studijní program

Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství

Fakulta: FASTZkratka: DPC-MAk. rok: 2021/2022

Typ studijního programu: doktorský

Kód studijního programu: P0732D260024

Udělovaný akademický titul: Ph.D.

Jazyk výuky: čeština

Akreditace: 8.10.2019 - 8.10.2029

Forma studia

Prezenční studium

Standardní doba studia

4 roky

Garant programu

Oborová rada

Oblasti vzdělávání

Oblast Téma Podíl [%]
Stavebnictví Stavební materiály, mechanika a vlastnosti partikulárních hmot 100

Cíle studia

Cílem studia doktorského studijního programu Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství je poskytnout vynikajícím absolventům magisterského studia specializované nejvyšší univerzitní vzdělání a vědeckou přípravu ve vybraných aktuálních oblastech oboru. Studium 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. Vědecká příprava v tomto studijním programu je založena na zvládnutí výchozích teoretických disciplín přírodovědného základu a teoretických a vědních disciplín příslušného zaměření.
Cílem studia je rovněž zapojení posluchačů do přípravy a řešení národních a mezinárodních vědeckovýzkumných projektů, prezentace dosažených výsledků na národních i mezinárodních vědeckých a odborných konferencích a jejich publikování v odborných a vědeckých zahraničních i tuzemských časopisech. Během studia získává student nové teoretické poznatky, vlastní zkušenosti z přípravy, realizace a vyhodnocení experimentů a potřebné praktické poznatky také díky úzké spolupráci se stavební praxí a rovněž díky absolvování alespoň jedné zahraniční stáže na spolupracující zahraniční universitě případně jiném výzkumném pracovišti.

Profil absolventa

Absolvent doktorského studijního programu Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství je po úspěšném absolvování nejvyšší formy vysokoškolského studia odborně připraven a vybaven pro řešení teoretických i praktických úkolů v rámci široké oblasti výroby a zkoušení stavebních hmot. Na základě získaných poznatků, zkušeností, dovedností a vědomostí je připraven k vědecké a tvůrčí činnosti, a to samostatně i v týmech na národní i mezinárodní úrovni. Díky sledování aktuálních trendů v oblasti vývoje stavebních materiálů a úzké spolupráci oboru se zahraničními universitami splňuje absolvent doktorského studijního programu předpoklady ke svému dalšímu odbornému kariérnímu a profesnímu akademickému růstu, a to i v zahraničí. Po dobu studia si absolvent prakticky osvojuje a získává pedagogické schopnosti, kterých může využít při pedagogicko-vědeckém působení na vzdělávacích institucích, zabývajících se problematikou stavebních materiálů v tuzemsku a díky získaným jazykovým znalostem také v zahraničí.

Charakteristika profesí

Absolvent doktorského studijního programu Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství je po absolvování studia připraven se uplatnit ve vývoji, výzkumu, v tvůrčím inženýrském řešení problematiky týkající se: návrhu stavebních hmot, jejich vývoje, inovací, standardních i nových progresivních technologií výroby, testování a verifikace jejich vlastností; optimálního uplatnění stavebních materiálů v konstrukcích staveb; metod sledování trvanlivosti; stavebně technického průzkumu a diagnostických metod; návrhu sanačních postupů až po otázky spojené s recyklací materiálů po ukončení jejich životnosti.
Absolvent získá znalosti v oblasti teoretických poznatků stavebnictví (mikrostruktury stavebních látek, fyzikální chemie stavebních materiálů, trvanlivosti a sanace stavebních materiálů, atd.), ekonomických a ekologických aspektů technologie výroby, statistiky, vědecké práce a také nové vlastní zkušenosti z přípravy, realizace a vyhodnocení nezbytných experimentů a potřebné praktické poznatky. Důraz je kladen na výzkum a spolupráci s praxí v oblasti nových progresivních hmot a technologií, využívání druhotných surovin jako alternativních surovinových zdrojů přispívajících k rozvoji environmentálně šetrnějších technologií a zároveň přispívající ke snižování vstupních i výrobních nákladů. V rámci získaných dovedností je absolvent schopen řešit složité stavebně-technické a manažerské problémy v průmyslu stavebních hmot či jejich aplikaci na stavbách různého charakteru, je schopen uplatnit se ve vrcholovém managementu i marketingu v oboru Stavebnictví a je připraven na svoje inženýrské působení v praxi. Zároveň je absolvent schopen samostatného vědeckého bádání a samostatné tvůrčí práce v oblasti výzkumu a vývoje nových stavebních materiálů.
Absolvent disponuje kompetencemi pro široké uplatnění v oblastech technologie výroby všech druhů stavebních materiálů (např. maltovin, keramiky, betonu, dílců, kompozitních materiálů, polymerů a ostatních stavebních hmot). V praxi i ve vědecko-výzkumných týmech vykazuje hluboké a systematické znalosti a porozumění teoriím, konceptům a metodám. Absolvent je schopen řídit náročné odborné technické činnosti a nést odpovědnost za jejich kvalitu a za odborné řízení jednotlivců i skupin. Jeho vybavení znalostmi cizích jazyků v oblasti své odbornosti je předpokladem pro eventuální působení v zahraničí. Po splnění délky praxe a zákonných podmínek se může zároveň u ČKAIT autorizovat jako stavební inženýr ve specializaci Zkoušení a diagnostika staveb, Energetické auditorství nebo oboru Technologická zařízení staveb. Průběžná aktivní vědecká činnost je rovněž předpokladem nejen k dosažení schopnosti srozumitelně a přesvědčivě sdělovat vlastní poznatky v oboru ostatním členům vědecké komunity na mezinárodní úrovni i široké veřejnosti, ale také možnému uplatnění absolventů jako akademických a vědecko-výzkumných pracovníků vysokých škol, výzkumných institucí a znaleckých ústavů s možností kariérního a profesního růstu.

Podmínky splnění

Splnění předmětů individuálního studijního plánu, úspěšné vykonání státní doktorské zkoušky, zahraniční praxe, příslušná tvůrčí činnost a úspěšná obhajoba disertační práce.

Vytváření studijních plánů

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních plánů studijních programů uskutečňovaných na Fakultě stavební VUT vymezuje:
Řád studijních programů VUT (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty), který podle čl. 1, odst. 1 písmene:
c) vymezuje procesy vzniku, schvalování a změn návrhů studijních programů před jejich předložením k akreditaci Národnímu akreditačnímu úřadu pro vysoké školství,
d) stanovuje formální náležitosti studijních programů a studijních předmětů,
e) vymezuje povinnosti garantů studijních programů a garantů předmětů,
f) vymezuje standardy studijních programů na VUT,
g) vymezuje principy zajišťování kvality studijních programů.
Studijní a zkušební řád Vysokého učení technického v Brně (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty)
Podrobnosti podmínek pro studium na Fakultě stavební VUT v Brně upravuje Směrnice děkana Pro uskutečňování doktorských studijních programů v prezenční formě studia na Fakultě stavební Vysokého učení technického v Brně (www.fce.vutbr.cz/studium/predpisy/normy.asp?kategorie_id=56)
Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit.
Během prvních tří semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných příp. volitelných předmětů a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce. Do konce pátého semestru skládá doktorand státní doktorskou zkoušku. Doktorand je také zapojen do pedagogické činnosti, která je součástí jeho vědecké přípravy.
Součástí individuálního studijního plánu jsou v jednotlivých ročnících vědecké výstupy:
- pravidelná publikační aktivita (Juniorstav a podobné),
- účast na vědeckých konferencích v tuzemsku i v zahraniční,
- pro obhajobu DZP nutno publikovat – min. 2x Scopus nebo 1x WOS s impakt faktorem.

Dostupnost pro zdravotně postižené

Na Fakultě stavební VUT je v současné době zajištěn bezbariérový přístup do všech výukových místností. Studenti však musí být zdravotně způsobilí pro získání kvalifikace stavebního inženýra. Při prakticky orientované laboratorní výuce musí být schopni samostatné obsluhy měřicích přístrojů a obdobného laboratorního vybavení, aniž by tím ohrožovali sebe nebo své okolí.
VUT poskytuje podporu studentům se specifickými potřebami, podrobnosti jsou uvedeny ve Směrnici č. 11/2017 (www.vutbr.cz/uredni-deska/vnitrni-predpisy-a-dokumenty/-d141841/uplne-zneni-smernice-c-11-2017-p147551).
K podpoře zajištění rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělání má VUT v organizační struktuře začleněno Poradenské centrum „Alfons“, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT a jeho posláním je poskytovat poradenství a podpůrné služby uchazečům a studentům se specifickými vzdělávacími potřebami. Specifickými vzdělávacími potřebami se rozumí poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronické somatické onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti a psychické onemocnění (alfons.vutbr.cz/o-nas).
Studentům jsou poskytovány informace týkající se přístupnosti studijních programů vzhledem ke specifickým potřebám uchazeče, informace o architektonické přístupnosti jednotlivých fakult a součástí univerzity, o možnostech ubytování na kolejích VUT, o možnostech adaptace přijímacího řízení a adaptaci samotného studia. K dalším službám centra pro studenty se specifickými vzdělávacími potřebami pak také patří tlumočnický a přepisovatelský servis, či asistenční služby – průvodcovské, prostorové orientace s cílem umožnit těmto studentům především prokázat své dovednosti a znalosti stejně jako ostatní studenti. Děje se tak prostřednictvím tzv. adaptace studia, tedy vhodnou úpravou studijního režimu, což však nelze chápat jako zjednodušení obsahu studia či úlevy studijních povinností.

Návaznost na další typy studijních programů

Doktorský studijní program Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství navazuje na navazující magisterský studijní program Stavební inženýrství, zejm. na studijní obor Stavebně materiálové inženýrství, příp. i na další studijní obory a sesterské navazující magisterské studijní programy. Po akreditaci navazujícího magisterského studijního programu Stavební inženýrství – stavební materiály a technologie na tento program.

Vypsaná témata doktorského studijního programu

2. kolo (podání přihlášek od 05.10.2021 do 15.12.2021)

  1. Hydratace cihelného střepu

    Vápenaté (karbonátové) zeminy jsou převažující základní surovinou pro cihlářskou výrobu. Nalezením optimálních podmínek výpalu těchto zemin (v závislosti na jejich chemickém a mineralogickém složení) lze dosáhnout maximálně pozitivního efektu hydratace střepu, která se může projevit zejména zvýšením pevnosti střepu, indexu vzduchové neprůzvučnosti, mrazuvzdornosti a snížením jeho prosákavosti. Je nezbytné též definovat podmínky hydratace (čas, teplota).

    Školitel: Sokolář Radomír, doc. Ing., Ph.D.

  2. Návrh nových přísad pro alkalicky aktivované materiály

    Cílem předložené téma disertační práce je vývoj nových organických přísad pro alkalicky aktivované materiály. Stávající přísady používané do betonu mají buď žádný nebo malý vliv na technologické vlastnosti alkalicky aktivovaných materiálů. S rozvojem nových technologií, jako je 3D tisk, a pro širší využití těchto materiálů v praxi je třeba hledat nové modifikující přísady. Převážná část práce bude věnována vlivu přísad na reologické vlastnosti čerstvých směsí a studiu principu jejich působení. Dále bude sledován také vliv na mikrostrukturu pojiva a mechanické vlastnosti.

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

  3. Nedestruktivní metody zkoušení jako nástroj hodnocení vlastností kusových zdících prvků

    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.

  4. Použití metody sol-gel pro výrobu tepelně izolačních žáruvzdorných materiálů

    Jedním z moderních směrů pro získání vysoce kvalitních výrobků je aplikace metody sol-gel ve výrobě žáromateriálů. Jedná se o nízkoteplotní způsob přípravy skelných a keramických materiálů cestou chemické polymerace. Výhody užití těchto gelů jsou například chemická čistota a stejnorodost, mezerovitost, nízká výrobní teplota, schopnost produkovat nové chemické složení, odolnost proti korozi a možnost zvýšení mechanické odolnosti.

    Školitel: Nevřivová Lenka, Ing., Ph.D.

  5. Problematika znovuvyužití odpadních tepelných izolací ve stavebnictví

    Práce je příspěvkem v oblasti udržitelného rozvoje ve stavebnictví a je konkrétně zaměřena na výzkum využití odpadních plastů recyklátů, pro využití ve stavebních prvcích, například keramických tvarovkách. Náplní práce je studium vlastností a zpracování odpadních recyklátů a optimalizace jejich užitných vlastností pro využití ve stavebních prvcích.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  6. Přenos tepla zářením v interiérech budov

    Současná stavební tepelná technika počítá tepelné ztráty na základě tepelného vedení přes opláštění budov. Ztráty ve wattech na metr čtvereční jsou počítány jako podíl teplotního rozdílu na obou stranách opláštění a celkového tepleného odporu pláště včetně přestupných povrchových odporů. Existuje však možnost obecnějšího přístupu, který zahrnuje přenos zářivého a konvektivního tepla od zdroje k opláštění, vedení přes materiál opláštění a zářivý a konvektivní přenos tepla na exteriérové straně. Jde o náročný ab initio výpočet, který nepoužívá žádných pevných konstant. Zářivý přenos v interiéru je možné řešit pomocí matice pohledových faktorů a systému rovnic pro radiozity. Konvektivní přenos je možné řešit pomocí Nusseltových korelačních funkcí. Oba přenosy je pak možné vzájemně skloubit do systému transcendentních rovnic a řešení provádět pomocí Newtonovy iterativní procedury. Cílem doktorandské práce by mělo být vytvoření obecného postupu pro takový výpočet a aplikovat jej na vybranou místnost rodinného domu.

    Školitel: Ficker Tomáš, prof. RNDr., DrSc.

  7. Sledování chování stavebních materiálů při mechanickém zatěžování metodou akustické emise

    Metoda akustické emise je ve stavebnictví neobvyklá nedestruktivní technika, která popisuje pouze aktivní vady nebo změny, které vznikají vnášením nebezpečného napětí do struktury. Metoda je vhodná pro použití v homogenních strukturách kovových konstrukcí, kde jsou trhliny vysoce aktivní (vytváří zvuk). Aplikace metody akustické emise ve stavebnictví není až tak moc používána, protože stavební konstrukce jsou nehomogenní. Využití programových prostředků Matlab k vyhodnocení měření.

    Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.

  8. Sledování senzorických vlastností stavebních materiálů s využitím nedestruktivních i destruktivních metod

    Cílem je optimalizace vodivostního přídavku (grafit, saze, CNT) přidávaných do základní matrice navržených směsí. Práce se má věnovat problematice senzorických vlastností při zatěžování vzorků v tlaku a jejich optimalizaci s primárním zaměřením na cementové směsi a stanovení perkolačního prahu. Na základě Debyeovy teorie dielektrika bude sledována změna impedančních parametrů vzorků na cementovém i bezcementovém základu.

    Školitel: Kusák Ivo, doc. Mgr., Ph.D.

  9. Studium modulů pružnosti stavebních materiálů s využitím nedestruktivních metod zkoušení

    Cílem 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

    Školitel: Brožovský Jiří, doc. Ing., CSc.

  10. Studium možností využití recyklovaných plniv jako náhrady přírodních kameniv

    Téma dizertační práce bude zaměřeno na studium možností využívání recyklovaných hrubých kameniv vzniklých z demolic starých objektů jako možné náhrady klasických přírodních kameniv pro výrobu betonů. Potenciál náhrady přírodních zdrojů kameniv z demolic stavebních objektů by mohl do značné míry nahradit deficitní přírodní zdroje. Jedná se zejména o cihelné a betonové recykláty frakcí 4 až 22 mm. Práce bude řešit problematiku třídění, drcení stavebních demoličních odpadů pro výrobu obvykle používaných frakcí. Experimentálně na recepturách betonů do pevnostních tříd C30/37 bude testována šíře možné náhrady přírodních zdrojů jak s dopadem na mechanické, tak trvanlivostní parametry betonů

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  11. Studium procesů hygrotermální modifikace dřeva

    Disertační práce se bude zaobírat optimalizačním procesem modifikačních procesů dřeva, kterými lze docílit snížení objemových změn dřeva, zvýšení biologické odolnosti a tvrdosti či UV stability. Bude se jednat o procesy zahrnující termické úpravy dřeva spojené i s jeho chemickou modifikací (sycení pryskyřicemi) pro dosažení nižší hygroskopicity dřeva. Výsledné vlastnosti modifikovaného dřeva budou ověřeny pomocí komplexu fyzikálně mechanických zkoušek a mikroskopických zkoušek potvrzující účinnost vybraného typu modifikace.

    Školitel: Vaněrek Jan, doc. Ing., Ph.D.

  12. Studium pucolánových vlastností fylosilikátů využitelných pro výrobu směsných cementů

    Cílem práce bude výzkum v oblasti technologií využití, zpracování a zhodnocení alternativních zdrojů nerostných surovin pro přípravu směsných cementů. Záměrem je nalézt možnosti snížení slínkového faktoru při výrobě anorganických pojiv s nízkou uhlíkovou stopou.

    Školitel: Dvořák Karel, doc. Ing., Ph.D.

  13. Studium tepelně-izolační vlastnosti tenkých vzduchových vrstev s reflexními povrchy

    Studie vlastností tepelně izolačních termoreflexních fóliových izolací a jejich použití ve stavebnictví, pasivních a energeticky úsporných domů, výrobních hal, sportovišť aj. Předmětem je studium transportních jevů šíření tepla strukturou termoreflexních izolantů, jejich fyzikální vlastnosti i porovnání s klasickými izolanty. Téma obsahuje ověření konstrukčních způsobů zabudování tepelných izolací do staveb.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  14. Studium vlastností silikátových kompozitů se zvýšenou elektrickou vodivostí

    Předmětem disertační práce je prostřednictvím logicky sestavených kroků vyvinout elektricky vodivý cementový kompozit s takovými vlastnostmi, které umožní jeho vyhřívání účinkem elektrického proudu. Toho bude docíleno volbou vhodných vstupních surovin, zejména elektricky vodivých plniv na bázi uhlíku. Dále budou studovány možnosti regulace teploty materiálu a jeho využití v systému pro rozpouštění sněhu a ledu i při teplotách hluboko pod bodem mrazu. Rovněž bude sledován vliv procházejícího elektrického proudu na mikrostrukturu kompozitu z dlouhodobého hlediska užívání, stejně tak jako podmínek okolí, zejména teplot v rozmezí -25 °C až 60 °C, mechanického zatížení a vlhkosti.

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

  15. Vliv výpalu na mikrostrukturu žárovzdorných materiálů dvousložkového systému Al2O3 - SiO2

    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, Ing., Ph.D.

  16. Využití akustických metod pro nedestruktivní testování betonu s polymerními vlákny degradovaného vysokou teplotou

    Cílem práce je vypracovat metodiku nedestruktivního testování betonu s polymerními vlákny degradovaného vysokou teplotou. Přínosem polymerních vláken je, že v případě požáru vyhoří a umožní tak odchod vodních par, které obvykle způsobují poškození či destrukci betonových konstrukcí.

    Školitel: Chobola Zdeněk, prof. RNDr., CSc.

  17. Využití akustických metod pro nedestruktivní testování mostních konstrukcí s předpínacími dráty

    Cílem práce je vypracovat metodiku nedestruktivního testování mostních konstrukcí s předpínacími dráty. K posouzení stavu bude využito především metody Impact-echo a metody akustické emise při zatěžování konstrukce.

    Školitel: Chobola Zdeněk, prof. RNDr., CSc.

  18. Využití metod nelineární akustické spektroskopie pro nedestruktivní testování betonu poškozeného vysokými teplotami

    Na základě studia nelineárních akustických efektů byly navrženy nové defektoskopické a diagnostické metody, z nichž některé jsou potenciálně vhodné i pro defektoskopii stavebních materiálů. Těchto metod je celá řada. Cílem práce bude výběr vhodných metod nelineární akustické spektroskopie, sestavení měřící aparatury a experimentální ověření jejich použitelnosti pro nedestruktivní testování betonu poškozeného vysokými teplotami.

    Školitel: Matysík Michal, Ing., Ph.D.

  19. Vývoj ekologicky šetrných betonů -Green Concrete

    Téma doktorského studia je zaměřeno na vývoj betonů se sníženými dopady na životní prostředí při zachování jejich trvanlivosti a užitných vlastností. Základním cílem bude snížit uhlíkovou stopu při výrobě betonů různých pevnostních tříd a pro různé stupně vlivu prostředí. To znamená výrazně snížit dávky portlandského cementu využitím druhotných surovin s pucolánovými vlastnostmi jako je např. jemně mletý beton nebo cihelný prach. Dále snížit spotřebu přírodních kameniv jejich náhradou betonovými či cihelnými recykláty. Důležitým faktorem při experimentálním ověření receptur betonů bude kromě dosažení požadovaných fyzikálně - mechanických vlastností i prokázání jejich dlouhodobé životnosti pře exploataci v různých agresivních prostředích.

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  20. Vývoj materiálů na bázi alternativních silikátových matric s vysokými užitnými vlastnostmi

    Tématem práce je vývoj kompozitních materiálů se specifickými typy anorganických pojiv, tedy například matrice na bázi alkalicky aktivovaných materiálů. Vyjma přírodních materiálů lze jako prekurzor při tvorbě alkalicky aktivované matrice efektivně využít celé řady průmyslových odpadů, například elektrárenské popílky, strusky apod. Cílem práce je využít specifických vlastností alkalicky aktivovaných matric, například jejich odolnosti vůči chemicky agresívním prostředím, odolnosti vůči působení vysokých teplot, tak aby vyvíjené materiály byly aplikovatelné v podmínkách extrémního namáhání.

    Školitel: Dufka Amos, Ing., Ph.D.

  21. Vývoj technologie 3 D tisku betonu

    Disertační práce se bude zabývat vývojem technologie 3D tisku s cementovými kompozity. Hlavním cílem bude vývoj receptur cementových kompozitů s různými maximálními zrny plniva do 11 mm. Dále možnost řízení tixotropie v čerstvém stavu na výstupu z tiskové hlavy a následně urychlení tuhnutí a tvrdnutí pomocí chemických urychlovačů. Bude vyvinuta řada receptů pro tisk jednoduchých prvků betonové zahradní architektury až po tisk stavebních zdí. Současně budou navrženy způsoby monitorování reologických vlastností během procesu míchání a metody testování mikro-pevnosti potištěné vrstvy.

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  22. Výzkum a vývoj ostřiv pro cihlářskou výrobu

    Vývoj nových ostřiv na bázi cihelných brusných prachů a popílků. Technologie sbalkování ostřiv na granulačním talíři. Vliv vyvinutých ostřiv na vlastnosti cihelného střepu.

    Školitel: Sokolář Radomír, doc. Ing., Ph.D.

  23. Výzkum polymerních systémů pro opravy a lepení čedičových prvků s vyšší trvanlivostí

    V práci budou zkoumány vysoce-trvanlivé polymerní reprofilační a lepící hmoty pro opravy a lepení stávajících konstrukcí z čedičových prvků, které vyžadují unikátní polymerní systém. Výsledkem budou hmoty, které budou vykazovat vysokou přídržnost k opravovaným prvkům a svými vlastnostmi se bude maximálně blížit k vlastnostem původních prvků. Výhodou bude možnost využití nejmodernějších laboratorních metod a vybavení pro utilizaci progresivních, ať už primárních, či druhotných surovin pro zvýšení celkových užitných vlastností vyvíjených hmot. Je nutné pomocí plánovaných experimentů ověřit kompatibilitu použitých pojiv a plniv, což může vést ke snížení či zvýšení některých výsledných užitných parametrů, a to sestavením širokého spektra uvažovaných vstupních, primárních a sekundárních surovin.

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

  24. Výzkum vlastností materiálů pro použití ve vysokoteplotním solárním tepelně akumulačním zásobníku

    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.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

1. kolo (podání přihlášek od 09.06.2021 do 31.07.2021)

  1. Analýza metod měření vlhkosti v konstrukcích budov

    Studium šíření vlhkosti ve stavebních konstrukcích, popis šíření kapalné fáze a vodní páry pórovým systémem staviv za různých okrajových podmínek, experimentální ověření vlhkostního stavu měřením. V rámci studia se student seznámí s moderními způsoby popisu jak prostředí pro síření prostředí, tak i s okrajovými podmínkami platnými pro středoevropské klima.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  2. Cementové kompozity s vysokým podílem druhotných surovin pro náročné podmínky expozice

    Práce bude zaměřena na výzkum cementového kompozitu s vysokým podílem druhotných surovin pro náročné podmínky expozice. Bude muset splňovat vysoké standardy odolnosti proti chemickému a mechanickému namáhání. Důležitým aspektem pak bude vysoký podíl druhotných surovin ve směsi. Práce si klade za cíl nahradit až 100 % plniva a 50 % pojiva při zachování vysoké odolnosti kompozitu.

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

  3. Hydratace cihelného střepu

    Vápenaté (karbonátové) zeminy jsou převažující základní surovinou pro cihlářskou výrobu. Nalezením optimálních podmínek výpalu těchto zemin (v závislosti na jejich chemickém a mineralogickém složení) lze dosáhnout maximálně pozitivního efektu hydratace střepu, která se může projevit zejména zvýšením pevnosti střepu, indexu vzduchové neprůzvučnosti, mrazuvzdornosti a snížením jeho prosákavosti. Je nezbytné též definovat podmínky hydratace (čas, teplota).

    Školitel: Sokolář Radomír, doc. Ing., Ph.D.

  4. Použití metody sol-gel pro výrobu tepelně izolačních žáruvzdorných materiálů

    Jedním z moderních směrů pro získání vysoce kvalitních výrobků je aplikace metody sol-gel ve výrobě žáromateriálů. Jedná se o nízkoteplotní způsob přípravy skelných a keramických materiálů cestou chemické polymerace. Výhody užití těchto gelů jsou například chemická čistota a stejnorodost, mezerovitost, nízká výrobní teplota, schopnost produkovat nové chemické složení, odolnost proti korozi a možnost zvýšení mechanické odolnosti.

    Školitel: Nevřivová Lenka, Ing., Ph.D.

  5. Přenos tepla zářením v interiérech budov

    Současná stavební tepelná technika počítá tepelné ztráty na základě tepelného vedení přes opláštění budov. Ztráty ve wattech na metr čtvereční jsou počítány jako podíl teplotního rozdílu na obou stranách opláštění a celkového tepleného odporu pláště včetně přestupných povrchových odporů. Existuje však možnost obecnějšího přístupu, který zahrnuje přenos zářivého a konvektivního tepla od zdroje k opláštění, vedení přes materiál opláštění a zářivý a konvektivní přenos tepla na exteriérové straně. Jde o náročný ab initio výpočet, který nepoužívá žádných pevných konstant. Zářivý přenos v interiéru je možné řešit pomocí matice pohledových faktorů a systému rovnic pro radiozity. Konvektivní přenos je možné řešit pomocí Nusseltových korelačních funkcí. Oba přenosy je pak možné vzájemně skloubit do systému transcendentních rovnic a řešení provádět pomocí Newtonovy iterativní procedury. Cílem doktorandské práce by mělo být vytvoření obecného postupu pro takový výpočet a aplikovat jej na vybranou místnost rodinného domu.

    Školitel: Ficker Tomáš, prof. RNDr., DrSc.

  6. Sledování chování stavebních materiálů při mechanickém zatěžování metodou akustické emise

    Metoda akustické emise je ve stavebnictví neobvyklá nedestruktivní technika, která popisuje pouze aktivní vady nebo změny, které vznikají vnášením nebezpečného napětí do struktury. Metoda je vhodná pro použití v homogenních strukturách kovových konstrukcí, kde jsou trhliny vysoce aktivní (vytváří zvuk). Aplikace metody akustické emise ve stavebnictví není až tak moc používána, protože stavební konstrukce jsou nehomogenní. Využití programových prostředků Matlab k vyhodnocení měření.

    Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.

  7. Studium možností využití druhotných surovin pro výrobu stavebních materiálů

    Využití průmyslových odpadů jako druhotných surovin, zejména z energetických zdrojů, představuje dlouholetý ekologický problém. V současnosti se začíná projevovat nedostatek přírodních materiálů, které se používají pro výrobu stavebních hmot. V rámci řešení tématu jsou vyhledávány a posuzovány možnosti širších aplikací druhotných surovin, zejména ve stavebnictví, ve výrobě stavebních hmot. Paralelně jsou zpracovávány teoretické a aplikační podklady jako odborný základ pro environmentální a ekonomické studie.

    Školitel: Kulísek Karel, doc. Ing., CSc.

  8. Studium možností využití recyklovaných plniv jako náhrady přírodních kameniv

    Téma dizertační práce bude zaměřeno na studium možností využívání recyklovaných hrubých kameniv vzniklých z demolic starých objektů jako možné náhrady klasických přírodních kameniv pro výrobu betonů. Potenciál náhrady přírodních zdrojů kameniv z demolic stavebních objektů by mohl do značné míry nahradit deficitní přírodní zdroje. Jedná se zejména o cihelné a betonové recykláty frakcí 4 až 22 mm. Práce bude řešit problematiku třídění, drcení stavebních demoličních odpadů pro výrobu obvykle používaných frakcí. Experimentálně na recepturách betonů do pevnostních tříd C30/37 bude testována šíře možné náhrady přírodních zdrojů jak s dopadem na mechanické, tak trvanlivostní parametry betonů

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  9. Studium pucolánových a latentně hydraulických vlastností fylosilikátových hornin

    Cílem práce bude výzkum v oblasti technologií využití, zpracování a zhodnocení hlušiny po těžbě rudných i nerudných nerostných surovin v kombinaci s dostupnými vedlejšími energetickými produkty. Záměrem je nalézt využití v oblasti výroby anorganických pojiv s nízkou uhlíkovou stopou.

    Školitel: Dvořák Karel, doc. Ing., Ph.D.

  10. Studium tepelně-izolační vlastnosti tenkých vzduchových vrstev s reflexními povrchy

    Studie vlastností tepelně izolačních termoreflexních fóliových izolací a jejich použití ve stavebnictví, pasivních a energeticky úsporných domů, výrobních hal, sportovišť aj. Předmětem je studium transportních jevů šíření tepla strukturou termoreflexních izolantů, jejich fyzikální vlastnosti i porovnání s klasickými izolanty. Téma obsahuje ověření konstrukčních způsobů zabudování tepelných izolací do staveb.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  11. Vliv výpalu na mikrostrukturu žárovzdorných materiálů dvousložkového systému Al2O3 - SiO2

    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, Ing., Ph.D.

  12. Využití akustických metod pro nedestruktivní testování mostních konstrukcí s předpínacími dráty

    Cílem práce je vypracovat metodiku nedestruktivního testování mostních konstrukcí s předpínacími dráty. K posouzení stavu bude využito především metody Impact-echo a metody akustické emise při zatěžování konstrukce.

    Školitel: Chobola Zdeněk, prof. RNDr., CSc.

  13. Využití metod nelineární akustické spektroskopie pro nedestruktivní testování betonu poškozeného vysokými teplotami

    Na základě studia nelineárních akustických efektů byly navrženy nové defektoskopické a diagnostické metody, z nichž některé jsou potenciálně vhodné i pro defektoskopii stavebních materiálů. Těchto metod je celá řada. Cílem práce bude výběr vhodných metod nelineární akustické spektroskopie, sestavení měřící aparatury a experimentální ověření jejich použitelnosti pro nedestruktivní testování betonu poškozeného vysokými teplotami.

    Školitel: Matysík Michal, Ing., Ph.D.

  14. Využití nedestruktivních metod stavebních materiálů pro optimalizaci vodivostních přídavků se zaměřením na zvýšení jejich senzorických vlastností

    Na základě Debyeovy teorie dielektrika bude sledována změna impedančních parametrů vzorků na cementovém i bezcementovém základu. Cílem je optimalizace vodivostního přídavku (grafit, saze, CNT) přidávaných do základní matrice. Práce se má věnovat problematice senzorických vlastností při zatěžování vzorků v tlaku a jejich optimalizaci s primárním zaměřením na cementové směsi a stanovení perkolačního prahu.

    Školitel: Kusák Ivo, doc. Mgr., Ph.D.

  15. Využití principů počítačové tomografie v akustickém testování stavebních materiálů

    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.

  16. Výzkum vlastností materiálů pro použití ve vysokoteplotním solárním tepelně akumulačním zásobníku

    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.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DJA044Doktorský seminář 1 (FMI)cs4PovinnýC1 - 39ano
DYA004Konzultační výuka cizího jazyka pro doktorandycs1PovinnýC1 - 26ano
DJB045Mikrostruktura stavebních látekcs8Povinně volitelnýzkP - 395798ano
DJB047Teoretické základy pálených stavivcs8Povinně volitelnýzkP - 395798ano
DVB067Teorie cencs8Povinně volitelnýzkP - 395798ano
DAB029Diskrétní metody ve stavebnictví 1cs4Povinně volitelnýP - 395799ano
DAB030Numerické metody 1cs4Povinně volitelnýP - 395799ano
DAB031Pravděpodobnost a matematická statistikacs4Povinně volitelnýP - 395799ano
DBB014Fyzika látekcs8Povinně volitelnýzkP - 395800ano
DCB010Fyzikální chemie silikátůcs8Povinně volitelnýzkP - 395800ano
DBB015Synergie stavebních materiálůcs8Povinně volitelnýzkP - 395800ano
DJB046Teoretické základy kompozitních materiálůcs8Povinně volitelnýzkP - 395800ano
DJB048Teoretické základy technologie silikátůcs8Povinně volitelnýzkP - 395800ano
DJB049Teorie optimálního užití stavebních látekcs8Povinně volitelnýzkP - 395800ano
DJB050Teorie trvanlivosti a sanace betonůcs8Povinně volitelnýzkP - 395800ano
2. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DJA051Doktorský seminář 2 (FMI)cs8PovinnýC1 - 78ano
DAB032Analýza časových řadcs10Povinně volitelnýzkP - 395802ano
DAB033Aplikace matematických metod v ekonomiics10Povinně volitelnýzkP - 395802ano
DAB034Diskrétní metody ve stavebnictví 2cs10Povinně volitelnýzkP - 395802ano
DAB035Numerické metody 2cs10Povinně volitelnýzkP - 395802ano
DAB036Numerické řešení variačních úlohcs10Povinně volitelnýzkP - 395802ano
DAB037Regresní modelycs10Povinně volitelnýzkP - 395802ano
DJB052Environmentální systémy výroby a užití stavivcs8Povinně volitelnýzkP - 395803ano
DIB022Nedestruktivní diagnostické metody zkoušení hmot a konstrukcícs8Povinně volitelnýzkP - 395803ano
DJB053Reologie betonucs8Povinně volitelnýzkP - 395803ano
DBB016Využití akustických metod pro NDT stavebních prvků a konstrukcícs8Povinně volitelnýzkP - 395803ano
2. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DYA005Cizí jazyk pro doktorské studiumcs8Povinnýzkano
DJA054Doktorský seminář 3 (FMI)cs8PovinnýC1 - 78ano
3. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DJA055Doktorský seminář 4 (FMI)cs8PovinnýC1 - 78ano
3. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DJA056Doktorský seminář 5 (FMI)cs14PovinnýC1 - 78ano
4. ročník, zimní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DJA057Doktorský seminář 6 (FMI)cs14PovinnýC1 - 78ano
4. ročník, letní semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Pov.Uk.Hod. rozsahSk.Ot.
DJA058Doktorský seminář 7 (FMI)cs20PovinnýC1 - 78ano
Všechny skupiny volitelných předmětů
Sk. Min. Předměty
5798 0 DJB045, DJB047, DVB067
5799 0 DAB029, DAB030, DAB031
5800 0 DBB014, DCB010, DBB015, DJB046, DJB048, DJB049, DJB050
5802 0 DAB032, DAB033, DAB034, DAB035, DAB036, DAB037
5803 0 DJB052, DIB022, DJB053, DBB016