Nápady a objevy

14. září 2018

Doktorand z FAST VUT zkoumá trhliny v betonu a oceli. Za výzkum získal cenu Brno PhD Talent

Miarka vytváří diagramy, díky kterým je schopný následně vymodelovat těleso v počítači | Autor: archiv Petra Miarky
Jak se chová beton či ocel při cyklickém namáhání a co se s materiály děje, když v nich vznikne trhlina. Na tyto otázky se ve svém výzkumu snaží odpovědět doktorand Petr Miarka z Fakulty stavební VUT. Tyto znalosti by měly přispět k pokročilému návrhu stavebních konstrukcí – projektu, za který obdržel cenu Brno PhD Talent.

Na to, jak se chovají dva nejčastěji používané materiály ve stavebnictví, beton a ocel, se ve svém výzkumu zaměřil Petr Miarka z FAST VUT. Konkrétně ho pak zajímají lomové mechanické vlastnosti těchto materiálů. „Popisuji jejich chování v lomu. Zatěžujeme tělesa takzvaného brazilského disku, měříme tahovou pevnost a v podstatě čekáme, kdy a jak se roztrhnou,“ popsal zjednodušeně Miarka.

Na základě měření pak vytváří diagramy, díky kterým je schopný následně vymodelovat těleso v počítači. Sleduje, jak se trhlina šíří, případně i jakou rychlostí. Kromě statického zatížení ho zajímá i cyklické zatěžování materiálu. „Například ocel, kterou zkoumáme s kolegy z Ústavu fyziky materiálů Akademie věd, je velmi tuhá. Obvykle trvá i několik desítek tisíc až milionů cyklů, než se trhlina v ní objeví,“ dodal Miarka.

Petr Miarka využívá k měření takzvaný brazilský disk | Autor: archiv Petra Miarky
Ačkoliv měření lomově mechanických vlastností zatím nemá konkrétní uplatnění v praxi, v budoucnu by mělo pomoci přesněji stanovit odolnost materiálu a jeho chování. „V discích máme různě orientované zářezy. Díváme se, co se s materiálem při zatěžování děje, což by v budoucnu mělo pomoci vylepšit návrh stavebních konstrukcí. Pracujeme se směsí z továrny na prefabrikované betonové dílce. Začali využívat nový materiál, takzvaný vysokopevnostní beton, který zkoumáme,“ uvedl Miarka.

Co je na výzkumu Petra Miarky nestandardní, je využití válcovitých těles. „Když se například renovuje objekt, obvykle se odvrtá válcový vzorek, na kterém se pak provádí běžné testy. My se snažíme vymyslet, jak právě z válce získat křivku lomové práce/energie. Standardně se totiž dělá zkouška na kvádrovém tvaru,“ vysvětlil Miarka.

Výzkum sleduje, jak vznikají a šíří se trhliny v betonu | Autor: archiv Petra Miarky
Do soutěže Brno PhD Talent se rozhodl přihlásit na popud svého školitele. „Můj školitel Stanislav Seitl vždycky říká, že když projekt nepodáte, tak ho nezískáte. Takže se snažíme hlásit do různých výzev a soutěží. Navíc jsem si chtěl vyzkoušet, co takové napsání projektu obnáší,“ přiblížil svou motivaci Petr Miarka. Že ocenění získá, ale nečekal. „Trošku mě překvapilo, že ocenění získal člověk, který se zabývá trhlinami v betonu,“ podotkl se smíchem Miarka.

Projekt, na kterém pracuje na FAST a ÚFM AV, poběží ještě dva roky. V průběhu toho plánuje dokončit doktorské studium. „Následně bych chtěl vycestovat na nějakou zahraniční univerzitu a získat inspiraci a nápady na další směry, kterými se náš výzkum může ubírat,“ uzavřel oceněný student.

(zep)

TémataFakulta stavební zaměstnanci studentská soutěž studenti

Související články:
Studenti VUT a Mendelu navrhli novou podobu odkaliště Hády
Cenou Arnošta Wiesnera ocenil FAST nadějné architekty
Za originální řešení lávky přes Labe získal student VUT i cenu rektora
Na stavební fakultě šetří přírodu. Instalovali zde automat na filtrovanou vodu
Výzkumníci a studenti z FAST založili firmu. Chtějí se stát průkopníky v oblasti moderních kořenových čistíren