Porušování vybraných stavebních kompozitů v blízkosti rozhraní plniva a matrice

Abstract

Rozhraní mezi zrnem kameniva a matricí představuje v cementových kompozitech nejslabší článek. Aktuálnost tématu je o to větší zejména u vysokohodnotných a vysokopevnostních betonů, kde je potřeba eliminace, příp. redukce, těchto slabých článků. Cílem této práce je stanovit vliv tohoto rozhraní na lomové chování cementových kompozitů. Za tímto účelem byly navrženy a provedeny lomové experimenty, které byly doplněny o výsledky nanoindentačních zkoušek a snímky mikrostruktury rozhraní pořízené pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Na základě těchto dat byl následně vytvořen numerický model v SW ANSYS, umožňující na základě poznatků zobecněné lomové mechaniky stanovit hodnoty lomové houževnatosti rozhraní. Závěrem práce je dokázáno, že vlastnosti rozhraní mají nezanedbatelný vliv na lomové chování cementových kompozitů a právem mu přísluší označení „nejslabší článek“.The interface between aggregate grains and matrix in cementitious composites is their weakest element. The topic is particularly significant in the case of high performance and high strength concrete technology for which the eliminination or reduction of these weak links are necessary. The aim of this thesis is to determine the influence of the interface on the fracture behaviour of the cementitious composites. The fracture experiments were performed for this purpose and were complemented by the nanoindentation’s results and scanning electron microscopy results. Numerical model was created in ANSYS software on the basis of these data and the fracture toughness values of the interface were evaluated by means of the generalized fracture mechanics principles. Conclusion of the thesis is proof that the interface properties have a significant influence on the fracture behaviour of cementitious composites.