Fakulta stavební -- K 123 - Katedra materiálového inženýrství a chemie
semestr zimní 2025/26
The course Applied Chemistry brings information in a branch of classical and modern Chemistry. The goal of this course is to improve chemical knowledge of postgraduate students and show them the possibilities of chemical approach to solve their projects. The course comprises some thematic branches, namely chemical analysis, separatory, optical and electrical methods. In the branch of chemical analysis the classical and modern approach will be compared, it means qualitative and quantitative analysis. The electrical methods include conductometry, TDR technique and high temperature measurements. The principle of the separatory methods will be illustrated due to liquid chromatography. The optical methods will be presented by optical microscopy, ED XRDF and IR spectrometry. Finally, the possibilities of particle size and distribution determination will be solved, using sewing method and laser analysis.
[1] Available on the web:
[2] 1. Harvey D., Modern Analytical Chemistry. McGraw-Hill Higher Education, USA, 2000. ISBN 0-07-116953-9
[3] 2. Chukanov N. V., Chervonnyi A. D., Infrared Spectroscopy of Minerals and Related Compounds. Springer, 2016. ISBN: 978-3-319-25349-7
[4] 3. Wang J., Analytical Electrochemistry, 3rd Edition. Wiley-VCH. ISBN: 978-0-471-67879-3
The course Applied Chemistry – practical laboratory lessons follows the theoretical classes of Applied chemistry course. According to the themes the practical laboratory measurement will be performed. Students will be familiarized with devices operation, possibilities of outputs and useful applications. In the branch of chemical analysis the classical and modern approach will be compared. The electrical methods include high temperature dilatometry and conductometry. The separatory method will be presented using liquid chromatography. ED XRDF and IR spectrometry will represent the optical methods. Finally, the particle size measurement using laser analyser will be realized.
[1] Available on the web:
[2] 1. Harvey D., Modern Analytical Chemistry. McGraw-Hill Higher Education, USA, 2000. ISBN 0-07-116953-9
[3] 2. Chukanov N. V., Chervonnyi A. D., Infrared Spectroscopy of Minerals and Related Compounds. Springer, 2016. ISBN: 978-3-319-25349-7
[4] 3. Wang J., Analytical Electrochemistry, 3rd Edition. Wiley-VCH. ISBN: 978-0-471-67879-3
Šíření zvuku, základní akustické veličiny, frekvenční charakteristika. Prostorová akustika (měření hladiny hlasitosti, doby dozvuku, stupně průzvučnosti, …) Popis a použití základních přístrojů pro akustická měření, využití generátorů, snímačů, zesilovačů a analyzátorů a záznamových zařízení. Experimentální stanovení akustických vlastností stavebních materiálů – útlum zvuku při průchodu stavebním materiálem, popis měřicí aparatury. Nedestruktivní měření fyzikálních materiálových vlastností akustickými a ultraakustickými metodami (měření modulů pružnosti, rychlosti šíření vlnění, útlumu vlnění, …). Ultraakustická defektoskopie (identifikace trhlin a dutin v materiálu, určování nehomogenit, …)
[1] L. L. Beranek – Snižování hluku (Originál: Noise reduction - Peninsula Publishing, 1991)
[2] J. Binko, I. Kašpar – Fyzika stavebního inženýra, 1983
[3] J. Obraz – Ultrazvuk v měřící technice, 1984
[4] B. Kopec a kol. – Nedestruktivní zkoušení, 2008
[5] F. Fahy aj. Walker – Advanced Applications in Acoustics, Noise and Vibration, 2004.
Sound propagation, basic acoustic quantities, frequency-dependent characteristics. Spatial acoustics (sound level measurements, reverberation time, …) Description of instruments used for acoustic measurements - generators, sensors, amplifiers, analyzers and recording devices. Experimental determination of acoustic properties of building materials - attenuation of sound propagation through building materials, description of measuring apparatus. Non-destructive measurements of materials properties by means of acoustic and ultrasonic methods (measurements of elastic modulus, velocity of waves propagation, attenuation of waves). Ultrasonic defectoscopy (identification of cracks and cavities in materials, determination of inhomogeneities, ...)
[1] F. J. Cheek, N. David – Fundamentals and Applications of Ultrasonic Waves, CRC Press, 2002.
[2] J. F. Allard, N. Atalla - Propagation of sound in porous media modelling sound absorbing materials, Wiley, 2009.
[3] C. Sujatha – Vibration and Acoustics: Measurement and Signal Analysis, McGraw Hill Education, 2010.
[4] F. Fahy, J. Walker – Advanced Applications in Acoustics, Noise and Vibration, Spon Press, 2004.
Problematika změn vlastností materiálu v závislosti na podmínkách, kterým je vystaven. Vliv vnějšího prostředí na strukturu a vlastnosti stavebních materiálů a na jejich životnost. Změny vlastností vlivem chemické degradace. Karbonatace betonu, koroze kovů. Degradace a stárnutí přírodních materiálů a polymerů. Ochrana materiálů před vnějšími vlivy. Přednášky: 1. Vliv CO2 na stavební materiály, karbonatace betonu 2. Degradace a sanace betonu 3. Elektrochemie 4. Koroze kovových materiálů 5. Biodegradace, sanace dřeva 6. Povrchové úpravy materiálů – ochrana, vady, sanace 7. Stárnutí a degradace polymerů
[1] J. Bull: Durability of Materials and Structures in Building and Civil Engineering, Whittles Publishing 2006, ISBN 9780849392399
[2] M. Kutz: Handbook of Environmental Degradation of Materials, William Andrew, 2005, ISBN: 9780128101735
[3] G. R. Halford: Fatigue and Durability of Structural Materials, ASM International, 2006, ISBN: 978-0-87170-825-0
[4] Články v databázi WoS
[5] Přednášky
Influence of the environment on the structure and properties of materials, their aging and degradation. Chemical deterioration of materials. Concrete carbonation, corrosion of metals. Degradation of natural materials and polymers. Protection of materials against environmental impact. Lectures: 1. Influence of CO2 on building materials, concrete carbonation 2. Degradation and rehabilitation of concrete 3. Electrochemistry 4. Corrosion of metal materials 5. Biodegradation, wood rehabilitation 6. Aging and degradation of polymers
[1] J. Bull: Durability of Materials and Structures in Building and Civil Engineering, Whittles Publishing 2006, ISBN 9780849392399
[2] M. Kutz: Handbook of Environmental Degradation of Materials, William Andrew, 2005, ISBN: 9780128101735
[3] G. R. Halford: Fatigue and Durability of Structural Materials, ASM International, 2006, ISBN: 978-0-87170-825-0
[4] Articles in WoS database
Stavba hmoty, pohled na konfiguraci atomů, periodickou tabulku a její zákonitosti, povaha soudržných sil. Skupenské stavy látek, struktura pevných látek a fázové přechody. Vlastnosti reálných stavebních hmot, základní fyzikální vlastnosti stavebních materiálů, vztah mezi strukturou a vlastnostmi stavebních materiálů. Stavební kámen, jeho vlastnosti, význam ve stavebnictví, konzervace a konsolidace degradovaných kamenných prvků. Dřevo, jeho struktura, vlastnosti, ochrana a aplikace ve stavebnictví. Sklo a plasty, jejich struktura, vlastnosti a použití ve stavebnictví. Beton, jeho struktura a vlastnosti, vliv vnitřních a vnějších faktorů na vlastnosti a chování betonu, speciální typy betonů a degradační vlivy. Kompozitní materiály, jejich struktura, chování a typy. Degradace stavebních materiálů a metody zjišťování struktury a složení stavebních materiálů.
[1] Povinná literatura:
[2] Pavlíková, M., Pavlík, Z., Hošek, J. Materiálové inženýrství I. Praha, ČVUT v Praze, 2012.
[3]
[4] Doporučená literatura:
[5] Collepardi, M., Moderní beton. Praha, ČKAIT, 2009.
[6] Aitcin, P.-C., Vysokohodnotný beton. Praha, ČKAIT, 2005.
[7] Illston, J.M., Domone, P.L.J., Construction materials – their nature and behaviour. New York, Spon Press, 2007.
[8] Claisse, P.A., Civil Engineering Materials. Butterworth-Heinemann, 2016.
The aim of the subject is to provide to students detailed knowledge in the field of current trends in materials used in construction industry and also in materials applied historically in older and culture heritage valuable buildings. The scope of the subject comprises description of building materials and interpretation of their properties and performance in relation to their structure and composition. Within the frame of Materials Engineering course, the students will summarize their knowledge in materials behaviour and dependence of their mechanical-physical parameters on exterior effects and climate conditions changes. The students will also gain knowledge and skills in the field of materials research and actual and latest trends in materials basis for building industry.
[1] Povinná literatura:
[2] Aitcin, P.C., High-Performance Concrete, Spons Architecture Price Book, 2014.
[3] Collepardi, M., The new concrete, Grafiche Tintoretto, 2006.
[4] Ahmed, A., Sturges, J., Materials Science in Construction: An Introduction, Routledge – Taylor & Francis Group, 2015.
[6] Doporučená literatura:
[7] Illston, J.M., Domone, P.L.J., Construction materials – their nature and behaviour. New York, Spon Press, 2007.
[8] Claisse, P.A., Civil Engineering Materials. Butterworth-Heinemann, 2016.
[9] Wessel, J.K., The Handbook of Advanced Materials: Enabling New Designs, Wiley-Interscience, 2004.
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.
Tepelná vodivost plynů. Dynamika krystalové mřížky. Tepelná kapacita látek. Přenos tepla vedením a zářením v látkách. Rovnice vedení tepla. Teplotní pole. Metody měření teplotní vodivosti, tepelní vodivosti a tepelní kapacity pro pevné látky, kapaliny a plyny. Impulzní metody měření. Snímače teploty. Lineární a objemová teplotní roztažnost pevných látek, kapalín a plynů. Koeficient teplotní roztažnosti izotropních a anizotropních látek.
[1] Krempaský, J.: Termofyzikálne veličiny a ich meranie. Bratislava, SAV, 1971.
[2] Jones, J.C.: The Principles of Thermal Sciences and Their Application to Engineering. Whittles Publishing, 2000.
[3] Öchsner A., Murch G.E., de Lemos M. J. S.: Cellular and Porous Materials: Thermal Properties Simulation and Prediction, Wiley-VCH Verlag GmBH, Weinheim, 2008
[4] Ozisik, M.N.: Heat Conduction. John Wiley & Sons, Inc., 1993
Thermal conductivity of gases. Dynamical theory of crystal lattice. Heat capacity of materials. Conduction and radiation heat transfer in materials. Heat transfer equation. Thermal field. Measurement methods of thermal diffusivity, thermal conductivity, and heat capacity of solids, fluids, and gases. Impulse measurement methods. Temperature sensors. Linear and volumetric thermal expansion of solids, fluids, and gases. Thermal expansion coefficient of isotropic and anisotropic materials.
[1] Ozisik, M.N.: Heat Transfer: A Basic Approach. McGraw-Hill, 1985
[2] Jones, J.C.: The Principles of Thermal Sciences and Their Application to Engineering. Whittles Publishing, 2000.
[3] Öchsner A., Murch G.E., de Lemos M. J. S.: Cellular and Porous Materials: Thermal Properties Simulation and Prediction, Wiley-VCH Verlag GmBH, Weinheim, 2008
[4] Ozisik, M.N.: Heat Conduction. John Wiley & Sons, Inc., 1993
*Volitelný předmět* Řešení stacionárních a časově evolučních procesů metodou konečných prvků. Počítačová implementace metody konečných prvků. Programování úloh metody konečných prvků v jazyku C. Metody řešení nelineárních problémů. Konvergence metody konečných prvků, odhad chyby Řešení úloh se změnou fáze a úloh s chemickými reakcemi. Počítačové modelování jednorozměrných úloh Počítačové modelování vícerozměrných úloh Počítačové modelování vícerozměrných úloh s využitím paralelního řešiče
[1] Skripta: Fyzika – Transportní jevy, Robert Černý, Vydavatelství ČVUT, 1993
[2] Řešení transportních jevů na počítači, Robert Černý, Vydavatelství ČVUT, 1997
*Elective course* Solution of steady-state and transient processes using finite element method Computer implementation of finite element method Programming of finite element method problems in C language Methods of solving nonlinear problems Convergence of finite element method, error estimate Solution of problems involving phase change and chemical reactions Computational modeling of one-dimensional problems Computational modeling of multi-dimensional problems Computational modeling of multi-dimensional problems using parallel solvers
[1] J. N. Reddy, D.K. Gartling, The Finite Element Method in Heat Transfer and Fluid Dynamics, CRC Press, Boca Raton 2010
[2] J. Kruis, Domain Decomposition Methods for Distributed Computing, Saxe-Coburg Publications, Stirling 2006.
1. Kinematika termomechaniky kontinua 2. Síly, práce a výkon v termomechanice kontinua 3. Integrální bilanční rovnice termomechaniky kontinua 4. Bilanční rovnice hmotnosti a hybnosti v lokálním tvaru 5. Bilanční rovnice kinetické, potenciální a mechanické energie v lokálním tvaru 6. Termodynamické postuláty a termodynamické věty 7. Termodynamické potenciály 8. Kontinuum bez nevratných procesů, model termoelastického kontinua 9. Bilanční rovnice vnitřní energie v lokálním tvaru 10. Bilanční rovnice celkové energie v lokálním tvaru 11. Bilanční rovnice entropie v lokálním tvaru 12. Jednotný tvar bilančních rovnic v termomechanice 13. Základy teorie směsí, bilanční rovnice hmotnosti složky směsi
[1] R. Černý, P. Rovnaníková, Transport Processes in Concrete. Spon Press, London 2002.
1. Kinematics of continuum thermomechanics 2. Forces, work, and power in continuum thermomechanics 3. Global balance laws of continuum thermomechanics 4. Local balance laws of mass and momentum 5. Local balance laws of kinetic, potential, and mechanical energy 6. Thermodynamic postulates and thermodynamic laws 7. Thermodynamic potentials 8. Continuum without irreversible processes, model of thermoelastic continuum 9. Local balance law of internal energy 10. Local balance law of total energy 11. Local balance law of entropy 12. Unified form of balance laws in thermomechanics 13. Fundamentals of the theory of mixtures, balance law of mass of a mixture component
[1] R. Černý, P. Rovnaníková, Transport Processes in Concrete. Spon Press, London 2002.
1. Popis porézního prostředí 2. Přenos vodní páry v porézním prostředí 3. Knudsenova difúze a transport povrchové fáze vody v porézním prostředí 4. Přenos vody v kapalné fázi v porézním prostředí 5. Fázové změny vody v porézním prostředí 6. Konvektivní modely přenosu vlhkosti 7. Difúzní modely přenosu vlhkosti 8. Konstrukce materiálových relací pomocí metod nevratné termodynamiky 9. Termodynamický model současného přenosu tepla a vlhkosti 10. Difúzní modely současného přenosu tepla a vlhkosti 11. Konvektivní modely současného přenosu tepla a vlhkosti 12. Současný přenos tepla, vlhkosti a chemických látek 13. Vliv elektrického pole na transport tepla a vlhkosti
[1] R. Černý, P. Rovnaníková, Transport Processes in Concrete. Spon Press, London 2002.
1. Description of porous medium 2. Water vapor transport in porous medium 3. Knudsen diffusion and surface diffusion in porous medium 4. Liquid water transport in porous medium 5. Phase changes of water in porous medium 6. Convective models of moisture transport 7. Diffusion models of moisture transport 8. Construction of constitutive equations using methods of irreversible thermodynamics 9. Thermodynamic model of coupled heat and moisture transport 10. Diffusion models of coupled heat and moisture transport 11. Convective models of coupled heat and moisture transport 12. Coupled heat, moisture, and chemical compounds transport 13. Effect of electric field on heat and moisture transport
[1] R. Černý, P. Rovnaníková, Transport Processes in Concrete. Spon Press, London 2002.
Předmět se zaměřuje na materiály a prvky historických konstrukcí a technologie pro jejich obnovu. Podrobněji jsou studovány zejména kámen, hlína, dřevo a dále omítky, povrchová ochrana a stavební pojiva (sádra, vápno, cement).
[1] Kotlík, P., Heidingsfeld, V., Bláha, J., Vaněček, I. (2011) Satvební materiály historických objektů, Praha: VŠCHT, 112 s. ISBN: 978-80-7080-347-9.
[2] Škabrada, J. (2007) Konstrukce historických staveb, Praha: ARGO, 397 s. ISBN: 80-7203-548-7.
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.
Dle zadání
[1] Dle zadání
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.
Povinná literatura:
[1] Somayaji, S.: Civil engineering materials. 2nd ed. - Prentice Hall, 2001, ISBN-13: 978-0130839060
[2] Soutsos M., Domone, P.: Construction Materials. Their Nature And Behaviour, Taylor & Francis Group; 2017, ISBN 9781498741101.
Doporučená literatura:
[3] Mouton, Yves: Organic Materials in Civil Engineering, ISTE Ltd. 2006, ISBN: 978-1-905-20911-8
[4] Aitcin, Pierre-Claude:High Performance Concrete. CRC Press, 1998, ISBN-13: 978-0419192701
Studijní pomůcky:
[5] Materials on the department pages: https://k123.fsv.cvut.cz/en/building-materials/
In accordance with the thesis proposal
[1] In accordance with the thesis proposal
Dle zadání diplomové práce.
[1] Dle zadání diplomové práce.
In accordance with the thesis proposal
[1] In accordance with the thesis proposal
Předmět se věnuje degradačním procesům probíhajícím v materiálech během jejich životnosti, prevenci degradace a sanaci poškozených materiálů a konstrukcí. Fyzikální degradační procesy – objemové změny, abraze částicemi unášenými vodou a větrem. Anorganické porézní materiály - působení vlhkosti, kyselých roztoků a rozpustných solí. Působení oxidu uhličitého na materiály na bázi cementu – karbonatace, působení agresivní vody s vysokým obsahem CO2. Poškození materiálů vysokou teplotou (požár). Biologická degradace nejen dřevěných konstrukcí. Syntetické polymerní materiály, působení UV záření a změn teploty. Koroze a protikorozní ochrana kovových materiálů. Povrchové úpravy a povlaky (nátěry).
Povinná literatura:
[1] R. Wasserbauer, Biologické znehodnocení staveb ABF, 2000, ISBN 80-86165-30-2.
Doporučená literatura:
[2] M. Balík a kolektiv, Odvlhčování staveb, Grada Publishing a.s., 2008, ISBN 978-80-247-2693-9.
[3] Cicek V, Al-Numan B. Corrosion Chemistry. Hoboken, N.J.: Wiley; 2011, ISBN:9780470943076
Výuka předmětu je zaměřena na vybranou problematiku stavebních materiálů s důrazem na správnou terminologii. Studenti se seznámí s hlavními typy stavebních materiálů, jejich vlastnostmi a metodami stanovení těchto vlastností. Důraz bude kladen na odvození souvislostí mezi složením, vlastnostmi a použitím daného typu stavebního materiálu. Při přednáškách i cvičeních budou názorně prezentovány jednotlivé typy stavebních materiálů a budou využívány demonstrační pomůcky. Studenti získají praktické zkušenosti při stanovení vlastností stavebních materiálů pomocí standardně používaných metod.
Povinná literatura:
[1] Prezentace a podklady přístupné po přihlášení na webové stránce předmětu a v MsTeams.
[2] PAVLÍKOVÁ, M., KEPPERT, M. Chemie - chemie stavebních materiálů, ČVUT Praha 2009, ISBN: 978-80-01-04237-3
[3] KOLÁŘ,K. a REITERMAN, P. Stavební materiály pro SPŠ stavební, Grada 2012, epub.
Doporučená literatura:
[4] PTÁČEK, L. a kolektiv. Nauka o materiálu II. Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. 2002. ISBN: 80-7204-248-3
[5] PTÁČEK, L. a kolektiv. Nauka o materiálu I. Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. 2003. ISBN: 80-7204-283-1
[6] Webové stránky vyučujícího.
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.
Povinná literatura:
[1] Pavlíková, Keppert, Chemie - chemie stavebních materiálů, ČVUT Praha 2009, ISBN: 978-80-01-04237-3
[2] Nábělková, Nekovářová, CHEMIE:Chemie životního prostředí, ČVUT Praha 2010, ISBN: 978-80-01-04534-3
Doporučená literatura:
[3] Yen, T.: Chemistry for engineers. London: Imperial College Press, 2008, ISBN: 978-1-86094-775-9
[4] Kurdowski, W.: Cement and Concrete Chemistry,Springer Science & Business, 2014, ISBN:9400779453
[5] Grünwald, A.: Chemie, ČVUT Praha 2005, ISBN 80-01-03243-4
Předmět kombinuje teoretické i praktické dovednosti v oboru stavební chemie, bez chemických vzorců a rovnic. Dotýká se problematiky spojené se složením, přípravou a použitím základních stavebních materiálů. Rozšiřuje znalosti získané z předmětu Chemie.
Povinná literatura:
[1] Pavlíková M. Keppert M.: Chemie. Chemie stavebních materiálů. Česká technika-nakladatelství ČVUT, 2009. ISBN: 978-80-01-04237-3
[2] Ptáček L. a kolektiv: Nauka o materiálu II. Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. 2002. ISBN: 80-7204-248-3
Doporučená literatura:
[3] Goncalves M. C., Margarido F.: Materials for Construction and Civil Engineering. Springer, 2015. ISBN: 978-3-319-34841-4
[4] Ptáček L. a kolektiv: Nauka o materiálu I. Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. 2003. ISBN: 80-7204-283-1
[5] Collepardi M., Collepardi S., Troli R.: Concrete Mix Design. Grafiche Tintoretto, 2007. ISBN: 88-901469-8-2
Předmět poskytuje informace o charakterizaci stavebních materiálů a principech navrhování a vývoje nových typů materiálů s cílenými vlastnostmi pro konkrétní stavební aplikace a konstrukce.
Povinná literatura:
[1] Pavlíková, M., Pavlík, Z., Hošek,J.: Materiálové inženýrství 1, ČVUT v Praze, 2011, ISBN 978-80-01-04932-7.
[2] Collepardi, M.: Moderní beton, ČKAIT, 2009., ISBN 978-80-87093-75-7.
[3] Aitcin, P.C.: Vysokohodnotný beton, ČKAIT, Praha, 2005, ISBN 80-86769-39-9.
Doporučená literatura:
[4] Wessel, J.K.: The Handbook of Advanced Materials: Enabling New Designs, Wiley-Interscience 2004, ISBN 978-0-471-45475-5.
[5] Claisse, P.A.: Civil Engineering materials, Elsevier Ltd., 2016, ISBN 978-0-08-100275-9.
[6] Illstone,J.M., Domone, P.L.J.: Construction materials - their nature and behaviour, CRC Press, 2010, ISBN 9781498759595.
[7] Černý R., Rovnaníková P.: Transport Processes in Concrete,CRC Press 2002, ISBN 9781482289107.
[8] Wasserbauer, R.: Biologické znehodnocení staveb, ABF a.s., ARCH, 2000, ISBN 80-86165-30-2.
Subject gives information on principles of designing and development of new types of materials having directed properties for specific building applications and structures.
Povinná literatura:
[1] Collepardi, M.:The New Concrete, Tintoretto, 2006, ISBN-13: 978-8890146947
[2] Aitcin, Pierre-Claude:High Performance Concrete. CRC Press, 1998, ISBN-13: 978-0419192701
Doporučená literatura:
[3] Wessel, J.K.: The Handbook of Advanced Materials: Enabling New Designs, Wiley-Interscience 2004, ISBN 978-0-471-45475-5.
[4] Claisse, P.A.: Civil Engineering materials, Elsevier Ltd., 2016, ISBN 978-0-08-100275-9.
[5] Illstone,J.M., Domone, P.L.J.: Construction materials - their nature and behaviour, CRC Press, 2010, ISBN 9781498759595.
Předmět seznamuje posluchače s principy návrhu, vývoje, výroby a chování specifických materiálů předem definovaných vlastností pro speciální stavební aplikace. Studenti získají informace o struktuře materiálů a vazbách, které k formování struktury hmot vedou. Následně si osvojí znalosti o vlastnostech materiálů ve vztahu k jejich makro i mikrostrukturním parametrům. Dále se studenti seznámí s možnostmi cílené změny vlastností materiálů jak při výrobě, tak při samotném materiálovém návrhu. Posluchači získají také přehled o možnosti využití odpadních materiálů a druhotných surovinových zdrojů při výrobě stavebních hmot a o principech recyklace stavebních materiálů. Obeznámí se také s problematikou certifikace stavebních výrobků a materiálů. Hlavním cílem předmětu je vést studenty k pochopení základního chování materiálů ve vztahu k jejich struktuře a procesu cílené změny specifických vlastností materiálů. Výuka předmětu bude zacílena prioritně do následujících oblastí: betony pro speciální aplikace, samonivelační kompozity, příměsi, přísady a výztuž kompozitních stavebních materiálů, nanomateriály ve stavebnictví, lehčené hmoty, speciální keramické materiály ve stavebnictví, materiály pro rekonstrukci a sanaci, hydrofobizace a konsolidace materiálů, nátěry, stavební materiály v podmínkách požáru a radioaktivního záření, využití druhotných surovinových zdrojů a odpadů při výrobě stavebních materiálů, možnosti recyklace stavebních materiálů. Další oblastí budou v současnosti používané izolační materiály, jejich základní fyzikální, chemické a mechanické parametry včetně metod jejich měření a doporučené skladby se zohledněním vlivu vnějších podmínek a specifik stavebních konstrukcí. Obsahem předmětu bude také certifikační proces stavebních výrobků a materiálů a možnosti využití moderních analytických metod při charakterizaci materiálů.
Doporučená literatura:
[1] M. Glara Gonçalves, F. Margarido, Materials for Construction and Civil Engineering – Science, Processing and Design, Springer, 2015, ISBN 978-3-319-34841-4.
[2] A. Ahmed, J. Sturges, Materials Science in Construction: An Introduciton, Routledge – Taylor & Francis Group, 2015, ISBN 978-1-85617-688-0.
[3] P.A. Claisse, Civil Engineering Materials, Elsevier, 2016, ISBN 978-0-08-100275-9.
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.
Povinná literatura:
[1] [1] Svoboda, Luboš a kol.: Stavební hmoty. 2.přeprac. a dopl. vyd. Bratislava: Jaga, 2007. ISBN 978-80-8076-057-1
[2] [2] Haimei Zhang: Building Materials in Civil Engineering. Woodhead Publishing 2011, ISBN 978-1-84569-955-0
[3] [3] Pytlík Petr: Technologie betonu.2. vyd. Brno : VUTIUM, 2000, ISBN: 80-214-1647-5
[4] [4] Mouton, Yves: Organic Materials in Civil Engineering, ISTE Ltd. 2006, ISBN: 978-1-905-20911-8
Doporučená literatura:
[5] [5] Somayaji, S.: Civil engineering materials. 2nd ed. - Prentice Hall, 2001
[6] [6] Atcin, Pierre-Claude: Vysokohodnotný beton. Informační centrum ČKAIT, 2005, ISBN 80-86769-39-9
[7] [7] Chybík, Josef: Přírodní stavební materiály. Grada 2009, ISBN 978-80-247-2532-1
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.
Povinná literatura:
[1] Svoboda, Luboš a kol.: Stavební hmoty. 2.přeprac. a dopl. vyd. Bratislava: Jaga, 2007. ISBN 978-80-8076-057-1
[2] Pytlík Petr: Technologie betonu.2. vyd. Brno : VUTIUM, 2000, ISBN: 80-214-1647-5
Doporučená literatura:
[3] Soutsos M., Domone, P.: Construction Materials. Their Nature And Behaviour, Taylor & Francis Group; 2017, ISBN 9781498741101.
[4] Mouton, Yves: Organic Materials in Civil Engineering, ISTE Ltd. 2006, ISBN: 978-1-905-20911-8
[5] Haimei Zhang: Building Materials in Civil Engineering. Woodhead Publishing 2011, ISBN 978-1-84569-955-0
[6] Aitcin, Pierre-Claude: Vysokohodnotný beton. Informační centrum ČKAIT, 2005, ISBN 80-86769-39-9
[7] Chybík, Josef: Přírodní stavební materiály. Grada 2009, ISBN 978-80-247-2532-1
Studenti se seznámí se souvislostmi mezi strukturou materiálů (chemické složení, textura) a jejich vlastnostmi (mechanickými, tepelnými, odolností vůči prostředí atd.). Budou probrány metody charakterizace materiálů jak chemické, tak texturní. Jednotlivé významné souvislosti budou ilustrovány na praktických příkladech z oblasti nejen stavebních materiálů. Část přednášek bude věnována jednotlivým skupinám materiálů a pro ně specifických charakterizačním metodám a vlastnostem.
Povinná literatura:
[1] Fiala, Ment, Šutta: Struktura a vlastnosti materiálů. Academia 2004. ISBN 80-200-1223-0
[2] Ptáček a kol.: Nauka o materiálu I a II. Cerm 2003. ISBN 80-7204-130-4
Doporučená literatura:
[3] Murr: Handbook of Materials Structures, Properties, Processing and Performance. Springer 2015. ISBN 978-3-319-01816-4
[4] Freiesleben Hansen: The Science of Construction Materials. Springer 2009. ISBN 978-3-540-70898-8
[5] Sardela: Practical Materials Characterization. Springer 2014. ISBN 978-1-4614-9281-8
Předmět ekotoxikologie stavebních materiálů je zaměřen na aktuální problematiku ochrany životního prostředí. Studenti se seznámí s pojmem ekotoxicita nejen z teoretického pohledu (základní pojmy, testy ekotoxicity, modelové organismy, účinky stavebních materiálů a chemických látek používaných ve stavebnictví na organismy, statistické vyhodnocování dat, legislativa REACH, LCA studie), ale i prakticky v laboratorním cvičení (ukázka laboratorních testů, testů biodegradace, mikroskopování). Předmět začne teoretickou výukou, dále bude následovat cvičení, ve kterém studenti budou testovat zadaný vzorek anebo si mohou přinést vzorek vlastní. Po laboratorních cvičeních bude následovat další teoretická výuka, při které se studenti dozvědí, jak vyhodnocovat naměřená data a k čemu jsou získaná data použitelná v praxi.
[1] Učební materiály od vyučující.
Cílem předmětu je doplnit studentům znalosti z obecné a anorganické chemie (zejména studenti středních odborných škol) a odbornou terminologii (studenti gymnázií a studenti jiných národností). Výuka předmětu bude vedena s důrazem na ucelení základů probírané látky a její větší procvičení v konkrétních příkladech.
Povinná literatura:
[1] Chemie-repetitorium, Kolektiv autorů ČVUT v Praze, 2018, dostupné z: https://k123.fsv.cvut.cz/chemie-repetitorium/
Fyzikální chemie studuje vlastnosti látek na molekulární úrovni pomocí fyzikálních a chemických metod. Přednášky a cvičení se věnují vybraným tématům fyzikální chemie, která mají vztah k materiálovému inženýrství. Fázové rovnováhy v jedno a více složkových systémech – fázové diagramy, dopad fázového chování látek na jejich aplikace. Termochemie a chemické rovnováhy v systémech s pevnou fází (tepelný rozklad pevných látek). Kapalné systémy - acidobazické a srážecí rovnováhy - pH a rozpustnost látek. Reologie, procesy odehrávající se na povrchu kapalin a pevných látek. Elektrochemické procesy uplatňující se při korozi kovových materiálů.
Povinná literatura:
[1] P. Atkins a J. de Paula, Fyzikální chemie, ČVUT 2013, ISBN 9788070808306
[2] L. Bartovská a M. Šišková, Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav, VŠCHT 2010, ISBN 978-80-7080-745-3
Doporučená literatura:
[3] I. Malijevská, A. Malijevský, J.P. Novák a P. Slavíček, Záhady, klíče,zajímavosti očima fyzikální chemie, VŠCHT 2013, ISBN 978-80-7080-824-5
Seznámení s novými trendy v oblasti vývoje stavebních materiálů. Multifunkční stavební materiály s novými užitnými vlastnostmi, stavební materiály na bázi alternativních pojiv, stavební materiály s optimalizovanou uhlíkovou stopou/stavební materiály pro cirkulární ekonomiku.
Povinná literatura:
[1] [1] Davidovits, J., Geopolymer Chemistry and Applications, Institut Geopolymer, 2011, ISBN 9782951482050
[2] [2] Fleischer, A. S., Thermal Energy Storage Using Phase Change Materials, Berlin, Springer, 2015, ISBN 978-3-319-20922-7
[3] [3] Černý, R., Rovnaníková, P., Transport Processes in Concrete. CRC Press, Boca Raton 2019, ISBN: 9780367447045
Předmět se zaměřuje na hodnocení environmentálních rizik spojených s výrobou stavebních materiálů, provozem budov, recyklací a nakládání s odpadem. Definice a objasnění pojmů: trvale udržitelný rozvoj, cirkulární ekonomika, externality spojené se stavebními materiály, otevřené a uzavřené materiálové cykly. Seznámení s principy a metodikami hodnocení z pohledu Life cycle assessment (LCA), Carbon footprint (CFA), charakterizace environmentálních indikátorů, interpretace výsledků. Stavební materiály z pohledu ekotoxikologie.
Povinná literatura:
[1] [1] Hauschild, M.Z., Huijbregts, M.A.J., Life Cycle Impact Assessment, London, Springer, 2015, ISBN 978-94-017-9743-6
[2] [2] Choong, K. K., Anwar, M. P., Advances in Construction Materials and Structures, SIngapore, Springer, 2021, ISBN 978-98-115-9161-7
[3] [3] Bhavik, R.B., Sustainable Engineering: Principles and Practice, Cambridge University Press, 2019, ISBN 978-11-084-2045-7
Výuka je vedena jak teoreticky, tak prakticky (formou laboratorních cvičení a exkurzí) se zaměřením na procesy spojené s výrobou nejčastěji používaných stavebních materiálů; od výběru a zhodnocení surovinových a materiálových zdrojů, požadavků na výrobní operace, systému řízení produkce materiálu a výrobního procesu, až po jednotlivé úkoly pracovníků, zejména technologa provozu a náplni jeho práce. Výuka je rovněž zaměřena na poznání vlivu materiálových, technologických a řídících operací na kvalitu konečného produktu, na metody hodnocení kvality produkce a splnění požadavků pro uvedení vytvořeného výrobku na trh (výrobní dokumentace-TL, TN) a pro zabudování do stavebních konstrukcí (certifikace, shoda, ES apod.). V rámci exkurzí se studenti seznámí s reálnými podmínkami ve výrobě vybraných materiálů (podle časové dostupnosti), s prací technologů a operátorů a s požadavky na vzdělání pro tyto specifické profese.
Povinná literatura:
[1] Pytlík, P., Technologie betonu, VUT v Brně, VUTIUM, 2000
[2] Hanykýř, V., Kuntzendörfer, J., Technologie keramiky, Silikátový svaz, 2008
[3] Svoboda, L., a kol., Stavební hmoty, JAGA Bratislava 2004
Doporučená literatura:
[4] Příručka technologa, BETON, Českomoravský cement, 2010
[5] Aitcin, P., C., High Performance Concrete (Modern Concrete Technology), CRC Press 1998, ISBN-13: 978-0419192701
[6] Comité euro-international du béton: Autoclaved Aerated Concrete: Manual of Design and Technology, Construction Press
Nezařazeno:
[7] 1978, ISBN-13: 978-0904406764
Doporučená literatura:
[8] Šauman, Z.: Maltoviny I. Vysoké učení technické v Brně, 1993
[9] Söbek, T., Přísady a přídavky do malt a betonů, NTL, Praha 1985
[10] Speciální betony, Svaz výrobců betonu ČR, PRAHA 2001
Zkušebnictví a kontrola jakosti. Požadavky na stavební materiály. Zásady správné laboratorní praxe - odběr a výroba vzorků. Správné označování vzorků a dokumentace. Bezpečnost práce v laboratořích. Získávání a vyhodnocování výsledků. Statistické metody vyhodnocování. Laboratorní metody zkoušení různých typů materiálů (maltovin, povrchů, izolací).
Povinná literatura:
[1] Mencl, V.: Řízení jakosti ve stavebnictví. ČKAIT Praha, 2003. ISBN-10: 80-86426-12-2
[2] Schmidt, P. a kol.: Základy zkušebnictví, CERM, Brno, 2008, ISBN 80-214-2584-9
Doporučená literatura:
[3] M L Gambhir; Neha Jamwal: Building and Construction Materials: Testing and Quality Control. McGraw Hill Education 2017, ISBN-10: 1259029662
[4] Syed Danish Hasan: Civil Engineering Materials and Their Testing. Alpha Science Intl Ltd 2006, ISBN-10: 1842653237
[5] Ferrante, Louise: Handbook of Advanced Materials Testing. CRC Press 1994. ISBN 9780824791964
[6] Howarth, P., ed. Metrologie v kostce: ... s doplňky a poznámkami : projekt Euromet č. 595. V české mutaci 1. vyd. Praha: Sdělovací technika, 2002. ISBN 80-86645-01-0.
[7] Nenadál J. a kol.: Moderní management jakosti. Management Press 2015. ISBN 978-80-7261-186-7
Problémy, připomínky a doporučení směrujte prosím na
webmaster@fsv.cvut.cz