Search

Alkali activation is a highly active and rapidly developing field of activity in the global research and development community. Commercial-scale deployment of alkali-activated cements and concretes is now proceeding rapidly in multiple nations. This paper reviews the key developments in alkali-activated materials since 2011, with a particular focus on advances in characterisation techniques and structural understanding, binder precursors and activation approaches, durability testing and design, processing, and sustainability. The scientific and engineering developments described in this paper have underpinned the on-going scale-up activities. We also identify important needs for future research and development to support the optimal and appropriate utilisation of alkali activated materials as a component of a sustainable future construction materials industry.

Práce se zabývá stanovením a porovnáním vyluhovatelnosti těžkých kovů ze dvou alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky a vysokoteplotního popílku. Tyto systémy mohou ve své struktuře zapouzdřit těžké kovy, toxické látky nebo radioaktivní prvky, které mohou být škodlivé pro životní prostředí. Náplní práce je připravit směs s přijatelnými mechanickými vlastnostmi. Vyluhovatelnost z matric byla testována dle normy ČSN EN 12457–4 s následnou analýzou metodou optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Struktura matrice byla analyzována pomocí metody skenovací elektronové mikroskopie (SEM)., The work deals with the determination and comparison of leaching of heavy metals from two types of alkali activated systems based on blast furnace slag and high-temperature fly ash. These systems are capable in their structure encapsulate heavy metals, toxic substances or radioactive substances, which can be harmful for the environment. The aim of this work is to prepare a mixture with acceptable mechanical properties. Leachibility from matrix was tested according to ČSN EN 12457–4, followed by analyses Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). Structure of matrix was analysed using Scanning electron microscope (SEM).

Tato bakalářská práce se soustředí na možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky. Cílem této práce je najít takový retardér tuhnutí, který nejvíce prodlouží dobu tuhnutí a zároveň příliš neovlivní mechanické vlastnosti alkalicky aktivovaného materiálu. V experimentální části byly nejdříve připraveny vzorky ze směsi strusky, vodního skla, vody a přídavku dané přísady v různém množství. Poté byly testovací vzorky podrobeny zkouškám pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Dále byla u těchto směsí zjištěna doba tuhnutí pomocí Vicatova přístroje. Kvůli sledování průběhu tuhnutí byly směsi měřeny kalorimetricky a pro bližší pohled na strukturu povrchu vzorku a rozmístění retardéru tuhnutí v něm, byly směsi pozorovány na skenovacím elektronovém mikroskopu., This thesis is focused on the possibilities of setting control of alkali-activated systems based on blast furnace slag. The aim of this work is finding the suitable retarder that most extends the time of setting and also preserves the mechanical properties of alkali-activated material. In experimental section were prepared samples of blast furnace slag, water glass, water and additives in various weight addition. Testing samples have undergone of flexural and compressive strength tests. Then the setting time was determined using the Vicat device. The samples were measured calorimetrically because of monitoring the setting process. Finally the mixtures were observed using scanning electron microscope for a closer view on the structure of samples and distribution of setting retarder.

Tato bakalářská práce se zabývá využitím plastifikátorů na bázi lignosulfonátu v alkalicky aktivovaných materiálech. Sledován byl vliv na směs pasty aktivované vysokopecní strusky za použití hydroxidu sodného, vodního skla o různých modulech a uhličitanu sodného. Pozorován byl vliv plastifikátoru na bázi lignosulfonátu při zamíchávání do různých směsí, na zpracovatelnost, mechanické vlastnosti a reologii směsi. Důležitým faktorem byly použité aktivátory ve směsích. Nejlépe reagující směs na lignosulfonát se ukázala být za použití NaOH jako aktivátoru. Při pokusech pochopit reologické vlastnosti sledovaných směsí, jako klíčového faktoru chování těchto směsí bylo měření zeta potenciálu. Hodnoty zeta potenciálu nám daly bližší náhled na povrchový náboj častic vysokopecní strusky. Ten se prokázal jako klíčový faktor při posuzovaní účinnosti plastifikátoru. Tato zjištění budou vzata v úvahu a dále diskutovány v této práci., This bachelor thesis deals with the use of lignosulfonate-based plasticizers in alkali-activated materials. The effect on the paste mixture of activated blast furnace slag using sodium hydroxide, water glass with different modulus and sodium carbonate was monitored. The effect of a mixed lignosulfonate-based plasticizer into different mixtures, on workability, mechanical properties and rheology of the mixture was monitored. Activators in the mixtures were found to be an important factor. The mixture which showed the best reaction with lignosulfonate was using NaOH as activator. In attempts to understand the rheological properties of the studied mixtures, a zeta potential was observed as a key factor in the behaviour of these mixtures. It manifested interesting trends. The zeta potential values gave us a closer look at the surface charge of the blast furnace slag particles. This has been shown to be a key factor in assessing the effectiveness of the plasticizer. These findings will be taken into account and further discussed in this work.

Tato diplomová práce představuje přístup k vyjádření složení alkalicky aktivovaných materiálů na základě tří hlavních charakteristik. Jedná se o typ aktivátoru, molaritu aktivátoru a objemový zlomek prekurzoru, potažmo kameniva. Cílem práce je praktické ověření tohoto přístupu, a to zejména s ohledem na množství prekurzoru, kameniva i aktivátoru při konstantní molaritě základních tří typů aktivátorů (Na2CO3, NaOH, sodné vodní sklo). U připravených vzorků past i malt na bázi alkalicky aktivované strusky byly studovány vlivy těchto faktorů na jejich základní vlastnosti, konkrétně na zpracovatelnost, smrštění a mechanické vlastnosti. Výsledky byly dále podpořeny rtuťovou intruzní porozimetrií a elektronovou mikroskopií. Získané výsledky potvrdily předpokládaný klíčový vliv objemového zastoupení prekurzoru, kameniva a aktivátoru na absolutní hodnoty studovaných vlastností i na jejich relativní změny. Ty byly pro různé aktivátory velmi rozdílné, což je dáno zejména různou schopností vznikajících hydratačních produktů vyplňovat prostor mezi zrny strusky a kameniva. Výsledkem této práce je souhrn poznatků o vlastnostech alkalicky aktivovaných materiálů v daném rozpětí složení zaštítěný univerzálním přístupem pro návrh složení těchto materiálů, který může být využit v dalším výzkumu v této oblasti., This thesis presents an approach to express the composition of alkali-activated materials based on three main characteristics. These are the type of activator, the molarity of the activator, and the volume fraction of the precursor or aggregate. The aim of this work is to provide a practical verification of this approach, in particular with respect to the amount of precursor, aggregates, and activator at a constant molarity of the three basic activator types (Na2CO3, NaOH, sodium water glass). The effects of these factors on their basic properties, namely workability, shrinkage, and mechanical properties, were studied for the prepared samples of pastes and mortars based on alkali-activated slag. These results were further supported by mercury intrusion porosimetry and electron microscopy. The results obtained confirmed the assumed key influence of the volumetric representation of the precursor, aggregates, and activator on the absolute values of the studied properties as well as on their relative changes. These were very different for the different activators, which is mainly due to the different abilities of the hydration products formed to fill the space between the slag and aggregate grains. The result of this work is a summary of the knowledge about the properties of alkali-activated materials over a given range of compositions, anchored by a universal approach for the design of the composition of these materials, which can be used in further research in this field.

Tato bakalářská práce se zabývá alkalicky aktivovanými materiály a surovinami pro jejich výrobu. V teoretické části jsou popsány materiály pro výrobu alkalicky aktivovaných materiálů a jsou zde definovány požadavky na vstupní materiály. Dále se práce zabývá odolností alkalicky aktivovaných materiálů a jejich trvanlivostí. Konkrétně pak síranovou odolností, chloridovou odolností, odolností vůči kyselinám, mrazuvzdorností, porozitou, odolností vůči karbonataci, odolností vůči abrazi a odolností proti vysokým teplotám. V experimentální části byly navrženy čtyři různé směsi alkalicky aktivovaných materiálů. V čerstvém stavu byla stanovena objemová hmotnost. V zatvrdlém stavu byla stanovena objemová hmotnost, pevnosti v tahu za ohybu, pevnosti v tlaku, mrazuvzdornost, odolnost proti působení vody a chemicky rozmrazovacích látek a tvorba trhlin., The thesis addresses the issue of alkali-activated materials and their manufacturing components. In the theoretical part the description of such materials is provided and the requirements for source materials are defined. The theoretical part further addresses the resistance of alkali-activated materials and their lifespan - namely sulphate resistance, chloride resistance, acid resistance, frost resistance, porosity, carbonation, resistance, abrasion resistance and heat resistance. The experimental part of the thesis focuses on compounding four different mixtures of alkali-activated materials. In the loosened stage, the weight was measured. In the hardened stage the weight was measured as well as the tensile strength when bending, the strength under pressure applied, heat resistance, water and defrosting chemicals resistance and formation of cracks.

Cieľom tejto práce je zrovnanie vylúhovateľnosti kovu z AAM vplyvom použitia rôznych vylúhovacích médií. Bola porovnávaná schopnosť stabilizovať 1 hm. % Pb2+ v alkalicky aktivovaných matriciach za použitia rozdielnych vylúhovacích skúšok (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). Koncentrácia kovu vo výluhu bola stanovená metódou ICP-OES. Matrice pozostávali z vysokopecnej trosky a vysokoteplotného popolčeka. Distribúcia olova v matriciach bola analyzovaná pomocou SEM mikroskopie. Ďalej bol skúmaný vplyv mechanickej pevnosti a pH výluhu na koncentráciu vylúhovaného olova., The aim of this work is the comparison of the leachability of metal from AAM due to the use of various leaching mediums. The ability to stabilize 1 wt. % Pb2+ in alkali-activated matrices was compared using different leaching tests (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). The concentration of metal content in leachate was determined by ICP-OES method. The matrices consisted of blast-furnace slag and high-temperature fly ash. Lead distribution in matrices was analyzed by SEM microscopy. Furthermore, the effect of mechanical strength and pH leachate on the lead concentration were examined.

V mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných t, A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compare

Tato bakalářská práce se zabývá využitím plastifikátorů na bázi lignosulfonátu v alkalicky aktivovaných materiálech. Sledován byl vliv na směs pasty aktivované vysokopecní strusky za použití hydroxidu sodného, vodního skla o různých modulech a uhličitanu sodného. Pozorován byl vliv plastifikátoru na bázi lignosulfonátu při zamíchávání do různých směsí, na zpracovatelnost, mechanické vlastnosti a reologii směsi. Důležitým faktorem byly použité aktivátory ve směsích. Nejlépe reagující směs na lignosulfonát se ukázala být za použití NaOH jako aktivátoru. Při pokusech pochopit reologické vlastnosti sledovaných směsí, jako klíčového faktoru chování těchto směsí bylo měření zeta potenciálu. Hodnoty zeta potenciálu nám daly bližší náhled na povrchový náboj častic vysokopecní strusky. Ten se prokázal jako klíčový faktor při posuzovaní účinnosti plastifikátoru. Tato zjištění budou vzata v úvahu a dále diskutovány v této práci., This bachelor thesis deals with the use of lignosulfonate-based plasticizers in alkali-activated materials. The effect on the paste mixture of activated blast furnace slag using sodium hydroxide, water glass with different modulus and sodium carbonate was monitored. The effect of a mixed lignosulfonate-based plasticizer into different mixtures, on workability, mechanical properties and rheology of the mixture was monitored. Activators in the mixtures were found to be an important factor. The mixture which showed the best reaction with lignosulfonate was using NaOH as activator. In attempts to understand the rheological properties of the studied mixtures, a zeta potential was observed as a key factor in the behaviour of these mixtures. It manifested interesting trends. The zeta potential values gave us a closer look at the surface charge of the blast furnace slag particles. This has been shown to be a key factor in assessing the effectiveness of the plasticizer. These findings will be taken into account and further discussed in this work.

Tato bakalářská práce se zabývá alkalicky aktivovanými materiály a surovinami pro jejich výrobu. V teoretické části jsou popsány materiály pro výrobu alkalicky aktivovaných materiálů a jsou zde definovány požadavky na vstupní materiály. Dále se práce zabývá odolností alkalicky aktivovaných materiálů a jejich trvanlivostí. Konkrétně pak síranovou odolností, chloridovou odolností, odolností vůči kyselinám, mrazuvzdorností, porozitou, odolností vůči karbonataci, odolností vůči abrazi a odolností proti vysokým teplotám. V experimentální části byly navrženy čtyři různé směsi alkalicky aktivovaných materiálů. V čerstvém stavu byla stanovena objemová hmotnost. V zatvrdlém stavu byla stanovena objemová hmotnost, pevnosti v tahu za ohybu, pevnosti v tlaku, mrazuvzdornost, odolnost proti působení vody a chemicky rozmrazovacích látek a tvorba trhlin., The thesis addresses the issue of alkali-activated materials and their manufacturing components. In the theoretical part the description of such materials is provided and the requirements for source materials are defined. The theoretical part further addresses the resistance of alkali-activated materials and their lifespan - namely sulphate resistance, chloride resistance, acid resistance, frost resistance, porosity, carbonation, resistance, abrasion resistance and heat resistance. The experimental part of the thesis focuses on compounding four different mixtures of alkali-activated materials. In the loosened stage, the weight was measured. In the hardened stage the weight was measured as well as the tensile strength when bending, the strength under pressure applied, heat resistance, water and defrosting chemicals resistance and formation of cracks.

Cieľom tejto práce je zrovnanie vylúhovateľnosti kovu z AAM vplyvom použitia rôznych vylúhovacích médií. Bola porovnávaná schopnosť stabilizovať 1 hm. % Pb2+ v alkalicky aktivovaných matriciach za použitia rozdielnych vylúhovacích skúšok (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). Koncentrácia kovu vo výluhu bola stanovená metódou ICP-OES. Matrice pozostávali z vysokopecnej trosky a vysokoteplotného popolčeka. Distribúcia olova v matriciach bola analyzovaná pomocou SEM mikroskopie. Ďalej bol skúmaný vplyv mechanickej pevnosti a pH výluhu na koncentráciu vylúhovaného olova., The aim of this work is the comparison of the leachability of metal from AAM due to the use of various leaching mediums. The ability to stabilize 1 wt. % Pb2+ in alkali-activated matrices was compared using different leaching tests (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). The concentration of metal content in leachate was determined by ICP-OES method. The matrices consisted of blast-furnace slag and high-temperature fly ash. Lead distribution in matrices was analyzed by SEM microscopy. Furthermore, the effect of mechanical strength and pH leachate on the lead concentration were examined.

V mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných t, A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compare

Práce se zabývá stanovením a porovnáním vyluhovatelnosti těžkých kovů ze dvou alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky a vysokoteplotního popílku. Tyto systémy mohou ve své struktuře zapouzdřit těžké kovy, toxické látky nebo radioaktivní prvky, které mohou být škodlivé pro životní prostředí. Náplní práce je připravit směs s přijatelnými mechanickými vlastnostmi. Vyluhovatelnost z matric byla testována dle normy ČSN EN 12457–4 s následnou analýzou metodou optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Struktura matrice byla analyzována pomocí metody skenovací elektronové mikroskopie (SEM)., The work deals with the determination and comparison of leaching of heavy metals from two types of alkali activated systems based on blast furnace slag and high-temperature fly ash. These systems are capable in their structure encapsulate heavy metals, toxic substances or radioactive substances, which can be harmful for the environment. The aim of this work is to prepare a mixture with acceptable mechanical properties. Leachibility from matrix was tested according to ČSN EN 12457–4, followed by analyses Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). Structure of matrix was analysed using Scanning electron microscope (SEM).

Tato práce se zabývá otázkou alkalicko-křemičité reakce (ASR) v hybridním systému, který byl v bakalářské práci navržen tak, aby splňoval požadavky dané ČSN EN 197-1 a byl klasifikován do skupiny vysokopecní cement s označením CEM III/C. Velkou neznámou tohoto systému je jeho trvanlivost, z tohoto důvodu byly použity stejné metody (ASTM C1260, ASTM C289 a ASTM C856) k určení ASR, jako u běžných betonů založených na portlandském cementu. Mezi doplňkové metody byly zařazeny stanovení pevnosti v tlaku dle ČSN EN 196-2 a sledování mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky hybridního systému byly srovnávány s dalšími dvěma typy cementů - CEM I a CEM III/B. Z výsledků stanovení pro ověření ASR bylo zjištěno, že na rozdíl od vzorků s CEM I, hybridní systém (CEM III/C-HB) a CEM III/B vykazovaly nejmenší sklony k ASR. Výsledky doplňkových metod poukázaly na zvýšení pevnosti vzorku CEM III/C-HB, který již po 14 dnech v roztoku 1 M NaOH vykazovalo 43 % větší pevnost, než po 28 dnech ve vodním uložení. Na základě zjištěných poznatků je jisté, že vzorky s CEM III/C-HB prokazují malou náchylnost k ASR., This study evaluates question of alkali–silica reaction (ASR) in hybrid system, which was designed in the bachelor's thesis, to meet the requirements of EN 197-1 and classified to the Blastfurnace CEM III/C cements. The durability of this system is a great unknown. For this reason, the same methods (ASTM C1260, ASTM C289 and ASTM C856) were used to observer the ASR effects as the ones used to observer the Portland cement based concrete. Supplementary methods include determination of compressive strengths according to EN 196-2 and scanning electron microscopy to observe the microstructure. Hybrid system results were compared to two different types of cements, CEM I and CEM III/B. From the results of the ASR evaluation assays, it was found that the hybrid system (CEM III/C-HB) and CEM III/B showed the lowest tendency to ASR. The results of the supplementary methods showed that CEM III/C-HB compressive strength increases after 14 days within NaOH by 43 % in comparison to 28 days strength. Based on those results, it is sure that the CEM III/C-HB shows little susceptibility to ASR.

Tato práce se zabývá otázkou alkalicko-křemičité reakce (ASR) v hybridním systému, který byl v bakalářské práci navržen tak, aby splňoval požadavky dané ČSN EN 197-1 a byl klasifikován do skupiny vysokopecní cement s označením CEM III/C. Velkou neznámou tohoto systému je jeho trvanlivost, z tohoto důvodu byly použity stejné metody (ASTM C1260, ASTM C289 a ASTM C856) k určení ASR, jako u běžných betonů založených na portlandském cementu. Mezi doplňkové metody byly zařazeny stanovení pevnosti v tlaku dle ČSN EN 196-2 a sledování mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky hybridního systému byly srovnávány s dalšími dvěma typy cementů - CEM I a CEM III/B. Z výsledků stanovení pro ověření ASR bylo zjištěno, že na rozdíl od vzorků s CEM I, hybridní systém (CEM III/C-HB) a CEM III/B vykazovaly nejmenší sklony k ASR. Výsledky doplňkových metod poukázaly na zvýšení pevnosti vzorku CEM III/C-HB, který již po 14 dnech v roztoku 1 M NaOH vykazovalo 43 % větší pevnost, než po 28 dnech ve vodním uložení. Na základě zjištěných poznatků je jisté, že vzorky s CEM III/C-HB prokazují malou náchylnost k ASR., This study evaluates question of alkali–silica reaction (ASR) in hybrid system, which was designed in the bachelor's thesis, to meet the requirements of EN 197-1 and classified to the Blastfurnace CEM III/C cements. The durability of this system is a great unknown. For this reason, the same methods (ASTM C1260, ASTM C289 and ASTM C856) were used to observer the ASR effects as the ones used to observer the Portland cement based concrete. Supplementary methods include determination of compressive strengths according to EN 196-2 and scanning electron microscopy to observe the microstructure. Hybrid system results were compared to two different types of cements, CEM I and CEM III/B. From the results of the ASR evaluation assays, it was found that the hybrid system (CEM III/C-HB) and CEM III/B showed the lowest tendency to ASR. The results of the supplementary methods showed that CEM III/C-HB compressive strength increases after 14 days within NaOH by 43 % in comparison to 28 days strength. Based on those results, it is sure that the CEM III/C-HB shows little susceptibility to ASR.

Práce se zabývá stanovením a porovnáním vyluhovatelnosti těžkých kovů ze dvou alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky a vysokoteplotního popílku. Tyto systémy mohou ve své struktuře zapouzdřit těžké kovy, toxické látky nebo radioaktivní prvky, které mohou být škodlivé pro životní prostředí. Náplní práce je připravit směs s přijatelnými mechanickými vlastnostmi. Vyluhovatelnost z matric byla testována dle normy ČSN EN 12457–4 s následnou analýzou metodou optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Struktura matrice byla analyzována pomocí metody skenovací elektronové mikroskopie (SEM)., The work deals with the determination and comparison of leaching of heavy metals from two types of alkali activated systems based on blast furnace slag and high-temperature fly ash. These systems are capable in their structure encapsulate heavy metals, toxic substances or radioactive substances, which can be harmful for the environment. The aim of this work is to prepare a mixture with acceptable mechanical properties. Leachibility from matrix was tested according to ČSN EN 12457–4, followed by analyses Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). Structure of matrix was analysed using Scanning electron microscope (SEM).

Práce se zabývá přípravou alkalicky aktivovaných materiálů, konkrétně alkalicky aktivované strusky (AAS), s přídavkem vláknové výztuže. Alkalicky aktivované materiály mají obrovský potenciál pro využití ve stavební praxi. Jejich použití je však omezeno některými nežádoucími vlastnostmi, které je možno odstranit právě přídavkem vláknové výztuže. V této práci byl studován vliv uhlíkových vláken (2 % z hmotnosti pojiva) a uhlíkových nanotrubiček (0,2 % z hmotnosti pojiva) na mechanické vlastnosti, mikrostrukturu a smrštění AAS. Výsledky provedených experimentů korespondují s provedenou literární rešerší. Závěry práce v mnoha bodech souhlasí se zahraničním výzkumem., This master thesis is concerns the preparation of Alkali Activated Materials, specifically Alkali Activated Slag (AAS), with the addition of fiber reinforcement. Alkali Activated Materials have great potential for use in construction practice. However, their use is limited by certain undesirable properties, which can be diminished by adding fiber reinforcement. This thesis deals with the influence of carbon fibers (2 % by weight of the binder) and carbon nanotubes (0,2 % by weigh of the binder) on the mechanical properties, microstructure and shrinkage of AAS. The results of the experiments which were carried out correspond with the literary research. Conclusions of this thesis agree with research published in original scientific papers.

Tato bakalářská práce se soustředí na možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky. Cílem této práce je najít takový retardér tuhnutí, který nejvíce prodlouží dobu tuhnutí a zároveň příliš neovlivní mechanické vlastnosti alkalicky aktivovaného materiálu. V experimentální části byly nejdříve připraveny vzorky ze směsi strusky, vodního skla, vody a přídavku dané přísady v různém množství. Poté byly testovací vzorky podrobeny zkouškám pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Dále byla u těchto směsí zjištěna doba tuhnutí pomocí Vicatova přístroje. Kvůli sledování průběhu tuhnutí byly směsi měřeny kalorimetricky a pro bližší pohled na strukturu povrchu vzorku a rozmístění retardéru tuhnutí v něm, byly směsi pozorovány na skenovacím elektronovém mikroskopu., This thesis is focused on the possibilities of setting control of alkali-activated systems based on blast furnace slag. The aim of this work is finding the suitable retarder that most extends the time of setting and also preserves the mechanical properties of alkali-activated material. In experimental section were prepared samples of blast furnace slag, water glass, water and additives in various weight addition. Testing samples have undergone of flexural and compressive strength tests. Then the setting time was determined using the Vicat device. The samples were measured calorimetrically because of monitoring the setting process. Finally the mixtures were observed using scanning electron microscope for a closer view on the structure of samples and distribution of setting retarder.

Tato diplomová práce představuje přístup k vyjádření složení alkalicky aktivovaných materiálů na základě tří hlavních charakteristik. Jedná se o typ aktivátoru, molaritu aktivátoru a objemový zlomek prekurzoru, potažmo kameniva. Cílem práce je praktické ověření tohoto přístupu, a to zejména s ohledem na množství prekurzoru, kameniva i aktivátoru při konstantní molaritě základních tří typů aktivátorů (Na2CO3, NaOH, sodné vodní sklo). U připravených vzorků past i malt na bázi alkalicky aktivované strusky byly studovány vlivy těchto faktorů na jejich základní vlastnosti, konkrétně na zpracovatelnost, smrštění a mechanické vlastnosti. Výsledky byly dále podpořeny rtuťovou intruzní porozimetrií a elektronovou mikroskopií. Získané výsledky potvrdily předpokládaný klíčový vliv objemového zastoupení prekurzoru, kameniva a aktivátoru na absolutní hodnoty studovaných vlastností i na jejich relativní změny. Ty byly pro různé aktivátory velmi rozdílné, což je dáno zejména různou schopností vznikajících hydratačních produktů vyplňovat prostor mezi zrny strusky a kameniva. Výsledkem této práce je souhrn poznatků o vlastnostech alkalicky aktivovaných materiálů v daném rozpětí složení zaštítěný univerzálním přístupem pro návrh složení těchto materiálů, který může být využit v dalším výzkumu v této oblasti., This thesis presents an approach to express the composition of alkali-activated materials based on three main characteristics. These are the type of activator, the molarity of the activator, and the volume fraction of the precursor or aggregate. The aim of this work is to provide a practical verification of this approach, in particular with respect to the amount of precursor, aggregates, and activator at a constant molarity of the three basic activator types (Na2CO3, NaOH, sodium water glass). The effects of these factors on their basic properties, namely workability, shrinkage, and mechanical properties, were studied for the prepared samples of pastes and mortars based on alkali-activated slag. These results were further supported by mercury intrusion porosimetry and electron microscopy. The results obtained confirmed the assumed key influence of the volumetric representation of the precursor, aggregates, and activator on the absolute values of the studied properties as well as on their relative changes. These were very different for the different activators, which is mainly due to the different abilities of the hydration products formed to fill the space between the slag and aggregate grains. The result of this work is a summary of the knowledge about the properties of alkali-activated materials over a given range of compositions, anchored by a universal approach for the design of the composition of these materials, which can be used in further research in this field.

Tato bakalářská práce se soustředí na možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky. Cílem této práce je najít takový retardér tuhnutí, který nejvíce prodlouží dobu tuhnutí a zároveň příliš neovlivní mechanické vlastnosti alkalicky aktivovaného materiálu. V experimentální části byly nejdříve připraveny vzorky ze směsi strusky, vodního skla, vody a přídavku dané přísady v různém množství. Poté byly testovací vzorky podrobeny zkouškám pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Dále byla u těchto směsí zjištěna doba tuhnutí pomocí Vicatova přístroje. Kvůli sledování průběhu tuhnutí byly směsi měřeny kalorimetricky a pro bližší pohled na strukturu povrchu vzorku a rozmístění retardéru tuhnutí v něm, byly směsi pozorovány na skenovacím elektronovém mikroskopu., This thesis is focused on the possibilities of setting control of alkali-activated systems based on blast furnace slag. The aim of this work is finding the suitable retarder that most extends the time of setting and also preserves the mechanical properties of alkali-activated material. In experimental section were prepared samples of blast furnace slag, water glass, water and additives in various weight addition. Testing samples have undergone of flexural and compressive strength tests. Then the setting time was determined using the Vicat device. The samples were measured calorimetrically because of monitoring the setting process. Finally the mixtures were observed using scanning electron microscope for a closer view on the structure of samples and distribution of setting retarder.

Práce se zabývá přípravou alkalicky aktivovaných materiálů, konkrétně alkalicky aktivované strusky (AAS), s přídavkem vláknové výztuže. Alkalicky aktivované materiály mají obrovský potenciál pro využití ve stavební praxi. Jejich použití je však omezeno některými nežádoucími vlastnostmi, které je možno odstranit právě přídavkem vláknové výztuže. V této práci byl studován vliv uhlíkových vláken (2 % z hmotnosti pojiva) a uhlíkových nanotrubiček (0,2 % z hmotnosti pojiva) na mechanické vlastnosti, mikrostrukturu a smrštění AAS. Výsledky provedených experimentů korespondují s provedenou literární rešerší. Závěry práce v mnoha bodech souhlasí se zahraničním výzkumem., This master thesis is concerns the preparation of Alkali Activated Materials, specifically Alkali Activated Slag (AAS), with the addition of fiber reinforcement. Alkali Activated Materials have great potential for use in construction practice. However, their use is limited by certain undesirable properties, which can be diminished by adding fiber reinforcement. This thesis deals with the influence of carbon fibers (2 % by weight of the binder) and carbon nanotubes (0,2 % by weigh of the binder) on the mechanical properties, microstructure and shrinkage of AAS. The results of the experiments which were carried out correspond with the literary research. Conclusions of this thesis agree with research published in original scientific papers.

Práce se zabývá stanovením a porovnáním vyluhovatelnosti těžkých kovů ze dvou alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky a vysokoteplotního popílku. Tyto systémy mohou ve své struktuře zapouzdřit těžké kovy, toxické látky nebo radioaktivní prvky, které mohou být škodlivé pro životní prostředí. Náplní práce je připravit směs s přijatelnými mechanickými vlastnostmi. Vyluhovatelnost z matric byla testována dle normy ČSN EN 12457–4 s následnou analýzou metodou optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Struktura matrice byla analyzována pomocí metody skenovací elektronové mikroskopie (SEM)., The work deals with the determination and comparison of leaching of heavy metals from two types of alkali activated systems based on blast furnace slag and high-temperature fly ash. These systems are capable in their structure encapsulate heavy metals, toxic substances or radioactive substances, which can be harmful for the environment. The aim of this work is to prepare a mixture with acceptable mechanical properties. Leachibility from matrix was tested according to ČSN EN 12457–4, followed by analyses Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). Structure of matrix was analysed using Scanning electron microscope (SEM).

Tato práce se zabývá otázkou alkalicko-křemičité reakce (ASR) v hybridním systému, který byl v bakalářské práci navržen tak, aby splňoval požadavky dané ČSN EN 197-1 a byl klasifikován do skupiny vysokopecní cement s označením CEM III/C. Velkou neznámou tohoto systému je jeho trvanlivost, z tohoto důvodu byly použity stejné metody (ASTM C1260, ASTM C289 a ASTM C856) k určení ASR, jako u běžných betonů založených na portlandském cementu. Mezi doplňkové metody byly zařazeny stanovení pevnosti v tlaku dle ČSN EN 196-2 a sledování mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky hybridního systému byly srovnávány s dalšími dvěma typy cementů - CEM I a CEM III/B. Z výsledků stanovení pro ověření ASR bylo zjištěno, že na rozdíl od vzorků s CEM I, hybridní systém (CEM III/C-HB) a CEM III/B vykazovaly nejmenší sklony k ASR. Výsledky doplňkových metod poukázaly na zvýšení pevnosti vzorku CEM III/C-HB, který již po 14 dnech v roztoku 1 M NaOH vykazovalo 43 % větší pevnost, než po 28 dnech ve vodním uložení. Na základě zjištěných poznatků je jisté, že vzorky s CEM III/C-HB prokazují malou náchylnost k ASR., This study evaluates question of alkali–silica reaction (ASR) in hybrid system, which was designed in the bachelor's thesis, to meet the requirements of EN 197-1 and classified to the Blastfurnace CEM III/C cements. The durability of this system is a great unknown. For this reason, the same methods (ASTM C1260, ASTM C289 and ASTM C856) were used to observer the ASR effects as the ones used to observer the Portland cement based concrete. Supplementary methods include determination of compressive strengths according to EN 196-2 and scanning electron microscopy to observe the microstructure. Hybrid system results were compared to two different types of cements, CEM I and CEM III/B. From the results of the ASR evaluation assays, it was found that the hybrid system (CEM III/C-HB) and CEM III/B showed the lowest tendency to ASR. The results of the supplementary methods showed that CEM III/C-HB compressive strength increases after 14 days within NaOH by 43 % in comparison to 28 days strength. Based on those results, it is sure that the CEM III/C-HB shows little susceptibility to ASR.

Tato práce se zabývá otázkou alkalicko-křemičité reakce (ASR) v hybridním systému, který byl v bakalářské práci navržen tak, aby splňoval požadavky dané ČSN EN 197-1 a byl klasifikován do skupiny vysokopecní cement s označením CEM III/C. Velkou neznámou tohoto systému je jeho trvanlivost, z tohoto důvodu byly použity stejné metody (ASTM C1260, ASTM C289 a ASTM C856) k určení ASR, jako u běžných betonů založených na portlandském cementu. Mezi doplňkové metody byly zařazeny stanovení pevnosti v tlaku dle ČSN EN 196-2 a sledování mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky hybridního systému byly srovnávány s dalšími dvěma typy cementů - CEM I a CEM III/B. Z výsledků stanovení pro ověření ASR bylo zjištěno, že na rozdíl od vzorků s CEM I, hybridní systém (CEM III/C-HB) a CEM III/B vykazovaly nejmenší sklony k ASR. Výsledky doplňkových metod poukázaly na zvýšení pevnosti vzorku CEM III/C-HB, který již po 14 dnech v roztoku 1 M NaOH vykazovalo 43 % větší pevnost, než po 28 dnech ve vodním uložení. Na základě zjištěných poznatků je jisté, že vzorky s CEM III/C-HB prokazují malou náchylnost k ASR., This study evaluates question of alkali–silica reaction (ASR) in hybrid system, which was designed in the bachelor's thesis, to meet the requirements of EN 197-1 and classified to the Blastfurnace CEM III/C cements. The durability of this system is a great unknown. For this reason, the same methods (ASTM C1260, ASTM C289 and ASTM C856) were used to observer the ASR effects as the ones used to observer the Portland cement based concrete. Supplementary methods include determination of compressive strengths according to EN 196-2 and scanning electron microscopy to observe the microstructure. Hybrid system results were compared to two different types of cements, CEM I and CEM III/B. From the results of the ASR evaluation assays, it was found that the hybrid system (CEM III/C-HB) and CEM III/B showed the lowest tendency to ASR. The results of the supplementary methods showed that CEM III/C-HB compressive strength increases after 14 days within NaOH by 43 % in comparison to 28 days strength. Based on those results, it is sure that the CEM III/C-HB shows little susceptibility to ASR.

Tato bakalářská práce se zabývá využitím plastifikátorů na bázi lignosulfonátu v alkalicky aktivovaných materiálech. Sledován byl vliv na směs pasty aktivované vysokopecní strusky za použití hydroxidu sodného, vodního skla o různých modulech a uhličitanu sodného. Pozorován byl vliv plastifikátoru na bázi lignosulfonátu při zamíchávání do různých směsí, na zpracovatelnost, mechanické vlastnosti a reologii směsi. Důležitým faktorem byly použité aktivátory ve směsích. Nejlépe reagující směs na lignosulfonát se ukázala být za použití NaOH jako aktivátoru. Při pokusech pochopit reologické vlastnosti sledovaných směsí, jako klíčového faktoru chování těchto směsí bylo měření zeta potenciálu. Hodnoty zeta potenciálu nám daly bližší náhled na povrchový náboj častic vysokopecní strusky. Ten se prokázal jako klíčový faktor při posuzovaní účinnosti plastifikátoru. Tato zjištění budou vzata v úvahu a dále diskutovány v této práci., This bachelor thesis deals with the use of lignosulfonate-based plasticizers in alkali-activated materials. The effect on the paste mixture of activated blast furnace slag using sodium hydroxide, water glass with different modulus and sodium carbonate was monitored. The effect of a mixed lignosulfonate-based plasticizer into different mixtures, on workability, mechanical properties and rheology of the mixture was monitored. Activators in the mixtures were found to be an important factor. The mixture which showed the best reaction with lignosulfonate was using NaOH as activator. In attempts to understand the rheological properties of the studied mixtures, a zeta potential was observed as a key factor in the behaviour of these mixtures. It manifested interesting trends. The zeta potential values gave us a closer look at the surface charge of the blast furnace slag particles. This has been shown to be a key factor in assessing the effectiveness of the plasticizer. These findings will be taken into account and further discussed in this work.

Tato bakalářská práce se zabývá využitím plastifikátorů na bázi lignosulfonátu v alkalicky aktivovaných materiálech. Sledován byl vliv na směs pasty aktivované vysokopecní strusky za použití hydroxidu sodného, vodního skla o různých modulech a uhličitanu sodného. Pozorován byl vliv plastifikátoru na bázi lignosulfonátu při zamíchávání do různých směsí, na zpracovatelnost, mechanické vlastnosti a reologii směsi. Důležitým faktorem byly použité aktivátory ve směsích. Nejlépe reagující směs na lignosulfonát se ukázala být za použití NaOH jako aktivátoru. Při pokusech pochopit reologické vlastnosti sledovaných směsí, jako klíčového faktoru chování těchto směsí bylo měření zeta potenciálu. Hodnoty zeta potenciálu nám daly bližší náhled na povrchový náboj častic vysokopecní strusky. Ten se prokázal jako klíčový faktor při posuzovaní účinnosti plastifikátoru. Tato zjištění budou vzata v úvahu a dále diskutovány v této práci., This bachelor thesis deals with the use of lignosulfonate-based plasticizers in alkali-activated materials. The effect on the paste mixture of activated blast furnace slag using sodium hydroxide, water glass with different modulus and sodium carbonate was monitored. The effect of a mixed lignosulfonate-based plasticizer into different mixtures, on workability, mechanical properties and rheology of the mixture was monitored. Activators in the mixtures were found to be an important factor. The mixture which showed the best reaction with lignosulfonate was using NaOH as activator. In attempts to understand the rheological properties of the studied mixtures, a zeta potential was observed as a key factor in the behaviour of these mixtures. It manifested interesting trends. The zeta potential values gave us a closer look at the surface charge of the blast furnace slag particles. This has been shown to be a key factor in assessing the effectiveness of the plasticizer. These findings will be taken into account and further discussed in this work.

Bakalářská práce se zabývá trvanlivostí alkalicky aktivovaných materiálů a jejich využitím v agresivních prostředích, zejména pak v kanalizačních systémech. V první polovině teoretické části jsou sumarizovány požadavky na betonové kanalizační trouby a šachty. Jsou zde zmíněny vlastnosti nejčastěji používaných obkladů a povrchových úprav betonových kanalizačních systémů. Druhá polovina teoretické části se zabývá alkalicky aktivovanými materiály, surovinami na jejich přípravu a jejich trvanlivostí. Konkrétně pak síranovou odolností, chloridovou odolností, odolností vůči kyselinám, odolností vůči abrazi, porozitou, mrazuvzdorností, tenkovrstvými aplikacemi a vznikem trhlin. V experimentální části bylo navrhnuto pět směsí alkalicky aktivovaného materiálu pro aplikaci v agresivním prostředí kanalizace. V čerstvém stavu byla stanovena objemová hmotnost a spotřeba materiálu. Bylo sledováno chování v průběhu tuhnutí a tvrdnutí, zejména vznik trhlin. V ztvrdlém stavu byla stanovena objemová hmotnost, pevnost v tlaku, pevnost v tahu za ohybu, přídržnost k betonovému podkladu, tloušťka vrstvy nanesené na betonový podklad, obrusnost, přídržnost k betonovému podkladu, mrazuvzdornost a odolnost proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek., This bachelor’s thesis deals with durability of alkali-activated materials and the use of them in aggressive surroundings, especially in sewer systems. The first half of the theoretical part summarizes requirements for concrete sewer pipes. The most common linings and coatings used in concrete sewer systems are mentioned. The second half of the theoretical part deals with alkali-activated materials, raw materials used for their preparation and their durability. Concretely sulfate attack resistance, chloride attack resistance, acid attack resistance, abrasion, porosity, freeze-thaw resistance, thin layer applications and cracking tendency. In the experimental part of this bachelor’s thesis there were proposed five types of alkali-activated materials application in the aggressive environment of sewer systems. Density and consumption of alkali-activated material by thin layer application was determined as fresh properties. Material was monitored during its solidifying and hardening, especially for crack formation. As hardened properties density, flexural strength, compressive strength, adhesion of thin layer to concrete, thickness of thin layer, freeze-thaw resistance, resistance of surface to water and defrosting chemicals were determined.

Tato bakalářská práce se zabývá alkalicky aktivovanými materiály a surovinami pro jejich výrobu. V teoretické části jsou popsány materiály pro výrobu alkalicky aktivovaných materiálů a jsou zde definovány požadavky na vstupní materiály. Dále se práce zabývá odolností alkalicky aktivovaných materiálů a jejich trvanlivostí. Konkrétně pak síranovou odolností, chloridovou odolností, odolností vůči kyselinám, mrazuvzdorností, porozitou, odolností vůči karbonataci, odolností vůči abrazi a odolností proti vysokým teplotám. V experimentální části byly navrženy čtyři různé směsi alkalicky aktivovaných materiálů. V čerstvém stavu byla stanovena objemová hmotnost. V zatvrdlém stavu byla stanovena objemová hmotnost, pevnosti v tahu za ohybu, pevnosti v tlaku, mrazuvzdornost, odolnost proti působení vody a chemicky rozmrazovacích látek a tvorba trhlin., The thesis addresses the issue of alkali-activated materials and their manufacturing components. In the theoretical part the description of such materials is provided and the requirements for source materials are defined. The theoretical part further addresses the resistance of alkali-activated materials and their lifespan - namely sulphate resistance, chloride resistance, acid resistance, frost resistance, porosity, carbonation, resistance, abrasion resistance and heat resistance. The experimental part of the thesis focuses on compounding four different mixtures of alkali-activated materials. In the loosened stage, the weight was measured. In the hardened stage the weight was measured as well as the tensile strength when bending, the strength under pressure applied, heat resistance, water and defrosting chemicals resistance and formation of cracks.

Cieľom tejto práce je zrovnanie vylúhovateľnosti kovu z AAM vplyvom použitia rôznych vylúhovacích médií. Bola porovnávaná schopnosť stabilizovať 1 hm. % Pb2+ v alkalicky aktivovaných matriciach za použitia rozdielnych vylúhovacích skúšok (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). Koncentrácia kovu vo výluhu bola stanovená metódou ICP-OES. Matrice pozostávali z vysokopecnej trosky a vysokoteplotného popolčeka. Distribúcia olova v matriciach bola analyzovaná pomocou SEM mikroskopie. Ďalej bol skúmaný vplyv mechanickej pevnosti a pH výluhu na koncentráciu vylúhovaného olova., The aim of this work is the comparison of the leachability of metal from AAM due to the use of various leaching mediums. The ability to stabilize 1 wt. % Pb2+ in alkali-activated matrices was compared using different leaching tests (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). The concentration of metal content in leachate was determined by ICP-OES method. The matrices consisted of blast-furnace slag and high-temperature fly ash. Lead distribution in matrices was analyzed by SEM microscopy. Furthermore, the effect of mechanical strength and pH leachate on the lead concentration were examined.

Práce se zabývá stanovením a porovnáním vyluhovatelnosti těžkých kovů ze dvou alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky a vysokoteplotního popílku. Tyto systémy mohou ve své struktuře zapouzdřit těžké kovy, toxické látky nebo radioaktivní prvky, které mohou být škodlivé pro životní prostředí. Náplní práce je připravit směs s přijatelnými mechanickými vlastnostmi. Vyluhovatelnost z matric byla testována dle normy ČSN EN 12457–4 s následnou analýzou metodou optické emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-OES). Struktura matrice byla analyzována pomocí metody skenovací elektronové mikroskopie (SEM)., The work deals with the determination and comparison of leaching of heavy metals from two types of alkali activated systems based on blast furnace slag and high-temperature fly ash. These systems are capable in their structure encapsulate heavy metals, toxic substances or radioactive substances, which can be harmful for the environment. The aim of this work is to prepare a mixture with acceptable mechanical properties. Leachibility from matrix was tested according to ČSN EN 12457–4, followed by analyses Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). Structure of matrix was analysed using Scanning electron microscope (SEM).

Bakalářská práce se zabývá trvanlivostí alkalicky aktivovaných materiálů a jejich využitím v agresivních prostředích, zejména pak v kanalizačních systémech. V první polovině teoretické části jsou sumarizovány požadavky na betonové kanalizační trouby a šachty. Jsou zde zmíněny vlastnosti nejčastěji používaných obkladů a povrchových úprav betonových kanalizačních systémů. Druhá polovina teoretické části se zabývá alkalicky aktivovanými materiály, surovinami na jejich přípravu a jejich trvanlivostí. Konkrétně pak síranovou odolností, chloridovou odolností, odolností vůči kyselinám, odolností vůči abrazi, porozitou, mrazuvzdorností, tenkovrstvými aplikacemi a vznikem trhlin. V experimentální části bylo navrhnuto pět směsí alkalicky aktivovaného materiálu pro aplikaci v agresivním prostředí kanalizace. V čerstvém stavu byla stanovena objemová hmotnost a spotřeba materiálu. Bylo sledováno chování v průběhu tuhnutí a tvrdnutí, zejména vznik trhlin. V ztvrdlém stavu byla stanovena objemová hmotnost, pevnost v tlaku, pevnost v tahu za ohybu, přídržnost k betonovému podkladu, tloušťka vrstvy nanesené na betonový podklad, obrusnost, přídržnost k betonovému podkladu, mrazuvzdornost a odolnost proti působení vody a chemických rozmrazovacích látek., This bachelor’s thesis deals with durability of alkali-activated materials and the use of them in aggressive surroundings, especially in sewer systems. The first half of the theoretical part summarizes requirements for concrete sewer pipes. The most common linings and coatings used in concrete sewer systems are mentioned. The second half of the theoretical part deals with alkali-activated materials, raw materials used for their preparation and their durability. Concretely sulfate attack resistance, chloride attack resistance, acid attack resistance, abrasion, porosity, freeze-thaw resistance, thin layer applications and cracking tendency. In the experimental part of this bachelor’s thesis there were proposed five types of alkali-activated materials application in the aggressive environment of sewer systems. Density and consumption of alkali-activated material by thin layer application was determined as fresh properties. Material was monitored during its solidifying and hardening, especially for crack formation. As hardened properties density, flexural strength, compressive strength, adhesion of thin layer to concrete, thickness of thin layer, freeze-thaw resistance, resistance of surface to water and defrosting chemicals were determined.

Tato bakalářská práce se soustředí na možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky. Cílem této práce je najít takový retardér tuhnutí, který nejvíce prodlouží dobu tuhnutí a zároveň příliš neovlivní mechanické vlastnosti alkalicky aktivovaného materiálu. V experimentální části byly nejdříve připraveny vzorky ze směsi strusky, vodního skla, vody a přídavku dané přísady v různém množství. Poté byly testovací vzorky podrobeny zkouškám pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Dále byla u těchto směsí zjištěna doba tuhnutí pomocí Vicatova přístroje. Kvůli sledování průběhu tuhnutí byly směsi měřeny kalorimetricky a pro bližší pohled na strukturu povrchu vzorku a rozmístění retardéru tuhnutí v něm, byly směsi pozorovány na skenovacím elektronovém mikroskopu., This thesis is focused on the possibilities of setting control of alkali-activated systems based on blast furnace slag. The aim of this work is finding the suitable retarder that most extends the time of setting and also preserves the mechanical properties of alkali-activated material. In experimental section were prepared samples of blast furnace slag, water glass, water and additives in various weight addition. Testing samples have undergone of flexural and compressive strength tests. Then the setting time was determined using the Vicat device. The samples were measured calorimetrically because of monitoring the setting process. Finally the mixtures were observed using scanning electron microscope for a closer view on the structure of samples and distribution of setting retarder.

V mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných t, A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compare

Tato bakalářská práce se zabývá alkalicky aktivovanými materiály a surovinami pro jejich výrobu. V teoretické části jsou popsány materiály pro výrobu alkalicky aktivovaných materiálů a jsou zde definovány požadavky na vstupní materiály. Dále se práce zabývá odolností alkalicky aktivovaných materiálů a jejich trvanlivostí. Konkrétně pak síranovou odolností, chloridovou odolností, odolností vůči kyselinám, mrazuvzdorností, porozitou, odolností vůči karbonataci, odolností vůči abrazi a odolností proti vysokým teplotám. V experimentální části byly navrženy čtyři různé směsi alkalicky aktivovaných materiálů. V čerstvém stavu byla stanovena objemová hmotnost. V zatvrdlém stavu byla stanovena objemová hmotnost, pevnosti v tahu za ohybu, pevnosti v tlaku, mrazuvzdornost, odolnost proti působení vody a chemicky rozmrazovacích látek a tvorba trhlin., The thesis addresses the issue of alkali-activated materials and their manufacturing components. In the theoretical part the description of such materials is provided and the requirements for source materials are defined. The theoretical part further addresses the resistance of alkali-activated materials and their lifespan - namely sulphate resistance, chloride resistance, acid resistance, frost resistance, porosity, carbonation, resistance, abrasion resistance and heat resistance. The experimental part of the thesis focuses on compounding four different mixtures of alkali-activated materials. In the loosened stage, the weight was measured. In the hardened stage the weight was measured as well as the tensile strength when bending, the strength under pressure applied, heat resistance, water and defrosting chemicals resistance and formation of cracks.

Práce se zabývá přípravou alkalicky aktivovaných materiálů, konkrétně alkalicky aktivované strusky (AAS), s přídavkem vláknové výztuže. Alkalicky aktivované materiály mají obrovský potenciál pro využití ve stavební praxi. Jejich použití je však omezeno některými nežádoucími vlastnostmi, které je možno odstranit právě přídavkem vláknové výztuže. V této práci byl studován vliv uhlíkových vláken (2 % z hmotnosti pojiva) a uhlíkových nanotrubiček (0,2 % z hmotnosti pojiva) na mechanické vlastnosti, mikrostrukturu a smrštění AAS. Výsledky provedených experimentů korespondují s provedenou literární rešerší. Závěry práce v mnoha bodech souhlasí se zahraničním výzkumem., This master thesis is concerns the preparation of Alkali Activated Materials, specifically Alkali Activated Slag (AAS), with the addition of fiber reinforcement. Alkali Activated Materials have great potential for use in construction practice. However, their use is limited by certain undesirable properties, which can be diminished by adding fiber reinforcement. This thesis deals with the influence of carbon fibers (2 % by weight of the binder) and carbon nanotubes (0,2 % by weigh of the binder) on the mechanical properties, microstructure and shrinkage of AAS. The results of the experiments which were carried out correspond with the literary research. Conclusions of this thesis agree with research published in original scientific papers.

Cieľom tejto práce je zrovnanie vylúhovateľnosti kovu z AAM vplyvom použitia rôznych vylúhovacích médií. Bola porovnávaná schopnosť stabilizovať 1 hm. % Pb2+ v alkalicky aktivovaných matriciach za použitia rozdielnych vylúhovacích skúšok (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). Koncentrácia kovu vo výluhu bola stanovená metódou ICP-OES. Matrice pozostávali z vysokopecnej trosky a vysokoteplotného popolčeka. Distribúcia olova v matriciach bola analyzovaná pomocou SEM mikroskopie. Ďalej bol skúmaný vplyv mechanickej pevnosti a pH výluhu na koncentráciu vylúhovaného olova., The aim of this work is the comparison of the leachability of metal from AAM due to the use of various leaching mediums. The ability to stabilize 1 wt. % Pb2+ in alkali-activated matrices was compared using different leaching tests (ČSN EN 12457, HJ-T/299, TCLP). The concentration of metal content in leachate was determined by ICP-OES method. The matrices consisted of blast-furnace slag and high-temperature fly ash. Lead distribution in matrices was analyzed by SEM microscopy. Furthermore, the effect of mechanical strength and pH leachate on the lead concentration were examined.

Tato bakalářská práce se soustředí na možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky. Cílem této práce je najít takový retardér tuhnutí, který nejvíce prodlouží dobu tuhnutí a zároveň příliš neovlivní mechanické vlastnosti alkalicky aktivovaného materiálu. V experimentální části byly nejdříve připraveny vzorky ze směsi strusky, vodního skla, vody a přídavku dané přísady v různém množství. Poté byly testovací vzorky podrobeny zkouškám pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Dále byla u těchto směsí zjištěna doba tuhnutí pomocí Vicatova přístroje. Kvůli sledování průběhu tuhnutí byly směsi měřeny kalorimetricky a pro bližší pohled na strukturu povrchu vzorku a rozmístění retardéru tuhnutí v něm, byly směsi pozorovány na skenovacím elektronovém mikroskopu., This thesis is focused on the possibilities of setting control of alkali-activated systems based on blast furnace slag. The aim of this work is finding the suitable retarder that most extends the time of setting and also preserves the mechanical properties of alkali-activated material. In experimental section were prepared samples of blast furnace slag, water glass, water and additives in various weight addition. Testing samples have undergone of flexural and compressive strength tests. Then the setting time was determined using the Vicat device. The samples were measured calorimetrically because of monitoring the setting process. Finally the mixtures were observed using scanning electron microscope for a closer view on the structure of samples and distribution of setting retarder.

Tato diplomová práce představuje přístup k vyjádření složení alkalicky aktivovaných materiálů na základě tří hlavních charakteristik. Jedná se o typ aktivátoru, molaritu aktivátoru a objemový zlomek prekurzoru, potažmo kameniva. Cílem práce je praktické ověření tohoto přístupu, a to zejména s ohledem na množství prekurzoru, kameniva i aktivátoru při konstantní molaritě základních tří typů aktivátorů (Na2CO3, NaOH, sodné vodní sklo). U připravených vzorků past i malt na bázi alkalicky aktivované strusky byly studovány vlivy těchto faktorů na jejich základní vlastnosti, konkrétně na zpracovatelnost, smrštění a mechanické vlastnosti. Výsledky byly dále podpořeny rtuťovou intruzní porozimetrií a elektronovou mikroskopií. Získané výsledky potvrdily předpokládaný klíčový vliv objemového zastoupení prekurzoru, kameniva a aktivátoru na absolutní hodnoty studovaných vlastností i na jejich relativní změny. Ty byly pro různé aktivátory velmi rozdílné, což je dáno zejména různou schopností vznikajících hydratačních produktů vyplňovat prostor mezi zrny strusky a kameniva. Výsledkem této práce je souhrn poznatků o vlastnostech alkalicky aktivovaných materiálů v daném rozpětí složení zaštítěný univerzálním přístupem pro návrh složení těchto materiálů, který může být využit v dalším výzkumu v této oblasti., This thesis presents an approach to express the composition of alkali-activated materials based on three main characteristics. These are the type of activator, the molarity of the activator, and the volume fraction of the precursor or aggregate. The aim of this work is to provide a practical verification of this approach, in particular with respect to the amount of precursor, aggregates, and activator at a constant molarity of the three basic activator types (Na2CO3, NaOH, sodium water glass). The effects of these factors on their basic properties, namely workability, shrinkage, and mechanical properties, were studied for the prepared samples of pastes and mortars based on alkali-activated slag. These results were further supported by mercury intrusion porosimetry and electron microscopy. The results obtained confirmed the assumed key influence of the volumetric representation of the precursor, aggregates, and activator on the absolute values of the studied properties as well as on their relative changes. These were very different for the different activators, which is mainly due to the different abilities of the hydration products formed to fill the space between the slag and aggregate grains. The result of this work is a summary of the knowledge about the properties of alkali-activated materials over a given range of compositions, anchored by a universal approach for the design of the composition of these materials, which can be used in further research in this field.

Tato diplomová práce představuje přístup k vyjádření složení alkalicky aktivovaných materiálů na základě tří hlavních charakteristik. Jedná se o typ aktivátoru, molaritu aktivátoru a objemový zlomek prekurzoru, potažmo kameniva. Cílem práce je praktické ověření tohoto přístupu, a to zejména s ohledem na množství prekurzoru, kameniva i aktivátoru při konstantní molaritě základních tří typů aktivátorů (Na2CO3, NaOH, sodné vodní sklo). U připravených vzorků past i malt na bázi alkalicky aktivované strusky byly studovány vlivy těchto faktorů na jejich základní vlastnosti, konkrétně na zpracovatelnost, smrštění a mechanické vlastnosti. Výsledky byly dále podpořeny rtuťovou intruzní porozimetrií a elektronovou mikroskopií. Získané výsledky potvrdily předpokládaný klíčový vliv objemového zastoupení prekurzoru, kameniva a aktivátoru na absolutní hodnoty studovaných vlastností i na jejich relativní změny. Ty byly pro různé aktivátory velmi rozdílné, což je dáno zejména různou schopností vznikajících hydratačních produktů vyplňovat prostor mezi zrny strusky a kameniva. Výsledkem této práce je souhrn poznatků o vlastnostech alkalicky aktivovaných materiálů v daném rozpětí složení zaštítěný univerzálním přístupem pro návrh složení těchto materiálů, který může být využit v dalším výzkumu v této oblasti., This thesis presents an approach to express the composition of alkali-activated materials based on three main characteristics. These are the type of activator, the molarity of the activator, and the volume fraction of the precursor or aggregate. The aim of this work is to provide a practical verification of this approach, in particular with respect to the amount of precursor, aggregates, and activator at a constant molarity of the three basic activator types (Na2CO3, NaOH, sodium water glass). The effects of these factors on their basic properties, namely workability, shrinkage, and mechanical properties, were studied for the prepared samples of pastes and mortars based on alkali-activated slag. These results were further supported by mercury intrusion porosimetry and electron microscopy. The results obtained confirmed the assumed key influence of the volumetric representation of the precursor, aggregates, and activator on the absolute values of the studied properties as well as on their relative changes. These were very different for the different activators, which is mainly due to the different abilities of the hydration products formed to fill the space between the slag and aggregate grains. The result of this work is a summary of the knowledge about the properties of alkali-activated materials over a given range of compositions, anchored by a universal approach for the design of the composition of these materials, which can be used in further research in this field.

Tato diplomová práce představuje přístup k vyjádření složení alkalicky aktivovaných materiálů na základě tří hlavních charakteristik. Jedná se o typ aktivátoru, molaritu aktivátoru a objemový zlomek prekurzoru, potažmo kameniva. Cílem práce je praktické ověření tohoto přístupu, a to zejména s ohledem na množství prekurzoru, kameniva i aktivátoru při konstantní molaritě základních tří typů aktivátorů (Na2CO3, NaOH, sodné vodní sklo). U připravených vzorků past i malt na bázi alkalicky aktivované strusky byly studovány vlivy těchto faktorů na jejich základní vlastnosti, konkrétně na zpracovatelnost, smrštění a mechanické vlastnosti. Výsledky byly dále podpořeny rtuťovou intruzní porozimetrií a elektronovou mikroskopií. Získané výsledky potvrdily předpokládaný klíčový vliv objemového zastoupení prekurzoru, kameniva a aktivátoru na absolutní hodnoty studovaných vlastností i na jejich relativní změny. Ty byly pro různé aktivátory velmi rozdílné, což je dáno zejména různou schopností vznikajících hydratačních produktů vyplňovat prostor mezi zrny strusky a kameniva. Výsledkem této práce je souhrn poznatků o vlastnostech alkalicky aktivovaných materiálů v daném rozpětí složení zaštítěný univerzálním přístupem pro návrh složení těchto materiálů, který může být využit v dalším výzkumu v této oblasti., This thesis presents an approach to express the composition of alkali-activated materials based on three main characteristics. These are the type of activator, the molarity of the activator, and the volume fraction of the precursor or aggregate. The aim of this work is to provide a practical verification of this approach, in particular with respect to the amount of precursor, aggregates, and activator at a constant molarity of the three basic activator types (Na2CO3, NaOH, sodium water glass). The effects of these factors on their basic properties, namely workability, shrinkage, and mechanical properties, were studied for the prepared samples of pastes and mortars based on alkali-activated slag. These results were further supported by mercury intrusion porosimetry and electron microscopy. The results obtained confirmed the assumed key influence of the volumetric representation of the precursor, aggregates, and activator on the absolute values of the studied properties as well as on their relative changes. These were very different for the different activators, which is mainly due to the different abilities of the hydration products formed to fill the space between the slag and aggregate grains. The result of this work is a summary of the knowledge about the properties of alkali-activated materials over a given range of compositions, anchored by a universal approach for the design of the composition of these materials, which can be used in further research in this field.

V mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných t, A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compare

Tato bakalářská práce se soustředí na možnosti ovlivnění doby tuhnutí alkalicky aktivovaných systémů na bázi vysokopecní strusky. Cílem této práce je najít takový retardér tuhnutí, který nejvíce prodlouží dobu tuhnutí a zároveň příliš neovlivní mechanické vlastnosti alkalicky aktivovaného materiálu. V experimentální části byly nejdříve připraveny vzorky ze směsi strusky, vodního skla, vody a přídavku dané přísady v různém množství. Poté byly testovací vzorky podrobeny zkouškám pevnosti v tahu za ohybu a pevnosti v tlaku. Dále byla u těchto směsí zjištěna doba tuhnutí pomocí Vicatova přístroje. Kvůli sledování průběhu tuhnutí byly směsi měřeny kalorimetricky a pro bližší pohled na strukturu povrchu vzorku a rozmístění retardéru tuhnutí v něm, byly směsi pozorovány na skenovacím elektronovém mikroskopu., This thesis is focused on the possibilities of setting control of alkali-activated systems based on blast furnace slag. The aim of this work is finding the suitable retarder that most extends the time of setting and also preserves the mechanical properties of alkali-activated material. In experimental section were prepared samples of blast furnace slag, water glass, water and additives in various weight addition. Testing samples have undergone of flexural and compressive strength tests. Then the setting time was determined using the Vicat device. The samples were measured calorimetrically because of monitoring the setting process. Finally the mixtures were observed using scanning electron microscope for a closer view on the structure of samples and distribution of setting retarder.

Tato bakalářská práce se zabývá využitím plastifikátorů na bázi lignosulfonátu v alkalicky aktivovaných materiálech. Sledován byl vliv na směs pasty aktivované vysokopecní strusky za použití hydroxidu sodného, vodního skla o různých modulech a uhličitanu sodného. Pozorován byl vliv plastifikátoru na bázi lignosulfonátu při zamíchávání do různých směsí, na zpracovatelnost, mechanické vlastnosti a reologii směsi. Důležitým faktorem byly použité aktivátory ve směsích. Nejlépe reagující směs na lignosulfonát se ukázala být za použití NaOH jako aktivátoru. Při pokusech pochopit reologické vlastnosti sledovaných směsí, jako klíčového faktoru chování těchto směsí bylo měření zeta potenciálu. Hodnoty zeta potenciálu nám daly bližší náhled na povrchový náboj častic vysokopecní strusky. Ten se prokázal jako klíčový faktor při posuzovaní účinnosti plastifikátoru. Tato zjištění budou vzata v úvahu a dále diskutovány v této práci., This bachelor thesis deals with the use of lignosulfonate-based plasticizers in alkali-activated materials. The effect on the paste mixture of activated blast furnace slag using sodium hydroxide, water glass with different modulus and sodium carbonate was monitored. The effect of a mixed lignosulfonate-based plasticizer into different mixtures, on workability, mechanical properties and rheology of the mixture was monitored. Activators in the mixtures were found to be an important factor. The mixture which showed the best reaction with lignosulfonate was using NaOH as activator. In attempts to understand the rheological properties of the studied mixtures, a zeta potential was observed as a key factor in the behaviour of these mixtures. It manifested interesting trends. The zeta potential values gave us a closer look at the surface charge of the blast furnace slag particles. This has been shown to be a key factor in assessing the effectiveness of the plasticizer. These findings will be taken into account and further discussed in this work.

Tato práce se zabývá otázkou alkalicko-křemičité reakce (ASR) v hybridním systému, který byl v bakalářské práci navržen tak, aby splňoval požadavky dané ČSN EN 197-1 a byl klasifikován do skupiny vysokopecní cement s označením CEM III/C. Velkou neznámou tohoto systému je jeho trvanlivost, z tohoto důvodu byly použity stejné metody (ASTM C1260, ASTM C289 a ASTM C856) k určení ASR, jako u běžných betonů založených na portlandském cementu. Mezi doplňkové metody byly zařazeny stanovení pevnosti v tlaku dle ČSN EN 196-2 a sledování mikrostruktury pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Výsledky hybridního systému byly srovnávány s dalšími dvěma typy cementů - CEM I a CEM III/B. Z výsledků stanovení pro ověření ASR bylo zjištěno, že na rozdíl od vzorků s CEM I, hybridní systém (CEM III/C-HB) a CEM III/B vykazovaly nejmenší sklony k ASR. Výsledky doplňkových metod poukázaly na zvýšení pevnosti vzorku CEM III/C-HB, který již po 14 dnech v roztoku 1 M NaOH vykazovalo 43 % větší pevnost, než po 28 dnech ve vodním uložení. Na základě zjištěných poznatků je jisté, že vzorky s CEM III/C-HB prokazují malou náchylnost k ASR., This study evaluates question of alkali–silica reaction (ASR) in hybrid system, which was designed in the bachelor's thesis, to meet the requirements of EN 197-1 and classified to the Blastfurnace CEM III/C cements. The durability of this system is a great unknown. For this reason, the same methods (ASTM C1260, ASTM C289 and ASTM C856) were used to observer the ASR effects as the ones used to observer the Portland cement based concrete. Supplementary methods include determination of compressive strengths according to EN 196-2 and scanning electron microscopy to observe the microstructure. Hybrid system results were compared to two different types of cements, CEM I and CEM III/B. From the results of the ASR evaluation assays, it was found that the hybrid system (CEM III/C-HB) and CEM III/B showed the lowest tendency to ASR. The results of the supplementary methods showed that CEM III/C-HB compressive strength increases after 14 days within NaOH by 43 % in comparison to 28 days strength. Based on those results, it is sure that the CEM III/C-HB shows little susceptibility to ASR.