Detail předmětu
Chemie stavebních materiálů
FAST-NCB008Ak. rok: 2022/2023
Kinetika chemických reakcí, tepelná bilance chemických reakcí. Voda, struktura, vlastnosti, pH, transport vody a vodní páry v materiálech, úloha vody při vytváření pevné struktury stavebních materiálů, vliv vody na jejich vlastnosti a degradaci. Chemie anorganických nekovových stavebních materiálů - složení, vlastnosti, degradace a ochrana proti degradaci. Chemické a elektrochemické vlastnosti kovových stavebních materiálů, koroze kovů, ochrana proti korozi. Chemické složení dřeva, jeho vlastnosti, biotické a abiotické poškozování. Chemické vlastnosti plastů, jejich stabilita a degradace.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Ústav chemie (CHE)
Výsledky učení předmětu
Student zvládne cíl předmětu, tj. chemické reakce při vytváření pevné struktury anorganických pojiv, chemické vlastnosti kovů, degradační procesy anorganických stavebních materiálů.
Prerekvizity
Základy obecné chemie, druhy vazeb ve sloučeninách, reakční kinetika, disociace, elektrolyty, základy elektrochemie, standardní elektrodové potenciály, základní poznatky o anorganické chemii, základy organické chemie, principy chemického názvosloví, stechiometrické výpočty.
Způsob a kritéria hodnocení
Zkouška z předmětu je a ústní. Při zkoušce musí student prokázat porozumnění danému předmětu. Hodnocení odpovídá systému ECTS.
Osnovy výuky
1. Kinetika chemických reakcí. Tepelná bilance chemických reakcí.
2. Metody zkoumání stavebních materiálů – chemická a strukturní analýza.
3. Voda – struktura, ionizace a pH, druhy přírodních vod a jejich vlastnosti, vliv vody na vlastnosti stavebních materiálů. Porozita stavebních materiálů. Transport vody a solí ve stavebních materiálech, vlhkost, hygroskopicita a důsledky z toho vyplývající.
4. Chemie sádry a anhydritových pojiv, vlastnosti a degradace.
5. Chemie vápenných pojiv, omítky a malty, degradace, ochrana a obnova omítek.
6. Chemie keramických staviv – složení, pórová struktura, vlastnosti a degradace. Sklo – druhy, složení, vlastnosti, degradace.
7. Chemie cementu a betonu. Složení, vlastnosti, hydratace, hydratační teplo, vodní součinitel.
8. Chemické přísady ovlivňující vlastnosti stavebních materiálů.
9. Degradace betonu agresivními plyny a roztoky. Chemické vlastnosti kameniva v betonu, degradační procesy. Stabilita a degradace vláknové výztuže.
10. Chemické a elektrochemické vlastnosti kovů, Koroze kovů, koroze oceli v betonu.
11. Chemické složení dřeva, vlastnosti dřeva, biotické a a biotické poškození dřeva.
12. Chemie makromolekulárních látek na bázi uhlíku a křemíku. Degradace plastů.
13. Základní mechanické vlastnosti stavebních materiálů ve vztahu k jejich chemické podstatě.
2. Metody zkoumání stavebních materiálů – chemická a strukturní analýza.
3. Voda – struktura, ionizace a pH, druhy přírodních vod a jejich vlastnosti, vliv vody na vlastnosti stavebních materiálů. Porozita stavebních materiálů. Transport vody a solí ve stavebních materiálech, vlhkost, hygroskopicita a důsledky z toho vyplývající.
4. Chemie sádry a anhydritových pojiv, vlastnosti a degradace.
5. Chemie vápenných pojiv, omítky a malty, degradace, ochrana a obnova omítek.
6. Chemie keramických staviv – složení, pórová struktura, vlastnosti a degradace. Sklo – druhy, složení, vlastnosti, degradace.
7. Chemie cementu a betonu. Složení, vlastnosti, hydratace, hydratační teplo, vodní součinitel.
8. Chemické přísady ovlivňující vlastnosti stavebních materiálů.
9. Degradace betonu agresivními plyny a roztoky. Chemické vlastnosti kameniva v betonu, degradační procesy. Stabilita a degradace vláknové výztuže.
10. Chemické a elektrochemické vlastnosti kovů, Koroze kovů, koroze oceli v betonu.
11. Chemické složení dřeva, vlastnosti dřeva, biotické a a biotické poškození dřeva.
12. Chemie makromolekulárních látek na bázi uhlíku a křemíku. Degradace plastů.
13. Základní mechanické vlastnosti stavebních materiálů ve vztahu k jejich chemické podstatě.
Učební cíle
Chemické procesy vytváření pevné struktury anorganických pojiv, elektrochemické vlastnosti kovů, degradační a korozní procesy stavebních materiálů.
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
Aïtcin P. C. Vysokohodnotný beton, ČBS, Praha, 2005. ISBN 80-86769-39-9 (CS)
Collepardi M. Moderní beton, ČBS, ČKAIT, Praha, 2009. ISBN 978-80-87093-75-7 (CS)
Hewlett P. C. Lea’s Chemistry of Cement and Concrete, Butterworth Heinemann, 4th edition, Oxford, 1998. (EN)
Collepardi M. Moderní beton, ČBS, ČKAIT, Praha, 2009. ISBN 978-80-87093-75-7 (CS)
Hewlett P. C. Lea’s Chemistry of Cement and Concrete, Butterworth Heinemann, 4th edition, Oxford, 1998. (EN)
Doporučená literatura
Benedix R. Einführung in die Chemie für Bauingenieure, B. G. Teubner Verlag, 2006. (DE)
Rovnaník P., Rovnaníková P. Stavební chemie – Modul 1, Obecná, fyzikální a anorganická chemie a chemie anorganických stavebních materiálů, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2014. (CS)
Rovnaníková P., Rovnaník P., Malá J. Stavební chemie – Modul 2, Degradace stavebních materiálů a chemie kovů, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2014. (CS)
Rovnaník P., Rovnaníková P. Stavební chemie – Modul 1, Obecná, fyzikální a anorganická chemie a chemie anorganických stavebních materiálů, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2014. (CS)
Rovnaníková P., Rovnaník P., Malá J. Stavební chemie – Modul 2, Degradace stavebních materiálů a chemie kovů, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2014. (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program NPC-SIK magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Kinetika chemických reakcí. Tepelná bilance chemických reakcí.
2. Metody zkoumání stavebních materiálů – chemická a strukturní analýza.
3. Voda – struktura, ionizace a pH, druhy přírodních vod a jejich vlastnosti, vliv vody na vlastnosti stavebních materiálů. Porozita stavebních materiálů. Transport vody a solí ve stavebních materiálech, vlhkost, hygroskopicita a důsledky z toho vyplývající.
4. Chemie sádry a anhydritových pojiv, vlastnosti a degradace.
5. Chemie vápenných pojiv, omítky a malty, degradace, ochrana a obnova omítek.
6. Chemie keramických staviv – složení, pórová struktura, vlastnosti a degradace. Sklo – druhy, složení, vlastnosti, degradace.
7. Chemie cementu a betonu. Složení, vlastnosti, hydratace, hydratační teplo, vodní součinitel.
8. Chemické přísady ovlivňující vlastnosti stavebních materiálů.
9. Degradace betonu agresivními plyny a roztoky. Chemické vlastnosti kameniva v betonu, degradační procesy. Stabilita a degradace vláknové výztuže.
10. Chemické a elektrochemické vlastnosti kovů, Koroze kovů, koroze oceli v betonu.
11. Chemické složení dřeva, vlastnosti dřeva, biotické a a biotické poškození dřeva.
12. Chemie makromolekulárních látek na bázi uhlíku a křemíku. Degradace plastů.
13. Základní mechanické vlastnosti stavebních materiálů ve vztahu k jejich chemické podstatě.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Úvod do cvičení, bezpečnost práce, požární prevence
Zasolení zdiva, rozlišení solí a hloubky průniku solí testovanými vzorky
Voda, stanovení obsahu iontů ve vodě, argentometrické stanovení chloridů
Pojiva, rozlišení typu pojiva na základě přítomnosti prvků, stanovení síranů v roztoku
Analýza cementu, rozklad cementu, stanovení MnO ve směsném cementu
Analýza cementu, stanovení CaO a MgO v cementu, rozklad vzorku cementu pro stanovení síranů, srážení síranu barnatého, stanovení SiO2
Analýza cementu, stanovení Fe2O3 a Al2O3 v cementu; filtrace sraženiny BaSO4
Analýza cementu, stanovení obsahu TiO2 a P2O5 v cementu; žíhání sraženiny BaSO4
Kovy, stanovení obsahu Fe v roztoku, analýza slitiny
Koroze betonu, stanovení obsahu Ca(OH)2 ve vzorcích cementových past, rozlišení zkarbonatované a nezkarbonatované cementové pasty
Stanovení agresivního CO2 ve vodě, stanovení amonných iontů ve vodě
Křemík, příprava křemíku redukcí hořčíkem, rozpustnost křemíku v alkalických hydroxidech; příprava borosilikátového skla
Kontrola protokolů, zápočet.