Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizykochemia Materiałów Budowlanych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CTCH-2-331-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Kotwica Łukasz (lkotwica@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
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 Egzamin
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 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi zastosować zdobytą wiedzę do projektowania i modyfikacji procesów wytwarzania materiałów budowlanych oraz modyfikacji ich właściwości. TCH2A_U02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student umie samodzielnie i w grupie wykonać powierzone zadania w zakresie materiałoznawstwa materiałów budowlanych. TCH2A_U07 Referat
Kompetencje społeczne: jest gotów do
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 Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
180 30 0 90 0 0 60 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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. + - + - - + - - - - -
Umiejętności
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. - - + - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
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. + - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 239 godz
Punkty ECTS za moduł 9 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 180 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.).

Ćwiczenia laboratoryjne (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.)

Zajęcia seminaryjne (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Prowadzący przedstawia zagadnienia będące tematyką modułu. Dyskusja.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: Doświadczenia laboratoryjne
  • Zajęcia seminaryjne: 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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci biorą udział w wykładzie jako słuchacze. Prowadzący zachęca studentów do dyskusji i zadawania pytań w czasie wykładu.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Student wykonuje indywidualnie lub zespołowo zadania przydzielane przez osobę prowadzącą ćwiczenie. Podstawą do zaliczenia ćwiczenia jest aktywny udział w zajęciach, wynik kolokwium oraz sprawozdanie.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci biorą aktywny udział w zajęciach seminaryjnych, dyskusjach, prezentują opracowane w grupach prezentacje na tematy podane przez prowadzącego.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

ukończone studia I stopnia

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

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