Vědecko-výzkumné aktivity v Laboratoři anorganických materiálů lze rozdělit na dvě odborné specializace, a to anorganická pojiva a keramické materiály.

Výzkumné aktivity v problematice anorganických pojiv:

• Udržitelnost a cirkulární ekonomika ve stavebních materiálech – technologický vývoj, zvyšování energetické efektivity a snižování ekologické zátěže technologií výroby pojiv (portlandských cementů, nízkoenergetických a speciálních cementů na bázi belitu či sulfoaluminátů, vzdušného a hydraulického vápna a síranových pojiv).
• Vývoj čistě bezcementových pojiv (alkalicky aktivované materiály, geopolymery, SCM materiály, CarbiCrete aj.).
• Zvyšování užitných parametrů materiálů na bázi anorganických pojiv – betony (samozhutnitelné, vysokohodnotné, přepjaté, lehčené aj.), pórobetony, omítkoviny, speciálních maltoviny (podlahové stěrky, lepidla aj.).
• Vývoj nové generace anorganických pojiv s vlastnostmi plastů – MDF kompozity.
• Využívání sekundárních produktů z chemických, metalurgických výrob a energetiky v přípravě anorganických pojiv a materiálů se sníženou uhlíkovou stopou.

Výzkumné aktivity v oblasti keramických materiálů:

• Pokročilá funkční keramika – elektrokeramika (optimalizace složení a tepelného zpracování pro dosažení žádaných elektromagnetických vlastností), fotokeramické kompozitní materiály (syntéza, tvarování a tepelné zpracování), aditivní technologie zpracování (3D tisk metodou SLA a DLP), biokeramické materiály pro medicínské aplikace (materiály pro zubní a kostní náhrady).
• Technická a konstrukční keramika – intenzifikace výrobních procesů, úprava pálící křivky pro dosažení žádaných vlastností, procesy probíhající při vypuzování tvářecích přísad, fázové a strukturní změny v průběhu tepelného zpracování.
• Žárovzdorné materiály – optimalizace přípravy hutných, izolačních i monolitických typů, vývoj nízkocementových a bezcementových pojiv, zkoušky vlastností a odolnosti, konzultace při výběru žárovzdorného materiálu, posouzení stavu koroze vyzdívek a analýza příčin selhání materiálu.
• Keramické suroviny – úprava, zkoušení vlastností a analýza složení keramických surovin (jíly, plastické zeminy, plniva, taviva aj.).
• Obecné využití cirkulární ekonomiky a udržitelného přístupu k surovinám a výrobním technologiím.

• Nový směr k udržitelným stavebním materiálům prostřednictvím pokročilých povrchových úprav na bázi lithných silikátů
  GA22-04828S
  Za posledních desetiletí byla obsáhle studována možnost využití povrchových úprav betonu. V tomto ohledu se stává v technologii betonu stále populárnější ošetřování pomocí roztoků křemičitanů, zejména pokud se jedná o předcházení poškození betonu v souvislosti s jeho vystavením extrémně agresivním prostředím. Zároveň v dnešní době významně narůstá podíl produkovaných lithných křemičitanů určených pro povrchové úpravy betonu na úkor sodných nebo draselných, a proto je cílem tohoto projektu vývoj nové generace povrchových úprav na bázi lithných silikátů, které budou zdokonaleny přídavkem organických přísad. Významný cíl navrhovaného projektu představuje rovněž hlubší pochopení mechanismů interakce mezi roztoky křemičitanů s cementovým podkladem, stejně tak i následný přímý dopad na trvanlivost ošetřovaných betonů. Získané znalosti pomohou předpovědět živostnost povrchově ošetřených betonů a otevřou příležitost k výrobě více udržitelných stavebních materiálů.
• Výzkum kombinovaného účinku oxidů síry, mědi a lithia na tvorbu a vlastnosti slínku portlandského cementu
  GA23-05082S
  Cílem projektu je objasnění mechanismů kombinovaného působení SO3, CuO a Li2O na tvorbu portlandského slínku a prohloubení poznatků na poli mineralizovaných nízkoenergetických cementů. Předpokládá se získání nových, doposud nepublikovaných poznatků o působení různých kombinací Li2O, CuO a SO3 na fázové složení, strukturu a vlastnosti slínku. Je známo, že Li2O a CuO působí pozitivně na palitelnost slínku razantním snížením teploty vzniku taveniny, ale negativně na tvorbu hlavní slínkové fáze alitu. Síra také podporuje tvorbu belitu na úkor alitu, ale zároveň stabilizuje hydraulicky aktivnější modifikaci alitu M1. Předpokládá se, že vhodnou kombinací těchto prvků budou vznikat slínky s vysokým obsahem alitu při teplotě výpalu až o 150°C nižší než při výrobě běžného slínku, s kvalitními technologickými parametry. Realizace předkládaného výzkumného projektu by znamenala rozšíření poznatků v oblasti heterogenních reakcí při tvorbě slínkových fází. Pro praxi by získané poznatky mohly znamenat nový pohled na možnosti výroby ekonomicky a ekologicky výhodných nízkoenergetických cementů.
• Prostředky pro zvýšení balistické ochrany vozidel a kritické infrastruktury
  TAČR – TREND FW01010021
  Cílem projektu je materiálový výzkum a následný vývoj prostředků pro pasivní balistickou ochranu objektů kritické infrastruktury a vozidel určených pro potřeby bezpečnostních složek státu jako je armáda nebo integrovaný záchranný systém. V průběhu projektu budou vyvinuta řešení pro balistickou ochranu využívající současných i nově vyvinutých pokročilých materiálů, jako jsou ultra-vysokohodnotné cementové kompozity, vysokopevnostní oceli a hliníkové slitiny, pokročilá oxidová a neoxidová keramika a hybridní vysokopevnostní lamináty. Výsledky projektu představují komplexní řešení balistické ochrany jak z hlediska materiálového, tak z hlediska strukturního. Naplnění cílů projektu přispěje primárně ke zvýšení a zajištění bezpečnosti obyvatelstva.
• Další projekty

• BÍLEK, V.; NOVOTNÝ R.; KOPLÍK, J.; KADLEC, M.; KALINA, L. Philosophy of rational mixture proportioning of alkali-activated materials validated by the hydration kinetics of alkali-activated slag and its microstructure. Cement and Concrete Research, 2023, roč. 168, ISSN: 0008-8846
• KALINA, L.; BÍLEK, V.; HRUBÝ, P.; ILIUSHCHENKO, V.; KALINA, M.; SMILEK, J. On the action mechanism of lignosulfonate plasticizer in alkali-activated slag-based system. Cement and Concrete Research, 2022, roč. 157, č. 0, s. 1-12. ISSN: 0008-8846.
• BOCIAN, L.; NOVOTNÝ, R.; ŠOUKAL, F.; PALOVČÍK, J.; BŘEZINA, M.; KOPLÍK, J. Influence of Anticorrosive Surface Treatment of Steel Reinforcement Fibers on the Properties of Ultra-High Performance Cement Composite. Materials, 2022, roč. 15, č. 23, s. 1-16. ISSN: 1996-1944.
• KALINA, L.; BÍLEK, V.; BARTONÍČKOVÁ, E.; KALINA, M.; HAJZLER, J.; NOVOTNÝ, R. Doubts over capillary pressure theory in context with drying and autogenous shrinkage of alkali-activated materials. Construction and building materials, 2020, roč. 248, č. 118620, s. 1-8. ISSN: 0950-0618.
• BÍLEK, V.; HRUBÝ, P.; ILIUSHCHENKO, V.; KOPLÍK, J.; KŘIKALA, J.; MARKO, M.; HAJZLER, J.; KALINA, L. Experimental Study of Slag Changes during the Very Early Stages of Its Alkaline Activation. Materials, 2021, roč. 15, č. 1, s. 1-21. ISSN: 1996-1944.
• PTÁČEK, P.; ŠOUKAL, F.; OPRAVIL, T. Thermal decomposition of ferroan dolomite: A comparative study in nitrogen, carbon dioxide, air and oxygen. SOLID STATE SCIENCES, 2021, roč. 2021, č. 122, s. 106778-106790. ISSN: 1293-2558.

• KUZIELOVA, E.; TATARKO, M.; SLANÝ, M.; ŽEMLIČKA, M.; MÁSILKO, J.; NOVOTNÝ, R.; PALOU, M. Early and middle stages of multicomponent cement hydration under the effect of geothermal water and increased temperatures. GEOTHERMICS, 2023, roč. 108, č. únor, ISSN: 0375-6505
• DAMBRAUSKAS, T.; DAVIDOVICIENE, D.; BALTAKYS, K.; EISINAS, A.; JASKUNAS, A.; ŠILER, P.; RUDELIS, V.; ŠVEDAITĖ, E. Effect of intercalated metal ions on the specific surface area and porosity of dibasic calcium silicate hydrate. SURFACES AND INTERFACES, 2022, roč. 33, č. OCT 2022, ISSN: 2468-0230.
• PALOU, M.; NOVOTNÝ, R.; KUZIELOVA, E.; ŽEMLIČKA, M.; ČEPČIANSKA, J.; PODHORSKA, J. The influence of supplementary cementitious materials on the hydration of Dyckerhoff G-Oil cement. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2022, roč. 147, č. 18, s. 9935-9948. ISSN: 1388-6150.
• CATAURO, M.; ŠILER, P.; MÁSILKO, J.; RISOLUTI, R.; CIPRIOTI, S. Synthesis, Structural, Morphological and Thermal Characterization of Five Different Silica-Polyethylene Glycol-Chlorogenic Acid Hybrid Materials. Polymers, 2021, roč. 13, č. 10, s. 1-13. ISSN: 2073-4360.
• Další články

S ČÍM VÁM MŮŽEME POMOCI:

POTŘEBUJETE ANALÝZU VZORKŮ, MATERIÁLŮ ČI PROCESŮ?

• morfologie, mikrostruktura, mapování (analýza pomocí elektronové, optické či konfokální mikroskopie),
• chemické složení (analýza pomocí ICP-OES; AAS; FT-IR; Raman; UV-VIS; elementární analýza prvků C, S, N, O; XRF),
• fázové složení a krystalografie (kvalitativní i kvantitativní analýza; určení amorfního podílu; in situ sledování krystalických změn při definované vlhkosti do 200 °C a za standartních podmínek až do 1200 °C),
• chování materiálů během ohřevu (kvantifikace a kinetika probíhajících reakcí a procesů pomocí TG-DTA, TG-DSC; analýza plynných produktů pomocí EGA, MS a FT-IR analýzy; izotermická a izoperibolická kalorimetrie; termomechanická analýza),
• mechanické vlastnosti (destruktivní a nedestruktivní zkoušky; pevnost v tahu za ohybu; pevnost v tlaku; modul pružnosti; tvrdost),
• pokročilá analýza vlastností (elektrochemické a elektrické vlastnosti; heterogenní a foto katalýza).

CHCETE NAVÁZAT SPOLUPRÁCI? OBRAŤTE SE NA NÁS:

• realizace projektů aplikovaného i základního výzkumu,
• příprava projektových žádosti na různých platformách (TA ČR, GA ČR, OP PIK, OP TAK, MPO, HORIZON, HEUREKA aj.),
• příprava podkladů pro podání výsledků aplikovaného výzkumu do RIV, patentových žádosti či jiných podpůrných materiálů (patentová rešerše aj.),
• spolupráce na vývoji nových technologii a materiálů pro různé aplikace.

• ČEZ Energetické produkty s.r.o. Zabývá se oblastí dalšího zpracování a využívání vedlejších energetických produktů (zejména prodej popílku, energosádrovce, strusky a stabilizátu externím zákazníkům, poskytování komplexních služeb při realizaci technické a biologické rekultivační výstavby atd. S touto společností jsou řešena témata týkající se především využití vedlejších energetických produktů. Další řešená témata se týkala např. snižování obsahu dusíku ve vedlejších energetických produktech.
• SChem, a.s. Společnost se zaměřením na výrobu koloidních silikátových materiálů a vývoj speciální anorganické chemie, zejména silikátů a solí. Součástí podnikání je poradenství v oblasti údržby a úprav výrobních procesů.
• Unipetrol RPA s.r.o. Přední český producent v oblasti rafinérských, petrochemických a agrochemických produktů, což se odráží i ve zkratce RPA: rafinérie, petrochemie, agrochemie. S touto společností jsme v minulosti spolupracovali v rámci výzkumu zaměřeného na životnost vyzdívek spalovacích reaktorů. Díky tomuto výzkumu byl optimalizován reaktor a došlo k úspoře v hodnotě několika desítek milionů korun za rok.
• TDK Electronics s.r.o. Společnost vyrábí elektronické součástky a komponenty, které se nacházejí téměř ve všech elektrických a elektronických zařízeních kolem nás. Mají zásadní význam pro zajištění spolehlivého napájení, zpracování elektrických signálů a chrání obvody před selháním a poruchou.
• Českomoravský cement a.s. Společnost Českomoravský cement, a.s. je součástí skupiny Heidelberg Cement v České republice. Jedná se o jednoho z největších výrobců a dodavatelů stavebních materiálů v ČR. S touto společností jsou řešena témata týkající se optimalizace výpalu feritových jader a povrchových úprav.
• Českomoravský cement: S touto společností jsou řešena témata týkající se vývoje hybridních cementů a zamezení negativního vlivu alkalicko-křemičité reakce. příprava vzorků materiálů, uchování těchto vzorků v normových podmínkách vlhkého i vodního uložení. Témata týkající se vývoje hybridních cementů a zamezení negativního vlivu alkalicko-křemičité reakce.
• HELUZ cihlářský průmysl v.o.s.: Česká firma, která vyrábí a na trh dodává kompletní cihelný systém pro hrubou stavbu a je největším českým výrobcem cihelného materiálu. V současné době má výrobní závody ve třech lokalitách.S touto společností jsou řešena témata týkající se vývoje nových materiálů z cihelného obrusu.
• P-D Refractories CZ a.s.: Společnost vyrábí a dodává materiál pro kompletní i částečné vyzdívky pro tepelná zařízení (agregáty), především pro koksové pece, vysoké pece (včetně ohřívačů větru), sklářské pece, elektrolyzéry primární výroby hliníku a další.
• BOGGES je společnost zaměřená na výzkum, vývoj, testování a odborné znalosti v oblasti výbuchové a balistické ochrany. Řeší především otázky a potřeby týkající se vývoje a vylepšení přežití personálu a vozidel na základě pokročilých materiálů a struktur. S touto společností jsou řešena témata týkající se vývoje materiálů pro balistickou ochranu.
• EXCALIBUR ARMY spol. s r.o.: EXCALIBUR ARMY navrhuje, vyvíjí a vyrábí široký sortiment vojenských vozidel a techniky. Cílem je nabízet výrobky vysoké kvality a zajišťovat množství služeb pro zákazníky po celém světě. Výrobní a opravárenské závody mají mnohaletou historii sahající až do padesátých let 20. století. S touto společností jsou řešena témata týkající se vývoje materiálů pro balistickou ochranu.
• Sedlecký kaolin a. s. byla založena v roce 1892 a stala se předním českým producentem kaolinu. S touto společností jsou řešena témata týkající se zvyšování bělosti kaolinu.
• Skanska a.s. Skanska AB je ve Švédsku registrovaná akciová společnost. Zabývá se stavebnictvím, vývojem a prodejem projektů a řadou specializovaných služeb. S touto společností spolupracujeme na výzkumu ekologických pojiv.
• CEMEX Czech Republic, s.r.o.: CEMEX je přední světový výrobce a dodavatel čerstvých betonových směsí, lehce zhutnitelných a samozhutnitelných betonů, cementových izolačních a výplňových litých směsí a dalších speciálních produktů. V České republice CEMEX provozuje více než 60 betonáren (betonárek). S touto společností řešíme otázky týkající se hodnocení kvality cementu a betonu.
• LB Cemix, s.r.o.: Součást rakouské nadnárodní skupiny Lasselsberger – jednoho z předních evropských výrobců suchých omítkových a maltových směsí, disperzních produktů, keramických materiálů a surovin. Na českém trhu patří s pěti výrobními závody dlouhodobě mezi přední výrobce stavebních hmot a dodavatele certifikovaných zateplovacích systémů. Nabízí ucelené systémové řady produktů, které jsou komplexním řešením od hrubé stavby až po finální úpravy. S touto společností jsou řešena témata týkající se vývoje a charakterizace speciálních maltovin.
• Cemmac a. s.: Jedná se o rakouskou nadnárodní společnost, která má cementárnu v Horném Srnie na Slovensku. Tato společnost se orientuje na výrobu stavebních hmot. S touto společností jsou řešena témata týkající se aplikace bypassových odprašků do alternativních pojiv. Zároveň byl s touto společností řešen projekt RISE v rámci kterého docházelo k vzájemnému propojení průmyslové a akademické sféry výměnou zaměstnanců mezi cementárnou v Horném Srní a FCH VUT.
• PRECHEZA a. s.: Rozhodujícím výrobním i obchodním artiklem akciové společnosti je titanová běloba, její prodej představuje velkou většinu z celkového obratu společnosti. Dále se na obratu společnosti podílejí železité pigmenty, kyselina sírová a ostatní výrobky. Z celkového objemu prodaných chemických výrobků jsou více jak čtyři pětiny exportovány. S touto společností jsou řešena témata týkající se vývoje redukčních přísad do cementu.
• Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s., (VÚSH) je soukromá výzkumná organizace se sídlem v Brně, která se už více než 75 let zabývá výzkumem v oblasti stavebních hmot a příbuzných oborech. VÚSH je, nebo byl řešitelem projektů spolufinancovaných prostřednictvím TA ČR, GA ČR, MPO a MŠMT a formou inovačních voucherů jednotlivých krajů. Dále realizuje i mezinárodní spolupráci účastí na řešení mezinárodních projektů a v mezinárodních tendrech. S touto společností řešíme společné projekty týkající se hodnocení kvality a vývoje anorganických materiálů.
• Výzkumný ústav maltovin Praha, s.r.o. Hlavní činností hlavní činností Výzkumného ústavu maltovin Praha je výzkum, vývoj, zkušebnictví, environmentální a standardizační činnost v těchto oblastech: cement, vápno, a vápence, malty a omítky, sádrovce a sádry, popílky a struska, a další hydraulická a vzdušná pojiva a maltoviny. S touto společností řešíme společné projekty týkající se hodnocení kvality a vývoje anorganických materiálů.