Analýza vlastností nepálené hlíny pro jejich použití při navrhování konstrukcí

Abstract

Tato disertační práce se zabývá mechanickými a fyzikálními vlastnostmi dusané hlíny a zkoumá vliv složení směsi na tyto vlastnosti, které jsou zásadní pro stavební aplikace. Cílem bylo posoudit možnosti použití tohoto tradičního stavebního materiálu v moderním stavitelství. Výzkum byl motivován potřebou najít přírodní stavební materiály v souladu s principy udržitelnosti, které současně splňují mechanické požadavky moderního stavitelství. Práce byla rozdělena na tři části: rešeršní část, metodiku zkoušení a analýzu výsledků měření. První část poskytuje historický kontext a ukazuje, jakým způsobem může být dusaná hlína aplikována v současných podmínkách. Druhá část, zaměřená na metodiku zkoušení mechanických vlastností, představila postupy, průběhy zkoušek v tlaku, tříbodovém ohybu a nasákavosti, které byly stěžejními experimenty. Zároveň popisuje, jak byla naměřená data vyhodnocována. Ve třetí části byly analyzovány výsledky měření, byl zkoumán vliv složení směsi a vzájemné vztahy mezi jednotlivými charakteristikami. Typ jílu, množství vody, jejich vzájemný poměr a celkový obsah jílu významně ovlivňují mechanické vlastnosti materiálu. Podle naměřených dat lze usuzovat, že pevnost v tlaku může být významně zvýšena správným výběrem vodního součinitele v závislosti na typu jílu. Analyzovány byly také další vlastnosti, jako modul pružnosti, pevnost v tahu, lomová energie, nasákavost a absorpční koeficient. Výsledky poukázaly na to, že složení směsi hraje klíčovou roli při optimalizaci mechanických a fyzikálních vlastností dusané hlíny. Práce zdůrazňuje potenciál dusané hlíny jako udržitelného materiálu v moderním stavitelství a její schopnost splnit současné ekologické požadavky.

This doctoral thesis deals with the mechanical and physical properties of rammed earth and investigates the effect of mixture composition on these properties, which are essential for construction applications. The aim was to assess the possibilities of using this traditional building material in modern construction. The research was motivated by the need to find natural building materials that conform to the principle of sustainability while providing mechanical properties that meet the requirements of modern construction. The work was divided into three parts: a research part, a testing methodology, and an analysis of the measurement results. The first part provides historical context and shows how rammed earth can be applied in contemporary conditions. The second part, focusing on the methodology of testing mechanical properties, presented the procedures, test runs in pressure, three-point bending and absorption, which were the core experiments. It also describes how the measured data were evaluated. In the third part, the results of the measurements were analyzed, and the influence of the composition of the mixture and the interrelationships between the different characteristics were investigated. The type of clay, the amount of water, their ratio to each other and the total clay content significantly influence the mechanical properties of the material. According to the measured data, it can be concluded that the compressive strength can be significantly increased by the correct selection of the water coefficient in dependence on the clay type. Other properties such as modulus of elasticity, tensile strength, fracture energy, absorption and absorption coefficient were also analyzed. The results indicated that the composition of the mixture plays a key role in optimizing the mechanical and physical properties of the steamed clay. The work highlights the potential of steamed clay as a sustainable material in modern construction and its ability to meet current environmental requirements.