Využití nanotechnologií, zejména CNT, v silikátových kompozitech
Loading...
Date
Authors
Jarolím, Tomáš
ORCID
Advisor
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Tématem disertační práce byla problematika nanomateriálů a jejich implementace do silikátových kompozitů. Teoretická část práce byla věnována popisu typů uhlíkových nanotrubiček (CNT), jejich vlastností, syntéze, způsobu dispergace, nanotoxicitě a vlivu adice CNT na vlastnosti silikátových kompozitů. Praktická část byla rozdělena na 5 etap. První etapy byly věnovány výběru vhodných CNT a povrchově aktivních látek. V další etapě experimentu bylo stanoveno optimální nastavení ultrazvukového kavitátoru (amplituda, čas, množství dodané vnější energie). Součástí studia nastavení UZ kavitátoru byl i vliv okolního vodného prostředí (změna pH) na povrchové napětí a distribuci částic v disperzi, dále byl sledován vliv dodané vnější energie na poškození stěn CNT v disperzi na TEM. Po optimalizaci vstupních parametrů dispergace byly připraveny cementové pasty s a bez dávky CNT, na nichž byly sledovány hydratační teploty a hydratační teplo a viskozita cementových past. V následující etapě byly připraveny zkušební tělesa z cementové malty, které byly zkoušeny na pevnostní charakteristiky. Poslední etapou byla výroba betonů, jež byly podrobeny sérii zkoušek: pevnost v tlaku, pevnost v tahu ohybem, statický modul pružnosti, dynamický modul pružnosti, pevnost v příčném tahu, hloubka průsaku tlakovou vodou, odolnost proti chemickým rozmrazovacím látkám (CHRL) a mrazuvzdornosti. Zkušební tělesa s dávkou CNT vykazovaly vyšší pevnostní charakteristiky a vyšší odolnost proti průsaku tlakovou vodou, CHRL a působení mrazu. Výsledkem disertační práce je ucelená studie výroby disperze s uhlíkovými nanotrubičkami a její implementace do betonu, včetně ověření vlivu CNT na vlastnosti betonu.
Thesis theme were nanomaterials and its implementation to cementitious materials. Theoretical part has deal with description of carbon nanotubes types, their properties, production, ways of dispergation, nanotoxicity and CNT’s influence on silicate composites characteristics. Experimental part was divided to 5 stages. The first stages were focused on choosing appropriate carbon nanotubes and surfactants. In the next stage settings of US homogenizator were determinate (amplitude, US energy dosage, time). The part of US homogenizator setting process was observing influence of liquid environment characteristics (especially pH) on surface tension and particle distribution and influence of US energy on CNT walls damages through TEM. After dispergation parameters optimalization cement pastes were prepared and hydration temperature, hydration heat and viscosity were observed. Then testing specimens from cement mortar were prepared and tested form strength characteristics. Last stage was concrete production and their examination: compressive strength, flexural strength, static modulus of elasticity, dynamic modulus of elasticity, tensile splitting strength, depth of penetration of water under pressure, resistance of cement concrete surface to water and defrosting chemicals and determination of frost resistance of concrete. Samples with CNT addition had better strength characteristics and better resistance of penetration of water under pressure, water and defrosting chemicals resistance and frost resistance. Result of thesis is comprehensive study of CNT dispersion production and implementation CNT dispersion to concrete including testing specific concrete characteristics.
Thesis theme were nanomaterials and its implementation to cementitious materials. Theoretical part has deal with description of carbon nanotubes types, their properties, production, ways of dispergation, nanotoxicity and CNT’s influence on silicate composites characteristics. Experimental part was divided to 5 stages. The first stages were focused on choosing appropriate carbon nanotubes and surfactants. In the next stage settings of US homogenizator were determinate (amplitude, US energy dosage, time). The part of US homogenizator setting process was observing influence of liquid environment characteristics (especially pH) on surface tension and particle distribution and influence of US energy on CNT walls damages through TEM. After dispergation parameters optimalization cement pastes were prepared and hydration temperature, hydration heat and viscosity were observed. Then testing specimens from cement mortar were prepared and tested form strength characteristics. Last stage was concrete production and their examination: compressive strength, flexural strength, static modulus of elasticity, dynamic modulus of elasticity, tensile splitting strength, depth of penetration of water under pressure, resistance of cement concrete surface to water and defrosting chemicals and determination of frost resistance of concrete. Samples with CNT addition had better strength characteristics and better resistance of penetration of water under pressure, water and defrosting chemicals resistance and frost resistance. Result of thesis is comprehensive study of CNT dispersion production and implementation CNT dispersion to concrete including testing specific concrete characteristics.
Description
Citation
JAROLÍM, T. Využití nanotechnologií, zejména CNT, v silikátových kompozitech [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. .
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení