Experimentální analýza samovyhřívaných kompozitů na bázi AAS

Abstract

Alkalicky aktivované aluminosilikáty (AAA) jsou materiály, které mohou v mnoha ohledech konkurovat materiálům na bázi cementu. Díky možnosti využití vstupních surovin z různých druhotných zdrojů snižujících negativní dopad výroby na životní prostředí, dobrým mechanickým vlastnostem, zvýšenou odolností při vysokých teplotách a chemickém působení jsou proto vhodnými kandidáty pro optimalizaci elektrických vlastností, které jsou zásadní pro dosažení některých nových funkčních vlastností. Potřebných elektrických vlastností AAA je možné dosáhnout vhodným dávkováním elektricky vodivých příměsí (ECA). V případě samoohřevné (self-heating) funkce, která je studována v rámci této práce, jde o výrazné zvýšení měrné elektrické vodivosti. Optimalizované složení směsí umožňuje návrh kompozitů s aplikačním potenciálem v oblasti chodníků, silnic, mostů a vnitřních/exteriérových konstrukčních prvků se schopností samoohřevu. Díky heterogennímu charakteru AAA umožňujícímu přítomnost vody v pórech nejsou elektrické a tepelné vlastnosti ovlivněny pouze množstvím ECA, ale také množstvím vody obsažené v pórech. Cílem práce je experimentální analýza AAA z hlediska materiálových vlastností a stanovení jejich schopnosti samoohřevu. V rámci této práce jsou stanoveny důležité vlastnosti materiálů a jsou provedeny tzv. self-heating experimenty.

Alkali-activated aluminosilicates (AAA) are construction materials that can be considered as an alternative to cement-based materials. They are characteristic by high strength, chemical resistance, durability, and low environmental impact. They are based on alumina- and silicate-rich compounds activated by different types of alkalis which lead to the formation of strong covalent bonds and thus gaining high strength of the material. AAA can be enhanced by the addition of various electrically conductive admixtures (ECA). Optimized amount of ECA allows a significant increase of the electrical conductivity which can be utilized in the preparation of self-heating composites that find their application in practice, e.g. in pavements, roads, bridges, and interior/exterior construction elements with self-heating ability. Thanks to heterogeneous nature of AAA allowing the presence of water in pores, electrical and thermal properties are not influenced just by the amount of ECA, but also by the amount of water. The aim of the thesis is the experimental description of AAA in terms of materials properties and determination of their self-heating ability. The important materials properties will be determined, and self-heating experiments will be carried out.