logo-polimi
Loading...
Risorse bibliografiche
Risorsa bibliografica obbligatoria
Risorsa bibliografica facoltativa
Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
Insegnamento 099713 - CHIMICA + TECNOLOGIA DEI MATERIALI E CHIMICA APPLICATA
Docente Bolzoni Fabio Maria , Dichiarante Valentina
Cfu 9.00 Tipo insegnamento Corso Integrato

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Nome Sezione Insegnamento
Arc - Urb - Cost (Quinq.)(ord. 270) - LC (1144) INGEGNERIA EDILE - ARCHITETTURAEQ2AZZZZ099713 - CHIMICA + TECNOLOGIA DEI MATERIALI E CHIMICA APPLICATA

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso integrato si propone di raggiungere i seguenti obiettivi:

  • comprendere la stretta correlazione tra la struttura microscopica della materia e le sue proprietà macroscopiche, strutturali e di reattività chimica;
  • fornire le conoscenze di base e gli strumenti necessari per la scelta e l’impiego consapevole dei materiali nelle costruzioni.

Con riferimento alle diverse classi di materiali, l'obiettivo dell'insegnamento è anche quello di rendere consapevoli gli studenti della stretta relazione tra la struttura dei materiali (a livello macroscopico e microscopico), le sue proprietà meccaniche, fisiche e di resistenza al degrado (durabilità) e le applicazioni nelle costruzioni.

 


Risultati di apprendimento attesi

Al termine del percorso formativo di questo insegnamento, lo studente conosce i fondamenti della materia (struttura e proprietà) e le classi di materiali da costruzione; sa affrontare la progettazione dell'edificio tenendo conto dei materiali.

 

Risultati di apprendimento dettagliati:

DD1) Conoscenza e comprensione

- Comprendere la struttura atomica della materia e i suoi stati di aggregazione;

- comprendere le trasformazioni della materia e la spontaneità delle reazioni chimiche;

- comprendere la struttura microscopica e macroscopica delle principali classi di materiali, e le sue relazioni con le proprietà macroscopiche;

- conoscere e comprendere i fenomeni e i meccanismi di degrado delle principali classi di materiali, in particolare metallici e cementizi.

DD2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

- Applicazione delle conoscenze sopra elencate a problemi numerici.

 


Argomenti trattati

CHIMICA

Il modulo fornisce i concetti base per la descrizione e l’interpretazione della struttura della materia e delle sue trasformazioni. Le esercitazioni approfondiscono con esempi numerici alcune delle problematiche impostate nelle lezioni.

Argomento 1: CONCETTI CHIMICI FONDAMENTALI. Elementi, sostanze, composti, miscele, formule chimiche, ecc. Mole e massa molare. Calcoli stechiometrici. Semplici reazioni in soluzione acquosa.

Argomento 2: STRUTTURA ATOMICA E SISTEMA PERIODICO. Natura corpuscolare-ondulatoria della materia. Livelli energetici e orbitali atomici. Configurazione elettronica degli atomi e tavola periodica. Proprietà periodiche degli elementi.

Argomento 3: LEGAME CHIMICO. Legame ionico. Legame covalente e geometria molecolare. Elettronegatività. Polarità delle molecole. Cenni al legame metallico.

Argomento 4: STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA e PASSAGGI DI STATO. Stato gassoso: gas ideali e gas reali. Forze intermolecolari e legame a idrogeno. Stato liquido. Solidi cristallini e amorfi. Solidi ionici, covalenti, molecolari e metallici. Diagrammi di stato per sostanze semplici.

Argomento 5: TERMOCHIMICA. Energia e prima legge della termodinamica. Entalpia. Entalpia di riscaldamento, di passaggi di stato e di reazioni chimiche. Equazioni termochimiche. Processi di combustione e bilancio termico.

Argomento 6: CINETICA CHIMICA. Velocità di reazione. Leggi cinetiche. Velocità di reazione e temperatura (cenni).

Argomento 7: EQUILIBRIO CHIMICO. Legge dell’azione di massa. Costante di equilibrio e termodinamica: energia libera. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. Fattori che influenzano l’equilibrio. Soluzioni elettrolitiche: reazioni acido-base, pH, equilibri di solubilità di sali.

 

TECNOLOGIA DEI MATERIALI

Il modulo fornisce le conoscenze di base per un corretto uso dei materiali nelle costruzioni. Partendo da essenziali richiami alla struttura e alle proprietà delle varie classi di materiali, fornisce gli strumenti per una scelta razionale in funzione della proprietà meccaniche, fisiche e della durabilità.

Sono previste esercitazioni dedicate allo studio degli aspetti applicativi (proprietà meccaniche, progetto delle miscele di calcestruzzo).

Introduzione ai materiali. Ciclo di vita dei materiali. Microstruttura e macrostruttura. Proprietà meccaniche. Classificazione. Cenni alle metodologie di scelta dei materiali.

Malte e calcestruzzi. Leganti aerei e idraulici. Cemento portland. Pasta di cemento idratata: struttura porosa, resi­stenza meccanica, permeabilità. Cementi pozzolanici e d’altoforno. Aggregati per malte e calcestruzzi. Additivi per calcestruzzo. Proprietà del calcestruzzo fresco. Stagionatura. Proprietà del calcestruzzo indurito: resistenza meccanica, permeabilità, ri­tiro, deformazione elastica e viscosa, fessurazione. Durabilità delle opere in c.a. e c.a.p.: attacchi da solfati, gelo-disgelo, acque pure, reazione alcali aggregati; corrosione delle armature. Progetto della miscela del calcestruzzo in funzione dei requi­siti di lavorabilità, resistenza e durabilità. Cenni ai conglomerati speciali: calcestruzzi ad alte prestazioni (HPC) e autocompattanti (SCC), calcestruzzi leggeri.

Materiali metallici. Proprietà meccaniche e meccanismi di rafforzamento. Caratteristiche principali dei materiali metallici di interesse nel campo delle costruzioni: acciai da costruzione, acciai per armature per c.a. e c.a.p., acciai inossidabili, ghise, rame, alluminio, titanio e loro leghe. Corrosione e protezione negli ambienti naturali.

Ceramici tradizionali e vetri. Laterizi. Piastrelle. Porcellane e grés. Vetri.

Legno. Struttura; anisotropia; densità; umidità; difetti; proprietà meccaniche; degrado. Legno lamellare. Pannelli di compensato, truciolare e MDF.

Materiali polimerici e compositi. Proprietà e applicazioni dei polimeri utilizzati nel campo delle costruzioni. Materiali polimerici per il ripristino. Materiali com­positi a matrice polimerica (cenni).

Cenni su materiali lapidei.


Prerequisiti

Nessun prerequisito.


Modalità di valutazione

La valutazione sarà effettuata mediante esame finale con prova scritta (obbligatoria) e prova orale (facoltativa).

La prova scritta è costituita da: 

  • risoluzione di problemi numerici
  • domande di carattere teorico a risposta multipla sugli argomenti del corso
  • domande di carattere teorico a risposta aperta sugli argomenti del corso

la prova orale è costituita in genere da: 

  • discussione dell'elaborato scritto
  • domande di carattere teorico sugli argomenti del corso
  • domande volte a evidenziare la capacità dello studente di applicare la conoscenza e la comprensione degli argomenti del corso, elaborando collegamenti fra i vari argomenti del corso e con gli insegnamenti precedenti

L'esito complessivo del corso integrato CHIMICA + TECNOLOGIA DEI MATERIALI E CHIMICA APPLICATA risulterà positivo dopo avere ottenuto la sufficienza in entrambi i moduli. 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaW. L. Masterton, C. N. Hurley, Chimica, principi e reazioni, VI edizione, Editore: Piccin, Anno edizione: 2009, ISBN: 978-88-299-2041-9
Risorsa bibliografica obbligatoriaL. Bertolini, Materiali da costruzione. Volume I, 3 edizione, Editore: Citta' Studi, Anno edizione: 2014
Risorsa bibliografica facoltativaL. Bertolini, Materiali da costruzione. Volume II, Editore: Città Studi, Anno edizione: 2012
Note:

Per approfondimenti (non necessari per il superamento dell'esame)

Risorsa bibliografica facoltativaD'Arrigo, Famulari, Gambarotti, Scotti, Chimica: Esercizi e Casi Pratici, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2013, ISBN: 9788879597906
Risorsa bibliografica facoltativaBrown, Lemay, Bursten, Murphy, Woodward, Fondamenti di chimica, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2011, ISBN: 9788879596923

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
67:00
100:30
Esercitazione
23:00
34:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 90:00 135:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
18/02/2020