|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Vývoj přísad redukující smrštění navržených pro alkalicky aktivované materiály
Šístková, Pavlína ; Bílek, Vlastimil (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá vývojem přísad redukující smrštění navržených pro alkalicky aktivované materiály na bázi vysokopecní strusky. Hlavním úkolem této práce je vybrat na základě provedených experimentů nejvhodnější přísadu redukující smrštění, u které bude možné pozorovat minimální smrštění a zároveň nebude negativně ovlivňovat vlastnosti alkalicky aktivované vysokopecní strusky. V experimentální části práce byly připraveny zkušební trámečky obsahující přísady redukující smrštění, u kterých bylo měřeno smrštění a úbytek hmotnosti. Kromě toho byly sledovány mechanické vlastnosti jednotlivých trámečků, jako je pevnost v tahu za ohybu a pevnost v tlaku. Dále bylo měřeno povrchové napětí jednotlivých přísad redukujících smrštění ve směsi s porovým roztokem. Hydratační proces alkalicky aktivovaných materiálů při působení přísad redukujících smrštění byl sledován na základě kalorimetrické analýzy. Mikrostruktura připravených vzorků byla pozorována pomocí skenovací elektronové mikroskopie.
|
|
|
Fixace olova v alkalicky aktivovaných materiálech na bázi různých typů popílků
Cába, Vladislav ; Kalina, Lukáš (oponent) ; Koplík, Jan (vedoucí práce)
Cílem této práce bylo vyvinout alkalicky aktivovanou matrici založenou hlavně na popílcích, dále zjistit schopnost fixovat olovo u těchto matric, zjistit dopad přidávaného olova na mechanické vlastnosti a odhalit způsob fixace olova v těchto matricích. Matrice byly tvořeny hlavně popílky (čtyři fluidní popílky, jeden vysokoteplotní) s příměsí vysokopecní strusky a sodným vodním sklem jako aktivátorem. Byly připraveny výluhy na základě normy ČSN EN – 12457-4, koncentrace olova v nich byla měřeny pomocí atomového emisního spektrometru s indukčně vázaným plazmatem. Po 28 dnech byly měřeny pevnosti vzorků. Pro zjištění struktury byly pořízeny snímky, prvkové mapy a prvková spektra pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu s elektronově disperzním spektrometrem, dále byla naměřena spektra na infračerveném spektrometru s Furierovou transformací, byla použita rentgenová difrakční analýza a elektronová spektroskopie pro chemickou analýzu. Z jednotlivých měření vyplývá, že olovo je kumulováno ve formě hydroxidu. Dopad dopování olova k matrici na pevnost byl u jednotlivých vzorků různý. Matrice jak z fluidních popílků, tak z vysokoteplotního popílků, uvolňovaly do výluhů minimální množství olova, tudíž by bylo možné je využívat k fixaci olova.
|
|
|
Účinek plastifikátorů na chování a vlastnosti alkalicky aktivovaných materiálů
Langová, Markéta ; Koplík, Jan (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
Alkalicky aktivované materiály mohou být vhodnou alternativou konstrukčních materiálů na bázi klasického portlandského cementu (OPC). Proto je vhodné se těmto pojivům dále věnovat. Cílem této diplomové práce je objasnit účinek plastifikátoru na bázi lignosulfonanu a superplastifikátoru na bázi polykarboxylátu na chování a vlastnosti alkalicky aktivovaných materiálů. Pro studium účinku plastifikačních přísad byla sledována změna zpracovatelnosti alkalicky aktivované vysokopecní strusky v závislosti na čase, vliv přísad na mechanické vlastnosti a v neposlední řadě jejich vliv na kinetiku tuhnutí a tvrdnutí, který byla sledována pomocí izotermální kalorimetrie. Pomocí infračervené spektrometrie byla studována stabilita plastifikační přísady v silně alkalickém prostředí, jako je vodní sklo a hydroxid sodný. Nakonec pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) byly objasněny chemické změny ve struktuře plastifikačních přísad po adsorpci na vysokopecní strusku.
|
|
|
Trvanlivost alkalicky aktivovaných systémů
Šafář, Martin ; Šoukal, František (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
Alkalicky aktivovaná pojiva mají potenciál stát se alternativním konstrukčním materiálem k pojivům na bázi portlandského cementu. Tato práce se zabývá testováním trvanlivosti betonové směsi na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a vysokoteplotního popílku. Mezi testované aspekty trvanlivosti byla zvolena síranová odolnost, odolnost vůči kyselinám, odolnost vůči karbonataci, mrazuvzdornost, odolnost vůči vodě a chemickým rozmrazovacím látkám a porozita. Pomocí XRD a SEM-EDX byly u testovaných materiálů pozorovány změny mikrostruktury a vznik nových krystalických fází. Vyhodnocení použitelnosti připraveného materiálu z hlediska trvanlivosti bylo provedeno srovnáním s referenční směsí na bázi portlandského cementu.
|
|
|
Vliv anorganických příměsí na redukci smrštění alkalicky aktivovaných materiálů
Šístková, Pavlína ; Koplík, Jan (oponent) ; Kalina, Lukáš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vlivem anorganických příměsí na redukci smrštění alkalicky aktivovaných materiálů. V teoretické části je podrobně objasněna problematika alkalicky aktivovaných materiálů se zaměřením na redukci jejich smrštění. Alkalicky aktivovaný systém tvoří v našem případě alkalicky aktivovaná vysokopecní struska. Nejprve je sledován efekt anorganických příměsí za použití vysokoteplotního popílku a jemně mletého vápence. Dále je zkoumán vliv anorganických přísad na snížení smrštění, a to konkrétně oxid hořečnatý a oxid vápenatý. Cílem této práce je stanovit mechanické vlastnosti a smrštění jednotlivých alkalicky aktivovaných směsí a následná diskuze, zdali se docílilo redukce smrštění a jaký je efekt přidávaných příměsí a anorganických přísad.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.