Oblasti výzkumu

Výzkumné skupiny v oblasti
Pokročilé stavební materiály

Alkalicky aktivované materiály a geopolymery

Alkalicky aktivované materiály a geopolymery

Vedoucí: doc. RNDr. Pavel Rovnaník, Ph.D.

Web výzkumné skupiny

Činnost skupiny je zaměřena na základní i aplikovaný výzkum a vývoj nových materiálů na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátových pojiv a geopolymerů. Základním směrem výzkumu je využití alternativních a odpadních surovin pro přípravu alkalicky aktivovaných materiálů a vývoj nových přísad pro modifikaci reologických a dalších technologických vlastností těchto materiálů. Druhou oblastí je pak studium elektrických vlastností těchto materiálů s přídavkem vodivých plniv a jejich využití pro aplikace v chytrých konstrukcích.

Projekty
  • GAČR: Vlastnosti, trvanlivost a chování lehkých maltových směsí s minerálními plnivy, grant GA ČR 21-11516S

  • GAČR: Termoelektrické vlastnosti a schopnost energy harvestingu alkalicky aktivovaných aluminosilikátů s optimalizovanými elektrickými vlastnostmi, grant GA ČR 22-00960S

  • GAČR: Modifikace reologických vlastností alkalicky aktivovaných materiálů novými typy organických přísad, grant GA ČR 23-04951S

Publikace
  • ROVNANÍK, P., KUSÁK, I., BAYER, P., SCHMID, P., FIALA, L. Comparison of electrical and self-sensing properties of Portland cement and alkali-activated slag mortars. Cement and Concrete Research 2019, Vol. 118, 84-91. ISSN 0008-8846

  • MIKHAILOVA, O., DEL CAMPO, A., ROVNANÍK, P., FERNÁNDEZ, J.F., TORRES-CARRASCO, M. In situ characterization of main reaction products in alkali-activated slag materials by Confocal Raman Microscopy. Cement & Concrete Composites, 2019, Vol. 99, 32-39. ISSN 0958-9465

  • ROVNANÍK, P., KUSÁK, I., BAYER, P., SCHMID, P., FIALA, L. Electrical and Self-Sensing Properties of Alkali-Activated Slag Composite with Graphite Filler. Materials 2019, Vol. 12, article 1616. ISSN 1996-1944

  • MIZEROVÁ, C.; KUSÁK, I.; TOPOLÁŘ, L.; SCHMID, P.; ROVNANÍK, P. Self-sensing properties of fly ash geopolymer doped with carbon black under compression. Materials 2021, Vol. 14, 4350. ISSN 1996-1944

  • ROVNANÍK, P.; KUSÁK, I.; BAYER, P. Effect of water saturation on the electrical properties of cement and alkali-activated slag composites with graphite conductive admixture. Construction and Building Materials 2022, Vol. 361, 129699. ISSN 0950-0618

Měření pomocí georadaru, automatizace měřicích procesů a analýza naměřených veličin

Měření pomocí georadaru, automatizace měřicích procesů a analýza naměřených veličin

Vedoucí: prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc.

Web výzkumné skupiny

Skupina se věnuje vývoji, měření, automatizaci měřících procesů a analýze změřených veličin. Jedná se zejména o využití georadaru, který používaná pro průzkum a analýzu struktury pod povrchem pomocí rádiových vln. Georadar vysílá signály do půdy a na základě odražených signálů z různých vrstev a objektů pod povrchem umožňuje vytvoření obrazu struktury. Tato technika je užitečná pro neinvazivní průzkum a může poskytnout důležité informace bez nutnosti fyzického zásahu do prostředí. Další oblastí zájmu skupiny je modální analýza, která se používá k identifikaci chování technických struktur vlivem vibrací. Pomáhá v navrhování a kontrole struktur tak, aby nebyly poškozovány vibracemi a rázy.

Výstupy (patenty, užitné vzory, praktické realizace atd.)
  • HS122204010 - Radarový průzkum "Knihovna Litomyšl" - Provedení průzkumu georadarem objektu knihovny s vyhledáním dutin

Publikace
  • Dvořák, R.; Jakubka, L.; Topolář, L.; Rabenda, M.; Wirowski, A.; Puchýř, J.; Kusák, I.; Pazdera, L. Non-Destructive Characterization of Cured-in-Place Pipe Defects. Materials 2023, 16, 7570

Aplikace metody akustické emise

Aplikace metody akustické emise

Vedoucí: doc. Mgr. Libor Topolář, Ph.D.

Web výzkumné skupiny

Akustická emise (AE) je metoda nedestruktivního zkoušení a zahrnuje sledování akustických signálů nebo emisí generovaných materiálem při namáhání nebo deformaci. Metoda je zvláště užitečná pro detekci a charakterizaci poškození nebo vad materiálů, jako jsou trhliny, delaminace a další defekty. Běžně se používá v průmyslových odvětvích, jako je letectví, stavebnictví a výroba. Jednou z hlavních výhod je, že je nedestruktivní a umožňuje posouzení materiálů bez jejich poškození. Současně umožňuje monitorování v reálném čase, kdy poskytuje informace o stavu materiálu během namáhání nebo zatěžování.

Publikace
  • TOPOLÁŘ, L.; KOCÁB, D.; HRUBÝ, P.; JAKUBKA, L.; HODULÁKOVÁ, M.; HALAMOVÁ, R. The Effect of Specimen Size on Acoustic Emission Parameters and Approximate Position of Defects Obtained during Destructive Testing of Cementitious and Alkali-Activated Degraded Fine-Grained Materials. Materials, 2023, vol. 16, no. 9, p. 1-17. ISSN: 1996-1944.

  • TOPOLÁŘ, L.; KOCÁB, D.; PAZDERA, L.; VYMAZAL, T. Analysis of Acoustic Emission Signals Recorded during Freeze-Thaw Cycling of Concrete. Materials, 2021, vol. 14, no. 5, p. 1-16. ISSN: 1996-1944.

  • TOPOLÁŘ, L.; ROVNANÍK, P.; MIZEROVÁ, C.; SCHMID, P. Comparison of the effect of different additives on acoustic emission parameters obtained during three-point bending tests of alkali-activated slag composites. ENGINEERING FAILURE ANALYSIS, 2019, vol. 105, no. 2019, p. 496-502. ISSN: 1350-6307.

  • KOCÁB, D.; TOPOLÁŘ, L.; KUCHARCZYKOVÁ, B.; HALAMOVÁ, R. The analysis of acoustic emission signals detected during the loading of cement-based materials. ENGINEERING FAILURE ANALYSIS, 2019, vol. 99, no. 2019, p. 18-25. ISSN: 1350-6307.

  • TOPOLÁŘ, L.; PAZDERA, L.; KUCHARCZYKOVÁ, B.; SMUTNÝ, J.; MIKULÁŠEK, K. Using acoustic emission methods to monitor cement composites during setting and hardening. Applied Sciences - Basel, 2017, vol. 7, no. 5:451, p. 1-11. ISSN: 2076-3417.

Modelování pevnosti, růstu a remodelace kostí a zubů

Modelování pevnosti, růstu a remodelace kostí a zubů

Vedoucí: prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Web výzkumné skupiny

Ve spolupráci s týmy na lékařské fakultě Masarykovy univerzity, na Technické univerzitě v Liberci a s dalšími pracovišti v zahraničí skupina zkoumá rozdělení mechanických vlastností kostí, včetně jejich pravděpodobnostního popisu, biomechaniky a remodelaci kostí vlivem mechanického namáhání s cílem identifikovat předchozí zatížení z CT skenů skeletonu a optimálně zacílit operační zákroky. Dále pracuje na pochopení procesu růstu kontinuálně rostoucích zubů myší a složení dentinu/skloviny příbuzných živočichů s ohledem na mechanické stimuly. Tvoří digitální dvojčata soustavy skeletálního systému a dalších modelovaných tkání.

Publikace
  • Gonzalez Lopez, M.; Huteckova, B.; Lavický, J.; Zezula, N.; Rakultsev, V.; Fridrichová, V.; Tuaima, H.; Nottmeier, C. Petersen, J.; Kavkova, M.; Zikmund, T.; Kaiser, J.; Lav, R. Star, H. Bryja, V.; Henyš, p.; Vořechovský, M.; Tucker, A.S.; Harnos, J.; Buchtová, M. and Křivánek, J. Spatiotemporal monitoring of hard tissue development reveals unknown features of tooth and bone development. Science Advances, ISSN 2375-2548, 9(31):eadi0482, 2023

  • Henyš, P.; Vořechovský, M.; Stebel, J.; Kuchař, M.; Exner, P. From computed tomography to finite element space: a unified bone material mapping strategy. Clinical Biomechanics, ISSN: 0268-0033, 97: 105704, 2022.

  • Henyš, P.; Vořechovský, M.; Kuchař M.; Heinemann, A.; Kopal, J.; Ondruschka, B.; Hammer, N. Bone mineral density modeling via random field: Normality, stationarity, sex and age dependence. Computer Methods and Programs in Biomedicine, ISSN: 0169-2607, 210: 106353, 2021

doc. Ing.

Jiří
Bydžovský

CSc.

koordinátor výzkumné oblasti Pokročilé stavební materiály

+420 541 147 505
Jiri.Bydzovsky@vut.cz