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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2017/2018
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 099221 - CHIMICA A + TECNOLOGIA DEI MATERIALI
Docente Gastaldi Matteo Maria , Vismara Elena
Cfu 12.00 Tipo insegnamento Corso Integrato

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - CO (344) INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE*AZZZZ082603 - CHIMICA A
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - LC (343) INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE*AZZZZ097250 - CHIMICA A + TECNOLOGIA DEI MATERIALI
099221 - CHIMICA A + TECNOLOGIA DEI MATERIALI
082533 - CHIMICA + TECNOLOGIA DEI MATERIALI

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

1) Modulo CHIMICA A

Inquadramento

Il modulo rientra nella "formazione di base" dell'ingegnere civile, in quanto fornisce le indispensabili nozioni di chimica generale. E' propedeutico al corso di Materiali da costruzione.

Programma

1. Nozioni introduttive.

Significato e ruolo della chimica. La materia: atomi e molecole, elementi e composti. Masse atomiche, moli e massa molare. Isotopi. Reazioni chimiche e relazioni ponderali. 

2. L'atomo.

Struttura dell'atomo. L'atomo di Bohr.  Meccanica quantistica. L'elettrone come particella e come onda. Orbitali atomici e configurazioni elettroniche.

3. La tavola periodica.

Periodicità delle proprietà. Energia di ionizzazione, affinità elettronica. Raggi atomici e raggi ionici. 

4. Il legame chimico.

Orbitali molecolari. Legami ionici. Legami covalenti omo- ed eteropolari. Elettronegatività. Legame metallico.  Polarizzazione. Forze intermolecolari.

5. Lo stato gassoso.

I gas ideali e le loro leggi. Equazione di stato. Miscele gassose. Reazioni in fase gassosa

6. Gli stati liquido e solido.

Proprietà dei liquidi. Cambiamenti di stato. Diagrammi di stato. Le soluzioni. Soluzioni ideali: legge di Raoult. Deviazioni dall'idealità. Proprietà colligative delle soluzioni. Equilibri di fase.

7. Termodinamica chimica.

Stati termodinamici. Energia, lavoro, calore. Primo principio. Termochimica. Stati standard. Entalpia e legge di Hess. Entalpia e energia di legame. Secondo e terzo principio. Concetto di entropia. Spontaneità dei processi: energia libera.

8. Equilibrio chimico

Equilibri omogenei. Legge di azione di massa. Costanti di equilibrio. Equilibri ionici. Autoprotolisi dell'acqua. Concetto di pH. Acidi e basi e teorie relative. Reazioni di idrolisi. Reazioni di ossidoriduzione. Equilibri eterogenei. Prodotto di solubilità. Termodinamica dei passaggi di stato.

9. Cinetica chimica.

Velocità di reazione. Ordine di reazione. Equazione di Arrehnius. Energia di attivazione e catalizzatori. 

10. Elettrochimica.

Semielementi galvanici. Potenziali elettrodici e scala dei potenziali standard. Equazione di Nernst. Celle galvaniche. Corrosione dei metalli. Passivazione.

Esercitazioni

Le esercitazioni consistono nella illustrazione e nella esecuzione in aula di problemi numerici inerenti la materia.

 

2) modulo Tecnologia dei Materiali

Il Modulo di corso strutturato si pone l’obiettivo di fornire le basi per un corretto uso dei materiali nell’ingegneria civile. Partendo da essenziali richiami alla struttura e alle proprietà delle varie classi di materiali, fornisce gli strumenti per una scelta razionale in termini di proprietà meccaniche, fisiche e di durabilità. Dedica particolare attenzione allo studio dei conglomerati cementizi e degli acciai, vista la loro rilevanza nel campo strutturale.

Nel dettaglio, il programma del corso comprende i seguenti argomenti.

  1. Introduzione ai materiali. Principali materiali di interesse per l’ingegnere civile. Struttura e proprietà. Classificazione.
  2. Proprietà meccaniche. Comportamento elastico; snervamento; rottura duttile e fragile; tenacità; ruolo dei difetti. Prove di trazione, compressione, flessione, durezza, fatica, resilienza.
  3. Materiali metallici. Struttura cristallina dei metalli e difetti; diagrammi di stato. Diagramma ferro-carbonio. Trasformazioni degli acciai. Comportamento elastico e plastico. Meccanismi di rafforzamento. Materiali metallici di maggior interesse per l’ingegnere civile: acciai da costruzione, acciai per armature per c.a. e c.a.p., acciai inossidabili, ghise, rame, alluminio e loro leghe. Cenni alle tecnologie di produzione, lavorazione e finitura. Cenni alla corrosione dei metalli.
  4. Materiali leganti. Gesso. Calce aerea e calce idraulica. Cemento portland: materie prime e processi di produzione; composizione; idratazione; sviluppo della microstruttura; calore di idratazione; presa e indurimento. Classificazione dei cementi, tipi di cemento, cementi spe­ciali.
  5. Calcestruzzo e calcestruzzo armato. Aggregati. Additivi. Calcestruzzo fresco. Calcestruzzo indurito: permeabilità, proprietà meccaniche, ritiro igrometrico, scorrimento viscoso, fessurazione. Proporzionamento delle miscele cementizie (mix design). Cenni ai calcestruzzi speciali (HPC, SCC, leggeri). Degrado del calcestruzzo. Corrosione delle armature nel calcestruzzo. Prevenzione del degrado. Cenni alle malte.
  6. Ceramici, vetri e pietre. Ceramici utilizzati in edilizia (laterizi, piastrelle, porcellane e grés). Principali tipi di vetro: struttura e proprietà. Cenni alle proprietà delle pietre.
  7. Polimeri. Struttura e proprietà delle materie plastiche. Principali applicazioni dei polimeri di massa (PE, PVC, PS, PP). Materiali compositi.
  8. Legno. Struttura; anisotropia e difetti; umidità; proprietà meccaniche.

Note Sulla Modalità di valutazione

Modalità di verifica

Si consultino le modalità di verifica indicate nei corrispondenti moduli di corso strutturato


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaLa bibliografia complessiva è disponibile nei relativi moduli di corso strutturato

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
42.0
esercitazione
16.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.8 / 1.6.8
Area Servizi ICT
21/09/2021