65601 - CHIMICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI T (A-K)

Conoscenze e abilità da conseguire

Durante il corso verranno illustrati i principi di base della chimica e della stechiometria, delle caratteristiche chimiche e strutturali della materia e degli aspetti energetici e cinetici delle trasformazioni chimiche. Il corso si propone inoltre di fornire gli strumenti necessari per la valutazione razionale degli impieghi dei materiali da costruzione nel processo edilizio: lo studente acquisirà le conoscenze delle principali caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali da costruzione, finalizzando la scelta dei materiali, oltre che sulle loro prestazioni, anche alla durabilità dell'opera.

Contenuti

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate

L’allievo che accede al Modulo di Tecnologia dei Materiali ha seguito il Modulo di Chimica ed ha acquisito le relative conoscenze.

Tutte le lezioni sono tenute in italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per potere utilizzare il materiale didattico.

Programma

Modulo di Chimica (40 h)

La struttura atomica della materia. La struttura elettronica degli atomi; la classificazione periodica degli elementi e le proprietà periodiche. I diversi tipi di legame chimico: legame ionico, covalente e metallico; i legami deboli. Geometria molecolare e polarità delle molecole. Nomenclatura delle principali classi di composti inorganici. Le reazioni chimiche, in particolare di ossidoriduzione; concetto di ossidante e di riducente. Calcoli stechiometrici. Proprietà dei gas, dei solidi e dei liquidi; proprietà delle soluzioni. I principi della termodinamica chimica e dell'equilibrio chimico. Elementi di cinetica chimica. Equilibri tra fasi diverse: la regola di Gibbs ed i principali tipi di diagrammi di stato ad uno e a due componenti. Equilibri ionici in soluzione: il pH di una soluzione e le reazioni acido-base. Elementi di elettrochimica. Cenni di Chimica Organica.

Modulo di Tecnologia dei Materiali (50 h)

Tipologie e caratteristiche principali dei materiali strutturali e non strutturali per l'ingegneria civile. Proprietà meccaniche dei materiali: diagramma s-e, resistenza caratteristica, modulo di Young, deformazione elastica e plastica, processi di frattura, deformazioni dipendenti dal tempo. Microstruttura dei materiali: porosità aperta e chiusa, assorbimento d'acqua e proprietà correlate.

Leghe metalliche. Diagramma di stato ferro-carbonio. Acciai da costruzione: caratteristiche, prestazioni, normativa e legislazione. Saldabilità. Trattamenti termici. Acciai microlegati e legati. Ghise. Leghe non ferrose per l'ingegneria civile. Leghe metalliche e resistenza a corrosione.

Leganti. Calci aeree e idrauliche. Gesso. Cemento Portland. Tipi di cemento sec. UNI EN 197-1. Durabilità dei cementi: il cemento pozzolanico e quello d'altoforno.

Calcestruzzi normali e speciali: formulazione, tecnologie di produzione e posa in opera, proprietà allo stato fresco e indurito. Calcestruzzo preconfezionato a prestazione e capitolati di fornitura. Controlli a pie' d'opera. Classi di esposizione ambientale sec. UNI EN 206-1. Normativa sui cementi, sugli aggregati, sui calcestruzzi; Norme Tecniche delle Costruzioni. Cenni sul calcestruzzo auto-compattante.

Materiali ceramici: tecnologie, proprietà e normativa. Laterizi. Piastrelle. Vetri comuni e di sicurezza.

Materiali polimerici termoplastici e termoindurenti. Caratteristiche, prestazioni e campi di impiego nelle costruzioni.

Cenni sul problema della sostenibilità dei materiali da costruzione.

Testi/Bibliografia

Modulo di Chimica

R.A. Michelin, A. Munari - Fondamenti di Chimica - CEDAM, Padova, 2008.

R.A. Michelin, M. Mozzon, A. Munari - Test ed Esercizi di Chimica - CEDAM, Padova, IV Ed., 2005.

Modulo di Tecnologia dei Materiali

Alunno Rossetti V., Il Calcestruzzo. Materiali e tecnologie, McGraw-Hill Libri Italia, s.r.l. Milano, 2007.

Bertolini L., Carsana M., Materiali da Costruzione, Volume I, CittàStudi Edizioni, Torino, 2014

Metodi didattici

Lezioni frontali. Esercitazioni numeriche in aula. Laboratori.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale del modulo di Chimica consiste in una prova scritta che mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici:

- conoscenza della struttura atomica della materia e delle sue proprietà nei diversi stati di aggregazione, con particolare riferimento allo stato solido

- conoscenza dei metodi di risoluzione di problemi di chimica di base

Il voto della prova scritta è calcolato in base alle risposte relative a domande di teoria e alla risoluzione di esercizi.

L'esame finale del modulo di Tecnologia dei Materiali consiste in un colloquio orale che mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici:

- conoscenza delle caratteristiche fisiche-microstrutturali dei principali materiali da costruzione e della relativa durabilità

- conoscenza delle caratteristiche meccaniche dei principali materiali da costruzione

Il voto del colloquio orale si basa sulla valutazione dell'esposizione degli argomenti richiesti.

Il voto finale, complessivo dei moduli di Chimica e Tecnologia dei Materiali, si basa sulla media pesata sui crediti dei voti conseguiti nei due singoli moduli.

Le date degli appelli d'esame per l'intero anno e le liste di registrazione sono disponibili on-line sul sito ufficiale AlmaEsami (le liste vengono chiuse 48 ore prima di ogni data d'esame).

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni frontali con ausilio di lavagna tradizionale, supportate anche da proiezione di immagini e video didattici. Saranno realizzate 1-2 esercitazioni in laboratorio nell'ambito del modulo "Tecnologia dei Materiali". Nello stesso modulo è prevista la distribuzione in aula, durante le lezioni, di questionari ed esercizi per l'autovalutazione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisa Franzoni

Consulta il sito web di Nadia Lotti