Yes (22973)
No (22487)
Number of found documents:
45460
Published from
to
Studium oxidických vrstev pro úpravu povrchu biomateriálů
Špatenka Petr; Jan Krčil; Balík Karel
2021 -
Práce se věnuje připravě, studiu a hodnoceni oxidických vrstev na vybraných titanových slitinách určených pro lekařskou aplikaci. Oxidicke vrstvy byly připraveny na zástupcich konvenčnich slitin titanu (CP Ti grade 2 a Ti-6Al-4V ELI) a na skupině reprezentujici nove perspektivni β-slitiny (legovaných Nb, Ta, Zr, Sn). Oxidace byla prováděna termicky (600 °C / vzduch) a anodicky (1 M H2SO4 / 100 V / 50 mA). Vytvořene termicke a anodicke oxidicke vrstvy byly hodnoceny z hlediska stavu jejich povrchu (zbarveni, drsnost, morfologie), tloušťky, chemického složeni, struktury a biokompatibility. V závěru práce jsou uvedeny výsledky analýz, ktere jsou take vzájemně porovnány a vztaženy k obecným trendům. Práce doplňuje poznatky o možnostech oxidace nových β-titanových slitin. Z hlediska aplikace termicke a anodicke oxidace pro různe titanove slitiny jsou vyvozeny předpoklady, ktere by měly umožnit usnadněni jejich připravy a hodnoceni.The work deals with a preparation, analysis and evaluation of oxide layers on selected titanium alloys which are designated for biomedical use. The oxide layers were prepared on commonly used alloys (CP Ti grade 2 and Ti-6Al-EV ELI) and a group representing new, perspective alloys (alloyed by Nb, Ta, Zr, Sn). The oxidation was carried out by thermic method (600 °C /air atmosphere) and anodic method (1 M H2SO4 / 100 V / 50 mA). Thermic and anodic oxide layers which were prepared were then analyzed in terms of their surface characteristics (the color, roughness and morphology), thickness, chemical composition, structure and bio-compatibility. At the end of this work the results of analyses are presented, mutually compared and related to general trends. The work aims to fill in new findings about the oxidation of new β-titanium alloys. In terms of application of thermic and anodic oxide layers for different titanium alloys, the assumptions are drawn with aim for easier preparation and evaluation of those oxide layers.
Keywords:
titan; β-slitiny; oxidace; strukturování povrchu; biomateriály; biokompatibilita; titanium; β-alloys; oxidation; surface structuring; biomaterials; biocomopatibility
Available in digital repository of ČVUT.
Studium oxidických vrstev pro úpravu povrchu biomateriálů
Práce se věnuje připravě, studiu a hodnoceni oxidických vrstev na vybraných titanových slitinách určených pro lekařskou aplikaci. Oxidicke vrstvy byly připraveny na zástupcich konvenčnich slitin ...
Zlepšené udržení plazmatu v tokamacích se zaměřením na interakci turbulence a toků
Hron Martin; Ondřej Grover; Tichý Milan
2021 -
Zlepšené udržení je klíčové pro úspěšné operování budoucích fúzních elektráren. Práce se zaměřuje především na tzv. H-mód (mód vysokého udržení) a související úkazy jako např. limitní cyklové oscilace, studovány především v tokamaku COMPASS. Výzkum těchto oscilací vedl k vytvoření a zobecnění modelu založeného na prvních principech, který systematicky předpovídá pozorované frekvence tlakem uvolněných limitních cyklových oscilací v blízkosti přechodu do H-módu ve 4 tokamacích (JET, ASDEX Upgrade, COMPASS, Globus-M).Enhanced confinement is a key ingredient for successfully operating future fusion power plants. The main focus of the thesis is the H-mode (high confinement mode) and associated phenomena such as limit cycle oscillations, primarily studied in the COMPASS tokamak. Studies of of these oscillations led to the development and generalization of a first-principles-based model which systematically predicts the observed frequency of pressure relaxation limit cycle oscillations in the vicinity of the transition to H-mode in 4 tokamaks (JET, ASDEX Upgrade, COMPASS, Globus-M).
Keywords:
tokamak; zlepšené udržení; turbulence; H-mód; L-H přechod; limitní cyklové oscilace; I-mód; tokamak; enhanced confinement; turbulence; H-mode; L-H transition; limit cycle oscillations; I-mode
Available at various departments of the ČVUT.
Zlepšené udržení plazmatu v tokamacích se zaměřením na interakci turbulence a toků
Zlepšené udržení je klíčové pro úspěšné operování budoucích fúzních elektráren. Práce se zaměřuje především na tzv. H-mód (mód vysokého udržení) a související úkazy jako např. limitní cyklové ...
Zpřesňování jaderných dat v rámci evropských výzkumných projektů EMRP a EMPIR a Českého metrologického institutu
Čechák Tomáš; Monika Mazánová; Cvachovec František
2021 -
Cieľom dizertačnej práce bolo rozšíriť a spresniť aktuálne publikované hodnoty jadrových dát. Práca sa zameriava hlavne na spresňovanie hodnôt pravdepodobnosti emisie žiarenia X a γ, doby polpremeny a energie žiarenia. Ako kľúčové rádionuklidy boli vybrané rádionuklidy, ktoré sa spresňovali v rámci európskych výskumných projektov.The aim of the Ph.D thesis was to improve and spread the currently published nuclear data. The work focuses mainly on the improvement of probability values of radiation emission X and γ, half-life and energy of radiation. As key radionuclides were selected those which were evaluated within the European research projects.
Keywords:
Jadrové dáta; zdroje dát; emisia fotónov; doba polpremeny; energia fotónov; Nuclear data; sources of nuclear data; photon emission intensity; half-life; photon energy
Available at various departments of the ČVUT.
Zpřesňování jaderných dat v rámci evropských výzkumných projektů EMRP a EMPIR a Českého metrologického institutu
Cieľom dizertačnej práce bolo rozšíriť a spresniť aktuálne publikované hodnoty jadrových dát. Práca sa zameriava hlavne na spresňovanie hodnôt pravdepodobnosti emisie žiarenia X a γ, doby polpremeny a ...
Využití polovodičové spektrometrie Beta ke stanovení radionuklidové čistoty zdrojů záření Beta.
Klusoň Jaroslav; Pavel Novotný; Fantínová Karin
2021 -
Disertační práce se zabývá spektrometrii záření beta pomocí křemíkových polovodičových detektorů a její aplikací pro rozvoj metrologie beta radionuklidů. Hlavním přínosem realizovaného výzkumu je návrh a ověření postupu pro kvalitativní i kvantitativní stanovení radionuklidových příměsí ve vzorcích tvořených čistými zdroji záření beta.The PhD thesis deals with beta radiation spectrometry using silicon semiconductor detectors and its application for the beta radionuclide metrology development. The main contribution of the research performed is the proposal and verification of a technique for both qualitative and quantitative determination of radionuclide impurities in mixtures of pure beta-emitting nuclides.
Keywords:
beta spektrometrie; Si(Li) detektor; Monte Carlo; radionuklidová čistota; beta spectrometry; Si(Li) detector; Monte Carlo; radionuclide purity
Available at various departments of the ČVUT.
Využití polovodičové spektrometrie Beta ke stanovení radionuklidové čistoty zdrojů záření Beta.
Disertační práce se zabývá spektrometrii záření beta pomocí křemíkových polovodičových detektorů a její aplikací pro rozvoj metrologie beta radionuklidů. Hlavním přínosem realizovaného výzkumu je ...
Vývoj lehkých žáruvzdorných kompozitů na bázi hlinitanového cementu
Reiterman Pavel; Marcel Jogl; Doležel Tomáš
2021 -
Vývoj nových kompozitních materiálů je celosvětově mimořádně progresivní odvětví inženýrské činnosti. Principem kompozitů je kombinace rozdílných materiálů, kterou vzniká zcela nový materiál se specifickými vlastnostmi. Tato disertační práce přispívá do kategorie experimentálního výzkumu a vývoje speciálních kompozitů. Snahou této studie je příprava lehčených žárovzdorných kompozitů s dobrými mechanickými vlastnostmi, které by vedly k technicky ekonomickým řešením. Oheň patří k jednomu z nejnebezpečnějších aspektů betonových konstrukcí. Pokud je beton vystaven vysokým teplotám, jeho mechanické chování se dramaticky mění s nárůstem teploty. Důležitá není pouze maximální teplota, ale také doba, po kterou je konstrukce vystavena extrémní teplotě, a rychlost, s jakou teplota stoupá. To vše může vést k explozivnímu odprýskávání betonu s vážnými důsledky pro konstrukci a osoby v její blízkosti. Účelem navrhovaných kompozitů je působit jako tepelná bariéra ve volitelném tvaru a snížit tak přenos tepla z vysokoteplotního zdroje. Křemičité kamenivo a cementové kompozity na bázi portlandského cementu nejsou schopny odolat účinkům vysokých teplot, proto směsi v tomto experimentu jsou navrženy na bázi hlinitanového cementu a obsahují pouze složky, které odolávají vysokým teplotám. Pro účel výzkumu byly připraveny malé hranolové vzorky vystavené teplotám 105, 400, 600 a 1000 °C. Výstupem této práce je analýza vlivu žáruvzdorných komponentů a jejich reakce na postupné teplotní zatížení. Fyzikálními a mechanickými zkouškami byly zkoumány a vyhodnoceny různé kombinace lehčeného kameniva, provzdušňovací přísady a vláken v navržených směsích. Experimentální výsledky prokázaly pozitivní účinek použitých materiálů v žáruvzdorné kompozici. Mechanické vlastnosti navržených kompozitů dosáhly hodnot vysoké kvality, též i další užitné vlastnosti. Ani při zvýšené teplotě 1 000 °C nedošlo k nepříznivým účinkům, jako je zmíněné explozivní odprýskávání.The development of new composite materials is a worldwide extremely progressive branch of engineering activity. The principle of composite materials is a combination of different materials providing an entirely new material with specific properties. The effort of the present thesis is the preparation of lightweight refractory composites with good mechanical properties, which would reach technically economical solutions. Fire belongs to one of the most dangerous aspects of concrete structures. If concrete is subject to high temperatures, its mechanical behavior changes dramatically with the increase in temperature. It is not only the maximum temperature that is important, but also the time at which the structure is exposed to the extreme temperature and the rate at which the temperature rises. All that can lead to explosive spalling with serious consequences to the structure and people. The purpose of the proposed composite is to act as a thermal barrier in an optional form and reduce the heat transfer from a high-temperature source. Silica composites based on Portland cement and silica aggregates are not able to resist the effects of high temperatures, therefore, the mixtures in this experiment include only components that can resist high temperatures. For the experimental program, small prismatic specimens based on aluminous cement were prepared and exposed to temperatures of 105, 400, 600, and 1000 °C. One output of this study is the analysis of the influence of refractory compositions and their response to gradual temperature loading. Various compositions of lightweight aggregates, air-entraining additives, and fibers were investigated and evaluated by physical and mechanical testing. Experimental results have shown a positive effect of the used materials in a refractory composition. The mechanical properties of the designed composites have achieved values of high quality, as well as other utility properties. No adverse effects, such as explosive spalling, occurred even when the temperature had been increased to 1000 °C.
Keywords:
Lehčený kompozit; žáruvzdorné materiály; teplotní zatížení; zbytkové mechanické vlastnosti; hlinitanový cement; čedičová vlákna; Lightweight composite; refractories; temperature loading; residual mechanical properties; aluminous cement; basalt fibers
Available in digital repository of ČVUT.
Vývoj lehkých žáruvzdorných kompozitů na bázi hlinitanového cementu
Vývoj nových kompozitních materiálů je celosvětově mimořádně progresivní odvětví inženýrské činnosti. Principem kompozitů je kombinace rozdílných materiálů, kterou vzniká zcela nový materiál se ...
Optimalizace Bayesovských sítí a jejich predikčních vlasností
Nagy Ivan; Miroslav Vaniš; Sklenář Jaroslav
2021 -
Obecně platí, že Bayesovské sítě se dají vytvořit dvěma základními způsoby: pomocí tzv. strukturního algoritmu z dat či pomocí experta. Tato práce se zaměřuje na propojení těchto přístupů. Hlavním cílem je potom algoritmus pro slučování dvou různých Bayesovských sítí do finální sítě, která by měla být lepší pro budoucí datovou analýzu. Algoritmus pracuje na základě ohodnocení jednotlivých uzlů v Bayesovských sítítch a jejich výběru do této finální sítě. Algoritmus je nejdříve popsán na jednoduchých příkladech a poté matematicky včetně informace o jeho evaluaci. Dále jsou v práci popsány limity tohoto algoritmu a návrhy na jeho budoucí vylepšení. Na závěr je tento slučovací algoritmus demonstrován na příkladu reálných dat.Generally, Bayesian networks can be created in two basic ways: by a structural algorithm or by an expert. This work focuses on the interconnection of these two approaches. The main goal is an algorithm for merging two different Bayesian networks into a final one, which will be better for data analysis.The algorithm works on the principle of selecting edges based on the score of nodes in the input networks. The algorithm is described by simple examples and then mathematically, including a description of its evaluation. Finally, the algorithm is then illustrated on the example of real traffic accident data.
Keywords:
Bayesovské sítě; optimalizace; slučovací algoritmus; predikce; Bayesian networks; Optimization; Merging Algorithm; Prediction
Available in digital repository of ČVUT.
Optimalizace Bayesovských sítí a jejich predikčních vlasností
Obecně platí, že Bayesovské sítě se dají vytvořit dvěma základními způsoby: pomocí tzv. strukturního algoritmu z dat či pomocí experta. Tato práce se zaměřuje na propojení těchto přístupů. Hlavním ...
Kompaktní mikroskopie se strukturním osvětlením a hodnocení výkonu v superrezolučním zobrazování živých buněk
Klíma Miloš; Jakub Pospíšil; Lasser Theo
2021 -
Mikroskopie se strukturním osvětlením (structured illumination microscopy – SIM) je jedním z nejpoužívanějších způsobů ve fluorescenční mikroskopii, jak dosáhnout prostorového rozlišení za hranicí difrakčního limitu. SIM, jako metoda schopná tzv. superrozlišení (super-resolution – SR), zdvojnásobuje prostorové rozlišení optického mikroskopu, což je dostatečné pro vizualizaci buněčných organel a jejich substruktur o velikosti _100 nm. Současné komerčně dostupné SR-SIM mikroskopy jsou často finančně nedostupné pro mnoho biologických laboratoří a jsou relativně objemnými systémy pokrývajícími více než jeden optický stůl. Vysoká poptávka po levných kompaktních SR-SIM mikroskopech vede k vývoji nových systémů, využívajících alternativní způsoby generování pruhovaného vzoru osvětlení nezbytného pro SIM rekonstrukci, např. pomocí digitálního mikrozrcadlového zařízení (digital micromirror device – DMD), feroelektrického mikrodispleje z tekutých krystalů (ferroelectric liquid crystal on silicon – FLCOS) nebo vláknové optiky. Tato práce podrobně popisuje vývoj nového SIM zařízení využívající komponenty vláknové optiky (fiberSIM). Navrhovaný SIM systém poskytuje slibné výsledky v oblasti super-resolution mikroskopie potvrzující tento koncept a ukazuje, že fiberSIM by se mohl stát základem pro univerzálního “Plug&Play” modulu schopný proměnit jakýkoli konvenční mikroskop v SR-SIM zařízení. Práce dále představuje pět volně dostupných SIM datových sad s kompletní dokumentací. Tato SIM data poskytují referenci nezbytnou pro další vývoj rekonstrukčních algoritmů nebo nástrojů pro analýzu v SR-SIM mikroskopii. Posledním krokem ve vývoji SR mikroskopu je kvantitativní vyhodnocení zlepšení rozlišení. V této práci je představena nedávno vyvinutá technika odhadu rozlišení založená na analýze kruhově průměrované spektrální výkonové hustoty (circular average power spectral density – PSDca). Navržená metoda umožňuje určit limit rozlišení z jednoho snímku, což je vhodné pro analýzu videosekvencí živých buněk. Práce dále pojednává nejpoužívanější konvenční techniky hodnocení rozlišení, které jsou schopny měřit skutečné meze rozlišení mikroskopu. Kombinace kompaktní nízkonákladové osvětlovací jednotky pro SIM s open-source algoritmy pro rekonstrukci a analýzu zpřístupňuje SR-SIM mnoha biologickým laboratořím.Structured illumination microscopy (SIM) is one of the most common means of achieving a spatial resolution beyond the diffraction limit in fluorescence microscopy. The superresolution SIM doubles the spatial resolution of optical microscopy, which is sufficient to visualize cellular organelles and their substructures at _100 nm. Current commercially available SR-SIM microscopes are often unaffordable to many biological laboratories and are relatively bulky systems covering more than one optical table. The high demand for inexpensive compact SR-SIM microscopes leads to the development of the custom-built systems using alternative ways of generating the striped illumination pattern essential for the SIM reconstruction, e.g., using a digital micromirror device (DMD), a ferroelectric liquid-crystal-on-silicon (FLCOS) microdisplay, or fiber optics. This thesis details development of a novel custom-built structured illumination microscopy system based on all-fiber optic components (fiberSIM). The proposed SIM system provides promising super-resolution results confirming the concept and indicates that fiberSIM could become the basis of a versatile “Plug&Play” illumination module with the capability of turning any conventional microscope into the SR-SIM microscope. Furthermore, five freely available SIM datasets with complete documentation are introduced. This SIM data provides a benchmark essential for the further development of reconstruction algorithms or analysis tools in SR-SIM microscopy. The final step in the development of a custom-built SR microscope is the quantitative evaluation of the resolution gain. In this thesis, a recently developed resolution estimation technique based on circular average power spectral density (PSDca) analysis is introduced. The proposed method allows to determine the resolution limit from a single image, which is suitable for the analysis of video sequences of a living cell. Furthermore, the most common conventional resolution assessment techniques that are able to measure the actual resolution limits of a microscope are discussed. The combination of a compact low-cost SIM illumination unit with open-source reconstruction and analysis algorithms makes SR-SIM available to any biological laboratory.
Keywords:
super-resolution (SR); mikroskopie se strukturním osvětlením (SIM); zobrazování živých buněk; vláknová optika; rozlišení; odhad; spektrální výkonová hustota (PSD); Fourierova transformace; super-resolution (SR); structured illumination microscopy (SIM); live cell imaging; fiber optics; resolution; estimation; power spectral density (PSD); Fourier transform.
Available in digital repository of ČVUT.
Kompaktní mikroskopie se strukturním osvětlením a hodnocení výkonu v superrezolučním zobrazování živých buněk
Mikroskopie se strukturním osvětlením (structured illumination microscopy – SIM) je jedním z nejpoužívanějších způsobů ve fluorescenční mikroskopii, jak dosáhnout prostorového rozlišení za hranicí ...
Modelování zděných konstrukcí ve více měřítkách
Jirásek Milan; Claudio Pagani; Beyer Katrin
2021 -
Zdivo je materiál použitý ve většině stavebních památek na celém světě. Spolehlivé nástroje pro analýzu zděných konstrukcí jsou zapotřebí nejen pro vyhodnocení jejich seismické zranitelnosti, ale také při návrhu opatření směřujících k obnovení či zvýšení únosnosti existujících budov, které si zaslouží ochranu. Zdivo je nelineární, heterogenní a anizotropní materiál, jehož vlastnosti silně závisejí na základních stavebních jednotkách, tedy blocích (cihlách) a maltě, a na jejich prostorovém uspořádání. Pro simulaci mechanického chování zděných konstrukcí byla vyvinuta řada modelů, které se liší mírou rozlišení. Pro velké konstrukce vede snaha o výpočetní efektivitu ke zjednodušeným modelům, charakterizovaným rozdělením zděných stěn na makroprvky. Významným zástupcem této skupiny modelů je metoda ekvivalentního rámu. Její podstatou je nahrazení zděné stěny idealizovaným rámem, přičemž panely jsou modelovány jako nosníky charakterizované odpovídajícím mechanickým chováním. Míra rozlišení může být zvýšena tím, že se každý makroprvek uvažuje jako homogenizované kontinuum s vlastnostmi, které reprodukují celkovou odezvu určitého výseku heterogenní mikrostruktury. Formulace vhodného konstitutivního zákona ale není lehkou úlohou. Tento zákon by měl fenomenologicky reprodukovat mechanické chování materiálu, včetně vzniku tahových trhlin, smykového pokluzu, drcení v tlaku a dalších jevů. Navíc tento přístup vyžaduje těžkopádnou identifikaci mechanických parametrů, které není vždy snadné určit na základě běžných laboratorních testů materiálu. K popisu role základních stavebních jednotek a jejich interakce může posloužit model formulovaný na mikroúrovni, který explicitně bere v úvahu jednotlivé bloky, maltu a rozhraní mezi nimi. Tato práce se zabývá zděnými konstrukcemi na několika úrovních rozlišení. Problémy s formulací modelů ekvivalentního rámu v případě nepravidelného rozmístění otvorů se zkoumají na základě porovnání výsledků pro ekvivalentní rámy s výsledky získanými metodou konečných prvků, o které lze předpokládat, že lépe postihuje skutečné chování nepravidelných stěn. Provedená parametrická analýza zděných pilířů modelovaných jako homogenizované kontinuum je zaměřena na posouzení vlivu tvaru a svislého tlakového zatížení na nelineární statické chování. Pozornost se pak přesouvá na jemnější úrovně rozlišení, na nichž se zkoumá lokalizace nepružného přetváření, která ovlivňuje konstitutivní zákony pro modelování zdiva na makro a mikroúrovni. Provádí se lokalizační analýza ortotropního makroskopického modelu formulovaného podle teorie plasticity s více plochami plasticity, v jejímž rámci jsou odvozeny analytické podmínky lokalizace potvrzené simulacemi metodou konečných prvků. V závěru je vyvinut mikromechanický model pro pravidelné zdivo a pomocí něj se na reprezentativním objemu materiálu analyzují lokalizační vlastnosti, ovlivněné velikostí tohoto objemu a předpokládanými směry periodicityMasonry represents the material used in the great majority of the world building heritage structures. Reliable tools for analysis of masonry structures are needed not only for seismic vulnerability assessment but also to properly design interventions to restore and strengthen existing buildings, which deserve to be preserved. Masonry is a nonlinear, heterogeneous, and anisotropic material whose properties strongly depend on its microstructure, typically composed of two phases, blocks and mortar, and on the way it is assembled. To simulate the mechanical behavior of masonry structures, numerous models have been developed, characterized by different detailing levels. For large structures, the need for computational efficiency leads to simplified models characterized by the subdivision of masonry walls in macro-elements. A notable example of this group of models is the equivalent-frame method, which consists of identifying the masonry wall with an ideal frame, where panels are modeled as beams characterized by proper mechanical behavior. The detailing level can be increased by considering each macro-element as a homogenized continuum, assuming that, at the scale of representation, masonry can be treated as a continuum having mechanical properties that reproduce the overall response of a certain portion of the heterogeneous microstructure. However, the formulation of a suitable constitutive law is not an easy task. It should phenomenologically reproduce the material mechanics, including tension cracking, shear sliding, compressive crushing, and many other aspects. Moreover, this approach requires a cumbersome identification of mechanical parameters that are not always easy to determine from basic experimental tests on the material. To consider the role of each constituent and the effects of their interactions, a microscale model can be set up, where blocks, mortar joints, and mortar-block interfaces are represented explicitly. In this work, masonry structures are studied at several detailing levels. An issue affecting equivalent-frame models, namely the presence of irregularity in the wall opening layout, is addressed by comparing equivalent-frame results with finite-element ones, which are assumed to better represent the actual behavior of irregular walls. A parametric analysis on masonry piers, modeled as a homogenized continuum, is carried out, aimed to assess the influence of the height-to-width ratio and the vertical compression load on the nonlinear static behavior. The focus is then shifted to finer scales. The localization analysis of an orthotropic macro-scale model in the framework of multi-surface plasticity is presented, deriving analytical localization conditions corroborated by finite element simulations. Finally, a microscale model for regular masonry is developed to analyze the localization properties of the representative volume element, also by investigating the role of its size and periodicity directions.
Keywords:
masonry mechanics; modeling of masonry structures; equivalent-frame method; homogenized continuum modeling; localization analysis; homogenization of representative volume elements; masonry mechanics; modeling of masonry structures; equivalent-frame method; homogenized continuum modeling; localization analysis; homogenization of representative volume elements
Available in digital repository of ČVUT.
Modelování zděných konstrukcí ve více měřítkách
Zdivo je materiál použitý ve většině stavebních památek na celém světě. Spolehlivé nástroje pro analýzu zděných konstrukcí jsou zapotřebí nejen pro vyhodnocení jejich seismické zranitelnosti, ale také ...
Lomové vlastnosti cementových kompozitů v mikroměřítku
Němeček Jiří; Jiří Němeček; Šmilauer Vít
2021 -
Tato práce je zaměřena na experimentální zkoumání lomových s nimi souvisejících mechanických vlastností cementových kompozitů na mikroúrovni. Naměřená data jsou použita pro lepší pochopení jejich mikrostruktury, detailní mechanickou charakterizaci fází materiálu na mikroúrovni a jako vstupní data do více-škálových modelů, které mohou předpovídat makroskopické mechanické vlastnosti. Charakterizace mechanických vlastností (Youngův modul, tvrdost, dotvarování) jednotlivých hydratačních produktů je možná díky pokročilé experimentální technice, nanoindentaci. Nedávno byl představen nový mód, vysokorychlostní nanoindentace (XPM), umožňující měření map lokálních mechanických vlastností v řádu minut. Tento mód byl porovnán se standartními módy nanoindentace. Lomové vlastnosti (pevnost v tahu a lomová energie) na mikroúrovni byly měřeny pro jednotlivé hydratační produkty čisté cementové pasty a poprvé také pro cementovou pastu s příměsí mikrosiliky a pro hlavní reakční produkt alkalicky aktivovaného popílku. Experimenty byly provedeny na 14-20 µm dlouhých mikrokonzolkách, které byly vyrobeny za pomocí fokusovaného iontového svazku (FIB). Podobné hodnoty pevnosti v tahu byly zjištěny pro vnější produkt (≈260 MPa) a vnitřní produkt (≈700 MPa) čistých a směsných cementových past. Dále bylo zjištěno, že pevnost v tahu N-A-S-H gelu (≈340 MPa) je mechanicky srovnatelná s vnějším produktem. Dále byl kvantifikován účinek vakua a tepla generovaného FIBem během výroby. Scratch test byl další použitou technikou pro získání lomové houževnatosti jednotlivých hydratačních produktů cementové pasty. A samotné experimenty byly podpořeny technikami, kterými byly elektronová mikroskopie a nedestruktivní metoda akustické emise. Výsledky lomové houževnatosti dobře korespondují s výsledky ohybu mikro-trámečků. Na závěr byly provedeny dva prvotní experimenty poskytující předběžná data vícefázového testování, z důvodu nalezení příčiny rychlého poklesu mechanických vlastností z mikro úrovně na mezo úroveň.This thesis is focused on the experimental investigation of fracture and related mechanical properties of cementitious composites at micro-level. The measured data are used for a better understanding of microstructure, detailed mechanical characterization of micro-scale material phases and as an input for multi-scale models, which can predict macroscopic mechanical properties. Characterization of mechanical properties (Young's modulus, hardness, creep) of individual hydration products is possible due to advanced experimental technique, nanoindentation. Recently a new nanoindentation mode accelerated property mapping (XPM) was designed to access local mechanical properties map in a few minutes. The mode was compared to standard nanoindentation techniques. Fracture properties (tensile strength and fracture energy) on a micrometer scale were measured for individual hydration products of pure cement paste and for the first time for silica fume blended cement paste and for main reaction products of alkali-activated fly-ash. The experiments were performed on the 14-20 µm long micro-cantilever beams, fabricated by Focused Ion Beam (FIB). Similar values of tensile strength were found for the outer product (≈260 MPa) and inner product (≈700 MPa) of pure and blended cement pastes. Additionally, the tensile strength of N-A-S-H gel (≈340 MPa) was found to be mechanically comparable with the outer product. Moreover, the effects of a high vacuum and FIB milling were studied. The scratch test was used as another technique to access fracture toughness of individual hydration products cement paste. The scratch tests were supported by techniques like Scanning Electron Microscopy and nondestructive acoustic emission method. The fracture toughness results correspond well with micro-cantilever bending results. Lastly, two initial experiments providing preliminary data of multiple phase testing were performed to find the source of the rapid decrease of mechanical properties from micro-scale to meso-scale.
Keywords:
lomová houževnatost; lomová energie; cementová pasta; mikro-trámeček; scratch test; C-S-H gel; N-A-S-H gel; akustická emise; fokusovaný iontový svazek; nanoindentace; tahová pevnost; mikrostruktura; XPM; fracture toughness; fracture energy; cement paste; micro-beam; scratch test; C-S-H gel; N-A-S-H gel; acoustic emission; focused ion beam; nanoindentation; tensile strength; microstructure; XPM
Available in digital repository of ČVUT.
Lomové vlastnosti cementových kompozitů v mikroměřítku
Tato práce je zaměřena na experimentální zkoumání lomových s nimi souvisejících mechanických vlastností cementových kompozitů na mikroúrovni. Naměřená data jsou použita pro lepší pochopení jejich ...
Interakce textilní výztuže a vysokopevnostní betonové matrice
Hájek Petr; Tomáš Vlach; Bílek Vlastimil
2021 -
Tato práce je zaměřena na vzájemné spolupůsobení textilní výztuže impregnované epoxidovou pryskyřicí s matricí z vysoko-hodnotného betonu. Zabývá se možností snadného experimentálního stanovení podmínek spolupůsobení a jeho zlepšení, modelováním chování takto vyztužené konstrukce na základě těchto experimentů pomocí softwaru pro nelineární analýzu betonových konstrukcí ATENA Engineering. Kromě samotné zkoušky spolupůsobení a jejího modelování je v práci uvedeno několik příkladů modelů na zkoušku ohybové pevnosti zkušebních desek z textilního betonu v porovnání s výsledky experimentálních zkoušek. Navazuje na výsledky diplomové práce předložené autorem v roce 2014. Od této doby začal sběr dat o textilních betonech s výztuží sycenou epoxidovou pryskyřicí, měření jejich veškerých materiálových parametrů pro následné numerické modelování a vývoj dalších podkladů pro přesnější a jednoduchý návrh konstrukcí z textilních betonů.This work is focused on the interaction of textile reinforcement impregnated with epoxy resin with a matrix of high-performance concrete. It deals with the possibility of easy experimental determination of the interaction conditions of these materials and its improvement, as well as modeling of the behavior of these both materials based on the experiments using software for nonlinear analysis of concrete and reinforced concrete structures ATENA Engineering. In addition to the interaction pull-out test itself and its modeling, the work presents several examples of models for testing of flexural strength of textile reinforced concrete slabs in comparison with the results of experimental tests. It follows the results of the diploma thesis submitted by the author in 2014. Since then, it began the collection of data on textile reinforced concretes with impregnated alkali-resistant glass roving, measurement of all material parameters for subsequent numerical modeling and development of process for more accurate and simple design of textile reinforced concrete structures.
Keywords:
textilní beton; textilní výztuž; technické textilie; vysokohodnotný beton; soudržnost; roving; epoxidová pryskyřice; numerické modelováni; textile reinforced concrete; textile reinforcement; technical textiles; high-performance concrete; cohesion; roving; epoxy resin; numerical modeling
Available in digital repository of ČVUT.
Interakce textilní výztuže a vysokopevnostní betonové matrice
Tato práce je zaměřena na vzájemné spolupůsobení textilní výztuže impregnované epoxidovou pryskyřicí s matricí z vysoko-hodnotného betonu. Zabývá se možností snadného experimentálního stanovení ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases