Detail předmětu

Technologie betonu 3

FAST-NJA031Ak. rok: 2022/2023

Současné trendy v oblasti technologie betonu přináší nové typy betonů vysokých užitných vlastností, využití vyššího podílu odpadních surovin a zaměření nejen na konstrukční hledisko navrhování staveb, ale také celkové estetické pojetí betonových konstrukcí. V rámci přednášek a cvičení se studenti seznámí se specifikací, navrhování a využitím betonů s vysokým podílem elektrárenských popílků, ultravysocepevnostních betonů, reaktivních práškových kompozitů, stříkaných betonů pro tunelové stavby, vybranými typy směsí pro silniční stavitelství a soudobé trendy v oblasti pohledových betonů. Současně bude osvětlena metodika návrhu složení pojivové matrice založené na dosažení maximální hutnosti matrice pomocí mikro příměsí při současném řízeném ovlivňováním tloušťky tranzitní zóny a dále např. vliv hydratačního tepla na reologii čerstvých malt v čase, její ovlivňování různými typy superplastifikačních přísad, využití nanotechnologií v betonech, atd.
Přednášky jsou doplněny laboratorními úlohami ve cvičení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců (THD)

Prerekvizity

Technologie betonu I
Technologie betonu II

Osnovy výuky

1. Reologie čerstvých cementových malt – Newtonovská, nenewtonovská, Binghamova hmota, modely, vlivy na změny reologie.
2. Metody měření reologie cementových a modifikovaných suspenzí, vlivy teploty a superplastifikačních přísad na změny reologie v čase, vlivy na vývoj hodnot hydratačních tepel a mechanických vlastností zatvrdlých malt.
3. Možnosti využívání příměsí do betonů a plastifikačních přísad pro redukci objemových změn, vývoje teplot při tvrdnutí beton, optimalizace průběhu náběhů pevností pro betonáže objemných konstrukcí.
4. Teorie navrhování složení speciálních betonů s využitím mikro příměsí, optimalizace hutnosti suchých složek v pojivové matrici, křivky zrnitosti v pojivovém systému pro částice do 0,25 mm.
5. Vliv minimalizace mezerovitosti složek v pojivové matrici na tloušťku a kvalitu tranzitní zóny mezi zrny pojiva a dopady na vlastnosti zatvrdlého betonu.
6. Betony s vysokým obsahem elektrárenských popílků (UHVFAC), navrhování složení, definování vlastností el. popílků, vlastnosti čerstvých i zatvrdlých betonů, oblasti užití.
7. Ultravysocepevnostní betony (UHPC - 120 až 160 MPa), zásady navrhování receptur, užití, vlivy pevností v tlaku na další vlastnosti betonů jako statické moduly pružnosti, odolnost vůči působení agresivních prostředí aj.
8. Reaktivní práškové kompozity (RPC), princip chování, výběr vhodných plniv, fyzikálně-mechanické vlastnosti.
9. Druhy materiálů pro stabilizované podkladní vrstvy vozovek stmelené i nestmelené hydraulickými pojivy.
10. Exkurze.
11. Technologie stříkaných betonů, popis varianty suchých i mokrých stříkaných betonů, návrhy složení, požadované vlastnosti, metody zkoušení rychlosti náběhů pevností.
12. Ekologicky příznivé betony (Green Concrete) s využíváním recyklovaných plniv a nízkoslínkových cementů, výhledy pro zachování trvale udržitelného rozvoje betonářského stavitelství.
13. Speciální úpravy povrchů architektonických betonů – průsvitné, průhledné, samočistící, graffiti betony.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

HELA Rudolf: Technologie betonu I, VUT Brno 2004 (CS)
HELA Rudolf: Technologie betonu II, VUT Brno 2007 (CS)

Doporučená literatura

AITCIN Pierre: vysokohodnotný beton, ČKAIT Praha 2011,  (CS)
COLLEPARDI Mario: Moderní beton, CBS Praha, 2006, ISBN 978-80-87093-75-7 (CS)
DAVIDOVITS Joseph: Geopolymer Chemistry and Aplications, Instutit Geopolymére Saint Quentin, 2008 (EN)
GARDNER N.J., WEIS Jason: Shrinkage and Creep of Concrete, ACI Michigan, 2005, ISBN 0-87031-178-6 (EN)
NEZVAL František a kol: Speciální betony, SVB Praha, 2001, ISBN 80-238-2678-6 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIM magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.

Osnova

1. Reologie čerstvých cementových malt – Newtonovská, nenewtonovská, Binghamova hmota, modely, vlivy na změny reologie. 2. Metody měření reologie cementových a modifikovaných suspenzí, vlivy teploty a superplastifikačních přísad na změny reologie v čase, vlivy na vývoj hodnot hydratačních tepel a mechanických vlastností zatvrdlých malt. 3. Možnosti využívání příměsí do betonů a plastifikačních přísad pro redukci objemových změn, vývoje teplot při tvrdnutí beton, optimalizace průběhu náběhů pevností pro betonáže objemných konstrukcí. 4. Teorie navrhování složení speciálních betonů s využitím mikro příměsí, optimalizace hutnosti suchých složek v pojivové matrici, křivky zrnitosti v pojivovém systému pro částice do 0,25 mm. 5. Vliv minimalizace mezerovitosti složek v pojivové matrici na tloušťku a kvalitu tranzitní zóny mezi zrny pojiva a dopady na vlastnosti zatvrdlého betonu. 6. Betony s vysokým obsahem elektrárenských popílků (UHVFAC), navrhování složení, definování vlastností el. popílků, vlastnosti čerstvých i zatvrdlých betonů, oblasti užití. 7. Ultravysocepevnostní betony (UHPC - 120 až 160 MPa), zásady navrhování receptur, užití, vlivy pevností v tlaku na další vlastnosti betonů jako statické moduly pružnosti, odolnost vůči působení agresivních prostředí aj. 8. Reaktivní práškové kompozity (RPC), princip chování, výběr vhodných plniv, fyzikálně-mechanické vlastnosti. 9. Druhy materiálů pro stabilizované podkladní vrstvy vozovek stmelené i nestmelené hydraulickými pojivy. 10. Exkurze. 11. Technologie stříkaných betonů, popis varianty suchých i mokrých stříkaných betonů, návrhy složení, požadované vlastnosti, metody zkoušení rychlosti náběhů pevností. 12. Ekologicky příznivé betony (Green Concrete) s využíváním recyklovaných plniv a nízkoslínkových cementů, výhledy pro zachování trvale udržitelného rozvoje betonářského stavitelství. 13. Speciální úpravy povrchů architektonických betonů – průsvitné, průhledné, samočistící, graffiti betony.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Adam Hubáček, Ph.D.
Ing. Martin Sedlmajer, Ph.D.
Ing. Klára Křížová, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní cvičení. Seznámení s laboratorním řádem a BOZP, s náplní cvičení a podmínkami pro udělení zápočtu. 2.–3. Návrh složení betonů s využitím mikro příměsí s cílem optimalizovat hutnost cementového kamene a tloušťku tranzitní zóny. 4.–5. Návrh složení betonů s užitím uhlíkových nanotrubiček, způsoby míchání, ověření vlivu na pevnosti po 7,28 a 60 dnech, ověření vlivu na mrazuvzdornost betonů. 6.–7. Ultra vysoce pevnostní betony - výroba malt ve složení UHPC i v kombinaci klasických cementových malt. Zrání těles za různých podmínek (voda, propařovací komora) a zjištění vlivu na výsledné vlastnosti. 8.–9. Návrh složení stabilizací pro podkladní vrstvy vozovek stmelených hydraulickými pojivy, ověření základních mechanických vlastností. Receptury navrhnout vždy s využitím druhotných surovin. 10. Exkurze. 11.–12. Stříkané betony. Ověření funkčnosti a účinnosti různých typů urychlovačů, sledování vývoje teplot během urychleného tvrdnutí a metody testování pevností stříkaných betonů v raném stádiu. 13. Zápočtový test.