Alépítmények és falazatok hatékony vízszigetelési megoldásai az anyagtulajdonságok függvényében / Efficient waterproofing solutions for basements and masonry structures depending on material properties

Elsődleges fülek

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
24/01
Témavezető e-mail címe:
nemes.rita@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 

Napjaink építészeti törekvései és folyamatos megújulása miatt a hagyományos épületszerkezeti megoldások és tervezési irányelvek már nem eredményeznek minden szempontból megfelelő szerkezeteket. Problémát jelentenek például a lejtésmentes szigetelések, vagy amikor nincs elég hely a kapcsolatok kialakítására. Új igénybevételek adódnak, új szempontok és prioritások is jelentkeztek, amelyek érvényességét korábban nem vizsgáltak, az építkezések nagyon felgyorsultak. Ehhez új anyagokat és új technológiákat fejlesztenek, de az egy-egy feladatra fejlesztett termékek gyakran nincsenek bevizsgálva az összes lehetséges felhasználási területre, vagy nincsenek az adott cél szempontjából sem releváns alkalmazási feltételek, sem javasolt határértékek. Az anyagtani szempontok önmagukban nem adnak elegendő információt a várható teljesítményéről. Ezen probléma feloldásához tudományosan megalapozott módszertanra, kísérletekre és modellezésre van szükség. A hatályát vesztett ökölszabályok helyett új ajánlások kellenek az igény felőli megközelítésből.

Kutatási területek:
A feladat elsősorban a talajjal érintkező, teherhordó szerkezetek nedvesség elleni szigeteléseinek követelményrendszerének meghatározása a különböző típusú (kent, lemezes, visszatapadó, vízzáró anyagú) szigetelési rendszerekhez. Szerkezetek anyagtani és geometriai minimum követelményeinek meghatározása. Utólagos nedvesség elleni szigetelések (injektálások és felületi bevonatok) vizsgálati módszereinek osztályba sorolása és teljesítmény-értékelése.

Lehetséges feladatrészek:
• Újradefiniálni és rendszerbe foglalni a szárazsági fogalmakat és igényszinteket: vízzáró – vízhatlan, viszonylagos szárazság – porszárazság, páradiffúziós ellenállási képesség hatása, rétegrendi konzekvenciák.
• Vízzáró betonok munkahézagainak kialakítása: A számos létező megoldás alkalmazási lehatárolása az igénybevételhez rendelve. Mikor milyen munkahézag-szalag, lezárási technológia célszerű? Számszerűsíthetők-e a paraméterek, adható-e konzekvens kiválasztási algoritmus?
• Kritérium rendszer a vízszigetelési anyagok összeépíthetőségére: A kompatibilitás és az összekapcsolási szabályok a gyártói rendszerekben sincsenek megfelelőképpen bevizsgálva, nem ismertek a legalapvetőbb összeférhetetlenségi esetek, hibák sem.
• Vízszigetelések tervezési módszereinek kidolgozása tartósságra: A manapság új prioritásként megjelenő élettartamra való tervezés a tartószerkezeteknél már szokásos, de szigetelések tervezéséhez jelenleg nincs módszer. A kortárs vízszigetelő anyagok jobb teljesítőképességgel bírnak elődeikhez képest, de a várható meghibásodási idejük nem definiált. Nincs elég tapasztalat, a gyenge pontok (jellemzően a szigetelési csatlakozások) tervezésére, ezért vizsgálandó ezek bekövetkezési valószínűsége, szükséges az általános és speciális helyek összehasonlító elemzése, és a még elfogadhatónak tekinthető építési hibák hosszútávú hatása, hogy milyen mértékben befolyásolják a tartósságot.
• Vízszigetelések megválasztásának algoritmizálása: Objektívvá kell tenni egy adott célra készülő szigetelés anyagválasztását, teljesítményét. Definiálni kell, hogy milyen műszaki elveknek és anyagtani követelményeknek kell érvényesülni egy szigetelés tervezése során, a folyamatot korszerű optimalizációs módszerekkel kell támogatni.

***

Today's architectural aspirations and permanent innovation mean that traditional building design solutions and guidelines no longer result in appropriate structures. Problems include slope-free proofing or when there is not enough space to make connections. There are new demands, new considerations and priorities that have not been considered before, construction works have accelerated. New materials and technologies are being developed, but products developed for a specific task are often not tested for all possible uses, or there are no relevant application conditions or recommended limits. Material properties alone do not provide sufficient information on expected performance. To solve these problems, scientifically sound methodology, experiments, and modelling are needed. We need new recommendations from a demand-side approach, rather than outdated rules that have been in use for a long time.

Research areas:
In particular, the definition of a set of requirements for waterproofing of load-bearing structures in contact with soil for different types of systems. Determination of minimum material and geometric requirements. Classification and performance assessment of test methods for repair proofing methods (injections and surface coatings).

Parts of the work:
• To redefine and systematise classify the concepts and levels of dryness: watertight – waterproof, relative dryness - dust dryness, effect of humidity resistance, layer design consequences.
• Designing working voids for watertightness concretes: Application delimitation of the many existing solutions according to the demand. When is it advisable to use which sealing technology? Can the parameters be quantified; can a consistent selection algorithm be given?
• Criteria system for the compatibility of waterproofing materials: Compatibility and interconnection rules are not tested in the manufacturer's systems; the most basic cases of incompatibility and errors are unknown.
• Developing methods for durability design of waterproofing: Designing for durability, now an actual priority, is general used for load-bearing structures, but there is currently no method for designing for insulation. Contemporary waterproofing materials have improved performance, but their expected failure times are not defined. There is not enough experience to design for weak points (joints), so the probability of their occurrence needs to be investigated, a comparative analysis of general and specific locations is required, and the long-term impact of still acceptable construction failures on durability needs to be investigated.
• Selection of algorithm for waterproofing: to objectify the choice of materials and performance of a waterproofing system for a specific purpose. Define the technical principles and material requirements that should govern the design of an insulation and support the process with advanced optimisation methods.

A téma meghatározó irodalma: 

1. Liu Menglu, Liu Peng, Wu Jun, Yu Zhiwu, Chen Ying, Cheng Xiang: Study on improvement of waterproofing performance of CCCW with silicone waterproof material and waterbased capillary inorganic waterproofer CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS Volume 400, 12 October 2023 doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132842
2. Piotr Łapka, Łukasz Cieślikiewicz, Mateusz Ogledziński: Semi-laboratory scale investigation of energy efficiency of masonry wall drying process by applying a thermo-injection method ENERGY AND BUILDINGS Vol 264 (2022) doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112063
3. Shuang Wang, Lifang Liu, Hongqiang Li, Si Zou, Guoqiang Zhang: Experimental research on waterproof enhanced biomass-based building insulation materials ENERGY AND BUILDINGS Vol 252 (2021) doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111392
4. Guangwei Liang, Huajun Zhu, Zuhua Zhang, Qisheng Wu, Jianzhou Du: Investigation of the waterproof property of alkali-activated metakaolin geopolymer added with rice husk ash JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION Volume 230, 1 September 2019, Pages 603-612 doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.05.111
5. Seungmin Lim, Shiho Kawashima, Mechanisms Underlying Crystalline Waterproofing through Microstructural and Phase Characterization JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING 2019 Volume 31, Issue 9 doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002752
6. Kállai László, Fenyvesi Olivér, Csanády Dániel: Közönséges és könnyűbetonok permeabilitásának csökkentési lehetőségei ÉPÍTŐANYAG - JOURNAL OF SILICATE BASED AND COMPOSITE MATERIALS 2019/4 Vol. 71, No. 4 10.14382_epitoanyag-jsbcm.2019.24.pdf
7. Norbert Harmati, Željko Jakšic, Milan Trivunic, Vesna Milovanovic: Rising damp analysis and selection of optimal handling method in masonry construction PERIODICA POLYTECHNICA CIVIL ENGINEERING 58/4 (2014) doi: 10.3311/PPci.2113

A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 

1. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION – SJR Q1 (2022)
2. JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING – SJR Q1 (2022)
3. GEOTECHNICAL AND GEOLOGICAL ENGINEERING – SJR Q1 (2022)
4. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS – SJR Q1 (2022)
5. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY – SJR Q1 (2022)
6. ENERGY AND BUILDINGS– SJR Q1 (2022)
7. ÉPÍTÉS-ÉPÍTÉSZETTUDOMÁNY – SJR Q2 (2022)
8. PERIODICA POLYTECHNICA: CIVIL ENGINEERING– SJR Q3 (2022)
9. ÉPÍTŐANYAG: JOURNAL OF SILICATE BASED AND COMPOSITE MATERIALS – WOS
10. METSZET – SJR Q4 (2022)

A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 

Nemes Rita:
1. Nemes, Rita; Abed, Mohammed A.; Seyam, Ahmed M.; Lublóy, Éva: Behavior of structural lightweight concrete produced with expanded clay aggregate and after exposure to high temperatures JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 147 : 15 pp. 8111-8118., 8 p. (2022)
2. Gyurkó, Zoltán; Nemes, Rita: Aspects of size effect on discrete element modeling of normal strength concrete COMPUTERS & CONCRETE 28 : 5 pp. 521-532., 12 p. (2021)
3. Mohammed, Abed; Rita, Nemes; Éva, Lublóy: Performance of Self-Compacting High-Performance Concrete Produced with Waste Materials after Exposure to Elevated Temperature JOURNAL OF MATERIALS IN CIVIL ENGINEERING 32: 1 (2020)
4. Gyurkó, Zoltán; Nemes, Rita: Fracture modelling of normal concrete using different types of aggregates ENGINEERING FAILURE ANALYSIS 101 pp. 464-472., 9 p. (2019)
5. Abed, Mohammed; Nemes, Rita: Long-term durability of self-compacting high-performance concrete produced with waste materials CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 212 pp. 350-361., 12 p. (2019)
Dobszay Gergely:
1. Medvey, Boldizsár; Dobszay, Gergely: Durability of Stabilized Earthen Constructions: A Review
GEOTECHNICAL AND GEOLOGICAL ENGINEERING 38 pp. 2403-2425. , 23 p. (2020)
2. Bakonyi, Dániel; Dobszay, Gergely: Simulation aided optimization of a historic window’s refurbishment ENERGY AND BUILDINGS 126 pp. 51-69. , 19 p. (2016)
3. Bakonyi, Dániel; Dobszay, Gergely: Simplified calculation of non-repeating thermal bridges of the typical Central-European small suburban houses POLLACK PERIODICA: AN INTERNATIONAL JOURNAL FOR ENGINEERING AND INFORMATION SCIENCES 11 : 3 pp. 43-60., 18 p. (2016)
4. Dobszay, Gergely; Bakonyi, Dániel; Kapovits, Géza: Egy lépés a számítógéppel segített épületszerkezeti tervezés felé METSZET: ÉPÍTÉSZET ÚJDONSÁGOK SZERKEZETEK RÉSZLETEK 2018 : 2018/6 pp. 40-49. Paper: 11 , 10 p. (2018)
5. Dobszay, Gergely; Bakonyi, Dániel: Tetősíkablakok beépítésének épületfizikai kérdései METSZET: ÉPÍTÉSZET ÚJDONSÁGOK SZERKEZETEK RÉSZLETEK 10 : 6 pp. 70-73. , 4 p. (2019)

A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 

1. Medvey, Boldizsár; Dobszay, Gergely: Durability of Stabilized Earthen Constructions: A Review
GEOTECHNICAL AND GEOLOGICAL ENGINEERING 38 pp. 2403-2425., 23 p. (2020)
2. Nagy, Balázs; Károly Simon, Tamás; Nemes, Rita: Effect of built-in mineral wool insulations durability on its thermal and mechanical performance JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 139 : 1 pp. 169-181., 13 p. (2020)
3. Gyurkó, Zoltán ; Jankus, Bence ; Fenyvesi, Olivér ; Nemes, Rita: Sustainable applications for utilization the construction waste of aerated concrete JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION 230 pp. 430-444, 15 p. (2019)
4. Bakonyi, Dániel ; Dobszay, Gergely: Simulation aided optimization of a historic window’s refurbishment ENERGY AND BUILDINGS 126 pp. 51-69. , 19 p. (2016)
5. Andriska, Fanni ; Heincz, Dániel ; Kovács, Károly ; Dobszay, Gergely ; Nemes, Rita: Mélyépítési szigetelések értékelemzése ÉPÍTŐANYAG: JOURNAL OF SILICATE BASED AND COMPOSITE MATERIALS 67 : 2 pp. 48-56. , 9 p. (2015)

Megjegyzés: 

Dobszay Gergely eddigi doktoranduszai:
- Tamási Alexandra (2014/2017/-)
- Medvey Boldizsár  (2018/2023/folyamatban)

A kiírásra kerülő téma anyagtani és épületszerkezeti ismeretek és kutatási gyakorlat EGYIDEJŰSÉGÉT kívánja. A két témavezető nemcsak külön-külön végzett vizsgálatokat a gyakorlatban alkalmazott épületszerkezetek teljesítmény-értékelésének témájában, hanem a két témavezető számos korábbi sikeres TDK keretében bizonyította, hogy együttműködésük nemcsak szükséges, hanem hatékony feltétele is a különböző anyagokból, komponensekből összeépített épületszerkezetek együttes teljesítménye vizsgálatának. Az ilyen jellegű korábbi együttműködések példái:
Közös TDK témavezetés:
- Heincz Dániel, Andriska Fanni, Kovács Károly Lehel: Szerkezettel együttdolgozó vízszigetelések laterális vízvándorlási ellenállása, 2014, III. helyezés
- Söjtöry Domokos, Hadházi Ágnes: Katalán boltozat, mint élő szerkezet, 2015
- Bíró Árpád, Fülöp Béla: Utókristályosító adalékszerek hatása a vízzáró betonszerkezetek munkahézagjaira, 2018, III. helyezés
Továbbá:
- Heincz Dániel, Árkovics Lilla: Vízszigetelések pontszerű átszúródásának kísérleti vizsgálata különböző hőszigetelő aljzatok esetében, 2014, OTDK I. helyezés, témavezető: Dr. Dobszay Gergely, opponens: Dr. Nemes Rita
- Druga Richárd, Nyári Marcell József: Falazatok kapilláris vízfelvételének vizsgálati módszerei és utólagos nedvességvédelmi beavatkozásai, 2023, I. helyezés, kari tudományos díj, témavezető: Kapovits Géza Simon, Dr. Nagy Balázs, Dr. Nemes Rita, szaktanácsadás: Dr. Dobszay Gergely
Több további esetben kölcsönös szaktanácsadás, laborhasználat segítése és lehetővé tétele volt az együttműködés módja. Ezek a korábbi együttműködések jó alapot biztosítanak a multidiszciplináris téma közös témavezetésének indoklásához.

A témavezető eddigi doktoranduszai

Seyam Ahmed Maher (2019/2023/2024)
Gyurkó Zoltán (2015/2018/2021)
Abed Mohammed (2017/2019/2019)
Státusz: 
beküldött