Project detail

Structure formation of advanced silicate composites with reduced impedance

Duration: 01.01.2020 — 31.12.2022

Funding resources

Czech Science Foundation - Mezinárodní projekty

- whole funder (2020-02-21 - 2022-12-31)

On the project

Silikátové kompozity jsou využívány pro jejich schopnost vytvoření pevné a stabilní struktury, která nabízí široké spektrum variant nastavení parametrů finální hmoty. Jenou z nových oblastí výzkumu jsou kompozity se sníženou impedancí. To vyžaduje vytvoření souvislé elektricky vodivé sítě pro překročení perkolačního prahu. Dosažení nízké hodnoty impedance je možné zajistit především použitím plniva až nanoplniva s vysokým obsahem uhlíku. Podstatou řešení projektu je v systematických krocích vytvořit silikátový kompozit se sníženou impedancí. Konkrétně bude řešena otázka vlivu charakteru elektricky vodivého plniva, vlivu kompozice směsi a vlivu vytvořené mikro a nanostruktury na impedanci a fyzikálně-mechanické parametry kompozitu. Vzhledem k malé chemické podobnosti uhlíkových nanosystémů s cementovou matricí bude nezbytné funkcionalizovat uhlíkový povrch pomocí vhodných typů přísad. Následovat bude studium vlivu vnějšího prostředí jako je vlhkost, teplota, deformace, zatěžování elektrickým proudem atp. na vývoj impedance a změny mikrostuktury.

Description in English
Silicate based composites are used for their ability of creating strong and stable structure, which has a wide variety of adjustable parameters of final material. One of new research areas is study of composites with reduced impedance. This property requires formation of coherent electrically conductive particle system to overcome percolation threshold. Achieving of low value of impedance can be assured mainly by using filler or nanofiller with high contents of carbon. The main objective of the project is to create silicate based composite material with low impedance in systematic steps. In particular, questions to be solved are those of influence of character of electrically conductive filler, composition of mixture and micro/nanostructure on impedance and physical-mechanical parameters of the composite. It will be also necessary to functionalize the carbon surface with appropriate admixtures. Consequently, influence of external environment on development of impedance and changes of microstructure will be examined, in particular humidity, temperature, deformation or electrical load.

Keywords
Impedance; silikátový kompozit; perkolační práh; mikrostruktura; nanostruktura; dispergace; uhlíkové částice;

Key words in English
Impedance, silicate composite, percolation treshold, microstructure, nanostructure, dispergation, carbon particles

Mark

20-09072J

Default language

Czech

People responsible

Brožovský Jiří, doc. Ing., CSc. - fellow researcher
Hermann Radek, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Melichar Jindřich, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Mészárosová Lenka, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Novák Vítězslav, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Rovnaník Pavel, prof. RNDr., Ph.D. - fellow researcher
Šteffan Pavel, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Černý Vít, doc. Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Institute of Technology of Building Materials and Components
- beneficiary (2019-04-03 - not assigned)

Results

ČERNÝ, V.; YAKOVLEV, G.; DROCHYTKA, R.; BARÁNEK, Š.; MÉSZÁROSOVÁ, L.; MELICHAR, J.; HERMANN, R. Impact of Carbon Particle Character on the Cement-Based Composite Electrical Resistivity. Materials, 2021, vol. 14, no. 24, p. 1-35. ISSN: 1996-1944.
Detail

YAKOVLEV, G.; ČERNÝ, V.; POLYANSKIKH, I.; GORDINA, A.; PUDOV, I.; GUMENYUK, A.; SMIRNOVA, O. The Effect of Complex Modification on the Impedance of Cement Matrices. Materials, 2021, vol. 14, no. 3, p. 1-11. ISSN: 1996-1944.
Detail

UHER V.; ČERNÝ, V.; DROCHYTKA, R.; BARÁNEK, Š. The Effect of Exposure Conditions on the Properties of Cementitious Composites with Reduced Electrical Resistivity. Buildings, 2022, vol. 12, no. 12, p. 1-22. ISSN: 2075-5309.
Detail

YAKOVLEV, G.; GORDINA, A.; RUZINA, N.; POLYANSKIKH, I.; PUDOV, I.; SHAYBADULLINA, A.; KHOZIN, V.; ČERNÝ, V. Gypsum Compositions Modified with Metallurgical Wastes. In Solid State Phenomena (Volume 325). Solid State Phenomena. Scientific.net, 2021. p. 104-109. ISBN: 978-303-571-870-6. ISSN: 1662-9779.
Detail

ROVNANÍK, P.; KUSÁK, I.; BAYER, P. Effect of water saturation on the electrical properties of cement and alkali-activated slag composites with graphite conductive admixture. Construction and building materials, 2022, vol. 361, no. 129699, ISSN: 0950-0618.
Detail

YAKOVLEV, G.; POLYANSKIKH, I.; GORDINA, A.; PUDOV, I.; ČERNÝ, V.; GUMENYUK, A.; SMIRNOVA, O. Influence of Sulphate Attack on Properties of Modified Cement Composites. Applied Sciences - Basel, 2021, vol. 11, no. 18, p. 1-13. ISSN: 2076-3417.
Detail