Chemicko-fyzikální laboratorní centrum
Projekt ?Chemicko-fyzikální laboratorní centrum Kloknerova ústavu? získal podporu v programu OPPK v rámci 8. Výzvy
priorita 3 ? Inovace a podnikání
oblast podpory 3.1 Rozvoj inovačního prostředí a partnerství mezi základnou výzkumu a vývoje a praxí po stránce ekonomické, finanční a technologické
registrační číslo projektu: CZ.2.16/3.1.00/21543
Cílem projektu je vytvoření chemicko-fyzikálního laboratorního centra vybaveného nejmodernějšími přístroji pro vývoj nových materiálů, technologií a metod pro dosažení dlouhodobé udržitelnosti stavební produkce, pro studium chování moderních i historických materiálů a konstrukcí při působení různých klimatických podmínek.
Vytvoření specializovaného centra je součástí strategie, kterou ústav zvolil k cílenému soustředění svých kapacit na zvlášť perspektivní směry materiálového výzkumu ve stavebnictví a k efektivnějšímu přenosu výsledků základního výzkumu do praxe.
Předmětem projektu je vytvoření chemicko-fyzikálního laboratorního centra pro výzkum (studium) silikátových materiálů využívaných ve stavebnictví. Projekt je realizován soustředěním současných kapacit Kloknerova ústavu ČVUT s chemicko-fyzikálním zaměřením a doplněním jejich experimentálních možností o přístroje a technické vybavení umožňující studium a analýzu chemicko-fyzikálních vlastností, interakcí a funkcí silikátových materiálů.
Projekt zahrnuje vybavení laboratoří novou technikou ? nákupem těchto přístrojů:
- Analyzátor velikosti částic
- Vibrační diskový mlýn
- Tavička perel pro rentgenfluorescenční spektrometry a ICP spektrometry
- Přesná pila
- Termický analyzátor – simultánní TGA/DTA/DSC systém
- Opticko emisní spektrometr s indukčně vázaným plazmatem ? ICP OES spektrometr
Tyto investice rozšíří experimentální kapacity Kloknerova ústavu ČVUT v oblasti silikátové chemie a fyziky a umožní překonat znalostní a komunikační barieru ? chybějící článek mezi znalostní úrovní dosahovanou přístupy inženýrského výzkumu a znalostní úrovní a charakterem poznatků potřebných pro aplikaci vhodných silikátových materiálů ve stavebnictví. Tím se přispěje k rozvoji stavebního průmyslu v oblasti konstrukcí i stavebních materiálů prostřednictvím špičkového vybavení a vysoce kvalifikovaných lidských zdrojů. Tato kombinace umožní vysoce sofistikovaný přístup k řešení reálných problémů stavebních společností. Současně s tímto úzkým kontaktem a s požadavky praxe je získávána zpětná vazba pro samotný rozvoj vědy a výzkumu v KÚ.
V rámci programu bylo zakoupeno:
Přesné řezací zařízení – Pila Secotom-15/-50
Secotom-15/-50 jsou špičkové, universální precizní rozbrušovací stroje stolního typu, které úspěšně kombinují nejmodernější technologie precizního dělení s vysokou přesností s flexibilitou a uživatelským pohodlím.Prostorná dělící komora umožňuje optimální přístup. Dělení velkých a hlubokých vzorků je umožněno díky velkému, pohyblivému dělícímu stolu, který je ovládán multifunkčním joystickem.Secotom umožňuje přesné řezání bez deformací následujících materiálů: kov, keramika, kompozity, slinuté karbidy, elektronické komponenty, sklo, bio-materiály, minerály atd.
Termická analýza – simultánní TGA/DTA/DSC systém
Tento přístroj umožňuje termickou analýzu silikátů, kovů, plastů a kompozitů, k identifikaci mineralogických fází, k sledování kinetiky reakcí. Přístroj obsahuje analyzátor s rozsahem od teploty okolí do minimálně 1500?C a umožňuje analyzovat vzorky až do navážky 25 g nebo objemu 3 cm3.
Termická analýza měří fyzikální a chemické vlastnosti materiálů (pevné látky, horniny, minerály) jako funkci teploty a času, kdy jsou zkušební vzorky vystaveny předdefinovanému teplotnímu programu (ohřev či chlazení) ve speciální cele při stanovených atmosférických podmínkách (vzduch, inertní atmosféra) a přitom se graficky zaznamenávají teplotní anebo časové změny sledovaného parametru. Z těchto závislostí, které jsou charakteristické pro chování každého materiálu, lze potom vysledovat:
? strukturní změnu (teplotu skelného přechodu, tání/krystalizaci, síťování, vypařování, sublimaci, fázový přechod v pevném stavu)
? mechanické vlastnosti (elastické chování, tlumení)
? teplotní vlastnosti (roztažnost/smrštivost, specifickou tepelnou kapacitu, teplotu tání/krystalizace, koeficient roztažnosti)
? chemické reakce (rozklad a teplotní stabilitu v různých plynných prostředích, chemické reakce v roztocích nebo plynné fázi, reakce s plyny, dehydrataci)
Opticko emisní spektrometr s indukčně vázaným plazmatem ? ICP OES spektrometr
Optická emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem je analytická metoda sloužící ke stanovení obsahu stopových i významných koncentrací jednotlivých prvků v analyzovaném kapalném vzorku. Spektrometr umožňuje analyzovat téměř všechny prvky periodické tabulky, které je možno převést do roztoku.
Přístroj umožňuje analýzu velmi širokého spektra vzorků – analýzu vodných roztoků s požadavky na nízké detekční limity, analýzu silikátových matric po různých typech rozkladů, možnost analýzy suspenzí, přímou analýzu zasolených roztoků, analýzu odpadních vod a výluhů z odpadů.
Tento přístroj rovněž umožňujejednodušší provedení silikátového rozboru, který je jednou ze zásadních chemických analýz v oblasti stavebních materiálů, hlavně malt a betonů, kdy je potřeba od sebe odlišit pojivo (cement, vápno, popílek atd.) a plnivo (kamenivo).
Tavička perel M4 od firmy Claisse
Zařízení umožňuje přípravu vysoce homogenních vzorků pro rentgenfluorescenční (XRF) analýzu tak i pro analýzu na ICP OES. Principem tohoto zařízení je, že vzorek je zahříván (roztaven) v platinovém kelímku se směsí boritanů sodíku nebo lithia, tavenina je poté odlita do předehřáté platinové misky (vznikne boritanová skleněná perla pro XRF) nebo nalita do zředěné HCl (roztok pro ICP).
Kvalitní homogenní vzorek je vždy nejdůležitějším parametrem všech reprodukovatelných měření, při kterých chceme dosáhnout dostatečně přesných výsledků. Zařízení má3 rovnocenné pozice pro přípravu vzorků ? perel pro XRF spektrometry i 3 pozice pro přípravu vzorků ? roztoků pro ICP OES spektrometry.
Analyzátor velikosti částic
Analyzátor velikosti částic Mastersizer 3000 Tento přístroj umožňuje pomocí laserového měřícího systému zjišťovat velikost částic a jejich distribuci u suspenzí, emulzí a suchých prášků. Mastersizer 3000 systém laserové difrakce poskytuje stanovení distribuce velikosti částic v rozsahu 0.01 – 3500 mikronů za použití pevně nastaveného systému optických čoček. Součástí přístroje je velkoobjemová dispergační jednotka Hydro LV s objemem 600 ml, která umožňuje práci s většími objemy vzorku nebo se vzorky, které mají velkou polydispersitu charakterizovaného materiálu.
Vibrační mlýn
Vibrační diskový mlýn RS 200 je vhodný pro extrémně rychlé mletí, mletíbez ztráty hmotnosti vzorku a reprodukovatelné mletí středně tvrdých, křehkých avláknitých materiálů většího objemu na analytickou jemnost. Vzhledem k vysoké konečné jemnosti a rychlosti umožňuje mlýn RS 200 přípravu vzorků pro spektrální analýzu.Základní součástí mlýnu je mlecí souprava z tvrzené oceli o užitném objemu 250 ml. Mlýn je možno použít např. pro tyto materiály: beton, kamenivo, keramika, rudy, silikáty, sklo, slínek, struska, uhlí,koks, korund, půdy, minerály, oxidykovů, elektronické součástky.
