Institute of Construction and Architecture – Slovak Academy of Sciences   contactcontact

5.2.8 – Stavebníctvo – Technológia stavieb

Študijný odbor: 5.2.8 Stavebníctvo 3659 Technológia stavieb (3. stupeň) denná forma

1. Možností využitia alternatívnych surovín na vývoj cementových systémov s vysokoúžitkovými vlastnosťami pre aplikácie v hĺbkových hydrotermálnych vrtoch

Školiteľ: prof. Dr. Ing. Martin T. Palou
Kontakt: martin.palou@savba.sk tel.: +421 2 5930 9268

 Cementy na báze portlandského slinku (vrtné cementy) sa prednostne používajú pre aplikácie v plynných alebo ropných vrtoch, ale pre geotermálne hlboké vrty nie sú tieto materiály vhodné, lebo podliehajú vysokému tlaku páry a teplote. Z toho dôvodu sa kladie dôraz (požiadavky) na cementové kompozity s vysokoúžitkovými vlastnosťami na báze kremičitého úletu, metakaolínu a trosky. Ide o optimalizáciu zloženia kompozitov a parametrov autoklávu na báze hodnotenia úžitkových vlastností (reológické, fyzikálno-mechanické vlastnosti) materiálov ošetrených v podmienkach simulujúcich sa hĺbkové hydrotermálne vrty.

2. Vývoj betónových kompozitov na báze alternatívnych surovín pre masívne monolitické konštrukcie

Školiteľ: prof. Dr. Ing. Martin T. Palou
Kontakt: martin.palou@savba.sk tel.: +421 2 5930 9268

 Optimalizácia zloženia viaczložkových cementových systémov na báze portlandského cementu a prímesí (kremičitý úlet, mletý vápenec, troska, metakaolin) pre výrobu vysokohodnotných (výrazné zníženie vodného súčiniteľa) a samozhutňujúcich (vysoká tekutosť bez segregácie) betónov (pre masívne monolitické konštrukcie). Ide o stanovenie vlastností čerstvých kompozitových zmesí, ako aj fyzikálnomechanických vlastností zatvrdnutých kompozitov pripravených za definovaných podmienok pri použití prísad.

3. Príprava a vlastnosti geopolymérnych cementových kompozitov založených na aluminosilikátových mineráloch a troske

Školiteľ: prof. Dr. Ing. Martin T. Palou
Kontakt: martin.palou@savba.sk tel.: +421 2 5930 9268

 Na rozdiel od spojív na báze portlandského cementu, geopolyméry (GP) predstavujú skupinu relatívne nových anorganických polymérov, vznikajúcich aktiváciou hlinitokremičitých materiálov alkalickým roztokom za normálnej teploty za tvorby „hlinitokremičitej štruktúry“. Tieto kompozity vykazujú excelentné mechanické vlastnosti, odolnosť proti vysokej teplote a kyselinám. Prírodné vrstevnaté materiály ako ilit, haloyzit a predovšetkým metakaolin sa používajú ako zdroj hlinitokremičitanov na prípravu geopolymérov. Rovnako materiály bohaté na SiO2 a/alebo Al2O3 sa môžu úspešne požívať na prípravu geopolymérnych spojív. Ide optimalizácie zloženia zmesí na báze elektrárenského popolčeka, vysokopecnej granulovanej trosky, minerálnych odpadov na vývoj geopolymérov aj za hydrotermálnych podmienok.

4. Štúdium kompatibility a koexistencie nových stavebných (sanačných) hmôt s materiálmi z historických a pamiatkových objektov. (prof. Dr. MT Palou)

Školiteľ: prof. Dr. Ing. Martin T. Palou
Kontakt: martin.palou@savba.sk tel.: +421 2 5930 9268

 Návrh spojových anorganických materiálov vhodných pre obnovenie a rekonštrukcie historických a pamiatkových objektov s dôrazom na kompatibilitu so starou štruktúrou. Ide predovšetkým o optimalizáciu zloženia hydraulických maltovín a zistenie vplyvu karbonatácie na ich fyzikálne, chemické a mechanické vlastnosti.

5. Vývoj a štúdium cementových kompozitov na báze biomasy pri mechanickej modifikácii v tlaku.

Školiteľ: Ing. M. Križma, PhD.
Kontakt: usarkrim@savba.sk tel.: +421 2 5930 9228

 Porovnanie mechanických vlastností v tlaku a ťahu cementových kompozitov s obsahom biomasy v stlačenom a nestlačenom východzom stave. Problematika sa rozširuje o použite druhu cementu a používaných prísad, napríklad hydrofóbnych.

6. Pôsobenie tepelných okrajových podmienok na mechanické a fyzikálne vlastnosti cementových kompozitov s obsahom biomasy.

Školiteľ: Ing. M. Križma, PhD.
Kontakt: usarkrim@savba.sk tel.: +421 2 5930 9228

 Verifikácia mechanických vlastností v tlaku a v ťahu pri zvýšenej (+50 st.) a znížene (-40 st.) teplote, výsledky sa porovnávajú pre stlačené/nestlačené vzorky vo výchdzom stave, problematika sa rozširuje o aplikáciu používaných a náhradných prísad.

7. Simulácie tepelno-vlhkostných polí v pórovitých materiáloch, modelovanie termofyzikálnych vlastností stavebných materiálov

Školiteľ: Ing. Peter Matiašovský, CSc.
Kontakt: usarmat@savba.sk tel.: +421 2 5930 9244

 Používanie výpočtových programov pre simulácie tepelno-vlhkostných polí v konkrétnych stavebných konštrukciách si vyžaduje poznanie termofyzikálnych vlastností (tepelná vodivosť, merná tepelná kapacita, súčiniteľ difúzie vodnej pary, vlhkostná vodivosť, vlhkostná kapacita) použitých materiálov, ktoré sú dané parametrami pórovej štruktúry a sú funkciami vlhkosti. Vďaka závislosti na pórovej štruktúre je pre inžinierske účely možné a výhodné charakterizovať a modelovať termofyzikálne vlastnosti materiálov ich pórovou štruktúrou.

8. Vývoj hydro-termo-mechanických modelov

Školiteľ Ing. Peter Matiašovský, CSc.
Kontakt: usarmat@savba.sk tel.: +421 2 5930 9244

 Anorganické nekovové stavebné materiály sú veľmi hydrofilné, ich póry majú veľký špecifický povrch. Výsledkom toho je, že tieto materiály prejavujú silné interakcie medzi kvapalnou fázou a skeletom v dôsledku molekulárnych a povrchových síl a sú považované za poromechanické materiály v zmysle teórie pórovitých prostredí. Interakcie medzi kvapalinou a skeletom indukujú vysoké mikronapätia v skelete. Využitie komplexnej metodiky určovania poromechanických vlastností materiálov má uplatnenie pri modelovaní a vývoji nových materiálov.

9. Návrh materiálových vlastností pomocou počítačových simulačných nástrojov pre modelovanie tepelno-vlhkostného a mechanického správania, spojený s aplikáciou laboratórnych meracích a skúšobných metód pre stanovenie tepelných, vlhkostných a mechanických vlastností

Školiteľ Ing. Peter Matiašovský, CSc.
Kontakt: usarmat@savba.sk tel.: +421 2 5930 9244

 Súčasťou vývoja nových stavebných materiálov s požadovanými vlastnosťami sú iteratívne kroky pozostávajúce z modelovania tepelno-vlhkostného a mechanického správania, spojeného s aplikáciou laboratórnych meracích a skúšobných metód pre stanovenie tepelných, vlhkostných a mechanických vlastností v jednotlivých iteráciách, vedúce k výslednému materiálu.

10. Vývoj integrovaných nástrojov pre simuláciu komplexného tepelno-vlhkostného správania stavebných tepelných systémov

Školiteľ Ing. Peter Matiašovský, CSc.
Kontakt: usarmat@savba.sk tel.: +421 2 5930 9244

 Komplexné simulácie tepelno-vlhkostné správanie budov vyžadujú integráciu, alebo spriahnutie samostatných výpočtových nástrojov simulujúcich správanie konštrukcií, vonkajšie a vnútorné okrajové podmienky, systémy techniky prostredia, s cieľom hodnotiť funkčné vlastnosti budov ako celku.