Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Chemistry and physics of building materials
Course of study:
2019/2020
Code:
CTCH-2-240-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Chemical Technology
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Kotwica Łukasz (lkotwica@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach bloku studenci zdobywają wiedzę z zakresu zaawansowanych technologii chemicznych i kierunków ich rozwoju, ze szczególnym ukierunkowaniem na projektowanie, wytwarzania, badania i stosowania materiałów budowlanych takich jak spoiwa tradycyjne i specjalne i kompozyty z nich wytwarzane, ceramiczne materiały budowlane, materiały autoklawizowane i in. Szczególny nacisk kładziony jest na zrozumienie podstaw zjawisk zachodzących w przy okazji wspomnianych powyżej procesów i ich powiązanie z uzyskiwanymi efektami. Ważnym punktem jest też poznawanie nowoczesnych metod badań niezbędnych dla inżynierów pracujących w nowoczesnym przemyśle. Dzięki temu studenci zyskują wiedzę i umiejętności potrzebne do praktycznego rozwiązywania stawianych przed nimi w przyszłej karierze zawodowej zadaniami inżynierskimi w zakresie technologii chemicznych i materiałowych w ogólności a materiałów budowlanych w szczególności.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student ma wiedzę na temat wpływu branży materiałów budowlanych na środowisko naturalne i otoczenie społeczne. Ma świadomość znaczenia materiałów budowlanych dla kształtowania otoczenia materialnego oraz społecznego. TCH2A_K02, TCH2A_K01 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi zastosować zdobytą wiedzę do projektowania i modyfikacji procesów wytwarzania materiałów budowlanych oraz modyfikacji ich właściwości. TCH2A_U02 Execution of laboratory classes
M_U002 Student umie samodzielnie i w grupie wykonać powierzone zadania w zakresie materiałoznawstwa materiałów budowlanych. TCH2A_U07 Scientific paper
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student posiada zaawansowaną, uporządkowaną wiedzę z zakresu zjawisk fizykochemicznych zachodzących w trakcie produkcji, użytkowania i utylizacji materiałów budowlanych. Rozumie przebieg procesów i wpływ zmiennych na ich efekty. TCH2A_W01, TCH2A_W03 Examination
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej materiałów budowlanych. Rozumie powiązanie pomiędzy sposobem otrzymywania, budową wewnętrzną i właściwościami użytkowymi występujące w poszczególnych grupach materiałów budowlanych. TCH2A_W02, TCH2A_W01 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
180 30 0 90 0 0 60 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student ma wiedzę na temat wpływu branży materiałów budowlanych na środowisko naturalne i otoczenie społeczne. Ma świadomość znaczenia materiałów budowlanych dla kształtowania otoczenia materialnego oraz społecznego. + - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi zastosować zdobytą wiedzę do projektowania i modyfikacji procesów wytwarzania materiałów budowlanych oraz modyfikacji ich właściwości. + - + - - + - - - - -
M_U002 Student umie samodzielnie i w grupie wykonać powierzone zadania w zakresie materiałoznawstwa materiałów budowlanych. - - + - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada zaawansowaną, uporządkowaną wiedzę z zakresu zjawisk fizykochemicznych zachodzących w trakcie produkcji, użytkowania i utylizacji materiałów budowlanych. Rozumie przebieg procesów i wpływ zmiennych na ich efekty. + - + - - + - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej materiałów budowlanych. Rozumie powiązanie pomiędzy sposobem otrzymywania, budową wewnętrzną i właściwościami użytkowymi występujące w poszczególnych grupach materiałów budowlanych. + - + - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 239 h
Module ECTS credits 9 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 180 h
Preparation for classes 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (30h):

Tematyka wykładu dotyczy fizykochemii procesów wytwarzania i stosowania materiałów budowlanych. Szczególny nacisk kładziony jest na powiązanie wiedzy z zakresu nauk podstawowych zwłaszcza chemii i fizyki z procesami technologicznymi związanymi z materiałami budowlanymi. W tym kontekście przedstawione są procesy technologiczne otrzymywania materiałów budowlanych takich jak:
- domieszki chemicznych do zapraw i betonów
- cementy powszechnego użytku i wykonywanie z nich zaprawy i betony
- cementy glinowe
- nowoczesne spoiwa bezklinkierowe (geopolimery), niskoemisyjne (cementy belitowe itp.) i specjalne
- ceramika budowlana
- materiały autoklawizowane
- spoiwa organiczne
Omawiane są również zagadnienia związane z kształtowaniem właściwości wymienionych powyżej materiałów w oparciu o metody inżynierii materiałowej (modyfikacja wytrzymałości, trwałości itp.).

Laboratory classes (90h):

W ramach laboratorium studenci wykonują ćwiczenia mające na celu poznanie specyfiki wykonywania, modyfikacji i badania właściwości materiałów omawianych w trakcie wykładów. Tematyka laboratoriów obejmuje:

- badanie hydratacji spoiw mineralnych z użyciem normowych metod badania właściwości użytkowych spoiw, badania kinetyki hydratacji spoiw (kalorymetria), analizy składu fazowego samych spoiw oraz produktów hydratacji (dyfraktometria rentgenowska XRD, analiza termiczna DTA/TG/MS), badania strukturalne (FTIR), badania mikrostruktury (skaningowa mikroskopia elektronowa SEM, transmisyjna mikroskopia elektronowa TEM).

- projektowanie i badanie właściwości domieszek chemicznych do zapraw i betonów. Na zajęciach od podstaw studenci projektują i badają właściwości domieszki hydrofobizującej do zapraw i betonów (stabilność emulsji, efektywność działania, efekty uboczne). Kolejne laboratorium poświęcone jest badaniu wpływu domieszek upłynniających różnego rodzaju na właściwości zapraw. Ponadto jedne z zajęć dotyczą oceny oddziaływania domieszki upłynniającej na mieszankę betonową z punktu widzenia wymagań stawianych produktom dopuszczonym na rynek. Studenci mają również okazję zapoznać się w praktyce ze specyfiką i właściwościami domieszek stosowanych w technologiach suchych mieszanek budowlanych (etery celulozy, polimerowe proszki redyspergowalne, domieszki odpieniające, napowietrzające itp.).

- badania procesów hydrotermalnych – synteza wybranych faz uwodnionych krzemianów wapnia wraz z ich charakterystyką (skład fazowy, mikrostruktura), praktyczne warsztaty z analizy dyfraktogramów

- wykonywanie i badanie właściwości tworzyw geopolimerowych oraz aktywowanych alkalicznie

- badanie procesów korozji stali w odniesieniu do materiałów budowlanych (analiza potencjałów

- badanie właściwości spoiw organicznych oraz specjalnych

- badanie procesów spiekania zachodzących w trakcie procesu produkcji ceramicznych materiałów budowlanych (mikroskopia wysokotemperaturowa, dylatometria,
porowatość otwarta, nasiąkliwość, gęstość pozorna, skurcz).

- badania procesu klinkieryzacji – studenci w oparciu o wytyczne prowadzącego obliczają skład namiaru surowcowego, przygotowują mąkę surowcową i przygotowują próbki do wypału klinkieru. Po wypaleniu z próbek klinkieru przygotowują cementy i badają ich właściwości (skład fazowy, aktywność hydrauliczna, mielność, spiekalność zestawu itp.)

Seminar classes (60h):

Zajęcia seminaryjne mają na celu dodatkową analizę i dyskusję zagadnień poruszanych na wykładach i laboratoriach. Studenci prezentują wyniki uzyskane w trakcie realizacji doświadczeń laboratoryjnych. Na zajęciach są one zespołowo dyskutowane i analizowane.
Na zajęciach seminaryjnych studenci prezentują opracowywane w zespołach zagadnienia podane przez prowadzącego.
Ważną tematyką poruszaną na zajęciach seminaryjnych są nowoczesne metody badań składu fazowego, struktury i mikrostruktury, uziarnienia, analizy termicznej w zastosowaniach pod kątem badań materiałów budowlanych. Studenci poznają zaawansowane zastosowania poznanych na wcześniejszych latach technik badawczych w zastosowaniach w chemii i technologii materiałów budowlanych.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Prowadzący przedstawia zagadnienia będące tematyką modułu. Dyskusja.
  • Laboratory classes: Doświadczenia laboratoryjne
  • Seminar classes: Prezentacja zagadnień przez prowadzącego, dyskusje, rozwiązywanie problemów materiałowych podanych przez prowadzącego, wystąpienia studentów
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie laboratorium oraz seminarium.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci biorą udział w wykładzie jako słuchacze. Prowadzący zachęca studentów do dyskusji i zadawania pytań w czasie wykładu.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Student wykonuje indywidualnie lub zespołowo zadania przydzielane przez osobę prowadzącą ćwiczenie. Podstawą do zaliczenia ćwiczenia jest aktywny udział w zajęciach, wynik kolokwium oraz sprawozdanie.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci biorą aktywny udział w zajęciach seminaryjnych, dyskusjach, prezentują opracowane w grupach prezentacje na tematy podane przez prowadzącego.
Method of calculating the final grade:

Ocena z laboratoriów jest średnią z ocen z poszczególnych ćwiczeń (według regulaminu AGH).
Ocena z seminarium jest wypadkową ocen z prezentacji wygłaszanych przez studentów, aktywności i kolokwiów.
Ocena końcowa jest wypadkową ocen z laboratorium, seminarium i egzaminu końcowego.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Osoby które posiadają zaległości zgłaszają się do prowadzącego dane zajęcia w celu ustalenia indywidualnego trybu wyrównania zaległości.

Prerequisites and additional requirements:

ukończone studia I stopnia

Recommended literature and teaching resources:

1. W. Kurdowski „Chemia cementu i betonu” Polski Cement – PWN, Kraków – Warszawa, 2010
2. H.F.W. Taylor, “Chemistry of Cement”, Thomas Telford, Londyn 1997
3. W. Kurdowski “Chemia materiałów budowlanych” Wydawnictwa AGH, Kraków 2000
4. W. Kurdowski, “Podstawy chemiczne mineralnych materiałów budowlanych” Kraków : Stowarzyszenie Producentów Cementu, 2018.
5. W. Skalmowski “Chemia materiałów budowlanych” Arkady, Warszawa 1971
6. W. Nocuń-Wczelik i in. “Cement : metody badań, wybrane kierunki stosowania” Wydawnictwa AGH, Kraków 2010

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

osoby zainteresowane dodatkowymi informacjami proszę o kontakt: lkotwica@agh.edu.pl