UM FGPA meni

Katedra za materiale

Katedra za materiale (KM) deluje v sklopu Fakultete za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo Univerze v Mariboru.

Predstavitev

Področje delovanja

Katedra za materiale usklajuje izobraževalno dejavnost na predmetnem področju Materiali in gradiva, v okviru katerega pokriva splošna znanja s področja vede o materialih in specifično tematiko gradbenih materialov in materialov v prometnih sistemih ter s tem povezano znanstvenoraziskovalno dejavnost. Razvija pripadajoče znanstvene discipline in skrbi za razvoj stroke in prenos spoznanj v prakso, ob tem pa si prizadeva, da se ta sproti vključujejo v pedagoški proces.
Na predavanjih, laboratorijskih vajah in med izdelavo izbranega diplomskega dela študent pridobi znanja, potrebna za gradbeno operativo, zlasti pri izbiranju, proizvodnji in pregledu kakovosti gradbenih materialov.
V sklopu podiplomskega izobraževalnega programa Gradbeništvo na Fakulteti za gradbeništvo Katedra za materiale izvaja predmet Izbrana poglavja iz materialov.
Katedra za Materiale sodeluje pri programu Erasmus, v okviru katerega je pri nas gostoval prof. Luiz Antonio Pereira de Oliveira iz University of Beira Interior, Covilha, Portugalska. V času obiska je opravil štiri predavanja in sodeloval na zagovoru diplomskega dela Alana Mautingerja, pri katerem je deloval kot somentor. Članica Katedre za materiale je v okviru programaErasmus obiskala Sakarya University, Sakarya, Turčija, kjer je opravila pet ur predavanj.
Članica katedre je v okviru skupine CIB W115 (construction materials stewardship) opravila študijski obisk na Victoria University of Wellington, Wellington, Nova Zelandija, kjer se je ukvarjala s pripravo raziskave o vključevanju konceptov trajnostnega razvoja in konceptov odgovornega ravnanja z gradbenimi materiali v univerzitetne študijske programe.

Predstojnik katedre

izr. prof. dr. Samo Lubej, univ. dipl. inž. grad.

Član katedre

izr. prof. dr. Andrej Ivanič, univ. dipl. inž. grad.

 

Član katedre

tehnični sodelacev Aleš Hansel, stroj. teh.

 

Pedagoška dejavnost

Predmeti
Obvezni predmeti: Gradiva – Arhitektura, Gradiva – Gospodarsko inženirstvo, Inženirski materiali, Uvod v materiale, Materiali v prometnem inženirstvu.

Znanstveno raziskovalna dejavnost

Raziskovalci

doc. dr. Samo Lubej, univ. dipl. inž. grad.
doc. dr. Andrej Ivanič, univ. dipl. inž. grad.
asist. dr. Primož Jelušič, univ. dipl. gosp. inž. grad.
prof. dr. Ivan Anžel, univ. dipl. inž. str. – pogodbeno
viš. strok. sodel. Bojan Čelofiga, inž. grad.
tehiški sodelavec Aleš Hansel, stroj. teh.

Znanstveno-raziskovalno delo

Kratek opis dejavnosti znanstvenoraziskovalnega dela katedre

Sodelavci Katedre za materiale se na znanstvenoraziskovalnem področju ukvarjajo z raziskavami materialov na nano, mikro in makro nivoju ter z njihovimi aplikacijami v gradbeni stroki. Znanstvenoraziskovalno delo se odvija na naslednjih področjih:

  • uporaba recikliranih agregatov za izdelavo kakovostnih betonov in malt,
  • uporaba komunalnih odpadkov v gradbeništvu,
  • raziskava možnosti uporabe zakasnele tvorbe etringita v hidratiziranem betonu za izboljšanje njegovih trdnostnih lastnosti,
  • transportni procesi v porozni snovi,
  • cementni kompoziti, ojačani s kontinuiranimi vlakni,
  • samozgoščevalni betoni,
  • raziskave o vključevanju konceptov trajnostnega razvoja in konceptov odgovornega ravnanja z gradbenimi materiali v univerzitetne študijske programe.

Bibliografija

ČLANKI IN DRUGI SESTAVNI DELI 

1.01 Izvirni znanstveni članek

1. LUBEJ, Samo, ANŽEL, Ivan, JELUŠIČ, Primož, KOSEC, Ladislav, IVANIČ, Andrej. The effect of delayed ettringite formation on fine grained aerated concrete mechanical properties. Science and engineering of composite materials, ISSN 0792-1233. [Print ed.], Published Online: 28. 11. 2014, vol. , iss. , str. 1-10. http://www.degruyter.com/view/j/secm.ahead-of-print/secm-2012-0107/secm-2012-0107.xml, doi: 10.1515/secm-2012-0107. [COBISS.SI-ID 18391830]
2. LUBEJ, Samo, IVANIČ, Andrej, RUDOLF, Rebeka, ANŽEL, Ivan. Influence of delayed ettringite formation on the mechanical properties of aerated concrete = Vpliv zakasnele tvorbe etringita na mehanske lastnosti aeriranih betonov. Materiali in tehnologije, ISSN 1580-2949. [Tiskana izd.], nov.-dec. 2012, letn. 46, št. 6, str. 573-579.http://mit.imt.si/Revija/izvodi/mit126/lubej.pdf. [COBISS.SI-ID 16490518]
3. IVANIČ, Andrej, LUBEJ, Samo, RUDOLF, Rebeka, ANŽEL, Ivan. Bond behavior of carbon-fiber yarn embedded in cement mortar. Science and engineering of composite materials, ISSN 0792-1233. [Print ed.], Sep. 2011, vol. 18, iss. 3, str. 181-186, doi: 10.1515/SECM.2011.029. [COBISS.SI-ID 15287830]
4. JELUŠIČ, Primož, ŽLENDER, Bojan. An adaptive network fuzzy inference system approach for site investigation.Geotechnical testing journal, ISSN 0149-6115, May 2014, vol. 37, no. 3, str. 400-411.http://www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/JOURNALS/GEOTECH/PAGES/GTJ20120018.htm. [COBISS.SI-ID 17886998]
1.13 Objavljeni povzetek strokovnega prispevka na konferenci
4. LUBEJ, Samo. Hidroizolacije iz sintetičnih materialov s primeri iz prakse. V: Zbornik predavanj 10. strokovnega srečanja kleparjev-krovcev, Podčetrtek, 1. in 2. februar 2008. [S.l]: Izobraževalni center OZS, Sekcija kleparjev krovcev, 2008, 35 prosojn. [COBISS.SI-ID 12277782]
1.16 Samostojni znanstveni sestavek ali poglavje v monografski publikaciji
3. HANŽIČ, Lucija, JURIČ, Bernardka. Slovenia. V: STOREY, John B. (ur.). Construction materials stewardship : the status quo in selected countries : CIB W115, (CIB Report, 318). Wellington: Centre For Building Performance Research, Victoria University of Wellington: International Council for Building Research Studies and Documentation (CIB), Working Commission W115: Construction Materials Stewardship, cop. 2008, str. [59-66]. [COBISS.SI-ID 12971798]

Projekti

L2-9472 (C) Izdelava kakovostnih betonov in malt iz recikliranega agregata 
Vodja: Hanžič Lucija
Trajanje: 1. 1. 2007 – 31. 12. 2008

Obseg: 2 FTE

 

DEJAVNOST
ARRS KLASIFIKACIJA: 2.01. – Tehniške vede / Gradbeništvo
CERIF KLASIFIKACIJA: T220 – Gradbeništvo,

KLJUČNE BESEDE: reciklirani agregat, beton, malta, uporaba za zahtevnejše konstrukcije

 

POVZETEK
Velike količine gradbenih odpadkov, ki nastanejo pri rušenju objektov, predstavljajo v sodobni družbi velik problem, saj z odlaganjem močno obremenjujejo okolje. Koncept ločevanja gradbenih odpadkov glede na vrsto materiala in njihove ponovne uporabe je zato že našel svoje mesto v gradbeni praksi tudi v Sloveniji. Vendarle pa se večina recikliranih gradbenih odpadkov trenutno uporablja le za izdelavo nezahtevnih gradbenih objektov oz. konstrukcijskih delov. Ti materiali nižje kvalitete pa v naslednjem reciklažnem ciklusu ne bodo več uporabni in jih bo potrebno odlagati. To pomeni, da se problem gradbenih odpadkov ne rešuje trajno, temveč se le preloži za določen čas. Ker v  zadnjem času vedno pogostje nastajajo tudi gradbeni odpadki boljše kvalitete, kot npr. pri rušenju betonskih mostov, se je pojavila zamisel, da bi iz teh gradbenih odpadkov izdelovali kvalitetne nove materiale, ki bi lahko vstopali vsaj še v drugi, po možnosti pa tudi v tretji reciklažni cikel. 

Cilj predlaganega podoktorskega projekta je raziskati načine za pripravo betona iz recikliranega agregata, ki bi dosegal normalne tlačne trdnosti (območje od 30 do 80 MPa). Ker iz dosedanjih raziskav izhaja, da je potrebno za pripravo takšnega betona fino frakcijo recikliranega agregata (večje od 4 mm) zamenjati z naravnim peskom, je potrebno za to frakcijo poiskati alternativne možnosti uporabe. V okviru ravnanja z odpadki se namreč vse bolj uveljavlja koncept  “Zero Waste”, ki pomeni ponovno uporabo vseh nastalih odpadkov. V okviru projekta bodo tako raziskane možnosti za uporabo fine frakcije recikliranega agregata v maltah. Poleg standardnih preiskav agregatov, betonov in malt, bodo opravljene še nestandardne preiskave mikrostrukture (optična in elektronska mikroskopija), transporta vlage (nevtronska radiografija) in raziskave eventuelnih vezivnih lastnosti fine frakcije recikliranega agregata (nizkofrekvenčna dielektrična spektroskopija).

 

REZULTATI RAZISKAV ZA LETO 2007
V prvem letu raziskovalnega programa so bile realizirane naslednje aktivnosti:
  1. Podrobna analiza stanja v RS na področju ravnanja z gradbenimi odpadki in primerjava z drugimi državami. Vključila sem se v delovno skupino CIB W115 – Construction Materials Stewarship in pripravila poročilo o stanju v RS, ki bo predvidoma objavljeno marca 2008. V sodelovanju z magistrantko pa pripravljam tudi prispevek za Gradbeni vestnik.
  2. Analiza lastnosti recikliranega agregata (RA) pridobljenega iz laboratorijsko pripravljenega betona (granulometrijska sestava, gostota, vodovpojnost, sestava zrn).
  3. Priprava betonskih mešanic iz RA, pridobljenega iz laboratorijsko pripravljenega betona. Za projektiranje mešanic sem pripravila računalniški program, ki temelji na izbiri dveh parametrov in sicer vodocementnega razmerja in presežne cementne paste. Rezultati so zelo obetavni, saj je ob 100 % uporabi grobe frakcije iz RA tlačna trdnost padla le za 7 %, se pa je zmanjšal posed svežega betona.
Študija sposobnosti malte iz RA, da zadrži zmesno vodo pri nanosu na vodovpojno podlago. V delo sem vključila diplomanta, ki je opravil meritve z gravimetrično metodo, za somentorja pa smo povabili prof. Oliveiro iz University of Beira Interior, Portugalska. Rezultati so še v obdelavi in bodo objavljeni na konferenci CIB SB08 – World Sustainable Building Conference (povzetek je že sprejet). V nadaljevanju bo v okviru magistrskega dela opravljena še študija z nevtronsko radiografijo, za katero sem letos teoretično pripravila kandidata.
Pridobivanje RA iz gradbenih odpadkov. Aktivnost poteka v sodelovanju s podjetjem CPM (ločeno zbiranje in predelava odpadkov iz kvalitetnejših betonov), podjetjem Gokop (predelava odpadkov) in betonarno Pilih (zbiranje betonov z mikrosiliko).
REZULTATI RAZISKAV ZA LETO 2008
V drugem letu raziskovalnega programa so bile realizirane naslednje aktivnosti:
  1. Podrobna analiza stanja v Republiki Sloveniji na področju ravnanja z gradbenimi odpadki je bila objavljena v publikaciji CIB Report 318.
  2. Mirkoskopska analiza lastnosti recikliranega agregata (RA) z optičnim in elektronskim mikroskopom.
  3. Nadgradnja računalniškega programa za projektiranje betonskih konstrukcij tako, da omogoča tudi projektiranje samozgoščevalnih betonov po principih metode CBI.
  4. Študija sposobnosti malte iz RA, da zdrži zmesno vodo pri nanosu na vodovpojno podlago je bila uspešno zaključena in objavljena na mednarodni konfereci. Razvit je bil tudi preogram za projektiranje mešanic.
  5. Pridobivanje RA iz gradbenih odpadkov. Aktivnost poteka v sodelovanju s podjetjem CPM (ločeno zbiranje in predelava odpadkov iz kakovostnejših betonov), podjetjem Gokop (predelava odpadkov) in z betonarno Pilih (zbiranje betonov z mikrosiliko).
  6. Študija samozgoščevalnih betonov. Narejena je bila analiza paste in vpliv količine in vrste dodanega finega inertnega materiala na njeno fluidnost in kohezivnost.
X