|
|
Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
Kejík, Pavel ; Fekete, Roman (oponent) ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compared to the unclassified resource based materials, is nearly twice that much. Pure BFS-based samples show lower total porosities than the FA-based samples, apparently due to their entirely different particle morphology – irregularly angular in BFS and round in FA. The efflorescence phenomenon was mostly observed on FA-based materials. Energy-dispersive spectrometry (EDS) confirmed sodium hydroxide crystals undergoing gradual carbonation by atmospheric CO2. Permeability testing required asymmetrical barriers preparation due to the very fine porosity of the material. The asymmetrical barriers achieved water permeability of 138 L/h.m2.bar and air permeability of 1320 L/h.m2.bar.
|
|
|
Studium alkalicko křemičité reakce v hybridních systémech
Bradová, Lada ; Bílek, Vlastimil (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá otázkou alkalicko-křemičité reakce (ASR) v hybridním systému, který byl v bakalářské práci navržen tak, aby splňoval požadavky dané ČSN EN 197-1 a byl klasifikován do skupiny vysokopecní cement s označením CEM III/C. Velkou neznámou tohoto systému je jeho trvanlivost, z tohoto důvodu byly použity stejné metody (ASTM C1260, ASTM C289 a ASTM C856) k určení ASR, jako u běžných betonů založených na portlandském cementu. Mezi doplňkové metody byly zařazeny stanovení pevnosti v tlaku dle ČSN EN 196-2 a sledování mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky hybridního systému byly srovnávány s dalšími dvěma typy cementů - CEM I a CEM III/B. Z výsledků stanovení pro ověření ASR bylo zjištěno, že na rozdíl od vzorků s CEM I, hybridní systém (CEM III/C-HB) a CEM III/B vykazovaly nejmenší sklony k ASR. Výsledky doplňkových metod poukázaly na zvýšení pevnosti vzorku CEM III/C-HB, který již po 14 dnech v roztoku 1 M NaOH vykazovalo 43 % větší pevnost, než po 28 dnech ve vodním uložení. Na základě zjištěných poznatků je jisté, že vzorky s CEM III/C-HB prokazují malou náchylnost k ASR.
|
|
|
Vyluhovatelnost Cu, Ni a Co z alkalicky aktivovaných matric
Janíčková, Vlasta ; Kalina, Lukáš (oponent) ; Koplík, Jan (vedoucí práce)
Práce se zabývá stanovením a porovnáním vyluhovatelnosti těžkých kovů ze dvou alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky a vysokoteplotního popílku. Tyto systémy mohou ve své struktuře zapouzdřit těžké kovy, toxické látky nebo radioaktivní prvky, které mohou být škodlivé pro životní prostředí. Náplní práce je připravit směs s přijatelnými mechanickými vlastnostmi. Vyluhovatelnost z matric byla testována dle normy ČSN EN 12457–4 s následnou analýzou metodou optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Struktura matrice byla analyzována pomocí metody skenovací elektronové mikroskopie (SEM).
|
|
|
Možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky-aktivovaných systémů
Komosná, Kateřina ; Novotný, Radoslav (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se soustředí na možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky. Cílem této práce je najít takový retardér tuhnutí, který nejvíce prodlouží dobu tuhnutí a zároveň příliš neovlivní mechanické vlastnosti alkalicky aktivovaného materiálu. V experimentální části byly nejdříve připraveny vzorky ze směsi strusky, vodního skla, vody a přídavku dané přísady v různém množství. Poté byly testovací vzorky podrobeny zkouškám pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Dále byla u těchto směsí zjištěna doba tuhnutí pomocí Vicatova přístroje. Kvůli sledování průběhu tuhnutí byly směsi měřeny kalorimetricky a pro bližší pohled na strukturu povrchu vzorku a rozmístění retardéru tuhnutí v něm, byly směsi pozorovány na skenovacím elektronovém mikroskopu.
|
|
|
Vláknové kompozity s alkalicky aktivovanou struskovou matricí
Pluskalová, Barbora ; Bayer, Patrik (oponent) ; Rovnaník, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá přípravou alkalicky aktivovaných materiálů, konkrétně alkalicky aktivované strusky (AAS), s přídavkem vláknové výztuže. Alkalicky aktivované materiály mají obrovský potenciál pro využití ve stavební praxi. Jejich použití je však omezeno některými nežádoucími vlastnostmi, které je možno odstranit právě přídavkem vláknové výztuže. V této práci byl studován vliv uhlíkových vláken (2 % z hmotnosti pojiva) a uhlíkových nanotrubiček (0,2 % z hmotnosti pojiva) na mechanické vlastnosti, mikrostrukturu a smrštění AAS. Výsledky provedených experimentů korespondují s provedenou literární rešerší. Závěry práce v mnoha bodech souhlasí se zahraničním výzkumem.
|
|
|
Utilization of lignosulfonate plasticizer in alkali-activated materials
Zetocha, Martin ; Hrubý, Petr (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the use of lignosulfonate-based plasticizers in alkali-activated materials. The effect on the paste mixture of activated blast furnace slag using sodium hydroxide, water glass with different modulus and sodium carbonate was monitored. The effect of a mixed lignosulfonate-based plasticizer into different mixtures, on workability, mechanical properties and rheology of the mixture was monitored. Activators in the mixtures were found to be an important factor. The mixture which showed the best reaction with lignosulfonate was using NaOH as activator. In attempts to understand the rheological properties of the studied mixtures, a zeta potential was observed as a key factor in the behaviour of these mixtures. It manifested interesting trends. The zeta potential values gave us a closer look at the surface charge of the blast furnace slag particles. This has been shown to be a key factor in assessing the effectiveness of the plasticizer. These findings will be taken into account and further discussed in this work.
|
|
|
Malty s alkalicky aktivovanou matrici
Černá, Hana ; Hela, Rudolf (oponent) ; Bodnárová, Lenka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá alkalicky aktivovanými materiály a surovinami pro jejich výrobu. V teoretické části jsou popsány materiály pro výrobu alkalicky aktivovaných materiálů a jsou zde definovány požadavky na vstupní materiály. Dále se práce zabývá odolností alkalicky aktivovaných materiálů a jejich trvanlivostí. Konkrétně pak síranovou odolností, chloridovou odolností, odolností vůči kyselinám, mrazuvzdorností, porozitou, odolností vůči karbonataci, odolností vůči abrazi a odolností proti vysokým teplotám. V experimentální části byly navrženy čtyři různé směsi alkalicky aktivovaných materiálů. V čerstvém stavu byla stanovena objemová hmotnost. V zatvrdlém stavu byla stanovena objemová hmotnost, pevnosti v tahu za ohybu, pevnosti v tlaku, mrazuvzdornost, odolnost proti působení vody a chemicky rozmrazovacích látek a tvorba trhlin.
|
|
|
Vyluhovatelnost kovů z geopolymerů při použití různých vyluhovacích medií
Bystrianska, Emília ; Beranová, Denisa (oponent) ; Koplík, Jan (vedoucí práce)
Cieľom tejto práce je zrovnanie vylúhovateľnosti kovu z AAM vplyvom použitia rôznych vylúhovacích médií. Bola porovnávaná schopnosť stabilizovať 1 hm. % Pb2+ v alkalicky aktivovaných matriciach za použitia rozdielnych vylúhovacích skúšok (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). Koncentrácia kovu vo výluhu bola stanovená metódou ICP-OES. Matrice pozostávali z vysokopecnej trosky a vysokoteplotného popolčeka. Distribúcia olova v matriciach bola analyzovaná pomocou SEM mikroskopie. Ďalej bol skúmaný vplyv mechanickej pevnosti a pH výluhu na koncentráciu vylúhovaného olova.
|
|
|
Ověření inovativního přístupu k návrhu alkalicky aktivovaných materiálů
Kejík, Marek ; Kucharczyková, Barbara (oponent) ; Bílek, Vlastimil (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Utilization of lignosulfonate plasticizer in alkali-activated materials
Zetocha, Martin ; Hrubý, Petr (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the use of lignosulfonate-based plasticizers in alkali-activated materials. The effect on the paste mixture of activated blast furnace slag using sodium hydroxide, water glass with different modulus and sodium carbonate was monitored. The effect of a mixed lignosulfonate-based plasticizer into different mixtures, on workability, mechanical properties and rheology of the mixture was monitored. Activators in the mixtures were found to be an important factor. The mixture which showed the best reaction with lignosulfonate was using NaOH as activator. In attempts to understand the rheological properties of the studied mixtures, a zeta potential was observed as a key factor in the behaviour of these mixtures. It manifested interesting trends. The zeta potential values gave us a closer look at the surface charge of the blast furnace slag particles. This has been shown to be a key factor in assessing the effectiveness of the plasticizer. These findings will be taken into account and further discussed in this work.
|
host ::
RSS.