Možnosti využití geopolymerů v konstrukcích pozemních staveb

Abstract

Předmětem disertace jsou možnosti využití alkalicky aktivovaných hlinitokřemičitanů - geopolymerů v konstrukcích pozemních staveb. Experimenty v rámci této práce byly prováděny s geopolymerní matricí převážně na bázi metakaolinu, který dodává Sedlecký kaolin,a.s. Probíhající chemické přeměny se řídí zákonitostmi, s jejichž znalostí lze výsledky kvantitativně transformovat i na geopolymerní materiály na jiných bázích. Z širšího spektra potenciálních využití je disertace zaměřena na tři vybrané oblasti: vodorovné prvky konstrukcí s převládajícím vlivem namáháním od ohybu, alternativní řešení k dlažbě z pálené keramiky a doplňkové prvky stavebních konstrukcí. Disertace byla zpracována ve dvou fázích.V první tzv.přípravné fázi byly zkoumán vliv proměnného obsahu hliníku a křemíku v matrici, vliv proměnného obsahu matrice a plniva a vliv zrnitost plniva na pevnost v ohybu, pevnost v tlaku, vrubovou houževnatost a na modul pružnosti. Dle zjištěných vlastností byl vybrán materiál pro další fázi práce.V druhé tzv.experimentálně-ověřovací fázi byly modelově zkoumány experimentální výrobky ve vybraných oblastech stavebního provozu. Ve dvou oddílech byly u nejlépe hodnocených materiálů z první fáze provedeny doplňkové zkoušky pro ověření vlivu dalších kompozitních složek a pro ověření požadovaných cílových vlastnosti Výsledkem experimentů jsou doporučení pro další vývoj výrobků.

The aim of this dissertation is to show the possibilities of using alkaline activated alumosilicates - geopolymers - in civil engineering. The experiments were carried out with the metakaolin-based geopolymer matrix mainly from the supplier Sedlecký kaolin,a.s. The chemical transformation follows rules. These rules help us to quantitatively extend the results to materials on a different base. The dissertation chooses three particular areas from the range of possible applications: Elements of load-bearing constructions, alternative to the burnt clay paving and supplemental elements for building constructions. The dissertation work was designed in two phases. The first preparative phase studies the influence of the variable ratio of silica and alumina in the geopolymer matrix and the variable filler content and texture in the composites on mechanical properties. These are bending strength, strength in compression, and the elastic modulus. A suitable material for further study was selected according to the gained results. In the second phase the experimental products were studied in the chosen areas of building practice. In this phase, the materials that were evaluated best in the first phase were put through additional testing. This occurred in order to learn more about the influence of the composite compositions and to verify the desired target characteristics. The results of the experiments serve for further development of the products.