Ověření inovativního přístupu k návrhu alkalicky aktivovaných materiálů
Loading...
Date
Authors
Kejík, Marek
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce představuje přístup k vyjádření složení alkalicky aktivovaných materiálů na základě tří hlavních charakteristik. Jedná se o typ aktivátoru, molaritu aktivátoru a objemový zlomek prekurzoru, potažmo kameniva. Cílem práce je praktické ověření tohoto přístupu, a to zejména s ohledem na množství prekurzoru, kameniva i aktivátoru při konstantní molaritě základních tří typů aktivátorů (Na2CO3, NaOH, sodné vodní sklo). U připravených vzorků past i malt na bázi alkalicky aktivované strusky byly studovány vlivy těchto faktorů na jejich základní vlastnosti, konkrétně na zpracovatelnost, smrštění a mechanické vlastnosti. Výsledky byly dále podpořeny rtuťovou intruzní porozimetrií a elektronovou mikroskopií. Získané výsledky potvrdily předpokládaný klíčový vliv objemového zastoupení prekurzoru, kameniva a aktivátoru na absolutní hodnoty studovaných vlastností i na jejich relativní změny. Ty byly pro různé aktivátory velmi rozdílné, což je dáno zejména různou schopností vznikajících hydratačních produktů vyplňovat prostor mezi zrny strusky a kameniva. Výsledkem této práce je souhrn poznatků o vlastnostech alkalicky aktivovaných materiálů v daném rozpětí složení zaštítěný univerzálním přístupem pro návrh složení těchto materiálů, který může být využit v dalším výzkumu v této oblasti.
This thesis presents an approach to express the composition of alkali-activated materials based on three main characteristics. These are the type of activator, the molarity of the activator, and the volume fraction of the precursor or aggregate. The aim of this work is to provide a practical verification of this approach, in particular with respect to the amount of precursor, aggregates, and activator at a constant molarity of the three basic activator types (Na2CO3, NaOH, sodium water glass). The effects of these factors on their basic properties, namely workability, shrinkage, and mechanical properties, were studied for the prepared samples of pastes and mortars based on alkali-activated slag. These results were further supported by mercury intrusion porosimetry and electron microscopy. The results obtained confirmed the assumed key influence of the volumetric representation of the precursor, aggregates, and activator on the absolute values of the studied properties as well as on their relative changes. These were very different for the different activators, which is mainly due to the different abilities of the hydration products formed to fill the space between the slag and aggregate grains. The result of this work is a summary of the knowledge about the properties of alkali-activated materials over a given range of compositions, anchored by a universal approach for the design of the composition of these materials, which can be used in further research in this field.
This thesis presents an approach to express the composition of alkali-activated materials based on three main characteristics. These are the type of activator, the molarity of the activator, and the volume fraction of the precursor or aggregate. The aim of this work is to provide a practical verification of this approach, in particular with respect to the amount of precursor, aggregates, and activator at a constant molarity of the three basic activator types (Na2CO3, NaOH, sodium water glass). The effects of these factors on their basic properties, namely workability, shrinkage, and mechanical properties, were studied for the prepared samples of pastes and mortars based on alkali-activated slag. These results were further supported by mercury intrusion porosimetry and electron microscopy. The results obtained confirmed the assumed key influence of the volumetric representation of the precursor, aggregates, and activator on the absolute values of the studied properties as well as on their relative changes. These were very different for the different activators, which is mainly due to the different abilities of the hydration products formed to fill the space between the slag and aggregate grains. The result of this work is a summary of the knowledge about the properties of alkali-activated materials over a given range of compositions, anchored by a universal approach for the design of the composition of these materials, which can be used in further research in this field.
Description
Citation
KEJÍK, M. Ověření inovativního přístupu k návrhu alkalicky aktivovaných materiálů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Ing. Jiří Lerch (člen)
Date of acceptance
2023-05-29
Defence
Student nejdříve seznámil komisi se základní problematikou své práce Ověření inovativního přístupu k návrhu alkalicky aktivovaných materiálů. Nejdříve vysvětlil problematiku týkající se alkalické aktivace, motivace pro vznik práce a postupu přípravy vzorků. V rámci prezentace výsledků ukázal nejdříve výsledky týkající se zpracovatelnosti, mechanických vlastností a smrštění. Následně nastínil možnosti úpravy zpracovatelnosti a výsledky podpořil obrázky z elektronové mikroskopie. Po shrnutí výsledků položila komise následující otázky:
1) Vysvětlete tvrzení (str.22 konec prvního odstavce) "Dále přídavek kameniva snižuje množství záměsové vody, což je důležité například pro vysokohodnotné betony, ve kterých se vodní součinitel udržuje na minimu [3, 25]."
2) Vysvětlete, proč se zpracovatelnost (v bloku B) upravovala dávkou aktivačního roztoku, a ne přídavkem plastifikační přísady.
3) Vysvětlete postup pro výpočet teoretické objemové hmotnosti a vysvětlete hlavní příčiny rozdílů mezi teoretickou a experimentálně zjištěnou hodnotou.
4) Vysvětlete princip porušování AA materiálů v tahu a tlaku. Vysvětlete příčinu zvýšené variability výsledků zejména u pevností v ohybu ve vyšších stářích.
5) Můžete na základě dosažených výsledků doporučit optimální dávky kameniva pro výrobu AA malt optimálních pevností a přijatelným vývojem smrštění?
6) Je možné nějakým způsobem zamezit poklesu ohybových pevností u malt s SH?
7) Jak sám uvádíte, hmotnostní úbytky pro zkušební sady umístěné v autogenních podmínkách jsou poměrně značné. Dokázal byste navrhnout vylepšení způsobu balení/uložení zkušebních těles pro dosažení co nejlepších „autogenních podmínek zrání“?
Na zdané otázky student výborně odpověděl. Po kompletním zodpovězení všech otázek neměla komise další otázky.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení