Surowce skalne we współczesnym budownictwie infrastrukturalnym 1300-WSSBI
Zajęcia stanowią wprowadzenie do materiałoznawstwa i inżynierii materiałowej. Na zajęciach, w oparciu branżowe normy (serie: PN-EN, ASTM, PN-B, PN-S), omawiane są techniczne klasyfikacje, branżowa terminologia oraz współczesne metody badań surowców skalnych, głównie kruszyw, stosowanych w budownictwie infrastrukturalnym. Głównym celem zajęć jest przygotowanie studentów do samodzielnego wykonywania badań surowców skalnych oraz pracy z uzyskanymi wynikami.
Zajęcia zapoznają studentów z następującymi zagadnieniami:
-Definicje i kluczowe pojęcia dotyczące kruszywa, ich systematyczny, podział i główne parametry techniczne;
-krajowa baza surowcowa i prawne uwarunkowania eksploatacji surowców skalnych;
-geometryczne, mechaniczne, chemiczne oraz pozostałe parametry jakościowe kruszyw oraz laboratoryjne metody ich oznaczania;
-pobór próbek kruszyw i preparatyka wg norm PN-EN 932-1 i PN-EN 932-2;
-oznaczanie kształtu ziaren – wskaźnik kształtu wg normy PN-EN 933-3, kategoria Fl;
-oznaczanie procentowej zawartości ziaren o powierzchniach powstałych w wyniku przekruszenia lub łamania kruszyw grubych wg. normy PN-EN 933-5; kategoria C;
-oznaczenie składu ziarnowego wg normy PN-EN 933-1, kategoria G;
-oznaczanie wskaźnika piaskowego wg normy PN-EN 933-8, kategoria SE;
-oznaczanie odporności na rozdrabnianie wg normy PN-EN 1097-2, kategoria LA;
-wyznaczanie odporności na miażdzenie wg normy PN-79/B-06712/42;
-oznaczanie mrozoodporności wg normy PN-EN 1367-1, kategoria F;
-oznaczanie odporności na jednoosiowe ściskanie próbek betonu wg normy PN-EN 12390-3;
-podstawy technologii betonu, najważniejsze parametry techniczne betonu;
-reaktywność alkaliczna (AAR), mechanizmy i przebieg reakcji ASR i ACR;
-czynniki wpływające na rozwój reakcji alkalia-kruszywo;
-charakterystyka petrograficzna i mineralogiczna kruszyw reaktywnych;
-rozpoznawanie kruszyw reaktywnych wg normy ASTM C 295;
-oznaczanie reaktywności kruszyw we normy ASTM C 1567;
-diagnostyka uszkodzeń obiektów betonowych wywołanych przez AAR;
-metody zapobiegania reakcjom AAR;
-rodzaje korozji betonu, ich mechanizmy i przebieg, klasy ekspozycji betonu wg normy PN-EN 206.
Rodzaj przedmiotu
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Po ukończeniu zajęć student:
-posługuje się branżowymi normami w praktyce laboratoryjnej;
-zna definicje i klasyfikacje kruszyw;
-zna role kruszyw w budownictwie infrastrukturalnym;
-zna zasady preparatyki i poboru próbek kruszyw;
-zna podstawowe parametry kruszyw i metody ich oznaczenia;
-zna budowę i możliwości aparatury laboratoryjnej stosowanej
w badaniach kruszyw;
-potrafi samodzielnie oznaczyć wiodące parametry kruszyw według norm serii PN-EN, ASTM, PN-B i PN-S;
-zna i rozumie przebieg reakcji chemicznych przebiegających miedzy kruszywami i zaprawą cementową;
-oceania, poddaje analizie, interpretuje oraz przedstawia i stosuje uzyskane wyniki badań.
K_W02 - ma wiedzę na temat wielorakich związków między elementami środowiska, powiązaniami abiotyczno-biotycznymi oraz oddziaływaniami antropogenicznymi, zna podstawowe parametry i schematy opisujące te oddziaływania oraz metody ich zapisu matematycznego i analizy statystycznej
K_W03 - ma wiedzę na temat rodzajów zanieczyszczeń, źródeł ich pochodzenia i warunków migracji w warstwie wodonośnej, podatności gruntów i wód podziemnych na zanieczyszczenia
K_W04 - ma wiedzę z zakresu rodzajów zasobów złóż surowców mineralnych i wód podziemnych, metod ich rozpoznawania i obliczania ich wielkości oraz dokumentowania i trybu zatwierdzania w związku z obowiązującymi aktami prawnymi, zna zasady gospodarowania zasobami surowców mineralnych i wody, ma wiedzę z zagadnień bilansu złóż i bilansu wodno-gospodarczego
K_W06 - ma wiedzę na temat modeli środowiska geologicznego, współoddziaływania pomiędzy środowiskiem geologicznym a obiektami budowlanymi, zasad dokumentowania środowiska geologicznego dla potrzeb dokumentacji kartograficznych, przemysłu wydobywczego, obiektów budownictwa powszechnego, przemysłowego, wodnego i gospodarki odpadami
K_W07 - zna zasady projektowania, budowy i funkcjonowania konstrukcji hydrotechnicznych i inżynierskich, służących zagospodarowaniu, ochronie oraz bezpiecznemu i racjonalnemu wykorzystywaniu zasobów surowców i wodnych, ma wiedzę z dziedziny obciążeń działających na podłoże budowli inżynierskich, w tym hydrotechnicznych
K_W08 - ma wiedzę w zakresie specjalistycznych programów komputerowych, zna zasady metodyczne modelowania geologicznego, ma wiedzę w zakresie planowania badań w celach modelowych, zna zasady schematyzacji warunków geologicznych dla potrzeb modelowych
K_W10 - ma wiedzę na temat doboru i wykonania specjalistycznych badań laboratoryjnych i dokumentacyjnych w badaniach różnych typów skał; ma wiedzę o procesach sedymentacyjnych, tektonicznych i diagenetycznych zachodzących w różnych typach skał
K_W12 - zna podstawy metod pozwalających na prezentację wyników badań w ujęciu statystycznym. Zna metody referowania wyników badań oraz referowania stanu wiedzy odnoszącej się do tych badań na podstawie istniejącej literatury krajowej i obcej; zna i prawidłowo stosuje terminy w języku obcym (j. angielskim) w zakresie geologii, ze szczególnym uwzględnieniem terminologii związanej z wdrażaniem europejskich norm
K_W13 - posiada wiedzę nt. zasad planowania badań z wykorzystaniem technik i narzędzi badawczych dostępnych w jednostce a także poza nią. zna również zasady bezpieczeństwa jakie obowiązują w trakcie prac w laboratorium oraz w trakcie pobytu w terenie
K_W14 - ma pogłębioną wiedzę o powiązaniach dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów z innymi dziedzinami nauki i dyscyplinami naukowymi obszaru albo obszarów, z których został wyodrębniony studiowany kierunek studiów, pozwalającą na integrowanie perspektyw właściwych dla kilku dyscyplin naukowych
K_U01 - stosuje zaawansowane techniki badań laboratoryjnych (petrograficzne, geochemiczne, hydrochemiczne, geotechniczne, hydrogeologiczne, geoinżynierskie)
K_U02 - korzysta z zasobów internetowych danych geologicznych, potrafi dokonać ich weryfikacji, wykorzystuje do obliczeń geologicznych proste oraz zaawansowane programy komputerowe (np. Visual MODFLOW, AutoCAD czy Arc GIS), interpretuje wyniki obliczeń w sposób opisowy lub graficzny
K_U03 - umie określić genezę złoża surowców mineralnych, procesy prowadzące do jego powstania i wykorzystanie określonych surowców w celach naukowych i przemysłowych ; potrafi określić jakość wód podziemnych, ocenia ich przydatność do różnych potrzeb, ocenia stopień ich zanieczyszczenia, interpretuje mapy chemizmu i jakości wód podziemnych, ocenia podatność tych wód na zanieczyszczenia i określa zasady ich monitoringu i ochrony
K_U08 - potrafi samodzielnie interpretować wyniki badań i mieć własne zdanie temat różnic w poglądach; potrafi sprawnie korzystać z różnorodnej literatury fachowej polskiej i zagranicznej i krytycznie oceniać jej zawartość; potrafi referować wyniki badań oraz stan wiedzy odnoszącej się do tych badań na podstawie istniejącej literatury polskiej i obcej za pomocą technik
K_U10 - planuje empiryczne badania terenowe (rodzaj badań, kolejność, terenowa weryfikacja wyników) i kwerendę archiwów terenowych w celu pozyskania materiałów do osiągnięcia zamierzonego efektu naukowego lub praktycznego, wybiera punkty badawcze, pobiera próbki (wody, gruntu, skały) lub okazy wg odpowiednich technik
K_U11 - ma umiejętność studiowania fachowej literatury polskiej i światowej oraz materiałów niepublikowanych, posiada umiejętności językowe na poziomie B2+, zdobyte poprzez korzystanie z anglojęzycznej literatury podczas przygotowywania się do seminariów oraz pisania pracy magisterskiej; ma umiejętność samodzielnego wyciągania wniosków i wykorzystania w pracy badawczej
K_U12 - wykazuje umiejętność wyboru specjalności i tematu pracy magisterskiej pod kątem przyszłej kariery zawodowej, umie opracować w formie tekstowej, graficznej i multimedialnej zadanie geologiczne, w tym pracę magisterską
K_K01 - rozumie konieczność ciągłego podnoszenia swoich zawodowych kompetencji oraz znajdowania nowych technologii w celu rozwiązywania problemów badawczych poprzez zapoznawanie się z literaturą fachową i aktami prawnymi
K_K02 - współdziała w grupach tematycznych na zajęciach terenowych oraz podczas grupowych zajęć kamer
K_K03 - potrafi odpowiednio określić harmonogram czynności oraz priorytety służące realizacji zadania badawczego
K_K04 - realizując geologiczne zadania badawcze umie zidentyfikować problemy i zaproponować właściwe sposoby ich rozwiązania
K_K05 - potrafi przedstawić i wyjaśnić społeczne i środowiskowe aspekty praktycznego stosowania zdobytej wiedzy i umiejętności, także w zakresie istniejącego ryzyka i możliwych zagrożeń środowiskowych
K_K06 - skutecznie komunikuje się ze specjalistami oraz społeczeństwem w mowie, na piśmie i poprzez prezentację multimedialną wyników badań
K_K07 - wykazuje odpowiedzialność za bezpieczeństwo swoje i innych podczas prac laboratoryjnych, w czasie kursów terenowych i na praktykach zawodowych
K_K09 - jest przygotowany do podjęcia pracy zawodowej związanej z wybraną specjalnością
Kryteria oceniania
Zaliczenie na ocenę w oparciu o pisemny egzamin obejmujący pytania testowe i otwarte odnoszące się do zagadnień poruszanych na zajęciach (czas pisania 90 minut).
Praktyki zawodowe
brak
Literatura
1) PN-EN 206
2) PN-EN 196-2
3) PN-EN 932-1
4) PN-EN 932-2
5) PN-EN 932-3
6) PN-EN 933-1
7) PN-EN 933-2
8) PN-EN 933-3 i PN-EN 933-4
9) PN-EN 933-5
10) PN-EN 933-6
11) PN-EN 933-8
12) PN-EN 933-9
13) PN-EN 933-11
14) PN-EN 1097-2
15) PN-EN 1097-5
16) PN-EN 1097-6
17) PN-EN 1367-3
18) PN-EN 1744-1
19) PN-EN 1367
20) PN-EN 12390-3
21) PN-EN 12407
22) PN79/B-06712/42
23) PN-S-02205
24) ASTM C 295
25) ASTM C 1567
26) WT 1 Kruszywa do mieszanek mineralno-asfaltowych i powierzchniowych utrwaleń na drogach krajowych
27) WT 2 Nawierzchnie asfaltowe na drogach krajowych – mieszanki mineralno-asfaltowe
28) WT 4 Mieszanki niezwiązane do dróg krajowych
29) WT 5 Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym do dróg krajowych
30) Alkali-aggregate reactivity (AAR) facts book. US. Department of Transportsation. Federal Highway Administration.
31) Fernandes, I., Anjos Ribeiro, M., Broekmans, M., Sims, I. Characterisation of aggregates regarding potential reactivity to alkalis RILEM 219 ACS AAR-1.2. www.sprnger.com/978-94-017-7382-9
32) Vademecum technologa Betonu. Grupa Górażdze Heidelbergcement Group. www.gorazdze.pl/pl/9722
33) Furnier, D., Berube, M., A. (2000). Alkali – aggregate reaction in concrete: a reviev of basic concepts and engineering implications. Canadian Journal of Civil Engineering, 27; 167 – 191.
34) Kozłowski, S. Surowce skalne Polski. Wydawnictwa Geologiczne.
35) Lawrence, C., 1990. Sulphate attack on concrete. Magazine of concreto research, 42: 249 – 264
36) Saetta, A., Schrefler, B., Vitaliani, R., 1993. The carbonation of concreto and the mechanism of moisture, heat and carbon dioxide flow through porous materials. Cement and Concrete research, 23: 761 – 772.
37) Savija, B., Lukovic, M., 2016. Carbonayion of cement paste: undersanding, challenges and opportunities. Construction and building materials, 117: 285 – 301.
38) Sims, I., Nixon, P. (2003) RILEM Recomended Test Method AAR-1: Detection of potential alkali-reactivity of aggregates – Petrographic method. Materials and structures , 36; 480 – 496.
39) Visser, J., (2018). Fundamentals of alkali-silica gel formation and swelling. Condensation under influence of dissolved salts. Cement and concrete research, 105; 18 – 30.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: