65601 - CHIMICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI T

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Città e comunità sostenibili

Anno Accademico 2018/2019

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.

Programma/Contenuti

Modulo di Chimica

La struttura atomica della materia.

Le configurazioni elettroniche degli atomi e la classificazione periodica degli elementi.

I vari tipi di legame chimico: legame ionico, covalente e metallico. I legami deboli.

L'equazione stechiometrica e il suo significato.

La nomenclatura dei composti inorganici più comuni.

Le reazioni di ossidoriduzione e loro bilanciamento. Calcoli stechiometrici.

Lo stato gassoso: l'equazione di stato dei gas perfetti. Le miscele di gas ideali. Cenni al comportamento dei gas reali. La temperatura critica.

Lo stato liquido. L'equilibrio liquido-vapore: la pressione di vapore e la temperatura di ebollizione. Le soluzioni ed il modo di esprimerne la composizione.

Lo stato solido: il reticolo cristallino ed i diversi tipi di celle elementari. Le caratteristiche dei solidi metallici; cenni ai solidi ionici, molecolari, covalenti.

Termochimica; la legge di Hess.

Equilibri ionici in soluzione. Soluzioni acide, neutre e basiche: il pH di una soluzione

Modulo di Scienza e Tecnologia dei Materiali

Introduzione alla Scienza dei Materiali. Principali proprietà delle differenti classi di materiali, prove di caratterizzazione meccanica (diagramma sforzo-deformazione), comportamento duttile e fragile dei materiali in relazione alle condizioni di esercizio, resistenza a fatica, creep. 

Materiali ceramici: Tecnologia di produzione, proprietà meccaniche e prestazionali dei materiali ceramici per edilizia, durabilità e degrado.

Leganti aerei ed idraulici: gesso, calce aerea, cemento Portland, cemento pozzolanico e d'altoforno. Tipi di cemento secondo la norma UNI EN 197-1, Determinazione delle resistenze meccaniche del cemento secondo la norma UNI EN 196-1.

Calcestruzzo: formulazione, produzione e posa in opera. Proprietà del calcestruzzo fresco ed indurito, controlli a piè d'opera, determinazione della Resistenza a compressione del calcestruzzo secondo la norma UNI EN 12390-3, determinazione della Resistenza Caratteristica a compressione (Rck).

Materiali polimerici: polimeri termoplastici e termoindurenti, elastomeri, principali proprietà dei materiali polimerici.

Equilibri in fase condensata: Diagrammi di stato a due componenti. Caratteristiche delle leghe eutettiche. Regola della leva.

Materiali metallici: Tecnologia di produzione dell'acciaio, diagramma di stato Fe-C, trattamenti termici degli acciai, cenni sulle proprietà degli acciai inossidabili.

Testi/Bibliografia

Modulo di Chimica

M. S. Silberberg - Chimica. La natura molecolare della materia e delle sue trasformazioni - McGraw-Hill, Milano.
A. Michelin, A. Munari - Fondamenti di Chimica per le Tecnologie - CEDAM, Padova
R.A. Michelin, M. Mozzon, A. Munari - Test ed Esercizi di Chimica - CEDAM, Padova, IV

Modulo di Scienza e Tecnologia dei Materiali

L: Bertolini – Materiali da costruzione Volume primo – Ed. Città Studi
V. Alunno Rossetti - Il Calcestruzzo. Materiali e Tecnologie - Ed. McGraw-Hill, Milano
W. D. Callister, D. G. Rethwisch – Materials Science and Engineering 8° Ed. – Ed. Wiley
W. F. Smith, J. Hashemi - Scienza e Tecnologia dei Materiali 4° Ed. - McGraw-Hill, Milano

Metodi didattici

Il corso verrà erogato tramite lezioni frontali in aula. Durante le lezione saranno svolti esercizi numerici applicativi dello stesso tipo e difficoltà di quelli che saranno sottoposti agli studenti in sede di esame.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame si articola in due prove di verifica distinte: una di chimica ed una di tecnologia dei materiali.

La prova di chimica è costituita da una prova scritta costituita da domande a risposta multipla, domande a risposta aperta ed esercizi numerici.
Gli studenti che volessero migliorare il risultato ottenuto nella prova scritta, possono, a loro discrezione, sostenere una prova orale integrativa.
Durante la prova scritta non è ammesso l'uso di libri, appunti ed ogni tipo di supporto elettronico (smartphone, tablet o simili)..

La prova di Tecnologia dei Materiali è costituita da una prova orale articolata in due domande riguardanti i temi trattati a lezione, con particolare attenzione agli argomenti più direttamente riconducibili ai materiali da costruzione, ed integrata da un esercizio numerico della stessa tipologia di quelli svolti a lezione.

Il superamento dell’esame è legato al raggiungimento di una valutazione almeno sufficiente in entrambe le prove in cui si articola. La valutazione finale sarà definita dalla media dei risultati conseguiti nelle prove di chimica e di tecnologia dei materiali.

Pur essendo caldamente consigliato che le prove vengano svolte entrambe nel più breve tempo possibile, non è previsto un limite temporale entro il quale debbono essere completate entrambe.

Strumenti a supporto della didattica

Il materiale didattico proiettato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico. Per una migliore fruizione delle lezioni, tale materiale dovrebbe essere stampato e portato a lezione.

Il materiale didattico fornito agli studenti, anche se integrato dagli appunti presi a lezione, non è sostitutivo dei testi di riferimento ma costituisce una ausilio per una migliore fruizione delle lezioni.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alberto Fregni

Consulta il sito web di Annamaria Celli