dizertační práce

Rozvoj a využití nedestruktivních zkušebních metod z hlediska soudního inženýrství

Text práce 4.13 MB Příloha 16.81 MB Příloha 16.25 MB Příloha 10.38 MB Příloha 5.39 MB Teze 2.06 MB

Autor práce: Ing. et Ing. Petr Bílek

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: prof. Ing. Leonard Hobst, CSc.

Oponenti: prof. Ing. Jiří Vala, CSc., doc. Ing. Jan Vodička, CSc.

Abstrakt:

Betony vyztužené rozptýlenou ocelovou výztuží (drátky) jsou známé pod názvem drátkobetony. Při vzniku poruch nebo havárií betonových konstrukcí vyztužených drátky je nezbytné pečlivě zkoumat skutečné provedení rozptýlené výztuže.
Drátkobetony patří k moderním stavebním materiálům, jejichž možnosti využití nejsou dosud zcela vyčerpány. Používány jsou především na podlahové konstrukce zatěžovaných továrních hal a skladů. V posledních letech se díky dobrým fyzikálně mechanických vlastnostem drátkobetonu velmi často vyskytuje snaha projektantů a investorů, využít tohoto materiálu také pro nosné konstrukce. Příznivých vlastností drátkobetonu lze využít, pokud potřebujeme zvýšit odolnost betonu vůči napětí překračujícímu jeho pevnost, cyklickému namáhání, nebo rázovému namáhání. Praxe ukazuje, že aplikace drátkobetonu na takto namáhané konstrukce je cestou, která vede k pozitivním ekonomickým efektům.
Podmínkou využití drátkobetonu v konstrukcích je však zajištění rovnoměrného rozptýlení, tedy homogenního rozložení drátků v celém objemu konstrukce. Nevhodným zpracováním a ukládáním směsi během výrobního procesu drátkobetonu jsou vlákna často nerovnoměrně rozložena. Samotné drátky jsou tvarově nepříznivá složka směsi a velmi zhoršují její zpracovatelnost. Může docházet k seskupení drátků, což snižuje celkovou homogenitu a tím i kvalitu drátkobetonových konstrukcí.
Pokud homogenita drátkobetonu není dodržena, dochází k nepříznivému jevu, kdy v různých částech konstrukce má materiál jiné charakteristiky (např. tahovou pevnost), což může vést k poruchám konstrukce, tj. vzniku a vývoji trhlin. Případná nižší spolehlivost konstrukce, způsobená nerovnoměrným rozptýlením drátků v objemu betonu, může znamenat nejen škody na majetku, ale především ohrožení bezpečnosti a životů lidí. Je proto potřebné zajistit účinnou kontrolu homogenity drátkobetonu ve zhotovené nosné drátkobetonové konstrukci.
Současná kontrola homogenity probíhá dosud na čerstvé směsi, ale pokud drátkobeton ztvrdne a je součástí konstrukce, nejsou v současnosti vyvinuty žádné známé spolehlivé metody, jak homogenitu drátkobetonu na konstrukci ověřit, aniž by došlo k jejímu znehodnocení.
Vyvíjené metody na kontrolu koncentrace drátků v drátkobetonových konstrukcích jsou založeny většinou na magnetických nebo elektromagnetických vlastnostech drátků.
Práce se zabývá rozvojem magnetické metody in situ za použití permanentních magnetů pro kontrolu rozložení vláken ve ztvrdlém drátkobetonu. Princip zkoušky je založena na měření změny intenzity magnetického pole permanentních magnetů, vyvolané změnou koncentrace drátků v drátkobetonové konstrukci. Metoda má charakter zkoušek tzv. lokálního porušení, jádrovým vývrtem malého průměru. Jedná se tedy o metodu semidestruktivní.

Klíčová slova:

Nedestruktivní testování, drátkobeton, drátky, homogenita drátkobetonu, sonda, magnetické metody, průmyslový tomograf, počítačová tomografie, numerická simulace, kalibrace, soudní inženýrství.

Termín obhajoby

29.11.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaPznamka

Průběh obhajoby

Doktorand svoji disertační práci představil v prezentaci komisi, odpověděl na otázky oponentů i dalších členů komise, které jsou uvedeny na dotazových lístcích.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Soudní inženýrství (SOI)

Složení komise

doc. Ing. Tomáš Vymazal, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Robert Kledus, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Karel Pospíšil, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Vala, CSc. (člen)
doc. Ing. Jan Vodička, CSc. (člen)
Ing. et Ing. Martin Cupal, Ph.D. et Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Klika, Ph.D. (člen)

Doktorand odevzdal disertaci na schválené téma "Rozvoj a využití nedestruktivních zkušebních metod z hlediska soudního inženýrství". V práci autor podrobně shrnuje současný stav problematiky, definuje cíl práce a na základě podrobného rozboru analyzuje dosažené výsledky a prakticky dokladuje správnost řešení. Práce je originální a ukazuje možnosti využití magnetických metod v oblasti posuzování drátkobetonových konstrukcí soudními znalci. Uvedená metoda, na jejímž vývoji se doktorand velkou měrou podílel, byla uznána jako "užitný vzor". Výsledky práce presentoval jak na tuzemských, tak na mezinárodních konferencích.

Práci vypracoval prakticky samostatně, s pravidelnými konzultacemi u školitele.

Doktorand Ing. et Ing. Petr Bílek vykazoval během studia dobré studijní i pracovní výsledky. Jeho disertační práce podle názorů školitele splňuje požadavky na práci tohoto typu kladené, přináší nové vědecké poznatky v oboru Soudní inženýrství, a proto doporučuji její přijetí k obhajobě.
Soubor vložený vedoucím Velikost
Posudek vedoucího práce [.pdf] 407.96 kB

Práce je završením dlouhodobého úsilí autora o důkladné zpracování (alespoň částečně) nedestruktivní metodiky pro zjišťování rovnoměrnosti rozložení drátků ve ztvrdlém drátkobetonu, podpořeného rozsáhlou experimentální činností i fyzikálně zdůvodněnými výpočtovými simulacemi. Její vybrané části obsahují původní výsledky, jež jsou i v současné dopobě využitelné pro praxi, ale naznačují rovněž příležitost pro navazující výzkum.
Dizertační práci k obhajobě doporučuji.
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 425.89 kB

Doktorand plně prokázal tvůrčí schopnost v dané oblasti výzkumu a zkušebnictví vytvořením nové metody zkoušky rovnoměrnosti rozptýlení drátků v ztvrdlém drátkobetonu. Práce splňuje podmínky kladené na disertační práce v daném oboru.
Vytvoření nové metody zkoušky přispívá k rozvoji nedestruktivních zkoušek a svými výsledky i k inženýrskému zkušebnictví. Metoda se prokazuje zkouškou kompozita přímo v konstrukci. Její výsledky ukazují nejen na rozptyl drátků ve struktuře drátkobetonu, užité hmotnostní koncentrace drátků a v globálu též na posouzení technologie výroby drátkobetonů. Použitím nové zkoušky se ukazuje možnost získání širší databáze výsledků, což má velký  význam v soudním inženýrství.
Doporučuji, aby nová metoda byla zpracována do formy, která umožní její brzké zavedení do praxe.
Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 137.59 kB