Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Francesca TITTARELLI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT01] INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE First Cycle Degree (3 years) - [IT01] CIVIL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING
Dipartimento: [040008] Dipartimento Scienze e Ingegneria della Materia, dell'Ambiente ed UrbanisticaDepartment: [040008] Dipartimento Scienze e Ingegneria della Materia, dell'Ambiente ed Urbanistica
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2021-2022
Anno regolamentoAnno regolamento: 2020-2021
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/22 - SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI
Italiano
Italian
Conoscenze di base di Chimica e Fisica
Basic Knowledge of Chemistry and Physics
Lezioni di Teoria, 68 ore
Esercizi di Mix Design, 4 ore
Theory lessons, 68 hours
Mix Design Exercises, 4 hours
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le
competenze per interpretare le correlazioni tra
struttura atomica/molecolare, microstruttura,
macrostruttura e il comportamento dei materiali.
Integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti
delle scienze di base, permette di acquisire le basi
teoriche e pratiche per comprendere le principali
tecniche di caratterizzazione chimico-fisica,
morfologica e meccanica dei materiali da costruzione
e per la diagnosi del degrado. L’insegnamento
permette agli studenti di conoscere le metodologie di
produzione, le proprietà e la durabilità delle differenti
classi di materiali utilizzati nell’ambito dell’Ingegneria
Civile e Ambientale.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al fine di affrontare tematiche progettuali avanzate e
curare l’innovazione e lo sviluppo di nuovi prodotti e
di nuovi processi tecnologici attraverso l’applicazione
delle conoscenze, lo studente dovrà saper
interpretare correttamente le correlazioni tra struttura
e proprietà dei materiali da costruzione che si
estrinsecherà attraverso una serie di abilità
professionalizzanti, quali:
1. la capacità di scegliere il materiale più adatto per
la realizzazione di una particolare struttura in un
determinato ambiente di esposizione; 2. la capacità
di descrivere analiticamente e interpretare
appropriatamente i risultati delle analisi di laboratorio
sui materiali da costruzione; 3. la capacità di
identificare le cause di fallimento di un materiale da
costruzione lavorando in team con altri elementi
coinvolti nello studio del problema.
Competenze trasversali.
Capacità di apprendimento in autonomia e di trarre
conclusioni, dello studente. Capacità di sintesi, di
autonomia di giudizio e di capacità comunicativa
esponendo in modo chiaro concetti e risultati con un
linguaggio tecnico-scientifico adeguato.
Knowledge and Understanding.
The course enables students to acquire the skills to
interpret the correlations between atomic/molecular
structure, microstructure, macro-structure and
behavior of materials.
Integrating the knowledge gained in the basic
sciences courses, it allows to aquire the theoretical
and practical basis for understanding the major
physical-chemical, morphological and mechanical
characterization techniques for building materials,
and for diagnosis of their degradation. The course
enables students to learn he methods of production,
the properties and durability of different classes of
materials used in civil and environmental
engineering.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
In order to address advanced design themes and
treat the innovation and development of new
products and new technological processes through
the application of knowledge, the student should be
able to correctly interpret the correlations between
structure and properties of building materials. This
will be reflected in a range of professional skills, such
as:
1. the ability to choose the most suitable material for
the realization of a particular structure in a given
exposure environment;
2. the ability to analytically describe and appropriately
interpret the results of laboratory tests on
construction materials;
3. the ability to identify the causes of failure of a
construction material working in a team with other
elements involved in the study of the problem.
Transversal Skills.
The course improve the ability to learn and draw
conclusions independently, the ability to be concise,
the independent judgment skills and communication
skills promoting the use of an adequate technical and
scientific language.
Introduzione alla Scienza e Tecnologia dei Materiali: correlazione tra struttura e proprietà. Criteri di scelta dei materiali. Durabilità e meccanismi di trasporto nei materiali. La diffusione. Classificazione dei materiali. Struttura dei materiali. Solidi covalenti, ionici, molecolari e metallici: confronto tra le classi di materiali. Proprietà meccaniche: curva sforzo/deformazione e parametri correlati. Comportamento duttile e teoria delle dislocazioni. La legge di Schmid. Meccanismi di rafforzamento dei materiali metallici. Comportamento fragile e cenni della meccanica della frattura. Fatica e Creep. Caratterizzazione chimico, fisica, morfologica e meccanica dei materiali Prove distruttive e non distruttive. Materiali lapidei. Terra cruda come materiale da costruzione. Ceramici. Vetro. Evoluzione storica dei leganti: gesso, calce aerea, calce e pozzolana, calce idraulica, cemento Portland. Cementi di miscela e aggiunte pozzolaniche. Normativa dei cementi. Reazione di idratazione del cemento. Aggregati e fillers: criteri di idoneità e granulometria. Additivi chimici: acceleranti, ritardanti, aeranti, superfluidificanti, idrofobizzanti. Calcestruzzo fresco: lavorabilità, grado di compattazione, bleeding e segregazione. Calcestruzzo indurito: stagionatura, resistenza meccanica. Degrado chimico, fisico e meccanico del calcestruzzo. Cenni sul ritiro. Interazione metallo-ambiente: richiami di termodinamica e cinetica di corrosione. Corrosione di strutture metalliche. Corrosione nel calcestruzzo armato. Durabilità del calcestruzzo e relativa normativa. Progettazione del Mix Design del calcestruzzo ed esercizi relativi: progettare una miscela di calcestruzzo idonea a soddisfare sia i requisiti di prestazioni meccaniche sia di durabilità in particolari ambienti di esposizione.
Cenni sugli acciai: il diagramma Fe-C. Materiali polimerici: nozioni di base sulla sintesi e struttura dei polimeri. Polimeri termoplastici, termoindurenti ed elastomeri.
Introduction to Materials Science and Technology: correlation between materials structure and properties. Criteria for choosing materials. Durability and transport mechanisms. Diffusion. Classification of materials. Structure of materials. Covalent, ionic, molecular and metallic solids: comparison between different classes of materials. Mechanical properties: stress/strain curve and related parameters. Ductile behavior and dislocation theory. Schmid's law. Mechanisms for metals strengthening. Brittle behavior and notes on fracture mechanics. Fatigue and Creep. Chemical, physical, morphological and mechanical characterization of materials. Destructive and non-destructive tests. Stone materials. Earth as building material. Ceramic. Glass. Historical evolution of binders: gypsum, aerial lime, lime and pozzolan, hydraulic lime, Portland cement. Blended cements and pozzolanic additions. Cements Normative. Hydration reaction of cement. Aggregates anf fillers: eligibility criteria and particle size distribution. Chemical additives: accelerators, retardants, air-entraining agents, superplasticizers, hydrophobicizers. Fresh concrete: workability, degree of compaction, bleeding and segregation. Hardened concrete: curing, mechanical resistance. Chemical, physical and mechanical degradation of concrete. Notes on shrinkage. Metal-environment interaction: references to thermodynamics and corrosion kinetics. Corrosion of metal structures. Corrosion in reinforced concrete. Durability of concrete and related normative. Mix Design of concrete and related exercises: design concrete mix able to satisfy both given mechanical performances and durability in a given exposure environment. Notes on steel: the Fe-C diagram. Polymeric materials: basic notions on the synthesis and structure of polymers. Thermoplastic, thermosetting polymers and elastomers.
L’esame consiste in una prova orale. Se necessario, i quesiti, la cui risposta richiede l'esecuzione di disegni o brevi calcoli, saranno svolti in forma scritta contestualmente alla prova orale.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare di: saper interpretare le correlazioni tra struttura atomica/molecolare, microstruttura, macrostruttura e il comportamento dei materiali; di aver acquisito le basi teoriche e pratiche per la caratterizzazione chimico-fisica e meccanica dei materiali; di conoscere le metodologie di produzione, le proprietà, le principali tecniche di caratterizzazione e le applicazioni delle diverse classi di materiali utilizzati nell'ambito delle costruzioni; di saper svolgere un esercizio di Mix Design per una miscela di calcestruzzo.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Attribuzione del voto finale in trentesimi, con eventuale lode. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Al fine del superamento dell'esame con votazione minima lo studente deve possedere il bagaglio completo delle conoscenze. Ulteriore punteggio sarà attribuito in base alla padronanza delle abilità generali e specifiche. La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo conseguito la valutazione massima, abbiano dimostrato una particolare padronanza della materia con eccellenti abilità di connettere i diversi contenuti del corso.
Learning Evaluation Methods.
Oral examination. To answer some questions, if necessary, short calculations or graphs will be carried out by the student during the oral test.
Learning Evaluation Criteria.
To successfully pass the examination, the student should demonstrate: how to interpret the correlations between atomic and molecular structure, microstructure, macrostructure and the behavior of materials, he has acquired the theoretical and practical bases for the physical, chemical and mechanical characterization of materials; to know the methods of production, properties and the main applications for the different classes of materials used in construction field; to be able to solve exercises on concrete Mix Design.
Learning Measurement Criteria.
Attribution of the final mark in thirtieths, with possible honors. The exam is passed when the final mark is higher
than or equal to 18.
Final Mark Allocation Criteria.
To successfully pass the examination, the student should demonstrate: how to interpret the correlations between atomic and molecular structure, microstructure, macrostructure and the behavior of materials, he has acquired the theoretical and practical bases for the physical, chemical and mechanical characterization of materials and to know the methods of production, properties and the main applications for the different classes of materials used in construction field.
Link per reperire materiale didattico elettronico: https://learn.univpm.it
L. Bertolini “Materiali da Costruzione”, Città Studi Edizioni
M. Collepardi “Il nuovo Calcestruzzo” Ed. Tintoretto
M. Collepardi, S. Collepardi, J.J.Ogoumah Olagot, F. Simonelli, R. Troli, «Diagnosi del degrado e restauro delle strutture in c.a» , Ed. Tintoretto.
L. Coppola, A. Buoso, IL RESTAURO DELL’ARCHITETTURA MODERNA IN CEMENTO ARMATO, HOEPLI Editore
P. Pedeferri, L. Bertolini , “La corrosione nel cls e negli ambienti naturali”, Ed. Mc Graw Hill
L. Coppola "Concretum" McGraw-Hill
Link for electronic teaching material: https://learn.univpm.it
L. Bertolini “Materiali da Costruzione”, Città Studi Edizioni
M. Collepardi “Il nuovo Calcestruzzo” Ed. Tintoretto
M. Collepardi, S. Collepardi, J.J.Ogoumah Olagot, F. Simonelli, R. Troli, «Diagnosi del degrado e restauro delle strutture in c.a» , Ed. Tintoretto.
L. Coppola, A. Buoso, IL RESTAURO DELL’ARCHITETTURA MODERNA IN CEMENTO ARMATO, HOEPLI Editore
P. Pedeferri, L. Bertolini , “La corrosione nel cls e negli ambienti naturali”, Ed. Mc Graw Hill
L. Coppola "Concretum" McGraw-Hill
NO
NO
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2021-2022
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427