FSv CVUT - foto
Katedra konstrukcí pozemních staveb
Fakulta stavební, ČVUT v Praze

Uživatel nepřihlášen
Přihlásit se | Nápověda
English

Stavební materiály na bázi rostlinných vláken

Kód předmětu:124XMRV
Rozsah:1+1
Zakončení:Zápočet
Druh studia:Magisterský
Semestr:Zimní
Typ předmětu:Volitelný
Garant předmětu:Profesor Dr.- Ing. Bohumil Kasal

Anotace:

Cílem předmětu je prohloubení znalostí v oblasti organických materiálů. Studenti si osvojí podstatné anatomické, fyzikální a chemické vlastnosti organických stavebních materiálů a získají znalosti o surovinách pro výrobu přírodních materiálů, jejich výrobě a zpracování. Důraz bude kladen na vlastní materiálové charakteristiky a různorodost jednotlivých organických materiálů, ale také na konstrukční zásady a principy pro jejich použití ve stavebních konstrukcích.

Obsah:

  • přírodní a rostlinné materiály
  • ekologické aspekty obnovitelných stavebních materiálů
  • chemická struktura přírodních materiálů
  • materiály na bázi dřeva
  • dřevoplast - WPC (wood plastic composite)
  • stavebně fyzikální a mechanické vlastnosti
  • chemické zpracování obnovitelných surovin
  • vysokopevnostní vlákna z obnovitelných surovin
  • environmetální parametry stavebních materiálů na organické bázi a ekologická bilance

 

Průběh semestru:

Předmět je rozdělen na teoretickou část, která bude probíhat formou 3 hodinových blokových přednášek 4x za semestr (PO 10:30 - 12:00) a cvičení v laboratoři (termíny přednášek a cvičení budou upřesněny). Laboratorní část bude probíhat v laboratořích UCEEB.

Přednášky v ZS 2015 budou probíhat v termínech:

  • 19.10.2015
  • 09.11.2015
  • 16.11.2015
  • 14.12.2015
  • 21.12.2015
  • 04.01.2016

Přednášky:

Přednášející Profesor Dr.- Ing. Bohumil Kasal:

Profesor Dr.- Ing. Bohumil Kasal je profesorem v oboru architektura, stavebnictví a ochrana životního prostředí. Od roku 2010 je ředitelem Fraunhofer Wilhelm-Klauditz Institut pro výzkum v oblasti dřeva, současně je vedoucím Katedry organických stavebních materiálů a materiálů na bázi dřeva na TU Braunschweig (GER).   

Působil dlouhá léta jako profesor na prestižních zahraničních univerzitách a vědeckých pracovištích – North Carolina State University, USA, 1992-2005, Pennsylvania State University, USA,  2005 – 2010, v letech 2001 a 2002 byl hostujícím profesorem na TU Dresden (GER) je čestným členem vědeckých týmů na University of Bristol, UK, University of New Brunswick (Canada) a ČVUT (CZ).

Zabývá se zejména výzkumem v oblasti dřeva a materiálů na jeho bázi a ostatních organických materiálů a jejich využitím ve stavebních konstrukcích, dále pak působením degradačních procesů na organické materiály, ochranou památek atd.

Témata přednášek pro ZS 2015:

  1. Úvod do předmětu. Definice přírodních a rostlinných materiálů. Rostlinné suroviny, fyzikální vlastnosti rostlinných materiálů.
  2. Ekologické aspekty obnovitelných stavebních materiálů, analýza životního cyklu LCA), ekologická bilance - relativní skleníkový potenciál, potenciál tvorby ozonu – ODP)

  3. Základy transportu tepla ve staveních konstrukcích, Fourierův zákon, tepelná vodivost, Fickův zákon, hmotnostní tok.

  4. Mechanika vláknitých a anizotropních materiálů 1 - obecný Hookův zákon, napětí, roztažnost, elasticita, poddajnost.

  5. Mechanika vláknitých a anizotropních materiálů 2 – mez kluzu, modely meze kluzu, teorie pevnosti, úvod do statistiky.

  6. Dřevo a materiály s obsahem ligninu a celulózy 1. Druhy dřeva, anatomie dřeva. Makro a mikroskopické struktury, chemické struktury dřeva a obnovitelných materiálů.

  7. Dřevo a materiály s obsahem ligninu a celulózy 2. Hustota, objemová hmotnost. Dřevo a voda. Vlhkost.

  8. Výrobky ze dřeva a na bázi dřeva ve stavebnictví. Řezivo, lepené dřevo, vrstvené dřevo (Laminated Veneer Lumber - LVL), Parallam (Parallel Strand Lumber PSL), lepené lamelová dřevo, dřevoplastové kompozity (Wood-Plastic-Composites - WPC), lepidla pro materiály na bázi dřeva.

  9. Výroba materiálů na bázi dřeva a materiálů z přírodních vláken, technologické procesy zpracování.

  10. Len, obilí, konopí, kokos, korek, mořská tráva a další rostlinné materiály. Vlastnosti, využití, příklady.

  11. Vysokopevnostní vlákna na bázi obnovitelných materiálů – celulóza, lignin, uhlíková vlákna, vysokopevnostní celulózová vlákna. Výrobní procesy, vlastnosti.

Cvičení:

Laboratorni cviceni:

Cílem laboratorních cvičení je pochopení a demonstrace vlastností popřípadě rozdílů mezi vlastnostmi jednotlivých materiálů. Formou laboratorních experimentů budou demonstrována tato témata probíraná na přednáškách:

  • lignocelulózový materiál a voda
  • vláknité materiály – „není vlákno jako vlákno“
  • fyzikální vlastnosti izolačních materiálů - porovnaní syntetického a přírodního materiálu

Témata laboratorních úloh jsou:

1. Vlastnosti dřeva: anatomická stavba (makroskopie, mikroskopie). Bobtnání a sesychání

  • Rozdíl meri jehlicnatým a listnatým materiálem (makroskopicky: lupa a proste oko)
  • Typické anatomické makroskopické prvky (kruhovité a roztroušené porovité dřeviny, pryskyřicné kanálky, drénové paprsky...)
  • Bobtnaní a sesychání - radiální, tangenciální, podélné), nasákavost, vlhkost

2. Morfologie přírodních vlákem

Vlastnosti přírodních vláken nejsou konstantní, ale pokud se z nich vyrobí materiál (např. tepelně izolační deska), má vlastnosti odpovídající statistickému průměru a v inženýrské praxi je možno takový materiál považovat za homogenní. 

  • měření délky a průměr vláken,
  • statistická analýza (histogram, rozdedeleni).

3. Volná úloha - dle dohody a zájmu studentů, mapř.:

  • stanovení součinitele tepelné vodivosti
  • vlastnosti při požáru (doutnání a hoření - porovnání drevovláknité izolační desky a polystyrenu, polyuretanu).  
  • biodegradace

Laboratoře 1 "Morfologie přírodních vláken" se konají 7.12.2015 v 10:00 v D1036

Laboratoře 2 "Objemové změny dřevin" se konají 6.1.2016 8:30 - 10:00 a 7.1.2016 8:30 - 10:00 v D1036

Soubory ke stažení

V této sekci jsou neveřejné soubory ke stažení.
Pokud je chcete zobrazit, musíte se nejdřív
přihlásit.

< Zpět