Schválené projekty 2010

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2010

Přidělená částka z MŠMT na VŠB-TUO - 25 868 000,-Kč

fakultačástka v tis. Kč
FBI 622
EKF 2 146
FAST 1 139
FS 4 030
FEI 4 339
HGF 6 187
FMMI 7 405
CELKEM 25 868
KódSP/201046
Název projektuStavební materiály na bázi metalurgických strusek s přísadou fotokatalyticky aktivních složek
ŘešitelVlček Jozef doc. Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2010 - 31.12.2010
Předmět výzkumuPředkládaný návrh projektu řeší problematiku využití alkalicky aktivovaných metalurgických strusek jako matrice pro zakomponování fotokatalyticky aktivních materiálů na bázi oxidu titaničitého. Uvedené téma vyžaduje spolupráci a znalosti oborů metalurgie (zpracování strusek) a chemické i fázové analýzy. Tímto je splněn jeden ze základních požadavků na interdisciplinárnost projektu, proto je řešitelský tým tvořen studenty a pracovníky Katedry tepelné techniky a Centra nanotechnologií.
Využití metalurgických strusek pro přípravu stavebních materiálů je velmi ohleduplný krok směrem k životnímu prostředí. Tento ekologický směr může být dále umocněn skladbou vhodných příměsí. V poslední době je intenzivně studováno využití fotokatalyticky aktivního oxidu titaničitého ve stavebních materiálech na bázi běžných anorganických pojiv, zejména různých druhů cementů. Na základě provedené literární rešerše je navrhované testování fotokatalyticky aktivní příměsi do alkalicky aktivovaných strusek prozatím unikátní.
Ukotvením oxidu titaničitého na povrch kaolinitu, případně oxidu křemičitého získáváme kompozity, které vykazují fotodegradační aktivitu vůči organickým barvivům, což se reálně projeví odbarvením těchto barviv, přijdou-li do kontaktu s těmito fotokatalyticky aktivními materiály. Kalcinací těchto kompozitů se jejich fotodegradační aktivita dále zvyšuje. V případě kompozitu kaolín/TiO2 (K/TiO2) má kalcinace na teploty vyšší než 500 °C za následek dehydroxylaci kaolinitu a vznik kompozitu metakaolín/TiO2 (MK/TiO2), který v důsledku alkalické aktivace tvoří velmi pevné anorganické polymery. Kompozit metakaolín/TiO2 tak představuje kompatibilní materiál s metalurgickými struskami z pohledu alkalické aktivace. V případě navrženého kompozitu je předpokládán jeho pozitivní vliv na mechanické vlastnosti v důsledku snížení pórovitosti základní matrice.
Členové řešitelského týmu projektu jsou ze dvou pracovišť VŠB-TUO: i) Katedra tepelné techniky, Ústav průmyslové keramiky a ii) Centra nanotechnologií. Prvně zmiňované pracoviště je uznávaným v oblasti studia alkalické aktivace metalurgických strusek a hodnocení jejich fyzikálně mechanických parametrů, zatímco druhé pracoviště je uznávaným v oblasti přípravy fotokatalyticky aktivních kompozitů na bázi jíl/TiO2, testování jejich fotodegradačních účinků vůči polutantům v ovzduší a charakterizace chemického a fázového složení materiálů. Vybavení obou pracovišť se doplňuje a umožňuje řešit danou problematiku na velmi vysoké úrovni. Podpora tohoto projektu umožní plnohodnotnou, oficiální spolupráci obou pracovišť a vytvoření vědeckého týmu, který svou činností bude schopen na vysoké úrovni prezentovat Fakultu metalurgie a materiálového inženýrství. Vytvoření společného týmu rovněž umožní hospodárnější využití přidělených prostředků.

Časový harmonogram:
Únor - březen
Zajištění, úprava a charakterizace metalurgických strusek. Výběr strusek bude proveden s ohledem na chemické, fázové složení a způsob zpracování.

Duben - září
Příprava kompozitů metakaolin/TiO2 (MK/TiO2). Charakterizace jejich chemického, fázového složení, studium morfologie jejich částic, stanovení jejich fotodegradačních účinků.
Studium průběhu alkalické aktivace záměsí strusek s příměsí MK/TiO2. Příprava vzorků pro testy jejich mechanických vlastností, fotodegradačních schopností a charakterizace produktů alkalické aktivace pomocí RTG difrakční analýzy a infračervené spektroskopie. Stanovení toxicity vodních výluhů.

Říjen - prosinec
Souhrn poznatků a definování optimálního způsobu tepelného zpracování kompozitu kaolín/TiO2 a způsob jeho alkalické aktivace s ohledem na probíhající hydratační pochody zajišťující přijatelnou pevnost a fotodegradační aktivitu.
Prezentace výsledků.

Členové řešitelského týmuIng. Hana Ovčačíková, Ph.D.
Ing. Kamila Gröplová
Ing. Veronika Horáková
doc. Ing. Vlastimil Matějka, Ph.D.
Ing. Michaela Topinková, Ph.D.
doc. Ing. Jozef Vlček, Ph.D.
doc. Ing. Jozef Vlček, Ph.D.
Ing. Silvie Rebilasová
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Hlavní cíle projektu jsou:
- zapojení studentů do vědecké činnosti uvedených pracovišť
- příprava matrice pro fotokataliticky aktivní kompozity metodou alkalické aktivace metalurgických strusek
- hodnocení mechanických a strukturních parametrů aktivovaných směsí
- implementace fotokatalyticky aktivních kompozitů do navržené matrice
- ověření fotodegradačních schopností vytvořených kompozitů alkalicky aktivované matrice-jíl/TiO2 (SiO2/TiO2)
- testování toxicity vodních výluhů připravených vzorků
- podpora vlastní publikační činnosti studentů v recenzovaných periodikách

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
6800,-6700,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)5000,-5000,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti1800,-1700,-
2. Stipendia91500,-91200,-
3. Materiálové náklady30700,-15074,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-17884,-
5. Služby5000,-1698,-
6. Cestovní náhrady10000,-11444,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory16000,-16000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady160000,-
Uznané náklady160000,-
Celkem běžné finanční prostředky160000,-160000,-