MATERIALI - GRADBENIŠKI MODUL 

PREDMETNI KATALOG - UČNI NAČRT

 

TEHNIŠKA GIMNAZIJA

210 ur

Učni načrt je bil sprejet na 37. seji Strokovnega sveta RS za splošno izobraževanje, 6. 7. 2000.

 

 

VSEBINA

I. OPREDELITEV PREDMETA

II. PREDMETNI KATALOGI ZNANJ

III. MEDPREDMETNE POVEZAVE 

IV. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA

 

 

I. OPREDELITEV PREDMETA

 

Učna vsebina izbirnega strokovnega maturitetnega predmeta se podaja v 2., 3. in 4. letniku .

Sestavljena je iz naslednjih sklopov:

2. letnik (70 ur): materiali-osnova

3. letnik (105 ur):

1. Klasifikacija gradbenih materialov
2. Preiskave materialov
3. Voda
4. Naravni kamen kot gradbeni material
5. Kamniti agregat
6. Gradbena keramika
7. Ogljikovodikova veziva
8. Mineralna veziva
9. Malte
10. Betoni

 

4.letnik (105 ur):

11. Les
12. Kovine
13. Barvne kovine
14. Armirani beton
15. Gradbeno steklo
16. Sintetični materiali
17. Lepila
18. Kiti in lepilne mase
19. Barve in laki
20. Biomateriali

 

Premet podpirajo laboratorijske vaje.

V 3.letniku se dijaki seznanijo z osnovnimi materiali v gradbeništvu, njihovimi karakteristikami in možnostmi uporabe ter tehnološke obdelave.

V 4.letniku se dijaki seznanijo z lesom in  kovinami ter nadaljujejo z nekaterimi sintetičnimi materiali, steklom, barvami in kiti kot nepogrešljivimi spremljevalci osnovnih materialov v gradbeništvu.

Ob koncu se v zadnjem sklopu srečajo s pojmom biohiše in izbire ustreznih biomaterialov glede na znana dejstva gradbene biologije.

Snov predmeta se smiselno povezuje z drugimi maturitetnimi predmeti, kot so mehanika, fizika in kemija ter biologija.

Predmet povezuje različna znanja in navaja dijake k ustvarjalnemu in kritičnemu mišljenju prihodnjih gradbenih inženirjev.

Glede na izjemen razmah znanj na področju materialov, ki nas dnevno presenečajo z novimi pripadniki te ali one skupine, menimo, da je za maturanta tehniške gimnazije ta predmet kot strokovni izbirni maturitetni predmet izjemnega pomena, saj:

razvija dijaku širino pri  razumevanju tehnike;

ponuja aplikativen pristop k razumevanue nekaterih osnovnih problemov materialov;

dijaku omogoča s spoznavanjem različnih materialov možnost izbire in odločitve za optimalno varianto, kar je prvi in temeljni korak pri nepogrešljivih (prihodnjih) inženirskih odločitvah;

dijaka seznanja z enim najširših intelektualnih horizontov , saj je ni tehnične ali katere druge vede, ki se je materiali ne bi dotaknili;

dijakom omogoča, da se z vsebino predmeta v vseh treh letih bolj zagotovo in z večjo pripadnostjo odločijo (ali pa tudi ne) za nadaljevanje študija v tej smeri.   

Menimo, da je predmet pri vzpostavljanju TEHNIŠKE gimnazije nepogrešljiv, saj predstavlja najširšo osnovo za ustrezno tehniško razumevanje drugih potrebnih znanj predmetnika.

II. PREDMETNI KATALOGI ZNANJ

VSEBINE	ŠT.UR	OPERATIVNI CILJI	STANDARDI ZNANJA	DIDAKTIČNA PRIPOROČILA
3. LETNIK
1. KLASIFIKACIJA GRADBENIH MATERIALOV GLEDE NA IZVOR IN UPORABO	2	Dijaki : spoznajo vrste materialov po: - izvoru, - sestavi, - uporabi, - lastnostih osvojijo temeljna strokovna znanja	Osnovni pojmi in vrste: Naravni in umetni material Anorganski in organski materiali konstrukcijski, vezivni, izolacijski, dekorativni
Zgodovina in razvoj gradbenih materialov	2	Dijak se: seznani z nastankom in razvojem gradbenih materialov uporabnostjo različnih gradbenih materialov	Uporabnost materialov glede na nastanek in razvoj
2. LASTNOSTI GRADBENIH MATERIALOV	6	Dijak se seznani z naslednjimi skupinami lastnosti in obvlada zanje osnovne izračune: fizikalne kemijske mehanske	Gostota,specifična teža materiala Tlačna trdnost Natezna trdnost Upogibna trdnost Žilavost Elastičnost Plastičnost Toplotna prevodnost
3. VODA Voda v naravi	4	Dijaki: spoznajo vrste voda spoznajo kemične in fizikalne lastnosti čiste vode spoznajo pojem disperzij in raztopin	Molekularna zgradba vode Gostota vode Trdota Trojni diagram agregatnih stanj vode Viskoznost Površinska napetost Led, para
Voda v gradbeništvu	8	Dijaki spoznajo: vodne potrebe veziv	Lastnost vpijanja vode posameznih materialov Spremembe fizikalnih lastnosti v odvisnosti od navlaženosti: trdnost, odpornost na mraz, sprememba toplotne prevodnosti Tehnološki problemi: optimalna vlaga v različnih procesih proizvodnje Korozijski pojavi Izcvetanje soli
Voda v gradbeništvu- energetski in komunalni vidik		Dijak spozna: pomen vode v hidrogradnji kot energetski medij pomen vode za oskrbo mest s pitno vodo – v komunalni dejavnosti pomen v visokogradnji         v prometnih zgradbah       pitna voda in voda za beton	Črpališča, vodohrani, vodarne Regionalni, magistralni in lokalni ter industrijski vodovodni razvodi Melioracije Odpadne vode Kanalizacijski sistemi Čiščenje odpadnih voda Obramba zgradb pred padavinami in talno vodo Hidroizolacijski sistemi     Vodni režim okolja (stabilnost zgradb in pobočij) Odvodnjavanje zgornjega in spodnjega ustroja prometnic Pomen pitne vode Standard vode za beton
4. NARAVNI KAMEN	14	Dijak spozna: vrste kamnin glede na nastanek loči kamnine po izvoru, obdelavi, zrnavosti in uporabi se seznani z vrstami preiskav kamnin uporaba in zaščita kamna	Magmatske, sedimentne , metamorfne kamnine Predstavniki in karakteristike vseh skupin kamnin Mineraloško-petrografska preiskava Obstojnost kamnin Zaščitni ukrepi
Kamniti agregat	8	Dijak spozna: mineraloško-petrografsko analizo se seznani s standardnimi zahtevami za beton, asfalte in malte primernost za uporabo določanje zrnavosti (granulometrijska analiza) za mešanico agregata in škodljivih primesi opiše uporabnost v praksi	Oblika zrn Tekstura površine Prostorninska masa Vodovpojnost Žilavost Zrnavost Maksimalno zrno Standard za beton
5. GRADBENA KERAMIKA	14	Dijak se: seznani z zgodovino keramike vrstami keramike uporabo gradbene keramike spozna postopke proizvodnje seznani s sanitarno keramiko seznani z zidnimi in stropnimi  in strešnimi elementi seznani s keramičnimi ploščicami in uporabo spozna keramične cevi spozna ekspandirano glino opredeli uporabo izdelkov	Glina:sestava, primesi, zrnavost,normalna konsistenca, plastičnost Proizvodni postopki grobe keramike Priprava surovine, oblikovanje, sušenje, žganje, glaziranje Zidni elementi Stropni elementi Keramične cevi Keramične ploščice Ekspandirana glina - proizvodni postopki in uporaba Strešniki Ognjeobstojna keramika	Ogled predmetov in slikovnega materiala (delo učencev, ki za posamezne operativne cilje pripravijo kratke seminarske naloge)
6. MINERALNA VEZIVA	14	Dijak: Spozna vrste veziv in njihovo uporabo v gradbeništvu       Cement Apno	Hidravlična veziva Nehidravlična veziva Avtoklavna veziva Predstavniki posameznih skupin veziv: apno,cementi,mavec,magnezitna veziva,vodna stekla… Vrste cementov,standardne preiskave Vrste apna, proizvodnja Uporaba veziv
7. OGLJIKOVODIKOVA VEZIVA	10	Dijak: spozna surovino in način priprave veziv spozna osnovne lastnosti posameznih vrst veziv spozna uporabnost v gradbeništvu pojasni bistvene razlike v sestavi, lastnostih in uporabi	Bitumen –vrste bitumnov, veziva z bitumnom, bitu-emulzije, modificirani bitumni Uporaba za hidroizolacije - vrste Katran- nastanek, lastnosti in uporaba Uporaba v cestogradnji Asfalt – liti asfalt, makadamski asfalt, drenažni asfalt Preiskave asfalta	Samostojno delo dijakov: Načrt recepture za pripravo izbranega bitumenskega veziva
8. MALTE	5	Dijak: spozna vrste malt spozna komponente spozna lastnosti projektira sestavo malte	Vrste in lastnosti malte Konsistenca, homogenost, trdnost, odpornost na mraz, sprijemljivost s podlago	Praktično delo v skupinah pri projektiranju malt
Zidovi	2	Dijak: se seznani z vplivom trdnosti malte in zidakov na nosilnost zidov	Opredelitev povezanosti malte in zidaka	Praktični prikazi v laboratoriju
9. BETONI	16	Dijak: spozna zgodovino razvoja betona spozna sestavo in dodatke betonu spozna postopke za preverjanje kakovosti spozna tehnične zahteve svežega betona spozna betonske izdelke spozna lahke betone	Osnovne sestavine betona Dodatki betonu: plastifikatorji, aeranti, pospeševalci in zadrževalci vezanja, gostila in dodatki za betoniranje pri nizkih temperaturah Tenične zahteve betona: stabilnost, gibljivost in vgradljivost, izločanje vode, plastičnost, stisljivost, segregacija betona Konsistenca betona Trdnost betona, marka in določanje marke Lom betona – mehanizem loma *vplivi na trdnost betona (mešanica, zgostitev, starost, nega) *deformacije: zaradi zunanje obtežbe, zaradi temperaturnih sprememb *obstojnost –agresivni vplivi *kakovost – marka betona, betoni s posebnimi lastnostmi, vodoneprepustni beton, betoni odporni na mraz, odporni na soli in na obrus Klasifikacija betona *klasa *razvrstitev betona po namenu : masivni beton, za cestna vozišča, betoniranje v vodi, za vodo neprepusten in vodoodbojen, obrusno odporen, temperaturno odporen, barvni beton Betonski izdelki Izdelki iz lahkega betona Strešniki, tlakovci, pohodne plošče	Ogled slikovnega materiala Delo dijakov v skupinah Ogled gradbenega laboratorija v sklopu betonarne v bližnji okolici Izdelava seminarske naloge o dejavnosti v betonarni
4. LETNIK
1. PREISKAVE MATERIALOV	6	Dijaki: obnovijo lastnosti spoznajo vrste preiskav spoznajo napake pri meritvah spoznajo načine podajanja rezultatov	Dokazovanje kvalitete Kontrola proizvodnje Meritve (naključne in sistemske) Dokumenti, ki spremljajo materiale Zakonodaja-slovenska in evropska
2. LES	18	Dijak se seznani: z gozdno ekologijo spozna gozdna rastišča našteje in opiše glavne drevesne vrste utemelji pomen gozdov in lesa za slovenijo utemelji uporabnost lesa v gradbeništvu pojasni higroskopičnost in oriše transport vode v živem drevesu ter transport proste (kapilarne) in vezane (higroskopske) vode v mrtvem lesu	Drevo: makroskopska in mikroskopska struktura lesa Vrste lesa: iglavci, listavci, eksoti Fizikalne lastnosti lesa: gostota,vlažnost, krčenje in nabrekanje, prostorninska teža lesnih vrst Mehanske lastnosti Napake lesa in vzroki Zaščita lesa Voda v lesu:higroskopičnost, transport vode v živem drevesu in mrtvem lesu, oris tehnologije sušenja lesa	Delo v skupinah: vrste lesa napake lesa napake rezanega gradbenega lesa zaščita lesa postopki sušenja lesa
3. KOVINE Železo, jeklo in litine	16	Dijak spozna: vrste kovin postopke preizkušanja uporaba v gradbeništvu pridobivanje kovin razume zvezo med posameznimi gradbenimi materiali fizikalne, kemijske in mehanske lastnosti kovin spoznava strukture kovin zlitine in njihove lastnosti	Struktura kovin – kristalna struktura in napake v strukturi Zlitine – odvisnost nekaterih lastnosti od tipa zlitin Železo in legure železa: ohlajevalna krivulja železa, proizvodni postopki železa in jekla, lito železo in lito jeklo toplotna obdelava jekel Razvrstitev jekla po pridobivanju, sestavi in uporabi Označevanje vrst jekla (gradbena jekla) Fizikalne lastnosti jekla Mehanske lastnosti jekla: - natezni preizkus - statična trdnost - dinamična trdnost - vpliv temperature na mehanske lastnosti Korozija in korozijska zaščita – oblike: *aktivna korozijska zaščita (konstruiranje, uporaba obstojnejših jekel, katodna zaščita) *pasivna korozijska zaščita –priprava površin *kovinske prevleke *plastificiranje *emajliranje *korozija armature v betonu in zaščita Izdelki iz kovin za gradbeništvo: pločevina, gradbeni profili, cevi, vrvi, valovita pločevina	Ob zbirki kovinskih materialov dijaki poglabljajo znanje o kovinah in s primerjavami ustvarjalno sodelujejo pri pridobivanju uporabnega znanja.       Dijak si pridobiva znanje s pomočjo slik, ki jih projicira učitelj in obrazloži bistvene lastnosti posameznih kovin.   Spozna glavne metode preizkušanja kovin in njihovo uporabnost v gradbeništvu.       Seminarska naloga: Gospodarska škoda na nezaščitenih objektih zaradi korozije na kovinskih konstrukcijah Primer vzdrževanja kovinskih mostov Dijaki ob AV prikazih spoznavajo vrste korozije na praktičnih primerih. Dijaki skupinsko izdelajo plakate posameznih vrst izdelkov.
4. BARVNE KOVINE	10	Dijak spozna: vrste barvnih kovin načine pridobivanja lastnosti posameznih kovin Uporabnost v gradbeništvu obstojnost in vplive na okolje	Svinec – lastnosti, pridobivanje Cink - lastnosti, pridobivanje Baker -lastnosti, pridobivanje Aluminij - lastnosti, pridobivanje Nikelj - lastnosti, pridobivanje Elektrolitska korozija in kombiniranje barvnih kovin Možnosti uporabe v gradbeništvu	Izračun ekonomičnosti uporabe ustreznih barvnih kovin na praktičnih primerih in primerjava z alternativnimi materiali, če je to mogoče.
5. ARMIRANI BETON	12	Dijak spozna: pomen armature v betonu nosilnost armature v betonskih elementih vrste armature: gladka, rebrasta, mrežna, Bi-jeklo sodelovanja armature in betona – adhezija	Armirani beton – pomen Vrste – našteti in opisati Prednapeti beton – pomen in način uporabe Beton z izjemnimi trdnostmi Diagram sodelovanja armature z betonom	Dijak sklepa in pojasni kvaliteto armiranih betonov na podlagi grafičnih prikazov iz literature in prospektnega materiala proizvajalcev.
6. GRADBENO STEKLO	7	Dijak spozna: vrste gradbenih stekel in njihove lastnosti namembnost posameznih vrst stekel	Vitroidi - proizvodni postopek in uporaba Lastnosti – kemična obstojnost,debelina stekla Varnostna stekla – armirana, prednapeta, varnostna in protivlomna Izolacijska stekla- toplotna, akustična Optične lastnosti – svetloba, UV-prepustnost, faktor senčenja) Steklaki Stekleni ekspandirani agregat Penjeno steklo Steklena volna (proizvodnja, izdelki in uporaba)	Dijaki zberejo slikovni material in vzorce ter pripravijo demonstracijo posameznih vrst stekel.
7. SINTETIČNI MATERIALI	9	Dijak: opiše vrste spozna strukture in lastnosti spozna mehansko kemijske lastnosti spozna kemijsko obstojnost pomembnih umetnih snovi razume staranje materialov spozna požarne lastnosti	Polimeri: lastnosti in uporaba termoplasti duroplasti silikoni polsintetični materiali Elastomeri Sintetične malte in polimerni betoni Staranje in obstojnost sintetičnih materialov	Dijaki izdelajo primerjavo med posameznimi materiali in pripravijo interno razstavo zbranega slikovnega materiala le-teh. Grafični prikaz oporečnosti sintetičnih materialov (v fazi proizvodnje in uporabe) oziroma kritičen odnos do uporabe teh materialov v bivalnem okolju z vidika vplivov na okolje in na človeka.
8. LEPILA	6	Dijak spozna: vrste lepil tehnike lepljenja vplive lepil na bivalno okolje	Vrste lepil: za les, polimere, elastomere, kovine, podne obloge, steklo	Delo v skupinah: dijaki praktično izvedejo proces lepljenja izbranega materiala z ustreznim lepilom in opazujejo obnašanje zlepljenega materiala.
9. KITI IN LEPILNE MASE	6	Dijak spozna: vrste kitov in njihove lastnosti osnovne surovine za kite deponiranje ostankov kitov	Vrste kitov: - togi - plastični - elastični - plasto-elastični Kiti na podlagi: - firneža - vodnega stekla - kazeinski kiti - klejni kiti - poliuretanski
10. BARVE IN LAKI	10	Dijak spozna: barve in laki kot gradbeni material diagram kromatičnosti metode kolorimetrije vplive na okolje deponiranje ostankov barvil in lakov	Vrste barv- našteje in opiše: - vodotopne barve - barve, topne v alkoholu - vodonetopne barve - pigmente - polnila barve za betone in omete – lastnosti in uporaba laki - vrste in uporaba v gradbeni stroki	V dvojicah izdelajo »tabelo uporabnosti barv in lakov v gradbeništvu«
11. BIO-MATERIALI	5	Dijak spozna: biomateriale in trende razvoja teh materialov pomen varstva okolja in izbire ustreznih materialov razloži pomen prijaznega bivalnega okolja oziroma bio-hiše	Vrste biomaterialov Možnosti nadomeščanja klasičnih materialov z okolju prijaznejšimi Lastnosti biomaterialov	Dijaki izdelajo individualno primerjalno analizo na izbranem gradbenem elementu ali objektu primerjavo uporabe klasičnih materialov z uporabo bio-materialov z vidika: -bivalne kakovost -varstva okolja in -ekonomičnosti.
Skupaj 3.letnik: 105 ur Skupaj 4.letnik 105 ur

 

III. MEDPREDMETNE POVEZAVE 

Pri predmetu materiali je pomembna povezava z drugimi predmeti, zlasti s kemijo, biologijo, fiziko in mehaniko. Učitelj mora upoštevati zvezo med posameznimi poglavji različnih predmetov in tako zagotoviti sistematičnost in celostnost pouka.

 

IV. OBVEZNI NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA

V vsakem ocenjevalnem obdobju naj bo obvezno ustno in pisno preverjanje v obliki kontrolne naloge.

V četrtem letniku se predvideva izdelava seminarske naloge.