Disertační práce bude zaměřena na vývoj a optimalizaci pojiv na bázi hořečnato-křemičitých hydrátů (M-S-H) s využitím alternativních zdrojů reaktivního SiO₂, zejména průmyslových vedlejších produktů, odpadních materiálů a přírodních surovin s dostatečnou reaktivitou. Hlavním cílem bude přispět k vývoji udržitelnějších stavebních materiálů nahrazením tradičních cementových systémů nízkouhlíkovými alternativami a tím snížit environmentální zátěž spojenou s výrobou portlandského cementu.
V rámci práce budou systematicky zkoumány fyzikálně-chemické vlastnosti vybraných surovin bohatých na reaktivní SiO₂, jejich reaktivita v systému MgO–SiO₂ a jejich vliv na vznik a vývoj fází M-S-H. Pozornost bude věnována především průběhu hydratace, rychlosti reakcí a mechanismům vzniku pojivové struktury. Současně budou upravovány reologické vlastnosti směsí tak, aby byla zajištěna jejich dobrá zpracovatelnost, zejména s ohledem na využití v technologiích 3D tisku.
Součástí práce bude podrobná charakterizace čerstvých i ztvrdlých kompozitů se zaměřením na vztah mezi složením, mikrostrukturou a výslednými vlastnostmi materiálu. Hodnoceny budou mechanické vlastnosti, zejména pevnost a odolnost proti porušení, dále také tepelně-vlhkostní chování, které je klíčové pro praktické použití ve stavebnictví.
Dále bude sledována dlouhodobá trvanlivost těchto materiálů, a to zejména jejich odolnost vůči cyklům zmrazování a rozmrazování, krystalizaci solí a působení chemicky agresivního prostředí. Environmentální dopady budou posuzovány pomocí vyluhovacích zkoušek a analýzy životního cyklu (LCA), což umožní komplexně zhodnotit jejich udržitelnost.
Využitím principů cirkulární ekonomiky a materiálového využití odpadů budou navrhovány nové typy stavebních materiálů, které budou nejen ekologicky šetrné, ale také vhodné pro moderní technologie, včetně 3D tisku. Výsledky práce přispějí k rozvoji nové generace pojiv a podpoří udržitelnější přístup ve stavebnictví.
