velikost textu

Experimentální výzkum alkalicko-křemičité reaktivnosti vulkanických hornin

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Experimentální výzkum alkalicko-křemičité reaktivnosti vulkanických hornin
Název v angličtině:
Experimental study of alkali-silica reactivity of volcanic rocks
Typ:
Diplomová práce
Autor:
Mgr. Zuzana Nekvasilová
Vedoucí:
prof. Mgr. Richard Přikryl, Dr.
Oponent:
Ing. Martin Vavro, Ph.D.
Id práce:
66701
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů (31-430)
Program studia:
Geologie (N1201)
Obor studia:
Geologie (NGEOL)
Přidělovaný titul:
Mgr.
Datum obhajoby:
14. 9. 2010
Výsledek obhajoby:
Velmi dobře
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
ABSTRAKT (ČJ) Alkalicko-křemičitá reakce je i v dnešní době významným problémem v oblasti betonářství. V roce 1940 byla poprvé popsána Stantonem a do dnešní doby velice postoupilo zkoumání výskytu alkalicko- křemičité reakce v kamenivu. I přes tyto poznatky není vše vyřešeno a nejsou známy všechny příčiny a důsledky této reakce. Pro rozpoznání alkalicko-křemičité reakce v kamenivu slouží celá řada metod, jsou to petrografické, chemické metody a dilatační zkoušky, které zkoumají rozpínání betonu v důsledku reaktivnosti kameniva. Petrografické metody hodnotí kvalitativní a kvantitativní znaky kameniva, ale nemohou zaručit zda nakonec kamenivo přece jen nezpůsobí reakci. Chemické zkoušky a dilatační zkoušky stanovují takzvaný potenciál reakce (nereaktivní, potenciálně reaktivní a reaktivní kamenivo), ale i ty mají své chyby a nemohou být brány jako 100% ukazatel přítomnosti alkalicko-křemičité reakce v kamenivu. V práci jsou popsány obecné charakteristiky alkalicko-křemičité reakce kameniva, její mechanizmy a faktory ovlivňující její vznik. Je popsáno porušení betonu, ve kterém je použito některých vulkanických hornin, ty jsou v některých pracích uváděny jako potenciálně reaktivní alkalicko- křemičitou reakcí (ASR). Dále se zabývá samotným laboratorním výzkumem ASR. Bylo vybráno okolo 30 lomů produkujících drcené kamenivo z vulkanitů. Vulkanické horniny byly vybrány, protože jsou považovány některými vědci za potenciálně reaktivní. Většina vybraných hornin jsou označovány jako neovulkanity, některé pak paleovulkanity. Na začátku byly zjištěny hodnoty rozpínání maltových trámečků ve výzkumném ústavu v Hořicích v Podkrkonoší. Podle těchto zjištěných informací byly vybrány více reaktivní vzorky (hodnota expanze > 0,1) a dále zkoumány v laboratoři. Laboratorní výzkum zahrnoval mikroskopický popis výbrusů trámečků, přípravu gel pat (koláčkového) testu a mikroskopický popis výbrusů koláčků. Pomocí analýzy obrazu (program SigmaScan Pro 5) a mikroskopických fotek je vyhodnocen procentuelní poměr přítomnosti alkalicko- křemičitého gelu ve výbrusech. Z výzkumu pak vyplývá, že vybrané vzorky jsou ve větší části potenciálně reaktivní díky svým hodnotám expanze trámečků a výsledkům obsahu alkalicko-křemičitého gelu ˃ 0,10 obj.%. A je třeba je podrobněji zkoumat před použitím v betonech nebo použít případně přísad do betonu, aby se reakci zabránilo. Z výzkumu je také patrný vliv hydroxidových roztoků, které se používají při koláčkových zkouškách a ve kterých vzorky setrvávají od 14ti dní až do 1 měsíce. Je vidět, že roztoky tvořené pouze NaOH mají větší vliv na přítomnost alkalicko-křemičitého gelu ve výbrusech, ale naopak snižují hodnotu měrné délky trhlin, zatímco vzorky z roztoku KOH mají hodnoty měrné délky trhlin vyšší. Z práce je vidět, že i doplňková metoda jako je koláčkový test může částečně přispět k výzkumu alkalicko-křemičité reakce. A je otázkou, zda by se jí nemělo zabývat v budoucnu více a rozvinout ji potřebám výzkumu.
Abstract v angličtině:
ABSTRAKT (AJ) Even today, alkali-silica reaction is a significant problem in concrete-making industry. It was first described in 1940 by Stanton and since then the study of alkali-silica reaction of aggregates has proceeded notably. Despite these findings, not everything has been resolved and not all the causes and consequences of this reaction are known. To detect the alkali-silica reaction in the aggregates many methods are used, such as petrographic methods, chemical methods, and expansion tests, which examine the expansion of concrete due to the reactivity of aggregates. Petrographic methods evaluate qualitative and quantitative characteristics of aggregates but can not guarantee whether they still do not cause the reaction. Chemical tests and expansion tests provide so- called potential response (non-reactive, reactive and potentially reactive aggregates), but even they have their errors and can not be taken as a 100% indicator of the presence of alkali-silica reaction of aggregates. The thesis describes the general characteristics of alkali-silica reaction of aggregates, the mechanisms and the factors influencing its formation. It describes the fraction of the concrete in which some volcanic rocks have been used, and which are in some works identified as potentially reactive by the alkali-silica reaction (ASR). It also deals with the actual laboratory research of the ASR. About 30 quarries producing crushed stone from the volcanic rocks were selected. Volcanic rocks were chosen because they are considered by some scientists to be potentially reactive. Most of the selected rocks are known as neovolcanites, some as paleovolcanites. In the beginning the values of the expansion of the mortar bar were found in the Research Institute in Horice. According to the received information, more reactive samples (the value of the expansion > 0.1) were selected and further examined in the laboratory. The laboratory research involved microscopic description of the mortar bar cuts, preparation of the gel-pat test and a microscopic description of the cake cuts. By the image analysis (program SigmaScan Pro 5) and microscopic images the percentage rate of the presence of alkali-silica gel in thin sections was evaluated. The research has shown that the selected samples are for the most part potentially reactive because of their mortar bars expansion values and the results of the content of alkali-silica gel ˃ 0.10 vol%. It is necessary to examine them in more detail before using in concrete or concrete additives to prevent the potential reaction. The research has also proved an evident influence of hydroxide solutions which are used in gel-pat tests and in which the samples are kept from two weeks to one month. It can be seen that solutions consisting of only hydroxide have a greater influence on the presence of alkali-silica gel in thin sections, but they, on the contrary, reduce the value of the specific length of cracks, while samples of the KOH solution have higher values of the specific length of cracks. The thesis shows that even an additional method, eg. gel-pat test, may partly contribute to the alkali- silica reaction research. Therefore, a question arises whether it should not be dealt with more thoroughly in the future and thereby develop it for the needs of further research.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Zuzana Nekvasilová 6.2 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Zuzana Nekvasilová 73 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Zuzana Nekvasilová 56 kB
Stáhnout Posudek vedoucího prof. Mgr. Richard Přikryl, Dr. 59 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Martin Vavro, Ph.D. 995 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 199 kB