Detail předmětu

Druhotné suroviny pro výrobu nových stavebních materiálů 1

FAST-BJA027Ak. rok: 2025/2026

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

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

FANDERLÍK, Ivan. Vlastnosti skel. Praha: Informatorium. ISBN 80-85427-91-5 (1996) (CS)
HANYKÝŘ V. Technologie Keramiky,Vega (2000) (CS)
HLAVÁČ, J. Základy technologie silikátů, SNTL(1988) (CS)
ROVNANÍKOVÁ, P. a KERŠNER, Z. Vlastnosti modifikované sádry, CERM, (2009) (CS)
SCHULTZE, W., a kol. Necementové malty a betony, SNTL (1990) (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