65601 - CHIMICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI T (L-Z)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del Corso, dopo aver superato la prova finale, lo studente possiede una conoscenza di base di chimica generale per trattare alcuni processi chimici connessi ai problemi dell’Ingegneria civile, nonché conoscenza delle caratteristiche fisiche, meccaniche e microstrutturali dei materiali di maggior interesse per il settore dell’ingegneria civile (acciai, calcestruzzi, ceramici tradizionali)

Contenuti

PREREQUISITI / PROPEDEUTICITÀ CONSIGLIATE:

Al fine di seguire il corso con profitto non sono richiesti particolari prerequisiti né sono previste propedeuticità in campo chimico e/o ingegneristico.

Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito

PROGRAMMA:

MODULO CHIMICA (prof. Renato Colle)

• Stati di aggregazione della materia. Classificazione chimica della materia. Definizione di fase: sistemi omogenei ed eterogenei. Metodi di separazione delle fasi in un sistema eterogeneo e dei componenti di un sistema omogeneo.
• La natura atomica della materia. Leggi fondamentali delle combinazioni chimiche. Simboli degli elementi e formule dei composti. Peso di combinazione. Teoria atomica di Dalton. Determinazione delle masse atomiche e molecolari: ipotesi di Avogadro e metodo di Cannizzaro. Mole, numero di Avogadro, peso molare.
• Tabella periodica degli elementi e struttura elettronica degli atomi. Orbitali atomici e configurazione elettronica. Proprietà atomiche degli elementi e proprietà delle sostanze elementari.
• Legami chimici e orbitali molecolari. Caratterizzazione e classificazione dei legami chimici e loro relazioni con le proprietà chimico fisiche delle sostanze. Formule di struttura di Lewis, cariche formali e numeri di ossidazione. Formule e nomenclatura di sostanze elementari e di composti.
• Proprietà chimiche e capacità di combinazione degli elementi. Reazioni acido-base. Reazioni di ossido-riduzione.
• Equazioni chimiche. Formalismo, bilancio e calcoli stechiometrici.
• Gas ideali e gas reali. Leggi di Boyle, di Charles e di Gay-Lussac. Temperatura assoluta. Equazione di stato dei gas perfetti. Miscele gassose e legge di Dalton. Teoria cinetica dei gas. Comportamento dei gas reali ed equazione di van der Waals.
• Proprietà dei liquidi e delle soluzioni. Struttura dei liquidi. Composizione delle soluzioni. Solubilità e fattori che la influenzano. Legge di ripartizione di un soluto tra due solventi: legge di Henry. Tensione di vapore delle soluzioni ideali: legge di Raoult. Soluzioni di soluti non volatili: proprietà colligative. Soluzioni di soluti volatili. Soluzioni elettrolitiche.
• Solidi cristallini. Proprietà fisiche. Struttura dei cristalli: reticolo cristallino, cella elementare e sistemi cristallografici. Cristalli metallici, molecolari, ionici, covalenti. Polimorfismo, allotropia e isomorfismo.
• Termodinamica chimica. Sistemi e funzioni di stato. Lavoro e calore. Capacità termica. Energia interna e primo principio della termodinamica. Entalpia, stati di riferimento e legge di Hess. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Entropia e secondo principio della termodinamica. Terzo principio della termodinamica. Energia libera, trasformazioni chimiche e costanti di equilibrio.
• Equilibri di fase e diagrammi di stato. Equazione di Clausius-Clapeyron e principio di Le Chatelier-Braun. Diagrammi di stato P,T. Diagrammi di stato P,V. Sistemi a due componenti.
• Equilibrio chimico. Influenza delle variabili intensive. Principio di Le Chatelier-Braun. Equilibri acido-base in soluzione acquosa. Acidi e basi secondo Bronsted e secondo Lewis. Relazioni tra formula di struttura e forza degli acidi.
• Elementi di Elettrochimica e di Cinetica Chimica.

 

MODULO DI TECNOLOGIA DEI MATERIALI (prof. Paola Fabbri)

• Tipologia e caratteristiche dei materiali per l'ingegneria civile: materiali strutturali e materiali funzionali.
• Proprietà fisico-meccaniche dei materiali: microstruttura (porosità ed assorbimento d'acqua), processi di deformazione elastica e plastica, processi di frattura e deformazioni dipendenti dal tempo.
• Principali metodi di prova sui materiali, Norme Tecniche per le Costruzioni (DM Min. LL. PP.) e normative prestazionali.
• Materiali metallici: acciai e ghise. Diagramma di stato ferro-carbonio, trattamenti termici degli acciai e prestazioni meccaniche, saldabilità, comportamento a corrosione. Acciai da costruzione e principali leghe non ferrose per edilizia.
• Materiali ceramici: Laterizi. Piastrelle. Vetri comuni e di sicurezza. Materie prime, tecnologia e principali caratteristiche fisico-meccaniche.
• Materiali polimerici termoplastici e termoindurenti. Caratteristiche, prestazioni e campi di impiego nelle costruzioni.
• I leganti per l'edilizia: gesso, calci, cementi (sec. UNI EN 197-1) Calcestruzzi normali e speciali sec. UNI EN 206-1 e UNI 11104. Componenti, formulazione, tecnologia, proprietà allo stato fresco ed indurito, controllo di qualità e criteri di posa in opera. Classi di esposizione ambientale e calcestruzzo preconfezionato a resistenza.
• Principali meccanismi di degrado del calcestruzzo, cenni sul calcestruzzo autocompattante.

Testi/Bibliografia

Michelin, Munari "Fondamenti di CHIMICA per Ingegneria", CEDAM.

Michelin, Mozzon, Munari "Test ed Esercizi di CHIMICA", CEDAM.

 

Scienza e Tecnologia dei Materiali

IV Ed.

Mc Graw Hill

 

 

Materiali da Costruzione

1° volume

L. Bertolini, M. Carsana

III Ed.

Città Studi Editore

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula

Esercitazioni pratiche di laboratorio per preparazione e caratterizzazione calcestruzzo

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento del modulo di CHIMICA avviene attraverso esame scritto finale su tutto il programma, a cui viene attribuito un voto in trentesimi.

La verifica dell'apprendimento del modulo di TECNOLOGIA avviene attraverso esame orale finale su tutto il programma, a cui viene attribuito un voto in trentesimi.

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell’insegnamento.

Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che dimostreranno di aver compreso ed essere capaci di utilizzare tutti i contenuti dell’insegnamento illustrandoli con capacità di linguaggio e riuscendo a cogliere gli aspetti fondamentali della materia.

Il voto finale di superamento dell'esame è calcolato facendo la media pesata sui crediti dei voti conseguiti nei due moduli (peso 4/9 modulo chimica; peso 5/9 modulo tecnologia).

Il mancato superamento dell’esame potrà essere dovuto all’insufficiente conoscenza dei concetti chiave ed alla mancata padronanza del linguaggio tecnico.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paola Fabbri

Consulta il sito web di Nadia Lotti