Original title:
Využití nanotechnologií, zejména CNT, v silikátových kompozitech
Translated title:
Use of nanotechnologies, especially CNT, in silicate composites
Authors:
Jarolím, Tomáš ; Bodnárová, Lenka (referee) ; Martinec,, Petr (referee) ; Kalina,, Michal (referee) ; Hela, Rudolf (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2018
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební Abstract:
[cze][eng]
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.
Keywords:
carbon nanotubes; concrete; dispergation; beton; dispergace; uhlíkové nanotrubičky
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/137001
guest ::
