Časový vývoj reologických parametrů strusky aktivované různými aktivátory
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá aktuálními poznatky, společně s optimalizací oscilačních měření pomocí hybridního reometru, ale hlavně pozorováním změn reologických parametrů v čase past mleté granulované vysokopecní strusky aktivované různými aktivačními roztoky s koncentrací alkálií M: 4 and 7.5 moldm. Výsledky byly pro diskuzi podpořeny výstupy z Vicatovy metody a izotermické kalorimetrie. Nejprve bylo zjištěno, že limit lineární viskoelastické oblasti se zmenšuje v čase. Dále bylo pozorováno, že v time sweep testech vykazovala struska aktivovaná křemičitany nejnižší hodnoty komplexního modulu a struska aktivovaná hydroxidy o koncentraci 4 moldm nejvyšší hodnoty a ostatní pasty vykazovaly hodnoty mezi těmito dvěma extrémy a měly mezi sebou porovnatelné hodnoty. Podobný trend byl pozorován u vývoje kritické meze oscilačního napětí, získaného z amplitude sweep testů (přerušovaně a nepřerušovaně). Oba výše zmíněné parametry, komplexní modul a mez napětí, se vyvíjely v čase. Výsledky všech testů jasně ukázaly, že povrchová chemie hraje roli ve výsledném reologickém chování. Odsud, povaha a koncentrace aktivátoru ovlivňují reologické vlastnosti skrze efekty Na a K iontů, stejně tak skrze koncentraci, která má dopad na elektickou dvojnou vrstvu. Reologické chování může být také ovlivněno dalšími faktory, např. viskozitou aktivačního roztoku a celkovou kinetikou hydratačního procesu.
This master thesis focuses on the state-of-art review, alongside with optimization of the oscillatory measurements using hybrid rheometer, but mainly on observation of changes in rheological parameters in time of ground granulated blast furnace slag activated with various activating solutions at two concentrations of M: 4 and 7.5 moldm. Vicat method and isothermal calorimetry outputs supported the results. In all samples, linear viscoelastic region limits decreased over time. In time sweep tests, it was observed that silicates-activated pastes had the lowest complex modulus values, slag activated with hydroxides had the highest at 4 moldm, and somewhere in the middle were other pastes that were comparable to each other. The same pattern was observed for time evolution of yield oscillation stress obtained from amplitude sweep tests (continuous and discontinuous). Due to the more interconnected structure at later stages, both mentioned parameters, complex modulus and yield stress, evolved in time. All tests showed that surface chemistry is very important for rheology behavior. Hence, the activator nature and concentration affected the rheological properties through the Na and K ions effects, as well as the concentration have impact on the electric double layer. The rheological behavior may also be affected by other factors, e.g., the viscosity of the activating solution and the overall hydration kinetics.
This master thesis focuses on the state-of-art review, alongside with optimization of the oscillatory measurements using hybrid rheometer, but mainly on observation of changes in rheological parameters in time of ground granulated blast furnace slag activated with various activating solutions at two concentrations of M: 4 and 7.5 moldm. Vicat method and isothermal calorimetry outputs supported the results. In all samples, linear viscoelastic region limits decreased over time. In time sweep tests, it was observed that silicates-activated pastes had the lowest complex modulus values, slag activated with hydroxides had the highest at 4 moldm, and somewhere in the middle were other pastes that were comparable to each other. The same pattern was observed for time evolution of yield oscillation stress obtained from amplitude sweep tests (continuous and discontinuous). Due to the more interconnected structure at later stages, both mentioned parameters, complex modulus and yield stress, evolved in time. All tests showed that surface chemistry is very important for rheology behavior. Hence, the activator nature and concentration affected the rheological properties through the Na and K ions effects, as well as the concentration have impact on the electric double layer. The rheological behavior may also be affected by other factors, e.g., the viscosity of the activating solution and the overall hydration kinetics.
Description
Citation
PAZOUR, M. Časový vývoj reologických parametrů strusky aktivované různými aktivátory [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, 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)
Date of acceptance
2021-09-06
Defence
Student Miroslav Pazour v rámci obhajoby své práce Časový vývoj reologických parametrů strusky aktivované různými aktivátory nejdříve popsal motivaci a cíle své práce kterou navazoval na předchozí bakalářskou práci. Poté se zaměřil na použité metody a zařízení, postup přípravy vzorků, nastavení měřících parametrů a výhody i nevýhody použitých metod. Při představení výsledků se zaměřil především na výsledky měření komplexního a ztrátového modulu, vývoj a rozbití struktury, Na závěr přehledně zhodnotil dosažené výsledky a naznačil možné další cesty výzkumu.
Poté přešel na otázky oponenta:
1) Na str. 44 porovnáváte účinek jednotlivých aktivačních roztoků pomocí časového vývoje kritické amplitudy napětí (obr. 25). Prosím o informaci, jakým způsobem byla tato hodnota stanovena?
2) Na str. 45 při diskuzi časového vývoje zkoumaného systému konstatujete, že na počátku dominují fyzikální interakce v systému a v průběhu času se rozvíjí interakce chemické. Prosím, zkuste být více konkrétní a toto tvrzení potvrdit faktickými informacemi. Jaké fyzikální/chemické interakce v systému očekáváte? Kdy začnou dominovat chemické vazby?
3) "Na str. 52 diskutujete vývoj ""atypický"" kritického napětí (obr. 29) pro systém obsahující 7,5 M PWG v korelaci s časovým vývojem kritických modulů (obr. 30). Prosím můžete na příkladu časového vývoje (např. 7,5 SH) v korelaci s časovým vývojem kritického napětí potvrdit svá tvrzení v textu? Vzhledem k tomu, že kritické napětí pro systém obsahující 7,5 SH roste prakticky od začátku experimentu, znamená to, že elastický modul dominuje v tomto systému již v prvotních fázích po přípravě? "
4) Při srovnání vývoje komplexního modulu v závislosti na čase pro vzorky bez prvotního rozmíchání (pre-shear) a s prvotním rozmícháním v diskuzi tvrdíte, že pokles v absolutních hodnotách komplexního modulu je způsoben residuálním napětím. Lze nějakým způsobem experimentálně podložit toto tvrzení? Nemůže být tento pokles způsoben deformací vznikajících struktur vlivem zmiňovaného pre-shearu?
Komise následně položila otázku: Měnil jste smykovou během měření?
Na položené otázky student výborně reagoval.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení