|
|
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 karbonatace alkalicky aktivovaných systémů
Suchý, Rostislav ; Koplík, Jan (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
Karbonatace stavebních materiálů založených na portlandském cementu je relativně známý a prozkoumaný fenomén. Naopak mechanismus, reakční produkty a faktory ovlivňující karbonataci alkalicky aktivovaných materiálů nejsou stále dostatečně objasněny. V této práci byl sledován progres karbonatace alkalicky aktivovaných materiálů za různých podmínek. Pomocí XRD a SEM-EDX analýz byly vyhodnoceny reakční produkty karbonatace resp. změny mikrostruktury pojiva. Korozní podmínky v důsledku snížení pH pojiv karbonatací byly sledovány pomocí XPS analýz ocelových vláken. Karbonatace alkalicky aktivovaných vzorků byla srovnávána s referenční směsí na bázi portlandského směsného cementu. Vedle těchto analýz byly sekundárně sledovány mechanické vlastnosti pojiv.
|
|
|
Možnosti využití cihelného obrusu v alkalicky aktivovaných systémech
Dzurov, Matej ; Kalina, Lukáš (oponent) ; Šoukal, František (vedoucí práce)
V bakalárskej práci je riešená problematika využitia tehlového prachu, vznikajúceho pri brúsení moderných tehál, ako súčasť alkalicky aktivovaných spojív. Cieľom práce je overenie vlastností tehlového prachu a testovanie mechanických vlastností zmesí s rôznymi pomermi tehlového prachu a granulovanej vysokopecnej trosky, aktivovaných bežne dostupnými hydroxidmi a kombináciami hydroxidov a vodných skiel. Ďalej boli skúmané účinky zvýšenia teploty na vlastnosti pripravených testovacích vzoriek a pozorovanie tvorby uhličitanového výkvetu.
|
|
| |
|
|
Kompozitní materiály se silikátovou matricí do prostředí vysokých teplot
Lisztwanová, Ewa ; Luňáček,, Martin (oponent) ; Bydžovský, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem a návrhem kompozitních materiálů na bázi silikátové matrice vhodných do nepříznivých podmínek, např. pro opravu betonových a železobetonových konstrukcí s předpokládaným zvýšeným rizikem vzniku požáru. V teoretické části jsou shrnuty základní poznatky týkající se požární odolnosti stavebních konstrukcí a chováním kompozitního systému v extrémních podmínkách. Teoreticky zaměřená část rovněž obsahuje poznatky o alkalicky aktivovaných materiálech a možnosti jejich použití do prostředí vysokých teplot. Na základě vyhodnocení teoretické části byly v části experimentální navrženy a ověřeny různé kompozitních materiálů se zvýšeným obsahem surovin pocházejících z alternativních zdrojů. Laboratorní výzkum byl založen na testování základních fyzikálně-mechanických parametrů včetně fázového složení a mikrostruktury navržených receptur před a po teplotní expozici 1200 °C. Posuzován byl také vliv různých podmínek chlazení.
|
|
|
Geopolymery na bázi elektrárenských popílků a cihelného střepu
Řezník, Bohuslav ; Lang,, Karel (oponent) ; Příhoda,, Jiří (oponent) ; Žižková, Nikol (oponent) ; Rovnaníková, Pavla (vedoucí práce)
V souladu se současnými trendy využívání vedlejších produktů různých výrob jako zdroje surovin pojednává disertační práce o alkalické aktivaci vedlejších produktů – popílků a cihelného střepu, která vede ke vzniku geopolymerních látek. Byl studován průběh geopolymerizační reakce popílku z vysokoteplotního spalování hnědého uhlí z elektrárny Chvaletice, popílku ze spalování černého uhlí z elektrárny Dětmarovice, popílku ze spalování biomasy a fluidního popílku z elektrárny Hodonín. Experimenty byly zaměřeny na faktory ovlivňující tvorbu geopolymeru, tj. na složení alkalického aktivátoru, poměr aluminosilikátu k aktivátoru a na vliv teploty při vytváření pevné struktury. U připravených produktů byla studována mikrostrukturu a fázové složení, odolnost vůči agresivnímu prostředí, mechanické vlastnosti, u vybraných typů popílkových geopolymerů pak navíc lomově-mechanické vlastnosti. Cílem práce bylo optimalizovat proces geopolymerace tak, aby výsledný geopolymer byl výhodný jak ekonomicky, tak i ekologicky. Jako nejvhodnější pro přípravu geopolymerů se jeví popílek z elektrárny Chvaletice, kde u výsledného produktu bylo dosaženo nejlepších užitných vlastností. Popílek z černého uhlí, fluidní popílek a popílek ze spalování biomasy nevedly při geopolymerizaci k uspokojivým výsledkům. V další části je práce zaměřena na možnost alkalické aktivace odpadů z cihlářské výroby, zejména z broušení kalibrovaných tepelně izolačních cihel. Cihelný střep, který obsahuje odvodněné aluminosilikáty, vesměs v amorfní formě, jsou vhodným zdrojem surovin pro alkalickou aktivaci. Výsledky výzkumu ukázaly, že alkalická aktivace cihelného střepu poskytuje produkty o vysokých pevnostech. Směsná pojiva popílku s cihelným střepem nevykázala synergický efekt, vlastnosti produktů alkalické aktivace byly vesměs horší, než u čistých složek.
|
|
|
Využití odpadního skla u alkalicky aktivovaných aluminosilikátů
Novák, Václav ; Rovnaník, Pavel (oponent) ; Bayer, Patrik (vedoucí práce)
Teoretická část práce se bude zabývat nejznámějšími materiály z kterých se vyrábějí geopolymery, jejich alkalickou aktivací a vlastnostmi. Dále se práce bude věnovat sklu jako takovému a alkalické aktivaci skla. Práce bude zkoumat možnosti vytvoření geopolymerů z tohoto materiálu, či směsného geopolymeru s přídavkem skla. V experimentální části budou vyrobeny geopolymery a jejich základní surovina se nahradí částí skla. Budou se zkoumat mechanické vlastnosti a mikrostruktura těchto směsných geopolymerů a jak ovlivňuje sklo výsledné vlastnosti těchto geopolymerů.
|
|
|
Mosaic geopolymeric thin-film plasters for decorative applications
Svidroňová, Barbora ; Šiler, Pavel (oponent) ; Šoukal, František (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with preparation of mosaic geopolymeric plasters, used fillers and it observes their influence on the final properties of geopolymeric plaster. The aim of the study is the selection of proper raw materials for filler, the determination of optimal filler-to-sand ratio and the preparation of plaster with proper shade of colour. In experimental part, during the detection of adequate ratio of raw materials, there were prepared beams from several types of metakaoline, sand, water and water glass. The beams were tested for compressive strength and bending. The blasters themselves were watched for their applying, hardness, shades of colour and efflorescence.
|
|
|
Příprava a charakterizace betonů na bázi směsného geopolymerního pojiva
Bulejko, Pavel ; Straka, Radek (oponent) ; Šoukal, František (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá přípravou betonů na bázi alkalicky aktivovaných pojivových systémů (geopolymerů). Jako základní aluminosilikátové složky pro přípravu alkalicky aktivovaného pojiva bylo použito jemně mleté vysokopecní strusky. Jako aktivátor byla použita směs sodného vodního skla a 50 % roztoku KOH, který byl v určitých případech nahrazen cementářskými odprašky. Připravená testovací tělíska (trámečky 40x40x160 mm) byla podrobována mechanickým zkouškám pevností a byl sledován vliv náhrady roztoku KOH cementářskými odprašky na pevnosti. Dále se práce zabývá strukturní analýzou připravených pojiv – byla provedena termická analýza a fázové složení bylo zkoumáno pomocí RTG difrakce.
|
|
|
Rozpustnost elektrárenských popílků ve vysoce alkalickém prostředí
Kejík, Pavel ; Opravil, Tomáš (oponent) ; Šoukal, František (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá studiem alkalicky aktivovaných popílků z vysokoteplotního a fluidního spalování uhlí ve třinácti uhelných elektrárnách České republiky. Užitým alkalickým aktivátorem je v tomto případě 50% roztok hydroxidu sodného. Jelikož dvěma nejzastoupenějšími složkami těchto druhotných surovin jsou křemík a hliník, hlavním úkolem této práce je zkoumání závislosti jejich uvolňování do roztoku na době rozpouštění. Druhým cílem je srovnání fázového složení popílků před alkalickou aktivací a po ní.
|
host ::
RSS.