Detail předmětu

Druhotné suroviny pro výrobu nových stavebních materiálů 1

FAST-BJA027Ak. rok: 2024/2025

Předmět se bude týkat problematiky technologie výroby silikátových stavebních materiálů z obnovitelných surovin. Pozornost bude věnována zejména oblasti pojiv, hydrotermálně vytvrzovaných materiálů a keramiky. Dále budou zahrnuty technologie suchých maltových a omítkových směsí. Oblasti výroby pojiv, pórobetonů a keramiky jsou jednou z klíčových oblastí stavebního průmyslu, kde lze použitím vhodných technologií a surovin dosáhnout značného snížení dopadů na životní prostředí. Cílem výuky bude především seznámení posluchačů s jednotlivými materiály, s jejich výrobou, vlastnostmi a možnostmi využití druhotných surovin pro jejich produkci.

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Karel Dvořák, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců (THD)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet: Zpracované protokoly ze cvičení, písemný test.

Zkouška: Kombinace písemné a ústní části zkoušky.

 

Učební cíle

Absolvent navazuje na získané znalosti z předmětů Nauka o složení stavebních a odpadových materiálů, Úvod do odpadového hospodářství, Technologie zpracování pevných odpadů a Bilancování hmoty, energie a emisí z výroby a dopravy. Seznámí se se základy výroby silikátových stavebních hmot, a to zejména s možnostmi náhrady primárních surovin za suroviny druhotné. Současně by se absolvent měl seznámit s možnostmi recyklace a opětovné použitelnosti konkrétních stavebních hmot. Získá přehled o základních tocích materiálu a propojí se znalostmi získanými z pohledu chemického složení surovin a stavebních hmot a strojních technologií. Absolvent získá základní vhled do problematiky environmentální využitelnosti a dopadu výroby silikátových hmot. Bude schopen se orientovat v základních řešeních, podmínkách a technických možnostech recyklovatelnosti stavebních hmot v rámci výroby silikátových materiálů. ​Po absolvování předmětu budou studenti připraveni pro studium dalších technických disciplín, zejména předmětů Technologie a materiály pro udržitelný rozvoj, Druhotné suroviny pro výrobu nových stavebních materiálů 2 a Life-cycle Assessment of Buildings.

 

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

DVOŘÁK, Karel a Simona RAVASZOVÁ. Druhotné suroviny pro výrobu nových stavebních materiálů 1. Studijní opora FAST VUT v Brně, 2023 (CS)

Doporučená literatura

SCHULTZE, W., a kol. Necementové malty a betony, SNTL (1990) (CS)
ROVNANÍKOVÁ, P. a KERŠNER, Z. Vlastnosti modifikované sádry, CERM, (2009) (CS)
HANYKÝŘ V. Technologie Keramiky,Vega (2000) (CS)
FANDERLÍK, Ivan. Vlastnosti skel. Praha: Informatorium. ISBN 80-85427-91-5 (1996) (CS)
HLAVÁČ, J. Základy technologie silikátů, SNTL(1988) (CS)
TAYLOR, H.F.W. Cement Chemistry, 2nd ed. London: T. Telford, ISBN: 0727725920. (1997) (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-ENI bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Dvořák, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky technologie výroby silikátů. Tradiční výroba z primárních zdrojů  Materiálové hledisko, primární zdroje  Energetické hledisko 2. Úvod do technologie pojiv  Základní definice  Základní rozdělení  Základní vlastnosti a mechanismy chování 3. Síranová pojiva  Zdroje surovin, ČR/EU/Svět  Průmyslové sádrovce  Technologie výroby a využití síranových pojiv  Recyklace výrobků na bázi síranových pojiv 4. Pojiva na bázi vápna  Zdroje primárních surovin  Hydraulická pojiva na bázi vápna s využitím druhotných surovin  Georocky 5. Cement – úvod a základy technologie  Historický kontext  Zdroje v ČR/EU/Svět  Technologické schéma výroby  Pecní systém  Paliva a alternativní paliva (TAP) 6. Vlastnosti cementu – Využití alternativních surovin  Vlastnosti Portlandského cementu  Využití druhotných surovin v produkci směsných cementů  Využití druhotných surovin v produkci nových nízkoenergetických cementů 7. Alternativní hydraulická pojiva, pucolány  Zdroje druhotných surovin s potenciální pucolánovou aktivitou  Zdroje druhotných surovin s latentní hydraulicitou, strusky 8. Suché maltové a omítkové směsi  Technologie výroby  Vlastnosti a požadavky  Využití alternativních surovin ve výrobě SOMS 9. Technologie hydrotermálně vytvrzovaných materiálů – pórobeton (AAC), vápenopískové cihly (VPC)  Historický kontext  Definice a charakteristika a suroviny  Technologie výroby  Využití alternativních surovin ve výrobě AAC a VPC  Vlastnosti a požadavky 10. Úvod do technologie keramiky  Historický kontext  Definice a charakteristika střepu  Suroviny plastické, ostřiva a lehčiva  Alternativní suroviny  Nepálená keramika 11. Technologie výroby keramiky  Lisování, Tažení, Lití  Pecní systém, paliva, alternativy  Statika, dynamika a technologie sušení  Recyklace v průmyslu výroby keramiky  Výrobky a jejich vlastnosti 12. Technologie výroby skla  Historický kontext  Definice a charakteristika skla a skloviny  Přírodní suroviny  Alternativní suroviny a recyklované sklo  Tavné i netavné techniky zpracování skla  Technologické systémy  Výrobky a jejich vlastnosti 13. Životní cyklus silikátových materiálů  Srovnání ekologických dopadů z hlediska hodnocení EPD

Konzultace v kombinovaném studiu

15 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Dvořák, Ph.D.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Karel Dvořák, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní hodina  Laboratorní řád, seznámení se s laboratořemi,  Podmínky zápočtu  Zadání celosemestrálního projektu 2. Úvod do laboratorní práce s pojivy  Seznámení se se základními pojivy  Základní technologické postupy přípravy pojiv 3. Příprava vysokohodnotného síranového pojiva na bázi druhotných surovin  Výroba β-sádry z chemosádrovce  Modifikace konzistence různými druhy plastifikačních přísad  Výroba tvarovky modifikované plastifikační přísadou 4. Příprava hydraulického pojiva na bázi vápna s využitím druhotných surovin  Výroba románského cementu s přídavkem druhotných surovin 5. Příprava a zkoušení různých vlastností směsných cementů  Výroba směsných cementů z Portlandského slínku a druhotných surovin  Stanovení technologických vlastností 6. Příprava a zkoušení cementu pro zdění  Výroba malty normalizované konzistence s využitím druhotných surovin  Stanovení technologických vlastností 7. Stanovení pucolánové aktivity různých druhů druhotných surovin  Využití metody modifikovaného Chapelle testu 8. Příprava hydrotermálně vytvrzovaného materiálu  Výroba pórobetonu autoklávováním s využitím druhotných surovin 9. Příprava keramického střepu s využitím druhotných surovin  Příprava zkušebních vzorků pěnového skla z druhotných surovin 10. Zkoušení vlastností keramického střepu a pěnového skla  Sledování základních technologických vlastností 11. Prezentace a vyhodnocení celosemestrálních projektů 12. Exkurze 13. Zápočtový test a udělení zápočtu