| Anotace | (semestr B232) |
|---|
| Cementové kompozity tvoří základ dnešní civilizace a stavebnictví; tradiční beton je nyní nejvíce vyráběným materiálem na světě s průměrnou spotřebu přes 1 m3 / osobu / rok. Vlastnosti těchto kompozitů lze měnit v širokém spektru dle potřeb - tlaková pevnost do 800 MPa, dotvarování, smrštění, odolnost proti vlivům prostředí či vznik trhlin. Předmět představuje víceúrovňový popis těchto cementových kompozitů, od atomární úrovně až po úroveň stavební konstrukce. Zahrnuje přehled experimentálních metod používaných k identifikaci vlastností, analytických a numerických metod pro modelování hydratace, přenos tepla, elasticity, dotvarování a pevnosti přes různé úrovně rozlišení. Předmět je doplněn o celou řadu inženýrských aplikací, na kterých byly tyto metody úspěšně použity - návrhy a optimalizace masivních betonových konstrukcí (oblouky s chlazením, základové bloky, návodní líce přehrad), cementobetonové dálniční kryty s prodlouženou trvanlivostí, stříkané betony s náhradou Portlandského cementu sulfovápenatými pojivy, inovované materiály odolné k trhlinkování, alkalicky-aktivované úletové popílky. Většina použitých numerických modelů byla implementována do open-source softwaru OOFEM, který můžete volně použít například pro vaši předpověď teplot během hydratace, analýzu napětí a trhlin včetně vlivu výztuže a okrajových podmínek. |
| Obsah | |
|---|
1. Úvod do alumosilikátových materiálů, víceúrovňový popis materiálů, výroba cementu, chemie cementu, puzolánové příměsi
2. Základní reakce pro portlandský cement, výpočet minerálního složení cementu, Powersův model hydratace, porozita
3. Experimentální metody (SEM, XRD, MIP, TGA, NMR, indentace, atd.)
4. Nanostruktura a vlastnosti C-S-H gelu
5. Hydratační modely, CEMHYD3D model, kinetika reakcí a kinetické modely, implementace
6. Hydratační teplo a víceúrovňové modely
7. Mikromechanika - homogenizace elastických vlastností, metody
8. Mikromechanika - smršťování a dotvarování cementových kompozitů
9. Mikromechanika - lomová mechanika a mechanika poškození
10. Trvanlivost
11. Alkalicky-aktivované materiály |
| Literatura | |
|---|
[1] V. Šmilauer: Multiscale hierarchical modeling of hydrating concrete, Saxe-Coburg Publications, 2015
[2] R. Bárta: Chemie a technologie cementu, AVČR, 1961
[3] A. Neville: Properties of concrete, 2011
[4] R.W.Burrows: The visible and invisible cracking of concrete, ACI, 1998
[5] H.W.F. Taylor: Cement chemistry, 1997
[6] W. Czernin: Cement chemistry and physics for civil engineers, 1962
[7] O. Bernard, F.-J. Ulm, E. Lemarchand: A multiscale micromechanics-hydration model for the early-age elastic properties of cement-based materials, Cement and Concrete Research 33, 1293-1309, 2003
|
| Návaznosti | |
|---|
| -- |
| Studijní plány | |
|---|
Předmět je zařazen do následujících studijních plánů:
- studijní plán volitelné předměty (FF2019), skupina volitelné předměty, bakaláři letní semestr (FF2018_XBL), dop. semestr 0 (volitelné předměty pro všechny obory - bakalářské předměty, magisterské předměty a předměty katedry jazyků )
|
