基于微宏观分析结合的绿色混凝土性能实验教学设计

封坤 潘瑾 孙克国 李福海 曾艳华 赵莉香

摘  要：以绿色隧道建设科研课题为依托，结合建筑材料中混凝土性能实验教学，分析用绿色植物（胡萝卜）萃取液作为天然生物外加剂和粉煤灰作为矿物掺合料的混凝土的力学性能及机理，对实验中采用的X-射线衍射、扫描电镜分析等新方法和思路进行总结，引入新型绿色材料并提出将宏观实验现象与微观机理分析相结合的面向学生的新型实验教学模式。该模式作为传统教学的优化和补充，可为其他课程实验教学革新提供思路，有利于激发学生的实验兴趣，培养其不仅要知其然，更要知其所以然的综合科研探究能力。

关键词：胡萝卜萃取液；粉煤灰；宏观实验；微观机理；教学革新

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）11-0037-07

Abstract： Based on the scientific research project of green tunnel construction， combined with the experimental teaching of concrete performance in construction materials， the mechanical properties and mechanism of concrete with green plant （carrot） extract as natural bio-admixture and fly ash as mineral admixture are analyzed. The new methods and ideas of X-ray diffraction and scanning electron microscope analysis used in the experiment are summarized. New green materials are introduced and a new experimental teaching mode for students is proposed， which combines macroscopic experimental phenomena with microscopic mechanism analysis. As an optimization and supplement of traditional teaching， this model can provide ideas for the innovation of experimental teaching in other courses， which is conducive to stimulating students' interest in experiments and cultivating their comprehensive scientific research inquiry ability not only to know it， but also to know why.

Keywords： carrot extract; fly ash; macroscopic experiment; microscopic mechanism; teaching innovation

近年来，绿色、可持续发展成为各行各业重要的发展方向，建筑行业对混凝土高性能化也提出了迫切需求[1]。在此背景下，混凝土行业向绿色化、可持续化、高性能化的转变也变得极为迫切。近些年来，已有众多学者关注这一问题并且开展了有关方面的研究。相关研究主要包括对现有混凝土的改良和寻找新型绿色混凝土材料[2]。国内部分工程或项目已开始采用新型绿色混凝土进行施工建设。简而言之，混凝土在不断进化以适应实际需求。

建筑材料是土木工程的基础课程，可培养学生的理论和实践能力。目前，高校建筑材料实验教学存在的不足导致土木工程专业学生的动手能力较弱。实验教学内容陈旧、实验方法单一、现象机理理解不深刻、实验学时少、教学方式单一及实验管理落后等[3-4]使得学生缺乏兴趣，浪费了宝贵的实践学习机会。

从实验内容本身入手能在一定程度上缓解上述问题，使教学效果得以保证。针对目前建筑材料实验教学现状，以绿色隧道建设科研课题为例，对建筑材料实验教学中混凝土性能研究的一些新材料、新思路、新方法、新技术进行了总结和思考，以期探索我国高校建筑材料实验教学的新方法和新模式，旨在培养具有综合科研能力的新时代大学生。

一  传统混凝土材料力学实验教学

（一）  传统混凝土材料力学实验

1  材料

水泥、砂、石、聚羧酸减水剂。

2  实验内容与方法

分别制备150 mm×150 mm×150 mm混凝土立方体抗压和劈裂抗拉试块，包括材料称量、模具清洁刷油、混凝土搅拌、混凝土注模、标准条件养护、混凝土抗压、劈裂抗拉和抗折力学性能试验，这些工作由学生相互配合完成。学生对混凝土抗压、劈裂抗拉等力学试验数据进行处理和分析，得到混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度，根据整个实验过程、实验结果、观察试件破坏过程和形态，以及教师的讲解，了解混凝土强度形成的理论知识和力学性能的影响因素，学习优化混凝土材料配合比设计。实验完成后整理实验结果，并将实验结果与理论计算值进行比较，评定该混凝土材料力学强度是否达到设计要求。

（二）  传统混凝土材料力学教學的不足

1  教学内容陈旧

近年来，我国提出新工科理念，预期培养具有创新思维、独立开展科研解决问题等综合能力的高水平人才。建筑材料是土木工程最基础的内容，其应该与实际紧密结合。目前，各高校教学内容基本仍是传统混凝土、沥青、砂石等试验，试验中混凝土试块的制备使用的外加剂为传统的化学外加剂，没有使用植物萃取液等新型绿色材料，也没有添加粉煤灰等固废。新材料、新技术、新工艺已被各类工程项目及研究领域广泛应用，并更加注重环保节能效益，传统耗能与污染材料正逐渐减少或被取代，但这些理念的变化却极少地体现在实验教学中，在实验教材中也未能及时更新材料的技术标准、质量控制和检测标准、设计规范[5]。教学内容赶不上实际进展，缺乏科学前沿探究，较为落后，教学内容亟待革新。

2  教学方式滞后

目前，大多数高校开设的建筑材料实验仍以演练示范、检验性为主，缺乏科学前沿和机理探究，不能有效激发学生的学习兴趣和拓展学生的思维能力。传统教学实验方法根据规范规定的内容按部就班地进行材料准备、试件制作、试验测试等环节，测出混凝土材料试块的强度，教师讲解混凝土材料强度生成的理论知识和原理巩固课堂所学的知识，实验结束后编写实验报告[6]。传统的力学实验仅仅对混凝土材料力学性能进行宏观表述，无法对混凝土材料微观结构和机理进行分析，缺乏综合性实验，只依赖教师对理论知识和原理进行讲解显得枯燥乏味，学生学习的积极性不高，印象不深刻，对理论知识掌握不牢固。所以，目前教学方式落后，教学效果不理想。因此，教师不能完全使用传统的教学方式，应该在此基础上增加一些综合性、前沿性的教学方法。

3  实验内容缺乏新颖性和前沿性

实验内容以固定的配合比测试传统混凝土材料力学性能为主，缺乏新颖性和前沿性。教学大纲制定的课程实验主要为基础实验、验证性实验。教师讲解试验注意事项，学生被动接受知识，机械重复往届学生做过的试验，毫无新颖性，更没有体现土木工程学科的前沿性。传统混凝土的原材料组成较为陈旧老套，没有新型绿色材料的添加和配合比的优化，阻碍了学生思维发散，难以激发学生的学习兴趣和研究热情。随着中国建筑行业发展，建筑材料的使用早已日新月异，涌现出众多的新型绿色材料和技术，比如天然生物外加剂、粉煤灰、矿渣、煤矸石等绿色混凝土材料和微观扫描电镜、XRD、水化热、核磁共振、压汞等高技术手段广泛应用在混凝土中。此外，混凝土材料力学实验注重混凝土试块制作过程、基本力学性能，缺乏对原材料的考究和力学性能的影响因素的探究，没有创新型实验的设计，难以提升学生的自学能力和主动思考能力，以及激发学生的创新思维。目前的实验内容与科研课题和工程案例关联极少，不能鍛炼学生的实践能力和灵活运用能力[7]。

4  考核方式不合理

我国高校目前的实验考核模式主要是以教师带领学生做实验，以递交实验报告的形式评判和考核实验内容[8]。实验报告内容较为固定和单一，使得学生的实验报告结果类似，不能全面地评价学生的学习水平和在实验中的表现，不利于公平考核，也不能突显学生的综合素质。

二  绿色隧道建设科研项目精选实验课题

混凝土强度高，耐久性好，自从问世以来便成为盾构隧道管片的使用的主要材料之一，水泥是混凝土中最主要的胶凝材料，而水泥的生产是一个高能耗过程，且伴随着温室气体的产生[9]，会给环境带来巨大的压力[10]。目前广泛使用辅助胶凝材料、开发低耗能水泥和提高混凝土性能以减少水泥用量等方法减少管片混凝土对环境造成的不利影响。

添加外加剂和使用辅助胶凝材料调节混凝土性能是一种简单高效的方法，目前大部分外加剂是通过化学合成的，制备过程较复杂，成本较高，同时在制备过程中会产生有害物质，并且会缓慢的释放甲醛等有害气体[11-12]，污染环境。低成本的天然生物外加剂替代化学外加剂，可以克服化学外加剂对环境污染的缺点，实现混凝土的可持续生产[13-14]。天然生物外加剂可以促进水泥水化，并具有一定的保水性能，能产生更多均匀的水化产物，使混凝土微观结构更加致密，从而使混凝土具有更高的力学性能。另外，粉煤灰是电厂排放的固体废料，将其应用到混凝土中不仅具有良好的经济和环境效益，还能较大程度地改善混凝土性能。文中将胡萝卜萃取液（CE）作为天然生物外加剂和粉煤灰加入混凝土中制作混凝土试块，让学生在教师的指导下研究混凝土的力学性能和微观机理，以此改善传统混凝土材料实验教学的不足，锻炼学生的独立思考和动手能力，培养学生的创新能力。

三  绿色混凝土力学实验与微观表征

（一）  实验原材料

实验中混凝土原材料主要的成分为水泥、砂、石、粉煤灰、CE和聚羧酸减水剂。

（二）  实验仪器设备与试件制作

参考GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能实验方法标准》[15]，以立方体抗压强度、劈裂抗拉强度作为含有CE和粉煤灰的混凝土基本力学性能指标，立方体抗压和劈裂抗拉实验使用150 mm×150 mm×150 mm立方体试块，每3个试块为一组。

在试验开始前，准备好试验器材和材料，试验器材有电子秤、烧杯、胶头滴管、玻璃搅拌器、模具、滤网和榨汁机等。玻璃制品使用前保持内壁干燥清洁。将胡萝卜榨汁和水以特定的比例进行混合，配置成浓度不同的CE。按照试验设计好的配合比进行试块浇筑，将混凝土装入模具进行编号，放进温度为（23±1）℃，相对湿度大于95%的标准养护室内进行养护。24小时后拆模，拆模之后继续放进养护室分别养护至3、7、28、56天分别取出，试件表面擦干，进行试验。用压力实验机对混凝土试块进行抗压强度和劈裂抗拉强度测试。

（三）  试件参数及实验方法

1  试件参数

本实验共设计了3组不同浓度的CE（1∶100（C-CE1）、1∶50（C-CE2）、1∶25（C-CE4）），分别加入混凝土中制备抗压强度和劈裂抗拉强度试块和净浆试样。另外还制作了一组不加CE的空白对照组（C-CON）试块和净浆试样。共四组混凝土试块，每组都掺入了20%的粉煤灰，每组抗压试块和劈裂抗拉试块各3个。

2  实验方法

抗压强度试验采用TYE-2000E型压力试验机，最大试验力2 000 kN，调速范围0.3～0.8 MPa/s，示值相对误差±1%。劈裂抗拉强度试验采用TYE-300型压力试验机，最大试验力300 kN，调速范围0.3～9.9 kN/s，示值相对误差±1%。本试验采用Rigaku， SmartLab和扫描电镜分别测试混凝土的X射线衍射（XRD）和微观结构（SEM）。

通过学生亲自制备天然生物外加剂和混凝土试块，体验试件制作和不同浓度CE溶液配置的全过程，掌握材料特性及仪器使用方法，学生主观能动性得到充分发挥。在教师的指导下展开实验和微观测试，能够加强师生互动，培养学生主动思考和创新的意识。学生全过程参与实验，更清楚地认识混凝土材料的组成成分、强度机理，巩固专业理论知识，加深对实验的记忆，培养了学生的实践动手能力和良好的实验素养[16-17]。

（四）  研究案例

教师在课程中讲解其他种类的天然生物外加剂和不同掺量粉煤灰改善混凝土的研究案例，有针对性地讲解，并与传统混凝土进行对比。通过讲解不同研究案例的改善效果、作用机理、微观分析等内容，留出问题让学生分小组进行思考、分析討论和总结。天然生物外加剂大多数取之于纯天然绿色植物，经济环保、取材容易、生物兼容性高，而且制备简单、使用方便，因其优异的改善混凝土力学性能成为目前国内外研究的热点之一。目前已经研究了数十种植物性天然生物外加剂用来改善混凝土各种性能，其中包括仙人掌、秋葵、壳聚糖、甜菜、糖、马铃薯淀粉、蓝桉和棕榈酒等[18-20]，它们对混凝土的水化过程都存在着不同程度的影响，从而有效地改善混凝土力学性能。另外，国内外学者在粉煤灰改善混凝土性能方面已开展大量研究并取得丰富的成果。

1  抗压强度

研究人员对黄秋葵提取液作为生物外加剂进行了表征，并将其加入水泥砂浆和混凝土研究其对砂浆和混凝土性能的影响，结果表明，黄秋葵提取液具有增黏性能并提高了水泥浆体的水化速率缩短了凝结时间，对抗压强度有积极的影响[19]。研究人员研究了粉煤灰对C30粗骨料全替代再生混凝土力学性能的影响，结果表明掺入适量的粉煤灰可有效提高再生混凝土的和易性，还能满足C30混凝土强度要求[21]。

2  劈裂抗拉强度

研究人员在制备混凝土混合物中掺入不同浓度的天然生物外加剂仙人掌提取液，并研究了其各项性能，研究结果表明仙人掌提取物提高了混凝土的黏度特性、保水性能，减少了混凝土早期水分散失，从而减少了收缩裂缝，研究结果还表明，加入仙人掌提取物使混凝土具有更高的劈裂抗拉强度等力学性能和耐久性[22]。研究人员研究了粉煤灰对纤维自密实再生混凝土力学性能的影响，结果表明粉煤灰有效提升了混凝土的抗压强度、劈拉强度和弯折强度[23]。

在实验和教学过程中，通过讲解研究案例、让学生了解天然生物外加剂和粉煤灰的优势及应用领域，开阔学生的工程视野，增强教学的实践性与应用性。同时，提高学生的学习兴趣，吸引学生的注意力，达到师生互动的课堂教学效果。学生通过分析机理问题、思考解决方法，使其思维能力和创新能力得到快速提升。

四  力学性能实验与微观表征结果的教学分析

（一）  抗压强度分析

抗压强度是混凝土材料一个重要的性能指标，学生操作压力试验机测试了四组混凝土试块所设置龄期的抗压强度，并记录数据，采用数据处理软件进行数据处理并画出柱状图如图1所示，通过不同浓度的CE混凝土试块抗压强度与空白对照组试块抗压强度作对比，掺加CE的混凝土抗压强度在各龄期均有提高，表明CE对混凝土抗压强度具有改善作用，总体来说，在养护第3、7、28 天时抗压强度随CE浓度的增加而降低，养护第56天后抗压强度随CE浓度的增加而升高。学生自主讨论，猜想其原因。教师总结学生们讨论猜想的原因，进行CE改善混凝土力学性能机理讲解，并结合微观表征分析加以验证，指出CE用于混凝土所呈现出的优势，各组学生在整理分析、对比的过程中潜能被充分挖掘，其团结协作精神明显增强，逻辑分析和独立思考能力显著提升[24]。此外，各小组独立处理数据并尝试分析实验结果，有助于培养学生动手能力和认真严谨、刻苦钻研的精神，为将来从事科研和相关工作奠定良好的基础。

（二）  劈裂抗拉强度分析

劈裂抗拉强度也是混凝土材料一个重要的性能指标，学生测试了混凝土试块28和56天的劈裂抗拉强度，并记录数据，采用数据处理软件进行数据处理并画出柱状图如图2所示，通过不同浓度的CE混凝土试块抗压强度与空白对照组试块抗压强度作对比，CE对混凝土劈裂抗拉强度具有一定改善作用，且数据的规律性与上述的抗压强度规律一致，学生提出疑问并尝试分析原因作出解答。学生通过对劈开的试块进行观察，结合理论知识分析原因并进行口头表述，不仅锻炼学生解决问题和口头表达能力，同时还提高了学生的辩证思维能力、综合分析能力和知识运用能力[25]。

（三）  材料试样的微观表征分析

XRD结果如图3所示。在光谱中可以观察到水泥熟料和水化产物的典型峰，包括氢氧化钙（P）、石膏（G）[26]、硅酸二钙（C2S）和硅酸三钙（C3S）。加入CE后，没有产生新的矿物。P与C2S、C3S衍射峰的差值即为相对强度[27]。如图3（a）所示，P-CE1～P-CE4的相对强度高于P-CON，说明CE的加入促进了水化反应，生成更多的氢氧化钙。G与铝酸三钙（C3A）反应生成钙凡石（AFt）， P-CE1～P-CE4的G峰强度高于P-CON，说明CE的加入抑制了C3A与G的反应，生成较少的AFt，且这种抑制作用缓慢消失。如图3（b）所示，在56天时，相对强度进一步增大，说明随着龄期的增加，水泥熟料被消耗产生更多的氢氧化钙。此外，在56天时，无论是否添加CE，所有试样中G的峰值强度都是相似的，这意味着CE对C3A的抑制作用在水化后期逐渐消除。

SEM结果如图4所示。从粉煤灰的扫描电镜图像中可以看出其颗粒基本为球状，使得其滚珠效应显著，其粒径和细度均较小，具有良好的细粒填充效果。掺入粉煤灰可以改善混凝土的流动性，减少用水量，从而降低混凝土水胶比，还可以填充混凝土中的孔隙，提高混凝土力学和耐久性能。另外，在四组样品中均观察到针状的AFt晶体、片状的氢氧化钙晶体和絮状的水化硅酸钙（C-S-H）结构。与C-CE1～C-CE4相比，C-CON的微观结构显得松散，并出现了一些裂纹，导致C-CON的强度低于C-CE1～C-CE4。此外，C-CE1～C-CE4中的水化产物比C-CON的多，这与56天的XRD测量结果一致。

这部分由教师带领学生一起完成，教师给学生示范一组微观测试样品制作、测试仪器的使用和数据处理。其余几组由学生在教师的指示下完成。老师给学生讲解XRD测试原理，和图中衍射峰所表示的含义，让学生查阅粉煤灰和水化产物在微观电镜下呈现的形态，学生尝试自主对混凝土材料进行微观表征分析，教师加以更正，并将微观表征与宏观力学特征相结合，充分解释CE和粉煤灰改善混凝土力学性能机理。通过对测试结果的观察与分析，培养学生对实验结果的对比分析和理解能力[28]，激发学生的学习积极性[29-30]，有助于提高学生学习的深度和广度，同时提高了教学质量， 确保学生知识、能力和素质的综合培养，也突出了实验教学的前沿性。

五实验分析与教学探索

该实验历经实验方案设计、配合比确定、实验材料准备、宏观抗压强度和劈裂抗拉强度试验、多种微观测试手段学习、试验现象和试验数据记录、原因分析及结论整理等多个环节，逻辑清晰，体系完整，结论可靠，对于开展相同类型实验有一定的参考价值。该实验将科研课题与实验教学相结合，注重引导学生自主设计并完成整个实验，培养学生观察试验现象、深入机理分析的科研能力，从多方面锻炼了学生的动手能力和机理分析能力。

课题中将新型绿色材料CE和粉煤灰掺入混凝土，研究其对混凝土性能影响。绿色植物为生活中常见物体，将其与混凝土结合容易引起学生好奇心和试验兴趣。粉煤灰是固体废料，将其掺入混凝土不仅可以改善混凝土性能，还能实现固废的精细化管控利用。另外，天然生物外加剂和粉煤灰对混凝土性能影响的作用机理较为复杂，学生前期可查阅相关外加剂和粉煤灰在混凝土中应用的文献资料，大致了解其作用原理。最后学生在教师的指导下见证由CE引起的混凝土性能的显著改变，激发起学生探索其作用机理的兴趣，最终达到实验教学开展目的。

学生通过亲自参与CE的制备，混凝土试块的浇筑，抗压强度和劈裂抗拉强度的测试和SEM、XRD等微观测试过程，了解了混凝土基础知识，熟悉混凝土测试实验操作过程，实现与课本知识的融会贯通。实际操作混凝土的静态轴向加载，可使学生掌握万能试验压力机的使用方法，了解观察混凝土微观层面结构的方法，在锻炼学生实践能力的同时拓展其科研探索能力，为日后从事工程实践或科学研究奠定基础[31-32]。

测试数据处理和分析包括对混凝土材料抗压强度和劈裂抗拉强度测试结果的描述，采用数据分析软件对数据处理绘制混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度柱状图，并对强度规律进行分析，结合教师讲解的微观表征分析，充分理解与掌握CE对混凝土材料力学性能改善的原因。以上微观表征分析过程，学生在常规实验教学中均难以接触，与较为常见的强度测试分析等相比较为灵活，具有较强的逻辑性。学生尝试总结实验现象，得出实验结论。通过这种实验教学可以培养学生的数据分析能力、逻辑思维，以及理论与实践相结合的能力。

实验考核要将学生平时在实验中的表现、实验报告和期末实验考核相结合。平时表现包括出勤率、实验操作、课堂回答问题及实验室清洁整理。多样化的考核方式可以提高学生对实验课程的重视程度，端正学习态度，养成良好的学习习惯。

由实验结果可得，CE可以有效改善混凝土力学性能。通过实验可以更具体地向学生展示新型绿色材料与常规材料的性能差异，开拓学生思路，培养学生科研兴趣和与时俱进的创新思维。

将实验与科研课题、国内外研究案例相结合的教学方式，能有效培养学生深入思考问题的习惯和逻辑推理能力，为今后从事科研或走上工作岗位打好基础。此外，引入广受关注的国内外案例，说明CE和粉煤灰对混凝土性能改善特性及实验方法与作用和先进的微观表征测试手段等，拓宽学生的视野，增加师生间的互动，培养学生的应用能力[33]。

实验室面向学生开放，各小组学生利用课余时间走进实验室，按照与教师共同协商制定的实验方案，主动思考、自由分配任务，自主在课下完成实验。这样不仅保证了学生的主体地位、培养了学生的团队合作精神，还弥补了实验课时较少的缺陷[7]。

六  结束语

根据混凝土材料特点和以传统力学实验为基础，引入新型绿色材料并结合混凝土微观表征分析，对混凝土力学实验教学模式进行拓展探索。注重实验内容的更新和先进微观表征测试的引入，注重教学互动及加强学生在学习过程的主动积极性，使形成混凝土材料宏观力学实验与微观表征分析相结合。将基本实验、理论知识和微观分析同步协调，并改革了实验考核方法，调动学生的学习主动性，提高参与度，拓宽了学生的新视野，提升了学生独立思考能力、创新能力和实践能力。让学生初步形成了独具个性特色的科学思维方式。此外，也推动了实验教学与时俱进，具有较好的现实意义和推广价值。

参考文献：

[1] GRECO E. Nanoparticle-based concretes for the restoration of historical and contemporary buildings： a new way for CO2 reduction in architecture[J]. Applied Physics A，2016，122（5）：1-9.

[2] SCRIVENER K L， JOHN V M，  GARTNER E M. Eco-efficient cements： Potential economically viable solutions for a low-CO2 cement-based materials industry[J].Cement and Concrete Research，2018，114：2-26.

[3] 王信剛，胡明玉，丁成平.土木工程材料课程教学改革和效果评价[J].高等建筑教育，2015，24（2）：60-63.

[4] 解国梁，王福成，刘金云，等.土木工程材料课程研究性教学模式改革与实践[J].实验科学与技术，2017，15（6）：83-85.

[5] 张爱卿，李金云，王邵臻.独立学院“土木工程材料”课程教学改革思考[J].牡丹江大学学报，2013（1）：183-184.

[6] 张志明，李婷婷.“科学探究”应用于工科实验教学的意义探讨[J].科教文汇，2012（2）：46-47.

[7] 李福海，靳贺松，胡丁涵，等.国际化趋势下建筑材料实验教学改革探讨[J].实验科学与技术，2019，17（3）：140-146.

[8] 吕兴军，曹明莉，王宝民，等.研究性教学模式在建筑材料实验教学中的应用[J].实验室科学，2013，16（5）：85-87.

[9] XU J H. CO2 emissions reduction potential in China's cement industry compared to IEA's Cement Technology Roadmap up to 2050[J]. Applied Energy. 2014，130（1）：92-602.

[10] XU D. On the future of Chinese cement industry[C]. In the 14th International Congress on the Chemistry of Cement ICCC，2015.

[11] DAN B， PLIAN D， JUDELE L. Environmental impact of concrete. Bulletin of the Polytechnic Institute of Jassy[J].CONSTRUCTIONS. ARCHITECTURE Section，2009（4）：27-36.

[12] BAI Z. Emission of ammonia from indoor concrete wall and assessment of human exposure[J]. Environment International，2006，32（3）：303-311.

[13] BEZERRA U T. Biopolymers with superplasticizer properties for concrete[J].Biopolymers and Biotech Admixtures for Eco-Efficient Construction Materials，2016：195-220.

[14] PACHECO T. Biotechconcrete： An innovative approach for concrete with enhanced durability[Z].2013：565-576.

[15] 中華人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局．普通混凝土力学性能试验方法标准：GB/T 50081—2002[S]．北京：中国建筑工业出版社，2003.

[16] 何奕南.钢筋混凝土梁系列实验的系统化教学改革[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：111-114.

[17] AKINDAHUNSI A A， UZOEGBO H C. Strength and Durability Properties of Concrete with Starch Admixture[J].International Journal of Concrete Structures and Materials，2015，9（3）：323-335.

[18] SA A， TM A， KMAH B. Arrowroot as bio-admixture for performance enhancement of concrete[J].Journal of Building Engineering，2020（30）：101313.

[19] HAZARIKA A， HAZARIKA I， GOGOI M. Use of a plant based polymeric material as a low cost chemical admixture in cement mortar and concrete preparations[J].Journal of Building Engineering. 2017（15）：194-202.

[20] CHANDRA S， EKLUND L， VILLARREAL R R. Use of Cactus in Mortars and Concrete[J].Cement & Concrete Research，1998，28（1）：41-51.

[21] 张玉栋，谢龙，张富钧，等.掺粉煤灰和矿粉对粗骨料全替代混凝土力学性能的影响[J].混凝土，2024（1）：134-138.

[22] DURGADEVAGI S， THIRUMALINI S， RAVI R ，et al. Interaction of a viscous biopolymer from cactus extract with cement paste to produce sustainable concrete[J]. Construction and Building Materials，2020：119585.

[23] 王晋浩，郑传磊，金宝宏，等.粉煤灰/不同骨料对纤维自密实再生混凝土力学性能影响[J].功能材料，2022，53（9）：9209-9218.

[24] 王淑勤，刘明珠，王可心.混凝土设计性实验在研究性教学中的应用[J].实验技术与管理，2015，32（11）：31-34，57.

[25] 王圣程，禄利刚，张朕.土木工程材料教学内容重构探索——以水泥混凝土强度为例[J].高等建筑教育，2018，27（6）：117-121.

[26] KOVLER K. Setting and Hardening of Gypsum-Portland Cement-Silica Fume Blends， Part 2： Early Strength， DTA， XRD， SEM O[J].Cement and Concrete Research，1998，28（4）：523-531.

[27] CHEN Y K， SUN Y， Wang K Q， et al. Utilization of bio-waste eggshell powder as a potential filler material for cement： Analyses of zeta potential， hydration and sustainability[J].Construction and Building Materials，2022（325）：126220.

[28] 余世策，蒋建群，刘承斌，等.钢筋混凝土实验教学综合改革[J].实验室研究与探索，2013（6）：154-157.

[29] 解国，郭巍，张兆强，等.《混凝土结构》课程设计教改与实践[J].实验科学与技术，2012，10（3）：81-83.

[30] 张正言，黄炜嘉，王敏.基于翻转课堂的课程教学改革与实践——以“信息论与编码”课程为例[J].北京教育学院学报：自然科学版.2015，10（4）：33-38.

[31] 黄海东，向中富.钢筋混凝土梁长期与短期加载装置研制[J].实验室研究与探索.2018，37（9）：76-80.

[32] 张清华，贾东林，卜一之.基于高性能材料实验的学生创新能力培养[J].实验技术与管理，2019，36（1）：16-19，32.

[33] 钱匡亮，彭宇，钱晓倩.建筑材料实验教学改革和实践尝试[J].实验室科学，2016，19（5）：83-87.