《現(xiàn)代混凝土新技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、現(xiàn)代混凝土新技術(shù)教學(xué)大綱一、課程基本情況英文名稱：New Technology of Modern Concrete課程編號：F091760003016總 學(xué) 時：16 講課學(xué)時：16 實踐學(xué)時：0總 學(xué) 分：1課程性質(zhì)：選修考核方式：考查適用對象：土木工程專業(yè)先修課程：土木工程材料、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、土木工程施工參考文獻：混凝土新技術(shù)，Mario Coiiepardi 著，劉數(shù)華、冷發(fā)光、李麗華譯，中國建材工業(yè)出版社，2008.9現(xiàn)代混凝土理論與技術(shù)，孫偉，繆昌文著，科學(xué)出版社，2016.1現(xiàn)代混凝土科學(xué)技術(shù)，水中和、魏小勝、王棟民編著，科學(xué)出版社，2014.4二、課程目標(biāo)由于傳統(tǒng)混凝土已

2、難于滿足現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)的多樣性與復(fù)雜性要求，現(xiàn)代重大基礎(chǔ)工程亟需混凝土新技術(shù)，因此對混凝土提出了更多、更高、更新的要求?，F(xiàn)代混凝土與傳統(tǒng)混凝土最大的區(qū)別是在組成材料的差異，傳統(tǒng)混凝土組成材料是水泥、細集料、粗集料和水，而現(xiàn)代混凝土除了水泥、粗細集料之外，又摻入不同類型與摻量的工業(yè)廢渣和各種類型與功能的化學(xué)外加劑，由此導(dǎo)致了各組分之間在混凝土結(jié)構(gòu)形成過程中的物理、化學(xué)與力學(xué)間的正負效應(yīng)交互作用，帶來了性能形成過程中的極度復(fù)雜性和正負效應(yīng)間的交叉，導(dǎo)致了混凝土結(jié)構(gòu)和性能形成的極度復(fù)雜性。同時，現(xiàn)代混凝土的出現(xiàn)也推動了混凝土理論的發(fā)展。本課程的開設(shè)目的是讓學(xué)生了解現(xiàn)代混凝土理論與技術(shù)。通過本課程的學(xué)

3、習(xí)，使學(xué)生達到如下課程目標(biāo)：1.原材料性能方面要求對種類繁多的混凝土原材料點面結(jié)合地學(xué)習(xí)，重點是材料的物理力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)成分、礦物組成及微觀結(jié)構(gòu)等。 支撐畢業(yè)要求1-32.復(fù)合材料的配合比設(shè)計方面要求掌握普通混凝土、輕集料混凝土、高強及高性能混凝土配合比設(shè)計方法。 支撐畢業(yè)要求3-33.配制技術(shù)方面了解采用先進技術(shù)改造傳統(tǒng)混凝土材料的方法；基于有機無機復(fù)合，開發(fā)現(xiàn)代混凝土新技術(shù)；混凝土性能不能僅關(guān)注強度，須重視基于混凝土耐久性（高增韌、高抗裂、高抗?jié)B、高耐蝕）的新技術(shù)。 支撐畢業(yè)要求3-34.工程應(yīng)用方面懂得根據(jù)工程、結(jié)構(gòu)類型和服役環(huán)境等條件，正確選用材料；“背靠理論、面向生產(chǎn)”，解決工程實際

4、應(yīng)用中的技術(shù)難題。 支撐畢業(yè)要求6-1表1 本課程對畢業(yè)要求及其指標(biāo)點的支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點支撐強度課程目標(biāo)對應(yīng)的知識單元課程目標(biāo)11-3：掌握土木工程專業(yè)所需要的專業(yè)知識，能夠清楚認識建立復(fù)雜土木工程問題計算模型（包括數(shù)學(xué)和力學(xué)模型）的基本前提或基本假定，并理解其局限性。中等支撐知識單元一、二課程目標(biāo)2 3-3：針對復(fù)雜土木工程問題的設(shè)計和施工方案，能夠運用新材料、新工藝、新技術(shù)，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識。中等支撐知識單元三課程目標(biāo)33-3：針對復(fù)雜土木工程問題的設(shè)計和施工方案，能夠運用新材料、新工藝、新技術(shù)，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識。中等支撐知識單元四、五課程目標(biāo)46-1：能夠綜合復(fù)雜工程

5、影響因素，基于工程標(biāo)準(zhǔn)，對土木工程項目的設(shè)計、施工和運行的方案進行比較，并尋求復(fù)雜問題的解決方案。中等支撐知識單元六、七三、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、學(xué)時分配知識單元一：水泥材料學(xué) 支撐課程目標(biāo)1（建議4學(xué)時）教與學(xué)要求：近30年間，混凝土的組成和性質(zhì)都有很多變化，只有很少一部分的水泥仍是硅酸鹽水泥。在歐洲，現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)中90%的水泥都是復(fù)合水泥，以粉煤灰、礦粉、天然或人工火山灰、硅灰以及其他材料為主，部分取代了硅酸鹽水泥。教學(xué)目的是讓學(xué)生了解現(xiàn)代水泥的發(fā)展，重點掌握水泥強度的形成機理，具備從微觀角度解釋材料宏觀特性的能力。教與學(xué)方法：講授知識點1 水泥的基本性質(zhì)主要內(nèi)容：1.硅酸鹽水泥的生

6、產(chǎn)和熟料的組成2.硅酸鹽水泥熟料礦物成分的計算3.硅酸鹽水泥熟料礦物的形貌4.硅酸鹽水泥熟料礦物的特性5.硅酸鹽水泥熟料礦物的水化6.水泥漿體的水灰比和孔隙率7.水泥熟料的水化減縮8.硬化水泥漿體的孔隙和孔結(jié)構(gòu)9.水泥石中的液相與體積穩(wěn)定性10.水泥石的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能11.水泥科學(xué)的新進展知識點2 水泥對混凝土性能的影響主要內(nèi)容：1.水泥是混凝土的核心，水泥并不盡相同2.水泥漿體的水灰比和孔隙率定量關(guān)系3.水泥石中的液相與體積穩(wěn)定性4.水泥石的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能5.水泥科學(xué)的新進展知識點3 水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及水化熱算法主要內(nèi)容：1.領(lǐng)會制定水泥標(biāo)準(zhǔn)的必要性2.通過硅酸鹽水泥礦物成分的計算確定水泥水化熱

7、知識單元二：混凝土外加劑及礦物摻合料 支撐課程目標(biāo)1（建議2學(xué)時）教與學(xué)要求：化學(xué)外加劑的廣泛應(yīng)用使混凝土技術(shù)不斷革新，為了配制出高強混凝土或自密實混凝土，水灰比降至0.3，甚至更低。最近減縮劑的應(yīng)用，特別是結(jié)合聚合物纖維或過燒氧化鈣膨脹劑，可以使混凝土在缺少水養(yǎng)護的條件下仍不開裂。教學(xué)目的是讓學(xué)生了解現(xiàn)代混凝土中的第四、第五組分對混凝土性能影響程度。重點掌握聚羧酸鹽系列高效減水劑的減水機理，以及礦粉、粉煤灰、硅灰等對新拌混凝土及硬化混凝土性能的影響。教與學(xué)方法：講授知識點1 外加劑主要內(nèi)容：1.混凝土外加劑的定義及作用2.混凝土外加劑的分類3.混凝土外加劑的發(fā)展史4.混凝土外加劑的物理化學(xué)基

8、礎(chǔ)知識5.常用混凝土外加劑（減水劑、防凍劑、引氣劑）的作用機理、摻量及對混凝土性能的影響 知識點2 礦物摻合料主要內(nèi)容：1.現(xiàn)代混凝土膠凝材料組分的優(yōu)化與優(yōu)配2.礦物摻和料的品種與特性3.磨細礦粉對混凝土性能的影響4.粉煤灰對混凝土性能的影響5.硅灰對混凝土性能的影響知識單元三：高強及高性能混凝土 支撐課程目標(biāo)2（建議2學(xué)時）教與學(xué)要求：高強混凝土的應(yīng)用可以大幅度提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力，減小結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的尺寸和自重，加速模板的周轉(zhuǎn)和施工進度，適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、重載、高聳發(fā)展的需要；高性能混凝土是一種高填充能力的混凝土，在新拌階段不需要振搗就能澆筑密實；在水化階段和硬化階段早期很少產(chǎn)生裂縫

9、，在硬化階段后期具有足夠的強度和耐久性。因此，這兩種混凝土的使用，是混凝土發(fā)展的必然趨勢。本節(jié)的教學(xué)目的是讓學(xué)生了解并掌握混凝土的發(fā)展趨勢，并能掌握高性能和高強混凝土的技術(shù)特點、配制要求。教與學(xué)方法：講授知識點1：高強混凝土主要內(nèi)容：1.高強混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀2.提高混凝土強度的技術(shù)途徑3.高強混凝土的不足之處知識點2：高性能混凝土主要內(nèi)容：1.高性能混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀2.高性能混凝土的配制原理3.高性能混凝土的防火性能4.高性能混凝土的變形性能5.高性能混凝土的耐久性知識單元四：混凝土的耐久性 支撐課程目標(biāo)3（建議2學(xué)時）教與學(xué)要求：強度和耐久性能是混凝土結(jié)構(gòu)的重要組成部分。提高混凝土耐久性能的

10、意義在于，提高混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用壽命年限，降低維修成本。本節(jié)的教學(xué)目的是讓學(xué)生了解混凝土耐久性能的概念及混凝土耐久性所包含的主要內(nèi)容（如混凝土的碳化、凍融循環(huán)、堿集料反應(yīng)、鹽害（氯離子滲透）等），提高混凝土耐久性能的重要性。教與學(xué)方法：講授知識點1：混凝土的耐久性主要內(nèi)容：1.混凝土耐久性能的定義及提高耐久性能的意義2.混凝土耐久性能的主要內(nèi)容3.影響混凝土耐久性能的主要因素4.提高混凝土耐久性能的措施知識點2：耐久性損傷機理主要內(nèi)容：1.混凝土的碳化機理、抗凍機理；混凝土鹽害對鋼筋銹蝕機理2.混凝土耐久性設(shè)計理論3.現(xiàn)代混凝土材料的耐久性與服役壽命知識單元五：混凝土與裂縫 支撐課程目標(biāo)3（

11、建議2學(xué)時）教與學(xué)要求：在混凝土構(gòu)筑物產(chǎn)生的裂縫，一方面會使鋼筋銹蝕導(dǎo)致承載能力的下降；混凝土結(jié)構(gòu)的水密性、氣密性下降；有可能產(chǎn)生過大的變形會影響正常的使用功能及美觀。本節(jié)的教學(xué)目的是引起同學(xué)們對混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象的高度重視，并掌握混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下的裂縫控制方法。教與學(xué)方法：講授知識點1：原材料引起的混凝土裂縫主要內(nèi)容：1.水泥異常凝結(jié)產(chǎn)生裂縫2.水泥異常膨脹產(chǎn)生的裂縫3.水泥水化熱產(chǎn)生的裂縫4.骨料中黏土礦物引起的裂縫5.沉降引起的裂縫知識點2：養(yǎng)護等引起的混凝土裂縫主要內(nèi)容：1.冷結(jié)引起的裂縫2.凍害引起的裂縫3.早期收縮引起的裂縫4.早期凍害引起的裂縫5.干燥收縮引起的裂縫知識

12、單元六：混凝土新技術(shù)在工程中的應(yīng)用 支撐課程目標(biāo)4（建議2學(xué)時）教與學(xué)要求：新材料、新工藝突飛猛進的今天，建筑用混凝土材料也在時刻發(fā)生變化。本章重點了解混凝土用新材料、新工藝在現(xiàn)代大型工程中的應(yīng)用情況及特點。教與學(xué)方法：講授知識點1：新技術(shù)在重大工程中的應(yīng)用主要內(nèi)容：1. 混凝土新技術(shù)在三峽大壩工程中的應(yīng)用2. 混凝土新技術(shù)在上海金茂大廈工程中的應(yīng)用3. 混凝土新技術(shù)在迪拜塔工程中的應(yīng)用4. 混凝土新技術(shù)在臺北101大廈工程中的應(yīng)用知識單元七：混凝土質(zhì)量事故與處理 支撐課程目標(biāo)4（建議2學(xué)時）教與學(xué)要求：本節(jié)的教學(xué)目的是讓學(xué)生了解混凝土質(zhì)量事故引起的嚴(yán)重危害性及發(fā)生混凝土質(zhì)量事故的原因，了解常見混凝土質(zhì)量事故的處理方法。教與學(xué)方法：講授知識點1：典型工程事故解析 主要內(nèi)容：1. 重慶綦江虹橋垮塌事故案例2. 混凝土工程質(zhì)量事故原因分析（原材料問題、混凝土配合比問題、施工工藝問題）3. 混凝土工程質(zhì)量事故案例分析及處理方法四、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)