Materiálové inženýrství a diagnostika staveb: Klíč k udržitelné výstavbě

Specializace Materiálové inženýrství nabízí studentům možnost poznat teoreticky i prakticky kromě tradičních stavebních materiálů i materiály nové, a to z hlediska jejich složení, výroby, následného použití a vzájemné interakce se životním prostředím. Cílem studia specializace Materiálové inženýrství je prohloubení znalostí o struktuře stavebních materiálů, vztahu jejich struktury a vlastností, experimentálních a výpočetních postupech, které umožňují cílenou výrobu stavebních materiálů specifických požadovaných vlastností.

Základní motivací tohoto studijního programu Stavební inženýrství - materiály a diagnostika staveb je připravit studenty pro uplatnění zejména v praktické oblasti stavební praxe a poskytnout jim široký rozhled a významný základ pro jejich následné uplatnění. Cílem studia je výchova vysoce kvalifikovaných odborníků v oblasti materiálového inženýrství a diagnostiky staveb. Studium přináší rozsáhlé a hluboké poznatky o struktuře, vlastnostech, technologii výroby, chování materiálů, o vlivu materiálů na životní prostředí, o způsobech navrhování a zkoušení materiálů, o poruchách staveb, způsobu diagnostikování těchto poruch a také o vhodných řešeních diagnostikovaných problémů, například s ohledem na památkové objekty či ekologii.

Učební plán specializace obsahuje základní předměty navrhování stavebních konstrukcí, projektování pozemních staveb i stavebního řízení s cílem pochopení požadavků na stavební materiály a širších souvislostí stavební praxe. Studenti získají komplexní znalosti v oblasti návrhu, výroby a testování stavebních materiálů a získají informace o fyzikálních a chemických parametrech materiálů se zohledněním vlivu změn vnějšího prostředí a okolních podmínek na jejich trvanlivost a životnost.

Obsah studia a získané dovednosti

V rámci 1,5 letého magisterského studia programu Stavební inženýrství - materiály a diagnostika staveb se studenti seznámí s předměty z oblasti materiálů a materiálových věd (materiálové inženýrství, degradace stavebních materiálů, dřevo a materiály na bázi dřeva, silikátové materiály, základy fyzikální chemie, moderní materiály), s předměty zabývajícími se technologiemi a návrhy materiálů (moderní metody navrhování stavebních materiálů, technologie výroby stavebních dílců, víceúrovňový popis cementových kompozitů), dále diagnostikou a zkušebnictvím (měření materiálových parametrů, zkušebnictví a kontrola jakosti, diagnostika inženýrských konstrukcí, měřicí metody v diagnostice), modelováním fyzikálních problémů a vyhodnocováním dat (modelování kompozitních materiálů, přetváření a porušování, transportní procesy v materiálech) a i laboratorní technikou (elektrické měřicí přístroje).

Klíčová témata v rámci studia stavebních materiálů:

  • Pojmy a klasifikace stavebních materiálů.
  • Zkoušení materiálů. Principy, bezpečnost, hodnocení výsledků.
  • Základní fyzikální vlastnosti.
  • Mechanické vlastnosti.
  • Vlhkostní a tepelné vlastnosti.
  • Pojiva hydraulická a vzdušná.
  • Beton. Pojmy, složky, návrh směsi.
  • Typy betonů - prostý, železobeton, lehké betony, vysokohodnotné betony.
  • Stavební kámen. Materiály na bázi hlíny -nepálené a pálené.
  • Kovy. Železo, ocel, měď, zinek, hliník a slitiny kovů. Vlastnosti a použití.
  • Dřevo a další přírodní organické materiály. Vlastnost, trvanlivost, ochrana. Materiály na bázi dřeva.
  • Asfalty. Sklo. Vlastnosti, výrobky, použití.
  • Polymery. Pojmy, rozdělení. Termoplasty a reaktoplasty.

Moderní a SMART materiály ve stavebnictví

Předmět je úvodem ke studiu sofistikovaných stavebních materiálů (tzv. SMART materials) na bázi cementových kompozitů a alkalicky aktivovaných aluminosilikátů. Jsou nastíněny jejich materiálové vlastnosti, možnosti dosažení požadované sofistikované vlastnosti, využitelnost v praxi. Předmět se zaměřuje zejména na nové materiály s vyšší přidanou hodnotou, které souvisí s rozvojem v oboru a umožňuje se studentům seznámit s nejnovějšími trendy ve stavebnictví. Předmět se dále dotýká multikriteriálního hodnocení materiálů s ohledem na dodržování zásad trvale udržitelného rozvoje.

Čtěte také: Stavební využití polystyrenu

V našich laboratořích například probíhalo testování speciální geopolymerní směsi, která byla použita při realizaci pomníku Marie Terezie, kterou najdete na pražských Hradčanech.

Přírodní stavební materiály a udržitelná výstavba

Náplní předmětů je přehled přírodních stavebních materiálů, jejich vlastnosti a způsob aplikace v konstrukcích pozemních staveb. Důraz přitom je kladen na řešení konkrétních stavebních konstrukcí, prvků a stavebních detailů. Zároveň je tato problematika zařazena do širšího kontextu udržitelné výstavby. Cílem předmětu X124PSM je podat studentům programu Stavební inženýrství ucelený přehled o využití přírodních stavebních materiálů v moderním stavitelství. Problematika snižování negativních dopadů výstavby na životní prostředí vede ke snaze ve vyšší míře využívat environmentálně šetrná řešení, maximální využití přírodních materiálů je jedním z možných řešení.

Osnova přednášek o přírodních materiálech:

  1. Přírodní materiály v moderním stavitelství.
  2. Základní přehled přírodních materiálů podle konstrukcí a použití.
  3. Nosné a dělicí konstrukce z přírodních silikátových materiálů. Konstrukce otvorů.
  4. Nosné a dělicí konstrukce z materiálů rostlinného původu. Konstrukce otvorů.
  5. Stropní konstrukce a konstrukce střechy. Základy a podlaha na terénu z přírodních materiálů.
  6. Obvodové pláště 1 - základní přehled PM pro obvodové pláště.
  7. Obvodové pláště 2 - Střecha. Podlaha na terénu. Konstrukční detaily.
  8. Přírodní materiály a vnitřní mikroklima.
  9. Přírodní materiály pro kompletační konstrukce. Přehled. Technologie provádění.
  10. Environmentální kvalita přírodních stavebních materiálů.
  11. Environmentální hodnocení projektu.

Témata projektů a závěrečných prací jsou ve velké míře navázána na probíhající výzkumné projekty, díky čemuž jsou studenti aktivně zapojeni do výzkumných týmů.

Literární zdroje

  • Svoboda, Luboš a kol.: Stavební hmoty. 2.přeprac. a dopl. vyd. Bratislava: Jaga, 2007.
  • Pytlík Petr: Technologie betonu. 2. vyd.
  • Soutsos M., Domone, P.: Construction Materials.
  • Haimei Zhang: Building Materials in Civil Engineering.
  • Aitcin, Pierre-Claude: Vysokohodnotný beton.
  • Chybík, Josef: Přírodní stavební materiály.
  • HAN, B., YU, X., OU, J. Self-Sensing Concrete in Smart Structures. Butterworth-Heinemann, 2015.
  • SHI, C., ROY, D., KRIVENKO P. Alkali-Activated Cements and Concretes. New York: CRC Press, 2005.
  • ČERNÝ, R., ROVNANÍKOVÁ, P. Transport Processes in Concrete. 1st ed. London: Spon Press, 2002.
  • HAN, B., ZHANG, L., OU, J. Smart and Multifunctional Concrete Toward Sustainable Infrastructures. Singapore: Springer, 2017.
  • CHUNG, D. D. L. Multifunctional Cement-Based Materials. New York: Marcel Dekker, 2003.

Čtěte také: Vše o stavebních materiálech

Čtěte také: Diskuze a zkušenosti s výběrem stavebních firem

tags: #fsv #stavebni #material

Oblíbené příspěvky: