Příprava historických geopolymerů

Abstract

Diplomová práce studuje historická pojiva na bázi geopolymerů. Práce si klade za úkol najít vhodné materiálové kompozice především z přírodních jílových minerálů (kaolinit, bentonit) a jejich modifikací (metakaolin). Tato pojiva musí mít i vhodný typ aktivátoru, který zabezpečí jejich pojivové vlastnosti. Proto se experimentální část práce zabývá testováním různých typů alkalických aktivačních přísad vždy na stejném typu minerální kompozice. Jako aktivátory jsou použity nejen obvyklé hydroxidy a vodní skla, ale i repliky starověkých natronů (směs alkalického uhličitanu a přídavku příslušného chloridu) a vápenné kaše. Z výše popsaných směsí byly připraveny série vzorků (trámečky 20 x 20 x 100 mm), které byly uloženy volně při laboratorní teplotě. Na připravených pastách byla studována jejich zpracovatelnost a formovatelnost. U vzniklých tělísek byl pak sledován vzhled povrchu, množství výkvětů a jejich typ. Nedílnou součástí výzkumu tvořilo stanovení mechanických vlastností zkušebních trámečků jako jsou pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu. Dále byla u připravených vzorků zkoumána jejich fázová složení a přeměny se zvyšující se teplotou. K těmto testům byly využity metody XRD a TG – DTA. Pro studium hydratace, jež byla rovněž důležitým prvkem pro celkové zhodnocení navržených směsí, bylo použito vícemístného isoperbolického kalorimetru.

Diploma thesis studies historical bonding agents on the base of geopolymers. The aim of the thesis is to find a proper material composition, especially made of natural clay materials (kaolinite, bentinite) and their modifications (metakaoline). These bonding agents have to have a suitable type of an activator that guarantees good bonding properties. Therefore testing of various kinds of alkaline activating ingredients on the same mineral composition was done. Except of usual hydroxides and a water glass, ancient natrons (mixtures of alkaline carbonate with addition of appropriate chlorides) and a lime mash were used as the activators. From the above mentioned mixtures, series of samples (columns 20 x 20 x 100 mm) stored at the laboratory temperature were prepared. In the prepared mashes, their workableness and moulding were investigated. In the developed samples, their surface appearance was observed together with a number of efflorescence and its types. An indivisible part of the research was formed by determination of mechanical properties of the experimental columns such as a compressive strength and a tensile strength in bending. Furthermore, phase composition of the samples and its changes with a temperature increase were investigated. For these tests, XRD and TG – DTA methods were used. A multi-seat isoperbolic calorimeter was used to study hydratation that was also the important part of the general evaluation of designed mixtures.