PRESENTAZIONE

Il corso si propone di fornire agli allievi ingegneri civile e edili i fondamenti della chimica di base e gli strumenti per una scelta razionale dei materiali. Partendo dai concetti fondamentali, il corso guiderà alla comprensione dei principi della chimica che governano il mondo dei materiali. Verranno quindi descritte le proprietà resistenziali e funzionali dei materiali, i fondamenti chimico-fisici da cui dipendono, i processi di produzione ed i trattamenti post-produzione per migliorarne le prestazioni. Lo studente acquisirà la capacità di scegliere i materiali in relazione al progetto e di affrontare i problemi di degrado e durabilità dei materiali

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire gli elementi necessari alla comprensione delle proprietà meccaniche, funzionali e della durabilità dei materiali. Fornire i criteri per la scelta dei materiali con particolare riferimento ai materiali per impieghi strutturali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione alle attività formative proposte (lezioni ed esercizi) e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

• Risolvere esercizi numerici sul bilanciamento e sulla stechiometria di reazioni chimiche
• Descrivere e analizzare le proprietà elementari di liquidi, gas e soluzioni
• Risolvere esercizi di termodinamica, equilibrio chimico
• avere una conoscenza di base della struttura delle varie classi di materiali.
• comprendere la correlazione tra struttura, microstruttura, proprietà e applicazioni.
• conoscere i differenti tipi di materiali, con particolare attenzione ai materiali impiegati nelle costruzioni.
• fornire gli elementi necessari alla comprensione delle proprietà meccaniche e funzionali e della durabilità dei materiali e le conoscenze di chimica base necessarie alla comprensione dei processi di presa e indurimento dei leganti e della corrosione dei materiali metallici.
• essere in grado, almeno preliminarmente, di scegliere il materiale più adatto per una specifica applicazione.

PREREQUISITI

Per un proficuo apprendimento sono richieste conoscenze base di matematica e fisica, ma non è prevista alcuna propedeuticità formale.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali, esercizi in aula  (60 ore). La modalità di didattica sarà in presenza oppure distanza su TEAMS "Chimica e Tecnologia dei Materiali", seguendo le indicazioni del consiglio di corso di ctudi e dell’ateneo.

Studentesse e studenti che abbiano in corso di validità certificazione di disabilità fisica o di apprendimento in archivio presso l'Università e che desiderino discutere eventuali sistemazioni o altre circostanze relative a lezioni, corsi ed esami, dovranno parlare sia con il docente dell'insegnamento che con il referente per la disabilità del Dipartimento Architettura e Design.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso si concentra nello studio dei fondamenti della chimica di base e dei materiali da costruzione e prove tecnologiche. Nel corso si vedrà:

• Nomenclatura inorganica (ossidi, anidridi, idrossidi, acidi, sali)
• Calcoli stechiometrici (composizione percentuale, frazioni molari, molarità, reazioni chimiche e calcoli quantitativi).
• Struttura atomica della materia (modelli atomici).
• Classificazione periodica degli elementi e proprietà dei gruppi.
• Legami (legame covalente, ionico, metallico, a ponte idrogeno, legami deboli)
• Introduzione ai polimeri
• Leggi dei gas (Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro, Equazione di stato dei gas perfetti e gas reali, pressioni parziali, volume dei gas nelle reazioni chimiche)
• Termodinamica (1°, 2° principio della termodinamica, entalpia, entropia, energia libera di Gibbs)
• Equilibri chimici (costante di equilibrio)
• Equilibri eterogenei (diagrammi di stato)
• pH e idrolisi (acidi e basi)
• Cinetica chimica (ordine di reazione, legge di Arrhenius)
• Le classi dei materiali: i materiali utilizzati nelle costruzioni, proprietà meccaniche e proprietà funzionali.
• Fondamenti chimico-fisici delle proprietà dei materiali: legami chimici e strutture cristalline, microstruttura.
• Proprietà meccaniche: modulo elastico, limite elastico e resistenza dei materiali.
• Relazioni tra proprietà e microstruttura.
• Materiali metallici: Acciaio, produzione e trattamenti termici, proprietà meccaniche, saldabilità.
• Leghe non ferrose per l’edilizia e l’architettura.
• Cenni al processo produttivo dei materiali ceramici tradizionali e vetri. Proprietà e impieghi dei materiali ceramici.
• Materiali leganti: gessi, calci e cementi, meccanismi di presa e indurimento. Proprietà e composizione del calcestruzzo fresco e indurito.
• Fattori di degrado del calcestruzzo e delle malte.
• Materiali polimerici e compositi: cenni al processo di produzione, proprietà meccaniche e funzionali, viscoelasticità, uso nel settore delle costruzioni.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Lezioni disponibili su AulaWeb durante il corso.

Eventuali ulteriori testi di supporto e approfondimento

• M. Panizza, Chimica per Ingegneria (Teoria ed esercizi)
• Materiali da costruzione, Volume I, terza edizione, 2014, Città Studi Edizioni, L. Bertolini, M. Carsana.
• Tecnologie Generali dei Materiali, terza edizione, 2012, Città Studi Edizioni, F. Caiazzo, V. Sergi.
• Scienza e Tecnologia dei materiali, Mc Graw-Hill, W.F. Smith e J. Hashemi, 
• Calcestruzzo. Materiali e Tecnologie Mc-Graw-Hill, Vito Alunno Rossetti

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L'orario e data di questo insegnamento è consultabile su EasyAcademy:

https://corsi.unige.it/corsi/11949/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame finale consiste in una prova scritta e una prova orale con lo scopo di valutare il raggiungimento degli obiettivi formativi. Durante la prova verranno rivolte al candidato domande relative al corso e contenuto.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame è progettato per verificare la conoscenza da parte dello studente dei concetti teorici e numerici della chimica di base e delle pricipali caratteristiche dei materiali usati nel contesto delle costruzioni e la comprensione delle relazioni tra composizione chimica, struttura e microstruttura, parametri del processo produttivo  e le proprietà meccaniche e funzionali dei materiali. Sarà quindi valutata la chiarezza e la precisione dell'esposizione, la conoscenza e la comprensione degli argomenti esposti nonchè l'abilità dello studente nell'operare una scelta tra materiali differenti in relazione all'obiettivo di realizzare un semplice dispositivo o elementi di una costruzione.

Calendario appelli