CTU

České vysoké učení technické v Praze

Fakulta stavební

K 123 - Katedra materiálového inženýrství a chemie

Předměty aktuálního semestru -- letní 2017/18

přejděte na archiv


semestr letní 2017/18


Aplikovaná chemie

Cílem předmětu je zlepšit úroveň chemických znalostí doktorandů a ukázat jim možnosti chemického přístupu k řešení jejich konkrétního projektu. Látka, směs, přípravek, materiál. Čistota a koncentrace. Chemické reakce. Chemická rovnováha. Význam pH. Chemická kinetika. Stechiometrické výpočty, látkové bilance. Chemická podstata stavebních hmot. Chemické procesy při aplikaci stavebních hmot. Chemická degradace a koroze. Význam a možnosti chemické analýzy ve stavebnictví. Chyby chemických rozborů. Správná laboratorní praxe. Zásady bezpečné práce s chemickými přípravky. Chemické riziko a legislativa.


Akustická a ultraakustická měření

Popis experimentů v oblasti fyzikální a prostorové akustiky a aplikace ultraakustiky v oblasti nedestruktivního měření fyzikálních materiálových parametrů. Popis a použití základních přístrojů pro akustická měření, využití generátorů, snímačů, zesilovačů a analyzátorů a záznamových zařízení. Praktické úlohy z prostorové akustiky (měření hladiny hlasitosti, doby dozvuku, stupně průzvučnosti ap.). Praktické úlohy z oboru nedestruktivního měření fyzikálních materiálových vlastností akustickými a ultraakustickými metodami (měření modulů pružnosti, rychlosti šíření vlnění, útlumu vlnění ap.). Praktické úlohy z oblasti ultraakustické defektoskopie (hledání trhlin a dutin v materiálu, určování nehomogenit ap.). Popsání principů a aplikace při využití akustické emise (předvídání krizových situací ap.).


Interakce materiálu a vnějšího prostředí

Problematika změn vlastností materiálu v závislosti na podmínkách, kterým je vystaven. Vliv vnějšího prostředí na vlastnosti materiálů, stárnutí a degradace materiálů. Vliv chemického působení na vlastnosti materiálů. Karbonatace betonu oxidem uhličitým ze vzduchu a další vlivy kontaminovaného prostředí na strukturu, vlastnosti a životnost materiálů.


Materiálové inženýrství

Prohloubení znalostí o stavebních hmotách. Popis hmot, výklad vlastností a chování hmot ve vztahu k jejich struktuře a složení. Utřídění současných poznatků o chování hmot a závislosti mechanicko-fyzikálních vlastností na vnějších vlivech a změnách prostředí vytváří souhrn vstupních dat pro programování nových stavebních hmot s optimálními vlastnostmi pro dané stavební aplikace a prognózy výroby nových typů materiálů.


Mechanika kontinua

Kinematika kontinua. Malé a velké deformace. Lagrangeova a Eulerova metoda. Materiálové a prostorové derivace. Dynamika kontinua. Bilance hmotnosti, hybnosti a mechanické energie. Materiálové modely a jejich aplikace v bilančních rovnicích.


Měření termofyzikálních vlastností materiálů

Měření teploty. Základy kalorimetrie, klasická kalorimetrická měření. Měření měrné tepelné kapacity v širokém teplotním oboru. Aplikace inverzních úloh při měření tepelně technických veličin. Měření tepelné a teplotní vodivosti. Měření teplotních a vlhkostních dilatací. Měření vlhkosti vzduchu a porézních materiálů. Měření vodivosti vlhkosti a difúze vodních par. Navlhavost, nasákavost, vzlínavost. Závislost fyzikálních parametrů materiálů na vlhkosti a teplotě.


Řešení transportních jevů na počítači

Řešení stacionárních a časově evolučních procesů metodou konečných prvků. Počítačová implementace metody konečných prvků. Programování úloh metody konečných prvků v jazycích Fortran a C. Metody řešení nelineárních problémů. Řešení úloh se změnou fáze a úloh s chemickými reakcemi.


Vybrané statě o turbulentním proudění

Úvod do fyziky kontinua. Dynamika tekutin s vnitřním třením. Tenzory 2.ř. Obecná formulace Navier-Stokesova zákona. Smykové oblasti, vznik turbulence. Úvod do teorie vírů. Základní charakteristiky turbulence. Reynoldsovo číslo. Modely turbulentního proudění: Prandtl, von Kármán. Obtékání válce, Couettovo proudění. Statistický přístup. Homogenní, isotropní turbulence. Orr-Sommerfeldova rovnice. Některé aplikace (proudění v potrubí, obtékání budov).


Transportní jevy v materiálech I

Teorie přenosu hmotnosti, hybnosti, momentu hybnosti a energie, bilanční rovnice. Stavové a fenomenologické rovnice pevných látek, kapalin a plynů. Bilanční rovnice ve vícesložkových systémech. Přenos tepla a látky v porézních materiálech. Přenos mechanického vlnění v materiálech. Teorie podobnosti, princip modelování.


Transportní jevy v materiálech II

Teorie přenosu náboje, elektromagnetické hybnosti, momentu hybnosti a energie. Materiálové relace v elektrodynamice. Interakce střídavého elektromagnetického pole o vysokých frekvencích s různými typy materiálů. Optické vlastnosti materiálů. Reflektivita a transmisivita opticky nehomogenních kovových a nekovových materiálů. Interakce laserového záření s kovy a polovodiči.


Transportní procesy v materiálech

Bilance hmotnosti, hybnosti a energie ve vícesložkových systémech. Konstrukce materiálových relací pomocí metod nevratné termodynamiky. Modelování přenosu tepla a vlhkosti v porézních materiálech. Difúzní, konvektivní a smíšené modely. Měření materiálových parametrů přenosu tepla a vlhkosti.


Bakalářská práce


Bakalářská práce


Building materials

Main aim of course is giving basic information about the structure and properties of the building materials and about their testing methods on the base of the contemporary knowledge and materials engineering approach. The laboratory work (exercise) consists in the testing of building materials from the point of view of physically - chemical properties and their quality control.

[1] Somayaji, S.: Civil engineering materials. 2nd ed. - Prentice Hall, 2001. ,
[2] Cowan,H.J., Smith P.R.: The Science and Technology of Building Materials. Van Nostrand Reinhold Company Inc., New York, 1988

Bachelor Project

In accordance with the thesis proposal


Diplomová práce

Dle zadání


Diploma project

In accordance with the thesis proposal


Chemie

Úvod do obecné chemie - vazby, sloučeniny, reakce, rovnováha. Chemie životního prostředí - voda, atmosféra, půda. Chemie stavebních materiálů - anorganická pojiva, sklo, keramika, kovové materiály, přírodní polymerní materiály, syntetické polymerní materiály na bázi C a Si. Úvod do degradace stavebních materiálů a analytické chemie.

[1] Grünwald, Chemie, ČVUT Praha.
[2] Pavlíková, Keppert, Chemie - chemie stavebních materiálů, ČVUT Praha 2009.

Stavební hmoty

Materiálová základna stavebnictví, klasifikace materiálů, základní pojmy. Definice základních vlastností materiálů v souvislosti se strukturou hmot. Fyzikální, mechanické, tepelné a chemické vlastnosti hlavních skupin stavebních materiálů a základní vztahy mezi nimi. Vývoj materiálové základny u nás a zahraničí. Seznámení se základními druhy materiálů a výrobků a jejich aplikacemi v konstrukci. Estetická a užitná hodnota. Laboratorní zkoušení vlastností hlavních druhů materiálů, základy materiálového zkušebnictví.

[1] Luboš Svoboda a kol.: Stavební hmoty, Jaga, Bratislava 2005, ISBN 80-8076-007-1

Chemie ve stavebnictví

Cílem kurzu je seznámit posluchače se základy stavební chemie nejen teoreticky, ale i prakticky pomocí názorných demonstračních ukázek a experimentů. Účastníci se seznámí se základy chemie stavebních látek, tedy s chemickou vazbou, skupenstvím látek, chemickými reakcemi a základy fyzikální chemie stavebních látek. Důležitou součástí stavební chemie je i chemie vody, její struktura, výskyt, tvrdost vody, ionizace a pH, povrchové napětí a možné úpravy. Využívání kovových prvků, výztuží atd. s sebou přináší problém koroze kovů, ale především ochranu proti korozi. Posluchači se tedy seznámí se základy elektrochemie. Stavební chemie v sobě také zahrnuje chemii anorganických nekovových stavebních látek, jako jsou silikáty a alumináty, horniny, pojiva, keramika, sklo a chemii organických stavebních látek, např. různé sloučeniny uhlíku, dřevo, živice, asfalty, plasty, nátěry, lepidla, tmely. Nedílnou součást této problematiky tvoří základní rozbory stavebních látek.


Materiály pro povrch.úpravu stav.konstr.

Estetická a ochranná funkce povrchových úprav. Druhy povrchových úprav. Navrhování povrchových úprav horizontálních a vertikálních konstrukcí. Materiálové řešení jednotlivých typů povrchových úprav. Předúprava podkladu. Prováděcí požadavky. Údržba a opravy povrchových úprav. Speciální povrchové úpravy.

[1] Svoboda, L. a kol.: Stavební hmoty, Bratislava: Jaga 2005, 471 s.

Num. analýza transp. procesů

Posuzování tepelně-vlhkostních stavů ve stavebním inženýrství. Základní počítačové modely pro řešení transportních procesů v materiálech a jejich použití. Struktura počítačových modelů DELPHIN, WUFI, TRANSMAT a jejich použití při řešení jednoduchých transportních úloh - transport tepla a vlhkosti. Význam počátečních a okrajových podmínek a jejich vliv na numerickou analýzu transportních procesů v materiálech.

[1] R. Černý, P. Rovnaníková, Transport Processes in Concrete. Spon Press, London 2002
[2] Grunewald, J. DELPHIN 4.1 - Documentation, Theoretical Fundamentals. Dresden: TU Dresden 2000

 

Zpět na:
Stránku ČVUT
Stránku fakulty
Seznam kateder

Problémy, připomínky a doporučení směrujte prosím na
webmaster@fsv.cvut.cz