Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FASTZkratka: FMIAk. rok: 2016/2017
Program: Stavební inženýrství
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 25.7.2007Akreditace do: 31.12.2020
Profil
Doktorské studium oboru "Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství" 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. Ze stavebně technických aplikací zejména sanace betonu a stavebních konstrukcí, sanace vlhkosti a tepelně technické problémy, regenerace ocelových a dřevěných konstrukcí. Vědecká příprava v tomto oboru je založena na zvládnutí výchozích teoretických disciplín přírodovědného základu a teoretických a vědních disciplín příslušného odborného zaměření. Absolvent doktorského studia je připravován pro uplatnění ve vývojové a výzkumné činnosti, umožňujících tvůrčí řešení problematiky vývoje nových progresivních stavebních hmot a materiálů a jejich optimálního uplatnění v konstrukcích staveb. Základní vlastností tohoto doktorského vzdělávání je jeho úzké propojení jak s činností vědeckou, výzkumnou a vývojovou na školícím pracovišti , tak i s vlastní technickou praxí. Průběžná aktivní vědecká činnost je rovněž předpokladem možného uplatnění absolventů jako akademických pracovníků vysokých škol.
Garant
prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, dr. h. c.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Práce se zaměřuje na výzkum a vývoj nového stavebního kompozitu. Hlavní složkou nového kompozitu je tavený čedič. Ten se vyznačuje velkou pevností a odolností, a je proto vhodný na implementaci do prostor s vysokými nároky na chemickou i mechanickou odolnost. Práce si klade za cíl vyvinout nejen nový čedičový kompozit, ale také materiály pro použití kompozitu ve stavebnictví, jako jsou průmyslová lepidla, správkový kompozit a přísada pro spárovací hmoty.
Školitel: Drochytka Rostislav, prof. Ing., CSc., MBA, dr. h. c.
Těsná závislost vlivu sklonu mikrofibril celulózy na tuhostních parametrech a objemových změnách dřeva jsou relativně prokázány. Nicméně poslední dobou se objevují nové metody (SAXS, difrakace, mikroskopie), kterými lze přesněji určit sklon mikrofibril. Rovněž tak lze využít nanoindentaci k detailnějšímu popisu pevnostně tuhostních parametrů jednotlivých vrstev buněčné stěny. Tyto nové metod budou využity a řádně vyhodnoceny v rámci zpracování disertační práce.
Školitel: Vaněrek Jan, doc. Ing., Ph.D.
Pozornost v oblasti lepených dřevěných prvků se soustředí na kvantifikaci vlivu chemické vazby lepidla k buněčné stěně. Výsledkem je zjištění, že vliv mechanické vazby lepeného spoje nehraje až tak významnou roli. Právě průnik a chemická vazba adheziva v buněčné stěně se podílí na zvýšené trvanlivosti lepených dřevěných prvků. Práce bude obsahovat rešerši a aplikaci metod, kterými lze diagnostikovat průnik lepidla do stěny.
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.
Geopolymery jsou progresivní materiály s vysokou užitnou hodnotou a odolností jak vůči vysokým teplotám tak vůči koroznímu působení chemicky agresivních látek. Cílem práce bude vývoj nových nátěrových a krycích hmot s geopolymerní matricí jako ochranné bariéry proti působení vysokých teplot a agresivních látek.
Školitel: Rovnaník Pavel, doc. RNDr., Ph.D.
Tématem dizertační práce bude studium vlivu různých druhů vodoretenčních přísad na vlastnosti omítek v čerstvém a ztvrdlém stavu. Cílem práce bude porovnat vliv vodoretenčních přísad z řady etherů celulózy s méně obvyklými druhy (deriváty chitosanu, gumy guar atd.). Sledován bude též vliv přísad při použití různých typů vápen (vzdušné, dolomitické, hydraulické).
Školitel: Rovnaníková Pavla, prof. RNDr., CSc.
Uspořádáním materiálových vrstev ve stavebních konstrukcí lze ovlivňovat procesy šíření tepelných toků v nich. Analýzou vnitřních tepelných i vlhkostních procesů a racionálním návrhem konstrukce lze citlivě ovlivňovat energetickou náročnost objektů. Tato problematika se ukazuje důležitá také u objektů s řízenou vnitřní teplotou.
Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.
Práce si klade za cíl vyvinout novou technologii výroby pískového pórobetonu s významnou úsporou nenahraditelných surovinových zdrojů a maximalizací využitelnosti suroviny druhotných. Důraz bude kladen na efektivní aplikaci surovin často řazených mezi odpady tak, aby došlo ke snížení jejich ukládání na povrchu terénu, což je významným ekologickým hlediskem. Osvojení postupů úpravy surovin a vývoje struktury výsledného materiálu bude přenositelné i do dalších stavebních materiálů.
Práce je příspěvkem v oblasti udržitelného rozvoje ve stavebnictví a je konkrétně zaměřena na výzkum využití odpadních látek, zejména na bázi odpadních plastů, případně silikátových recyklátů, pro využití ve stavebních prvcích. Náplní práce je studium vlastností tepelně zpracovaných odpadních recyklátů a optimalizace jejich užitných vlastností pro využití podle požadavků konkrétních stavebních prvků.
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.
Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.
Téma práce je navrženo pro hledání oblastí pro cílené a optimální využití fluidních popílků pro výrobu některých typů směsí. Hlavním cílem bude otestovat možnosti výroby podkladních vrstev pro silniční komunikace, silničních stabilizací či hmot pro těsnící podzemní stěny. Fluidní popílek by měl zajistit částečnou náhradu cementů při zachování požadovaných fyzikálně-mechanických a trvanlivostních požadavků.
Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.
Ve spolupráci s průmyslovou firmou bude provedeno sledování chování betonů ve stádiu tuhnutí a tvrdnutí dostupnými metodami nedestruktivního testování s analýzou vybranými matematickými postupy.
Struktura vysokopevnostních betonů se vyznačuje vysokou hutností. Tento fakt může přispět ke snížení odolnosti vysokohodnotných betonů vůči působení vysokých teplot, zejména z důvodu rizika explosivního odprýskávání. Práce je věnována studiu chování vysokopevnostních betonů při zatížení vysokou teplotou a definování podmínek pro omezení explosivního odprýskávání.
Při tvorbě trhlin v nevodivých materiálech jsou generovány signály akustické (AE) a elmg (EME) emise. Bude sledován vliv složení kompozitu a jeho charakteristik na charakteristiky EME a AE a výsledky budou využity pro návrh nové diagnostické metody.
Školitel: Chobola Zdeněk, prof. RNDr., CSc.
Cílem navrhovaného výzkumu je studium experimentálních korelací mezi povrchovou morfologií lomových ploch a pevností v tlaku materiálů na bázi cementu popřípadě smykové pevnosti horninových spojů. Bude použita mikroskopická technika společně s 3D softwarovou projekcí v kombinaci s mechanickým oceňováním pevnosti v tlaku event. ve smyku.
Školitel: Ficker Tomáš, prof. RNDr., DrSc.
V České republice existují historické zděné stavby, které vykazují silné poškození v důsledku povětrnostních vlivů. Pro účely obnovy těchto staveb je potřeba najít vhodné suroviny a také najít výrobní technologii, která bude původní výrobní technologii co nejvíce podobná. Proto je důležité znát souvislosti mezi výrobní technologií, surovinou a výslednou mikrostrukturou zdícího materiálu.
Školitel: Nevřivová Lenka, Ing., Ph.D.
Žáruvzdorné keramické materiály jsou charakteristické odolností vůči působení vysokých teplot. Odolnost a trvanlivost těchto materiálů v žáru je ovlivňována mimo jiné také jejich pórovou strukturou. Práce bude zaměřena na studium mikrostruktury tepelně izolačních materiálu s důrazem na jejich pórovou strukturu. Při práci budou využívány různé analytické metody vhodné pro stanovení zdánlivé i uzavřené pórovitosti a stanovení distribuce velikosti pórů. Budou hledány přímé souvislosti mezi charakterem pórové struktury a žárovými, případně tepelně technickými, vlastnostmi materiálu.
Cílem práce je studium a vytvoření předpokladů pro hodnocení základních parametrů správkových hmot s využitím nedestruktivních metod zkoušení. Preferovány budou tyto zkušební metody-odrazové tvrdoměry, ultrazvuková impulsová metoda a rezonanční metody. Práce bude zaměřena do dvou základních oblastí, studium faktorů ovlivňující výsledky měření nedestruktivními metodami a zpracování vztahů mezi parametrem z nedestruktivního zkoušení a fyzikálně-mechanickou vlastností
Práce bude zaměřena na příčiny rozpadu cementobetonových dálničních krytů vlivem alkalicko - křemičité reakce kameniv. Bude provedena revize použitých kameniv při stavbě dálnice D1 a následně jejich dopady na životnost krytů. případně možnosti omezení vad tímto způsobem vznikajících.
Práce se bude zabývat studiem vlivu mikromletých vápenců s různou jemností a měrným povrchem na vlastnosti čerstvých a zatvrdlých cementových malt. Hlavní zřetel bude upřen na optimalizaci hutnosti zatvrdlých malt, dopady na charakter mikrostruktury a případný vliv na nově vzniklé produkty hydratace.
Práce se bude zabývat studiem vlivu mlecích procesů a technologie mletí na výsledné vlastnosti silikátových materiálů.
Školitel: Dvořák Karel, doc. Ing., Ph.D.
Práce bude zaměřena na posouzení vlivu mineralogického složení, obsahu jemných podílů a odplavitelných látek kameniv a různých typů plastifikačních a provzdušňovacích přísad na mrazuvzdornost betonů, zejména pevností v tahu za ohybu.
Chování betonů při působení vysokých teplot závisí na mnoha faktorech. Jednou z možností, jak ovlivnit chování betonů při působení vysokých teplot, je přídavek jemných vláken. Práce je věnována studiu efektu aplikace různých druhů jemných vláken do betonu při působení vysokých teplot.
Cílem je využití akustickými metod: Impact-Echo, akustické emise a nelineární ultrazvukové spektroskopie pro rychlé nedestruktivní testování stavu lehkých konstrukčních betonů. Výsledky budou porovnány klasickými metodami: pevnost betonu v tlaku, v tahu (prostý tah, příčný tah, tah ohybem), statické a dynamické moduly pružnosti. Ve spolupráci s prof.Adámkem.
Cílem je využití akustických metod: Impact-Echo, akustické emise a nelineární ultrazvukové spektroskopie pro rychlé nedestruktivní testování stavu lehké polymer-cementové správkové malty vystavené vysokým teplotám. Budou studovány opravné malty polymer-cementové se změněným složením. Cílem modifikace složení bude dosáhnout parametry charakteristické pro požárně odolné správkové malty.
Posouzení možností aplikace anorganických nanovláken české výroby na bázi Al2O3 a SiO2 na mikrostrukturu a užitné vlastnosti třepu jemné keramiky (porcelán, zdravotnická keramika, keramické obkladové prvky). Vliv obsahu a rozměru nanovláken.
Školitel: Sokolář Radomír, doc. Ing., Ph.D.
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.
Hlavním cílem je provést podrobné srovnání elektrických parametrů tepelně zatěžovaných vzorků betonu se změnami ve struktuře. Představovaná metodika (využívající moderní zařízení) vychází z měření elektrických impedančních charakteristik měřené soustavy a stavební látka se v této soustavě chová jako dielektrikum. Zkoumáme tedy vlastnosti tohoto dielektrika. Indikátorem vlastností jsou frekvenční závislosti fyzikálních elektrických veličin.
Školitel: Kusák Ivo, doc. Mgr., Ph.D.
Práce se bude věnovat vývoji a studiu nových izolačních materiálů použitelných pro výrobu vakuových izolačních panelů (VIP) na bázi druhotných a snadnoobnovitelných surovin (např. odpady z textilní výroby, recyklovaný textil). Cílem bude zmapování chování alternativních izolantů za extrémně sníženého tlaku a vývoj nových cenově dostupných jádrových izolantů pro VIP. Také se bude dále jednat o studium životnosti izolantů z pohledu tzv. „outgassingu“ izolantů v prostředí s extrémně nízkým tlakem.
Školitel: Zach Jiří, prof. Ing., Ph.D.
Práce bude zaměřena na vývoj inovativních typů materiálů s anorganickou matricí určených pro extrémní aplikace. Pozornost bude věnována nejen materiálům na bázi portlandských cementů, ale též geopolymerů, hmot na bázi alkalicky aktivovaných materiálů atd. Vyvíjené materiály budou určeny pro aplikaci v extrémních podmínkách. Jednat se bude například o vysoce chemicky agresivní prostředí, působení extrémních teplot atd.
Školitel: Dufka Amos, Ing., Ph.D.
Vzduchová neprůzvučnost cihlářských výrobků se stává stále sledovanějším parametrem. Cílem disertační práce bude najít vhodnou metodiku stanovení vzduchové neprůzvučnosti cihelného střepu a definovat vliv jednotlivých běžně používaných komponent surovinové směsi (jíl, lehčiva, ostřiva) na hodnotu vzduchové neprůzvučnosti.
Jedná se o vývoj nového speciálního pokročilého materiálu s vysokou chemickou odolností a lepicí schopností. Pro vývoj materiálů budou využívány různé druhy druhotných surovin.
Navrhované téma je zaměřeno na optimalizaci metodiky odhadu trvanlivosti vláknobetonů. Pórová struktura betonu má prvořadý význam pro jeho trvanlivost. Popis pórové struktury betonu může být proveden pomocí celé řady testů, ne všechny jsou ale vhodným indikátorem trvanlivosti. Očekávaným výstupem jsou komplexní závěry s dopadem na objektivnost využití testů pórové struktury betonu ve vztahu k odhadu trvanlivosti.
Školitel: Stehlík Michal, doc. Ing., Ph.D.
Práce je zaměřena na sledování objemových změn hydratujících cementových kompozitních směsí s přídavkem expanzních aditiv a způsoby měření těchto změn.
Školitel: Gazdič Dominik, Ing., Ph.D.
Organická i anorganická vlákna z odpadních surovin mohou najít smysluplné uplatnění v konstrukčních vláknobetonech s těženým kamenivem i betonovým recyklátem. Porovnání fyzikálně-mechanických a trvanlivostních charakteristik vláknobetonů bez i při zatížení přispěje k odhadu životnosti a duktilitního chování vláknobetonů různých formulací.
Téma je zaměřeno na výzkum vztahů mezi surovinou, procesem výroby a vlastnostmi pojiva; to umožňuje posoudit vhodnost výroby přirozených hydraulických vápen. Opětovné zavedení výroby těchto pojiv je vhodné s ohledem na životní prostředí. Výzkum se bude zabývat vápenci z ložisek z ČR, vlivem teploty a doby výpalu na vlastnosti a mikrostrukturou páleného vápna. Pozornost bude věnována procesu hydratace a hydratačním produktům a ověření možností aplikace vápen se zohledněním jejich vlastností.
Cíle práce je vytvoření předpokladů pro hodnocení vlastností silikátových pojiv s využitím dynamických nedestruktivních metod, ultrazvuková impulsová metoda, rezonanční metoda atd.
Práce bude analyzovat trvanlivost variantních receptur vláknových kompozitů s cementovou matricí s plným využitím recyklátu na základě provedených mechanických a fyzikálně-chemických testů difuzních a permeačních vlastností. Cílem je definovat perspektivní recepturu vláknového kompozitu s betonovým recyklátem odolávající degradaci cementového tmele převážně oxidem uhličitým a chloridy, tedy recepturu s vyšší trvanlivostí.
Cílem je využití akustických metod: Impact-Echo, akustické emise a nelineární ultrazvukové spektroskopie pro posouzení vlivu složení betonových struktur na účinnost degradace vyvolané zvýšenou teplotou. Budou testovány betony lišící se velikostí frakce kameniva a druhem cementu. Rovněž bude sledován vliv ocelové výztuže.