Alkalicky aktivovaná pojiva
Loading...
Date
Authors
Hrubý, Petr
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Stavební dílce mohou být během doby užívání vystaveny působení různých agresivních činitelů. Ty mohou negativně ovlivnit vnitřní nebo povrchovou strukturu materiálu skrze degradační procesy rozličné podstaty. Mechanismus a míra dopadu těchto procesů u materiálů na bázi portlandského cementu (OPC) byla již jednoznačně stanovena a ověřena dlouholetým užíváním. Nicméně i k již ověřeným a zdárně fungujícím materiálům je třeba hledat vhodné náhrady, a to nejen s ohledem na životní prostředí, ale také cenu. Jedním z takových materiálů mohou být alkalicky aktivované systémy (AAS), které díky rozdílné mikrostruktuře a charakteru hydratačních produktů nabízejí srovnatelné či dokonce lepší vlastnosti ve smyslu trvanlivosti a mechanických vlastností než OPC. Pro posun AAS blíže reálným aplikacím je nezbytné pochopit podstatu degradačních procesů vlivem různých činitelů, určit jejich následky a na základě znalosti problému hledat řešení, jak této degradaci předcházet. V rámci této práce budou představeny hlavní degradační procesy AAS zapříčiněné působením agresivních prostředí, a to s primárním důrazem na roztokové degradační testy a diskutovány jejich dopady na charakter (chemické a fázové složení, mikrostruktura), resp. chování (mechanické vlastnosti, délkové a hmotnostní změny) těchto systémů. Výsledky potvrdily, že trvanlivost AAS závisí na typu použitého alkalického aktivátoru a pro různá agresivní prostředí se přínos jednotlivých aktivátorů liší. Nejvýraznější degradace AAS, za současného snižování užitných vlastností, byla způsobena dekalcifikací pojivového gelu vlivem působení kyselin a dusičnanu amonného. Trvanlivost směsného cementu za stejných podmínek byla však ještě nižší.
Construction components can be exposed to effect of the various aggressive environments during the service life. Those can negatively influence the inner or surface layer of the material through diverse degradation processes taking place. The mechanism as well as the impact of these processes was unequivocally quantified and verified by the long-term use for the materials based on the ordinary Portland cement (OPC). Still, there is need to find an alternative even for the verified and successfully working materials like the OPC, not just because of the environmental and economic aspects but others as well. One of those alternative materials can be alkali-activated systems (AAS). AAS offer comparable or even better durability same as the mechanical properties thanks to the different microstructure and character of hydration products than the OPC. It is necessary to understand the basic principles of the degradation processes induced by various aggressive environments and to quantify the consequences of the degradation same as to find the solution how to prevent the degradation based on the knowledge of those processes. This study introduces the main degradation processes of the AAS caused by various aggressive environments (primary emphasis on solution degradation tests) and also discuss their consequences to the character (chemical and phase composition, microstructure) and behaviour (mechanical properties, length and weight changes) of the AAS. The results confirmed that the durability of AAS is dependent on the type of alkaline activator used and the benefits of unique activators vary for various aggressive environments. The most significant degradation of AAS accompanied by reduction of its useful properties was caused by the decalcification of binder gel due to the effect of acids and ammonium nitrate. Durability of blended cement was even lower under the same conditions.
Construction components can be exposed to effect of the various aggressive environments during the service life. Those can negatively influence the inner or surface layer of the material through diverse degradation processes taking place. The mechanism as well as the impact of these processes was unequivocally quantified and verified by the long-term use for the materials based on the ordinary Portland cement (OPC). Still, there is need to find an alternative even for the verified and successfully working materials like the OPC, not just because of the environmental and economic aspects but others as well. One of those alternative materials can be alkali-activated systems (AAS). AAS offer comparable or even better durability same as the mechanical properties thanks to the different microstructure and character of hydration products than the OPC. It is necessary to understand the basic principles of the degradation processes induced by various aggressive environments and to quantify the consequences of the degradation same as to find the solution how to prevent the degradation based on the knowledge of those processes. This study introduces the main degradation processes of the AAS caused by various aggressive environments (primary emphasis on solution degradation tests) and also discuss their consequences to the character (chemical and phase composition, microstructure) and behaviour (mechanical properties, length and weight changes) of the AAS. The results confirmed that the durability of AAS is dependent on the type of alkaline activator used and the benefits of unique activators vary for various aggressive environments. The most significant degradation of AAS accompanied by reduction of its useful properties was caused by the decalcification of binder gel due to the effect of acids and ammonium nitrate. Durability of blended cement was even lower under the same conditions.
Description
Keywords
alkalicky-aktivované systémy, alkalicky-aktivovaná vysokopecní struska, degradace, dekalcifikace, síranová koroze, karbonatace, trvanlivost, chloridy, sírany, kyseliny, alkali-activated materials, alkali-activated blast furnace slag, degradation, decalcification, carbonatation, sulphate corrosion, chloride resistance, sulphate resistance, acid resistence
Citation
HRUBÝ, P. Alkalicky aktivovaná pojiva [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Tomáš Opravil, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
doc. Ing. Vlastimil Bílek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Vlček, Ph.D. (člen)
prof. Dr. Ing. Martin Palou (člen)
prof. RNDr. Pavla Rovnaníková, CSc. (člen)
doc. Ing. Josef Fládr, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-08-29
Defence
Předseda komise představil doktoranda. Ing. Hrubý má řadu pracovních zkušeností, např. 2022 - dosud, Teplotechna průmyslové pece, s.r.o., technolog tepelných zařízení. Co se pedagogické činnosti týče, vedl praktikum z anorganické chemie I, výpočtová cvičení z obecné a anorganické chemie I, konzultoval několik bakalářských a diplomových prací. Jeho publikační činnsot je velmi bohatá. Je spoluautorem velkého množství publikací v recenzovaných časopisech s impaktfaktorem. Má také řadu příspěvků v komferenčních sbornících.
Ve své powerpointové prezentaci představil doktorand podstatné výsledky své disertační práce. Byly přečteny oponenské posudky, oba kladné a doporučovaly práci k obhajobě. Poté proběhla diskuze. Doktorand uspokojivě odpověděl na všechny otázky.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení