不可缺少的建筑材料沥青混合料和防水材料。

其中沥青基防水材料是传统的防水材料，也是目前应用较多的防水材料，但是其使用寿命较短。

随着石油化工的发展，各类高分子材料的出现，使得各种性能优良的新型防水材料不断的涌现。

针对此情况，本章节将传统和现代的沥青防水材料按照现行的规定作了相应的介绍。

知识、技能传授目标要求：

1.掌握石油沥青的主要技术性质、标准和选用；

2.掌握石油沥青掺配比例的计算；

3.理解防水卷材、涂料、密封涂料的基本性能要求。

教学重点与难点及解决方法：

1.教学重点：

石油沥青的主要技术性质、标准和选用及其计算；

2.教学难点：

石油沥青的主要技术性质；

3.解决方法：

通过课堂讲授和例题分析来掌握。

教学手段实施设计：

讲授和课堂思考互相配合的方式来实施教学。

作业辅导计划：

1.石油沥青有哪些主要技术性质？

各用什么指标表示？

2.从石油沥青的组分说明石油沥青三大指标之间的相互关系。

试举例说明可用哪些材料来改性沥青，从而使之获得更好的使用性能。

课堂教学小结：

沥青与防水材料：

石油沥青、防水卷材、防水涂料、密封涂料。

2015年6月14日

课后札记：

年月日

系领导审批：

年月日

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

第八章沥青与防水材料

第一节石油沥青

石油沥青是由石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物，再经过加工而得的产品。

一、石油沥青的组成和结构

1、石油沥青的组成

.组分的定义

由于其化学成分复杂，为便于分析和实用，常将其物理、化学性质相近的成分归类为若干组，称为组分。

.组分的分类

通常将沥青分为油分、树脂质和沥青质三组分组成，此外，沥青中常含有一定量的固体石蜡。

1）油分

为沥青中最轻的组分，呈淡黄至红褐色。

在石油沥青中，含量为45～60％。

油分使沥青具有流动性。

2）树脂质

为密度略大于1g/cm3的黑褐色或红褐色粘稠物质。

在石油沥青中含量为15％～30％。

它使石油沥青具有塑性于塑性和粘结性。

3）沥青质

为密度大于1g/cm3的固体物质，黑色。

在石油沥青中含量为5～30％。

它决定石油沥青的温度稳定性和粘性。

4）固体石蜡

它会降低沥青的粘结性、塑性、温度稳定性和耐热性。

由于存在于沥青油分中的蜡是有害成分，故常采用氯盐处理或高温吹氧、溶剂脱蜡等方法处理。

2、石油沥青的胶体结构

根据沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同，胶体结构可分为溶胶型、凝胶型和溶-凝胶型三种类型。

.溶胶型结构

地沥青质含量较少。

直馏沥青的结构多为溶胶结构。

.凝胶结构。

凝胶结构地沥青质含量很多。

氧化沥青多属于凝胶结构。

.溶-凝胶型

溶一凝胶结构介于溶胶与凝胶之间。

大部分优质道路沥青均配成溶-凝胶型结构，具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。

2、石油沥青的技术性质

1、黏滞性

.定义

石油沥青的粘滞性又称粘性。

理论讲授

5min

3min

2min

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

.表示方法

对使用粘稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。

针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。

针入度值越小，表明粘度越大。

2、塑性

.定义

.表示方法

石油沥青的塑性用延度表示。

延度愈大，塑性愈好。

3、温度敏感性

.定义

温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。

.表示方法

温度敏感性以软化点指标表示。

沥青的软化点愈高，脆点愈低，则沥青的温度敏感性越小。

.测试方法

沥青软化点一般采用环球法测定。

4、大气稳定性

.定义

指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，它反映沥青的耐久性。

.表示方法

大气稳定性可以用沥青的蒸发减量及针入度变化来表示，蒸发损失率越小，针入度比越大，则表示沥青的大气稳定性越好。

5、施工安全性

为保证沥青加热质量和施工安全，须测定沥青的闪点。

闪点是反映道路沥青在施工过程中安全性能的指标。

闪点的高低，关系到运输、储存和加热使用等方面的安全。

三、石油沥青的技术标准

1、分类

在工程建设中常用的石油沥青分道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青等，各品种按技术性质划分牌号。

防水防潮石油沥青按针入度指数来划分牌号。

2、适用范围

道路石油沥青主要用于道路路面或车间地面等工程，一般选用粘性较大和软

化点较高的石油沥青。

建筑石油沥青主要用作制造防水材料、防水涂料和沥青嵌缝膏。

它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。

普通石油沥青由于含有较多的蜡，故温度敏感性较大，在建筑工程上不宜直接使用，可以采用吹气氧化法改善其性能。

理论讲授

3min

5min

教案续页

教学程序及讲授提纲或讲稿

方法手段

时间

四、石油沥青的掺配与稀释

1、石油沥青的掺配

当单独用一种牌号的沥青不能满足工程的耐热性要求时，可以用同产源的两种或三种沥青进行掺配。

两种沥青掺配量可按下式计算：

较硬沥青用量（％）＝100－较软沥青用量

2、石油沥青的稀释

当沥青过于黏稠而影响使用时，可以加入溶剂进行稀释，但必须采用同一产源的油料作稀释剂。

石油沥青采用汽油、煤油、柴油等石油产品系列的轻质油料作稀释溶剂。

煤沥青采用煤焦油、重油等煤产

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