Studium interakce vláknové disperze v kompozitech s geopolymerní matricí

Ing. Martina Ryvolová

Doctoral thesis

x

Abstract:

Náplní dizertační práce je studium interakce vláknové výztuže v geopolymerní matrici. Téma reaguje na vývoj v oblasti stavebních materiálů; textiliemi vyztužené geopolymerní kompozity (Textile Reinforced Geopolymers - TRG) jsou alternativou tradičních železobetonů. TRG přinášejí výhody nejen v oblasti mechanických a teplotních vlastností, jejich použitelnost je širší např. díky odolnosti vůči agresivnímu prostředí nebo schopnosti vázat odpady na bázi těžkých kovů. TRG konstrukce přinášejí v neposlední řadě i úsporu hmotnosti a úsporu finanční. Při realizaci dizertační práce došlo k propojení znalostí, zkušeností, metod i řady technologických postupů z oblastí materiálového inženýrství fakult strojní a textilní. Dizertační práce zaměřená na odolnost vláken a vláknových útvarů (textilií) v silně zásaditém prostředí při pokojové teplotě (například geopolymerní matrice) a změny mechanických vlastností TRG v důsledku působení zvýšené/snížené teploty, vlhkosti, nebo UV, přináší nové poznatky o chování výztuže i vyztužených geopolymerů. Dlouhodobý experiment s vláknovými rovingy vykrystalizoval v novou metodu nazvanou Metodika hodnocení vláken obrazovou analýzou. Metoda je založená na výstupech SEM analýzy a byla ověřena statisticky. Část práce zaměřená na využití na domácím trhu komerčně dostupných trojrozměrných textilních výztuží v TRG prozatím nepřinesla aplikovatelný a ověřený výsledek směrovaný pro konkrétního uživatele.

Abstract:

The scope of this dissertation is to study the interaction of fibre reinforcement in a geopolymer matrix. The topic responds to developments in the field of construction materials; textile reinforced geopolymer composites (TRG) are an alternative to traditional reinforced concrete. TRGs not only offer advantages in terms of mechanical and thermal properties, their applicability is broader, for example due to their resistance to aggressive environments or their ability to bind heavy metal-based wastes. Finally, yet importantly, TRG structures bring weight and financial benefits. The knowledge, experience, methods and a number of technological procedures from the material engineering faculties of mechanical and textile engineering have been combined in the realization of this dissertation. The dissertation work focused on the resistance of fibres and fibre formations (textiles) in highly alkaline environments at room temperature (e.g., geopolymer matrices) and changes in the mechanical properties of TRGs (Textile Reinforced Geopolymers) due to increased/decreased temperature, humidity, or UV, provides new insights into the behaviour of both reinforcement and reinforced geopolymers. A long-term experiment has crystallized into a new method called the Image Analysis Methodology for Fibre Evaluation. The method is based on SEM analysis outputs and has been validated statistically. The part of the thesis focused on the use of commercially available three-dimensional textile reinforcements in TRG has not yet yielded an applicable and verified output directed to a specific user.

Keywords

vlákna, skleněná vlákna, výztuž, 3D textilní výztuž, geopolymerní matrice, mezifázové rozhraní, interakce, korozní odolnost, ošetření, doba expozice

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2023

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Petr Louda, CSc.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Technologies and Materials / Technologie a materiály