Vývoj cementových směsí pro sklovláknobetonový kompozit

Mgr. Martin Boháč, Ph.D.

Doctoral thesis

Development of cement mixture for glass-fibre reinforced concrete composite

Abstract:

Disertační práce se zabývá laboratorním výzkumem a vývojem pojiva pro tenkostěnný sklovláknobetonový kompozit. Základem pojiva je portlandský cement, který byl částečně nahrazován vybranými příměsmi (mletá granulovaná vysokopecní struska, křemičitý popílek, mikrosilika, zeolit a mletý vápenec). Vývoj pojiva směřoval k dosažení vynikajících technologických parametrů. V průběhu vývoje pojiva byly hledány optimální procentuální náhrady jednotlivými příměsmi a byl optimalizován vodní součinitel ve vztahu k dávce superplastifikátoru. Na základě výsledků byla navržena vícesložková pojiva, která byla dále zkoušena. Dílčím cílem bylo navržení pojiva pro samočisticí sklovláknobetonový kompozit prostřednictvím implementace fotokatalytického oxidu titaničitého. V rámci zkoušení vlastností pojiv byly sledovány doby tuhnutí a normální konzistence čerstvých směsí, vzájemná kompatibilita složek a přísad, reologické vlastnosti čerstvých směsí, vývoj hydratačního tepla, vývoje pevností, fázové složení, mikrostruktura, pohledové a fotokatalytické vlastnosti. Studovány byly podle typu zkoušek laboratorně připravené vzorky past, malt nebo tenkostěnné sklovláknobetonové prvky. Výsledkem byl návrh dvou vybraných vícesložkových pojiv pro sklovláknobetonový kompozit. Současně s tím bylo určeno i optimální dávkování a způsob implementace oxidu titaničitého do matrice kompozitu s ohledem na jeho samočisticí schopnost.

Abstract:

Dissertation thesis deals with laboratory research and development of binder for thin-walled glass-fibre reinforced concrete. Main constituent of binder is ordinary Portland cement which was partially replaced by selected admixtures. Ground granulated blast-furnace slag, fly ash, microsilica, zeolite and ground limestone were chosen as admixtures. The aim of the binder optimation was to obtain excellent technological properties of resulting material. During the binder development optimal replacement levels of each of materials were studied and water/cement ratio in relation to dosage of superplasticizer was optimized. Based on results multicomponent binders were designed for further studies. One of the goals was to design a binder for glass-fibre reinforced concrete composite with self-cleaning ability that is induced by implementation of photocatalytical titanium dioxide. Experimental tests were conducted mainly with reference to determination of setting times and normal consistence of fresh mixtures, compatibility of main compounds and additives, rheological properties of fresh mixtures, hydration heat development, strength development, phase composition, microstructure, visual and photocatalytical properties. Studies were conducted on laboratory samples of pastes, mortars and thin-walled glass-fibre reinforced concrete composites. The result was two optimized multicomponent binders for resulting composite. Another result was design of efficient dosage and way of implementation of titanium dioxide into composite matrix considering its self-cleaning ability.

Keywords

cement, příměsi, superplastifikátor, anorganický kompozit

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 8. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 19. 10. 2011
• Supervisor: doc. RNDr. Miroslava Gregerová, CSc.
• Reader: prof. Ing. Petr Martinec, CSc., prof. RNDr. Pavla Rovnatíková, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geology (4-years) / Geological Sciences