Schválené projekty 2018

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2018

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 55 008 271 Kč

Z toho 2.5% - 1 375 200 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 169 170
EKF  3 711 750
FAST  2 600 000
FS  8 523 694
FEI 14 727 528
HGF  6 164 359
FMT  7 136 570
VC  9 600 000
CELKEM 53 633 071

KódSP2018/124
Název projektuVýzkum vlastností kompozitních materiálů na bázi sádry s výztuží z přírodních vláken
ŘešitelHošťálková Markéta Ing.
Školitel projektudoc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D.<br />
Období řešení projektu01.01.2018 - 31.12.2018
Předmět výzkumuRozbor stavu problematiky:
Ve stavebnictví se využívá velké množství stavebních materiálů na bázi sádry. Do této skupiny patří zejména deskové materiály ve formě sádrokartonových desek. Sádrokartonové desky bez výztuže se využívají jen jako obkladové desky a nelze je využívat jako nosné konstrukční desky. Pro zlepšení mechanických vlastností sádrokartonových desek se do sádry přidává výztuž. V současné době se jako výztuž používají pouze vláknité materiály na bázi celulózy nebo skelných vláken. Tyto kompozitní sádrovláknité desky lze využívat ve stavebních konstrukcích jako nosné prvky.
Cílem výzkumu je ověřit, zdali by bylo možno pro vyztužení stavebních materiálů na bázi sádry využívat i jiné přírodní vláknité materiály, například vlákna konopí a slámy. Výzkum by měl ověřit, jaký vliv mají zmíněná přírodní vlákna na mechanické vlastnosti sádrového kompozitu. Dále by výzkum měl ověřit, jaký typ pojiva je pro výrobu kompozitních materiálů nejvhodnější pro docílení požadovaných vlastností. Obvykle se pro výrobu sádrovláknitých desek nevyužívají další typy pojiv. Z dostupné literatury [1] lze vyčíst, že vlákna slámy mají velmi hladký povrch a proto u kompozitních materiálů nedochází ke spolupůsobení vláken slámy s materiálem báze. Tento fakt má za následek snížení hodnot pevností v tlaku i tahu [2]. U výztuže ze slámy je proto důležité použít vhodné pojivo, které dokáže zvětšit spolupůsobení výztuže a báze a tím zlepšit mechanické parametry vyvíjených kompozitních prvků. Pro úpravu vláken slámy se využívá síran hlinitý nebo chlorid vápenatý [3]. Vlastnosti kompozitu s uvedenými pojivy však byly testovány pouze na materiálech s cementovou bází, nikoliv s bází ze sádry. Cílem projektu je ověřit, zdali pro spojení vláken výztuže s bází je možno využít i jiné typy pojiv, zejména pojiv na bázi přírodních materiálů (např. škrobu).


Literatura:
[1] Liu, Jun & Zhou, Honghong & Ouyang, Peng. (2013). Effect of straw mixing amount on mechanical properties of admixture-adding hollow block. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed.. 28. . 10.1007/s11595-013-0722-5.
[2] Fei Li, Chao & Ping Chen, Guo & Wen Zhu, Shui. (2013). Study on the Properties of Straw Fiber Reinforced Cement-Based Composite. Applied Mechanics and Materials. 368-370. 997-1000. 10.4028/www.scientific.net/AMM.368-370.997.
[3] Pan, G & Hou, X & Zhu, S & Wang, N & Zhao, Z & Huang, D. (2012). Preparation and properties of wheat straw fibers for composites. Nongye Gongcheng Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 28. 287-292. 10.3969/j.issn.1002-6819.2012.09.047.

Metody řešení:
Stanovení pevnosti v tlaku vyvíjených kompozitních materiálů: pro zkoušku pevnosti v tlaku bude využíván lis (FAST). Rozměry zkušebních vzorků budou 150 × 150 × 150 mm. Celkem bude vytvořeno pět sérií zkušebních vzorků po pěti kusech (celkem 25. vzorků). Vzorky se budou lišit poměrem výztužných vláken (0%, 10%, 15%, 20%, 25%). Dále budou provedeny zkoušky pevnosti v tahu za ohybu. Pro tyto zkoušky bude použit stejný počet zkušebních vzorků jako u tlakové zkoušky. Zkušební vzorky pro zkoušku budou o rozměrech 40 × 40 × 160 mm. Složení zkušebních vzorků bude odpovídat vzorkům použitým pro tlakovou zkoušku.
Na menší sérii zkušebních vzorků bude zkoušeno, jaký vliv má délka výztužných vláken na mechanické vlastnosti kompozitu. Zkoušky budou provedeny na třech zkušebních vzorcích pro pět různých délek výztužných vláken. Tato část projektu bude zahrnovat stejné zkoušky jako u předchozí fáze projektu.

Harmonogram:
2/2018 - 7/2018: základní série zkoušek (25 + 25 vzorků)
6/2018 - 10/2018: zkoušky kompozitu s pojivem, zkoušky kompozitu s různými délkami vláken (15 + 15 vzorků)
5/2018 - 11/2018: publikace výsledků

Aktivity členů týmu:
Markéta Hošťálková - vedení a koordinace týmu, zkoušky, publikace výsledků, prezentace výsledků
Jiří Teslík - zkoušky, publikace, překlady
Veronika Longauerová - zkoušky, publikace výsledků
Nikola Vavřínová - zkoušky, publikace výlsedků projektu, prezentace výsledků projektu, překlady
Členové řešitelského týmuIng. Markéta Hošťálková
Ing. Veronika Longauerová
doc. Ing. Jaroslav Solař, Ph.D.
Ing. Kateřina Stejskalová
Ing. Jiří Teslík, Ph.D.
Ing. Nikola Vavřínová
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Cílem výzkumu je výzkum mechanických vlastností kompozitního materiálu na bázi sádry a výztužných vláken z přírodních materiálů. Výzkum by měl ověřit, jaký vliv mají výztužná vlákna na pevnost v tlaku a pevnost v tahu za ohybu zkoumaného kompozitu. Dále bude ověřeno, jaký vliv má na zkoumané vlastnosti množství výztužných vláken. Dílčím cílem projektu je také výzkum vlivu přidaného pojiva na pevnost v tlaku a tahu za ohybu zkoumaného kompozitu.
Výsledky výzkumu by měly být využity pro vývoj nových kompozitních stavebních materiálů na bázi pojiva (sádra, cement) s výztuží z přírodních vláken. Další fáze výzkumu by se tedy měla zaměřit na stanovení vlastností konkrétních stavebních materiálů. Mělo by se jednat o stanovení mechanických, požárních, akustických a tepelně technických vlastnosti. Cílem je řešit pokračující výzkum v rámci projektu GAČR, který by měl být podán v roce 2019. Výsledky výzkumu budou dále využity v rámci doktorského studia hlavní řešitelky projektu.

Výsledky projektu:
4 × D, 1 × Jsc (Jimp)

2 × D SGEM 2018
2 × D Envibuild2018
1 × Jimp Civil and Enviromental Engineering

Rozpočet:
Celkové náklady projektu: 145 000
Stipendia: 73000 (27 000 Kč Markéta Hošťálková, 23 000 Kč Veronika Longauerová , 23 000 Kč Nikola Vavřínová )
Režie: 14 500 Kč
Materiál: 10 000 (sádra, materiál na výrobu forem, škrob, spojovací materiál)
Služby - Konferenece vložné:
2 × D SGEM 2018 - 297 Eur (8000 Kč)
2 × D Envibuild2018 – 200 Eur (5400 Kč)
1 × Jimp Civil and Enviromental Engineering – 115 Eur (3100 Kč)
Cestovní náhrady: aktivní účast na konferenci
SGEM 2018 19 000 Kč
Envibuild 2018: 12 000 Kč

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia73000,-73000,-
3. Materiálové náklady10000,-7385,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby16500,-31998,-
6. Cestovní náhrady31000,-18117,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory14500,-14500,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady145000,-
Uznané náklady145000,-
Celkem běžné finanční prostředky145000,-145000,-