水泥与混凝土工艺原理课程教学大纲

水泥与混凝土工艺原理课程教学大纲
课程名称：水泥与混凝土工艺原理课程编号：16118515
学时/学分：40/2.5开课学期：6
适用专业：材料科学与工程课程类型：专业方向选修课
一、课程说明
本课程是材料科学与工程专业的一门专业方向选修课，主要面对建筑材料方向。

学生在掌握材料科学基础，材料工程基础，物理化学，无机非金属材料学，热工过程与设备的基础上，掌握水泥生产的工艺原理和水泥水化硬化机理及混凝土工艺原理，为学生毕业后从事水泥及混凝土的生产与应用打下扎实的理论基础。

本课程主要学习硅酸盐熟料的组成、硅酸盐水泥的原燃料和配料、水泥生产及环境保护，通用水泥、特性水泥和专用水泥，水泥的水化及性能，混凝土组成材料，混凝土的性能、普通混凝土配合比设计及质量控制等内容，同时对水泥与混凝土领域方向的新知识、新技术、新进展做一些介绍。

培养学生分析问题，研究问题和解决问题能力，培养学生的创新精神和自学能力。

二、课程对毕业要求的支撑
毕业要求3设计/开发解决方案：能够综合运用基础理论知识和技术，设计针对材料复杂工程问题的解决方案，并能够体现创新意识，兼顾社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

指标点3.2：根据产品和工程要求完成并优化针对复杂材料工程问题的解决方案，能够考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等制约因素。

毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。

指标点4.1：掌握材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条件、操作过程，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。

毕业要求6工程与社会：能够基于本专业知识对工程实践的合理性进行分析，了解与材料研发、设计、生产相关的方针、政策以及承担的责任，能从社会、健康、安全、法律以及文化的角度，评价材料工程实践产生的影响。

指标点6.1：能够运用所学的专业知识对材料工程实践的合理性进行分析和评价。

三、课程的教学目标
1.了解当今水泥与混凝土先进生产技术前沿，了解高性能水泥与混凝土的组成和性能特点。

2.理解水泥与混凝土生产过程中的物理化学变化机理，熟练掌握新型干法水泥生产工艺特点及硅酸盐水泥组成和性能的关系。

3.掌握水泥与混凝土生产工艺与结构和性能关系等方面的共性基础理论知识和基本的实验技
能，具有选用适当的水泥与混凝土工艺理论和实验方法分析材料生产中的复杂工程问题、制定解决方案、评价合理性、开展实施及综合分析的能力。

四、课程基本内容和学时安排
第二章绪论（1学时）
知识点：胶凝材料的定义与分类，水泥的定义和分类，水泥在国民经济发展中的作用，当今国内外水泥工业发展概况；
重点：胶凝材料和水泥的定义和分类。

第二章硅酸盐水泥的生产（2学时）
知识点：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的标准，硅酸盐水泥的技术指标，硅酸盐水泥的生产方法，新型干法水泥生产工艺流程；
重点：硅酸盐水泥的物理化学指标；
难点：硅酸盐水泥的技术指标。

第四章硅酸盐水泥熟料的组成（3学时）
知识点：硅酸盐水泥熟料的矿物组成，熟料的矿物特性，熟料的率值，熟料率值矿物组成换算；
重点：熟料的矿物组成及矿物特性，熟料的率值及其计算；
难点：熟料率值的控制范围及确定方法。

第四章硅酸盐水泥的生料制备（2学时）
知识点：硅酸盐水泥生产主要原料和辅助原料，原料的破碎、烘干、预均化过程及设备，生料配料计算，生料粉磨及粉磨设备，生料均化过程及设备；
重点：生料配料计算，生料制备流程；
难点：生料配料计算。

第五章硅酸盐水泥熟料的煅烧（4学时）
知识点：熟料煅烧过程物理化学变化，熟料形成热，回转窑内的煅烧，悬浮预热器窑和窑外分解窑内的煅烧，熟料冷却；
重点：熟料煅烧过程的物理化学变化，悬浮预热器窑和窑外分解窑的构造及原理，熟料冷却对熟料质量的影响；
难点：熟料煅烧过程的物理化学变化。

第六章硅酸盐水泥的水化和硬化（4学时）
知识点：熟料矿物的水化，硅酸盐水泥的水化，水化速率，硬化水泥浆体；
重点：熟料矿物的水化，硅酸盐水泥的水化；
难点：硅酸盐水泥的水化。

第七章硅酸盐水泥的性能（4学时）
知识点：凝结，强度，体积变化，水化热，耐久性；
重点：凝结过程，强度，耐久性；
难点：影响凝结时间、强度、耐久性的因素。

第八章其他通用硅酸盐水泥（2学时）
知识点：火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，复合硅酸盐水泥，矿渣活性，活性引发剂，二次水化；
重点：不同通用硅酸盐水泥的水化特性和性能；
难点：二次水化。

第九章特种水泥（3学时）
知识点：快硬高强水泥和高铝水泥，抗硫酸盐硅酸盐水泥，水工水泥、油井水泥、装饰水泥，膨胀和自应力水泥，其他特种水泥；
重点：快硬高强水泥和高铝水泥，膨胀和自应力水泥；
难点：快硬高强水泥和高铝水泥的矿物组成和水化特性，水泥膨胀机理。

第十章混凝土（7学时）
知识点：混凝土的组成材料，混凝土拌合物的和易性，混凝土的强度，混凝土的耐久性，混凝土的配合比设计和工艺控制，混凝土外加剂，特种混凝土；
重点：混凝土拌合物的和易性，混凝土的配合比设计；
难点：混凝土的配合比设计和工艺控制。

序号章节内容教学模式对应毕业要求
指标点
对应课程教学
目标
1绪论讲课1学时 3.21
2硅酸盐水泥的生产讲课2学时 3.2，4.1，6.11，2，3 3硅酸盐水泥熟料的组成讲课2学时，练习和小测1
学时
3.2，
4.1，6.11，2，3 4硅酸盐水泥的生料制备讲课2学时 4.1，6.12，3 5硅酸盐水泥熟料的煅烧讲课4学时 3.2，4.11，2
6硅酸盐水泥的水化和硬
化
讲课4学时 4.12
7硅酸盐水泥的性能讲课3学时，练习和小测1
学时
4.1，6.12，3 8其他通用硅酸盐水泥讲课2学时 3.2，4.11，2 9特种水泥讲课3学时 3.2，4.11，2
10混凝土讲课6学时，练习和小测1
学时
3.2，
4.1，6.11，2，3合计40学时
五、结合理论教学的实践教学内容与要求
1.实验
序号项目内容和要求实验
学时
主要仪器设备
备
注
（1）水泥密度测定1.理解阿基米德排水法基本原理；2.掌
握水泥密度测定基本方法。

1天平、李氏比重
瓶
（2）水泥标准稠度用
水量、凝结时间和
安定性测定
1.进一步理解水泥标准稠度用水量、凝
结时间和安定性基本概念；2.掌握水泥
标准稠度用水量、凝结时间和安定性测
定方法。

3水泥搅拌机、标
准维卡仪、养护
箱、沸煮箱、雷
氏夹
（3）水泥胶砂强度测
定
1.掌握水泥胶砂强度的测试方法，以确
定水泥强度等级；2.分析影响水泥胶砂
强度的各种因素。

2
水泥振实台、万
能力学试验机
（4）水泥熟料制备及
熟料矿物组成观
察
1.掌握熟料样品的制备过程和基本方
法；2.掌握扫描电子显微镜的基本原
理、构造，理解操作步骤；3.辨别矿物
形貌特征。

2
高温烧结炉、扫
描电子显微镜
2.课程设计（无）
六、先修课程
材料科学基础，材料工程基础，物理化学，无机非金属材料学，热工过程与设备七、建议教材或参考书
教材：
《水泥工艺学》，林宗寿，武汉理工大学出版社，2012
参考书：
1.《水泥工艺学》，沈威，武汉理工大学出版社，2012
2.《混凝土的性能》，内维尔，中国建筑工业出版社，2011
3.《水泥与混凝土工艺》，苏达根，化学工业社出版社，2005
4.《混凝土：微观结构、性能和材料》，梅塔，中国电力出版社，2008
八、考核方式和要求
课程成绩(100%)
期末
考试
成绩
（50%）
考试形式闭卷；满分100分；考试时间：120分钟
内容及比例
硅酸盐水泥的生产约5%；硅酸盐水泥熟料的组成约10%；硅
酸盐水泥的生料制备约5%；硅酸盐水泥熟料的煅烧约20%，
硅酸盐水泥的水化与硬化约15%；硅酸盐水泥的性能约15%；
其他通用硅酸盐水泥约5%；特种水泥约约5%；混凝土约
20%。

题型及比例
判断题10%；填空题15%；选择题10%；名词解释10%；简答题25%；综合分析题20%。

平时成绩50%
考勤及课堂表现（10%）
满勤，课堂表现好（10分）；旷课1次扣2分；迟到、早退、课堂表现差等每次扣1分；本项最多扣10分。

课堂小测（20%）课堂小测3次
章节作业
（20%）4次/每次5分；缺交每次扣5分、迟交×0.8
九、课程教学目标与毕业要求关系表
十、课程的评价与持续改进机制
课程考核结束后，任课教师对本课程的毕业要求达成度进行相应的分析。

主要根据学生的课程考试试卷、平时作业和考勤情况进行分析。

学院本科教学工作委员会指派2-3名教授对任课教师的课程教学目标达成度分析进行审核。

教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核环节，以便学生更好达到毕业要求。

除了学院的本科教学工作指导委员会对课程进行审核外，教师也要根据校、院两级督导的听课检查情况、在答疑和批改作业或试卷过程中发现的问题进行自评和及时总结，并加以改进。

本课程是材料科学与工程专业的一门专业方向选修课，主要面对建筑材料方向。

随着水泥与混凝土工艺的新成果、新技术的不断发展，在教学内容上根据课时情况对教学内容进行调整。