材料化学 (C35P)

日本大学理工学部

2023年理工学部シラバス - 建築学科

設置情報

科目名	材料化学
設置学科	建築学科	学年	2年
担当者	大宅　淳一	履修期	前期
単位	2	曜日時限	水曜5
校舎	駿河台	時間割CD	C35P
クラス	建築学科

概要

学修到達目標	将来的に建設材料を取り扱う機会が多い学科の学生を対象とした科目である。主にセメント系材料の化学を中心に学習する予定であるが，化学の基礎的な内容にはじまり，無機材料・有機材料の基本も併せて幅広く学習する。 ※本授業科目はDP1・3及びCP1・3に該当しています。
授業形態及び授業方法	「対面授業」にて実施する。授業で解説に使用したスライドを別途PDFファイルとして提供するので，予習・復習に活用してください。毎回の振り返り（課題提出）は，授業時間内に提出していただく予定である。なお，提出した課題は，基本的に次回の授業にて添削したものを返却する。
履修条件	・基礎教育科目・基礎科学分野（化学系）〔※2単位以上必須〕の選択科目の１つ・環境ライフサブメジャー・コース設置科目

授業計画

第1回	ガイダンス　授業の進め方などセメント化学の概要と専門科目（建築材料I・建築材料II）との関連性, ”材料”とは何か【予習】シラバスに目を通し，講義内容の概略を理解しておく（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，どのような内容の講義が行われたのか理解しておく（180分）
第2回	セメントの化学組成計算に必要な化学の基本（その１）”原子・元素の性質” 　原子の構造と元素の性質【予習】参考書等（特に高校時の「化学基礎」の教科書など）を見て「イオン結合」について理解しておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，イオン結晶の性質や式量の計算などについて十分理解しておくこと（180分）
第3回	セメントの化学組成計算に必要な化学の基本（その２）”化学結合” 　分子・（原子団）イオンの構成と式量（分子量）を用いた物質量（モル数）への換算【予習】参考書等（特に高校時の「化学基礎」の教科書など）を見て「イオン結合」について理解しておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，イオン結晶の組成式の記載や式量の計算方法を理解しておくこと（180分）
第4回	セメントの化学組成計算に必要な化学の基本（その３）”化学反応と質量”など　分子・（原子団）イオンの構成と式量（分子量）を用いた物質量（モル数）への換算【予習】参考書等（特に高校時の「化学基礎」の教科書など）を見て「イオン結合」について理解しておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，イオン結晶の組成式の記載や式量の計算方法を理解しておくこと（180分）
第5回	セメントとは何か？，セメントの定義と分類　セメントの歴史（ローマンコンクリート～ポルトランドセメントの誕生）　気硬性セメントと水硬性セメント，ポルトランドセメント，特殊セメント【予習】参考書等を見て「セメント」という材料に関するイメージ的な概略を掴んでおくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，どのような内容の講義が行われたのか理解しておくこと（180分）
第6回	ポルトランドセメントの種類と化合物組成，ポルトランドセメントの製造法　クリンカー化合物の性質と化学組成とポルトランドセメントの製造方法（原料の調製，焼成，混合・粉砕）【予習】参考書等を見て「セメントクリンカー化合物」とは何か調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，セメントクリンカー化合物の種類と，化学組成・性質等を整理しておくこと（180分）
第7回	セメントの水和反応　クリンカー化合物の水和特性と凝結のメカニズム【予習】参考書等を見て「セメントの化学反応」がどのようなものであるのか概略を調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，各クリンカー化合物の水和反応がどのような過程で進行するのか十分に理解しておくこと（180分）
第8回	セメント・コンクリートの材料化学　化学混和剤の種類とその性能　と　混和材料【予習】参考書等を見て近年の「コンクリート配合」ではセメント以外にどのような材料が使用されているか調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，「化学混和剤」の種類と性能をまとめると共に，「高分子系界面活性剤」がどのような役割を果たすのか，「混和材料（混和材）」が様々な側面で利用されることを理解しておくこと（180分）
第9回	セメント・コンクリートの環境問題，　ガラス・陶磁器等の無機材料の性質　セメント・コンクリートと環境問題，ガラスや陶磁器など（無機物質の）建築材料【予習】参考書等を見て，セメント関連産業における「環境問題」にはどのようなものが挙げられるか調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，産業系副産物がどのような目的でセメント産業で有効活用されているのか理解しておくこと（180分）
第10回	コンクリートの耐久性　中性化・炭酸化反応，アルカリ骨材反応，塩害の化学的メカニズムとその対応（化学反応に着目）【予習】参考書等を見て「コンクリートの耐久性」について調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，塩害・凍害・炭酸化・アルカリ骨材反応がコンクリートの性能にどのような影響を与えるのか，そのメカニズムを十分理解しておくこと（180分）
第11回	有機材料の基礎　1 　様々な有機材料，高分子材料，有機・無機複合材料【予習】参考書等を見て「有機化合物」とはどのようなものか，炭素同士の化学結合（混成軌道）の種類にどのような形態があるのか調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，建設系材料に使用されるのが無機系材料のみではなく，様々な有機材料との「複合材料」として成立していることを理解すること（180分）
第12回	有機材料の基礎　2 　様々な有機材料，高分子材料，有機・無機複合材料【予習】参考書等を見て「有機化合物」とはどのようなものか，炭素同士の化学結合（混成軌道）の種類にどのような形態があるのか調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，建設系材料に使用されるのが無機系材料のみではなく，様々な有機材料との「複合材料」として成立していることを理解すること（180分）
第13回	金属材料の基礎　1 　金属結合と自由電子，金属の特性と主な用途1 【予習】参考書等を見て「金属」の性質を「自由電子」をキーワードに調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，建設系材料に用いられる金属材料（鉄筋・鉄骨など）の必要性やその特徴を理解しておくこと（180分）
第14回	金属材料の基礎　2 　金属結合と自由電子，金属の特性と主な用途２【予習】参考書等を見て「金属」の性質を「自由電子」をキーワードに調べておくこと（60分）【復習】授業後に公開する授業時のスライドを再確認し，建設系材料に用いられる金属材料（鉄筋・鉄骨など）の必要性やその特徴を理解しておくこと（180分）
第15回	理解度確認テスト【予習】これまでの授業スライドを総覧し，セメントを中心とした建設材料について主に「化学的な側面」から全体を取りまとめておくこと（180分）【復習】テストで理解できていなかった点などを復習しておくこと（60分）

その他

教科書	授業内容の説明に必要な図表等はスライドとして準備するので教科書等は指定なし。
参考書	『最新建築材料科学[ISBN:978-4-7530-1752-2]』松井勇・出村克宣・湯浅昇・中田善久井上書院 2012年第1版『新・社会環境マテリアル[ISBN:978-4-906886-79-1]』坂井悦郎・大門正機セメント新聞社 2017年第1版その他の参考書類についてはガイダンスや授業中で随時紹介する。
成績評価の方法及び基準	授業最終回に実施予定の「理解度確認テスト」（70%）および授業毎の振り返り課題（30%）で評価。ただし感染症等により対面でのテストを実施できない場合は，平常点として，授業毎の振り返り課題で評価を実施する。
質問への対応	下記，研究室で対応します。（オフィスアワーに限らず，在室時であればいつでも構いません。）授業時以外は駿河台校舎に居りませんので，授業後以外はメールで相談・質問ください。
研究室又は連絡先	駿河台校舎　タワー・スコラS-606室（前期水曜日）（船橋校舎８号館2階 814） ooya.junnichi※nihon-u.ac.jp （※に＠を入れてください。）
オフィスアワー	水曜駿河台 18:10 ～ 19:00 駿河台校舎タワー・スコラS606
学生へのメッセージ	卒業後の進路で公務員や建設系の企業を目指す場合，実際の現場では使用する様々な「材料」に関する幅広い（材料学的な）知識が必要とされます。材料学の本質を知るには，それを構成している化学物質に関する理解も必須となります。　高校時代，化学を学んでいない学生諸君も興味をもって積極的に受講してください。

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