1. Цель освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Химия в строительстве» является формирование у студентов представления о возможности регулирования структуры и свойствстроительных материалов введением различных химических добавок для получения требуемых свойств, структуры, долговечности и коррозионной стойкости строительных материалов и строительных конструкций.
2. Место дисциплины в структуре ООП специалиста
Дисциплина «Химия в строительстве» согласно рабочему учебному плану помещена в базовой части цикла математических, естественнонаучных и общетехнических дисциплин – Б1.Б.24. Изучение дисциплины позволяет привить студентам представления, знания и умения в области модифицирования различными физико-химическими методами структуры и свойств различных материалов. Зная особенности влияния добавок на структуру и свойства материалов можно экономно расходовать строительные материалы, а также использовать местные материалы и вторичные материальные ресурсы.
Дисциплина «Химия в строительстве» базируется на ранее изученных дисциплинах: «Физика», «Химия», «Математика».
Знание вопросов модифицирования строительных материалов химическими добавками, изменяющими эксплуатационные свойства материалов и конструкций, крайне необходимо при изучении последующих дисциплин: технологические процессы в строительстве, основы организации и управления в строительстве, технологии возведения зданий и сооружений, технология возведения сложных зданий и сооружений и др.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
Освоение дисциплины направлено на формирование:
Общекультурные компетенции
ОК-1. Способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу.
ОК-7. Способность к самоорганизации и самообразованию.
Общепрофессиональные компетенции
ОПК-2.Владение эффективными правилами, методами и средствами сбора, обмена, хранения и обработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией.
ОПК-6. Использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и математического (компьютерного) моделирования, теоретического и экспериментального исследования.
ОПК-7. Способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико-математический аппарат.
ОПК-10. Умение использовать нормативные правовые акты в своей профессиональной деятельности.
Профессиональные компетенции
ПК-9.Знание основных свойств и показателей строительных материалов, применяемых при строительстве уникальных зданий и сооружений.
Профессионально-специализированные компетенции
ПСК-1.5. Знание основных химических характеристик неорганических строительных вяжущих материалов.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
– основные методы и практические приемы расчета реальных строительных конструкций на надежность, а также вероятностные методы расчета сооружений и их элементов, выполненных из различных строительных материалов;
– свойства элементов и их соединений, составляющих основу неорганических строительных вяжущих материалов;
уметь:
–грамотно составлять расчетную схему сооружения, выбрать наиболее рациональный метод расчета на надежность, обеспечив при этом необходимую прочность и жесткость элементов с учетом реальных свойств строительных материалов, используя современную вычислительную технику;
– применять знание свойств неорганических строительных вяжущих материалов в практической деятельности, а также при изучении других дисциплин;
владеть:
– навыками использования практических приемов и методов расчета реальных строительных конструкций на надежность;
- знаниями свойств неорганических строительных вяжущих материалов.
4. Структура и содержание дисциплины «Химия в строительстве»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4зачетных единицы – 144 часа.
4.1. Лекционные занятия
Неделя семестра | Раздел дисциплины, темы лекций и их содержание | Объемв часах/ЗЕ | |
очная | очно-заочная | ||
1-2 | Раздел 1.Состав и структура строительных материалов [1, 2, 5] Типы связей в строительных материалах - ионная, ковалентная, металлическая. Ван-дер-Ваальсовскаясвязь, смешанная ионно-ковалентная связь. Понятия о кристаллических и аморфных телах и особенностях их строения. Дефекты и дислокации в кристаллических структурах. Вероятностная модель модифицирования различных структур искусственных строительных конгломератов (ИСК). | 2/0,05 | 2/0,05 |
3-8 | Раздел 2. Физико-химическая механика гетерогенных систем [1, 2,5] Ребиндера и его применение в различных отраслях промышленности, в т. ч. в производстве строительных материалов. Три основных положения физико-химической механики (ФХМ) применительно к строительным, композиционным материалам [4]. Первое положение ФХМ . Второе положение ФХМ . Третье положение ФХМ . Три пути управления структурообразованием для достижения оптимальной структуры и требуемых свойств искусственных строительных конгломератов (ИСК) [5]. Физико-химический путь регулирования структуры строительных материалов. Второй путь регулирования структуры ИСК. Третий путь регулирования структуры дисперсных систем. Структуры искусственных строительных конгломератов. Три типа структур искусственных композиционных материалов. Коагуляционная структура композиционных материалов, ее отличительные особенности и способы регулирования свойств композиционных материалов Кристаллизационная структура композиционных материалов, ее особенности и способы регулирования ее свойств [2,5] Конденсационная структура композиционных материалов, ее особенности и способы регулирование свойств [2,5] Коагуляционно-кристаллизационные структуры ИСК [2,5] | 6/0,15 | 6/0,15 |
9-10 | Раздел 3. Плавленые материалы и возможность их химического модифицирования [1, 3, 5] Строение расплавов и стекол, их кристаллизация. Химическое модифицирование стекол и ситаллов. Химические добавки в технологии керамических материалов. | 2/0,05 | 2/0,05 |
11-12 | Раздел 4. Модифицирование минеральных вяжущих веществ [1, 2, 3, 4] Типы добавок, применяемых вминеральныхвяжущих, суть их действия. | 2/0,05 | 2/0,05 |
13-14 | Раздел 5. Модифицирование цементных бетонов [1, 3, 5] Добавки, регулирующие свойства готовых к употреблению бетонов и растворов. Добавки, изменяющие свойства бетонов и растворов. Виды добавок и суть их действия. Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства. Виды добавок и суть их действия. | 2/0,05 | 4/0,1 |
15-16 | Раздел 6. Модифицирование битумов[1, 2,4,5] Пути регулирования свойств битумов. Регулирование свойств асфальтовых бетонов. | 2/0,05 | 2/0,05 |
Итого | 16/0,4 | 18/0,5 |
4.2. Практические занятия
Неделя семестра | Раздел дисциплины | Тема занятия | Объемв часах/ЗЕ | |
Очная | Очно-заочная | |||
1-2 | 2 | Ребиндера. | 2/0,05 | 2/0,05 |
3-4 | 2 | Три основных положения ФХМ. | 2/0,05 | 2/0,05 |
5-6 | 2 | Пути регулирования структур ИСК. | 4/0,1 | 4/0,1 |
7-8 | 2 | Коагуляционные структуры и их особенности – асфальтобетоны. | 2/0,05 | 2/0,05 |
9-12 | 2 | Кристаллизационные структуры и их особенности – цементные бетоны. | 4/0,1 | 4/0,1 |
13-16 | 2 | Конденсационные структуры и их регулирование; коагуляционно-кристаллизационные, органо-гидравлические материалы. | 4/0,1 | 4/0,1 |
Итого | 18/0,5 | 18/0,5 |
4.3. Самостоятельная работа студентов
Раздел дисциплины | Неделя семестра | Вид самостоятельной работы | Трудоемкость, в часах/ЗЕ | |
Очная | Очно-заочная | |||
1, 2 | 1-4 | Домашнее задание Дз1. [5]. | 18/0,5 | 18/0,5 |
2, 3 | 5-8 | Домашнее задание Дз2. [4] | 18/0,5 | 18/0,5 |
4, 5 | 9- 12 | Домашнее задание Дз3. [3] | 19/0,525 | 18/0,5 |
2, 6 | 13-16 | Домашнее задание Дз4. [5] | 19/0,525 | 18/0,5 |
Итого | 74/2,05 | 72/2,0 |
4.4. Домашнее задание Дз
4.4.1. Подготовка к текущему контролю ТК
Домашнее заданиеДз посвящено подготовке студентов к текущему контролю знаний ТК на 4, 8, 12 и 16 неделях. Текущий контроль проводится в виде письменного опроса. Студенты получают от преподавателя вопросы по текущему контролю и готовятся к письменному опросу по лекциям преподавателя и указанным в рабочей программе источникам рекомендуемой литературы. В результате выполнения всех домашних заданий студент овладевает общепрофессиональной компетенцией по значению основ профессиональной деятельности.
5. Образовательные технологии
Часть лекционных занятий по курсу преподаватель проводит в виде мультимедийной презентации. На всех практическихзанятиях решаются задачи с привлечением студентов в качестве обучающего.
6.Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
6.1. Текущий контроль знаний ТК
Для текущего контроля знаний студентов в виде письменного опроса разработаны контрольные вопросы.
Текущий письменный опрос ТК1
Структуры строительных материалов. Типы связей в строительных материалах. Понятия о кристаллических и аморфных телах. Дефекты и дислокации в кристаллических структурах. Ребиндера. Первое положение физико-химической механики . Второе положение физико-химической механики. Третье положение физико-химической механики . Физико-химический путь регулирования структуры ИСК (искусственных строительных конгломератов). Разночастотная вибрационная обработка – второй путь регулирования структуры. Третий путь регулирования структуры ИСК.Текущий письменный опрос ТК2
Типы структур искусственных строительных конгломератов. Коагуляционная структура ИСК, ее особенности. Особенности регулирования коагуляционных структур. Битумы как коагуляционные структуры, их особенность. Пути регулирования структуры битумов. Асфальтовые бетоны – коагуляционные структуры. Пути регулирования структуры асфальтовых бетонов. Строение расплавов и стекол. Химическое модифицирование стекол и ситаллов. Химические добавки в технологии керамических материалов.Текущий письменный опрос ТК3
Кристаллизационные структуры строительных материалов. Особенности формирования кристаллизационных структур. Пути регулирования кристаллизационных структур. Снятие запретов на старые технологии получения кристаллизационных структур Минеральные вяжущие вещества – типичный пример кристаллизационных структур. Формирование структур на основе минеральных вяжущих. Цементный бетон – характерный пример кристаллизационных структур. Особенности формирования структуры цементного бетона. Термодинамическая неустойчивость цементного бетона. Регулирование структуры цементного бетона. Наиболее оптимальные пути регулирования структуры цементного бетона.Текущий письменный опрос ТК4
Конденсационные структуры искусственных строительных конгломератов. Особенности конденсационных структур. Возможность регулирования конденсационных структур. Модифицированные конденсационных структур. Полимерные материалы – типичные примеры конденсационных структур. Регулирование структуры полимерных материалов.6.2. Вопросы к экзамену
1.Структуры искусственных строительных конгломератов.
2.Ионная связь в строительных материалах.
3.Ковалентная связь в строительных материалах.
4.Металлическая связь в строительных материалах.
5.Ван-дер-Ваальсовская связь в дисперсных структурах.
6.Понятие о кристаллических и аморфных материалах.
7.Дефекты и дислокации в кристаллических структурах.
8. Ребиндера и его применение в производстве строительных материалов.
9.Первое положение ФХМ .
10.Второе положение ФХМ .
11.Третье положение ФХМ .
12.Пути регулирования структур ИСК.
13.Физико-химический путь регулирования структур.
14.Второй путь регулирования структур ИСК.
15.Третий путь регулирования структуры ИСК.
16.Регулирование коагуляционных структур ИСК.
17.Регулирование кристаллизационных структур ИСК.
18.Модифицирование химическое конденсационных структур.
19.Строение расплавов и стекол и их кристаллизация.
20.Химичесое модифицирование стекол и ситаллов.
21.Химические добавки в технологии керамических материалов.
22.Добавки, регулирующие свойства готовых к употреблению бетонов и растворов.
23.Добавки, изменяющие свойства бетонов и растворов.
24.Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства.
25.Химическое модифицирование битумов.
26.Модифицирование асфальтобетонов.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
092cb13c22d51c22b9035a2b4fe76b00
7.1. Основная литература
1. Хмеленко, [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов строительных специальностей: 270102 "Промышленное и гражданское строительство", 270205 "Автомобильные дороги и аэродромы", 270115 "Экспертиза и управление недвижимостью" / ; ГОУ ВПО «Кузбас. гос. техн. ун-т». – Кемерово, 2010. – 88 c. – Доступна электронная версия: http://library. kuzstu. ru/meto. php? n=90453&type=utchposob:common
2. Рыбьев, материаловедение : учебное пособие для строит. специальностей вузов / . – Москва : Высшая школа, 2008. – 701 c. – 29 шт.
7.2.Дополнительная литература
3. Касторных, в бетоны и строительные растворы : учебно-справочное пособие для студентов вузов / . – Ростов-на-Дону : Феникс, 2005. – 221 c. – 3 шт.
4. Руденская, вяжущие для дорожного строительства / , . – Москва : Транспорт, 1984. – 229 c. 2 шт.
5. Физико-химические основы строительного материаловедения : учебное пособие для вузов по направлению 653500 - "Стрительство" / под общ. ред. и . – Москва : АСВ, 2004. – 192 c. – 1 шт.
6. Дуваров, конструкционных материалов [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов очной формы обучения специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и 270115 «Экспертиза и управление недвижимостью» / , ; ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. », Каф. строит. пр-ва и экспертизы недвижимости. – Кемерово, 2012. – 115 c. – Доступна электронная версия: http://library. kuzstu. ru/meto. php? n=90736&type=utchposob:common
7. Хмеленко, практикум по материаловедению : учебное пособие для вузов / , , ; ГОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т". – Кемерово, 2004. – 115 c. – Доступна электронная версия: http://library. kuzstu. ru/meto. php? n=90122&type=utchposob:common
7.3. Методическая литература
8.Хмеленко, в строительстве[Электронный ресурс]: методические указания к самостоятельной работе для студентов специальности 271101.65 «Строительство уникальных зданий и сооружений» очной формы обучения/ ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. », каф. строит. пр-ва и экспертизы недвижимости. – Кемерово, 2013. – 11 с. http://library. kuzstu. ru/meto. php? n=6564.
9.Хмеленко, в строительстве [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 271101.65 «Строительство уникальных зданий и сооружений» очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. », каф. строит. пр-ва и экспертизы недвижимости. – Кемерово, 2013. – 9 с. http://library. kuzstu. ru/meto. php? n=6563.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Наглядные пособия, плакаты, образцы материалов, стенды.
2. Мультимедийное оборудование, диски с видеофильмами.
9. Методические указания для студентов
Основной учебной работой студента является самостоятельная работа в течение всего срока обучения. Начинать изучение дисциплины необходимо с ознакомления с целями и задачами дисциплины и знаниями и умениями, приобретаемыми в процессе изучения.
Далее следует проработать конспекты лекций, рассмотрев отдельные вопросы по предложенным источникам литературы. Все неясные вопросы по дисциплине студент может разрешить на консультациях, проводимых по расписанию.
При подготовке к практическим занятиям студент в обязательном порядке изучает теоретический материал в соответствии с методическими указаниями к практическим занятиям.
При подготовке к экзамену студент систематизирует знания по изучаемой дисциплине, обобщает опыт решения задач, приобретенный на практических занятиях.
10. Аннотация рабочей программы
Дисциплина «Химия в строительстве» рассматривает вопросы регулирования структуры и свойств строительных материалов введением различных химических добавок для получения требуемых свойств, структуры, долговечности и коррозионной стойкости строительных материалов и строительных конструкций. Зная особенности влияния добавок на структуру и свойства материалов можно экономно расходовать строительные материалы, а также использовать местные материалы и вторичные материальные ресурсы.
11. Внесение изменений
ЛИСТ
РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ, ДОПОЛНЕНИЙ И РЕВИЗИЙ ДОКУМЕНТА
№ изме- нения | Дата внесения изменения, дополнения и проведения ревизии | Номера листов | Шифр документа | Краткое содержание изменения, отметка о ревизии | ФИО, Подпись |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Протокол №____ от ____________________
Председатель учебно-методической комиссии
по направлению 08.05.01 «Строительство уникальных
зданий и сооружений»
