Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FASTZkratka: FMIAk. rok: 2014/2015
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
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.
Geopolymery jsou progresivní materiály s vysokou užitnou hodnotou, které se stále více nacházejí uplatnění v různých odvětvích průmyslu. Cílem práce bude vývoj nových geopolymerních směsí s vysokou žárovou odolností využitelných pro výrobu speciální keramiky a v dalších aplikacích.
Školitel: Rovnaník Pavel, prof. RNDr., Ph.D.
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 bude specifikovat vlastnosti nehydrofobizovaných omítek, které mají vytvořenu soustavu pórů, umožňující snadnou difúzi vodní páry a krystalizaci solí z roztoku.
Školitel: Rovnaníková Pavla, prof. RNDr., CSc.
Disertační práce bude zaměřena na výzkum ovlivnění degradačních procesů cementových kompozitů po jejich ošetření přísadou pro sekundární krystalizaci cementu při expozici v různých typech agresivního prostředí. Bude sledován vliv na základní mechanické paramety cementových kompozitů a rovněž na jejich mikrostrukturu.
Školitel: Bydžovský Jiří, doc. Ing., CSc.
Studium slinování a mineralogického složení porcelánového strepu v systému hlinitanový cement – tavivo (živec, kostní popel, kalcit) – ostrivo (kremen, korund). Porovnání s vlastnostmi strepu tradičního porcelánu na bázi kaolinu.
Školitel: Sokolář Radomír, doc. Ing., Ph.D.
Navrhované téma je zaměřeno na optimalizaci metodiky odhadu trvanlivosti vláknobetonů. Pórová struktura betonu má prvořadý význam pro jeho trvanlivost. Popis pórové struktury betonu může být proveden pomocí celé řady testů, ne všechny jsou ale vhodným indikátorem trvanlivosti. Očekávaným výstupem jsou komplexní závěry s dopadem na objektivnost využití testů pórové struktury betonu ve vztahu k odhadu trvanlivosti.
Školitel: Stehlík Michal, doc. Ing., Ph.D.
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.
Sledování chování betonů dostupnými metodami nedestruktivního testování s analýzou vybranými matematickými postupy při nízkých teplotách.
Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.
Ve spolupráci s průmyslovou firmou bude provedeno sledování chování betonů ve stádiu tuhnutí a tvrdnutí dostupnými metodami nedestruktivního testování s analýzou vybranými matematickými postupy.
Při tvorbě trhlin v nevodivých materiálech jsou generovány signály akustické (AE) a elmg (EME) emise. Bude sledován vliv složení kompozitu a jeho charakteristik na charakteristiky EME a AE a výsledky budou využity pro návrh nové diagnostické metody.
Školitel: Chobola Zdeněk, prof. RNDr., CSc.
Cílem navrhovaného výzkumu je studium experimentálních korelací mezi povrchovou morfologií lomových ploch a pevností v tlaku materiálů na bázi cementu popřípadě smykové pevnosti horninových spojů. Bude použita mikroskopická technika společně s 3D softwarovou projekcí v kombinaci s mechanickým oceňováním pevnosti v tlaku event. ve smyku.
Školitel: Ficker Tomáš, prof. RNDr., DrSc.
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
Cílem práce je studium a vytvoření předpokladů pro hodnocení základních parametrů správkových hmot s využitím nedestruktivních metod zkoušení. Preferovány budou tyto zkušební metody-odrazové tvrdoměry, ultrazvuková impulsová metoda a rezonanční metody. Práce bude zaměřena do dvou základních oblastí, studium faktorů ovlivňující výsledky měření nedestruktivními metodami a zpracování vztahů mezi parametrem z nedestruktivního zkoušení a fyzikálně-mechanickou vlastností
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.
Téma práce je zaměřené na studium fyzikálně - mechanických vlastností samozhutnitelných betonů, zejména zajištění rychlého náběhu pevností a cílené řešení dosažení vysokých modulů pružnosti v rozmezí 34 až 40 GPa při zachování všech požadovaných reologických vlastností čerstvých SCC.
Úkolem doktorské práce je studium vlivu teploty a tepla na výslednou mikrostrukturu materiálů systému Al2O3-SiO2. Hutnost materiálu, pórová struktura, mineralogické složení a vnitřní struktura materiálu budou analyzovány na dostupných špičkových zařízeních, což také předpokládá osvojení si a zvládnutí práce na těchto zařízeních.
Školitel: Nevřivová Lenka, doc. Ing., Ph.D.
V souvislosti s požadavky na redukci CO2 produkovaného v rámci technologie výroby cementu je třeba stále hledat nové přístupy a technologie. Relevantní cestou je příprava směsných cementů metodou vysokoenergetického mletí s využitím alternativních surovin. V práci budou sledovány vlivy nových dostupných technologií mletí pomocí vysokorychlostních desintegrátorů na výsledné mineralogické, chemické a fyzikálně mechanické vlastnosti směsných cementů.
Školitel: Fridrichová Marcela, prof. Ing., CSc.
Práce bude analyzovat trvanlivost variantních receptur vláknových kompozitů s cementovou matricí s plným využitím recyklátu na základě provedených mechanických a fyzikálně-chemických testů difuzních a permeačních vlastností. Cílem je definovat perspektivní recepturu vláknového kompozitu s betonovým recyklátem odolávající degradaci cementového tmele převážně oxidem uhličitým a chloridy, tedy recepturu s vyšší trvanlivostí.
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.
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.
Cílem práce je výzkum v oblasti podlahových systémů na silikátové bázi pro stávající i nové provozy, které kladou extrémní požadavky na mechanickou odolnost. Nový systém by měl vycházet z návrhu vhodného adhezního můstku, který bude schopen zakotvit i ve vlhkém nebo zaolejovaném podkladu a s výhodou pak potěr od těchto nepříznivých vlivů izolovat. Důraz bude kladen na co nejpevnější propojení s potěrem např. použitím speciálního plniva.
Školitel: Drochytka Rostislav, prof. Ing., CSc., MBA, dr. h. c.
Téma je zaměřeno na zhodnocení stávajících postupů pro diagnostiku železobetonových konstrukcí a následný vývoj metodických postupů pro rychlou a objektivní diagnostiku konstrukcí, které jsou během své exploatace zatíženy vysoce agresivním prostředím.
Práce se bude zabývat vývojem ekologicky šetrného vnějšího tepelně izolačního systému (ETICS – External Thermal Insulation Composite Systems). Pro vývoj nové lepicí a stěrkové hmoty budou použity suroviny s nízkou energetickou náročností, stejně jako pro omítku. Pozornost bude zaměřena také na výběr vhodného izolantu a celá skladba nového ETICS bude porovnána se standardním systémem.
Školitel: Žižková Nikol, doc. Ing., Ph.D.
Geopolymery jsou progresivní materiály s vysokou užitnou hodnotou a odolností jak vůči vysokým teplotám tak vůči koroznímu působení chemicky agresivních látek. Cílem práce bude vývoj nových nátěrových a krycích hmot s geopolymerní matricí jako ochranné bariéry proti působení vysokých teplot a agresivních látek.
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.
Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.
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.
Během fáze hydratace způsobují silikátová pojiva objemové změny, které implikují vznik vnitřních napětí. Hydratační proces tak tvoří nejvýznamnější fázi pro zajištění dlouhodobé funkčnosti staviv.
Tepelná interakce sáláním mezi vnějším povrchem zateplených stěn a horními vrstvami atmosféry implikuje další ochlazení s povrchovou kondenzací. Téma zahrnuje studium samotného jevu i vývoj vhodných malt.
Cílem práce charakterizovat vliv okolního prostředí, kterému je žárobeton v konstrukci vystaven, na jeho mikrostrukturu. Agresivním prostředím rozumíme kyselé prostředí (odtahy spalin, komíny), alkalické prostředí (vnitřní prostor spalovacích komor) a také abrazivní prostředí uvnitř pecí. Práce se bude zabývat také popisem zkušebních postupů, které jsou pro testování používány a to nejenom v ČR.
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.
Školitel: Martinek Jan, doc. Mgr., Ph.D.
Práce se bude zabývat vývojem uceleného systému speciálních materiálů pro ochranu, opravy a sanaci stavebních konstrukcí a zařízení ve speciálních průmyslových provozech extrémním zatížením při využití druhotných surovin. Hlavními výhodami vyvinutých materiálů bude vysoká odolnost vůči chemickému, mechanickému či teplotnímu namáhání a velmi krátká doba aplikace.
Cílem práce je výzkum a vývoj nové technologie ztekucení zemin, umožňující jejich zpětné využití při stavebních pracích. Výsledkem řešení bude suspenze optimálních reologických vlastností, zabezpečující dokonalé obtékání uložených inženýrských sítí. Důraz bude kladen na studium spolupůsobení různých typů zemin se ztekucovadlem a jemu typickou dispergovatelnou látkou.
Účinnost a užitné vlastnosti solárního tepelně-akumulačního zásobníku jsou vázány na použité tepelně-akumulační materiály a způsob využívání vnitřní energie. Teplota pracovního média podmiňuje míru ztrát. Předmětem studia jsou vhodné materiály pro konstrukci solárního tepelně-akumulačního zásobníku (sensible heat, phase change materials), jejich fyzikální vlastnosti. Cílem je jak modelový, tak i experimentální důkaz funkční schopnosti. (Téma souvisí s řešením projektu).
Studijní plán oboru není zatím pro tento rok vygenerován.