123 MAIN - MATERIÁLOVÉ INŽENÝRSTVÍ

Prezentace na téma: "123 MAIN - MATERIÁLOVÉ INŽENÝRSTVÍ"— Transkript prezentace:

1 123 MAIN - MATERIÁLOVÉ INŽENÝRSTVÍ
KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE 123 MAIN - MATERIÁLOVÉ INŽENÝRSTVÍ

2 Přednášející prof. ing. Jiří Hošek, DrSc. místnost: D 1048b
konzultace: dle dohody ing. Zbyšek Pavlík, Ph.D. místnost: D 1048a konzultace: Po 9:00 – 10:30 Ing. Milena Pavlíková, Ph.D. Místnost: D 1045

3 Promoce absolventů magisterského studia:
  Promoce absolventů bakalářského studia:   Imatrikulace 1. ročníků bc. studia   (pátek) Rektorské volno   od hod. (středa) Děkanský den   do hod sportovní den Dny otevřených dveří   (středa) (pátek) Děkanské volno   KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

4 Doporučená literatura:
Skripta – Materiálové inženýrství I – M. Pavlíková, Z. Pavlík, J. Hošek, ČVUT v Praze Chemie ve stavebnictví, O. Henning, V. Lach, SNTL/ALFA, 1983. Chemie pro nechemické vysoké školy, J. Rais a kol., SNTL, ALFA, 1969. Fyzikální základy struktury látek, A, Drahokoupilová, vydavatelství ČVUT, Fakulta stavební, 1975. Stavební hmoty, L. Svoboda a kolektiv, JAGA Group s.r.o., Bratislava, 2004. Biologické znehodnocení staveb, R. Wasserbauer, ABF a.s., ARCH, 2000. Odvlhčování staveb, M. Balík a kolektiv, Grada Publishing a.s., 2005. Historické omítky – průzkumy, sanace, typologie, J. Hošek, V. Losos, Grada Publishing a.s., 2007. KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

5 Doporučená literatura:
9. Vysokohodnotný beton, Pierre-Claude Aitcin, ČKAIT, Praha, 2005. 10. Nauka o materiálu II. L. Ptáček a kolektiv, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., 1999. 11. Transport Processes in Concrete, Černý R., Rovnaníková P., ed. London: Spon Press, 2002, ISBN 12. 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 13. Construction materials – their nature and behaviour, edited by J. M. ILLSTON and P. L. J. DOMONE, Spon Press, 2007. KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

6 Materiálové inženýrství (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 KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

7 3. Etapa = etapa materiálového inženýrství:
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 rozšiřující materiálovou základnu 3. Etapa = etapa materiálového inženýrství: je uzavřen okruh hmot, které jsou vhodné pro stavební konstrukce rozšíření materiálové databáze je možné pouze díky poznatkům vědeckého výzkumu KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

8 Nauka o materiálech se mění v materiálové inženýrství!
Vývoj se ubírá směrem k racionálnímu využívání hmot, přehodnocování hmot …… využití nových technologií 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 mění v materiálové inženýrství! Tlak inženýrů na výzkum a technologii na základě specifických požadavků technických oborů. KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

9 Základní úkoly materiálového inženýrství
lepší využití tradičních hmot na základě nových poznatků = využití skrytých rezerv hmot soustředit se na problém modifikace a kombinace dle požadavků praxe – hlavním cílem jsou kompozitní materiály 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 KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

10 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). KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

11 Předmět Materiálové inženýrství 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 závislosti na vnějších podmínkách. KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

12 Obsah přednášek Úvodní hodina – organizace výuky, podmínky udělení zápočtu a absolvování zkoušky, časový harmonogram výuky, doporučená literatura, úvod do problematiky materiálového inženýrství – etapy vývoje materiálů pro stavebnictví, základní úlohy materiálového inženýrství – prof. Hošek Struktura látek – stavba atomu, rozdělení prvků podle elektronové konfigurace, PTP a její zákonitosti, chemické vazby – Ing. Pavlíková Podstata stavebních hmot – povaha a velikost soudružných sil, skupenství látek – látky plynné, kapalné, pevné – krystalické a amorfní látky, krystalové mřížky, poruchy krystalových mřížek, heterogenní látky, fázové přechody – Ing. Pavlíková KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

13 Obsah přednášek Vysokopevnostní a vysokohodnotný beton – vývojové etapy výroby betonů vysokých pevností, vztah pórovitosti a pevnosti hydratovaného cementového pojiva, jemnost mletí, plastifikační přísady – princip ztekucování, teplota hydratace, přísady a příměsi slínku, principy výroby vysokohodnotného betonu - prof. Hošek Plasty – vztah mezi strukturou a vlastnostmi, rozdělení plastů, chemické složení a tvar makromolekulárních jednotek, změkčování plastů, vyztužené plasty, plastbetony, hlavní směry uplatnění plastů - prof. Hošek Vlastnosti reálných stavebních hmot I – textura, struktura, idealizované mikrostruktury, základní fyzikální vlastnosti materiálů, pórovitost otevřená uzavřená, distribuce pórů, vlhkostní vlastnosti stavebních materiálů – vlhkost, nasákavost, vzlínavost, sorpční izotermy, retenční křivky vlhkosti, součinitel difúze, faktor difúzního odporu, propustnost - Ing. Pavlík KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

14 Obsah přednášek III Vlastnosti reálných stavebních hmot II – tepelné vlastnosti stavebních hmot – mechanismy transportu tepla, normové veličiny, tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, délková a objemová teplotní roztažnost, tepelný odpor, součinitel prostupu tepla, metody měření, příklady vlastností materiálů, akustické vlastnosti stavebních hmot – vlnový odpor, akustická tvrdost, činitel zvukové pohltivosti, šíření zvuku, vlastnosti běžných stavebních materiálů, mechanické vlastnosti ve vztahu k vlhkosti a teplotě – Ing. Pavlík Beton - vztah mezi strukturou a vlastnostmi – chemie cementu, vznik porézní struktury betonu, hydratace cementu, struktura betonu, voda v hydratované cementové mikrostruktuře, póry v hydratované cementové mikrostruktuře, vnitřní a vnější faktory ovlivňující porézní strukturu betonu– Ing. Pavlík Beton – vliv porozity na vlastnosti betonu – pevnost, permeabilita, tepelná vodivost, vliv vnějších podmínek na vlastnosti betonu – působení vysokých teplot, vliv nízkých teplot, destrukce betonu vlivem působení agresivních látek– Ing. Pavlík Vysokopevnostní a vysokohodnotný beton – vývojové etapy výroby betonů vysokých pevností, vztah pórovitosti a pevnosti hydratovaného cementového pojiva, jemnost mletí, plastifikační přísady – princip ztekucování, teplota hydratace, přísady a příměsi slínku, principy výroby vysokohodnotného betonu - prof. Hošek KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

15 Obsah přednášek IV Degradace stavebních materiálů – chemická, fyzikální, fyzikálně-chemická a biologická degradace, příčiny degradace a koroze, degradace betonu, degradace vápenato-uhličitanových pojiv, degradace vlivem vodorozpustných solí, degradace teplotou, koroze výztuže– Ing. Pavlík Kompozitní materiály – formování struktury, synergické působení, vliv matrice a výztuže na chování kompozitů, kovové, silikátové a polymerní matrice – Ing. Pavlík Řízený návrh stavebních materiálů – principy řízeného návrhu materiálů, požadavky na vlastnosti materiálů, počítačové modelování a simulace vlastností, shrnutí metod a přístupů materiálového inženýrství– Ing. Pavlík KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

16 Podmínky udělení zápočtu a zkoušky
Zápočet: Vypracování a odevzdání všech laboratorních úloh Povolena jedna absence na laboratorním cvičení Zápočtový test – min. 30 bodů z 50 možných Zkouška: Písemná zkouška – při nerozhodném výsledku ústní pohovor KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE