Detail předmětu

Trvanlivost stavebních materiálů

CJ007 předmět zařazen ve 3 studijních plánech

Ing. prez. program nC > M povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Ing. kombin. program nCK > M povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Ing. prez. program nCA > M povinný letní semestr 1. ročník 5 kreditů

Seznámení s problémy korodovaných staveb a to zejména se zřetelem na příčiny vad a poruch, druh korozního prostředí, volbu vhodných stavebních materiálů. Výuka je zaměřena zejména na objasnění chemické mikrostrukturální a mechanické změny při degradaci korozi, koroze železového betonu vyvolaná působením agresivního prostředí a rozdělení materiálů dle trvanlivosti. Podrobně se pojednává o degradaci betonů, korozi kovů a stavebních materiálů kapalnými a plynnými médii, o druzích vod korodujících železobetonové konstrukce, jakož i o vlivu tuhé látky, minerálních tuků a oleje apod. Na to navazují povrchové úpravy zlepšující odolnost stavebních konstrukcí proti agresivním vlivům, resp. impregnace betonu plastickými látkami, nástřiky betonu makromolekulárními látkami, nátěrové hmoty na bázi vodního skla apod. V závěru se zabývá možností prognózování trvanlivosti stav. materiálů a metodikou zjišťování trvanlivosti stavebních hmot s možností ochrany. Přednášky jsou doplněny laboratorním cvičením.

Garant předmětu

prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, dr.h.c.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců

Výsledky učení předmětu

V rámci předmětu jsou studenti velmi podrobně seznamováni s problematikou týkající se trvanlivosti stavebních materiálů. Úvodem jsou studenti obeznámeni s nejčastějšími vadami a poruchami u všech druhů stavebních materiálů. Pozornost dále je zaměřena na principy degradačních procesů vyvolaných různými typy korozních prostředí (kapaliny, plyny, pevná fáze), možnostmi ochrany stavebních konstrukcí atd. Absolvent kurzu je schopen například:
• Detailně popsat degradační principy u jednotlivých typů stavebních hmot (beton, omítky, výztuž, plasty atd.).
• Analyzovat rizika, kterým je konstrukce vystavena v konkrétních podmínkách exploatace.
• Podrobně popsat metodické přístupy k trvanlivostním zkouškám stavebních hmot a aplikovat je v praxi.
• Optimalizovat materiálovou skladbu konstrukce pro konkrétní podmínky exploatace.
• Navrhnout a aplikovat způsoby ochrany stavebních konstrukcí v konkrétních podmínkách.
• Popsat diagnostické metody používané při hodnocení stavu stavebních konstrukcí.
• Objektivním způsobem posoudit stav resp. míru degradace materiálu.

Prerekvizity

Znalosti využití plastických hmot přidávaných do cementových malt a betonů, teoretické a technologické poklady výroby anorganických stavebních pojiv, jmenovitě chemie a technologie sádrařství, vápenictví a cementářství, základní znalosti nutné pro návrh složení betonů pro předem zadané konečné vlastnosti betonu, základní znalosti vlastností vstupních surovin pro výrobu betonu a jejich zkoušení, obecný přehled vlastností keramických surovin, jejich úprava, způsoby vytváření v keramice, vlastnosti vypáleného střepu.

Korekvizity

Obecné znalosti z fyzikální chemie. Znalosti v oboru fyziky aplikované ve stavebnictví. Základy chemie v oblasti struktury silikátů. Orientace v problematice metod používaných při hodnocení stavu materiálů (XRD analýza, gravimetrické analýzy atd.).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

♦ V rámci výuky je obsah přednášek připraven v digitální formě prezentace s co největším podílem grafických podkladů, které studentům reálně přiblíží předmětnou problematiku. Ve cvičení je práce sestavena na prezentaci zadání úlohy, která je poté názorně provedena formou experimentu a student musí dosažené výsledky zpracovat formou elaborátu.

Způsob a kritéria hodnocení

Účast na cvičení je povinná. V rámci cvičení studenti zpracovávají protokoly, část protokolů v pracovních skupinách, část individuálně. Vypracování závěrečného testu s úspěšností alespoň 65%. Předmět je zakončen zkouškou, která má povinnou písemnou a povinnou ústní část. Pro postup do ústní části je nezbytné získat alespoň 25 bodů (max. 40), pro úspěšné složení zkoušky pak alespoň dalších 15 v ústní části.

Cíl

Cílem je seznámit posluchače s problémy korodovaných staveb a to zejména se zřetelem na příčiny poruch, druh korozního prostředí, volbu vhodných stavebních materiálů, seznámení s metodikou prognózování trvanlivosti stav. materiálů a zjišťování trvanlivosti stavebních hmot s možností ochrany.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

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

Přednáška

2 hod./týden, 13 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

1. Seznámení s problémy korodovaných staveb, trvanlivost, degradace
2. Příčiny vad a poruch jednotlivých stavebních hmot.
3. Druhy korozního (agresivního) prostředí, volba vhodných stavebních materiálů, druhy vod korodujících železobetonové konstrukce
4. Druhy plynných prostředí, Vliv tuhé látky, minerálních tuků a oleje apod. Mechanismy objemových změn
5. Objasnění chemické mikrostrukturální a mechanické změny při degradaci a korozi.
6. Degradace železobetonu vyvolaná působením agresivních prostředí
7. Degradace stavebních materiálů vyvolaná působením agresivních prostředí
8. Koroze kovů.
9. Galvanická koroze a metody měření.
10. Primární ochrana stavebních hmot, vliv složení a technologie výroby
11. Sekundární ochrana betonů, Povrchové úpravy zlepšující odolnost stavebních konstrukcí proti agresivním vlivům - rozdělení.
12. Povrchové úpravy - vlastnosti, metody zkoušení, vady a poruchy, proznózování životnosti povrchových úprav.
13. Metodika zjišťování trvanlivosti stavebních hmot s možností ochrany. Možnosti prognózování trvanlivosti stav. materiálů.

Cvičení

2 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

♦ 1. Úvodní cvičení, bezpečnost práce, seznámení s laboratorním řádem, příprava jednotných vzorků pro laboratorní cvičení.
♦ 2. Základní seznámení s problémy korodovaných staveb, trvanlivost, degradace. Příprava dalších vzorků pro laboratorní cvičení.
♦ 3. Výpočtové stanovení degradace stavebních materiálů, výpočty koncentrací korozních medií, výpočtová predikce trvanlivosti stavebních materiálů
♦ 4. Stanovení vlivu různých druhů cementu na degradaci kyselinami
♦ 5. Stanovení vlivu druhů cementu na degradaci cementových kompozitů organickými kyselinami s nízkou koncentrací a dalšími korozními kapalinami.
♦ 6. Porovnání vlivu kapalného a plynného korozního prostředí na cementové kompozity a kovy.
♦ 7. Sekundární ochrana betonů, Povrchové úpravy zlepšující odolnost stavebních konstrukcí proti agresivním vlivům – rozdělení, vlastnosti, metody zkoušení, vady a poruchy, výpočty pro prognózování životnosti a účinnosti povrchových úprav.
♦ 8. Porovnání vlivu kapalného a plynného korozního prostředí na nátěrové systémy různých bází.
♦ 9. Stanovení účinku sekundární povrchové ochrany betonů na různých pojivových bázích stavebních konstrukcí proti agresivním vlivům.
♦ 10. Vliv chloridů na korozi výztuže železobetonů, teorie, příprava vzorků,
♦ 11. Vliv chloridů na korozi výztuže železobetonů, výpočtový model dle ČSN, metody měření koroze výztuže na vzorcích a in situ.
♦ 12. Exkurze na stavby s aplikací ochrany proti agresivnímu prostředí (primární, sekundární)
♦ 13. Kontrola výsledků, protokolů, konzultace a udělení zápočtů