Detail předmětu

Kompozitní materiály

FAST-NJA028-AAk. rok: 2025/2026

Vývoj kompozitních materiálů, rozdělení kompozitních materiálů do základních typů a jejich charakteristika. Definice kompozitních materiálů a výklad kompozitního působení. Proměnné definující vlastnosti kompozitů. Částicové kompozity a jejich rozdělení. Vláknové kompozity, vlákna, matrice. Kovová, skleněná, polypropylenová, celulózová, uhlíková, čedičová a další vlákna. Kompozitní materiály s polymerní matricí a vláknovou výztuží (FRP), výroba, trvanlivost. Kompozitní materiály s cementovou matricí a vláknovou výztuží, vláknobeton s ocelovými vlákny. Sklovláknobeton. Vláknocementové kompozitní materiály. Dřevocementové kompozitní materiály. Nové materiály pro zesilování konstrukcí, lamely, výztužné tkaniny. Materiály s alkalicky aktivovanou matricí. Jednosměrové kompozity - relativní zastoupení fází, teplotní roztažnost a transportní vlastnosti. Přednášky jsou doplněny laboratorními úlohami ve cvičení.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Lenka Bodnárová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců (THD)

Vstupní znalosti

Znalosti z oblasti fyziky. Znalosti z oblasti chemie – klasifikace látek, vlastnosti látek.
Znalosti z oblasti stavebních materiálů – vlastnosti stavebních látek.
Znalosti z oblasti technologie betonu – proces návrhu, míchání betonu, proces zhutňování betonu, ukládání betonu.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Seznámení s kompozitními materiály používanými ve stavebnictví. Pochopení kompozitního působení materiálů a možností kompozitů. Seznámení s principy navrhování a použití kompozitů. Na základě získaných poznatků posluchač může optimálně volit kompozitní materiál pro konkrétní aplikaci, je schopen definovat požadované vlastnosti kompozitu, podmínky jeho použití, získá zkušenosti s praktickou přípravou vybraných druhů kompozitních materiálů.
Student zvládne cíl předmětu získáním znalostí o kompozitních materiálech používaných ve stavebnictví. Student si osvojí znalosti pro pochopení kompozitního působení materiálů, získá znalosti o principech navrhování kompozitů a možnostech použití kompozitů ve stavebnictví.

Základní literatura

BODNÁROVÁ, L. Kompozitní materiály, studijní opora, Brno, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, 2007. (CS)
W. Clyne, D. Hull An Introduction to Composite Materials, 3rd Edition, Cambridge University Press, ISBN: 10 0521860954, 2019 (EN)

Doporučená literatura

ACI Committee 440, ACI 440R-07 Report on Fiber-Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures, ISBN: 9780870312595, 2007 (EN)
BHAGWAN D. AGARWAL, LAWRENCE J. BROUTMAN, K. CHANDRASHEKHARA, Analysis and Performance of Fiber Composites, 4th Edition, ISBN: 978-1-119-38998-9, 2017 (EN)
VISTASP M KARBHARI, Durability of Composites for Civil Structural Applications, Woodhead Publishing in Materials, ISBN: 0849391091, 2007 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIM magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lenka Bodnárová, Ph.D.

Osnova

  • 1. Vývoj kompozitních materiálů, rozdělení kompozitních materiálů, definice.
  • 2. Proměnné definující vlastnosti kompozitů, jejich strukturní roztřídění, navrhování kompozitů, specifika navrhování.
  • 3. Vláknové kompozity, vlákna, matrice.
  • 4. Kompozitní materiály s cementovou matricí a vláknovou výztuží (s ocelovými, polymerními, skleněnými, celulózovými, čedičovými vlákny).
  • 5. Sklovláknobeton SVB.
  • 6. Vláknocement.
  • 7. Dřevocementové kompozitní materiály.
  • 8. Materiály s alkalicky aktivovanou matricí.
  • 9. Kompozitní materiály s polymerní matricí a vláknovou výztuží (FRP), vlastnosti vstupních materiálů, technologie výroby.
  • 10. Kompozitní materiály s polymerní matricí a vláknovou výztuží, vlastnosti, trvanlivost, aplikace.
  • 11. Nové materiály pro zesilování konstrukcí, lamely, výztužné tkaniny.
  • 12. Částicové kompozity, odolnost kompozitů vůči působení vysokých teplot.
  • 13. Jednosměrové kompozity, zastoupení vláken. Mechanika jednosměrových kompozitů, podélná pevnost, modul pružnosti a pevnost, teplotní roztažnost a transportní vlastnosti.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Sedlmajer, Ph.D.
Ing. Jindřich Melichar, Ph.D.

Osnova

  • 1. Úvodní cvičení, školení bezpečnosti, laboratorní řád.
  • 2. Kompozity s cementovou matricí – vliv druhů partikulárních plniv na vlastnosti čerstvého a zatvrdlého betonu.
  • 3. Kompozity s cementovou matricí – vliv množství a typu polymerních vláken na vlastnosti čerstvého a zatvrdlého betonu.
  • 4. Kompozity s cementovou matricí – vliv množství a typu ocelových vláken na vlastnosti čerstvého a zatvrdlého betonu.
  • 5. Kompozity s cementovou matricí – vliv přídavku skleněných, celulozových a čedičových vláken na vlastnosti čerstvého a zatvrdlého betonu.
  • 6. Kompozitní materiály s alkalicky aktivovanou matricí, příprava částicových a vláknitých kompozitů.

Kompozity na polymerní pojivové bázi – polymerbetony a polymer malty, speciální typy, použití.

  • 7. Exkurze - výroba kompozitů s polymerní matricí a vláknovou výztuží (FRP), dlouho a krátkováknové kompozity, pultruze.
  • 9. Exkurze - výroba dřevocementových kompozitních materiálů.
  • 10. Exkurze - výroba ocelových vláken do betonu.
  • 11. Exkurze - výroba kompozitů s polymerní matricí.
  • 12. Prezentace seminárních prací.
  • 13. Kontrola protokolů. Zápočet.