L’insegnamento si propone di fornire i fondamenti tecnico-scientifici per una scelta consapevole ed un impiego responsabile dei materiali nel progetto architettonico, in quanto agli edifici e, conseguentemente, ai materiali con i quali sono realizzati sono richieste sempre nuove e complesse prestazioni, non solo strutturali, ma anche fisiche, di durabilità in esercizio, di sostenibilità economica ed ambientale, ecc. L’architetto, pertanto, pur non dovendo essere necessariamente un esperto in materiali, deve acquisire strumenti di dialogo con altre culture ed altri professionisti del mondo delle costruzioni, capacità affidabili di selezione dei materiali e del loro corretto impiego in architettura, sia per le nuove strutture che per la conservazione ed il restauro delle esistenti.

L’insegnamento è finalizzato a fornire agli studenti appropriate conoscenze sulle principali classi di materiali di impiego comune nel mondo dell’architettura, nonché gli adeguati strumenti per poter comprendere la natura dei materiali stessi e saperla correlare alle loro principali proprietà chimiche, fisiche e meccaniche. L’insegnamento si propone inoltre di fornire un panorama dei materiali più comunemente impiegati nell’architettura, collegando le principali applicazioni alle loro prestazioni meccaniche e funzionali, con una particolare attenzione allo sviluppo di una adeguata consapevolezza nei confronti delle problematiche di degrado e deterioramento dei materiali per esposizione ad ambienti aggressivi, nonché dei criteri di sostenibilità economica ed ambientale. L’analisi dei principali materiali impiegati oggi nel campo dell’architettura costituirà un ulteriore strumento culturale e metodologico da applicarsi opportunamente ai futuri nuovi materiali, consentendone un impiego responsabile ed un’ottimale fruibilità.

Nozioni di base di fisica, chimica e matematica sono utili per poter seguire e comprendere l’insegnamento in modo efficace. Vengono in ogni caso forniti, soprattutto nella prima parte della trattazione in aula degli argomenti dell’insegnamento, alcuni strumenti culturali di base necessari ad una fruizione attiva dei contenuti.

L’insegnamento, corrispondente a 6 CFU, é strutturato secondo il seguente programma:
- Parte 1: Introduzione alla Scienza e Tecnologia dei materiali (circa 2 crediti). In questa parte vengono illustrati la struttura, la composizione ed i criteri di classificazione dei materiali; segue la discussione delle principali proprietà dei materiali, dal punto di vista meccanico, fisico (densità, proprietà termiche, ottiche e acustiche) e chimico (interazione materiali con l’ambiente di esposizione);
- Parte 2: I materiali per l’architettura (circa 4 crediti). Saranno trattati i materiali leganti aerei e idraulici, quali gesso, calce aerea e idraulica, i cementi (portland, di miscela). Un particolare approfondimento viene quindi dedicato al calcestruzzo. Segue la trattazione dei materiali lapidei, dei materiali ceramici tradizionali, dei vetri, dei materiali metallici (un particolare approfondimento viene dedicato all’acciaio, ma verranno trattate anche la ghisa, le leghe di alluminio, rame, ecc.), del legno, dei materiali polimerici e dei materiali compositi. Per ciascuna classe di materiali la trattazione riguarda il ciclo produttivo, le proprietà, la durabilità, la sostenibilità ambientale nonché le possibili soluzioni tecnologiche finalizzate all’ottenimento di materiali caratterizzati dalle dovute prestazioni meccaniche e di durabilità.

L’insegnamento è improntato unicamente sulla didattica frontale. Saranno comunque possibili la proiezione di filmati, per meglio illustrare alcune specifiche parti della materia trattata, e interventi seminariali tenuti da esperti dell’industria.

Testo principale di riferimento:
M. Gastaldi, L. Bertolini "Introduzione ai materiali per l’architettura", Città Studi Edizioni (2011);
Ulteriore bibliografia consigliata:
A. Negro, J.M. Tulliani, L. Montanaro, "Scienza e Tecnologia dei Materiali", Ed. Celid (2005);
M. Collepardi, Il Nuovo calcestruzzo, Ed. Tintoretto (2002);
J. F. Shackelford. Scienza e ingegneria dei materiali, Pearson Paravia Bruno Mondadori Editore (2009);
B. Berge. The ecology of building materials. Elsevier Architectural Press, Oxford (2009);
S. Pagliolico, R. Morra, Brevi cenni sulle proprietà chimiche e sull’elasticità dei materiali, Ed. Celid (2008);
S. Pagliolico, R. Morra, Il legno, Ed. Celid (2008);

Ulteriore materiale didattico potrà essere reso disponibile dal docente sul Portale della didattica.

L’apprendimento dei contenuti del corso da parte degli studenti sarà verificata tramite una prova scritta, della durata di 1,5 ore, composta da dieci domande che verteranno sugli aspetti culturali, .scientifici e tecnologici di maggiore rilievo per lo studente di Architettura. A ciascuna domanda, a cui si richiede una risposta puntuale, articolata, esauriente ma nello stesso tempo e sintetica, viene assegnato un punteggio massimo di 3/30; il voto finale sarà fornito dalla somma delle votazioni parziali conseguite per ciascuna domanda. In sede d’esame, allo studente sarà fornita la traccia, in cui a ciascuna domanda seguirà uno spazio congruo per lo svolgimento della risposta (una decina di righe, al massimo). Un facsimile della prova d’esame viene reso disponibile e commentato dal docente in aula.