Vliv přídavku krátkých para-aramidových vláken na vlastnosti ultravysokohodnotného cementového kompozitu
Loading...
Date
Authors
Tandlich, Dávid
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
V tejto bakalárskej práci bolo preskúmané využitie p-aramidových vlákien v ultravysokohodnotných cementových kompozitoch. Tieto vlákna boli použité ako samostatná výstuž, ale aj ako hybridná výstuž v kombinácii s oceľovými vláknami. Povrch oboch typov vlákien bol analyzovaný na SEM. Okrem kompozitu s p-aramidovými vláknami a hybridného kompozitu bol pripravený aj referenčný kompozit s oceľovými vláknami a matrica bez obsahu vlákien. Pripravené telesá boli podrobené testom pevnosti v tlaku a pevnosti v ťahu za ohybu. Na vybraných vzorkách bola analyzovaná lomová plocha na SEM. Ukázalo sa, že nie je možné jednoznačne určiť kompozit s najlepšími mechanickými vlastnosťami, nakoľko sa smerodajné odchýlky hybridného a referenčného kompozitu vo výsledkoch prekrývajú. Priemerne však vykazoval najlepšie mechanické vlastnosti hybridný kompozit. Kompozit, ktorý obsahoval len p-aramidové vlákna vykazoval výrazne nižšiu pevnosť v tlaku aj v ťahu za ohybu v porovnaní s referenčným kompozitom. Bolo zistené, že p-aramidové vlákna samostatne neprevyšovali účinok oceľových vlákien. Problém predstavovala aj tendencia p-aramidových vlákien výrazne znižovať rozliv a tvoriť v matrici zhluky, čo negatívne vplývalo na výsledné vlastnosti kompozitu. Na druhú stranu, použitie p-aramidových vlákien v kombinácii s oceľovými sa javilo ako výhodné, nakoľko výsledky ukázali, že vďaka p-aramidovým vláknam došlo k miernemu dovystuženiu matrice a zlepšeniu mechanických vlastností v rámci smerodajných odchýlok.
In this bachelor's thesis, the use of p-aramid fibers in ultra-high performance cementitious composites was investigated. These fibers were used as a separate reinforcement, but also as a hybrid reinforcement in combination with steel fibers. The surface of both types of fibers was analyzed by SEM. In addition to the composite with p-aramid fibers and the hybrid composite, a reference composite with steel fibers and a matrix without fibers were also prepared. The prepared objects were tested in compressive strength and flexural tensile strength. Furthermore, the fracture surface on the selected bodies was analyzed by SEM. It turned out that it is not possible to clearly determine the composite with the best mechanical properties, as the standard deviations of hybrid and reference composite overlap. However, based on average values, the hybrid composite showed the best mechanical properties. The composite that contained only p-aramid fibers showed significantly lower compressive and flexural strength both compared to the reference composite. Results showed that p-aramid fibers alone did not exceed the effect of steel fibers. A problem was the tendency of p-aramid fibers to decrease a spillage and to form clusters in the matrix, which negatively affected the resulting properties of the composite. However, the use of p-aramid fibers in combination with steel fibers appeared to be advantageous, as it was found out that thanks to p-aramid fibers there was a slight reinforcement of the matrix and an improvement of the mechanical properties within the standard deviations.
In this bachelor's thesis, the use of p-aramid fibers in ultra-high performance cementitious composites was investigated. These fibers were used as a separate reinforcement, but also as a hybrid reinforcement in combination with steel fibers. The surface of both types of fibers was analyzed by SEM. In addition to the composite with p-aramid fibers and the hybrid composite, a reference composite with steel fibers and a matrix without fibers were also prepared. The prepared objects were tested in compressive strength and flexural tensile strength. Furthermore, the fracture surface on the selected bodies was analyzed by SEM. It turned out that it is not possible to clearly determine the composite with the best mechanical properties, as the standard deviations of hybrid and reference composite overlap. However, based on average values, the hybrid composite showed the best mechanical properties. The composite that contained only p-aramid fibers showed significantly lower compressive and flexural strength both compared to the reference composite. Results showed that p-aramid fibers alone did not exceed the effect of steel fibers. A problem was the tendency of p-aramid fibers to decrease a spillage and to form clusters in the matrix, which negatively affected the resulting properties of the composite. However, the use of p-aramid fibers in combination with steel fibers appeared to be advantageous, as it was found out that thanks to p-aramid fibers there was a slight reinforcement of the matrix and an improvement of the mechanical properties within the standard deviations.
Description
Citation
TANDLICH, D. Vliv přídavku krátkých para-aramidových vláken na vlastnosti ultravysokohodnotného cementového kompozitu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaromír Wasserbauer, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Tvrdík, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-15
Defence
Student při obhajobě práce Vliv přídavku krátkých para-aramidových vláken na vlastnosti ultravysokohodnotného cementového kompozitu představil komisy nejdříve cíle své práce, základní problematiku UHPC a hybridní výztuže. Následně se student zabýval přípravou vzorků. Vrámci výsledků ukázal výsledky týkající se především postupné optimalizace směsí a vyhodnocení nejvhodnějšího kompozitu. Po shrnutí výsledků byly zodpovězeny otázky oponenta:
1) Jaký vliv na kohezi s matricí má nanovlákenná substruktura p-aramidových vláken? Nemohou se při smykovém namáhání fázového rozhraní vytrhávat z povrchu vlákna svazky nanovláken?
2) Jaká jiná vlákna by mohla být vhodná pro kombinaci s ocelovými pro hybridní vyztužení UHPC?
Následně komise položila tyto otázky:
1) Jak aramidové vlákna změní cenu betonu?
2) Víte cenu kubíku UHPC?
Na položené otázky student výbroně odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení