Recenzja rozprawy doktorskiej mgra inż. Macieja Batoga pt. Kształtowanie składu mieszanki betonowej z uwagi na wczesne wpływy termiczno-skurczowe w betonowych konstrukcjach masywnych

Prof. dr hab. inż. Jan Ślusarek,

prof. zw. w Pol. Śl.

K atedra B u d o w n ic t w a O g ó l n e g o i Fizyki B udow li W y d z ia ł B u d o w n ic t w a Politech niki Ślą sk iej

RECENZJA ROZPRAWY DOKTORSKIEJ

pt. „Kształtowanie składu mieszanki betonowej

z uwagi na wczesne wpływy termiczno-skurczowe

w betonowych konstrukcjach masywnych ”

mgra inż. Macieja BATOGA

1. PODSTAW A FORMALNA OPRACOW ANIA RECENZJI

P o d s t a w ę fo r m a ln ą o p r a c o w a n i a rec e n z ji s t a n o w i U c h w a ła R ady W y d zia łu B u d o w n ic t w a Politech niki Ś lą s k ie j z d n ia 1 6 m a r c a 2 0 1 6 roku o r a z p is m o nr R O - S / 2 7 3 / 1 5 / 1 6 Prorektora d s . O rg a n iza cji i R o zw o ju Prof. dra h ab . inż. L e s z k a BLACHY.

2. O GÓLNA CHARAKTERYSTYKA ROZPRAW Y

P r z e d m i o t e m r ec e n z ji j e s t r o zp ra w a d o k to r sk a m g ra inż. M acieja B a to g a . P r o m o t o r e m p racy j e s t dr h ab . inż. B arb ara K le m c z a k , prof. nzw. w P o l i t e c h n i c e Ś lą s k ie j. R o z p r a w a m a c h a r a k te r d o ś w i a d c z a l n o - t e o r e t y c z n y i liczy 1 5 5 stron. S k ła d a s i ę z 7 r o z d z ia łó w i z a w ie r a w ie le rysu n k ó w , w y k r e s ó w , ta b e l i w z o r ó w m a t e m a t y c z n y c h . R o z p o c z y n a s i ę s p i s e m tr e śc i z o d p o w ie d n im i inform acjam i o d n o ś n i e d o stron, od których r o z p o c z y n a j ą s i ę p o s z c z e g ó l n e ro zd zia ły i podrozdziały. W ła ś c i w a struktura p r a c y u m o żliw ia c zy teln ik o w i s z y b k i e z o r ie n t o w a n ie s i ę w z a k r e s i e p o r u s z a n y c h w niej z a g a d n i e ń . Przyjęty układ pracy i s p o s ó b u p o r z ą d k o w a n ia tr e ś c i j e s t lo g ic z n y i ty p o w y dla prac n a u k o w y c h o c h a r a k t e r z e d o ś w i a d c z a l n o - t e o r e t y c z n y m . P r a c a n a p is a n a j e s t d o b r ą p o l s z c z y z n ą , j e s t s ta r a n n ie z r e d a g o w a n a i nie budzi z a s t r z e ż e ń o d strony g ra fic zn ej. W p r a w d z ie z a u w a ż a s i ę d r o b n e usterki red a k c y jn e , które nie m a ją je d n a k w i ę k s z e g o z n a c z e n i a z m e r y t o r y c z n e g o punktu w id z e n ia . D o b ó r literatury j e s t trafny. Autor

G liw ice, d n ia 2 5 . 0 4 . 2 1 0 6

p r z y to czy ł ł ą c z n i e 1 8 8 pozycji bibliograficzn ych , w tym 2 8 norm , z a r ó w n o p olskich, jak i z a g r a n i c z n y c h .

C y to w a n ia pozycji b ib lio g ra ficzn y ch w e d łu g lat w y d a n ia p r z e d s t a w i a ją s i ę w z a o k r ą g le n iu n a s t ę p u j ą c o : • d o roku 1 9 9 0 - 12%, 1 9 9 1 - 1 9 9 5 - 7%, 1 9 9 6 - 2 0 0 0 - 7%, 2 0 0 1 - 2 0 0 5 - 20% , 2 0 0 6 - 2 0 1 0 - 24% , 2 0 1 1 - 2 0 1 6 - 30% .

W bibliografii p o d a n o w i e l e publikacji b a r d z o „ w c z e s n y c h ”, w tym m ię d z y innymi z roku 1 9 2 8 (p o z . [1 4 6 ]) i 1 9 4 9 (p o z. [99]). C y t o w a n e p r a c e ś w i a d c z ą o do b ry m r o z p o z n a n iu p r z e z Autora literatury z z a k r e s u a n a l i z o w a n y c h w p r a cy z a g a d n i e ń .

W tym m ie js c u p r a g n ę z a c h ę c i ć Autora d o z a p o z n a n i a s i ę z j e s z c z e j e d n ą p o z y c ją „ w c z e s n ą ”, to j e s t z p r a c ą prof. Kurta H irsch feld a z roku 1 9 4 8 pt.:"

Die

Temperaturverteilung im B eton

3. OCENA PRACY

(„Uwarunkowania technologiczne w procesie

realizacji elem entów i konstrukcji masywnych z betonu”.

Politechniki S z c z e c i ń s k i e j nr. 4 4 1 , S z c z e c i n 1 9 9 1 ) w y r a ź n ie p o d a n o , ż e cyt.: „R odzaj s t o s o w a n e g o k r u s z y w a m a istotny w p ły w na w ł a ś c i w o ś c i t e r m o f i z y c z n e b e to n u . N a l e ż y d ą ż y ć d o s t o s o w a n i a k r u s z y w o w y so k im w s p ó łc z y n n ik u p r z e w o d n o ś c i te rm iczn ej i m o ż liw ie w y s o k i m c ie p le w ł a ś c i w y m ”. M imo ty ch u w a g , z a m i e s z c z e n i e w p r a c y t e z y 3 i 5 nie p o s t r z e g a m ja k o u c h y b ie ń A utora.

Z r e a l iz o w a n e p r z e z A utora b a d a n ia i p r z e p r o w a d z o n e ana lizy s ą o r y g in a ln e . Z o s t a ły o n e z a p r o g r a m o w a n e w ł a ś c i w i e z punktu w i d z e n ia z a ł o ż o n y c h c e ló w . W id o c z n a j e s t d u ż a s t a r a n n o ś ć Autora w p r z e p r o w a d z e n i u z a p l a n o w a n y c h e k s p e r y m e n t ó w i g r a fic zn y m u d o k u m e n t o w a n iu u z y s k a n y c h w y n ik ó w . A n a liz a i interpretacja tych w y n ik ó w z o s t a ł y p r z e p r o w a d z o n e praw idłow o. N a u w a g ę z a s ł u g u j e r ó w n ie ż d o k o n a n a kalibracja i w a lid a c ja m o d e l u n u m e r y c z n e g o , r o z w ij a n e g o w K a te d r z e Inżynierii B u d o w la n ej o d lat 9 0 - t y c h u b i e g ł e g o w ie k u . M o ż liw e to było d z ięk i u z y s k a n y m w c z ę ś c i d o ś w i a d c z a l n e j pracy w y n ik o m b a d a ń . P o s z e r z a to z n a c z ą c o m o ż liw o ś c i a p lik a c y jn e m o d elu , g d y ż u m o żliw ia u w z g l ę d n i e n i e r ó żn y ch ro d z a jó w c e m e n t ó w z d o d a tk a m i m in era ln y m i i r ó ż n y c h r o d z a j ó w kruszyw . J e s t to n ie w ą tp liw ie d u ż e o s i ą g n i ę c i e D o ktoranta.

4. UWAGI KRYTYCZNE I DYSKUSYJNE

4.1. Strona m erytoryczna

A utor w i ą ż e w p ły w y t e r m i c z n e w tw a r d n ieją cy m b e t o n i e z hydratacją c e m e n t u

(Podrozdział 5.3. Ciepło hydratacji cementu).

• z w ilż a n ia d r o b n o d y s p e r s y j n y c h „ c z ą s t e k ” s p o i w a w o d ą , • r o z p u s z c z a n i a p o s z c z e g ó l n y c h m in er a łó w w w o d z i e , • p r z y łą c z a n i a w o d y i tw o r z e n i a hydratów,

• krystalizacji i p r z e j ś ć f a z o w y c h ,

• a d so r p c ji w o d y n a p ro d u k ta c h hydratacji.

W p r z y p a d k u c e m e n t u m ie r z y m y z c a ł ą p e w n o ś c i ą c ie p ło tw ardnien ia. O c i e p l e hydratacji m o ż n a b o w ie m m ó w ić tylko w te d y , je ż e li skład f a z o w y p r o d u k tó w hydratacji j e s t z n a n y (W. Kurdowski:

„ Chemia

cem entu”,

B a d a n i a te m p e r a tu r y p r o w a d z ił A utor na p r ó b k a ch o w y m ia r a c h 4 0 c m x 4 0 c m x 4 0 c m . Dla takiej próbki m o d u ł p o w ie r z c h n io w y o p is a n y w r o z d z ia l e 1 w y n o s i rrip^ 15. W z w ią z k u z inform acjam i p o d a n y m i w ta b eli 1.1 j e s t to bryła ś r e d n i o m a s y w n a (g r a n ic z n a w a r t o ś ć dla

konstrukcji ś r d e d n i o m a s y w n y c h i n i e m a s y w n y c h ) . P r a c a d o t y c z y je d n a k konstrukcji m a s y w n y c h . P r o s z ę z a t e m o k o m e n ta r z A u to ra o d n o ś n i e d o w y m ia r ó w z a s t o s o w a n y c h próbek.

A n a lizy n u m e r y c z n e w y b r a n y c h konstrukcji m a s y w n y c h (r o z d z ia ł 6 ) p r z e p r o w a d z o n o w s p o s ó b b a r d z o d o k ła d n y z u w z g l ę d n i e n i e m s p r z ę ż o n y c h ró w n a ń term odyfuzji, w y p r o w a d z o n y c h na p o d s t a w i e praw te r m o d y n a m ik i p r o c e s ó w n ie r ó w n o w a g o w y c h . U w z g l ę d n i e n i e istotn ych z ja w is k z a c h o d z ą c y c h w tw a r d n ie ją c y m b e t o n ie j e s t s z c z e g ó l n i e w a ż n e , b o w ie m ruch c ie p ła w nim j e s t b a r d z o z ł o ż o n y z u w a g i n a kapilarno- p o r o w a tą j e g o strukturę, w której pory c z ę ś c i o w o w y p e ł n i o n e s ą w o d ą a c z ę ś c i o w o w ilg o tn y m p o w ie tr z e m . Z a c h o d z i ta m z ja w is k o j e d n o c z e s n e g o p r z e n o s z e n i a e n e rg ii p r z e z p r z e w o d z e n i e , u n o s z e n i e i p r o m ie n io w a n ie . O b s e r w o w a n e j e s t p r z e w o d z e n i e c ie p ła p r z e z s z k ie le t m ateriału, w ilg o tn e p o w ie tr z e w y p e łn ia j ą c e pory o r a z w o d ę p r z y le g a j ą c ą d o ś c i a n e k porów, lo k a ln e p r o m ie n io w a n ie w e w n ą t r z porów . W y s tę p u j ą r ó w n ie ż lo k a ln e z ja w is k a p a r o w a n ia i k o n d e n s a c j i w ilg o c i w e w n ą tr z p orów , s p o w o d o w a n y c h r ó ż n ic ą te m p e r a tu r m ię d z y ś c ia n k a m i porów. M igrująca w p o r a c h w ilg o ć , n a s k u t e k p r z e n o s z e n i a entalpii, p r z y czy n ia s i ę d o w z r o s tu p rz ep ły w u c ie p ła . W y s t ę p u j e ta m z a t e m r ó w n ie ż strum ień c ie p ła z w i ą z a n y z tr a n s p o r te m entalpii pary w o d n e j jak i w o d y w s t a n i e c iek łym . O k r e ś l e n i e w p ły w u ruchu w ilgoci n a transport c iep ła w m a te r ia ła c h p o r o w a ty c h j e s t p r o b le m e m z ł o ż o n y m , c o w ynik a z faktu, ż e z a c h o d z ą c e w takim m a te r ia le p r o c e s y s ą o d s i e b i e w z a j e m n i e u z a l e ż n i o n e (p rz e p ły w y s p r z ę ż o n e ) . D la t e g o t e ż w z a g a d n i e n i a c h p r a k ty cz n y c h , w c e l u z n a c z n e g o u p r o s z c z e n i a p r o b le m u transportu c ie p ła p r z e z z a w i l g o c o n e m ateriały o strukturze p o ro w a tej, pom ija s ię u n o s z e n i e c ie p ła p r z e z m ig ru ją cą w ilg o ć i z a k ła d a s ię , ż e transport c iep ła o d b y w a s i ę tylko p r z e z p r z e w o d z e n i e . Z a ł o ż e n i e p o w y ż s z e je s t p o w s z e c h n i e s t o s o w a n e w p raktyce, a p o d a w a n a w literaturze p r z e w o d n o ś ć c ie p ln a m a te r ia łó w b u d o w la n y c h j e s t u s ta la n a przy p o m in ię c iu u n o s z e n i a c ie p ła p r z e z m igrującą w ilg o ć . Z o b lic z e ń J. W y r w a ła w ynik a, ż e u d zia ł stru m ien ia c iep ła , u n o s z o n e g o p r z e z m ig r u ją cą w ilg o ć , w stru m ien iu całko w ity m m a le je w r a z z e z w i ę k s z a n i e m s i ę p r z e w o d n o ś c i c ie p ln e j m ateriału. M o ż n a przyjąć, ż e w przypadku b e to n u u d zia ł str u m ie n ia c ie p ła , u n o s z o n e g o p r z e z w ilg o ć , w całkow itym s tr u m ie n iu c ie p ła j e s t niewielki. Błąd o s z a c o w a n i a p r z e w o d n o ś c i r z e c z y w is t e j n ie p r z e k r a c z a 3 %.

W ł a ś c i w o ś c i b e to n u w s p o s ó b b a r d z o istotny z a l e ż ą o d tem peratury. Z n a j o m o ś ć w p ły w u te m p e r a tu r y na p r o c e s y z a c h o d z ą c e w tw a r d n ie ją c y m b e t o n i e j e s t k o n ie c z n a d o o k r e ś la n ia rozwoju c iep ła tw a r d n ien ia b e t o n u a t a k ż e j e g o w c z e s n e j w y tr z y m a ło śc i. N a jc z ę ś c ie j

w y k o r z y s tu je s i ę d o t e g o c e lu r o z w a ż a n ia A rrh en iu sa . T a k t e ż uczynił A utor o k r e ś la j ą c e k w iw a le n tn y w ie k b e to n u na p o d s t a w i e w z o r u (6 .2 8 ). P r a g n ę z w r ó c i ć u w a g ę , ż e w y s t ę p u j ą c a w tym w z o r z e e n e r g i a aktywacji w y r a ż o n a w [J/mol] m o ż e b y ć u z n a n a ja k o k o n tr o w e r sy jn a . S p o t k a łe m s i ę b o w ie m w p r z e s z ł o ś c i z krytyką t a k ie g o p o d e j ś c i a z u w a g i na tr u d n o ści w z d e fin io w a n iu „ m o la ” b e to n u . P rosiłbym o k o m e n t a r z Autora o d n o ś n i e d o tych p r o b le m ó w .

4.2. Strona redakcyjna

W bibliografii n a le ż a ło , m o im z d a n i e m , p o s z c z e g ó l n e p o z y c je p r z e d s t a w i ć w s p o s ó b bardziej u p o r z ą d k o w a n y . N a l e ż a ł o w y r a ź n ie o d d z ie lić n orm y i d o k u m e n t y , m ateriały w y k o r z y s t a n e o r a z strony in te r n e to w e .

W p o z y c j a c h b ib liograficzn ych : [20], [44], [45], [1 1 1 ] n ie p o d a n o roku w y d a n ia .

W c z a s i e c z y t a n ia p r a c y z a u w a ż y ł e m kilka p o tk n ię ć red a k cy jn y ch : • nie p o d a n o n u m era cji w z o r u w r o z d z ia le 1,

• w t e z i e 2 z a m ia s t: w p ły w na

w ie lk o ś ć

w a rto ś ć

• w p o d p i s i e p o d rys. 5 . 1 3 . brakuje sp ó jn ik a „z” (czujnikami z e g a r o w y m i) ,

• w e w n io s k u 7 . 1 3 . z a m ia s t : z a w i ą z a n y c h z nim p r o g r a m ó w p o w in n o być: z w i ą z a n y c h z nim p r o g r a m ó w

N ie o c z e k u j ę o d n o s z e n i a s i ę d o nich w trakcie p u b liczn ej obrony. P o d a ł e m j e tylko p o to by A utor z e c h c i a ł j e w y e lim in o w a ć p r z ed e w e n t u a l n y m o p u b lik o w a n ie m s w o i c h r o z w a ż a ń , d o c z e g o z r e s z t ą b a r d z o z a c h ę c a m .

5. W NIOSKI KOŃCOW E

s i ę p e w n y c h n i e d o s k o n a ł o ś c i , które w p o s ta c i u w a g krytycznych p r z e d s t a w i łe m w r o z d z ia l e 4 recenzji. P o m im o u w a g k r y ty c z n y c h p ra ca w n o s i b a r d z o isto tn y w k ła d w rozw ój w i e d z y w d y s c y p l i n i e n a u k o w e j „b u dow nictw o" w z a k r e s i e b e t o n o w y c h konstrukcji m a s y w n y c h . O p r ó c z z n a c z e n i a n a u k o w e g o o p in io w a n a r o zp ra w a m a r ó w n ie ż d u ż e z n a c z e n i e dla praktyki inżynierskiej.

Biorąc powyższe pod uwagę stwierdzam, iż recenzowana rozprawa

spełnia wym ogi odnośnie do prac doktorskich zaw arte w Ustawie

0 stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach

1 tytule w zakresie sztuki z dnia 14.03.2003 r. (Dz.U. Nr 65, poz. 595)

oraz w Rozporządzeniu Ministra Edukacji Narodowej i Sportu z dnia

15.01.2004 r (Dz.U. Nr 15, poz. 128 z późniejszymi zmianami)

i stawiam w niosek o dopuszczenie jej do publicznej obrony.