Detail předmětu

Technologie betonu 3

FAST-CJ013Ak. 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

Základní znalosti získané v kurzech Technologie betonu 1 a 2, Maltoviny 1 a 2, Kompozitní materiály, Trvanlivost stavebních materiálů. Důležité jsou poznatky o moderních současných směrech jednak pro vytvoření speciálních extrémních konečných vlastností, snižování výrobních nákladů a ekologické zátěže. Nutné jsou základní poznatky o vlivu charakteru mikrostruktury cementového kamene na fyzikálně-mechanické vlastnosti (obsah a distribuce mikro a makropórů, tranzitní zóny na přechodech mezi zrny plniva, vliv hodnoty vodního součinitele na vlastnosti čerstvých i zatvrdlých betonů). Dále základní poznatky z reologie čerstvých betonů a způsoby jejich měření, chování a účinnost superplastifikačních přísad v betonech.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-P-C-SI (N) magisterský navazující

    obor M , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-K-C-SI (N) magisterský navazující

    obor M , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-P-E-SI (N) magisterský navazující

    obor M , 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

prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.

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. 5. Nevím zda se v některých cvičeních objevuje náhrada kameniva recyklátem, účinky vysokých teplot pokud nemá ve cvičeních Lenka Bodnárová, geopolymery očekávám od doc. Rovnaníka. 6. Ideálně exkurze, nyní mě napadájí laboratoře Consultestu anebo AdMaSu pokud zde budou např. pece apod. co mají mít ostatní pavilony.