Федеральное агентство по образованию
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Строительные материалы и технологии»
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебной работе
_______________
«___» _______________2010 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Физико-химические методы исследований»
для специальности 270106 «Производство строительных материалов,
изделий и конструкций»
Томск 2010
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к минимуму содержания и уровня подготовки выпускников специальности введенным в действие с 2 марта 2000 года.
Составитель доцент, к. х.н.
Рецензент доцент, к. т.н.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры.
Протокол № от
Зав. кафедрой СМиТ, д. т.н.., профессор
Программа одобрена методической комиссии по специальности:
270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций».
Протокол № от
Председатель комиссии доцент, к. т.н.
Введена в действие «_____»________________2010 г.
Декан факультета доцент, к. т.н
1. Распределение учебной нагрузки по учебному плану
Курс | Семестр | Кол-во недель | Нагрузка в семестре | Курсов. проектир. | Отчетность | |||||
лекции | практические | лаб. раб. | сам. раб. | КП | КР | экз. | зачет | |||
3 | 6 | 17 | 34 | - | 34 | 39 | - | - | 6 | - |
2. Цель и задачи дисциплины
2.1 Цель преподавания дисциплины
Целью преподавания дисциплины является ознакомление будущих инженеров-строителей-технологов с основными методами исследования структуры, состава и свойств строительных материалов и изделий, воспитание необходимых для современного специалиста навыков исследовательской экспериментальной работы с использованием современной инструментальной техники.
2.2 Задачи изучения дисциплины
Мировоззренческое воспитание в процессе изучения дисциплины.
Отражение развития современных методов исследования в свете достижений научно-технического прогресса и их роль в контроле качества сырья и готовой продукции.
Выявление роли современных методов контроля сырьевых материалов, технологических процессов и свойств готовой продукции в повышении качества, снижении брака и стабилизации свойств строительных изделий и конструкций.
В результате изучения дисциплины студент должен:
– знать сущность и возможности важнейших методов физико-химического анализа, – уметь правильно выбрать тот или иной метод для решения конкретных задач в исследовании строительных материалов,
– уметь делать правильные заключения на основе проводимых исследований,
– иметь навыки экспериментальной исследовательской работы.
3. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо студентам для изучения данной дисциплины
№пп | Наименование дисциплины | Наименование разделов (тем) |
1. | Физика | 1.Электричество и магнетизм. 2.Физика колебаний и волн. 3.Квантовая физика |
2. | Химия | Все разделы |
3. | Органическая химия | Все разделы |
4. | Физическая химия | Все разделы |
5. | Материаловедение | Все разделы |
6. | Строительные материалы | Все разделы |
4.Содержание дисциплины
4.1 Наименование лекционных занятий, их содержание, объем в часах
№ п/п | Наименование темы | Содержание темы | Объем в часах |
1. | Введение | Роль физико-химических методов исследования в повышении качества и совершенствовании технологии изготовления строительных материалов. Развитие современных методов исследования, их классификация. Общая схема проведения аналитического исследования. | 2 |
2. | Термические методы исследования | Дифференциальный термический анализ: сущность метода; принцип съемки термограмм; факторы, влияющие на вид трмограмм; аппаратура для ДТА, характеристика основных узлов прибора. Термогравиметрический метод анализа. Принципиальные возможности дериватограии как комбинации ДТА и ТГА. Задачи, решаемые с применением термографии в исследованиях строительных материалов. | 6 |
3. | Оптические методы исследования. | Эмиссионный спектральный анализ: основы качественного и количественного эмиссионного анализа. Чувствительность и точность метода. Применение эмиссионной спектроскопии для анализа неорганических вяжущих и сырьевых материалов. Абсорбционная спектроскопия: законы поглощения света, явления, происходящие при взаимодействии вещества с ИК, УФ, видимым излучением. Принцип записи спектров поглощения и их расшифровка при проведении качественного и количественного анализа. Аппаратура. Особенности подготовки образцов к анализу. Применение ИК и УФ спектроскопии в исследованиях строительных материалов. Фотоколориметрия: сущность метода; устройство фото-электроколориметра; порядок проведения фотоколориметрического анализа (приготовление окрашенных растворов, выбор светофильтра, построение и использование колибровочного графика). Применение фотоколориметрии в исследованиях строительных материалов. | 8 |
4. | Рентгено-графический анализ | Отражение рентгеновских лучей кристаллическими телами. Типы кристаллических решеток, понятие параметров решетки и межплоскостных расстояний. Уравнение Вульфа-Брэгга. Принцип съемки рентгенограмм. Расшифровка рентгенограмм. Качественный и количественный рентгенофазовый анализ. Применение рентгенографического анализа в исследованиях строительных материалов. | 4 |
5 | Микроскопический анализ. | Общие понятия микроскопического анализа, Оптическая микроскопия: устройство оптического микроскопа, особенности подготовки образцов к анализу. Задачи, решаемые методом оптической микроскопии (иммерсионный анализ, определение размеров частиц, определение микротвердости материалов). Электронная микроскопия: принцип работы электронного микроскопа. Типы электронных микроскопов. Особенности подготовки образцов к анализу. Применение электронной микроскопии в исследованиях строительных материалов. | 4 |
6 | Потенциометрия | Теоретические основы потенциометрического исследования. Электрохимический потенциал. Уравнение Нернста. Измерение потенциала. Типы электродов: электроды первого рода, второго рода, газовые, мембранные ионоселективные, стеклянный электрод. Требования к измерительным и вспомогательным электродам. Аппаратура: типы потенциометров и их основные узлы. Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Применение потенциометрии в исследованиях строительных материалов. | 4 |
7 | Методы определения удельной поверхности и пористости | Влияние структурных параметров на свойства материала и процессы структурообразования. Метод БЭТ. Сущность. Вакуумная установка для статических измерений, хроматографическое определение. Упрощенный метод Клячко-Гурвич. Метод адсорбции из растворов. Седиментационное определение средних размеров частиц и расчет удельной поверхности. Определение пористости: метод Кельвина-Томсона. Ртутная порометрия. | 4 |
8 | Современные методы контроля качества строительных изделий | Звуковые и ультразвуковые методы, механические неразрушающие методы контроля. Радиационная дефектоскопия, люменесцентная дефектоскопия. Нейтропографический метод контроля. | 2 |
4.2. Лабораторные занятия, их наименование и объем
№ п/п | Наименование лабораторных занятий | Объем в часах |
1. | Термография. Дериватографический анализ сырьевых материалов для производства вяжущих. | 6 |
2. | Приготовление рабочих растворов заданной концентрации | 2 |
3. | Фотоколориметрия. Изучение коррозии арматурной стали в водоагрессивных средах. | 6 |
4. | Рентгенофазовый анализ. Исследование минерального состава цементов. | 6 |
5. | Хроматография. Определение содержания гипса в портландцементе. | 4 |
6. | Потенциометрия. Определение рН водной вытяжки минеральных вяжущих и заполнителей. | 4 |
7. | Изучение кислотно-основных свойств минеральных порошков и заполнителей методом гидролитической адсорбции. | 6 |
4.3. Самостоятельная работа
№ п/п | Виды самостоятельной работы | Объем в часах |
1. | Проработка тем, вынесенных на самостоятельную работу: - Калориметрия. Сущность метода. Типы калориметров. Применение калориметрии в исследовании процессов твердения вяжущих – Методы определения дисперсности материалов | 5 4 |
2. | Подготовка к коллоквиумам | 8 |
3. | Выполнение индивидуальных заданий по теме: Расчет удельной поверхности и пористости материалов | 4 |
4. | Подготовка к экзамену | 18 |
5.Учебно-методические материалы по дисциплине
5.1. Основная и дополнительная литература
5.1.1 Основная литература
1. Физические методы исследования неорганических веществ: учеб пособие для студ. высш. учеб. Заведений / [ и др.]: под ред. . – М.: Издательский центр «Академия» 2006. – 448 с.
2. Харитонов химия в 2 кн. Кн.2.Количественный анализ. Физико-химические методы анализа: учебник для Вузов. – М.: Высш. шк., 20с.
5.1.2 Дополнительная литература
1. Андрианов исследования и контроля строительных материалов /, , – М.: ВШ, 1989.
2. Пентин методы исследования в химии / , . – М.: Мир, -во АСТ», 2003. – 683с.
3. Пущаровский минералов. – М.: , 20с.
4. Мчедлов-Петросян неорганических строительных материалов. – М.: Стройиздат, 1988.
5. Горшков физико-хиического анализа вяжущих веществ. / , , . – М.: ВШ, 1981.
5.1.3. Методическая литература
1. Фотоколорометрия. Методические указания по дисциплине «Физико-химические методы исследования» / Сост. . – Томск: Издательство Томского государственного архитектурно-строительного университета, 2007. – 22 с.
2. Рентгенофазовый анализ: методические указания по дисциплине «Физико-химические методы исследования» / Сост. . – Томск : Изд-во. Том. архит.-строит. ун-та, 2005. – 14 с.
3. Термография: Методические указания по дисциплине «Физико-химические методы исследования» / Сост. .– Томск: Изд-во Томск. архит.-строит. ун-та, 20с.
4. Хроматографическое определение серного ангидрида в портландцементе. Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Физико-химические методы исследования». / Сост. .– Томск: Изд-во Томск. архит.-строит. ун-та, 1997.– 8 с.
5. Пименова указания к самостоятельной работе по курсу «Методы исследования строительных материалов». – Томск: Ротапринт ТГАСУ, 1993.
6. Пименова . Методические указания к лабораторной работе. – Томск: ТИСИ, 1999.
5Периодические издания
1. Журнал Известия вузов. Строительство.
2. Журнал Строительные материалы
3. Журнал Стекло и керамика
5.2. Использование технических средств при изучении дисциплины
При изучении материала дисциплины используются:
Демонстрационные листы:- принцип записи термограмм;
- принцип съемки дифрактограмм;
- принцип записи спекторов поглощения.
Спектрограммы строительных материалов:- дериватограммы минеральных материалов;
- ИК-спектры битумов
- Рентгенограммы минеральных материалов.
Электронно-микроскопические снимки поверхности строительных материалов.6. Дополнения и изменения в рабочей программе на 200__/_____ учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
«___» __________ 20____ г.
Заведующий кафедрой_____________________
Внесенные изменения утверждаю:
Проректор по УР (декан)____________________
«___» __________ 20 ____ г.
