Výzkumné skupiny v oblasti
Pokročilé stavební materiály
Výzkum a vývoj progresivních stavebních materiálů, jejich mikrostruktura a trvanlivost
Vedoucí: prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA., dr.h.c.
Hlavním tématem výzkumné skupiny je výzkum unikátních silikátových a polymerních stavebních hmot s využitím inovativních fyzikálně-chemických metod. Důraz je kladen na maximalizaci synergického působení všech typů vstupních surovin ve výsledných materiálech. Např. vývoj systému pro sanaci chemicky atakovaných a namáhaných stavebních konstrukcí, výzkum elektricky vodivých silikátů pro uzemnění i vyhřívání, studium vlivu interakce cementových kompozitů se superabsorpčními polymery na zvýšení inkorporace druhotných surovin nebo vývoj cementových kompozitů pro 3DCP.
Lehké stavební látky: autoklávovaný pórobeton, lehké omítkové a maltové směsi, lehké podlahy, lehká umělá kameniva na bázi různých druhů popílků atp. jsou předmětem zkoumání v této oblasti. Skupina zde zaznamenala významné výsledky zejména ve spojení s využitím druhotných surovin (např. odpadní polyesterové cupaniny).
Trvanlivost: výzkum degradace stavebních materiálů vlivem agresivních prostředí za využití pokročilých metod (DTA, XRD, CT a SEM s EDX) studia mikrostruktury.
Polymerní materiály: výzkum a vývoj nátěrů, polymermalt, polymerbetonů, spárovacích hmot, sanačních hmot, lepidel, hydrofobizací, CIPP a SIPP.
Pojiva klasická i novodobá
Vedoucí: doc. Ing. Karel Dvořák, Ph.D.
Tým pracuje na výzkumu a vývoji moderních typů anorganických pojiv. Zaměřuje se na vysokohodnotná síranová pojiva na hemihydrátové i anhydritové bázi na pojiva na bázi vápna a na nové typy hydraulických pojiv odvozených z portlandského cementu. Nedílnou součástí je analýza a charakteristika mikrostruktury pojiv pomocí širokého spektra metod, výzkum vysokoteplotních procesů a studium hydratačních procesů. Aktuálně se členové skupiny věnují LC3 cementům, cementům na belitické bázi a CSA cementům.
Malty a betony s anorganickými pojivy
Vedoucí: Prof. Ing. Rudolf Hela, CSc.
Skupina se věnuje vývoji nových typů konstrukčních betonů, ve kterých je využíváno cihelných nebo betonových recyklátů frakcí 4 až 22 mm jako částečné či úplné náhrady přírodních kameniv. Důvodem je hromadění demoličních odpadů a jejich pouhé skládkování, přičemž na druhé straně dochází zásoby přírodních kameniv. Součástí tohoto zaměření výzkumu je i využívání jemně mletých cihelných a betonových recyklátů, které je možné využívat jako aktivní příměsi typu II místo cementů nebo využití ve speciálních vysokohodnotných betonech. Dalším zaměřením je vývoj a využívání speciálních betonů jako např. ultravysoko pevnostní betony, vodopropustné betony, betony částečně zachycující srážkové vody s využitím superabsorpčních polymerů, vývoj cementových jemnozrnných kompozitů pro 3D tisk betonových prefabrikátů či monolitických konstrukcí s ohledem na podmínky tisku, tvary tištěných prvků a optimální řízení dávkování superplastifikačních a urychlovacích přísad v průběhu tisku. Skupina pracuje s řadou zahraničních pracovišť i výrobců stavebních hmot nejen v Evropě (Heildelberg Cement, Cemex, Mapei, SIKA, MC Bauchemie), ale např. i ve Spojených arabských emirátech.
Environmentálně šetrné stavební materiály
Vedoucí: Doc. Ing. Nikol Žižková, Ph.D.
Hlavní činností skupiny je vývoj eco-friendly stavebních materiálů, při kterých je kladen důraz na co největší využití recyklovaných materiálů, druhotných nebo obnovitelných surovin či dalších odpadních látek a vedlejších produktů při zachování jejich funkčních vlastností. Jedná se jak o materiály na anorganické bázi, tak i o materiály na organické, zejména lignocelulózové bázi. Vývoj a využití bio-based materiálů s ohledem na existenci biogenního uhlíku může přispět k dosažení cílů udržitelnosti a environmentální politiky EU tím, že se využívají suroviny s nižším dopadem na životní prostředí a uhlíkovou stopou (Product Carbon Footprint). Z hlediska využití vyvíjených materiálů jsou v rámci činnosti skupiny vyvíjeny materiály jak s nosnou funkcí, tak i pro nenosné konstrukce. Tyto inovativní materiály nacházejí uplatnění při návrhu konstrukcí nízkoenergetických a pasivních domů. Skupina spolupracuje s řadou tuzemských i zahraničních vědeckých pracovišť i s producenty stavebních materiálů, a v rámci spolupráce aplikuje nejnovější trendy do svojí VaV činnosti.
Izolační materiály a stavební fyzika
Vedoucí: prof. Ing. Jiří Zach, Ph.D.
Hlavní činností skupiny je vývoj nových tepelně a akusticko-izolačních materiálů na bázi druhotných a snadnoobnovitelných surovin. Dále pak vývoj nových typů pokročilých izolačních materiálů a superizolačních materiálů (vakuové izolační panely – VIP). Skupina se dále zabývá studiem (především) fyzikálních vlastností stavebních materiálů z pohledu stavební fyziky a transportních mechanismů tepla a vlhkosti. Dále se věnuje problematice snižování energetické náročností stavebních konstrukcí, včetně návrhu, vývoje a testování tepelně izolačních a sanačních omítek a zateplovacích systémů. V teoretické oblasti provádí skupina klíčové studie, posouzení tepelně technických a akustických vlastností stavebních konstrukcí (např. výpočty tepelných vlastností zdiva dle EN 1745, atd.). Skupina spolupracuje s řadou zahraničních vědeckých pracovišť, jako je například TU Vídeň, Univerzita v Lublaně, Technická univerzita ve Vilniusu a Technická univerzita v Rize.
Keramika a žárovzdorné materiály
Vedoucí: doc. Ing. Radomír Sokolář, Ph.D.
Základní i aplikovaný výzkum v oblasti stavební keramiky a žárovzdorných materiálů. Základní výzkum: vývoj a výzkum anortitového slinutého střepu, forsteritu s možností využití dostupnějších případně i druhotných surovin. Významným bodem výzkumu je i studium metody sol-gel pro možnou aplikaci v oblasti výroby primárně netvarových žáromateriálů (žárobetonů). Výzkumné práce jsou založeny na detailním studiu mikrostruktury posuzovaných materiálů (mineralogické a chemické složení, pórovitost apod.) v závislosti na odlišných podmínkách tvorby střepu (složení surovinové směsi, podmínky výpalu apod.) a v kontextu s užitnými vlastnostmi materiálu (pevnost, vodivost, žárovzdornost atd.)
Aplikovaný výzkum: primárně je třeba zmínit dlouhodobou spolupráci s cihlářskými producenty (Wienerberger, Heluz) v oblasti řešení technologických aspektů výroby zejména v dnes aktuálních otázkách snižování energetické a ekologické náročnosti. V oblasti žáromaterálů je dlouhodobým partnerem společnosti PD Refractories (RHI Magnesita Czechia) a Průmyslová keramika.
doc. Ing.
Jiří
Bydžovský
CSc.
koordinátor výzkumné oblasti Pokročilé stavební materiály