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

KódSP2018/153
Název projektuExperimentální měření objemových změn na betonových prvcích v závislosti na podloží
ŘešitelKropáček Michal Ing.
Školitel projektuprof. Ing. Radim Čajka, CSc.<br />
Období řešení projektu01.01.2018 - 31.12.2018
Předmět výzkumuPředmětem výzkumu bude měření objemových změn betonu v závislosti na podloží a napjatost betonu během smršťování. Ačkoliv je poměrně dobře znám a teoreticky popsán průběh smrštění a velmi dobře jsou známy chemické procesy, které probíhají uvnitř betonu [1;2;7], není řešen vliv podloží na betonovou konstrukci. Pro základové konstrukce a průmyslové podlohy je interakce základ/podloží kritická a s ohledem na úroveň tření může docházet vlivem smrštění k rozdílné napjatosti. Aktuální výpočetní modely pro stanovení konečného smrštění (autogenní i vysycháním) neřeší vliv podloží a nelze ho v rámci výpočtu zahrnout do výpočtu [1]. Vliv podloží na smrštění betonu je nezanedbatelný a z provedených výzkumů je patrné, že materiál podloží významných způsobem ovlivňuje vývoj smrštění [3;6]. Řešitel si v předchozím výzkumu (SP2017/181) definoval parametry a popsal typ a vývoj smrštění na zvolených velkorozměrových vzorcích [4;5] a výzkum bude dále pokračovat v definovaní podloží a měření objemových změn.

Experiment zahrnuje měření objemových změn na velkorozměrových vzorcích (deskách o rozměru 150 x 500 x 6000 mm) z cementového betonu. K měření budou použity strunové tenzometry, které budou uloženy uvnitř a na povrchu betonu. Porovnání vývoje objemových změn bude probíhat v režimu laboratoř/venkovní prostředí, čímž bude možné porovnat chování kompozitu v konstantních podmínkách a v reálných podmínkách betonáže. Tato simulace různých prostředí umožní porovnat jednotlivé vlivy objemových změn, zejména teplotní roztažnost a smrštění vysycháním [2; 7]. Experiment bude dále doplněn o měření objemových změn pomocí smršťovacích žlabů. Tato metoda umožňuje kontinuální měření objemových změn od počátku tuhnutí betonu a je tak možné měřit celý průběh hydratace betonu. Měření pomocí smršťovacích žlabů bude sloužit jako alternativa k tenzometrům pro vyhodnocení objemových změn. Ustálení hodnot a dominantní projev objemových změn je u vzorků ze smršťovacích žlabů s ohledem na velikost vzorků rychlejší.
Naměřené objemové změny budou porovnávány s výpočetními modely, které jsou součástí technických standardů a dalších technických dokumentací, např. model B4 od prof. Bažanta [1]. V rámci vyhodnocení bude řešena také napjatost betonové desky, kdy lze očekávat rozdílné hodnoty uvnitř a na povrchu betonu. Měření objemových změn bude navazovat na výzkum SP2017/181, kde bylo prováděno měření objemových změn na referenčním betonu na ideálním podloží (PE folie), které nevnášelo do experimentu další proměnné. Dílčí výstupy již byly průběžně publikovány [5].
Z hlediska dalších parametrů bude navržený experiment přímo navazovat (stejný beton, rozměr vzorků, doba ošetřování) a rozvíjet další poznatky z hlediska rozhraní betonová prvek/podloží [3; 6]. Podloží bude simulováno uložením vzorku na asfaltové pásy a PVC fólie, které mají za účel eliminovat tření. Experiment bude dále doplněn o použití prostého betonu s rozptýlenou výztuží (drátky), která má pozitivní vliv na snížení objemových změn v betonu a zvýšení odolnosti proti vzniku trhlin (zvýšení pevnosti v tahu).
[1] BAZANT, Zdenek. RILEM draft recommendation: TC-242-MDC multi-decade creep and shrinkage of concrete. Model B4 for creep, drying shrinkage and autogenous shrinkage of normal and high strength concretes with multi-decade applicability. Materials and Structures. 2015, 48(4), 753-770. DOI: 10.1617/s11527-014-0485-2. ISSN 1359-5997.
[2] HAVLASEK, Petr and Milan JIRASEK. Multiscale modelling of drying shrinkage and creep of concrete. Cement and Concrete Research. 2016, 85, 55-74. DOI: 10.1016/j.cemconres.2016.04.001. ISSN 00088846.
[3] JANULIKOVA, Martina. Comparison of the Shear Resistance in the Sliding Joint between Asphalt Belts and Modern PVC Foils. Applied Mechanics and Materials. 2014, 501-504, 945-948. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.501-504.945. ISSN 1662-7482.
[4]KROPÁČEK, Michal. Experimental measurement and analysis of volume changes of concrete. Czech Journal of Civil Engineering. Prague, 2017, 3(2017/2), 5. ISSN 2336-7148.
[5] KROPÁČEK, Michal. Měření objemových změn cementového betonu na velkorozměrových vzorcích. In: 24. Betonářské dny 2017: Sborník příspěvků konference. Praha: Česká betonářská společnost, 2017, s. 6. ISBN 978-80-906759-0 -2.
[6] MYNARCIK, Petr. Technology and Trends of Concrete Industrial Floors. Procedia Engineering. 2013, 65, 107-112. DOI: 10.1016/j.proeng.2013.09.019. ISSN 18777058.
[7] VINKLER, Marek and Jan L. VITEK. Drying shrinkage of concrete elements: Structural Concrete. Structural Concrete. 2017, 18(1), 92-103. DOI: 10.1002/suco.201500208. ISSN 14644177. Available from: http://doi.wiley.com/10.1002/suco.201500208

Zdůvodnění zapojení členů:
Ing. Petr Mynarčík – Příprava, realizace a měření velkorozměrových vzorků. Příprava a zkoušení vzorků v laboratoři stavebních hmot fakulty stavební. Publikační činnost.

Harmonogram experimentu:
2-4/2018 - Příprava bednění (žlaby), příprava povrchu, zpracování kontrolního a zkušebního plánu 5/2018 - Betonáž velkorozměrových vzorků I. Etapa
5-8/2018 - Měření objemových změn na velkorozměrových vzorcích a ve smršťovacích žlabech v laboratoři
7/2018 - Betonáž velkorozměrových vzorků II. Etapa
7-10/2018 - Měření objemových změn na velkorozměrových vzorcích a ve smršťovacích žlabech v laboratoři
9-11/2018 - Kompletace a vyhodnocení dat
11-12/2018 - Publikace výstupů

Stipendia 20000 Kč (Kropáček – kombinovaná forma studia)
Materiálové náklady 20000 Kč (čerstvý beton včetně dopravy)
12000 Kč (bednění pro velkorozměrové vzorky)
45000 Kč (tenzometry do betonu)
16500 Kč (smršťovací žlaby)
Služby 5000 Kč (likvidace velkorozměrových vzorků – pila + ekologická likvidace)
800 Kč (kalibrace – laboratoř stavebních hmot)
40000 Kč (publikace: 2x 5000 Kč Betonářské dny; 1x 15000 Kč WSEAS; 2x 7500 Kč ICSID 2018)
Režie (10 %) 17700 Kč
Celkem 177000 Kč
Členové řešitelského týmuprof. Ing. Radim Čajka, CSc.
Ing. Michal Kropáček
Ing. Petr Mynarčík, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Výroba šesti kusů velkorozměrových vzorků (tři laboratoř a tři venkovní prostředí) o velikosti 150 x 500 x 6000 mm – simulace dilatačního celku. Množství betonu na jeden vzorek 0,5 m3. Měření objemových změn pomocí tenzometrů uložených dovnitř a na povrch betonu. Paralelně k tomuto měření bude prováděno také měření objemových změn pomocí smršťovacích žlabů v laboratoři. Rozměr vzorků 60 x 100 x 1000 mm.

Očekáváné výstupy:
4x výstup D (2x Betonářské dny a 2x 2nd International Conference on Structural Integrity and Durability (ICSID 2018))
1x výstup Jsc (1x ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences - ISSN 1819-6608 nebo 1x Medwell Journal of Engineering and Applied Sciences - ISSN 1816-949x)

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. Stipendia20000,-20000,-
3. Materiálové náklady93500,-106237,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby45800,-33330,-
6. Cestovní náhrady0,-0,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory17700,-17700,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady177000,-
Uznané náklady177267,-
Celkem běžné finanční prostředky177000,-177267,-