Projekty a granty

Vysokohodnotný beton s vlákny v suché směsi pro konstrukční účely

SP2024/072

Vysokohodnotný beton s vlákny v suché směsi pro konstrukční účely High performance concrete with fibers in dry mix for structural used Klíčová slova: Vysokohodnotný beton; vlákna; experiment, vlastnosti High performance concrete; fibers; experiment, properties Materiálové inženýrství v oblasti stavebních hmot v současnosti řeší typicky, aby se docílilo nejefektivnějšího výsledku z pohledu návrhových parametrů [1] při maximálním zohlednění udržitelnosti ve stavebnictví. Mezi aktuální výzkumné oblasti patří zejména problematika vysokohodnotného betonu (HPC) [2] a vysokohodnotného betonu s vlákny (FHPC) [3]. V rámci uvedené oblasti se předložený projekt zabývá návrhem a modifikací suché betonové směsi, jako speciální varianty HPC a FHPC, která bude vhodná pro stavební řešení s přidanou hodnotou při zohlednění současných možností na využití dostupných surovin v rámci ČR. Varianta FHPC betonu využívá vlákna pro zlepšení vlastností betonu v tahu [4],[5]. Samotné řešení suché betonové směsi však vyžaduje speciální návrh a optimalizaci receptury [7],[8]. Samotné znalosti v rámci lokálních podmínek ČR, resp. Moravskoslezského kraje a dostupnosti surovin však nejsou dostatečné pro širší použití a dávají výzkumný prostor pro předložený projekt. Mezi přednosti, HPC betonu patří, mimo jiné i mimořádná trvanlivost, dobrá zpracovatelnost, dlouhodobá stálost a odolnost vůči trhlinám [7],[8]. Z technologie betonu je známé, že zvýšením vodního součinitele se docílí lepší zpracovatelnosti, ale zároveň nižší pevnosti a naopak. V současné době lze díky superplastifikátorům snížit vodní součinitel tak výrazně, že ztvrdlý beton vykazuje vyšší než běžné pevnosti. Snížení vodního součinitele je tedy zásadní krok, na kterém závisí technologie vysokohodnotného betonu [3]. Za další je pro HPC beton charakteristické použití minerálních příměsí, jako jsou mikrosilika nebo jemně mletá granulovaná vysokopecní struska [9]. Zároveň je třeba upravit technologii výroby, a především ošetřování čerstvého betonu, aby bylo zamezeno vývoji smršťovacích trhlin. Nutné je také použití kameniva s vysokou pevností a soudržností s cementovou matricí, vhodná je ku příkladu drcená žula či čedič [7]. S růstem pevnostních vlastností betonu roste i požadavek na jakost a poměry jednotlivých složek surovin, přičemž některé složky mají výraznější vliv na výsledné vlastnosti než jiné, proto je nejprve uvedena volba cementu [8]. Jemné práškové podíly, mohou být inertní, ale i latentně hydraulické, což jsou příměsi do betonu, které přispívají k výsledné pevnosti (latentní hydraulicita), protože tvoří spolu s cementem pojivový systém. Představitelé těchto přísad jsou zejména křemičité úlety, granulovaná vysokopecní struska a popílek [8], [9]. Výběr vhodného superplastifikátoru je taktéž zásadní při návrhu vysokohodnotného betonu. Ne všechny plastifikační přísady mají stejnou účinnost při dispergování cementových aglomerátů, při snižování potřebné dávky vody, ani ve vztahu k reologii. Důležitou vlastností pro výběr je kompatibilita plastifikačních přísad s cementem [8]. Samotný aplikační potenciál řešení je výrazně ovlivněn dostupnými informacemi rozhodnými pro konstrukční návrh. Z těchto důvodů je navržen ucelený experimentální program popisující vlastnosti suché betonové směsi a ověření na konstrukčních prvcích - ŽB nosnících bez smykové výztuže [10], které budou podrobně diagnostikovány při zatěžovacích zkouškách. V případě návrhu receptur na bázi HPC a FHPC [11] je nutné věnovat pozornost studii mikrostruktury, vzniklým vazbám a hydratačních produktů za využití digitální a elektronové mikroskopie. Konkrétně se využije digitálního mikroskopu s technologií prvkové analýzy LIBS (Laser induced breakdown spectroscopy), resp. alternativně elektronové mikroskopie. Reference: [1] Aïtcin, P.-C.; Mindess, S. Sustainability of Concrete. Spon Press: New York, NY, USA, 2011. [2] Shi C., Wu Z., Xiao J., Wang D., Huang Z., Fang Z. A review on ultra high performance concrete: Part I. Raw materials and mixture design. Construction and Building Materials, 101, pp. 741 - 751, 2015. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.088 [3] Afroughsabet V., Biolzi L., Ozbakkaloglu T. High-performance fiber-reinforced concrete: a review. Journal of Materials Science, 51 (14), pp. 6517 - 6551, 2016. DOI: 10.1007/s10853-016-9917-4 [4] Marcalikova, Z.; Cajka, R.; Bilek, V.; Bujdos, D.; Sucharda, O. Determination of Mechanical Characteristics for Fiber-Reinforced Concrete with Straight and Hooked Fibers. Crystals 2020, 10, 545. https://doi.org/10.3390/cryst10060545 [5] Brandt, A.M. Fiber reinforced cement-based (FRC) composites after over 40 years of development in building and civil engineering. Compos. Struct. 2008, 86, 3–9. [6] Paja̧k, M.; Ponikiewski, T. Flexural behavior of self-compacting concrete reinforced with different types of steel fibers. Constr. Build. Mater. 2013, 47, 397–408. [7] Collepardi, M, The New Concrete, Grafiche Tintoretto, s. 436. 2010. ISBN 8890377720 [8] Aïtcin, P.-C. High Performance Concrete (1st ed.). CRC Press. 1998. https://doi.org/10.4324/9780203475034 [9] Jalal M., Pouladkhan A., Harandi O.F., Jafari D. Comparative study on effects of Class F fly ash, nano silica and silica fume on properties of high performance self compacting concrete (2015) Construction and Building Materials, 94, art. no. 6816, pp. 90 - 104, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.07.001 [10] Sucharda O., Bilek V., Mateckova P. Testing and mechanical properties of high strength concrete (2019) IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 549 (1), art. no. 012012, DOI: 10.1088/1757-899X/549/1/012012 [11] Marcalikova Z., Cajka R. Determination of Mechanical Properties of Fiber Reinforced Concrete for Numerical Modelling (2020) Civil and Environmental Engineering, 16 (1), pp. 86 - 106,DOI: 10.2478/cee-2020-0010 Metody a postupy řešení: a) Vývoj a návrh receptur (Ćmiel, Pavka, Jeřábek) b) Zkoušky čerstvého betonu a cementové kaše (Ćmiel, Pavka) c) Stanovení normální konzistence a počátku doby tuhnutí cementové kaše (Ćmiel, Jeřábek) d) Zjištění konzistence betonu rozlitím minikužele (Ćmiel) e) Zkoušky – Pevnost v tlaku, v tahu za ohybu a v příčném tahu (Ćmiel, Pavka) f) Zkoušky – Mrazuvzdornost a odolnost vůči chemickým a rozmrazovacím látkám (Ćmiel) g) Měření – Dynamický modul pružnosti (Ćmiel, Jeřábek, Němec) h) Zkoušky konstrukčních prvků s diagnostikou (Ćmiel, Jeřábek, Němec) 7i) Studium mikrostruktury (Jeřábek, Ćmiel) Předpokládaný rozsah cca 90 zkušebních vzorků a přes 120 doplňkových/specializovaných měření. Experimentální program bude rozdělen do min. 3 zkušebních sérií. Další podrobnosti jsou uvedeny u harmonogramu. Pro provádění zkoušek a experimentů jsou uvedeny výchozí standardy a doporučení: [1] ČSN EN 12350-2. Zkoušení čerstvého betonu – Část 2 Zkouška sednutím. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [2] ČSN EN 12350-5. Zkoušení čerstvého betonu – Část 5 Zkouška rozlitím. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [3] ČSN EN 12390-3. Zkoušení ztvrdlého betonu: Část 3: Pevnost v tlaku zkušebních těles. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [4] ČSN EN 12390-5. Zkoušení ztvrdlého betonu – Část 5 Pevnost v tahu ohybem zkušebních těles. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [5] ČSN 73 1322. Stanovení mrazuvzdornosti betonu. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, 1968. [6] ČSN EN 73 1326. Stanovení odolnosti povrchu cementového betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, 1984. [7] ČSN 73 1371. Nedestruktivní zkoušení betonu – Ultrazvuková impulzová metoda. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2011. [8] ČSN EN 1015–3 Zkušební metody malt pro zdivo – Část 3: Stanovení konzistence čerstvé malty (s použitím střásacího stolku), 2000. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. [9] ČSN EN 12390-6. Zkoušení ztvrdlého betonu: Část 6: Pevnost v příčném tahu zkušebních těles. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010. [10] ČSN EN 196-1. Metody zkoušení cementu – Část 1 Stanovení pevnosti. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2016. [11] ČSN EN 196-3 Metody zkoušení cementu – Část 3: Stanovení dob tuhnutí a objemové stálosti, 2017. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. Zdůvodnění finančních prostředků: Stipendium Výše stipendia je stanovena v souladu s pravidly FAST pro SGS2024 a po vzájemné domluvě řešitelského kolektivu, vedoucího projektu a školitele doktorandů doc. Ing. Bc. Oldřich Sucharda, Ph.D., kdy je zohledněn rozsah prováděného experimentálního programu, časová náročnost a motivační zapojení doktorandů s přihlédnutím k předešlému studiu a výsledkům. - Ing. Přemysl Pavka, hlavní řešitel, (1. ročník doktorského studia), koordinace projektu, práce v laboratoři, vyhodnocení dat, příprava publikačních výstupů (8 000 Kč), téma DiP: Návrh vláknobetonu a jeho vlastností pro konstrukční použití. Doktorand studuje řádně v souladu dle OSP, kdy aktivní zapojení do VaV včetně spolupráce s doktorandy a práce v laboratoři jsou nezbytné pro řešení témat u DiP na Katedře stavebních hmot a diagnostiky staveb. Celkový rozsah předpokládaných hodin zapojení do projektu je cca 160 hodin, kdy přímo v laboratoři to bude 80 hodin (dle potřeby realizace experimentálního programu). Řešitel projektu skloubí koordinaci týmu FAST, kdy školitel projektu i doktoranda (doc. Sucharda) se aktivně zapojí do koordinace řešení projektu. - Ing. Jan Jeřábek, spoluřešitel, (2. ročník doktorského studia), návrh složení receptur a příprava vzorků, technická příprava experimentů v laboratoři a jejich provedení, vyhodnocení dat, příprava publikačních výstupů (6 000 Kč), téma DiP: Identifikace lomově-mechanických parametrů a studium mikrostruktury u vybraného vysokohodnotného betonu. Předpokládaný rozsah zapojení do projektu je 80 hod. Jsc - Gandel R., Jerabek J., Marcalikova Z. Reinforced Concrete Beams Without Shear Reinforcement Using Fiber Reinforced Concrete and Alkali-Activated Material (2023) Civil and Environmental Engineering, 19 (1), pp. 348 - 356, DOI: 10.2478/cee-2023-0031 D - Sucharda O., Jerabek J. Mechanical Properties and Shrinkage of Fine-Grained Concrete (2023) AIP Conference Proceedings, 2950 (1), art. no. 020019, DOI: 10.1063/5.0180811 - Bc. Petr Ćmiel, spoluřešitel, (1. ročník doktorského studia, nástup únor 2023), návrh složení receptur, zapojení do betonáže a zkoušek s ohledem na rozsah experimentálního programu (5 000 Kč), téma DiP: Diagnostika stavebních konstrukcí pro pokročilou statickou analýzu. Předpokládaný rozsah zapojení do projektu je 70 hod. - Bc. Jiří Němec, spoluřešitel, (1. ročník navazujícího magisterského studia: Stavební hmoty a diagnostika staveb, asistence a vyhodnocení zkoušek v rámci experimentálního programu (3 000 Kč). Předpokládaný rozsah zapojení do projektu je 40 hod. Celkem 22 tis. Kč Materiálové náklady: - Materiál pro výrobu zkušebních vzorků, cca 90 zkušebních vzorků (kamenivo, mikrosilika, pojivo, stavební chemie) 23 470 Kč - Drobné spotřební nářadí (lžíce, stěrky, štětce) 1000 Kč - Zkušební přípravky a materiál pro speciální zkoušky a formy 4 000 Kč Materiál celkem 28,47 tis. Kč. Služby - Časopis CEE (Jscopus) 18 000 Kč - Náklady laboratoře stavebních hmot - kalibrace - 2 000 Kč V souladu, dle zásad pravidel SGS budou placeny z projektu – poměrná část nákladů na kalibrace přístrojů, které se budou používat v experimentálním programu. Celkem služby 20 tis. Kč. Režie: 7,83 tis. Kč. Celkem projekt 78,3 tis. Kč Harmonogram prací: leden – květen: příprava surovin, návrh receptur, testování čerstvých směsí, zkoušky pevnostních charakteristik, zkoušky zaměřené na trvanlivost, studium mikrostruktury vzorků za užití digitálního mikroskopu s technologií prvkové analýzy LIBS, alternativně elektronové mikroskopie. červen – říjen: vyhodnocení výsledků a publikační činnost. říjen – listopad: specializované zkoušky a měření, např. studium mikrostruktury vzorků za užití digitálního mikroskopu s technologií prvkové analýzy LIBS, alternativně elektronové mikroskopie. V projektu se předpokládá betonáž, resp. výroba min. 90 vzorků. Dle charakteru (velikosti) vzorku je možno provést více zkoušek, resp. měření na jednom vzorku. Například u standardních zkušebních trámců délky 160 mm se provádí: zkouška v tříbodovém ohybu, 2x zkouška v tlaku, měření ultrazvukovou metodou, resp. se mohou provádět speciální měření na trvanlivost a odolnost. Celkový předpokládaný rozsah výsledků z destruktivních zkoušek je 90 vzorků a dále přes 120 doplňkových/specializovaných měření.

2024

2024

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Pavka Přemysl Ing.

Vysokohodnotný beton s vlákny v suché směsi pro konstrukční účely

SP2024/072

Vysokohodnotný beton s vlákny v suché směsi pro konstrukční účely High performance concrete with fibers in dry mix for structural used Klíčová slova: Vysokohodnotný beton; vlákna; experiment, vlastnosti High performance concrete; fibers; experiment, properties Materiálové inženýrství v oblasti stavebních hmot v současnosti řeší typicky, aby se docílilo nejefektivnějšího výsledku z pohledu návrhových parametrů [1] při maximálním zohlednění udržitelnosti ve stavebnictví. Mezi aktuální výzkumné oblasti patří zejména problematika vysokohodnotného betonu (HPC) [2] a vysokohodnotného betonu s vlákny (FHPC) [3]. V rámci uvedené oblasti se předložený projekt zabývá návrhem a modifikací suché betonové směsi, jako speciální varianty HPC a FHPC, která bude vhodná pro stavební řešení s přidanou hodnotou při zohlednění současných možností na využití dostupných surovin v rámci ČR. Varianta FHPC betonu využívá vlákna pro zlepšení vlastností betonu v tahu [4],[5]. Samotné řešení suché betonové směsi však vyžaduje speciální návrh a optimalizaci receptury [7],[8]. Samotné znalosti v rámci lokálních podmínek ČR, resp. Moravskoslezského kraje a dostupnosti surovin však nejsou dostatečné pro širší použití a dávají výzkumný prostor pro předložený projekt. Mezi přednosti, HPC betonu patří, mimo jiné i mimořádná trvanlivost, dobrá zpracovatelnost, dlouhodobá stálost a odolnost vůči trhlinám [7],[8]. Z technologie betonu je známé, že zvýšením vodního součinitele se docílí lepší zpracovatelnosti, ale zároveň nižší pevnosti a naopak. V současné době lze díky superplastifikátorům snížit vodní součinitel tak výrazně, že ztvrdlý beton vykazuje vyšší než běžné pevnosti. Snížení vodního součinitele je tedy zásadní krok, na kterém závisí technologie vysokohodnotného betonu [3]. Za další je pro HPC beton charakteristické použití minerálních příměsí, jako jsou mikrosilika nebo jemně mletá granulovaná vysokopecní struska [9]. Zároveň je třeba upravit technologii výroby, a především ošetřování čerstvého betonu, aby bylo zamezeno vývoji smršťovacích trhlin. Nutné je také použití kameniva s vysokou pevností a soudržností s cementovou matricí, vhodná je ku příkladu drcená žula či čedič [7]. S růstem pevnostních vlastností betonu roste i požadavek na jakost a poměry jednotlivých složek surovin, přičemž některé složky mají výraznější vliv na výsledné vlastnosti než jiné, proto je nejprve uvedena volba cementu [8]. Jemné práškové podíly, mohou být inertní, ale i latentně hydraulické, což jsou příměsi do betonu, které přispívají k výsledné pevnosti (latentní hydraulicita), protože tvoří spolu s cementem pojivový systém. Představitelé těchto přísad jsou zejména křemičité úlety, granulovaná vysokopecní struska a popílek [8], [9]. Výběr vhodného superplastifikátoru je taktéž zásadní při návrhu vysokohodnotného betonu. Ne všechny plastifikační přísady mají stejnou účinnost při dispergování cementových aglomerátů, při snižování potřebné dávky vody, ani ve vztahu k reologii. Důležitou vlastností pro výběr je kompatibilita plastifikačních přísad s cementem [8]. Samotný aplikační potenciál řešení je výrazně ovlivněn dostupnými informacemi rozhodnými pro konstrukční návrh. Z těchto důvodů je navržen ucelený experimentální program popisující vlastnosti suché betonové směsi a ověření na konstrukčních prvcích - ŽB nosnících bez smykové výztuže [10], které budou podrobně diagnostikovány při zatěžovacích zkouškách. V případě návrhu receptur na bázi HPC a FHPC [11] je nutné věnovat pozornost studii mikrostruktury, vzniklým vazbám a hydratačních produktů za využití digitální a elektronové mikroskopie. Konkrétně se využije digitálního mikroskopu s technologií prvkové analýzy LIBS (Laser induced breakdown spectroscopy), resp. alternativně elektronové mikroskopie. Reference: [1] Aïtcin, P.-C.; Mindess, S. Sustainability of Concrete. Spon Press: New York, NY, USA, 2011. [2] Shi C., Wu Z., Xiao J., Wang D., Huang Z., Fang Z. A review on ultra high performance concrete: Part I. Raw materials and mixture design. Construction and Building Materials, 101, pp. 741 - 751, 2015. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.10.088 [3] Afroughsabet V., Biolzi L., Ozbakkaloglu T. High-performance fiber-reinforced concrete: a review. Journal of Materials Science, 51 (14), pp. 6517 - 6551, 2016. DOI: 10.1007/s10853-016-9917-4 [4] Marcalikova, Z.; Cajka, R.; Bilek, V.; Bujdos, D.; Sucharda, O. Determination of Mechanical Characteristics for Fiber-Reinforced Concrete with Straight and Hooked Fibers. Crystals 2020, 10, 545. https://doi.org/10.3390/cryst10060545 [5] Brandt, A.M. Fiber reinforced cement-based (FRC) composites after over 40 years of development in building and civil engineering. Compos. Struct. 2008, 86, 3–9. [6] Paja̧k, M.; Ponikiewski, T. Flexural behavior of self-compacting concrete reinforced with different types of steel fibers. Constr. Build. Mater. 2013, 47, 397–408. [7] Collepardi, M, The New Concrete, Grafiche Tintoretto, s. 436. 2010. ISBN 8890377720 [8] Aïtcin, P.-C. High Performance Concrete (1st ed.). CRC Press. 1998. https://doi.org/10.4324/9780203475034 [9] Jalal M., Pouladkhan A., Harandi O.F., Jafari D. Comparative study on effects of Class F fly ash, nano silica and silica fume on properties of high performance self compacting concrete (2015) Construction and Building Materials, 94, art. no. 6816, pp. 90 - 104, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.07.001 [10] Sucharda O., Bilek V., Mateckova P. Testing and mechanical properties of high strength concrete (2019) IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 549 (1), art. no. 012012, DOI: 10.1088/1757-899X/549/1/012012 [11] Marcalikova Z., Cajka R. Determination of Mechanical Properties of Fiber Reinforced Concrete for Numerical Modelling (2020) Civil and Environmental Engineering, 16 (1), pp. 86 - 106,DOI: 10.2478/cee-2020-0010 Metody a postupy řešení: a) Vývoj a návrh receptur (Ćmiel, Pavka, Jeřábek) b) Zkoušky čerstvého betonu a cementové kaše (Ćmiel, Pavka) c) Stanovení normální konzistence a počátku doby tuhnutí cementové kaše (Ćmiel, Jeřábek) d) Zjištění konzistence betonu rozlitím minikužele (Ćmiel) e) Zkoušky – Pevnost v tlaku, v tahu za ohybu a v příčném tahu (Ćmiel, Pavka) f) Zkoušky – Mrazuvzdornost a odolnost vůči chemickým a rozmrazovacím látkám (Ćmiel) g) Měření – Dynamický modul pružnosti (Ćmiel, Jeřábek, Němec) h) Zkoušky konstrukčních prvků s diagnostikou (Ćmiel, Jeřábek, Němec) 7i) Studium mikrostruktury (Jeřábek, Ćmiel) Předpokládaný rozsah cca 90 zkušebních vzorků a přes 120 doplňkových/specializovaných měření. Experimentální program bude rozdělen do min. 3 zkušebních sérií. Další podrobnosti jsou uvedeny u harmonogramu. Pro provádění zkoušek a experimentů jsou uvedeny výchozí standardy a doporučení: [1] ČSN EN 12350-2. Zkoušení čerstvého betonu – Část 2 Zkouška sednutím. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [2] ČSN EN 12350-5. Zkoušení čerstvého betonu – Část 5 Zkouška rozlitím. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [3] ČSN EN 12390-3. Zkoušení ztvrdlého betonu: Část 3: Pevnost v tlaku zkušebních těles. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [4] ČSN EN 12390-5. Zkoušení ztvrdlého betonu – Část 5 Pevnost v tahu ohybem zkušebních těles. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2020. [5] ČSN 73 1322. Stanovení mrazuvzdornosti betonu. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, 1968. [6] ČSN EN 73 1326. Stanovení odolnosti povrchu cementového betonu proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek. Praha: Úřad pro normalizaci a měření, 1984. [7] ČSN 73 1371. Nedestruktivní zkoušení betonu – Ultrazvuková impulzová metoda. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2011. [8] ČSN EN 1015–3 Zkušební metody malt pro zdivo – Část 3: Stanovení konzistence čerstvé malty (s použitím střásacího stolku), 2000. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. [9] ČSN EN 12390-6. Zkoušení ztvrdlého betonu: Část 6: Pevnost v příčném tahu zkušebních těles. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010. [10] ČSN EN 196-1. Metody zkoušení cementu – Část 1 Stanovení pevnosti. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2016. [11] ČSN EN 196-3 Metody zkoušení cementu – Část 3: Stanovení dob tuhnutí a objemové stálosti, 2017. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví. Zdůvodnění finančních prostředků: Stipendium Výše stipendia je stanovena v souladu s pravidly FAST pro SGS2024 a po vzájemné domluvě řešitelského kolektivu, vedoucího projektu a školitele doktorandů doc. Ing. Bc. Oldřich Sucharda, Ph.D., kdy je zohledněn rozsah prováděného experimentálního programu, časová náročnost a motivační zapojení doktorandů s přihlédnutím k předešlému studiu a výsledkům. - Ing. Přemysl Pavka, hlavní řešitel, (1. ročník doktorského studia), koordinace projektu, práce v laboratoři, vyhodnocení dat, příprava publikačních výstupů (8 000 Kč), téma DiP: Návrh vláknobetonu a jeho vlastností pro konstrukční použití. Doktorand studuje řádně v souladu dle OSP, kdy aktivní zapojení do VaV včetně spolupráce s doktorandy a práce v laboratoři jsou nezbytné pro řešení témat u DiP na Katedře stavebních hmot a diagnostiky staveb. Celkový rozsah předpokládaných hodin zapojení do projektu je cca 160 hodin, kdy přímo v laboratoři to bude 80 hodin (dle potřeby realizace experimentálního programu). Řešitel projektu skloubí koordinaci týmu FAST, kdy školitel projektu i doktoranda (doc. Sucharda) se aktivně zapojí do koordinace řešení projektu. - Ing. Jan Jeřábek, spoluřešitel, (2. ročník doktorského studia), návrh složení receptur a příprava vzorků, technická příprava experimentů v laboratoři a jejich provedení, vyhodnocení dat, příprava publikačních výstupů (6 000 Kč), téma DiP: Identifikace lomově-mechanických parametrů a studium mikrostruktury u vybraného vysokohodnotného betonu. Předpokládaný rozsah zapojení do projektu je 80 hod. Jsc - Gandel R., Jerabek J., Marcalikova Z. Reinforced Concrete Beams Without Shear Reinforcement Using Fiber Reinforced Concrete and Alkali-Activated Material (2023) Civil and Environmental Engineering, 19 (1), pp. 348 - 356, DOI: 10.2478/cee-2023-0031 D - Sucharda O., Jerabek J. Mechanical Properties and Shrinkage of Fine-Grained Concrete (2023) AIP Conference Proceedings, 2950 (1), art. no. 020019, DOI: 10.1063/5.0180811 - Bc. Petr Ćmiel, spoluřešitel, (1. ročník doktorského studia, nástup únor 2023), návrh složení receptur, zapojení do betonáže a zkoušek s ohledem na rozsah experimentálního programu (5 000 Kč), téma DiP: Diagnostika stavebních konstrukcí pro pokročilou statickou analýzu. Předpokládaný rozsah zapojení do projektu je 70 hod. - Bc. Jiří Němec, spoluřešitel, (1. ročník navazujícího magisterského studia: Stavební hmoty a diagnostika staveb, asistence a vyhodnocení zkoušek v rámci experimentálního programu (3 000 Kč). Předpokládaný rozsah zapojení do projektu je 40 hod. Celkem 22 tis. Kč Materiálové náklady: - Materiál pro výrobu zkušebních vzorků, cca 90 zkušebních vzorků (kamenivo, mikrosilika, pojivo, stavební chemie) 23 470 Kč - Drobné spotřební nářadí (lžíce, stěrky, štětce) 1000 Kč - Zkušební přípravky a materiál pro speciální zkoušky a formy 4 000 Kč Materiál celkem 28,47 tis. Kč. Služby - Časopis CEE (Jscopus) 18 000 Kč - Náklady laboratoře stavebních hmot - kalibrace - 2 000 Kč V souladu, dle zásad pravidel SGS budou placeny z projektu – poměrná část nákladů na kalibrace přístrojů, které se budou používat v experimentálním programu. Celkem služby 20 tis. Kč. Režie: 7,83 tis. Kč. Celkem projekt 78,3 tis. Kč Harmonogram prací: leden – květen: příprava surovin, návrh receptur, testování čerstvých směsí, zkoušky pevnostních charakteristik, zkoušky zaměřené na trvanlivost, studium mikrostruktury vzorků za užití digitálního mikroskopu s technologií prvkové analýzy LIBS, alternativně elektronové mikroskopie. červen – říjen: vyhodnocení výsledků a publikační činnost. říjen – listopad: specializované zkoušky a měření, např. studium mikrostruktury vzorků za užití digitálního mikroskopu s technologií prvkové analýzy LIBS, alternativně elektronové mikroskopie. V projektu se předpokládá betonáž, resp. výroba min. 90 vzorků. Dle charakteru (velikosti) vzorku je možno provést více zkoušek, resp. měření na jednom vzorku. Například u standardních zkušebních trámců délky 160 mm se provádí: zkouška v tříbodovém ohybu, 2x zkouška v tlaku, měření ultrazvukovou metodou, resp. se mohou provádět speciální měření na trvanlivost a odolnost. Celkový předpokládaný rozsah výsledků z destruktivních zkoušek je 90 vzorků a dále přes 120 doplňkových/specializovaných měření.

2024

2024

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Pavka Přemysl Ing.