Mikrotechnologie pro ekonomická a ekologická řešení vedoucí ke snížení cen surovin pro výrobky na bázi cementu

MPO - TANDEM FT-TA 3/144

Číslo projektu: FT-TA 3/144
Program: MPO - TANDEM
Název projektu: Mikrotechnologie pro ekonomická a ekologická řešení vedoucí ke snížení cen surovin pro výrobky na bázi cementu
Anglický název: Application of Micro Technology towards Economical and Ecological Solutions to Reduce Raw Material Costs of Cement Based Products
Doba řešení: 2005-2009
Hlavní řešitel: Ing. Václav Vimmr CSc., STÚ – K, a.s., Saveljevova 18/1629, 147 00 Praha 4
Spoluřešitelé:
- Kloknerův ústav, ČVUT v Praze, Šolínová 7, 166 08 Praha 6
- BETON – Těšovice, spol.s.r.o., 384 21 Těšovice, okr. Prachatice
- HOCHTIEF CZ a.s., Plzeňská 16/3217, 150 00 Praha

Stručná charakteristika řešitelského týmu

STÚ-K, a.s. je jako pokračovatel pozitivních tradic bývalého STÚ zkušenou organizací v oblasti výzkumu, vývoje nových technologií a projektování zejména moderních betonových konstrukcí. Rozsáhlé zahraniční kontakty přispěly k zapojení STÚ-K do mezinárodního výzkumu financovaného Evropskou Komisí.

Kloknerův ústav, ČVUT v Praze je vědeckovýzkumným pracovištěm základního výzkumu s dlouholetou tradicí v oblasti betonu a betonových konstrukcí a se zkušenostmi ze zkoušek materiálů a výrobků na bázi cementu.

BETON Těšovice, spol.s.r.o. se vyznačuje širokou paletou atypických betonových výrobků. Pro kvalitu některých z nich mohou být mikrotechnologie velkým přínosem. Firma prodává své výrobky nejen na našem trhu, ale 70% výroby vyváží do zemí EU.

HOCHTIEF CZ a.s. patří mezi nejvýznamnější podniky stavebního průmyslu v České republice, přičemž divize 8 je zhotovitelem většiny betonových konstrukcí společnosti a výrobna prefabrikátů v plané je při své relativně menší kapacitě pracovištěm vhodným pro uplatňování nových technologií.

Hlavní cíle projektu:

- snížení nákladů na výrobu cementového betonu pro výrobky,
- ověření možností využití jemných odpadních surovin jako plnivo do betonových směsí,
- optimalizovat poměr jemného plniva a pojiva s ohledem na fyzikálně,
- mechnické vlastnosti betonu.

V rámci řešení projektu bylo zčásti financováno pořízení konfokálního rastrovacího mikroskopu LEXT OLS3000.

Charakteristika měřícího zařízení

Konfokální rastrovací mikroskop LEXT OLS3000 je představitelem nové generace optických systémů s vysokou přesností 3D zobrazování a měření v reálném čase. Nabízí nové možnosti při vývoji a kontrole rozličných materiálů a součástek. Je zvláště vhodný pro nově vznikající aplikace v mikro- a nanotechnologických odvětvích, která kladou stále vyšší nároky na nestandardní způsoby nedestruktivního bezkontaktního měření a kontrolu materiálů, miniaturních součástek, velmi jemných spojů a také na kontrolu drsnosti povrchů se submikronovou přesností.
Základním principem konfokálního rastrovacího mikroskopu LEXT OLS3000 je to, že netvoří obraz vcelku, najednou, ale bod po bodu, řádkováním. Pomocí řádkování jsou tedy snímány optické řezy v rovině X-Y a díky přesnému definovanému posuvu objektivu v ose Z, i jednotlivé optické řezy.
Díky vynikajícímu rozlišení 0,12 µm a rozsahu zvětšení 120x až 14 400x je LEXT přímo určen pro badatele, kteří pracují mezi limity běžných optických mikroskopů a řádkovacích elektronových mikroskopů (SEM). Na rozdíl od situace v SEM lze jakýkoli vzorek vložit přímo na stolek mikroskopu bez předběžné přípravy. LEXT je ideálně vhodný pro ultra-detailní pozorování povrchů a měření nutná při výrobě mikrozařízení, jako je MEMS (Micro Electro Mechanical System), pří vývoji nových materiálů a u dnešních kompaktních zařízení také při prostorově zhuštěnější povrchové montáži.
Zakoupením konfokálního laserového rastrovacího mikroskopu Lext OLS3000 lze měřit skutečné vzdáleností, objemy, plochy a průměty různých materiálů. Výhodou je dále měření drsnosti povrchů, měření pórovitosti, měření sparing faktorů, měření profilů, analýza částic, kontrola materiálů, povlaků a mnoho dalších funkcí vždy v 3D zobrazení.


Konfokální laserový rastrovací mikroskop Lext OLS3000


Ukázka rozdílných křivek drsnosti měřených na pohledovém betonu Tešovice

Výsledky řešení

Vedlejším výstupem řešení bylo podání patentové přihlášky:
[1] DUDÍKOVÁ, M., KOSTELECKÝ, J., ZÁRUBA, J., VIMMR, V., HUŇKA, P.: Způsob mikroskopického hodnocení odrazných světelných vlastností pohledových ploch.