Detail předmětu

Druhotné suroviny pro výrobu nových stavebních materiálů 2

FAST-BJA029Ak. rok: 2024/2025

V předmětu budou studenti seznámeni se základními poznatky z oblasti technologie betonu. Úvodní části budou zaměřeny na rozdělení betonů, značení betonů s ohledem na pevnostní parametry a prostředí, ve kterém bude užíván. Navazovat bude pasáž o základních reologických a fyzikálně - mechanických vlastnostech betonů v čerstvém a zatvrdlém stavu. Budou definovány charakteristiky vstupních surovin a jejich funkce v betonech. Navazovat budou informace o druhotných surovinách, které můžou nahradit klasické přírodní zdroje. Tato část bude rozdělena na náhrady přírodních kameniv druhotnými ve formě betonových, cihelných či směsných recyklátů i možností využití asfaltových drcených recyklátů, dřevní hmoty, plastů, pryže atd. jako částečné náhrady přírodních plniv. Navazovat budou poznatky o možné částečné náhradě cementů jemně mletými moučkami vzniklými při recyklaci cihelných a betonových odpadů. Dále možnosti využívání vedlejších energetických produktů hlavně různých typů popílků. Budou objasněny specifika ovlivňující postupy při navrhování složení betonů a dopady na vlastnosti v čerstvém stavu a následně na fyzikálně – mechanické a trvanlivostní parametry betonů. Budou komentovány taktéž možnosti využívání vláken z odpadních plastů, pryží či papíru jako rozptýlené výztuže do betonu. Cílem bude přednést základní znalosti nutné pro návrh složení betonů pro předem zadané konečné vlastnosti betonu, jak z konzervativních přírodních zdrojů, tak zejména jejich alternací druhotnými surovinami.

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců (THD)

Učební cíle

Absolvent navazuje na získané znalosti z předmětů Úvod do odpadového hospodářství, Waste Treatment and Technologiesů, Zkoušení materiálů a konstrukcí a Druhotné suroviny pro výrobu nových stavebních materiálů 1. V tomto kurzu získá základní informace o označování a vlastnostech čerstvých a zatvrdlých betonů a jejich složení. Významnou část zaujímají informace o vstupních stávajících přírodních surovinách pro výrobu betonu. V další části budou klasifikovány možné náhrady přírodních zdrojů vstupních surovin materiály získanými z odpadů zejména stavebních demolic. Konkrétně cihelné a betonové recykláty, drcený odpadní polystyren, dřevo, plasty, pryže jako částečné či úplné náhrady plniv. Dále možnosti jemných složek vzniklých z demoličních odpadů jako částečné náhrady pojivové složky tj. cementu. Bude seznámen se stávající legislativou, pro bezpečné zabudování těchto odpadů pro bezpečné použití v betonech včetně specifických postupů při návrhu složení a získaných vlastnostech betonů. Absolvent bude schopen posoudit vhodnost těchto odpadů pro další využití včetně návrhu složení v souladu se současnou legislativou.

 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Závěrečný test ve 13. týdnu pro udělení zápočtu.

Ústní zkouška po písemné přípravě.

 

Základní literatura

HELA, Rudolf a Adam HUBÁČEK. Druhotné suroviny pro výrobu nových stavebních materiálů. Studijní opora FAST VUT v Brně, 2023. (CS)

Doporučená literatura

HELA, R.; KŘÍŽOVÁ, K. Possibilities of Using Concrete and Brick Recyclate as a Substitute for Natural Aggregates. In 4th International Conference on Advances in Environmental Engineering. Advances in Science and Technology. Switzerland: Trans Tech Publications Ltd, 2023. s. 69-75. ISSN: 1662-0356. (EN)
HELA, Rudolf. Technologie betonu I – studijní opora. Brno: VUT FAST, 2005 (CS)
HELA, Rudolf. Technologie betonu II – studijní opora. Brno: VUT FAST, 2007 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-ENI bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.

Osnova

1. Definice betonu, historie vzniku, rozdělení a druhy betonů, základní normy. 2. Značení betonu dle pevností, objemových hmotností a stupňů vlivu prostředí. 3. Složky betonu – kamenivo. 4. Složky betonu, voda, cementy, přísady a příměsi do betonu. 5. Čerstvý beton, reologické vlastnosti, vliv vodního součinitele na vlastnosti čerstvých a zatvrdlých betonů. 6. Navrhování složení betonů s přírodními vstupními surovinami. 7. Plniva do betonů z druhotných surovin, definice, vlastnosti, možnosti použití, dopady na vlastnosti čerstvých a zatvrdlých betonů. Požadavky na jejich kvalitu z hlediska platných ČSN a ČSN EN. 8. Příměsi z druhotných surovin, jejich definice, vlastnosti a možnosti účinné náhrady cementů při optimalizace dávkování a dosažení požadovaných vlastností betonů. 9. Odlišnosti v navrhování betonů s recyklovanými plnivy a příměsemi. 10. Vlastnosti vláken z druhotných surovin a jejich možné využití jako rozptýlené výztuže do betonů. 11. Možnosti solidifikace jiných stavebních odpadů do betonu. 12. Zatvrdlý beton, fáze tuhnutí a tvrdnutí, zrání, ošetřování. 13. Speciální betony s využitím druhotných surovin.

Konzultace v kombinovaném studiu

15 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.

Osnova

1. Beton a jeho základní složky. Přehled základních norem týkajících se betonu a jeho vstupních surovin. 2. Kamenivo do betonu - Granulometrie kameniva - čáry zrnitosti dle Fullera a dle EMPA, moduly kameniva, pásma zrnitosti. Příklady na výpočet křivky zrnitosti a mísení kameniva. 3. Zkoušení mechanických a fyzikálních vlastností kameniva - Mezerovitost kameniva, měrný povrch kameniva, tvarový index, zrnitost kameniva, mísení více frakcí upraveného kameniva, požadavky na recyklované kamenivo do betonu. 4. Návrhové metody složení betonu - definice požadavků na beton, volba vstupních surovin, návrh složení betonu, experimentální ověření návrhu, rovnice absolutních objemů. Návrh složení betonu podle odhadu přebytku cementového tmele. 5. Zkoušení čerstvého betonu - stanovení konzistence betonu (zkoušky sednutím kužele, rozlitím, VeBe a stupeň zhutnitelnosti, zkouška sednutí-rozlitím), stanovení objemové hmotnosti čerstvého betonu, stanovení obsahu vzduchu v čerstvém betonu. 6. Zkoušení ztvrdlého betonu - stanovení pevnosti betonu v tlaku, ohybu a v příčném tahu, objemová hmotnost betonu, hloubka průsaku tlakovou vodou, statický modul pružnosti betonu v tlaku, mrazuvzdornost betonu, odolnost betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek, obsah vzduchu ve ztvrdlém betonu. 7. Vliv množství vody a vliv množství plastifikační přísady na vlastnosti čerstvého a ztvrdlého betonu. Výroba betonu s různým množstvím vody a alternativně s různým množstvím plastifikační přísady a posouzení vlivu na zpracovatelnost betonu a pevnost betonu v tlaku. 8. Příměsi z druhotných surovin - návrh a výroba betonu s využitím vysokého množství elektrárenského popílku (UHVFAC). 9. Betony s recyklovaným kamenivem - návrh a výroba betonu s částečnou a úplnou náhradou přírodního kameniva betonovým a cihelným recyklátem, posouzení vlastností čerstvého a ztvrdlého betonu. 10. Vláknobetony - návrh a výroba betonů s použitím různých druhů rozptýlené výztuže (běžná vlákna a vlákna z druhotných surovin), posouzení vlivu vláken na vlastnosti čerstvého a ztvrdlého betonu. 11. Pěnobetony a polystyren betony - návrh a výroba speciálních lehkých a ultralehkých betonů s využitím druhotných surovin. 12. Betony s využitím netradičních druhotných surovin - návrh a výroba betonů s využitím odpadu z recyklace dřevěných palet a recyklované pryže z pneumatik a posouzení jejich vlastností. 13. Zápočtový test, kontrola protokolů a plnění požadavků pro udělení zápočtu.