Vliv antikorozní povrchové úpravy ocelové výztuže na vlastnosti ultravysokohodnotného cementového kompozitu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato práce byla věnována charakterizaci povrchové vrstvy mosazi přítomné na komerčně dostupných ocelových mikrovláknech. Následně se tato práce věnovala odstranění této povrchové vrstvy mosazi. Navíc se tato práce věnovala výzkumu vlivu přítomnosti mosazi na komerčně dostupných ocelových mikrovláknech na mechanické a balistické vlastnosti RPC. Byla také věnována pozornost, jak přítomnost vrstvy mosazi ovlivňuje rozhraní mezi matricí a vybranými ocelovými mikrovlákny. Bylo zjištěno, že povrchová vrstva mosazi na komerčně dostupných ocelových mikrovláknech je nerovnoměrná, a vyplňuje rýhy na vlákně pod ní. Dále bylo zjištěno, že k odstranění této povrchové vrstvy lze s úspěchem využít především konc. HNO3 a směs NH3 a H2O2 v objemovém poměru 3 : 1. Vlákna upravená v konc. HNO3 však jeví korozi. Pevnost v tahu ohybem u kompozitu s vlákny upravenými ve směsi NH3 a H2O2 je vyšší oproti kompozitu s pomosazenými ocelovými mikrovlákny po 28 a 95 dnech. Pevnost v tlaku po 28 a 95 dnech nejeví u žádného z kompozitů s upravenými ocelovými mikrovlákny znatelný pokles nebo nárůst. Kompozit s vlákny upravenými ve směsi NH3 a H2O2 jeví oproti referenčnímu kompozitu s pomosazenými ocelovými mikrovlákny lehce lepší balistickou odolnost. V rámci analýzy výbrusů vybraných kompozitů na SEM nebylo odhaleno pronikání složek mosazi do matrice na rozhraní matrice a vlákna.
This thesis characterized surface layer of brass on commercially available steel microfibers. Subsequently, it was studied how to remove this surface layer of brass off these microfibers. Additionally, this thesis investigated influence of removal of brass surface layer on mechanical and ballistic properties of RPC composites. It was also studied how previously mentioned surface layer of brass influences interface between steel microfibers and matrix. It was found out that the surface layer of brass on commercially available steel microfibers is uneven and that the brass fills scratches present on steel underneath the surface layer of brass. It was also found out that conc. HNO3 and mixture of NH3 and H2O2 in volume proportion of 3 : 1 can be used to remove the surface layer of brass. The only thing to consider is that steel microfibers from conc. HNO3 corrode. Flexural strength of composite made with fibers from mixture of NH3 and H2O2 is higher than flexural strength of composite made with commercially available steel microfibers with surface layer of brass after 28 and 95 days. Compression strength wasn’t significantly affected in any composite used in this thesis after 28 and 95 days. Composite made with fibers from mixture od NH3 and H2O2 showed slightly better ballistic resistance than composite made with commercially available steel microfibers with surface layer of brass. In terms of SEM analysis of interface between matrix and steel fibers of certain composite, it was found out that there was no evidence of infiltration of components of brass into matrix.
This thesis characterized surface layer of brass on commercially available steel microfibers. Subsequently, it was studied how to remove this surface layer of brass off these microfibers. Additionally, this thesis investigated influence of removal of brass surface layer on mechanical and ballistic properties of RPC composites. It was also studied how previously mentioned surface layer of brass influences interface between steel microfibers and matrix. It was found out that the surface layer of brass on commercially available steel microfibers is uneven and that the brass fills scratches present on steel underneath the surface layer of brass. It was also found out that conc. HNO3 and mixture of NH3 and H2O2 in volume proportion of 3 : 1 can be used to remove the surface layer of brass. The only thing to consider is that steel microfibers from conc. HNO3 corrode. Flexural strength of composite made with fibers from mixture of NH3 and H2O2 is higher than flexural strength of composite made with commercially available steel microfibers with surface layer of brass after 28 and 95 days. Compression strength wasn’t significantly affected in any composite used in this thesis after 28 and 95 days. Composite made with fibers from mixture od NH3 and H2O2 showed slightly better ballistic resistance than composite made with commercially available steel microfibers with surface layer of brass. In terms of SEM analysis of interface between matrix and steel fibers of certain composite, it was found out that there was no evidence of infiltration of components of brass into matrix.
Description
Keywords
Mosaz, odzinkování mosazi, pevnost v tlaku, pevnost v tahu ohybem, hloubka penetrace, balistická odolnost, cementové kompozity z reaktivních práškových surovin, Brass, dezincification of brass, compression strength, flexural strength, depth of penetration ballistic resistance, reactive powder concrete
Citation
BOCIAN, L. Vliv antikorozní povrchové úpravy ocelové výztuže na vlastnosti ultravysokohodnotného cementového kompozitu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Ing. Jiří Lerch (člen)
Date of acceptance
2022-05-30
Defence
Při prezentaci výsledků Vliv antikorozní povrchové úpravy ocelové výztuže na vlastnosti ultravysokohodnotného cementového kompozitu student nejdříve představil cíle práce, popsal povrch mikrovláken, způsob odstranění mosazi a SEM snímky analýzy výbrusů doplněné o EDS analýzu. Následně popsal přípravu balistických pancířů, jejich pevnosti, způsoby provedení, vyhodnocení a výsledky balistických testů. Po shrnutí výsledků byly zodpovězeny otázky oponenta:
Jaké chemické reakce probíhají, například při rozpouštění mosazi v kyselině chlorovodíkové?
S ohledem na otázku 1, jak by se na rychlosti rozpouštění povrchové vrstvy mosazi projevil přídavek chloridu měďnatého?
V teorii práce je zmíněný proces odzinkování mosazi. Tímto procesem se také na straně 46 vysvětluje vzhled a složení vrstvy u vzorku upraveného v roztoku HCl. Na této skutečnosti mě však zaráží to, že i když zde máme roztoky chloridů (a síranů) a ocelová vlákna, v celé práci se nevyskytuje termín cementace mědi. Navíc mikroskopické snímky vláken (např. obr.25) a ani tab. 5, nejsou žádným přesvědčivým důkazem toho, že k procesu odzinkování mosazi skutečně dochází. Netvrdím, že za těchto podmínek není tento proces možný, ale to, že v práci pro jeho průběh nejsou žádné přesvědčivé důkazy. Nebo ano?
V souvislosti s otázkou č. 3. Proč je odzinkování mosazi ve výčtu klíčových slov? V diskusi výsledků jej nalezneme celkem 1×. A to jen jako možný proces („…mohlo být způsobeno především vlivem odzinkování…“) u úpravy, která je z hlediska účinnosti až na pátém místě.
Po odpovědích na všechny otázky položila komise následující otázky:
1) Jaká je odolnost těchto materiálů vúči explozím.
Na dané otázky student výborně odpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení