I materiali rivestono un ruolo di grande rilievo nella progettazione e l'insegnamento di Tecnologia dei Materiali da Costruzione si propone di consolidare la cultura ingegneristica sui materiali, con particolare enfasi rivolta ai materiali da costruzione. Nel corso vengono illustrati i processi tecnologicamente disponibili per la produzione e la trasformazione dei materiali e sottolineati i criteri di scelta sulla base delle esigenze di progettazione e costruzione. Accanto agli approfondimenti teorici, si dedicherà spazio ad esempi applicativi che consentano allo studente di adottare una corretta procedura di selezione, progettazione e realizzazione di una struttura. L'insegnamento si propone l'obiettivo generale di fornire allo studente una formazione consolidata e specifica sui materiali per applicazioni civili ed edili, capace di coniugare sinergicamente aspetti fondamentali ad aspetti tecnologici, fornendo linee-guida per la traduzione delle conoscenze acquisite in strumenti utili per la progettazione di una struttura. Al termine dell'insegnamento, si chiederà allo studente di possedere le seguenti conoscenze e abilità: - selezionare e dimensionare vetri per il contenimento dei costi energetici. - avere consapevolezza dell'importanza della selezione dei materiali in modo che essi rispondano adeguatamente ai requisiti di progetto (area della comprensione); - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese (area delle conoscenze); - conoscere gli standard internazionali relativi alla definizione e caratterizzazione dei materiali per applicazioni civili ed edili - essere in grado di pianificare i test necessari per il controllo dei materiali ad uso civile ed edile - essere in grado di risolvere un problema relativo alla selezione del materiale più opportuno per una determinata applicazione nel settore civile, in sede di progettazione ed in base a specifiche caratteristiche (termiche, ottiche, elettriche e meccaniche) - essere in grado di valutare tecnicamente le caratteristiche dei materiali in uso e confrontarle in sede di controllo di qualità/acquisto

L'insegnamento si propone l'obiettivo generale di fornire allo studente una formazione consolidata e specilistica sui materiali per applicazioni civili ed edili, capace di coniugare sinergicamente aspetti scientifici ad aspetti tecnologici, fornendo linee-guida per la traduzione delle conoscenze acquisite in strumenti utili per la progettazione di una struttura. Al termine dell'insegnamento, si chiederà allo studente di possedere le seguenti conoscenze e abilità: - selezionare e dimensionare vetri per il contenimento dei costi energetici. - avere consapevolezza dell'importanza della selezione dei materiali in modo che essi rispondano adeguatamente ai requisiti di progetto (area della comprensione); - conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese (area delle conoscenze); - conoscere gli standard internazionali relativi alla definizione e caratterizzazione dei materiali per applicazioni civili ed edili (area delle conoscenze); - essere in grado di pianificare i test necessari per il controllo dei materiali ad uso civile ed edile (area delle abilità - know-how) - essere in grado di risolvere un problema relativo alla selezione del materiale più opportuno per una determinata applicazione nel settore civile, in sede di progettazione ed in base a specifiche caratteristiche (termiche, ottiche, elettriche e meccaniche) (area delle abilità - know-how) - essere in grado di valutare tecnicamente le caratteristiche dei materiali in uso e confrontarle in sede di controllo di qualità/acquisto (area delle abilità - know-how)

Lo studente deve possedere conoscenze di base nel settore della Chimica, Fisica, Analisi Matematica e Scienza e Tecnologia dei Materiali.

Programma I materiali metallici nel settore delle costruzioni (30h) Richiami sul legame metallico; reticoli cristallini dei metall: FCC, BCC e HCP; costituzione della microstruttura; siti interstiziali; difetti di punto e soluzioni solide; dislocazione, sistemi di scorrimento e deformazione plastica. Meccanismi di rafforzamento. Diagramma di stato metastabile Fe-C; costituenti microstrutturali: austenite, ferrite, cementite, grafite, perlite. Caratteristiche microstrutturali degli acciai strutturali ferritico-perlitici. Resistenza e resilienza degli acciai strutturali a temperatura ambiente, a bassa e alta temperatura: influenza della composizione chimica e delle impurezze. Acciai inossidabili Corrosione a umido dei materiali metallici: corrosione generalizzata, corrosione galvanica, vaiolatura, corrosione in fessura e tensocorrosione. Saldabilità degli acciai: zona di fusione e zona affetta termicamente, difetti di saldaturam, carbonio equivalente. Tecnologie di saldatura Prodotti in acciaio strutturale: processo produttivo e forme commerciali; classificazione e designazione dei principali prodotti in acciaio per le applicazioni di ingegneria civile: prodotti usati per cemento armato e precompresso, per strutture saldate e rivettate; classi, caratteristiche, proprietà microstrutturali e meccaniche; testing dei materiali e controllo qualità. Cenni alle proprietà e caratteristiche dei materiali non ferrosi: Al, Cu, Ti. I materiali non metallici nel settore delle costruzioni (30h) Produzione vetro, riepilogo vetri per il risparmio energetico, normative rilevanti e esercizi calcolo. Vetri cromogeni e vetri fotocromici. Isolamento termico: Richiami alle proprietà termiche dei materiali. Vetro cellulare per l’isolamento termico degli edifici. Materiali innovativi per l’isolamento termico. Cenni ai materiali a cambiamento di fase per l’accumulo di calore. Cenni ai materiali semiconduttori, i pannelli fotovoltaici (struttura e funzionamento) Le materie plastiche: richiami alle generalità, struttura, sintesi e classificazione dei materiali polimericiTecnologia dei materiali polimerici. Applicazioni dei polimeri in edilizia (materiali espansi, adesivi, pitture, sigillanti) Introduzione ai materiali compositi, generalità, classificazione, meccanismi di rinforzo, processi produttivi; materiali compositi rinforzati con fibre. Materiali compositi per applicazione nel settore dell’edilizia: compositi a matrice polimerica rinforzata con fibre (FRP). Tipologie ed esempi applicativi. I materiali bituminosi: tipologie, caratteristiche e utilizzi. Il legno: struttura, resistenza meccanica, deformazioni, degrado. Pannelli di legno e legno lamellare.

Lezioni teoriche (prevalente) ed esercizi di calcolo sulle proprietà caratteristiche dei materiali (per alcune parti del programma).

Dispense fornite dai docenti e rese disponibili sul portale della didattica L. Bertolini: Materiali da Costruzione Vol. I Struttura, Proprietà e Tecnologie di Produzione L. Bertolini: Materiali da Costruzione Vol. II Degrado, Prevenzione, Diagnosi, Restauro W.D. Callister, Materials Science and Engineering – an introduction

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;

Exam: Written test; Optional oral exam;

... Esame individuale scritto, che consiste di 2 o 3 domande aperte sui materiali metallici e 2 o 3 domande sui materiali non metallici, con una durata totale di circa 2 h. Per quanto riguarda i materiali metallici: allo studente è richiesto di argomentare le conseguenze di alcune specifiche scelte di progetto in termini di scelta dei materiali, considerando sia le caratteristiche microstrutturali sia i livelli inclusionali. Almeno una delle domande richiederà allo studente di correlare le peculiarità dell'ambiente operativo o della specifica applicazione con le proprietà principali dei materiali o dei processi di giunzione scelti dagli studenti. L'esame verterà su tutti gli argomenti trattati a lezione. Non è ammesso l'utilizzo di libri, appunti, formulari e apparecchi elettronici durante lo svolgimento dell'esame.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.