Úprava a využití průmyslových odpadů s obsahem hlinitokřemičitanů a kalcium silikátů pro materiálové struktury s definovaným povrchem.

Aleš Břenek

Doctoral thesis

Treatment and utilization of wastes containing aluminosilicate and calcium silicate material for structures with defined surface.

Abstract:

Znovu využití surovin je téma, které se pojí se širokou oblastí výrobního průmyslu. Při výrobě pórobetonových tvárnic vzniká vlivem zmetkovitosti výroby významný podíl odpadu, který je bez užitku odvážen na skládku. Práce předkládá řešení tohoto problému návrhem receptury na výrobu tepelně izolačních desek se sanačním účinkem, včetně testování, jak pomocí simulačních výpočtů, tak aplikováním na reálných domech. Využití těchto desek spočívá v instalaci na venkovní obálku stavby, která je vlhkostně zatížena a není zde žádoucí instalovat materiály o vysokém difuzním odporu (expandovaný polystyren). Funkce navržených desek byla dlouhodobě testovaná na skutečných domech exponovaných zemní vlhkostí, hygroskopickou vlhkostí, či zabudovanou vlhkostí. V průběhu výzkumu došlo k návrhu metodiky, která umožňuje pracovat s výpočetními modely zohledňující kapilární transport v materiálu v prostředí českých norem. V úvodní části práce je popsána problematika zpracování odpadů, technologie pro výrobu pórobetonu, úpravnické procesy zpracování odpadního pórobetonu. Dále dochází k objasnění mineralogické struktury zpracovávaných odpadů a použitých pojiv. Samostatná kapitola je věnována použitým metodikám měření fyzikálních, mechanických vlastností a vysvětlení základních principů fungování numerických simulací. Experimentální část práce je rozdělena na kapitoly, ve kterých jsou popsány navržené receptury včetně tabulárních a grafických vyjádření naměřených hodnot. Druhá část experimentů je věnována popisu numerických výpočtů simulujících průběhy vlhkostních zatížení řešených objektů po aplikaci vyvinutého materiálu. Poslední kapitola se věnuje ověření navržených materiálů v technické praxi na skutečných stavbách.

Abstract:

Reuse of raw materials is a theme that is associated with a wide area of manufacturing industry. In the production of aerated concrete blocks, a significant proportion of waste is generated due to the rejection of production, which is uselessly transported to the landfill. The work presents a solution of this problem by designing a recipe for the production of thermal insulation boards with remediation effect, including their testing using both simulation calculations and application on real houses. The use of these boards consists in installation on the outside envelope of the building, which is moisture loaded and it is not desirable to install materials with high diffusion resistance (expanded polystyrene). The function of the designed boards has been tested for a long time on real houses exposed to ground moisture, hygroscopic moisture or built-in moisture. On the basis of the measurement, a methodology was proposed which enables to design these measures using numerical two-dimensional computational means in the environment of Czech standards. In the introductory part of the thesis is described the issue of waste treatment, technology for the production of aerated concrete, treatment processes of waste aerated concrete. Further, the mineralogical structure of processed wastes and used binders is clarified. Separate chapter is devoted to used methods of measuring physical mechanical properties and explanation of basic principles of numerical simulation. The experimental part is divided into chapters describing the proposed recipes including tabular and graphical expressions of the measured values. The second part of the experiments is devoted to the description of numerical calculations simulating the course of moisture load of the solved objects after application of the developed material. The last chapter is devoted to verification of proposed materials in technical practice on real construction.

Keywords

Odpadní pórobeton, energetická sanace, zateplení pomocí tepelně izolačních desek, kalcium silikáty, hlinitokřemičitany, simulační výpočty Delphin

Keywords

Waste aerated concrete, energy remediation, thermal insulation boards, calcium silicates, aluminosilicates, Delphin simulation calculations

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 8. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 5. 12. 2019
• Supervisor: Vojtěch Václavík
• Reader: Naděžda Števulová, Ivan Janotka, Jiří Vidlář

VSB – Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Nerostné suroviny / Úpravnictví