KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE MATERIÁLOVÉ INŽENÝRSTVÍ

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE MATERIÁLOVÉ INŽENÝRSTVÍ

Přednášející prof. ing. Jiří Hošek, DrSc. místnost: D 1048 konzultace: Po 9:00 10:30 ing. Zbyšek Pavlík, Ph.D. místnost: D 1008 konzultace: Po 9:00 10:30 Cvičící ing. Pavel Tesárek, Ph.D. ing. Lukáš Fiala místnost: D 1015 místnost: D 1008 konzultace: konzultace: Čt 14:00 15:30

Získání zápočtu: absolvování laboratorních cvičení (povolena jedna neomluvená absence) absolvování testu vypracování a odevzdání elaborátů z laboratorních cvičení Ukončen ení kursu - zkouška: ka: písemnáčást ústní pohovor Nová klasifikační stupnice dle ECTS Stupeň označení hodnota Výborně A 1 Velmi dobře B 1,5 Dobře C 2 Uspokojivě D 2,5 Vyhovující E 3 Nevyhovující F 4

Časový plán n zimního semestru 2008/2009 29. 9. 2008-19. 12. 2008 výuka zimního semestru (12 týdnů) 5. 1. 2009-16. 1. 2009 výuka zimního semestru (2 týdny) 22. 12. 2008-2. 1. 2009 zimní prázdniny (6 dnů) 19. 1. 2009-27. 2. 2009 zkouškové období (6 týdnů) únor 2009 zápis do letního semestru na studijním oddělení dle vyhlášky přesun výuky 31. 10. 2008 (pátek) - výuka jako pondělí sudého týdne Rektorský den 8. 10. 2008 od 14.00 hod. (středa) Děkanský den 6. 11. 2008 (čtvrtek) - sportovní den, den otevřených dveří Děkanské volno 27. 10. 2008 (pondělí)

Doporučen ená literatura: Skripta: Materiálové inženýrství I (vydání listopad 2008) 1. Chemie ve stavebnictví, O. Henning, V. Lach, SNTL/ALFA, 1983. 2. Chemie pro nechemické vysoké školy, J. Rais a kol., SNTL, ALFA, 1969. 3. Fyzikální základy struktury látek, A, Drahokoupilová, vydavatelství ČVUT, Fakulta stavební, 1975. 4. Stavební hmoty, L. Svoboda a kolektiv, JAGA Group s.r.o., Bratislava, 2004. 5. Biologické znehodnocení staveb, R. Wasserbauer, ABF a.s., ARCH, 2000. 6. Odvlhčování staveb, M. Balík a kolektiv, Grada Publishing a.s., 2005. 7. Historické omítky průzkumy, sanace, typologie, J. Hošek, V. Losos, Grada Publishing a.s., 2007.

Doporučená literatura: 8. Vysokohodnotný beton, Pierre-Claude Aitcin, ČKAIT, Praha, 2005. 9. Nauka o materiálu II. L. Ptáček a kolektiv, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 1999. 10. Transport Processes in Concrete, Černý R., Rovnaníková P., ed. London: Spon Press, 2002, ISBN 0-415-24264-9. 11. Application of TDR Microprobes, Minitensiometry and Minihygrometry to the Determination of Moisture Transport and Moisture Storage Parameters of Building Materials, Jiřičková M., Prague: Czech Technical University, 2004, ISBN 80-01-02954-9.

Materiálov lové inženýrstv enýrství (úvod): Hmoty byly určujícím, ale také omezujícím faktorem architektonického i konstrukčního pojetí staveb od samého počátku stavebnictví. Ve vývoji materiálové základny je možno rozeznat tři základní etapy s výrazně odlišným přístupem k výběru hmot pro aplikace ve stavebnictví: 1. Etapa: prosté pasivní uplatňování materiálů hmoty určují architekturu a limitují konstrukční pojetí staveb a technologické postupy Příklad: opuka Týnský chrám

2. Etapa: začíná cílenou výrobou prvé umělé stavební hmoty betonu, který umožnil nové pojetí tvorby stavebních konstrukcí beton = kvalitativní skok, jednoznačně díky výsledkům nastupujících technických vědeckých oborů začínají se také objevovat další hmoty rozšiřujícím materiálovou základnu 3. Etapa = etapa materiálov lového inženýrstv enýrství: je uzavřen okruh hmot, které jsou vhodné pro stavební konstrukce rozšíření materiálové databáze je možné pouze díky poznatkům vědeckého výzkumu

Vývoj se ubírá směrem k a) racionálnímu využívání hmot, přehodnocování hmot využití nových technologií b) modifikace hmot, kombinace hmot. kompozitní materiály Hmoty přestávají být limitujícím faktorem rozvoje stavebních konstrukcí hmoty na míru projektant a technolog přímo určuje hmotu pro realizaci záměru. Nauka o materiálech se měním v materiálov lové inženýrstv enýrství!!! Tlak inženýr enýrů na výzkum a technologii na základz kladě specifických požadavk adavků technických oborů.

Základní úkoly materiálov lového inženýrstv enýrství 1. lepší využití tradičních hmot na základě nových poznatků = využití skrytých rezerv hmot 2. soustředit se na problém modifikace a kombinace dle požadavků praxe hlavním cílem jsou kompozitní materiály 3. uplatnění dosud nevyužitých surovin, především druhotných surovin ekologický a ekonomický přínos Metody materiálového inženýrství můžeme charakterizovat ve dvou krocích: teoretické vyhodnocení informací a stanovení základních a odvozených vlastností pro daný specifický požadavek praxe navržení řešení (často za pomocí statistiky) a experimentální potvrzení

Příklad: beton meta 300 MPa - 100 let snaha o lepší porozumění hydratačních procesů: dominující van der Waaalsovy síly a vodíkové můstky zlepšení zásahem do struktury betonu dominující musí být kovalentní a iontové vazby RiO poly-dikalciumsilikát Přístup materiálové inženýrství je opačný vychází ze znalostí o mikrostruktuře odstranění flokulačních tendencí zrn při míchání a využití aerosilikátů (silica fume).

Předmět t Materiálov lové inženýrstv enýrství Cíl předmětu: Změnit způsob posuzování stavebních hmot ve stavebních konstrukcích přejít od popisu vlastností k výkladu chování vlastností ve vzájemném vztahu se strukturou. Zabývat se výpočetními postupy a programováním vlastností nových typů hmot pomocí vstupních dat materiálových fyzikálních, mechanických, vlhkostních a teplených vlastností v závisloti na vnějších podmínkách.

Obsah předmp edmětu 1/3: Klasifikace hmot podle struktury - krystalické hmoty, amorfní látky, vysokomolekulární polymery, předpoklady mechanickofyzikálních vlastností, krystalické mřížky. Vztah mezi strukturou a mechanickými vlastnostmi základní strukturní modely dvou a vícefázových systémů, soudružné síly, chemické vazby. Vlastnosti reálných stavebních hmot charakteristické mechanicko-fyzikální vlastnosti stavebních hmot jako vstupní informace pro výpočtové postupy prognóz vlastností hmot, základní hmoty tvořící materiálovou základnu stavebních materiálů. Teoretické a skutečně dosahované vlastnosti stavebních hmot - zdroje odchylek od teoretických prognóz, vnitřní rozměr materiálu, imperfekce, počáteční poruchy, vnitřní prostředí hmot.

Obsah předmp edmětu 2/3: Vliv vnějších podmínek na chování hmot závislost fyzikálních vlastností na teplotě, vlhkosti, časový faktor, deformace, vlivem trvalého zatížení hmot v konstrukci, objemové změny v průběhu fázové přeměny hmot, degradace a stárnutí hmot. Beton struktura, výroba, tvrdnuté cementu, formace CSH gelů, modifikace složení s ohledem na požadované vlastnosti. Hmoty s porézní strukturou vztah mezi pórovým systémem a makrofyzikálními vlastnostmi, modifikace pórové distribuce a její vliv na změnu porézních systémů. Kompozity výklad vzájemného působení složek kompozitů, přírodní a umělé kompozity, modifikace silikátových hmot polymery, chemická a fyzikální interakce složek v komopozitní struktuře, technologické problémy výroby stavebních kompozitů.

Obsah předmp edmětu 3/3: Polymery výroba, struktura, uplatnění ve stavebnictví, řízený návrh vlastností Progresivní trendy v materiálové základně impregnace porézních mikrostruktur, vnitřně předpínané struktury, hmoty se spojitou změnou hustoty, orientované vláknité struktury, nové typy polymerů. Programování vlastností nových typů hmot vstupní parametry a teoretické úvahy programování hmot s požadovanými parametry, volba složek makrostruktury ve vztahu k předpokládaným vlastnostem kompozitů, optimální postupy, shoda vypočtených a skutečných vlastností programovaných hmot.

Program cvičen ení: (kruhy rozděleny do dvou základních skupin) 1. Úvodní cvičení bezpečnost práce, základní pravidla práce v laboratoři, vzorový laboratorní protokol, návštěva a prohlídka laboratoří 2. Základní materiálové parametry porézních stavebních materiálů - experimentální určení objemové hmotnosti, hustoty matrice, nasyceného obsahu vlhkosti, celkové otevřené pórovitosti gravimetrická metoda, metoda vakuové nasákavosti, pyknometrie 3. Tepelné vlastnosti stavebních materiálů stanovení součinitele tepelné vodivosti a objemové měrné tepelné kapacity pro suché materiály a v závislosti na narůstajícím obsahu vlhkosti aplikace impulsních metod

4. Transport vodní páry porézním prostředí - misková metoda bez teplotního spádu, stanovení součinitele difúze vodní páry a faktoru difúzního odporu 5. Transport kapalné vlhkosti - experimentální stanovení součinitele absorpce pro vodu, stanovení součinitele vlhkostní vodivosti 6. Transport kapalné vlhkosti - vodorovná nasákavost - metody měření obsahu vlhkosti kapacitní metody, odporové metody, elektromagnetikcé metody - inverzní analýza koncentračních profilů vlhkosti 7. Síťový rozbor rozdělení velikosti částic sypkých materiálů - stanovení velikosti částic