ŠILER, P. Studium vlivu přísad a příměsí na vlastnosti vysokohodnotných betonů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2009.
Student pracoval samostatně projevil své tvůrčí nadání. K vypracování své disertační práce použil také výsledky získané na Universitě v Ghentu. Obsahem jeho práce bylo najít způsob hodnocení superplastifikátorů zejména při hodnocení pojiv, u kterých byly přidávány příměsi na bázi sekundárních surovin. V průběhu studia plnil všechny úlohy podle plánováného programu, což mu umožnilo dokončit všechny práce v souladu s požadovanou tříletou délkou doktorského studia. Práci doporučuji k obhajobě.
Aktuálnost tématu disertační práce Vysokohodnotné betony jsou materiály s vysokými užitnými vlastnostmi - vhodnou zpracovatelností, vysokou trvanlivostí a je-li to nutné i s vysokou pevností. Po této stránce je název práce aktuální. Ovšem práce se od svého počátku od názvu odklání a je třeba konstatovat, že se vůbec netýká studia vlivu přísad a příměsí na vlastnosti vysokohodnotných betonů. Týká se sice přísad a příměsí, ovšem dál nemá s názvem nic společného. Nebyl připraven jediný beton! Byly sice připraveny malty a na nich zkoušena pevnost, ale i ta je pouze doprovodnou vlastností vysokohodnotných betonů. Z tohoto pohledu byla práce špatně nazvána a cíle stanoveny s vlastní a bohužel nesprávnou představou o tom, co je to vysokohodnotný beton. To ovšem nepovažuji za vinu doktoranda, to je vina zadavatele práce. Splnění stanovených cílů disertační práce Cíl práce je uveden jednak samostatně, jednak rozšířeně v abstraktu. - vypracování metodiky pro stavení obsahu superplastifikátorů ve vodných roztocích a pomocí této metody následně zjistit adsorpci vybraného superplastifikátoru na vybrané složky vysokohodnotných betonů. - Sledovat metodami isoperibolické, izotermální a roztokové kalorimetrie průběh hydratace a mechanické vlastnosti betonů v závislosti na vodním součiniteli a obsahu jednotlivých složek používaných pro výrobu vysokohodnotných betonů. Nehledě na nesmysl už v cíli (kalorimetrií není možné postihnout mechanické vlastnosti betonů!) jsou cíle nesourodé a nesmírně široké. Bohatě by stačil jeden z cílů a soustředění se na něj. Co se týká prvního cíle, považuji jej za splněný, i když pod pojmem "metodika" si představuji něco jiného, než vytipování použitelné metody. Neznám diplomovou práci doktoranda (jejíž název se shoduje s názvem prvního cíle práce) a nevím, kolik nového provedl v této oblasti nyní. Byl snad vytipován postup, potenciálně použitelný pro studium adsorpce superplastifikátorů na cement, ovšem zde aktivita v tomto směru skončila. Doktorand skončil právě tam, kde by bylo třeba zahájit systematickou práci, pro kterou si vytvořil dobrý nástroj a pro kterou patrně má i dobré vědecké předpoklady. Namísto toho se vrhnul na kalorimetrická měření, patrně proto, že jsou na FCH často prováděna. Zde ovšem postrádám v práci systém. Po slibném začátku (různé vodní součinitele pro jeden cement) se zabývá měřením past s různými cementy, s různým obsahem různých příměsí, které mají různý měrný povrch a pasty mají různý vodní součinitel. V tomto zmatku se snaží činit některé závěry. Budiž diplomantovi připočteno ke cti, že řada z jeho výsledků je zajímavých a inspirativních a řada ze závěrů správných. Ovšem znovu: domnívám se, že zaznamenání nečekaného nebo jinak zajímavého výsledku by mělo být výchozím bodem, kde se mělo pokračovat v hlubším a systematickém sledování té či oné kombinace cementu a příměsi. To se ovšem nestalo a výsledky zůstaly v obecné rovině. Přinášejí velmi málo nových informací a závěry mají pouze spekulativní charakter. Opět si ovšem nemyslím, že na vině je pouze doktorand, účelné směrování práce by mělo být hlavním úkolem vedoucího. Postup řešení problému a výsledky disertace s uvedením konkrétního přínosu Doktorand provedl podrobnou rešerši odborného tisku. V práci ovšem uvádí nesourodý slepenec informací vytržených z kontextu. V některých případech se jedná o nesmysly - např: "Struska zvýší hutnost betonu. Normálně se zvýšením w/c dochází ke snížení hutnosti a tím i pevnosti [35], ale struska reaguje na velmi hutnou strukturu (tato struktura je hutnější než při použití MK [20]. Alkalickou aktivací může být dosaženo kvalitního materiálu. Nevýhodou je zvýšení množství potřebné vody z důvodu zvýšení reaktivity systému a stále vzrůstající cena [19]." (str. 22 dole). Růst hutnosti a pevnosti s růstem vodního součinitele (mělo by být uvedeno w/(c+b)) je nesmysl, ostatní je slepenec nesouvisejících a nesrozumitelných informací. Podobných míst je možné v textu najít víc. V dalším postrádám souvislosti mezi uvedenými kapitolami. Nejdříve je podrobně uvedena problematika adsorpce, pak o ní již není zmínka. Mezi jednotlivými kalorimetrickými měřeními je také pouze slabá souvislost. Diskuse výsledků jsou spekulativní, bylo by třeba doplnit výsledky dalšími metodami (DTA, RDA, NMR,...). Souvislost naměřených výsledků s vlastnostmi (vysokohodnotného) betonu není v práci dostatečně diskutována - je to však dáno nevhodným názvem práce, o čemž jsem se již zmínil. Systematičnost je to, co práci výrazně chybí. Opět si však nemyslím, že je to v první řadě chyba doktoranda. Význam pro praxi nebo rozvoj vědního oboru Jako pracovník z praxe mohu zodpovědně prohlásit, že takto vypracovaná práce nemá pro praxi význam. Patrně ani pro vědní obor, protože nikde nejde do hloubky, zůstává v obecné rovině. Přináší však celou řadu nových podnětů - to je patrně její největší přínos. Formální úprava disertační práce a její jazyková úroveň Po formální a jazykové stránce je práce vypracována velmi ledabyle. Věty často nedávají smysl, unikají souvislosti mezi odstavci a kapitolami. Popisy v obrázcích (zejména u kalorimetrických měření) jsou složité a dá velkou práci se v nich vyznat. Běžně bývá uveden životopis doktoranda a jeho publikační činnost - zde to postrádám. Doktorand by se měl vyvarovat termínů jako "železná výztuž" (str.13), "...reakce závisí pouze na ploše křemene v systému" (str.26), "pouto mezi agregáty" (str.27) nebo namazání kontaktů (str.41)... K řadě obrázků převzatých z literatury chybí popis nebo komentář. Není pak možné usoudit, co je patrné například z obrázků 27, 28, 29, 30. Proč jsou vůbec uvedeny? V kapitole 5.2.3 a dalších jsou uvedeny receptury patrně v procentech, ale v diskusi se pracuje s gramy. Tím je diskuse nesrozumitelná. Lépe než o "složkách" betonu by bylo používat termínu "příměsi" Práce 119 není v odkazech uvedena. Dotazy Vzhledem k celkové úrovni práce by dotazy a připomínky zabraly několik stran. Uvádím pouze ty nejzásadnější, ostatní mohou zaznít v diskusi během obhajoby. - Jak si vysvětlit výše citovaný odstavec ze str. 29? - Co je to odolnost proti působení chemicky rozpustných látek? (str.30) - Jak chápat větu, že po 14 dnech dochází k poklesu pevností, zřejmě kvůli reakci MK s portlanditem? (str.30) Vznikající CSH gel by měl pevnosti zvýšit. - Jak chápat větu, že metakaolin je používán jako provzdušňující přísada? (str.30) - Proč se v prvním odstavci str. 68 říká, že až po několikerém přídavku vody "směs již začala hydratovat"? I inertní materiál by se vlivem povrchových sil a tvorby menisků na kontaktech zrn začal spojovat a tvořit kaši. Co je to vhodná konzistence? - Strana 76: Má smysl měření adsorpce při hodnotách pH jen do 9? V betonu je pH podstatně vyšší. Lze výsledky extrapolovat k hodnotě 12? - Strana 84: Proč brání ve směsích s malou dávkou vody superplastifikátor hydrataci? Na dalších řádcích se píše o tom, že při malém množství vody se dosáhne nižší teploty, ale pak se konstatuje, že v těchto směsích se díky dosažení vysoké teploty odpaří voda... Skutečně se odpaří? Nespotřebuje se spíše na hydrataci? - Nebylo by vhodné uvést hydratační tepla různých hydratačních reakcí a diskutovat kalorimetrické křivky s jejich uvážením? - Jak byl při kalorimetrických měřeních a jejich diskusi zohledněn různý měrný povrch použitých příměsí? Závěr Závěrem lze konstatovat, že disertační práce je špatně zadaná, cíle jsou formulovány vágně a vzájemně spolu nesouvisejí. Na druhé straně si ovšem myslím, že doktorand prokázal, že je schopen vědecké práce - plyne to jak z toho, že se dokázal s vágně definovanou prací určitým způsobem vyrovnat, tak z řady jeho komentářů k dosaženým výsledkům. Pro budoucnost je však třeba, aby své poznatky lépe utřídil a pracoval systematičtěji. Je škoda ztratit nebo pokazit nadějného vědeckého pracovníka. Vzhledem k tomu, že si nemyslím, že za většinu nedostatků v disertační práci může doktorand DOPORUČUJI DISERTAČNÍ PRÁCI K OBHAJOBĚ a v případě jejího úspěšného obhájení DOPORUČUJI udělit ing. Šilerovi vědecký titul Ph.D.
Téma disertační práce Ing. Šilera je velmi aktuální, což dokazuje stále rostoucí počet publikací na toto téma ve světové odborné literatuře. Využívání nejrůznějších minerálních surovin (včetně druhotných) a pestrá paleta organických příměsí, především superplastifikátorů, poskytují veliké množství různých variací, umožňující přípravu kompozitů specifického složení a vlastností podle přání spotřebitele. Nepostradatelným nástrojem ve sledování složení, struktury a vlastností jsou moderní fyzikální a fyzikálně-chemické metody umožňující na moderních přístrojích získat v základním i aplikovaném výzkumu data zcela nepostradatelná pro další vývoj daných oborů. Výzkum a výroba superplastifikátorů se v posledních letech neobyčejně rozrostla, což vyvolalo potřebu detailnějšího studia jejich struktury a efektivnosti podle způsobu vazby na anorganickou složku. Cílem práce doktoranda bylo studium metod stanovení naadsorbovaného množství daného superplastifikátoru na konkrétní minerální složku vysokohodnotných betonů. Nejlépe se osvědčil postup stanovení obsahu superplastifikátorů ve vodných roztocích, což následně umožňuje stanovit množství naadsorbovaného SP, velmi užitečná byla tato stanovení v závislosti na pH a teplotě. Část těchto prací provedl doktorand během půlroční stáže na universitě v Gentu. Z minerálních složek byly vedle základního PC testovány zejména druhotné suroviny: mletá granulovaná vysokopecní struska, popílek, mikrosilika, speciálně jemně umletý křemenný písek a bauxit.. Stanovení obsahu SP prováděl potenciometrickou titrací, v některých případech bylo nutno obsah SP určit z výsledku stanovení celkového organického uhlíku, všechno v závislosti na pH a teplotě. Z tohoto výčtu vyplývá úctyhodný počet experimentů, který umožnil velmi cenné vyhodnocení sledovaných závislostí. U všech složek docházelo při zahřátí ke snížení adsorpce. Zajímavé výsledky byly zaznamenány při zvýšení pH do mírně alkalické oblasti, kdy pouze u metakaolinu došlo ke snížení množství naadsorbovaného SP, což je vysvětlováno značným snížením hodnoty zeta-potenciálu na hlinitanových oktaedrech. Doktorand sledoval rovněž průběh hydratace past portlandského cementu vždy s jednou minerální složkou ve dvou různých množstvích v přítomnosti SP na bázi polykarboxylátu při různých vodních součinitelích kalorimetrickými metodami . Bylo potvrzeno, že při w/c = 0.4 dochází k uvolnění maximálního množství hydratačního tepla, kdy se počítá s úplnou hydratací cementu. Pro jednotlivé minerální složky byla kriticky posouzena retardace hydratace cementu, kde důležitou roli hraje měrný povrch částic. Současně byly u příslušných past stanoveny pevnosti v tlaku i v tahu ohybem, které závisí především na hodnotě daného vodního součinitele. Rovněž byla uvažována zpracovatelnost past při různém vodním součiniteli a bylo konstatováno, že při w/c nad 0,33 je často zpracovatelnost zcela vyhovující i bez použití SP. Podle očekávání se příznivě projevuje uložení vzorků pod vodou. Předloženou prací prokázal doktorand velmi dobré schopnosti orientovat se v rozsáhlé, zejména zahraniční literatuře (118 odkazů), což umožnilo optimálně vytipovat potřebné experimenty. Text je sepsán výstižně a stručně, dokládá velmi dobrou orientaci autora v aplikacích nezbytné přístrojové techniky, doplnění obrázky a grafy je názorné a plně dostačující. Doporučuji tuto kvalitní písemnou práci přijmout k dalšímu řízení.
eVSKP id 28674