Oblasti výzkumu

Z hlediska současného poznání a zjištění, uskutečněných ve spolupráci ČVUT FAST katedry technologie staveb a Ústavem skla a keramiky VŠCHT lze problematiku zkoumání POPbetonu rozdělit na několik úzce souvisejících částí, kterým lze přidělit samostatný přístup, avšak ve výsledném zkoumání tvoří nedílnou součást celku.

Základní rozdělení problematiky zkoumání POPbetonu

Výzkum celého souboru vhodnosti všech vstupních materiálů v ČR i v zahraničí a jejich vliv na účel výsledného užití POPbetonu.

Zkoumání technologie praktické výroby POPbetonu, postup dávkování jednotlivých složek, způsob a doba míchání, způsob zpracování a způsob zrání až po dosažení požadovaných pevností.

Stanovení přilnavosti POPbetonu k různým materiálům s možností využití POPbetonu pro tenkovrstvá překrytí, včetně aplikace na drátkobeton, sklobeton a další druhy vláknobetonu.

Vliv přísad a příměsí na hodnoty zejména fyzikálně mechanických a chemických vlastnosti POPbetonu.

Trvanlivost POPbetonu ve vztahu k času, způsobům namáhání, včetně dlouhodobého sledování jeho vlastností.

Dilatační chování POPbetonu při běžných ročních intervalech a při kritických teplotách.

Ve všech případech budou výsledky doplňovány běžnou fotografickou dokumentací a detaily, zejména v případech vazeb aktivovaného popílku budou dokladovány snímky z elektronického mikroskopu.

K jednotlivým bodům výzkumu

1. Výzkum celého souboru vhodnosti všech vstupních materiálů v ČR i v zahraničí a jejich vliv na účel výsledného užití POPbetonu.

Ve vztahu k popílkům stanovení rozdělení částic, křivku zrnitosti, stanovení normální konzistence, optimální vodní součinitel w, chemický rozbor včetně obsahu těžkých kovů a pod. Analyzovat odlišnost popílků z černého a hnědého uhlí ve vztahu k užitným vlastnostem POPbetonu. U plniva stanovit sítový rozbor včetně křivky zrnitosti, okamžitou vlhkost, nasákavost, obsah a druh těžkých kovů a dle následného užití POPbetonu případnou odolnost proti mrazu a tání, proti solení a chemikáliím různého druhu a typu. U přísad samostatně stanovit jejich reakci na vodní sklo a hydroxid sodný, při čemž ověřit jejich skutečnou aktivitu při použití uvedených aktivátorů. Stejně tak u příměsí podobně stanovit jejich reakci na uvedené aktivátory. Ve všech případech vypracovat, nebo navrhnout aplikaci stanovení.

Pověřený člen týmu: Ing. Martin Lucuk

2. Zkoumání technologie praktické výroby POPbetonu, postup dávkování jednotlivých složek, způsob a doba míchání, způsob zpracování a způsob zrání až po dosažení požadovaných pevností.

Popsat podrobně pracovní postupy při výrobě POPbetonu v časovém sledu včetně zdůvodnění složení plniva z více frakcí, zpracovat vliv alternativního množství popílku, výpočet množství aktivátorů, vliv dávkování přísad, příměsí a jiných složek včetně vlivu rozptýlené výztuže apod. Způsob míchání, zpracování, výzkum alternativy temperování a vliv různých pracovních postupů na výsledné pevnosti.

Pověřený člen týmu: Ing. Kamil Dvořáček

3. Stanovení přilnavosti POPbetonu k různým materiálům s možností využití POPbetonu pro tenkovrstvá překrytí, včetně aplikace na drátkobeton, sklobeton a další druhy vláknobetonu.

Exaktně zjistit přilnavost aktivované popílkové kaše k různým materiálům, jako je ocel, barevné kovy, různé materiály stavební výroby jako jsou cihly, kámen, dřevo umělé hmoty a pod. Popsat technologii čištění a úpravy spojovaných ploch včetně případných systémů penetrace. Na základě dosahovaných výsledků vypracovat a ověřit možnosti tenkovrstvého překrytí různých stavebních konstrukcí popílkovými maltami, či POPbetony s různými typy rozptýlené, či klasické výztuže. Předložit zkušební metody a zařízení pro zjištění přilnavosti, či pevnosti v odtrhu.

Pověřený člen týmu: Ing. Pavel Houser

4. Vliv přísad a příměsí na hodnoty zejména fyzikálně mechanických a chemických vlastnosti POPbetonu.

Ověření vlivu přísad používaných do cementových betonů na výsledné vlastnosti POPbetonu, zejména plastifikátory, ztekucovače, provzdušňovadla, odpěňovače, stabilizátory a pod. Souběžně ověřovat vliv jemných příměsí, jako je struska, vápenec, bentonit, metakaolin, mikrosilika a pod.

Pověřený člen týmu: Ing. Rosťa Šulc

5. Trvanlivost POPbetonu ve vztahu k času, způsobům namáhání, včetně dlouhodobého sledování jeho vlastností.

Sledování pevností ve vztahu k času (alespoň 1 rok), zjištění statického i dynamického modulu pružnosti, vliv vysoké teploty na soudržnost a mechanické vlastnosti běžného i speciálního POPbetonu, vlivy prostředí jako je vlhkost, sucho, mráz, kyselé páry, kontakt s kyselinami, zásadami a pod.

Pověřený člen týmu: Ing. Jaroslav Jeništa

6. Dilatační chování POPbetonu při běžných ročních intervalech a při kritických teplotách.

Na základě absence hydratační teploty a následného smrštění v případě POPbetonu proti cementovým betonům stanovit vlivy teplot na chování čerstvého i vyzrálého POPbetonu v průběhu vnějších teplot ročního cyklu. Stanovit velikost dilatačního pohybu na m .°C pro samotné aktivované popílkové pojivo, jemné popílkové malty a POPbeton s rozličným množstvím aktivovaného popílkového pojiva. Ve všech uvedených kompozicích stanovit dilatační chování a případné strukturální změny při extrémních teplotách (na př.- 30 °C +30 °C, 200 °C, 500 a více °C).

Pověřený člen týmu: Ing. Tomáš Strnad

Pracovní rozdělení

Aby si zainteresovaní členové výzkumu osvojili chování POPbetonu a poznali jeho základní vlastnosti, je naprosto nezbytné, aby spolupracovali na průběžném programu. V současnosti je již k dispozici poměrně značný soubor výsledků z minulých zkoušek a předpokládáme jejich průběžné doplňování ve smyslu naznačených programů. Předložené výzkumné programy jsou pouze základní kostrou v každém oboru a jednotlivci dle svých možností si tento program mohou rozšířit, případně částečně upravit dle situace a rozsahu získaných rešerší.

Ve všech programovaných bodech je důležitá odborná spolupráce s pracovníky VŠCHT Ústav skla a keramiky, kteří se zabývají problematikou chemických reakcí geopolymerní aktivace popílků v souvislosti s POPbetonem.

Korekce a konsultace výsledků popílkového pojiva se uskutečňují ve spolupráci se spoluřešitelkou Lenkou Myškovou.