CTU

České vysoké učení technické v Praze

Fakulta stavební

K 123 - Katedra materiálového inženýrství a chemie

Předměty aktuálního semestru -- zimní 2017/18

přejděte na archiv


semestr zimní 2017/18


semestr letní 2016/17


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


Bachelor Project

In accordance with the thesis proposal


Chemistry

Introduction to general chemistry - chemical bond, compounds, reactions, equilibrium. Chemistry of environment - water, atmosphere, pedosphere. Chemistry of building materials - inorganic binders, glass, ceramic, metals, natural polymers, wood, synthetic polymers on C and Si basis. Introduction to degradation of building materials and to analytical chemistry.

[1] Grünwald, Chemie, ČVUT Praha.
[2] Pavlíková, Keppert, Chemie - chemie stavebních materiálů, ČVUT Praha 2009.
[3] Shriver, Atkins, Inroganic Chemistry, Oxford UP, 2001.

Diplomový seminář

Dle zadání


Diplomová práce

Dle zadání


Diploma project

In accordance with the thesis proposal


Chemie silikátových materiálů

Předmět se věnuje chemii stavebních pojiv na bázi silikátů a příbuzných materiálů. Je probrána chemická a technologická stránka tématu.

[1] Lea’s Chemistry of Cement and Concrete. Ed. P.C. Hewlett, 4th Edition. Butterwotrh-Heinemann: Oxford, 2001.
[2] Taylor, H.F.W. Cement Chemistry. Academic Press: London, 1992.
[3] Henning, O., Lach, V. Chemie ve stavebnictví. SNTL/ALFA: Praha1983.

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.

Materiálové inženýrství


Material engineering

Subject gives information on principles of designing and development of new types of materials having directed properties for specific building applications and structures.


Materiálové inženýrství


Projekt 2C


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 zkušebnictví.

[1] Svoboda, L. a kol.: Stavební hmoty. Jaga, Bratislava 2004. ISBN 80-8076-007

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

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

Technologie výroby stavebních materiálů

Základní stavební materiály, jejich popis, technologie výroby jednotlivých stavebních materiálů, energetická náročnost výroby, skladování a doprava. Modelování stavební výroby. Stavebně technologický projekt a jeho hlavní dokumenty. Faktory ovlivňující výrobu materiálů, způsob použití, bezpečnost práce.

[1] Juríček, I: Technológia pozemných stavieb 1 Bratislava: Alfa, 1992
[2] Vejvara, K.: Technologie staveb - Lešení 95. vyd. Praha: ČVUT, 1999

Základy fyzikální chemie

Předmět se věnuje vybraným partiím fyzikální chemie, které mají vztah k procesům probíhajícím v materiálech a systémech majících vztah ke stavebním materiálům. Studenti se seznámí s principy klasické termodynamiky aplikovaným jednak na systémy s probíhající chemickou reakcí, jednak na systémy s fázovou rovnováhou. Pozornost je věnována i kinetice chemických reakcí. V oblasti elektrochemie se hovoří, kromě obecného základu, o elektrolytech, korozi a elektrochemických zdrojích proudu. Poslední část kurzu je věnována dějům na fázových rozhraních a disperzním systémům.

[1] Novák a kol., Fyzikální chemie I a II, VŠCHT Praha, 1999 a 2001
[2] Bartovská, Šišková, Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav, VŠCHT Praha, 2005
[3] Moore, Fyzikální chemie, SNTL Praha, 1981

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


Bachelor Project

In accordance with the thesis proposal


Chemistry

Introduction to general chemistry - chemical bond, compounds, reactions, equilibrium. Chemistry of environment - water, atmosphere, pedosphere. Chemistry of building materials - inorganic binders, glass, ceramic, metals, natural polymers, wood, synthetic polymers on C and Si basis. Introduction to degradation of building materials and to analytical chemistry.

[1] Grünwald, Chemie, ČVUT Praha.
[2] Pavlíková, Keppert, Chemie - chemie stavebních materiálů, ČVUT Praha 2009.
[3] Shriver, Atkins, Inroganic Chemistry, Oxford UP, 2001.

Diplomový seminář

Dle zadání


Diplomová práce

Dle zadání


Diploma project

In accordance with the thesis proposal


Chemie silikátových materiálů

Oxid křemičitý, struktura, vlastnosti. Hydroxid vápenatý a jeho vlastnosti. Hlavní fáze portlandského cementu, hydratace kalciumsilikátových fází, hydratace aluminátových, feritových a sulfátových fází. Hydratace, tuhnutí a tvrdnutí portlandského cementu. Hydrotermální proces tvrdnutí. Hydratační teplo cementu. Struktura a vlastnosti čerstvé a zatvrdlé cementové pasty. Fyzikálně chemické a mechanické vlastnosti portlandského cementu. Směsné cementy, pucolány, strusky, mikrosilika. Chemie speciálních druhů cementů, rozpínavé cementy, nízkoenergetické cementy. Hlinitanové cementy. Úloha přísad k silikátovým pojivům. Mezivrstva cementový tmel – kamenivo.

[1] Lea’s Chemistry of Cement and Concrete. Ed. P.C. Hewlett, 4th Edition. Butterwotrh-Heinemann: Oxford, 2001.
[2] Taylor, H.F.W. Cement Chemistry. Academic Press: London, 1992.
[3] Henning, O., Lach, V. Chemie ve stavebnictví. SNTL/ALFA: Praha1983.

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.

Materiálové inženýrství


Material engineering


Materiálové inženýrství


Projekt 2C


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 zkušebnictví.

[1] Svoboda, L. a kol.: Stavební hmoty. Jaga, Bratislava 2004. ISBN 80-8076-007

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

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

Technologie výroby stavebních materiálů

Základní stavební materiály, jejich popis, technologie výroby jednotlivých stavebních materiálů, energetická náročnost výroby, skladování a doprava. Modelování stavební výroby. Stavebně technologický projekt a jeho hlavní dokumenty. Faktory ovlivňující výrobu materiálů, způsob použití, bezpečnost práce.

[1] Juríček, I: Technológia pozemných stavieb 1 Bratislava: Alfa, 1992
[2] Vejvara, K.: Technologie staveb - Lešení 95. vyd. Praha: ČVUT, 1999

Základy fyzikální chemie

Předmět se věnuje vybraným partiím fyzikální chemie, které mají vztah k procesům probíhajícím v materiálech a systémech majících vztah ke stavebním materiálům. Studenti se seznámí s principy klasické termodynamiky aplikovaným jednak na systémy s probíhající chemickou reakcí, jednak na systémy s fázovou rovnováhou. Pozornost je věnována i kinetice chemických reakcí. V oblasti elektrochemie se hovoří, kromě obecného základu, o elektrolytech, korozi a elektrochemických zdrojích proudu. Poslední část kurzu je věnována dějům na fázových rozhraních a disperzním systémům.

[1] Novák a kol., Fyzikální chemie I a II, VŠCHT Praha, 1999 a 2001
[2] Bartovská, Šišková, Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav, VŠCHT Praha, 2005
[3] Moore, Fyzikální chemie, SNTL Praha, 1981

 

Zpět na:
Stránku ČVUT
Stránku fakulty
Seznam kateder

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