Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2016/2017
Tipologia di insegnamento: 
Affine/Integrativa
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE
Settore disciplinare: 
SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI (ING-IND/22)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Il corso si propone di impartire agli allievi le conoscenze indispensabili per definire i criteri di selezione dei materiali da costruzione adatti nelle diverse applicazioni dell’ingegneria civile e ambientale.

Risultati di apprendimento (declinati rispetto ai descrittori di Dublino)

Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del corso lo studente avrà integrato le proprie conoscenze di base sulle interazioni tra microstruttura e proprietà delle differenti categorie di materiali maggiormente impiegati in ingegneria civile e ambientale; lo studente sarà in grado di conoscere e comprendere: le proprietà fisico-meccaniche dei materiali e i criteri per selezionare e gestire i materiali in relazione alle loro proprietà tecnologiche, al costo e alla sostenibilità, nonchè i criteri per selezionare i trattamenti chimo-fisici idonei a modificare/migliorare le proprietà dei materiali.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Alla fine del percorso di studio lo studente avrà sviluppato la capacità di associare le caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali da costruzione, quali densità, resistenza, tenacità, elasticità, durezza e durabilità al comportamento in opera richiesto per i singoli componenti progettati.

Autonomia di giudizio
Al superamento dell’esame lo studente possiederà gli strumenti necessari per valutare in maniera critica il comportamento dei materiali da costruzione, saprà, infatti, misurare le singole proprietà, confrontare i dati acquisiti con i valori richiesti dalle norme tecniche e selezionare i criteri di ottimizzazione dei manufatti finali. Inoltre, sarà in grado di osservare e valutare lo stato di conservazione dei materiali delle costruzioni civili in opera esprimendo un giudizio critico sull’etica professionale dei realizzatori e manutentori dei diversi componenti edilizi.
Abilità comunicative
Al superamento dell’esame lo studente dovrà aver maturato una sufficiente proprietà di linguaggio per quanto attiene la terminologia scientifica specifica della scienza e tecnologia dei materiali da costruzione. In particolare, dovrà essere in grado di preparare e presentare in maniera chiara, semplice e puntuale una breve relazione su uno specifico argomento utilizzando un linguaggio adatto anche ad un pubblico non specialistico.
Capacità di apprendere
Lo studente sarà messo in grado approfondire la conoscenza dei materiali da costruzione, con particolare riferimento a quelli innovativi e ecosostenibili, attraverso l’uso dei più moderni strumenti di ricerca. In particolare, sarà capace di elaborare, schematizzare, riassumere i contenuti acquisiti attraverso la consultazione di specifici siti web consigliati dal docente.

Prerequisiti

È necessario avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze fornite dal corso di “Chimica”:
concetti fondamentali di struttura della materia, con particolare riferimento ai legami chimici e alla disposizione spaziale degli atomi;
concetti di cinetica delle reazioni chimiche, con in particolare riferimento ai processi di trasformazione delle materie prime naturali e artificiali e di polimerizzazione;
concetti di cinetica dei passaggi di stato, con particolare riferimento alla transizione liquido/solido;
concetti di elettrochimica, con particolare riferimento ai fenomeni di ossidazione delle leghe metalliche;
proprietà e aggressività delle soluzioni acide e alcaline.

Contenuti

Struttura della materia e comportamento dei materiali (8 ore lezione + 4 ore esercitazioni): Solidi amorfi e cristallini. Principali strutture cristalline. Solidificazione e difetti cristallini nei solidi. Transizioni di fase allo stato solido. Deformazione elastica, plastica e viscoelastica. Resistenza dei materiali: relazioni tra struttura della materia e proprietà fisico-meccaniche dei materiali.
Proprietà dei materiali (4 ore lezione + 4 ore laboratorio): Prove distruttive e non distruttive.
I leganti tradizionali e innovativi (8 ore lezione + 4 ore esercitazione): produzione, composizione e idratazione delle principali tipologie di cementi; produzione e idratazione delle calci aeree e idrauliche; produzione e idratazione del gesso. LCA (Life Cycle Assessment) e eco-sostenibilità dei processi produttivi.
Le malte aeree e idrauliche tradizionali e innovative (8 ore lezione + 4 ore laboratorio): composizione, preparazione, proprietà e impieghi.
Il calcestruzzo (8 ore lezione + 4 ore esercitazione): ingredienti del mix-design, aggiunte minerali, aggregati (naturali, artificiali e riciclati), additivi; proprietà chimico-fisiche del calcestruzzo fresco; proprietà fisico-meccaniche del calcestruzzo indurito. LCA (Life Cycle Assessment) e eco-sostenibilità dei processi produttivi.
Durabilità delle malte e dei calcestruzzi (6 ore lezione + 2 ore laboratorio): cause, diagnosi e rimedi. Materiali polimerici, compositi e nano compositi (8 ore lezione): composizione, proprietà chimico-fisiche e impiego. Materiali di rinforzo a matrice polimerica.
Materiali ceramici (8 ore lezione) : produzione e proprietà chimico-fisiche dei laterizi, dei ceramici a pasta compatta, delle piastrelle e dei refrattari.
Vetri e vetroceramici (4 ore lezione): produzione, proprietà chimico-fisiche e impiego.
Leghe metalliche (8 ore lezione) : composizione e proprietà fisico-meccaniche delle leghe ferrose e non ferrose. Corrosione, degrado e ripristino.

Metodi didattici

Verifica dell'apprendimento

L’esame si svolge attraverso lo svolgimento di una prova orale nella quale sarà valutata la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso. In particolare, sarà richiesto allo studente di dimostrare di aver acquisito senso critico per la selezione e gestione dei materiali da applicare in differenti ambiti dell’ingegneria civile e ambientale.
In aggiunta, è prevista la presentazione di un breve elaborato power point che illustri e discuta l’applicazione delle tecniche sperimentali apprese durante le ore di esercitazione per la caratterizzazione dei materiali costituenti un edificio selezionato dallo studente .
La prova potrà svolgersi singolarmente o in gruppi di 2-3 studenti e avrà una durata che varia da 20 a 40 minuti a seconda dei casi.

Testi

L. Bertolini-Materiali da Costruzione- Città Studi Edizioni-Milano
Appunti forniti dal docente e indicazioni di siti web da consultare, disponibili sul sito del corso www.ingegneria.uniparthenope.it

Altre informazioni