课程名称

建筑材料实验

课程编号

0805100015

课程性质

专业基础课，必修课

学分

1

教学安排

总学时16。其中讲授4学时，实验12学时，上机0学时，实训0学时

授课时间：第 4 周至第　9　周

周学时

4

相关课程与环节

先修课程为土木工程概论、材料力学，后续课程为钢筋混凝土结构、施工组织与设计

基本情况

专业

水利水电  工程

年级

22

班级

水电22-[1-4]班、水电(卓越)22-1班

修读人数

178

授课对象分析

修读学生班级为水利与环境工程学院的水利水电工程专业，为4个常规班，1个卓越班，先修课程为土木工程概论、材料力学，水利水电工程专业班级的基础知识与专业知识掌握较全面，已经掌握了水利水电工程专业基本理论、基础知识和本专业必要的基本技能、方法和相关知识，熟悉水利工程领域相关的人文、伦理、环保、法律、法规、标准及工程管理、项目决策等知识，具备复杂工程问题研究分析和设计开发的工程实践能力。根据专业特征可适当增加水泥混凝土的防水、防渗等知识点的讲解，并对实验内容在水利工程上的应用进行拓展性的讲解。对于特岗班适当地提高实验要求与实验数据的精度把控，根据特岗的定向培养目标，培养目标为高素质复合型专门人才和行业精英。在实验中培养其综合实践能力与爱国情怀，训练其团队协作能力与优异的品格，根据我校本科生的培养计划，不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事相关专业技术工作、科学研究工作提供重要的理论基础，加强学生参与我国一带一路工程投资建设的积极性，提升学生在党的领导下的学习工作与参与国家建设的凝聚性，培养学生成为具有较强实践能力和一定创新能力的水利与环境工程应用型高级专门人才。

课程简介与要求

根据我校本科生的培养计划，开设《土木工程材料实验A》课程，以水泥混凝土配合比设计中的相关实验为主线，附加沥青与沥青混合料的实验，主要开设粗、细集料物理力学性能实验、水泥物理力学性能实验、水泥混凝土和易性实验、水泥混凝土强度实验、沥青三大指标实验、沥青混合料高温稳定性实验等。不仅为学生学习建筑材料有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事相关专业技术工作、科学研究工作提供重要的理论基础。本课程可培养学生正确的实践精神与团队协作的精神，充分认识社会主义核心价值观在学习与实践中的运用，以正确的实验方法来引导学生，坚持以人为本，通过路基路面实验教学来塑造学生的品格，从实验入手，形成课堂教学，实践实习相融合的育人平台，在实验过程中亦能增进师生与学校的情感，立德树人，为我国高速公路路基路面工程与桥梁工程建设培养合格的实践人才。

课程目标

课程目标

支撑毕业要求指标点

与课程关联度

1.

1.1 掌握必要的材料学知识

M

2.

1.2掌握必要的工程基础与专业知识

H

3

1.3 能够应用上述知识去解决实际工程材料问题

H

4

2.1能够理解并恰当表述工程实际问题

H

5

2.2能够找到合适的解决问题的程序与方法

H

6

2.3在一定的限制条件下能够合理解决问题

M

7

3.1 能够运用土木工程材料基本原理进行材料配合比设计并体现创新意识

H

8

3.2 能够运用材料学原理基本理论与方法进行新材料设计与开发并体现创新意识

H

9

3.3 能在设计中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的影响

L

10

4.1能够合理采用科学方法进行研究并设计实验方案

M

11

4.2具备采集有效数据的能力

M

12

5.1在工程技术问题中，能够有效地运用计算机技术、信息资源及工程工具

H

13

5.2在解决工程实际问题中，能够选择合适的计算机辅助设计工具

L

14

5.3能够正确运用工具与资源对土木工程材料工程问题进行预测与模拟

M

15

6.1熟悉本专业相关的法律法规与安全管理技术

M

16

6.2能够对土木工程材料技术问题解决方案的影响进行多维评价

M

教学方法

根据我校土木工程专业道路方向本科生的培养计划，开设《土木工程材料实验A》课程，为一门专业基础必修课程。

通过本课程的学习，达到以下教学目标：

1.工程知识

1.1 掌握必要的土木工程材料实验技术理论知识。

1.2 掌握常用土木工程材料实验的测试方法、数据处理、结果评定等基本技能；

1.3 能够应用土木工程材料技术解决工程技术问题。

2.问题分析

2.1 能够理解并恰当表述土木工程材料实验过程中的实际问题。

2.2 能够选择合适的土木工程材料实验解决土木工程实际问题，掌握交工验收和竣工验收的基本流程。

3.设计/开发解决方案

3.1 培养综合设计试验的能力和创新能力，为从事科学研究工作打好基础。

3.2 能够运用土木工程材料实验技术进行常规的检测，并设计检测方案体现创新意识。

4.研究

能够采用土木工程材料实验进行研究并合理设计实验方案。

5.使用现代工具

了解现代仪器在土木工程材料实验的应用。

教学重点

与难点

本课程重点与难点主要在以下几个方面：1、粗细集料物理力学性能以及级配设计；2、沥青材料物理力学性能及配合比设计；3、水泥混凝土组成材料、技术性能、配合比设计。

课程各教学环节内容与安排

知识单元

知识点

课内学时

教学方式

作业/测验

课外学习

粗、细集料筛分与物理力学性能试验

（1）粗、细集料表观密度和松装密度的实验方法；

（2）区分表观密度、表干密度、松装密度等密度，学会计算集料的空隙率；

（3）综合评价集料物理力学性能的方法。

（4）砂、石的筛分实验方法；

（5）绘制砂的级配曲线；

（6）计算砂的细度模数，确定砂的名称；

4

理论教学与实践教学相结合

实验报告

预习相关资料

水泥物理力学性能实验

（1）水泥胶砂试件的制备方法；

（2）水泥标准稠度用水量的确定；

（3）综合评定水泥的物理力学性能。

4

理论教学与实践教学相结合

实验报告

预习相关资料

沥青物理力学性能实验

（1）沥青针入度实验的仪器设备和实验方法步骤；

（2）沥青延度实验的仪器设备和实验方法步骤；

（3）沥青软化点实验的仪器设备和实验方法步骤。

2

理论教学与实践教学相结合

实验报告

预习相关资料

普通水泥混凝土配合比设计试验

（1）混凝土初步配合比设计的步骤和方法；

（2）基准混凝土配合比设计确定方法；

（3）实验室配合比设计确定方法；

（4）施工配合比设计确定方法。

（5）按给定的混凝土配合比进行试拌；

（6）坍落度实验步骤、评价方法；

（7）实验配合比调整的方法。

（8）水泥胶砂试件抗折与抗压强度与水泥混凝土抗压强度实验方法步骤；

6

理论教学与实践教学相结合

实验报告

预习相关资料

考核项目

考核内容

考核方式

分值或占比

日常考核

课堂考勤、实验操作、

质量检验评定

课堂随机点名、仪器设备的使用实验操作能力考核、压实度质量检验评定计算书

40

实验报告

实验报告

实验报告的填写、板书、数据分析及实验结论

60

推荐教材

《水泥混凝土实验指导》，湖南科学技术出版社，2022（谭鹰，刘清芳，江宏 主编）

参考材料

《高等学校土木工程专业系列教材——土木工程材料》，中南大学出版社，2009（李九苏，唐旭光 主编）

课程资源

教务处网络教学综合平台http://pt.csust.edu.cn/meol/homepage/common/

教材分析与处理

根据课程目标对选用教材及参考资料等进行内容分析及处理，对教材内容选用、案例补充、课程重复内容删减。

知识单元名称

粗、细集料筛分与物理力学性能试验

课次

第1讲

授课类型

理论课□讨论课□实验课▇习题课□其他□

学时

4

课程目标与要求

1.筑牢德性修养，方能夯实职业根基，在实验开始前对学生进行高速公路实验检测职业道德培训与基本安全培训，培养学生良好的实验道德修养；

2.在实验开始前对学生进行基本安全培训；

3.了解粗细集料的分类；

4.掌握材料的密度、表观密度和堆积密度的概念和计算公式；

5.计算粗细集料物理性能指标。

本单元重点

与难点内容

粗细集料表观密度和松装密度的测定及计算。

教学内容

实验内容：

（1）完成粗、细集料的表观密度和松装密度实验；

（2）讲解集料含水率、吸水率、压碎值、磨耗值等实验；

（3）综合评定集料物理力学性能。

（4）通过粗集料筛分实验，确定粗集料的最大粒径和级配；

（5）根据粗集料筛分结果和目标级配要求，进行粗集料的组成设计；

（7）通过细集料的筛分实验，确定其粗细程度和级配。

实验要求：

（1）掌握粗、细集料表观密度和松装密度的实验方法；

（2）区分表观密度、表干密度、松装密度等密度，学会计算集料的空隙率；

（3）学会综合评价集料物理力学性能的方法。

（4）掌握砂、石的筛分方法，根据筛分结果，确定砂的级配区，绘制砂的级配曲线，计算砂的细度模数，确定砂的名称；

主要仪器：

摇筛机、标准筛、天平、容量瓶、烘箱、干燥器、浅盘、料勺、容量筒（1L和10L）、压碎值仪、洛杉矶磨耗机等。  

教学过程设计：

教学方法及手段、课堂互动题设置、教学改革措施等

1、理论讲解45分钟；

2、实验操作演示15分钟；

3、学生动手操作120分钟。

4、实验报告填写计算、实验答疑15分钟。

作业与

思考题设置

思考题：表观密度的体积怎么确定？

讨论：粗细集料物理性能、力学性能之间的关联性。

作业：实验报告

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

要求学生分组进行实验，同组内的同学可对实验过程进行重复性与再现性的对比，对实验结论进行记录，提升学生整体对数据处理以及结果的分析能力。

备注

\

知识单元名称

水泥物理力学性能实验

课次

第2讲

授课类型

理论课□讨论课□实验课▇习题课□其他□

学时

4

课程目标与要求

1.掌握本次实验课程的学习任务与目的；

2.掌握水泥标准稠度用水量的确定方法；

3.掌握水泥胶砂试件的制备，为强度测试提前准备试块；

4.培养学生对待实验，对待学术一丝不苟的精神，立德树人，抓好学风建设，培养文明守纪之风。

本单元重点

与难点内容

水泥胶砂试模的拼装方法。

教学内容

实验内容：

（1）掌握水泥强度试件的制备方法；

（2）掌握标准法维卡仪测定标准稠度用水量；

（3）了解维卡仪法确定水泥凝结时间；

（4）了解雷氏夹法测试水泥安定性；

（5）综合评定水泥的物理力学性能。

实验要求：

掌握水泥标准稠度用的实验方法与步骤、水泥胶砂强度实验方法和步骤、实验结果处理方法和评定方法，能根据实验结果，确定水泥的强度等级；

主要仪器：

主要仪器设备：水泥净浆搅拌机、水泥标准稠度测定仪、水泥砂浆搅拌机、抗压实验机、抗折实验机。

教学过程设计：

教学方法及手段、课堂互动题设置、教学改革措施等

1、理论讲解45分钟；

2、实验操作演示15分钟；

3、学生动手操作120分钟。

4、实验报告填写计算、实验答疑15分钟。

作业与

思考题设置

思考题：水泥标准稠度用水量的调整方式及各次的调整量与依据？

讨论：水泥胶砂灌模时，通过哪个指标控制装料的数量？。

作业：实验报告

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

要求学生分组进行实验，同组内的同学可对实验过程进行重复性与再现性的对比，对实验结论进行记录，提升学生整体对数据处理以及结果的分析能力。

备注

\

知识单元名称

沥青物理力学性能实验

课次

第3讲

授课类型

理论课□讨论课□实验课▇习题课□其他□

学时

2

课程目标与要求

1.了解沥青材料的基本性质与特点；

2.掌握沥青针入度、延度和软化点的测试步骤；

3.加强学生的党团意识与合作精神，宣扬国家最新相关基建政策，培养学生的爱国情怀。

本单元重点

与难点内容

延度实验数据的计算处理。

教学内容

实验内容：

（1）沥青针入度实验，熟悉针入度与沥青粘滞性的关系；

（2）沥青延度实验，熟悉延度与沥青延展性的关系；

（3）沥青软化点实验，熟悉沥青高温稳定性的关系。

实验要求：

（1）掌握沥青针入度实验的仪器设备和实验方法步骤；

（2）掌握沥青针入度实验的目的及其实验结果的处理方法；

（3）能根据沥青针入度实验结果确定粘稠石油沥青的标号；

（4）掌握沥青延度实验的仪器设备和实验方法步骤；

（5）掌握沥青延度实验的目的及其实验结果的处理方法；

（6）掌握沥青软化点实验的仪器设备和实验方法步骤；

（7）掌握沥青软化点实验的目的及其实验结果的处理方法。

主要仪器：

（1）针入度仪、标准针、盛样皿、恒温水槽、平底玻璃皿、溶剂；

（2）延度仪、试模底板、试模、盛样皿、恒温水槽、温度计；

（3）软化点实验仪、钢球、试样环、钢球定位环、金属支架、温度计；

教学过程设计：

教学方法及手段、课堂互动题设置、教学改革措施等

1、理论讲解25分钟；

2、实验操作演示15分钟；

3、学生动手操作45分钟。

4、实验报告填写计算、实验答疑5分钟。

作业与

思考题设置

思考题：沥青材料的三大指标分别表征沥青的哪些物理性能？

讨论：如何保证针入度测定时针尖与试件表面刚好接触。

作业：实验报告

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

要求学生分组进行实验，同组内的同学可对实验过程进行重复性与再现性的对比，对实验结论进行记录，提升学生整体对数据处理以及结果的分析能力。

备注

\

知识单元名称

普通水泥混凝土配合比设计

课次

第4讲

授课类型

理论课□讨论课□实验课▇习题课□其他□

学时

6

课程目标与要求

1.掌握水泥混凝土拌合物和易性调整的目的；

2.水泥混凝土塌落度的确定方法及操作；

3.掌握水泥胶砂试件的抗折与抗压强度测试；

4.掌握水泥混凝土试件的抗压强度测试；

5.塑造学生吃苦耐劳的实验工作精神，使学生在以后的工作中具有坚韧顽强的意志力，更好地为祖国现代化建设服务。

本单元重点

与难点内容

水泥混凝土拌合物和易性的各调整情形与调整比例。

教学内容

实验内容：

（1）通过测定拌合物流动性，观察其粘聚性和保水性，综合评定混凝土的和易性；

（2）掌握各种情况下的混凝土拌合物和易性调整方法；

（3）进行水泥胶砂试件抗折与抗压强度实验；

（4）进行基准混凝土与掺外加剂混凝土试件的抗压强度实验

实验要求：

（1）能根据给定的混凝土配合比进行试拌，熟悉坍落度实验步骤、评价方法；

（2）能根据坍落度的技术要求，对实验配合比进行合理调整，直至满足要求，并将实验结果换算成基准配合比。

主要仪器：

台秤、天平、拌板、量筒、拌铲、标准坍落度筒、弹头形捣捧、装料漏斗、直尺、抹刀、小铲、压力机、水泥胶砂抗折实验机、油标卡尺、电子秤

教学过程设计：

教学方法及手段、课堂互动题设置、教学改革措施等

1、理论讲解45分钟；

2、实验操作演示15分钟；

3、学生动手操作180分钟。

4、实验报告填写计算、实验答疑30分钟。

作业与

思考题设置

思考题：塌落度和维勃稠度之间的关系？

讨论：水泥混凝土塌落度过大时，需要如何调整？。

作业：实验报告

学习效果、学生反馈、反思改进措施等

要求学生分组进行实验，同组内的同学可对实验过程进行重复性与再现性的对比，对实验结论进行记录，提升学生整体对数据处理以及结果的分析能力。

备注

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