Detail projektu

Vliv uhlíkových nanotrubiček na zlepšení lomového chování materiálu na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátových pojiv (NANOFRAM)

Období řešení: 01.02.2013 — 31.12.2015

O projektu

Alkalicky aktivované aluminosilikáty mají velký potenciál pro využití v praxi. Tyto materiály obvykle využívají druhotných surovin a umožňují tak snížit environmentální zátěž spojenou se stavebním průmyslem. Hlavní nevýhodou některých materiálů na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátů ve srovnání s kompozity na bázi portlandského cementu je vyšší míra smrštění spojená s tvorbou trhlin, což může limitovat jejich širší využití ve stavební praxi. Podle současných poznatků mohou být tahové vlastnosti materiálů na bázi cementu zlepšeny pomocí uhlíkových nanotrubiček. Aplikace nanotrubiček v alkalicky aktivovaných aluminosilikátech by tak mohla značně omezit jejich smršťování a zabránit tvorbě trhlin, což výrazně zlepší jejich mechanické vlastnosti. Projekt si klade za cíl prostudovat vliv dávky nanotrubiček na tvorbu trhlin, mechanické a lomově-mechanické vlastnosti a strukturní charakteristiky materiálů na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátů.

Popis anglicky
Alkali activated aluminosilicate materials have a great potential to be used in practice as they can offer new superior properties. These materials are usually based on secondary raw materials, thus making possible to reduce the environmental impact of building industry. The major disadvantage of some alkali activated aluminosilicates is an increased shrinkage compared to p-cement based concrete, which may limit a wider application in building industry. According to current knowledge carbon nanotubes (CNTs) act as nanoreinforcement and improve tensile properties of cement based materials. Combination of CNTs with alkali activated aluminosilicate binders makes it possible to reduce shrinkage and cracking tendency of these materials and has a potential to enhance their mechanical properties. The effect of the increasing dosage of CNTs on the crack formation, mechanical and fracture-mechanical parameters and structural characteristics will be investigated.

Klíčová slova
alkalicky aktivované aluminosilikáty, uhlíkové nanotrubičky, lomově-mechanické vlastnosti, akustická emise

Klíčová slova anglicky
alkali activated aluminosilicates, carbon nanotubes, fracture-mechanical properties, acoustic emission

Označení

GA13-09518S

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Rovnaník Pavel, doc. RNDr., Ph.D.
- hlavní řešitel (01.02.2013 - 31.12.2015)

Útvary

Ústav chemie
- příjemce (01.02.2013 - 31.12.2015)

Zdroje financování

Grantová agentura České republiky - Standardní projekty
- plně financující (2013-03-01 - 2015-12-31)

Výsledky

ROVNANÍK, P.; BAYER, P. VLIV MNOŽSTVÍ AKTIVÁTORU NA VLASTNOSTI ALKALICKY AKTIVOVANÉ STRUSKY. In Construction Materials. Nitra: Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, 2013. s. 83-88. ISBN: 978-80-552-1031-5.
Detail

ROVNANÍK, P.; TOPOLÁŘ, L.; FIALOVÁ, B.; MIKHAILOVA, O. Vliv uhlíkových nanotrubiček na vznik mikrotrhlin v popílkovém geopolymeru. In NDT konference v České republice 2015. Brno: Brno University of Technology and CNDT, 2016. s. 1-6. ISBN: 978-80-214-5315-9.
Detail

ROVNANÍK, P.; TOPOLÁŘ, L.; SCHMID, P.; KERŠNER, Z. Vliv podmínek vysychání zkušebních těles na mechanické parametry jemnozrnného kompozitu na bázi alkalicky aktivované strusky. In Structural and Physical Aspects of Civil Engineering. 1. Košice: Technical University of Košice, 2013. s. 1-5. ISBN: 978-80-553-1488-4.
Detail

FIALOVÁ, B.; ROVNANÍK, P. Vliv přítomnosti uhlíkových nanotrubiček v geopolymeru na bázi metakaolinu. In Metakaolin 2014 - odborný seminář. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2014. s. 16-21. ISBN: 978-80-214-4881-0.
Detail

ROVNANÍK, P.; BAYER, P.; TOPOLÁŘ, L.; ŠIMONOVÁ, H.; SCHMID, P. EFFECT OF CARBON NANOTUBES ON THE MECHANICAL FRACTURE PARAMETERS AND MICROSTRUCTURE OF ALKALI ACTIVATED SLAG MORTARS. In Non-Traditional Cement & Concrete V. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2014. p. 179-182. ISBN: 978-80-214-4867-4.
Detail

ROVNANÍK, P.; TOPOLÁŘ, L.; SCHMID, P.; KERŠNER, Z. Effect of Spontaneous Drying on Mechanical Parameters of Alkali-Activated Slag Mortar. In 2nd International Conference on Structural and Physical Aspects of Civil Engineering, SPACE 2013. Advanced Materials Research. 2014. p. 144-147. ISBN: 978-3-03835-147-4. ISSN: 1022-6680.
Detail

TOPOLÁŘ, L.; ŠIMONOVÁ, H.; ROVNANÍK, P.; SCHMID, P. The Effect of the Carbon Nanotubes on the Mechanical Fracture Parameters and Acoustic Emission Signals of Alkali Activated Slag Mortar. In Proc. of the 6 th Int. Conf. on Dynamics of Civil Engineering and Transport Structures and Wind Engineering. Žilina: EDIS publishing house University of Zilina, 2014. p. 315-319. ISBN: 978-80-554-0844-6.
Detail

TOPOLÁŘ, L. Quantification of Micro-cracks by Acoustic Emission Method during Setting and Hardening of Concrete. In Ecology and New Building Materials and Products. Advanced Materials Research. 1. Switzerland: Trans Tech Publications, 2014. p. 199-202. ISBN: 978-3-03835-188-7. ISSN: 1022-6680.
Detail

ROVNANÍK, P.; BAYER, P. Effect of water-soluble carbon nanotubes on the mechanical properties and early hydration of alkali-activated slag. In 18th Conference of Research Institute for Building Materials Ecology and New Building Materials and Products, ICEBMP 2014. Advanced Materials Research. 2014. p. 118-121. ISBN: 978-3-03835-188-7. ISSN: 1022-6680.
Detail

TOPOLÁŘ, L.; ŠIMONOVÁ, H.; ROVNANÍK, P.; SCHMID, P. The Effect of the Carbon Nanotubes on the Mechanical Fracture Properties of Alkali Activated Slag Mortars. In Dynamic of Civil Engineering and Transport Structures and Wind Engineering. Applied Mechanics and Materials. 1. Switzerland: Trans tech Publication, 2014. p. 243-246. ISBN: 978-3-03835-197-9. ISSN: 1660-9336.
Detail

ROVNANÍK, P.; BAYER, P.; TOPOLÁŘ, L.; ŠIMONOVÁ, H.; SCHMID, P. EFFECT OF CARBON NANOTUBES ON THE MECHANICAL FRACTURE PARAMETERS AND MICROSTRUCTURE OF ALKALI ACTIVATED SLAG MORTARS. International Journal of Research in Engineering and Technology, 2014, vol. 3, no. 13, p. 52-56. ISSN: 2321-7308.
Detail

VESELÝ, V.; SOBEK, J.; FRANTÍK, P.; ŠTAFA, M.; MALÍKOVÁ, L.; SEITL, S. Estimation of the zone of failure extent in quasi-brittle specimens with different crack-tip constraint conditions from stress field. In 7th International Conference Materials Structure & Micromechanics of Fracture (MSMF-7). Key Engineering Materials (print). 2014. p. 262-265. ISBN: 978-80-214-4739-4. ISSN: 1013-9826.
Detail

VESELÝ, V.; FRANTÍK, P.; SOBEK, J.; MALÍKOVÁ, L.; SEITL, S. Multi-parameter crack tip stress state description for evaluation of nonlinear zone width in silicate composite specimens in component splitting/bending test geometry. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 2015, vol. 38, no. 1, p. 200-214. ISSN: 8756-758X.
Detail

FIALOVÁ, B.; BAYER, P.; ROVNANÍK, P. VLIV UHLÍKOVÝCH NANOTRUBIČEK NA VLASTNOSTI POPÍLKOVÉHO GEOPOLYMERU. In XXI. mezinárodní konference CONSTRUMAT 2015. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2015. s. 1-5. ISBN: 978-80-214-5205-3.
Detail

RYPÁK, P.; TOPOLÁŘ, L.; ROVNANÍK, P. Effect of carbon nanotubes and hydroxypropyl methylcellulose on the mechanical properties and cracking tendency of alkali-activated slag. In Binders, Materials and Technologies in Modern Construction. Advanced Materials Research. 2015. p. 25-29. ISBN: 978-3-03835-452-9. ISSN: 1022-6680.
Detail

VESELÝ, V.; SOBEK, J.; TESAŘ, D.; FRANTÍK, P.; PAIL, T.; SEITL, S. Multi-parameter approximation of stress field in a cracked specimen using purpose-built Java applications. Frattura ed Integrita Strutturale, 2015, vol. 9, no. 33, p. 120-133. ISSN: 1971-8993.
Detail

ŠIMONOVÁ, H.; TOPOLÁŘ, L.; SCHMID, P.; KERŠNER, Z.; ROVNANÍK, P. Effect of Carbon Nanotubes in Metakaolin-based Geopolymer Mortars on fracture toughness parameters and Acoustic Emission Signals. In BRITTLE MATRIX COMPOSITES 11. Warsaw: ZTUREK Research-Scientific Institute, 2015. p. 261-267. ISBN: 978-83-89687-96-8.
Detail

ŠIMONOVÁ, H.; HAVLÍKOVÁ, I.; KERŠNER, Z.; SCHMID, P.; TOPOLÁŘ, L.; ROVNANÍK, P. Effect of Carbon Nanotubes in Alkali Activated Slag Mortars on Basic Fracture Parameters Obtained via Double-K Fracture Model. In Brittle Matrix Composites 11. Warsaw: ZTUREK Research-Scientific Institute, 2015. p. 279-288. ISBN: 978-83-89687-96-8.
Detail

MIKHAILOVA, O.; RYPÁK, P.; ROVNANÍK, P. EFFECT OF CURING CONDITIONS ON THE PROPERTIES OF ALKALI-ACTIVATED SLAG. In Geopolymers: The route to eliminate waste and emissions in ceramic and cement manufacturing. 1. Bologna. Italy: Societa Ceramica Italiana, 2015. p. 136-139. ISBN: 978-1-326-37732-8.
Detail

TOPOLÁŘ, L.; RYPÁK, P.; TIMČAKOVÁ, K.; PAZDERA, L.; ROVNANÍK, P. Non-traditional Non-destructive Testing of the Alkali-activated Slag Mortar during the Hardening. Materiali in tehnologije, 2016, vol. 50, no. 1, p. 7-10. ISSN: 1580-2949.
Detail

ROVNANÍK, P.; ŠIMONOVÁ, H.; TOPOLÁŘ, L.; BAYER, P.; SCHMID, P.; KERŠNER, Z. Carbon nanotube reinforced alkali-activated slag mortars. Construction and building materials, 2016, vol. 119, no. 1, p. 223-229. ISSN: 0950-0618.
Detail

TOPOLÁŘ, L.; ROVNANÍK, P. STUDIUM TVORBY TRHLIN PŘI TUHNUTÍ ALKALICKY AKTIVOVANÉ STRUSKY POMOCÍ AKUSTICKÉ EMISE. In Alternativní stavební pojiva. Brno: VUT v Brně, 2013. s. 61-68. ISBN: 978-80-214-4773-8.
Detail