Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FASTZkratka: FMIAk. rok: 2013/2014
Program: Stavební inženýrství
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
Profil
Doktorské studium oboru "Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství" je zaměřeno na komplexní vědeckou přípravu, metodiku samostatné vědecké práce a na rozvoj poznání v oblasti teorie stavebních látek s tím, že jako základní disciplíny jsou prezentovány fyzika látek, fyzikální chemie silikátů, teorie kompozitních materiálů, mikrostruktura stavebních látek, užití stavebních látek, trvanlivost a sanace materiálů a konstrukcí, dále měřící a diagnostické metody, modelování fyzikálních procesů a úloh stavební fyziky. Ze stavebně technických aplikací zejména sanace betonu a stavebních konstrukcí, sanace vlhkosti a tepelně technické problémy, regenerace ocelových a dřevěných konstrukcí. Vědecká příprava v tomto oboru je založena na zvládnutí výchozích teoretických disciplín přírodovědného základu a teoretických a vědních disciplín příslušného odborného zaměření. Absolvent doktorského studia je připravován pro uplatnění ve vývojové a výzkumné činnosti, umožňujících tvůrčí řešení problematiky vývoje nových progresivních stavebních hmot a materiálů a jejich optimálního uplatnění v konstrukcích staveb. Základní vlastností tohoto doktorského vzdělávání je jeho úzké propojení jak s činností vědeckou, výzkumnou a vývojovou na školícím pracovišti , tak i s vlastní technickou praxí. Průběžná aktivní vědecká činnost je rovněž předpokladem možného uplatnění absolventů jako akademických pracovníků vysokých škol.
Garant
prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, dr. h. c.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Využití deterministického šumu v nedestruktivním testování stavebních materiálů navazuje na osvědčenou metodu impact-echo s cílem zlepšit její rozlišovací schopnost a umožnit kontinuální měření materiálových charakteristik.
Školitel: Martinek Jan, doc. Mgr., Ph.D.
Vzhledem k pozitivným vlastnostem belitických cementů ve smyslu nízké ekologické i tepelně energetické zátěže je žádoucí modifikovat jejich nedostatečnou hydratační rychlost, a to zejména v počátečních stádiích hydratace.
Školitel: Fridrichová Marcela, prof. Ing., CSc.
Alkalicky aktivované aluminosilikáty (AAS) jsou anorganická silikátová pojiva s vysokou odolností a užitnými vlastnostmi. Cílem práce bude modifikace vlastností různých typů AAS použitím chemických přísad a nanopříměsí a chrakterizace vlastností modifikovaných produktů.
Školitel: Rovnaník Pavel, doc. RNDr., Ph.D.
Cílem navrhovaného výzkumu je studium experimentálních korelací mezi povrchovou morfologií lomových ploch a pevností v tlaku materiálů na bázi cementu. Bude použita mikroskopická technika společně s 3D softwarovou projekcí v kombinaci s mechanickým oceňováním pevnosti v tlaku.
Školitel: Ficker Tomáš, prof. RNDr., DrSc.
Uplatnění metody impedanční spektroskopie v oblasti materiálového inženýrství, se zaměřením na materiály na bázi cementu. Použití impedanční spektroskopie pro studium vyvíjející se mikrostruktury materiálů na bázi cementu v průběhu hydratace.
Školitel: Schauer Pavel, doc. RNDr., CSc.
Cílem práce je vytvořit předpoklady pro zjišťování parametrů kusových staviv s využitím nedestruktivních metod zkoušení. Preferovány budou tyto zkušební metody: odrazové tvrdoměry, ultrazvuková impulsová metoda a rezonanční metody.
Školitel: Brožovský Jiří, doc. Ing., CSc.
V literatuře jsou uváděny mechanismy degradace v povrchové vrstvě zateplených budov. Podle dosavadní úrovně poznatků o fyzikálním procesu současného šíření tepla a vlhkosti lze tento projev připsat materiálovým vlastnostem. V rámci zpracování tématu se nejedná o teoretické práce, nýbrž o experimentální studium zejména reflektance staviv a vybraných vlhkostních charakteristik šíření vlhkosti a jejího nesilového účinku.
Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.
Ve spolupráci s průmyslovou firmou bude provedeno sledování chování betonů ve stádiu tuhnutí a tvrdnutí dostupnými metodami nedestruktivního testování s analýzou vybranými matematickými postupy.
Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.
Předmětem práce je studium chování cementových kompozitních materiálů při působení vysokých teplot. Teplotní zatěžování betonů, stanovení změn fyzikálně-mechanických vlastností, sledování míry porušení povrchu vzorků a mikroskopické pozorování teplotně zatížených vzorků s měřením šířky trhlin. Studium explosivního odprýskávání betonu. Zhodnocení vlivu druhu cementu, druhu použitého kameniva, plniva a rozptýlené výztuže na chování betonů při působení vysokých teplot.
Školitel: Bodnárová Lenka, doc. Ing., Ph.D.
Cíle práce je studium a vytvoření předpokladů pro zjišťování modulů pružnosti různých stavebních materiálů, nové typy betonů, správkové hmoty, cihelný střep apod. Zjistit relace mezi dynamickými moduly z NDT a statickými moduly pružnosti
Geopolymery jsou anorganická silikátová pojiva s vysokou odolností a užitnými vlastnostmi. Cílem práce bude příprava různých typů umělého kamene s využitím geopolymeru jako pojiva a chrakterizace jejich vlastností.
Akustická tomografie je metoda, která umožňuje lokalizovat nehomogenity ve zkoumaném prostředí. Cílem práce je výpočet a vizualizace dutin v materiálech pomocí akustické tomografie a stanovení její rozlišovací schopnosti.
Tématem práce bude vývoj inovativních typů materiálů s anorganickou matricí určených pro extrémní aplikace. Pozornost bude zaměřena nejen na materiály na bázi portlandských cementů, ale též geopolymerů, hmot na bázi alkalicky aktivovaných materiálů atd. Vyvíjené materiály budou určeny pro aplikaci v extrémních podmínkách. Jednat se bude například o vysoce chemicky agresivní prostředí, působení extrémních teplot atd.
Školitel: Dufka Amos, Ing., Ph.D.
Cílem práce je vývoj nových materiálů z nebezpečných odpadů, které budou finálně využity ve stavebnictví. Vlastnosti vyvinutých receptur budou prověřeny z hlediska ekologické i technologické vhodnosti včetně ověření a optimalizace ekonomické náročnosti receptur. Finální receptury budou rovněž poloprovozně ověřeny včetně prověření vlastností vyvinutého materiálu z hlediska certifikačního procesu nového výrobku.
Školitel: Drochytka Rostislav, prof. Ing., CSc., MBA, dr. h. c.
Cílem práce je vytvořit předpoklady pro zjišťování parametrů kusových staviv s využitím nedestruktivních metod zkoušení. Preferovány budou tyto zkušební metody-odrazové tvrdoměry, ultrazvuková impulsová metoda a rezonanční metody.
Výzkum se bude týkat fyzikálních vlastností hydratované cementové pasty, zejména mechanických vlastností, které mají vliv na pevnost betonového kompozita.
Cílem práce bude zkoumání průběhu hydratace portlandského cementu v přítomnosti vybraných anorganických solí za použití izotermické kalorimetrie, termické analýzy, REM a XRD analýzy.
Školitel: Rovnaníková Pavla, prof. RNDr., CSc.
Uspořádáním materiálových vrstev ve stavebních konstrukcí lze ovlivňovat procesy šíření tepelných toků v nich. Analýzou vnitřních tepelných i vlhkostních procesů a racionálním návrhem konstrukce lze citlivě ovlivňovat energetickou náročnost objektů a jejich mikroklimatické vlastnosti.
Snížení emisí CO2 při výrobě cementu a následně betonu lze realizovat použitím reaktivních silikátových příměsí. Cílem práce bude zkoumat proces tvorby pevné struktury v soustavě SiO2 – portlandský cement.
Studium slinování a mineralogického složení porcelánového strepu v systému hlinitanový cement – tavivo (živec, kostní popel, kalcit) – ostrivo (kremen, korund). Porovnání s vlastnostmi strepu tradicního porcelánu na bázi kaolinu.
Školitel: Sokolář Radomír, doc. Ing., Ph.D.
Výzkum metod zušlechťování odpadních látek pro tepelné izolace, včetně využití rostlinných vláken, je příspěvkem v oblasti udržitelného rozvoje ve stavebnictví. Zejména přínosné jsou příznivé užitné vlastnosti izolací tohoto druhu oproti vlastnostem tradičních izolantů.
Téma práce je navrženo pro hledání oblastí pro cílené a optimální využití fluidních popílků pro výrobu některých typů směsí. Hlavním cílem bude otestovat možnosti výroby podkladních vrstev pro silniční komunikace, silničních stabilizací či hmot pro těsnící podzemní stěny. Fluidní popílek by měl zajistit částečnou náhradu cementů při zachování požadovaných fyzikálně-mechanických a trvanlivostních požadavků.
Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.
Práce bude zaměřena na možnosti dalšího využití betonových recyklátů z demolic starých betonových dálničních krytů pro výrobu betonů, či podkladních vrstev silnic či dálnic. Ověřovány budou dopady kontaminace chloridových iontů či alkalicko- křemičité reakce či mrazového narušení na kvalitu betonového recyklátu a dopady na jeho možné další využití.
Práce se bude zabývat studiem granulometrie jemnozrnných aktivních i pasivních příměsí v oblasti 0 až 0,25 a jejich následným vlivem na hutnost cementové matrice. Cílem bude optimalizovat křivky zrnitosti plniv i pojiv v této oblasti a dosáhnout maximálního snížení mezerovitosti matrice
Při působení vysoké teploty na beton dochází k uvolnění vody přítomné v betonu. Proces je doprovázen objemovými změnami, které mohou způsobit odprýsknutí velké části betonu a odhalení ocelové výztuže. Jev se vyskytuje v betonech různého typu, zvláště nebezpečný je u betonů s vysokým podílem jemných částic, HSC a HPC. Práce bude sledovat faktory vedoucí k tomuto jevu, složení betonu, definování vlastností vstupních složek, pórovou strukturu, transportní jevy.
Během fáze hydratace způsobují silikátová pojiva objemové změny, které implikují vznik vnitřních napětí. Hydratační proces tak tvoří nejvýznamnější fázi pro zajištění dlouhodobé funkčnosti staviv.
Cíle práce je vytvoření předpokladů pro hodnocení vlastností silikátových pojiv s využitím dynamických nedestruktivních metod, ultrazvuková impulsová metoda, rezonanční metoda atd.
Práce bude zaměřena na příčiny rozpadu cementobetonových dálničních krytů vlivem alkalicko - křemičité reakce kameniv. Bude provedena revize použitých kameniv při stavbě dálnice D1 a následně jejich dopady na životnost krytů. případně možnosti omezení vad tímto způsobem vznikajících.
Práce se bude zabývat studiem vlivu mikromletých vápenců s různou jemností a měrným povrchem na vlastnosti čerstvých a zatvrdlých cementových malt. Hlavní zřetel bude upřen na optimalizaci hutnosti zatvrdlých malt, dopady na charakter mikrostruktury a případný vliv na nově vzniklé produkty hydratace.
Chování a vlastnosti hydratovaného cementu mohou být významně ovlivňovány primární i sekundární tvorbou Aft fází, z nichž dvě nejznámější jsou ettringit a thaumasit. Hlavní náplní práce je proto syntetická příprava ettringitu a thaumasitu, vyhledání jejich charakteristických a identifikačních znaků a posléze sledování jejich vlivu na chování hydratovaného cementu.
Disertační práce se bude zabývat příčinami vad různých druhů stavebních materiálů s ohledem na jejich strukturu a vliv na cenu nemovitosti, ve které jsou zabudovány.
Masivní rozvoj průmyslové surovinové báze a současně podstatné zjednodušení dovozových podmínek přírodní surovinové báze dávají předpoklady k podrobnému výzkumu a vývoji síranových pojiv. Práce je proto konkrétně orientována na vypracování teoretických podkladů a návrh výrobních technologií v oblasti anhydritových maltovin a rychle tuhnoucích sáder modifikovatelných vlastností.
Cílem je využití akustickými metod: Ipact-Echo, akustické emise a nelineární ultrazvukové spektroskopie pro rychlé nedestruktivní testování stavu lehkých konstrukčních betonů. Výsledky budou porovnány klasickými metodami: pevnost betonu v tlaku, v tahu (prostý tah, příčný tah, tah ohybem), statické a dynamické moduly pružnosti. Ve spolupráci s prof.Adámkem.
Školitel: Chobola Zdeněk, prof. RNDr., CSc.
Při výrobě betonu se v dnešní době běžně používá mnoho druhů příměsí, jako jsou například elektrárenské popílky, vysokopecní struska či křemičité úlety. Cílem práce tedy je najít uplatnění odpadních surovin - betonový recyklát, odpadní polystyren teplárenskou strusku v betonových prefabrikátech, aniž by došlo ke zhoršení fyzikálně-mechanických vlastností výrobku, popřípadě najít uplatnění těchto surovin v nových výrobcích.
Práce bude zaměřena na vývoj pokročilých přírodních akusticko a tepelně izolačních rohoží využitelných ve především ve stavebnictví, a dále studiem jejich fyzikálních, tepelně izolačních akustických a mechanických vlastí. V rámci disertační práce bude proveden návrh a vývoj izolačních rohoží na bázi vláken snadno obnovitelných surovin, pojených polymerními BiCo vlákny nebo přírodními vlákny na bázi PLA. V rámci práce bude ověřena možnost využití retardérů hoření na bázi nanopřísad
Školitel: Zach Jiří, prof. Ing., Ph.D.
V poslední době je zaznamenáno významné rozšíření moderních kompozitních materiálů. Mezi nejprogresivnější skupinu těchto výrobků náležejí tzv. samonivelační stěrkové a potěrové směsi, které jsou v současnosti nejčastěji vyráběny na bázi mono nebo binárních pojivých systémů. Tyto však se obvykle vyznačují určitými nedostatky. Určitou alternativou, která by tyto nedostatky odstranila, je ternární pojivý systém, jehož výzkum, vývoj a využití bude proto náplní této práce.
Práce se bude věnovat optimalizaci vlastností lehkého kameniva na bázi pěnového skla vyráběného. Dále pak vývoji technologie výroby lehkých tepelně izolačních a sanačních materiálů z tohoto kameniva vyrobených a ověření základních fyzikálních a mechanických vlastností. Hlavní důraz při vývoji výše uvedených stavebních materiálů by měl být kladen do na co nejlepší poměr tepelně izolačních a mechanických vlastností a na využití vyvinutých stavebních materiálů v moderních stavebních konstrukcích.
V současné době slouží různé druhy injektáží k utěsnění volných prostor, a to jak v betonech, ale i ve zdivu či ve velkorozměrných dimenzích – hrázích. Práce bude pojednávat o studiu v různých druzích podkladů různými druhy médii, a to zejména při možnostech využitích odpadů ve formě druhotných surovin.
Práce se bude zabývat možnostmi využívání nanočástic zejména uhlíkových nanotrubiček pro výrobu speciálních vysokopevnostních betonů či pro zásadní snížení množství cementu v betonech. Hledány budou optimální způsoby míchání, homogenizace a dávky nanočástic.
Studijní plán oboru není zatím pro tento rok vygenerován.