Stavební mat. na bázi rostlinných vláken

Přednášející:

Cvičící:

Pavla Ryparová, Jan Růžička

Předmět zajišťuje:

katedra konstrukcí pozemních staveb

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.

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 Frauenhofer Institutu Wilhelma Klauditze pro výzkum v oblasti dřeva, současně je vedoucím Katedry organických stavebních materiálů a materiálů na bázi dřeva na TU Braunschweig (GER).

Působil dlouhá léta na prestižních zahraničních univerzitách a vědeckých pracovištích ? University of North Carolina, 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 (CA) 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.

Požadavky:

Osnova přednášek:

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

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.

Osnova cvičení:

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

Cíle studia:

Studijní materiály:

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: