ECTS - University of Pisa
Lo studente che completa con profitto il corso sarà capace di dimostrare una solida conoscenza relativa alla Chimica Applicata e Scienza ed Ingegneria dei Materiali.
Nel corso, lo studente acquisirà nozioni relative:
Each student will be able to get a solid knowledge on Applied Chemistry and Materials Science.
In particular, he/she will get knowledge on:
La conoscenza degli argomenti del corso verrà esaminata con una prova orale, preceduta da un test a risposta multipla che ne condiziona l'accesso. Durante l'esame lo studente verrà valutato in base alla capacità di connettere ed argomentare le nozioni relative al corso con spirito critico e proprietà di linguaggio.
The final assessment of the topics of the course will be held with an oral exam preceded by a written multiple-choice test. At the oral exam, the student will be evaluated on his/her capability of discussing notions, critical thinking, and on the proper use of the technical language.
Lo studente sarà in grado di
The student will be able to:
Le competenze dello studente verranno valutate durante la prova orale dove il candidato avrà la possibilità di dimostrare le proprie capacità nel fornire indicazioni per il mix design di materiali per costruzione, e per l'analisi di grafici o dataset con spirito critico.
The competences of the student will be evaluated within the oral exam, during which he/she will have the possibility to demonstrate his/her skills and critical thinking on the mix design for structural materials and on the analysis of plots and datasets.
Lo studente avrà le basi per una prima valutazione sulla scelta dei materiali necessari per applicazioni ingegneristiche che si fondino sul raggiungimento di specifiche performance (es., peso, resistenza, rigidezza, resilienza) e prevengano determinati fenomeni di degradazione.
The student will have the proper background for a first assessment on the evaluation of the best materials for engineering applications with specific requirements (e.g., weight, resistance, stiffness, toughness), and on the actions to prevent the degradation of such materials.
Durante la prova orale, verrà chiesto allo studente di effettuare delle valutazioni di massima circa l'utilizzo di materiali in vista di applicazioni caratterizzate da specifiche performance.
Within the oral exam, the student will have to justify the selection of specific materials in view of specific applications and required performances.
Si consiglia la conoscenza delle seguenti materie:
It is warmly suggested an appropriate knowledge on:
Il corso verrà erogato in lingua italiana e in presenza con spiegazioni che saranno principalmente fornite con l'ausilio della lavagna e, qualora necessario, con slide.
I docenti suggeriscono la frequenza e partecipazione attiva alle lezioni.
The course will be held in Italian, using the blackboard or, if needed, slides.
The lecturers warmly suggest an active participation to the lessons.
Introduzione: Tipologie e caratteristiche dei materiali per l'edilizia e l'architettura: materiali strutturali e materiali funzionali.
Chimica generale: la tavola periodica, legami intramolecolari (ionico, covalente, e metallico) e intermolecolari (van der walls london e idrogeno). Strutture molecolari e relazioni struttura-proprietà. Concetti di acido e base, solubilità, principale reattività degli ossidi inorganici, nomenclatura, reazioni di ossidoriduzione. Diagrammi di stato di una sostanza pura, soluzioni e pH. Accenni di termodinamica e cinetica chimica.
Le prove meccaniche: trazione/compressione, flessione, durezza, resilienza.
La struttura della materia: reticoli cristallini, difetti.
Materiali metallici: Ghise ed acciai, produzione, diagramma ferro-carbonio e meccanismi di solidificazione, trattamenti termici, saldabilità, caratteristiche fisiche-meccaniche, prestazioni, normativa. Acciai da costruzione e acciai speciali. Diagrammi di fase eutettici, diagrammi di fase complessi. Leghe non ferrose (leghe di alluminio, rame, zinco, stagno, magnesio).
Materiali ceramici: materiali argillosi, laterizi e terrecotte, produzione, additivi, proprietà fisiche meccaniche, applicazione in edilizia. Vetro, produzione vetro soffiato, filato e vetro piano, additivi (fondenti, modificatori), vetri speciali (borosilicati, vetri al piombo, vetri antiproiettile), applicazioni in edilizia. Tecnologia, caratteristiche, prestazioni e normativa.
Materie plastiche: chimica delle plastiche, termoplastici, termoindurenti, elastomeri, principali caratteristiche fisico-meccaniche e loro impiego nel settore delle costruzioni. Materiali a basso impatto ambientale.
Materiali legnosi: struttura e composizione, applicazione in campo edilizio, caratteristiche fisico-meccaniche, problematiche dovute al ritiro e alla presenza di umidità.
I materiali compositi: Definizione e cenni della meccanica dei materiali rinforzati. Esempi di applicazioni. Il caso del cemento armato.
Leganti per l’edilizia: gesso, calci, cementi, calcestruzzo. Tipi di cemento, componenti, formulazione e proprietà (tempo di presa, lavorabilità). Mix design calcestruzzo (dimensione inerti, dosaggio acqua secondo classe di esposizione e proprietà meccaniche desiderate).
La degradazione dei materiali: Fenomeno della frattura. Cenni sulla meccanica della frattura. Cedimento a fatica e metodi per limitarne i danni. Fenomeno del creep. Fenomeni di corrosione. Reazioni chimiche fondamentali. Aspetti termodinamici. Introduzione alla cinetica di corrosione. Fenomeni di ossidazione a caldo. Sovratensioni e polarizzazione. Rimedi contro la corrosione.
Introduction: Main characteristics of building and structural materials.
Chemistry:
Mechanical tests
Crystalline structure and the solid state
State diagrams and metallic alloys
Polymers
Ceramics
Composites
Wood
Construction binder
Degradation phenomena
Testi di riferimento:
Tuttavia i docenti suggeriscono di prendere appunti durante la lezione.
Recommended references include:
The lecturers warmly suggest to take notes.
Studenti non frequentanti verranno valutati usando le stesse modalità descritte per i frequentanti.
Non-attending students will be evaluated by using the same modalities described for the attending students.
L'esame finale consiste in una prova orale della durata variabile fra i 30 ed i 40 minuti, preceduto da una prova preselettiva a risposta multipla. Durante la prova orale, lo studente dovrà essere in grado di dimostrare, con spirito critico e proprietà di linguaggio, una conoscenza almeno sufficiente degli argomenti trattati nel corso. Verranno inoltre sottoposti semplici problemi pratici dove verranno valutate le capacità di analisi ed interpretazione di dati in vista di specifiche applicazioni ingegneristiche.
The final exam consists of an oral test that lasts between 30 and 40 minutes, preceded by a multiple-choice test. During the exam, the student has to demonstrate, with critical awareness and property of language, sufficient knowledge of the topics discussed throughout the course. Simple practical problems will be given to the student to assess his ability to analyze and interpret data from experimental tests in view of specific engineering applications.
The exam will not be considered sufficient if the student will not demonstrate a basic knowledge of the topics of the course using the correct property of language.
