English

Katalog předmětů

Identifikace

KódCJ013
NázevTechnologie betonu 3
Course nameConcrete Technology 3

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky2 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení1 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav technologie stavebních hmot a dílců
GarantRudolf Hela

Obsahové informace

V návaznosti na poznatky získané v předchozích předmětech Technologii betonu 1 a 2, jsou znalosti rozšiřovány o nové typy betonů s vysoce specializovanými vlastnostmi a užitnými vlastnostmi. Budou osvětleny nejen specifické požadavky na výběr a vlastnosti vstupních surovin, ale i na metody navrhování jejich složení. Vzhledem ke specifickým požadavkům na konečné vlastnosti čerstvých a zatvrdlých betonů budou popsány i speciální zkušební metody pro ověření požadovaných vlastností, oblasti jejich optimálního ekonomického použití ve stavebních dílech i s ohledem na ekologické dopady a principy zachování trvale udržitelného rozvoje stavění. Cílem je seznámit posluchače s moderními trendy v technologii betonu a s betony speciálních vlastností jako např. ultravysoce pevnostní, stříkané betony pro tunelářské technologie, reaktivní práškové kompozity, betony s využitím nanočástic, speciální architektonické betony (průsvitné, graffiti povrchy) atd.
Současné trendy v oblasti technologie betonu přináší nové typy betonů vysokých užitných vlastností, využití vyššího podílu odpadních surovin a zaměření nejen na konstrukční hledisko navrhování staveb, ale také celkové estetické pojetí betonových konstrukcí. V rámci přednášek a cvičení se studenti seznámí se specifikací, navrhování a využitím betonů s vysokým podílem elektrárenských popílků, ultravysocepevnostních betonů, reaktivních práškových kompozitů, stříkaných betonů pro tunelové stavby, vybranými typy směsí pro silniční stavitelství a soudobé trendy v oblasti pohledových betonů. Současně bude osvětlena metodika návrhu složení pojivové matrice založené na dosažení maximální hutnosti matrice pomocí mikro příměsí při současném řízeném ovlivňováním tloušťky tranzitní zóny a dále např. vliv hydratačního tepla na reologii čerstvých malt v čase, její ovlivňování různými typy superplastifikačních přísad, využití nanotechnologií v betonech, atd.
Přednášky jsou doplněny laboratorními úlohami ve cvičení.

Harmonogram přednášky

  • 1. Reologie čerstvých cementových malt - Newtonovská, nenewtonovská, Binghamova hmota, modely, vlivy na změny reologie.
  • 2. Metody měření reologie cementových a modifikovaných suspenzí, vlivy teploty a superplastifikačních přísad na změny reologie v čase, vlivy na vývoj hodnot hydratačních tepel a mechanických vlastností zatvrdlých malt.
  • 3. Možnosti využívání příměsí do betonů a plastifikačních přísad pro redukci objemových změn, vývoje teplot při tvrdnutí beton, optimalizace průběhu náběhů pevností pro betonáže objemných konstrukcí.
  • 4. Teorie navrhování složení speciálních betonů s využitím mikro příměsí, optimalizace hutnosti suchých složek v pojivové matrici, křivky zrnitosti v pojivovém systému pro částice do 0,25 mm.
  • 5. Vliv minimalizace mezerovitosti složek v pojivové matrici na tloušťku a kvalitu tranzitní zóny mezi zrny pojiva a dopady na vlastnosti zatvrdlého betonu.
  • 6. Betony s vysokým obsahem elektrárenských popílků (UHVFAC), navrhování složení, definování vlastností el. popílků, vlastnosti čerstvých i zatvrdlých betonů, oblasti užití.
  • 7. Ultravysocepevnostní betony (UHPC - 120 až 160 MPa), zásady navrhování receptur, užití, vlivy pevností v tlaku na další vlastnosti betonů jako statické moduly pružnosti, odolnost vůči působení agresivních prostředí, aj.
  • 8. Reaktivní práškové kompozity (RPC), princip chování, výběr vhodných plniv, fyzikálně-mechanické vlastnosti.
  • 9. Druhy materiálů pro stabilizované podkladní vrstvy vozovek stmelené i nestmelené hydraulickými pojivy.
  • 10. Exkurze
  • 11. Technologie stříkaných betonů, popis varianty suchých i mokrých stříkaných betonů, návrhy složení, požadované vlastnosti, metody zkoušení rychlosti náběhů pevností.
  • 12. Ekologicky příznivé betony (Green Concrete) s využíváním recyklovaných plniv a nízkoslínkových cementů, výhledy pro zachování trvale udržitelného rozvoje betonářského stavitelství.
  • 13. Speciální úpravy povrchů architektonických betonů - průsvitné, průhledné, samočistící, graffiti betony.

Harmonogram cvičení

  • 1. Úvodní cvičení. Seznámení s laboratorním řádem a BOZP, s náplní cvičení a podmínkami pro udělení zápočtu.
  • 2.-3. Návrh složení betonů s využitím mikro příměsí s cílem optimalizovat hutnost cementového kamene a tloušťku tranzitní zóny.
  • 4.-5. Návrh složení betonů s užitím uhlíkových nanotrubiček, způsoby míchání, ověření vlivu na pevnosti po 7,28 a 60 dnech, ověření vlivu na mrazuvzdornost betonů.
  • 6.-7. Ultra vysoce pevnostní betony - výroba malt ve složení UHPC i v kombinaci klasických cementových malt. Zrání těles za různých podmínek (voda, propařovací komora) a zjištění vlivu na výsledné vlastnosti.
  • 8.-9. Návrh složení stabilizací pro podkladní vrstvy vozovek stmelených hydraulickými pojivy, ověření základních mechanických vlastností. Receptury navrhnout vždy s využitím druhotných surovin.
  • 10. Exkurze
  • 11.-12. Stříkané betony. Ověření funkčnosti a účinnosti různých typů urychlovačů, sledování vývoje teplot během urychleného tvrdnutí a metody testování pevností stříkaných betonů v raném stádiu.
  • 13. Zápočtový test.
  • 5. Nevím zda se v některých cvičeních objevuje náhrada kameniva recyklátem, účinky vysokých teplot pokud nemá ve cvičeních Lenka Bodnárová, geopolymery očekávám od doc. Rovnaníka.
  • 6. Ideálně exkurze, nyní mě napadájí laboratoře Consultestu anebo AdMaSu pokud zde budou např. pece apod. co mají mít ostatní pavilony.
Základní znalosti získané v kurzech Technologie betonu 1 a 2, Maltoviny 1 a 2, Kompozitní materiály, Trvanlivost stavebních materiálů. Důležité jsou poznatky o moderních současných směrech jednak pro vytvoření speciálních extrémních konečných vlastností, snižování výrobních nákladů a ekologické zátěže. Nutné jsou základní poznatky o vlivu charakteru mikrostruktury cementového kamene na fyzikálně-mechanické vlastnosti (obsah a distribuce mikro a makropórů, tranzitní zóny na přechodech mezi zrny plniva, vliv hodnoty vodního součinitele na vlastnosti čerstvých i zatvrdlých betonů). Dále základní poznatky z reologie čerstvých betonů a způsoby jejich měření, chování a účinnost superplastifikačních přísad v betonech.

Doporučená literatura ke studiu předmětu

MEHTA, P.Kumar a MONTERIRO, New YorkPaulo J.M. : Concrete - Microstructure,Properties and Materials, New York: The Mc Graw-Hill Companies, 2006
KOSMATKA, Steven a PANARESE,William: Design and Control of Concrete Mixtures, Skokie, Illinois: Portland Cement Association, 1994
COLLEPARDI,Mario: Moderní beton, Praha: IC ČKAIT, 2009
BENSTED,J. a BARNES,P.: Structure and Performance of Cement, London:Spon Press Taylor and Francis group, 2002
THOMAS, Michael: Supplementary Cementing Materials in Concrete, London:Spon Press Taylor and Francis group, 2013
DACZKO, Joseph: Self - Consolidating Concrete, London:Spon Press Taylor and Francis group, 2012
HELA,R., BARTOS,P, DE SCHUTTER, G,DOMONE,P. GIBBS,J.: Samozhutnitelný beton, Praha, ČBS, 2009