Detail oboru

Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství

FASTZkratka: FMIAk. rok: 2013/2014

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

Vypsaná témata doktorského studijního programu

. kolo (podání přihlášek od do )

  1. Měření akustických vlastností stavebních materiálů pomocí deterministického šumu

    Využití deterministického šumu v nedestruktivním testování stavebních materiálů navazuje na osvědčenou metodu impact-echo s cílem zlepšit její rozlišovací schopnost a umožnit kontinuální měření materiálových charakteristik.

    Školitel: Martinek Jan, doc. Mgr., Ph.D.

  2. Modifikace hydratační rychlosti belitických cementů

    Vzhledem k pozitivným vlastnostem belitických cementů ve smyslu nízké ekologické i tepelně energetické zátěže je žádoucí modifikovat jejich nedostatečnou hydratační rychlost, a to zejména v počátečních stádiích hydratace.

    Školitel: Fridrichová Marcela, prof. Ing., CSc.

  3. Modifikace vlastností alkalicky aktivovaných aluminosilikátů

    Alkalicky aktivované aluminosilikáty (AAS) jsou anorganická silikátová pojiva s vysokou odolností a užitnými vlastnostmi. Cílem práce bude modifikace vlastností různých typů AAS použitím chemických přísad a nanopříměsí a chrakterizace vlastností modifikovaných produktů.

    Školitel: Rovnaník Pavel, doc. RNDr., Ph.D.

  4. Morfologie lomových povrchů materiálů na bázi cementu

    Cílem navrhovaného výzkumu je studium experimentálních korelací mezi povrchovou morfologií lomových ploch a pevností v tlaku materiálů na bázi cementu. Bude použita mikroskopická technika společně s 3D softwarovou projekcí v kombinaci s mechanickým oceňováním pevnosti v tlaku.

    Školitel: Ficker Tomáš, prof. RNDr., DrSc.

  5. NDT-IS se zaměřením na na materiály na bázi cementu.

    Uplatnění metody impedanční spektroskopie v oblasti materiálového inženýrství, se zaměřením na materiály na bázi cementu. Použití impedanční spektroskopie pro studium vyvíjející se mikrostruktury materiálů na bázi cementu v průběhu hydratace.

    Školitel: Schauer Pavel, doc. RNDr., CSc.

  6. Nedestruktivní metody zkoušení jako nástroj hodnocení vlastností kusových zdících prvků

    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.

  7. Ověření mechanismu vlhkostního působení v plášti zateplených budov (nesilové zatěžovací účinky na stavební materiály)

    V literatuře jsou uváděny mechanismy degradace v povrchové vrstvě zateplených budov. Podle dosavadní úrovně poznatků o fyzikálním procesu současného šíření tepla a vlhkosti lze tento projev připsat materiálovým vlastnostem. V rámci zpracování tématu se nejedná o teoretické práce, nýbrž o experimentální studium zejména reflektance staviv a vybraných vlhkostních charakteristik šíření vlhkosti a jejího nesilového účinku.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  8. Studium chování betonů ve stádiu tuhnutí a tvrdnutí

    Ve spolupráci s průmyslovou firmou bude provedeno sledování chování betonů ve stádiu tuhnutí a tvrdnutí dostupnými metodami nedestruktivního testování s analýzou vybranými matematickými postupy.

    Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.

  9. Studium chování cementových kompozitů při působení vysokých teplot

    Předmětem práce je studium chování cementových kompozitních materiálů při působení vysokých teplot. Teplotní zatěžování betonů, stanovení změn fyzikálně-mechanických vlastností, sledování míry porušení povrchu vzorků a mikroskopické pozorování teplotně zatížených vzorků s měřením šířky trhlin. Studium explosivního odprýskávání betonu. Zhodnocení vlivu druhu cementu, druhu použitého kameniva, plniva a rozptýlené výztuže na chování betonů při působení vysokých teplot.

    Školitel: Bodnárová Lenka, doc. Ing., Ph.D.

  10. Studium modulů pružnosti stavebních materiálů s využitím nedestruktivních metod zkoušení

    Cíle práce je studium a vytvoření předpokladů pro zjišťování modulů pružnosti různých stavebních materiálů, nové typy betonů, správkové hmoty, cihelný střep apod. Zjistit relace mezi dynamickými moduly z NDT a statickými moduly pružnosti

    Školitel: Brožovský Jiří, doc. Ing., CSc.

  11. Využití geopolymerů jako pojiva pro přípravu umělého kamene

    Geopolymery jsou anorganická silikátová pojiva s vysokou odolností a užitnými vlastnostmi. Cílem práce bude příprava různých typů umělého kamene s využitím geopolymeru jako pojiva a chrakterizace jejich vlastností.

    Školitel: Rovnaník Pavel, doc. RNDr., Ph.D.

  12. Využití principů počítačové tomografie v akustickém testování stavebních materiálů

    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.

  13. Vývoj kompozitů na bázi anorganických matric určených pro extrémní aplikace

    Tématem práce bude vývoj inovativních typů materiálů s anorganickou matricí určených pro extrémní aplikace. Pozornost bude zaměřena nejen na materiály 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.

  14. Vývoj nových materiálů vzniklých solidifikací nebezpečných odpadů

    Cílem práce je vývoj nových materiálů z nebezpečných odpadů, které budou finálně využity ve stavebnictví. Vlastnosti vyvinutých receptur budou prověřeny z hlediska ekologické i technologické vhodnosti včetně ověření a optimalizace ekonomické náročnosti receptur. Finální receptury budou rovněž poloprovozně ověřeny včetně prověření vlastností vyvinutého materiálu z hlediska certifikačního procesu nového výrobku.

    Školitel: Drochytka Rostislav, prof. Ing., CSc., MBA, dr. h. c.

2. kolo (podání přihlášek od 11.11.2013 do 13.12.2013)

  1. Aplikace nedestruktivních metod zkoušení při hodnocení vlastností kusových zdících prvků

    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.

  2. Fyzikální vlastnosti hydratované cementové pasty

    Výzkum se bude týkat fyzikálních vlastností hydratované cementové pasty, zejména mechanických vlastností, které mají vliv na pevnost betonového kompozita.

    Školitel: Ficker Tomáš, prof. RNDr., DrSc.

  3. Hydratace cementu v přítomnosti vybraných anorganických sloučenin

    Cílem práce bude zkoumání průběhu hydratace portlandského cementu v přítomnosti vybraných anorganických solí za použití izotermické kalorimetrie, termické analýzy, REM a XRD analýzy.

    Školitel: Rovnaníková Pavla, prof. RNDr., CSc.

  4. Impedanční spektroskopie materiálů na bázi cementu.

    Uplatnění metody impedanční spektroskopie v oblasti materiálového inženýrství, se zaměřením na materiály na bázi cementu. Použití impedanční spektroskopie pro studium vyvíjející se mikrostruktury materiálů na bázi cementu v průběhu hydratace.

    Školitel: Schauer Pavel, doc. RNDr., CSc.

  5. Měření akustických vlastností stavebních materiálů pomocí deterministického šumu

    Využití deterministického šumu v nedestruktivním testování stavebních materiálů navazuje na osvědčenou metodu impact-echo s cílem zlepšit její rozlišovací schopnost a umožnit kontinuální měření materiálových charakteristik.

    Školitel: Martinek Jan, doc. Mgr., Ph.D.

  6. Modifikace vlastností alkalicky aktivovaných aluminosilikátů

    Alkalicky aktivované aluminosilikáty (AAS) jsou anorganická silikátová pojiva s vysokou odolností a užitnými vlastnostmi. Cílem práce bude modifikace vlastností různých typů AAS použitím chemických přísad a nanopříměsí a chrakterizace vlastností modifikovaných produktů.

    Školitel: Rovnaník Pavel, doc. RNDr., Ph.D.

  7. Optimalizace skladby konstrukcí stavebních objektů z hlediska minimalizace energetické náročnosti modelovaním tepelného systému

    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 a jejich mikroklimatické vlastnosti.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  8. Pojiva na bázi portlandského cementu a oxidu křemičitého různého původu

    Snížení emisí CO2 při výrobě cementu a následně betonu lze realizovat použitím reaktivních silikátových příměsí. Cílem práce bude zkoumat proces tvorby pevné struktury v soustavě SiO2 – portlandský cement.

    Školitel: Rovnaníková Pavla, prof. RNDr., CSc.

  9. Porcelánový střep na bázi hlinitanového cementu

    Studium slinování a mineralogického složení porcelánového strepu v systému hlinitanový cement – tavivo (živec, kostní popel, kalcit) – ostrivo (kremen, korund). Porovnání s vlastnostmi strepu tradicního porcelánu na bázi kaolinu.

    Školitel: Sokolář Radomír, doc. Ing., Ph.D.

  10. Problematika využití a úpravy odpadních surovin pro stavební tepelné izolace

    Výzkum metod zušlechťování odpadních látek pro tepelné izolace, včetně využití rostlinných vláken, je příspěvkem v oblasti udržitelného rozvoje ve stavebnictví. Zejména přínosné jsou příznivé užitné vlastnosti izolací tohoto druhu oproti vlastnostem tradičních izolantů.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  11. Sledování možností využití fluidních popílků v silikátových kompozitech

    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.

  12. Studium chování betonů ve stádiu tuhnutí a tvrdnutí

    Ve spolupráci s průmyslovou firmou bude provedeno sledování chování betonů ve stádiu tuhnutí a tvrdnutí dostupnými metodami nedestruktivního testování s analýzou vybranými matematickými postupy.

    Školitel: Pazdera Luboš, prof. Ing., CSc.

  13. Studium možností využívání betonových recyklátů z demolic betonových dálnic pro výrobu betonů

    Práce bude zaměřena na možnosti dalšího využití betonových recyklátů z demolic starých betonových dálničních krytů pro výrobu betonů, či podkladních vrstev silnic či dálnic. Ověřovány budou dopady kontaminace chloridových iontů či alkalicko- křemičité reakce či mrazového narušení na kvalitu betonového recyklátu a dopady na jeho možné další využití.

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  14. Studium optimalizace granulometrie jemnozrnných příměsí do betonu a jejich vliv na hutnost matrice

    Práce se bude zabývat studiem granulometrie jemnozrnných aktivních i pasivních příměsí v oblasti 0 až 0,25 a jejich následným vlivem na hutnost cementové matrice. Cílem bude optimalizovat křivky zrnitosti plniv i pojiv v této oblasti a dosáhnout maximálního snížení mezerovitosti matrice

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  15. Studium podmínek procesu explossive spalling cementových betonů

    Při působení vysoké teploty na beton dochází k uvolnění vody přítomné v betonu. Proces je doprovázen objemovými změnami, které mohou způsobit odprýsknutí velké části betonu a odhalení ocelové výztuže. Jev se vyskytuje v betonech různého typu, zvláště nebezpečný je u betonů s vysokým podílem jemných částic, HSC a HPC. Práce bude sledovat faktory vedoucí k tomuto jevu, složení betonu, definování vlastností vstupních složek, pórovou strukturu, transportní jevy.

    Školitel: Bodnárová Lenka, doc. Ing., Ph.D.

  16. Studium problematiky objemových změn silikátových pojivových směsí

    Během fáze hydratace způsobují silikátová pojiva objemové změny, které implikují vznik vnitřních napětí. Hydratační proces tak tvoří nejvýznamnější fázi pro zajištění dlouhodobé funkčnosti staviv.

    Školitel: Šťastník Stanislav, prof. RNDr. Ing., CSc. Ph.D.

  17. Studium vlastností silikátových pojiv s využitím nedestruktivních metod zkoušení

    Cíle práce je vytvoření předpokladů pro hodnocení vlastností silikátových pojiv s využitím dynamických nedestruktivních metod, ultrazvuková impulsová metoda, rezonanční metoda atd.

    Školitel: Brožovský Jiří, doc. Ing., CSc.

  18. Studium vlivu alkalicko-křemičité reaktivnosti kameniv na trvanlivost cemento betonových krytů

    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.

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  19. Studium vlivu mikromletých vápenců na kvalitu matrice silikátových kompozitů

    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.

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  20. Tvorba a vlastnosti AFt fází ve vztahu k chování hydratovaného cementu

    Chování a vlastnosti hydratovaného cementu mohou být významně ovlivňovány primární i sekundární tvorbou Aft fází, z nichž dvě nejznámější jsou ettringit a thaumasit. Hlavní náplní práce je proto syntetická příprava ettringitu a thaumasitu, vyhledání jejich charakteristických a identifikačních znaků a posléze sledování jejich vlivu na chování hydratovaného cementu.

    Školitel: Fridrichová Marcela, prof. Ing., CSc.

  21. Vady stavebních materiálů a jejich vliv na cenu nemovitosti

    Disertační práce se bude zabývat příčinami vad různých druhů stavebních materiálů s ohledem na jejich strukturu a vliv na cenu nemovitosti, ve které jsou zabudovány.

    Školitel: Drochytka Rostislav, prof. Ing., CSc., MBA, dr. h. c.

  22. Vysokohodnotná síranová pojiva, jejich vlastnosti a využití ve stavební praxi

    Masivní rozvoj průmyslové surovinové báze a současně podstatné zjednodušení dovozových podmínek přírodní surovinové báze dávají předpoklady k podrobnému výzkumu a vývoji síranových pojiv. Práce je proto konkrétně orientována na vypracování teoretických podkladů a návrh výrobních technologií v oblasti anhydritových maltovin a rychle tuhnoucích sáder modifikovatelných vlastností.

    Školitel: Fridrichová Marcela, prof. Ing., CSc.

  23. Využití akustických metod pro posouzení stavu lehkých konstrukčních betonů

    Cílem je využití akustickými metod: Ipact-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.

    Školitel: Chobola Zdeněk, prof. RNDr., CSc.

  24. Využití odpadních recyklovatelných surovin pro výrobu prefabrikovaných stavebních dílců.

    Při výrobě betonu se v dnešní době běžně používá mnoho druhů příměsí, jako jsou například elektrárenské popílky, vysokopecní struska či křemičité úlety. Cílem práce tedy je najít uplatnění odpadních surovin - betonový recyklát, odpadní polystyren teplárenskou strusku v betonových prefabrikátech, aniž by došlo ke zhoršení fyzikálně-mechanických vlastností výrobku, popřípadě najít uplatnění těchto surovin v nových výrobcích.

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.

  25. Využití principů počítačové tomografie v akustickém testování stavebních materiálů

    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.

  26. Vývoj a výzkum vlastností pokročilých izolačních materiálů na bázi přírodních surovin

    Práce bude zaměřena na vývoj pokročilých přírodních akusticko a tepelně izolačních rohoží využitelných ve především ve stavebnictví, a dále studiem jejich fyzikálních, tepelně izolačních akustických a mechanických vlastí. V rámci disertační práce bude proveden návrh a vývoj izolačních rohoží na bázi vláken snadno obnovitelných surovin, pojených polymerními BiCo vlákny nebo přírodními vlákny na bázi PLA. V rámci práce bude ověřena možnost využití retardérů hoření na bázi nanopřísad

    Školitel: Zach Jiří, prof. Ing., Ph.D.

  27. Vývoj kompozitních suchých maltových směsí na bázi hydraulických pojivých systémů

    V poslední době je zaznamenáno významné rozšíření moderních kompozitních materiálů. Mezi nejprogresivnější skupinu těchto výrobků náležejí tzv. samonivelační stěrkové a potěrové směsi, které jsou v současnosti nejčastěji vyráběny na bázi mono nebo binárních pojivých systémů. Tyto však se obvykle vyznačují určitými nedostatky. Určitou alternativou, která by tyto nedostatky odstranila, je ternární pojivý systém, jehož výzkum, vývoj a využití bude proto náplní této práce.

    Školitel: Fridrichová Marcela, prof. Ing., CSc.

  28. Vývoj lehkého kameniva a izolačních materiálů na bázi pěnového skla a jejich následného uplatnění v novodobých stavebních konstrukcích

    Práce se bude věnovat optimalizaci vlastností lehkého kameniva na bázi pěnového skla vyráběného. Dále pak vývoji technologie výroby lehkých tepelně izolačních a sanačních materiálů z tohoto kameniva vyrobených a ověření základních fyzikálních a mechanických vlastností. Hlavní důraz při vývoji výše uvedených stavebních materiálů by měl být kladen do na co nejlepší poměr tepelně izolačních a mechanických vlastností a na využití vyvinutých stavebních materiálů v moderních stavebních konstrukcích.

    Školitel: Zach Jiří, prof. Ing., Ph.D.

  29. Vývoj nových systémů těsnění pomocí injektáží s využitím druhotných surovin

    V současné době slouží různé druhy injektáží k utěsnění volných prostor, a to jak v betonech, ale i ve zdivu či ve velkorozměrných dimenzích – hrázích. Práce bude pojednávat o studiu v různých druzích podkladů různými druhy médii, a to zejména při možnostech využitích odpadů ve formě druhotných surovin.

    Školitel: Drochytka Rostislav, prof. Ing., CSc., MBA, dr. h. c.

  30. Vývoj vysokopevnostních betonů s využitím nanočástic

    Práce se bude zabývat možnostmi využívání nanočástic zejména uhlíkových nanotrubiček pro výrobu speciálních vysokopevnostních betonů či pro zásadní snížení množství cementu v betonech. Hledány budou optimální způsoby míchání, homogenizace a dávky nanočástic.

    Školitel: Hela Rudolf, prof. Ing., CSc.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Studijní plán oboru není zatím pro tento rok vygenerován.