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Ingegneria Civile (Ακαδημαϊκό έτος 2020/2021) - Strutture e Infrastrutture

Tecnologie dei materiali per l'ingegneria civile


Πιστώσεις: 12
Γλώσσα περιεχομένου:Ιταλικά
Περιγραφή μαθήματος
II materiali svolgono un ruolo sempre più strategico nei vari settori dell'ingegneria. Nella formazione dell'ingegnere civile ed edile questo corso amplia e approfondisce la cultura e lo spirito critico per l'uso dei materiali da costruzione, classici e innovativi. Gli argomenti del corso spaziano dai materiali ceramici a quelli metallici, senza tralasciare i polimerici. Nel corso viene dato ampio spazio alle proprietà dei materiali ed agli aspetti tecnologici ad essi correlati, ponendo in evidenza le esigenze dei settori applicativi.
Πρόγραμμα

Il corso è composto di 37 ore di videolezioni, da vedere due volte, per un totale minimo di 74 ore di attività dello studente. Le videolezioni trattano i seguenti argomenti:

• Lezione 1: Introduzione al corso. Il legame metallico; reticoli cristallini dei metalli.
• Lezione 2: Le prove di durezza. La prova di trazione. Meccanismi di rafforzamento.
• Lezione 3: Fabbricazione degli acciai: ciclo integrale e ciclo da rottami.
• Lezione 4: Principi di funzionamento di altoforni, convertitori e forni ad arco; metodi di elaborazione in siviera; colata in lingotto e colata continua; laminazione a caldo; effetti su impurezze ed inclusioni.
• Lezione 5: Diagrammi di stato binari di elementi metallici. Diagramma di stato Fe-C. Trasformazione dell'austenite in ferrite e perlite. Metodi di analisi metallografica.
• Lezione 6: Acciai eutettoidici patentati e trafilati per fili (per c.a. precompresso e per funi). Trasformazioni dell'austenite in martensite e bainite; Metallografia. Curve TTT e CCT.
• Lezione 7: Ricottura subcritica, ipercritica e normalizzazione. Bonifica: principi generali, esecuzione e risultati.
• Lezione 8: Tempra e temprabilità, diametro ideale critico (DIc), calcolo del DIc. Elementi influenti sulla temprabilità.
• Lezione 9: Durezza della martensite.
• Lezione 10: Rinvenimento: trasformazioni microstrutturali e strutturali ed effetti sulle proprietà meccaniche, in funzione della temperatura.
• Lezione 11: Il processo di laminazione a caldo, tempra parziale ed auto rinvenimento per barre di rinforzo saldabili per c.a. (processo tempcore).
• Lezione 12: Metodi di rafforzamento mediante micro alligazione e trattamento termomeccanico: affinamento del grano con uso di precipitati di bordo grano; rafforzamento per precipitazione.
• Lezione 13: La saldatura degli acciai: zona fusa e zona termicamente alterata; possibili origini di difetti e rotture a caldo o differite; possibile formazione di martensite; saldabilità degli acciai e Ceq.
• Lezione 14: Tecnologie di saldatura. Fratture di tipo duttile o fragile.
• Lezione 15: Prove di resilienza Charpy: metodi di esecuzione e risultati. Curve di transizione duttilefragile.
• Lezione 16: Meccanismi microscopici di frattura: clivaggio, frattura intergranulare e frattura per nucleazione, crescita e coalescenza di micro vuoti; esempi (frattografie di fratture fragili e duttili.
• Lezione 17: Classificazione e designazione degli acciai: principi generali ed esempi.
• Lezione 18: Prodotti in acciaio per le costruzioni: prodotti per c.a. ordinario e precompresso e per strutture metalliche saldate (acciai laminati a caldo, acciai a grano fine, acciai sottoposti a trattamento termomeccanico, acciai corten);B
• Lezione 19: Bulloni: classi e requisiti composizionali, microstrutturali e meccanici.
• Lezione 20: Corrosione dei materiali metallici: generalità; aspetti termodinamici; aspetti elettrochimici; corrosione uniforme; velocità di corrosione e sua misura.
• Lezione 21: Acciai inossidabili: composizione e proprietà dei tipi 405, 430, 304 e 316. Diagrammi di stato Fe-Cr-C.
• Lezione 22: Caratteristiche generali degli acciai inox ferritici. Elementi alfogeni ed austenitizzanti e diagramma di Shaeffler. Acciai inox a basso tenore di elementi interstiziali o stabilizzati con Ti.
• Lezione 23: Classificazione degli stati di trattamento termico e di finitura superficiale per lamiere di acciaio inox (norma EN 10088).
• Lezione 24: Leghe di alluminio: confronto tra densità, modulo elastico e temperatura di fusione di Al e di Fe.
• Lezione 25: Stati metallurgici normati delle leghe di alluminio: stati F, O, H, W, T; stati di trattamento termico: T3, T4, T5, T6; stati di incrudimento o incrudimento e ricottura parziale: da H11 ad H18 e da H21 ad H28. Cenni alle leghe di rame.
• Lezione 26: Introduzione ai materiali vetrosi: generalità e classificazione; ossidi formatori, i modificatori, gli intermedi. Viscosità in funzione della temperatura.
• Lezione 27: Condizioni di vetrificabilità, la temperatura di transizione vetrosa; Viscosità vs temperatura per vetri di diverse composizioni. Proprietà (meccaniche, termiche, ottiche) dei vetri. Stabilità chimica dei vetri. Resistenza in funzione del tempo- lento propagarsi delle cricche.
• Lezione 28: Materie prime per la fabbricazione del vetro, cenni sulla sua produzione e formatura, trattamenti termici e tempra.
• Lezione 29: Tipologie di vetri per l’edilizia (vetri di sicurezza, vetrocemento, vetri per il risparmio energetico, vetro cromogeni e fotocromici). Trasmittanza termica, Vetri speciali per il controllo solare o per l’isolamento termico; Vetri a camera, Vetri basso emissivi. Coefficiente di Sicurezza, Deformazione Elastica (Freccia D'inflessione), Dimensionamento delle lastre (esercizi).
• Lezione 30: Trattamenti termici e tempra dei vetri.
• Lezione 31: Richiami alle proprietà dei materiali ceramici, correlazioni microstruttura-proprietà dei
materiali. Proprietà meccaniche dei materiali fragili.
• Lezione 32: Produzione dei materiali ceramici e classificazione: laterizi gres, cotto, terraglie, etc.
• Lezione 33: Le materie plastiche: generalità, struttura, sintesi e classificazione dei materiali polimerici;
correlazioni microstruttura-proprietà dei materiali polimerici.
• Lezione 34: Tipologie di polimeri: termoplastici e termoindurenti; sintesi dei polimeri. Proprietà
meccaniche ed esempi applicativi. Tecnologia dei materiali polimerici.
• Lezione 35: Applicazioni dei polimeri in edilizia.• Lezione 36: Introduzione ai materiali compositi, generalità, classificazione, meccanismi di rinforzo,
processi produttivi; materiali compositi rinforzati con fibre.
• Lezione 37: Materiali compositi per applicazione nel settore dell’edilizia: compositi a matrice polimerica rinforzata con fibre (FRP). Tipologie ed esempi applicativi.

Ogni erogazione del corso sarà inoltre arricchita da 3 appuntamenti in Aula Virtuale da un'ora ciascuno. Le Aule Virtuali saranno cadenzate durante il corso, e saranno così strutturate: un’aula virtuale di presentazione del corso e due di approfondimento attinenti agli argomenti con maggiori spunti per le attività di ricerca e delle applicazioni agli ambiti di applicazione che gli insegnamenti del corso di laurea presentano .Per ognuno dei 4 macroargomenti del corso saranno disponibili esercizi di autovalutazione che prevedono lo sviluppo di esercizi di calcolo e risoluzione di problemi che consentiranno di esercitare e mettere in pratica le conoscenze erogate attraverso le videolezioni e le aule virtuali. Si stima che gli esercizi, corredati di soluzione o provvisti di sistema di correzione automatica del risultato, richiederanno circa 30 ore di impegno dello studente.

Βιβλίο
I materiali didattici collegati agli argomenti delle videolezioni si compongono di testi di approfondimento teorico e dispense per complessive 600 pagine e di testi di esercizi per altre 100 pagine; tali materiali didattici compongono lo studio individuale dello studente di circa 120 ore. In dettaglio, i materiali didattici collegati sono: - Slide del corso, le slide utilizzate dai docenti autori delle videolezioni, che gli studenti potranno scaricare e stampare per crearsi il proprio "quaderno del corso" - Libri&Articoli: testi, saggi, schede descrittive, approfondimenti, - Bibliografia: riferimenti ragionati a fonti bibliografiche associati ai singoli argomenti di ogni videolezione - Sitografia: selezioni ragionate di Siti web collegate agli argomenti della videolezioni Testi d'esame: Dispense e lucidi forniti dal docente sul portale della didattica Testi di approfondimento: • Callister, Scienza e Ingegneria dei Materiali (terza edizione EDISES) • A. Varshneya, Fundamental of Inorganic Glasses • Krauss, Steels: processing, structure and performance (acciai) • Bhadeshia e Honeycomb, Steels: microstructure and properties (acciai)
Εργασίες
Le modalità di valutazione del corso sono strutturate da 2 prove di verifica intermedie, che verranno consegnate attraverso la piattaforma UNINETTUNO e valutate dal Docente/Tutor. Tali prove di verifica, di respiro più ampio rispetto agli esercizi di autovalutazione, verteranno sugli argomenti del corso e saranno composte da domande a risposta multipla e/o a risposta aperta. La data limite di consegna delle prove sarà inserita nell'agenda del corso ad inizio di ogni erogazione. Lo studente è chiamato ad assegnarsi un voto al momento della consegna, voto che è "cieco" al Docente/Tutor, finché questi non completi la correzione e a sua volta assegni un voto alla prova dello studente. Questi due dati andranno quindi a popolare il grafico di valutazione dello studente presente nella schermata "Valutazioni e statistiche" del Corso. Si stima che queste prove richiederanno circa 28 ore di lavoro dello studente. La prova di valutazione finale consiste nello sviluppo di uno dei macroargomenti in cui è suddiviso il corso o parte di essi, dove lo studente, senza l’ausilio di libri o appunti, dovrà dimostrare la piena conoscenza di tutte le tematiche che caratterizzano il tema proposto e mostrare con esempi attinenti la padronanza dell’argomento.
Βοηθός/Καθηγητή Περιοχή Καθηγητή
Alessio Mezzi
Λίστα μαγνητοσκοπημένων παραδόσεων
Luigi Campanella
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