Progresivní materiály se senzorickými vlastnostmi
Loading...
Date
Authors
Mizerová, Cecílie
ORCID
Advisor
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Geopolymery a alkalicky aktivované látky se v poslední době těší velké pozornosti díky jejich možnému využití v řadě pokročilých aplikací. Tato disertační práce se věnuje senzorickým vlastnostem geopolymerů využitelným při monitorování stavu stavebních konstrukcí. Experimentální práce spočívala v přípravě geopolymerních malt s metakaolinem a elektrárenským popílkem obohacených funkčním vodivým plnivem (uhlíkové saze, grafit, uhlíkové nanotrubičky, ocelová mikrovlákna a uhlíková vlákna). V první etapě byly stanoveny elektrické vlastnosti pojiv, následně jejich mechanické vlastnosti a mikrostruktura. Vybrané geopolymery pak byly podrobeny cyklickému zatěžování v tlaku i v tahu za ohybu, a následně až do porušení, přičemž senzorické vlastnosti během zatěžování byly sledovány prostřednictvím změn elektrického odporu, poměrné deformace a aktivity akustické emise. Z výsledků vyplývá, že téměř všechna pojiva včetně referenčních geopolymerů mohou vykazovat velmi dobrou piezorezistivitní odezvu na cyklické zatěžování v tlaku, naopak žádný z geopolymerů nedosahoval adekvátní odezvy elektrického odporu na zatěžovací cykly v tahu za ohybu.
Geopolymers and alkali-activated materials have recently attracted a considerable attention due to their potential use in a number of advanced applications. This dissertation is focused on the self-sensing properties of geopolymers for use in structural health monitoring of building structures. The experimental work involved the preparation of geopolymer mortars with metakaolin and fly ash and enriched with a functional conductive filler (carbon black, graphite, carbon nanotubes, steel microfibers and carbon fibers). In the initial stage, the electrical properties of the binders were determined, followed by their mechanical properties and microstructure. The selected geopolymers were then subjected to cyclic loading in compression and flexure, and subsequently until failure. The self-sensing properties during loading were monitored through changes in electrical resistivity, relative strain, and acoustic emission activity. The results demonstrate that almost all binders, including the reference geopolymers, can exhibit a very good piezoresistive response to cyclic compressive loading, whereas none of the geopolymers achieved an adequate electrical resistance response to loading cycles in flexure.
Geopolymers and alkali-activated materials have recently attracted a considerable attention due to their potential use in a number of advanced applications. This dissertation is focused on the self-sensing properties of geopolymers for use in structural health monitoring of building structures. The experimental work involved the preparation of geopolymer mortars with metakaolin and fly ash and enriched with a functional conductive filler (carbon black, graphite, carbon nanotubes, steel microfibers and carbon fibers). In the initial stage, the electrical properties of the binders were determined, followed by their mechanical properties and microstructure. The selected geopolymers were then subjected to cyclic loading in compression and flexure, and subsequently until failure. The self-sensing properties during loading were monitored through changes in electrical resistivity, relative strain, and acoustic emission activity. The results demonstrate that almost all binders, including the reference geopolymers, can exhibit a very good piezoresistive response to cyclic compressive loading, whereas none of the geopolymers achieved an adequate electrical resistance response to loading cycles in flexure.
Description
Citation
MIZEROVÁ, C. Progresivní materiály se senzorickými vlastnostmi [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2024.
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
2024-11-01
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení