Studium vlivu struktury na rezistivitu silikátového kompozitu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Silikátové kompozity se sníženou rezistivitou jsou moderními materiály, které umožňují stavebním konstrukcím plnit několik odlišných funkcí současně. Řešení problematiky jejich vývoje a použití je vhodným námětem k tématům výzkumných prací. Cílem této práce je studium vlivu struktury na rezistivitu silikátového kompozitu. Struktura elektrovodivých kompozitů je studována na suchých směsích cementových past a malt i na zkušebních tělesech ze zatvrdlé cementové pasty a malty po 28 dnech zrání. Na základě analýzy surovin je vybráno šest vhodných elektrovodivých plniv podle velikosti částic, rezistivity a nasákavosti. Jsou stanoveny parametry suchých cementových past a zatvrdlé cementové pasty s náhradou 4–19 hm. % cementu vybranými plnivy. Dvě z plniv jsou vybrána pro použití v suché a zatvrdlé maltě. Pro všechny varianty suchých směsí i zatvrdlých kompozitů je stanovena rezistivita a jsou přibližně stanoveny perkolační prahy. Studiem struktury vybraných variant je prokázáno, že nejdůležitějšími parametry, které mají největší vliv na rezistivitu silikátových kompozitů, jsou zejména velikost částic a vlastní rezistivita elektrovodivého plniva. U silikátových kompozitů v zatvrdlém stavu má rovněž velký vliv objem hydratačních produktů, zejména portlandit a C S H gely. Pro suché směsi i zatvrdlé kompozity bylo zjištěno, že čím menší je velikost částic elektrovodivého plniva, tím je třeba menšího zastoupení k dosažení perkolačního prahu. Množství portlanditu a C-S-H gelů v objemu zatvrdlého kompozitu určuje jeho rezistivitu. Rezistivita zatvrdlých kompozitů se zvyšuje s rostoucím množstvím hydratačních produktů. Rezistivita zatvrdlého kompozitu je vždy vyšší než rezistivita suché směsi stejného složení. Tedy i potřebné zastoupení elektrovodivého plniva k dosažení perkolačního prahu je u zatvrdlých kompozitů vyšší než u suchých směsí. Rezistivita, objemová hmotnost, pevnost v tahu za ohybu a pevnost v tlaku zatvrdlých kompozitů vždy klesá se zvyšujícím se množstvím elektrovo
Electroconductive silicate-based composites are advanced materials that allow building structures to perform several different functions simultaneously. Addressing the issues of their development and use is a suitable topic for research work. The aim of this work is to study the effect of structure on the resistivity of silicate composite. The structure of electrically conductive composites is studied on dry cement paste and mortar mixtures as well as on test bodies made of hardened cement paste and mortar after 28 days of curing. Based on the analysis of the raw materials, six suitable electroconductive fillers are selected based on particle size, resistivity, and water absorption. The parameters of dry cement paste and hardened cement paste with replacement of 4-19 wt. % cement by the selected fillers are determined. Two of the fillers are selected for use in dry and hardened mortar. Resistivity is determined for all dry mixes and hardened composites variants, and percolation thresholds are approximately determined. By studying the structure of the selected variants, it is shown that the most important parameters that have the greatest influence on the resistivity of the silicate composites are mainly the particle size and the intrinsic resistivity of the electrically conductive filler. For silicate composites in the hardened state, the volume of hydration products, especially portlandite and C-S-H gels, also has a significant influence. For both dry blends and hardened composites, it was found that the smaller the particle size of the electroconductive filler, the smaller the representation needed to reach the percolation threshold. Portlandite and C-S-H gels in the volume of the hardened composite cause its high resistivity. The resistivity of the hardened composite is always higher than that of the dry blends. Thus, the proportion of electroconductive filler needed to reach the percolation threshold is higher in hardened composites than in dry mixes. The resist
Electroconductive silicate-based composites are advanced materials that allow building structures to perform several different functions simultaneously. Addressing the issues of their development and use is a suitable topic for research work. The aim of this work is to study the effect of structure on the resistivity of silicate composite. The structure of electrically conductive composites is studied on dry cement paste and mortar mixtures as well as on test bodies made of hardened cement paste and mortar after 28 days of curing. Based on the analysis of the raw materials, six suitable electroconductive fillers are selected based on particle size, resistivity, and water absorption. The parameters of dry cement paste and hardened cement paste with replacement of 4-19 wt. % cement by the selected fillers are determined. Two of the fillers are selected for use in dry and hardened mortar. Resistivity is determined for all dry mixes and hardened composites variants, and percolation thresholds are approximately determined. By studying the structure of the selected variants, it is shown that the most important parameters that have the greatest influence on the resistivity of the silicate composites are mainly the particle size and the intrinsic resistivity of the electrically conductive filler. For silicate composites in the hardened state, the volume of hydration products, especially portlandite and C-S-H gels, also has a significant influence. For both dry blends and hardened composites, it was found that the smaller the particle size of the electroconductive filler, the smaller the representation needed to reach the percolation threshold. Portlandite and C-S-H gels in the volume of the hardened composite cause its high resistivity. The resistivity of the hardened composite is always higher than that of the dry blends. Thus, the proportion of electroconductive filler needed to reach the percolation threshold is higher in hardened composites than in dry mixes. The resist
Description
Citation
UHER, V. Studium vlivu struktury na rezistivitu silikátového kompozitu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Stavebně materiálové inženýrství
Comittee
Ing. Jiří Lerch - předseda,
Ing. Michal Holák - místopředseda,
Ing. Jindřich Melichar, Ph.D. - tajemník,
prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, dr.h.c. - člen,
doc. Ing. Jiří Bydžovský, CSc. - člen,
doc. Ing. Radomír Sokolář, Ph.D. - člen,
doc. Ing. Nikol Žižková, Ph.D. - člen,
Ing. Martin Sedlmajer, Ph.D. - člen,
Date of acceptance
2022-02-01
Defence
Připomínky v hodnocení vedoucího i posudku oponenta byly vysvětleny ke spokojenosti komise.
Doc. Žižková: Co znamená Vaše tvrzení „již bylo po hydrataci“?
Otázky členů komise byly zodpovězeny k jejich spokojenosti.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení