Nukleace v bezslínkových cementových systémech s využitím nanočástic: mechanismy, kinetika a optimalizace vlastností

Disertační práce se bude zabývat bezslínkovými cementovými pojivy jako jednou z možností, jak snížit emise CO₂ spojené s výrobou stavebních materiálů. Jejich širší využití je dnes omezeno především tím, že stále není dostatečně objasněno a zvládnuto chování materiálu v raných fázích hydratace. Práce se proto zaměří na lepší porozumění průběhu hydratace a vývoji mikrostruktury v aluminosilikátových vápenatých systémech, zejména na úlohu heterogenní nukleace v počátečních stádiích reakcí.

Pozornost bude věnována možnostem ovlivnění nukleačních procesů pomocí přídavku nanočástic, které slouží jako zárodky krystalizace. Využity budou jak modelové nanočástice s přesně definovanou velikostí a povrchovými vlastnostmi, tak nanočástice připravené ze sekundárních surovin. Sledován bude jejich vliv na průběh hydratace, množství vznikajících nukleačních center i na tvorbu hydratačních produktů.

Výzkum bude založen na kombinaci několika metod, zejména kalorimetrie, fázové analýzy a podrobného studia mikrostruktury a mechanických vlastností. Na jejich základě budou hledány souvislosti mezi vlastnostmi nanočástic a časovým vývojem struktury i výsledných vlastností materiálu.

Cílem práce bude vytvořit ucelený popis mechanismů, které umožní cílený návrh udržitelných, nízkouhlíkových pojiv. Získané poznatky by měly přispět k širšímu využití těchto materiálů v praxi a podpořit rozvoj šetrnějších technologií ve stavebnictví.