Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 262
Cemen o řísko é desky s yšším obsahem ne adičních
al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Tomáš MELICHAR, Jiří BYDŽOVSKÝ, Šá ka KEPRDOVÁ, Amos DUFKA
Vysoké učení echnické B ně, Fakul a s a ební, Ve eří 331/95, 602 00 B no,
e-mail: melicha[email p o ec ed] .cz, bydz[email p o ec ed],
kep do a[email p o ec ed] b .cz, du ka.a@ ce. u b .cz
Souh n
Článek p ezen uje labo a o ní ýzkum zaměřený na posouzení las nos í a mik os uk u y
cemen o řísko ých desek modi iko aných al e na i ními su o inami. Konk é ně bylo modi iko áno
složení poji a jemně mle ým ápencem a šk á ou. Současně byla p o edena úp a a složení plni a,
j. subs i uce sm ko ých řísek. Jako subs i uen byly yuži y d uho né řísky získané úp a ou odřezků,
k e é znikají jako edlejší p oduk ý oby cemen o řísko ých desek. Poji o bylo nah azo áno
množs í do 10 % a sm ko é řísky subs i uo ány množs í 10 % až 20 %. Vlas nos i
cemen o řísko ých desek byly analyzo ány po 28 dnech z ání labo a o ních podmínkách, č. o ěření
m azu zdo nos i (100 cyklů).
Výsledky p ezen o aného ýzkumu lze shleda jako přínosné. Využi ím al e na i ních su o in, k e é
jinak nejsou yuži y ( yjma ápence) a předs a ují ak odpad, dojde k snížení zá ěže ži o ního p os ředí
a současně zacho ání uži ných las nos í cemen o řísko ých desek bez nega i ního li u na jejich
mik os uk u u.
Klíčo á slo a: Cemen o řísko á deska, odřezky, šk á a, ápenec, d cení, mle í, sm ko é řísky,
edlejší p oduk , odpad, mechanické pa ame y, mine alogické složení, mik os uk u a.
Ú od
Vý oba cemen o ých kompozi ů yz užených dře ní hmo ou s yuži ím al e na i ních su o in je
pomě ně pod obně zkoumána 1-10. Přes značný poče publiko aných ýzkumných p ací s ále exis uje
pomě ně ši oký p os o p o no é al e na i y é o oblas i. Ty o al e na i y yplý ají mimo jiné z ak uální
en i onmen ální si uace. Zámě em p ezen o aného ýzkumu je pod obné posouzení las nos í
a mik os uk u y cemen o řísko ých desek modi iko aných dosud ne yuží anými al e na i ními
su o inami, z nichž něk e é ak o předs a ují odpad. Konk é ně byl yuži jemně mle ý ápenec, šk á a
a up a ené odřezky, k e é znikají při op aco ání cemen o řísko ých desek. Mle ý ápenec je p imá ně
y áběná su o ina, k e á má upla nění nejen e s a ebním p ůmyslu, o šem při ý obě
cemen o řísko ých desek se a o su o ina dosud nepouží á. Co se ýká šk á y a odřezků, ak se jedná
o edlejší p oduk y, k e é p oza ím nemají dalšího yuži í. Teplá enská šk á a je dos upná množs í
cca 850 is. un (halda Osla anech). Odřezky znikající při o má o ání cemen o řísko ých desek jsou
očně p oduko ány množs í cca 5,5 is. un (da a uzemského ý obce desek CIDEM H anice, a.s.).
Z hlediska ma e iálo é báze a zamýšleného účelu lze yb ané al e na i ní složky cha ak e izo a jako
ysoce kompa ibilní. P ůzkumem odbo ných publikací (např. 1-10) nebylo zjiš ěno, že by se někdo
pod obně zabý al p oblema ikou hodně up a ených odřezků s ohledem na jejich zpě né yuži í během
p odukce cemen o řísko ých desek.
Použi é su o iny, ecep u y
P o modi ikaci složení cemen o řísko ých desek byly yb ány odřezky znikající při ý obě ěch o
desek uzemského ý obce – ý obní zá od CIDEM H anice, a.s. Odřezky bylo nu né nejp e hodně
up a i . Zámě em o iž bylo yuži í přede ším sm ko ého dře a obsaženého odřezcích. P o o byly
odřezky nejp e pod obeny d cení čelisťo ém d iči. A dále pak ysepa o ány řísky, esp. čás ice
Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 263
o elikos i 0,5 až 1 mm, a pak aké čás ice o elikos i 1 až 2 mm. Ten o pos up byl z olen s ohledem na
předchozí pod obné analýzy odřezků a možnos í jejich úp a y 11, 12. Čás ice elikos i 0,5 až 1 mm a 1 až
2 mm obsahují nej ě ší podíl dře ní hmo y, což bylo p okázáno yzikálně-chemickými i e mickými
analýzami (popis me od – iz 11, 12). Poji o desek bylo modi iko áno šk á ou a ápencem. Byl použi
ápenec VMV-15/F (Ko ouč Š ambe k) s obsahem 96,5 % CaCO3 (s ano eno en geno ou
luo escenční analýzou). Vápenec je p imá ní su o ina, k e á o šem není p o ý obu desek běžně
yuží ána. Dále byla jako subs i uen poji a yuži a eplá enská šk á a (Osla any). Šk á a je
al e na i ní su o ina bez dalšího yuži í, j. depono ána na skládce. Vzhledem ke složení, zejména
g anulome ického, bylo nu né šk á u up a i . Cílem bylo získání su o iny o mě ném po chu
pře yšujícím hodno y cemen u. P o o bylo ealizo áno mle í kulo ém mlýnu a ak získána pa ikulá ní
lá ka o mě ném po chu 510 až 540 m2/kg (s ano eno pe meabilní me odou na Blaino ě přís oji dle
ČSN EN 196-6 13). Su o iny byly analyzo ány s ohledem na šechny jejich pods a né cha ak e is iky 11-14.
Šk á a obsahuje ysoký podíl amo ní áze, SiO2 (51 %) a Al2O3 (22,4 %). Amo ní áze byla s ano ena
k an i a i ní en geno ou di akční analýzou (se s anda dem CaF2; použi ý přís oj – iz následující
kapi ola). Indexy účinnos i (s ano ené p incipiálně dle ČSN EN 450-1 15) o něž ykazují elmi dob é
hodno y z hlediska ak i i y é o al e na i ní složky jako subs i uen u p imá ního poji a. P o ý obu desek
byl použi po landský cemen CEM I 42,5 R (zá od Mok á), jehož pa ame y odpo ídají požada kům
EN 197-1 16. Dále byly použi y sm ko é řísky dodané přímo od ý obce desek CIDEM H anice, a.s.,
če ně hyd a ačních a mine alizačních přísad (sodné odní sklo, sí an hlini ý). S ohledem na ýsledky
analýz al e na i ních su o in 11, 12 a jejich li na cemen o é kompozi y 14 byly na ženy konk é ní
ecep u y cemen o řísko ých desek (Tabulka 1).
Tabulka 1: Složení cemen o řísko ých desek
Složka
Recep u a – složení [%]
REF
V1/DT11
V1/DT12
V1/DT21
V1/DT22
S1/DT11
S1/DT12
S1/DT21
S1/DT22
Cemen CEM I
42,5 R
25
22,5
22,5
22,5
22,5
22,5
22,5
22,5
22,5
Vápenec VMV–
15/F
0
2,5
2,5
2,5
2,5
0
0
0
0
Teplá enská
šk á a
0
0
0
0
0
2,5
2,5
2,5
2,5
Sm ko é řísky
– p imá ní
63
56,7
50,4
56,7
50,4
56,7
50,4
56,7
50,4
D uho né řísky
0,5-1 mm
0
6,3
12,6
0
0
6,3
12,6
0
0
D uho né řísky
1-2 mm
0
0
0
6,3
12,6
0
0
6,3
12,6
Hyd a ační
přísady
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Voda
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Me odika expe imen ů
Cemen o řísko é desky byly y obeny labo a ořích Ús a u s a ebních hmo a dílců, Fakul y
s a ební, VUT B ně. Vý oba p obíhala ak, aby byly co nej ě něji simulo ány eálné podmínky ý oby
uzemského p oducen a desek (CIDEM H anice, a.s.). V p ním k oku ý oby byla přip a ena směs p o
zho o ení desek. Nejp e byl do na lhčených řísek s příměsí sí anu hlini ého a sodného odního skla
přidán cemen , příp. subs i uční al e na i ní složky. Následně byla směs důkladně p omíchána po dobu
3 minu pomocí s a ebního míchadla. Dále byla na desky ocelo é o my 450×450 mm přes sí o
s elikos í ok 2 mm nakladena s a směsi loušťce přibližně 1 – 2 mm. Pok ačo alo s ení jád o é
s y směsi přes sí o o elikos i oka 6 mm loušťce přibližně 30 mm. Finální s a byla opě kladena
přes sí o s oky o elikos i 2 mm loušťce 1 – 2 mm. Na ak o přip a enou směs byla umís ěna ocelo á
deska. Do ažením ma ic byla směs ocelo ou deskou sliso ána na požado anou s u do loušťky cca
14 mm. V s ená směs je zachycena na ob ázku 1.
Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 264
Ob ázek 1: Labo a o ní ý oba cemen o řísko ých desek; a) o ma s na s enou směsí
a sliso anými deskami; b) de ail na s ené směsi před sliso áním
Sliso aná směs mezi ocelo ými deskami byla ložena do p opařo ací komo y. Zde byla po dobu
6 hodin ud žo ána eplo a 40 až 45 °C, což jsou podmínky zajišťující po řebnou manipulační pe nos
zniklých desek. Následně byly desky yjmu y z o em a umís ěny do labo a o ního p os ředí o eplo ě
20 °C a ela i ní lhkos i zduchu 50 %, kde desky z ály po dobu 6 dní. Po z ání 6 dní byly desky sušeny
při eplo ě 70 až 75 °C po dobu 11 hodin. Následně byla z cemen o řísko ých desek řezáním zho o ena
zkušební ělesa (6 ks p o každý es o aný pa ame ) o ozmě ech souladu s příslušnými echnickými
no mami 17-21. P obíhalo z ání ěles do dosažení celko é doby 28 dní. Dále byla zkušební ělesa
empe o ána při eplo ě 20 °C a ela i ní lhkos i zduchu 65 %. Polo ina zkušebních ěles byla
pod obena cyklickému zm azo ání a ozm azo ání dle us ano ení echnické no my ČSN EN 1328 21.
Vážení ěles p obíhalo na ahách KERN PCB 1000-2 s přesnos í 0,01 g. Rozmě y byly s ano eny
digi álním posu ným měří kem KINEX 600/100 mm s ozlišením 0,01 mm. Z naměřených hodno byla
s ano ena hus o a cemen o řísko ých desek dle ČSN EN 323 20 a zaok ouhlena na nejbližších 10 kg/m3.
Mechanické las nos i byly es o ány na elek o-hyd aulickém zařízení Tes ome ic M350-20CT
s přesnos í záznamu ±0,5 % o ci li os i č ení za ěžo ací síly 1/1000 h. S ano ení modulu p užnos i
a pe nos i ohybu bylo p o edeno souladu s požada ky ČSN EN 310 17. Pe nos ahu kolmo na
o inu desky byla s ano ena dle us ano ení echnické no my ČSN EN 319 18. Mine alogické složení bylo
analyzo áno s yuži ím přís oje X- ay di ac ome e Empy ean Panaly ical (CuKα adia ion) s úhlo ým
ozlišením 0,026 ° na p áško ých zo cích o maximální elikos i z na 63 µm. Mik os uk u a byla
pozo o ána a hodnocena na as o acím elek ono ém mik oskopu TESCAN MIRA3 XMU s ozlišením
1,2 nm při 30 kV. Fyzikálně-chemické a mik os uk u ální analýzy byly p o edeny na zo cích
odeb aných ze zkušebních ěles po 28 dnech z ání.
Výsledky a diskuze
Dosažené ýsledky hus o y (p – před zm azo áním, p2 – po zm azo ání) p okazují, že li p o edené
modi ikace složení cemen o řísko ých desek eplá enskou šk á ou a d uho nými řískami nemá na
s ano ené hodno y ý azný li . P ůběh hodno (Ob ázek 2) poukazuje na spíše mino i ní ozdíly mezi
jedno li ými ypy desek (Δp). Změna hus o y desek se ý azně nep oje í ani li em působení
nepřízni ého p os ředí (Δp2), j. s řída ého zm azo ání a ozm azo ání. Změny hus o y se pohybují
řádu jedno ek p ocen . Zajíma ější jsou z hlediska modi ikace složení desek chyby, j. odchylky
jedno li ých hodno od p ůmě u. Vý aznější odchylky od p ůmě u sledo aného pa ame u byly
zaznamenány případě ecep u obsahujících jako subs i uen eplá enskou šk á u. S přihlédnu ím
k hodno ám s ano ených a iačních koe icien ů (Tabulka 2) je e iden ní, že desky modi iko ané
eplá enskou šk á ou ykazují yšší mí u a iabili y. Vzhledem k dosaženým hodno ám se o šem
nejedná o příliš ý azné di e ence. Lze usuzo a , že ápenec přispí á ke o bě s uk u y ma ice desek
lépe, což může mí pozi i ní li na p oměnli os dosažených ýsledků hus o y. Z hlediska a iabili y
hus o y se jednoznačně p oje il nega i ní li m azu, kdy byly s ano eny yšší a iační koe icien y desek
pod obených cyklickému zm azo ání a ozm azo ání.
a)
b)
Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 265
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Změna hus o y [%]
Hus o a [kg/m3]
Recep u a pp2
Δ p
Δ p2
Ob ázek 2: Hus o a cemen o řísko ých desek – e e enčních (s anda dní ecep u a)
a modi iko ané ápencem, šk á ou a d uho nými řískami; če ně zob azení chybo ých úseček
Tabulka 2: Va iační koe icien y hus o y desek e e enčních a modi iko aného složení, če ně
kompa ace ůzného p os ředí uložení desek
Zkušební
ělesa
Hus o a – a iační koe icien [%]
Recep u a
REF
V1/DT11
V1/DT12
V1/DT21
V1/DT22
S1/DT11
S1/DT12
S1/DT21
S1/DT22
S o ná ací
1,03
2,03
2,61
3,65
1,84
4,25
4,38
3,64
3,96
Zm azo aná
1,64
3,22
4,12
3,71
2,90
4,76
5,99
4,77
5,10
Pods a nou uži nou las nos í cemen o řísko ých desek je pe nos ohybu ( m – před zm azo áním,
m2 – po zm azo ání). S ano ené ýsledky pe nos i ohybu (Ob ázek 3) ykazují již mezi jedno li ými
ypy desek pa nější di e ence, než případě hus o y. V případě éměř šech hodnocených ypů desek
se p oje il li dá ky d uho ných řísek, kdy při 20% náh adě p imá ních sm ko ých řísek d uho nými lze
zaznamena ý aznější poklesy ohybo é pe nos i ( ialo á kři ka, hodno y Δ m – Ob ázek 3).
-40
-30
-20
-10
0
10
20
0
2
4
6
8
10
12
Změna pe nos i [%]
Pe nos ohybu [N/mm2]
Recep u a m m2
Δ m
Δ m2
Ob ázek 3: Pe nos ohybu cemen o řísko ých desek – e e enčních (s anda dní ecep u a)
a modi iko ané ápencem, šk á ou a d uho nými řískami; če ně zob azení chybo ých úseček
Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 266
Výsledky pe nos i indikují přízni ý li d uho ných řísek na m azu zdo nos ( m2, Δ m2), a o konk é ně
a ian a řísek o elikos i ozmezí 1 až 2 mm. Ten o pozi i ní li byl zaznamenán jak případě
modi ikace ma ice ápencem, ak šk á ou. Pozi i ní li d uho ných řísek lze připiso a jejich ě ší
s abili ě z hlediska expozice p os ředí o z ýšené lhkos i. D uho né řísky byly o iž získány z d cených
odřezků cemen o řísko ých desek. P o o jsou již y o řísky pomě ně dobře mine alizo ány ( odním
sklem, sí any a ápennými ion y z cemen o é ma ice). D uho né řísky jsou edy mnohem íce odolné
ůči objemo ým změnám při kon ak u s odou a při ýky ech eplo y. V důsledku pak působí při
bob nání menším lakem na obklopující ma ici. S ejně jako případě hus o y se p oje il li m azu na
a iabili ě ohybo é pe nos i, kdy desky ys a ené s řída ému zm azo ání a ozm azo ání dosahují
mí ně yšších hodno a iačního koe icien u (Tabulka 3).
Tabulka 3: Va iační koe icien y pe nos i ohybu desek e e enčních a modi iko aného složení,
če ně kompa ace ůzného p os ředí uložení desek
Zkušební
ělesa
Pe nos ohybu – a iační koe icien [%]
Recep u a
REF
V1/DT11
V1/DT12
V1/DT21
V1/DT22
S1/DT11
S1/DT12
S1/DT21
S1/DT22
S o ná ací
5,21
6,32
8,32
6,98
7,29
7,87
9,50
7,25
8,38
Zm azo aná
6,97
8,45
10,57
8,26
8,97
8,97
8,41
7,85
8,23
P ůběh hodno modulu p užnos i ohybu (Ob ázek 4, Em – před zm azo áním, Em2 – po zm azo ání,
ΔEm – změna modulu li em modi ikace složení) do značné mí y kopí uje end pe nos i ohybu
(Ob ázek 3). Zajíma á je mí ná odlišnos p ůběhu kři ek cha ak e izujících pokles sledo aného
pa ame u li em cyklického zm azo ání a ozm azo ání (ΔEm2), kdy desky S1/DT21, edy na bázi
šk á y a d uho ných řísek 1 až 2 mm ykazují elmi nízký až nulo ý pokles ohybo ého modulu
p užnos i. Nicméně je pa né, že případě modi ikace ma ice desek šk á ou i ápencem s yuži ím
řísek o elikos i 1 až 2 mm dochází ke zlepšení m azu zdo nos i, j. obdobně jako případě pe nos i
ohybu.
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
Změna modulu p užnos i [%]
Modul p užnos i ohybu [N/mm2]
Recep u a Em Em2
Δ Em
Δ Em2
Ob ázek 4: Modul p užnos i ohybu cemen o řísko ých desek – e e enčních (s anda dní
ecep u a) a modi iko ané ápencem, šk á ou a d uho nými řískami; če ně zob azení
chybo ých úseček
S ohledem na a iabili u hodno modulu p užnos i ohybu (Tabulka 4) je e iden ní, že ozp yly ěch o
hodno jsou mí ně yšší po o nání s a iabili ou hodno ohybo ých pe nos í (Tabulka 3). Modi ikace
složení cemen o řísko ých desek se edy z hlediska a iabili y i poklesu dosažených hodno p oje í e
ě ším měří ku na modulu p užnos i nežli na ohybo é pe nos i.

Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 267
Tabulka 4: Va iační koe icien y modulu p užnos i ohybu desek e e enčních a modi iko aného
složení, če ně kompa ace ůzného p os ředí uložení desek
Zkušební
ělesa
Modul p užnos i ohybu – a iační koe icien [%]
Recep u a
REF
V1/DT11
V1/DT12
V1/DT21
V1/DT22
S1/DT11
S1/DT12
S1/DT21
S1/DT22
S o ná ací
5,49
6,58
8,78
8,67
7,89
8,65
10,29
8,47
9,83
Zm azo aná
6,57
7,51
10,06
9,64
9,02
10,32
11,47
9,25
11,08
Pods a nou uži nou las nos í cemen o řísko ých desek je o něž pe nos ahu kolmo na o inu
desky, j. ozlupči os (Ob ázek 5, ┴ – před zm azo áním, ┴2 – po zm azo ání). Vzhledem k poklesu
oho o hodnoceného pa ame u li em modi ikace složení desek (Δ ┴) lze kons a o a , že se zde úp a a
složení desek p oje ila nej ě ším měří ku. Pokles ozlupči os i dosahuje až přes 20 % li em úp a y
složení desek. Dále je pa né, že modi ikace ápencem se p oje ila pozi i něji na odolnos i desek ůči
li u m azu (Δ ┴2), což po zují i ýsledky pe nos i ohybu (Ob ázek 3).
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Změna pe nos i [%]
Pe nos ahu [N/mm2]
Recep u a
┴
┴2
Δ ┴
Δ ┴2
Ob ázek 5: Pe nos ahu kolmo na o inu desky cemen o řísko ých desek – e e enčních
(s anda dní ecep u a) a modi iko ané ápencem, šk á ou a d uho nými řískami; če ně
zob azení chybo ých úseček
Mí a a iabili y pe nos i ahu kolmo na o inu desky (Tabulka 5) je nej yšší z posuzo aných
pa ame ů. Tu o sku ečnos bylo do značné mí y možné p ediko a , neboť nej ě ší objemo é změny
p obíhají s ohledem na o ien aci sm ko ých řísek deskách p á ě e smě u loušťky. V om o smě u
o iž aké p obíhá hu nění (liso ání) desek při jejich ý obě. Tím o jsou do řísek, esp. desek nášena
napě í, k e á se pak následně při kon ak u desek s odou mohou u olňo a a působí p á ě e smě u
loušťky. Tu o hypo ézu aké podpo ují ýsledky jiných au o ů 24, 25. Nega i ní li působení napě í
deskách y olané objemo ými změnami sm ko ých řísek pak ješ ě umocní případné po uchy
soud žnos i ma ice (např. zho šení li em modi ikace složení ma ice).
Tabulka 5: Va iační koe icien y pe nos i ahu kolmo na o inu desky zkušebních ěles
e e enčních a modi iko aného složení, če ně kompa ace ůzného p os ředí uložení desek
Zkušební
ělesa
Pe nos ahu kolmo na o inu desky – a iační koe icien [%]
Recep u a
REF
V1/DT11
V1/DT12
V1/DT21
V1/DT22
S1/DT11
S1/DT12
S1/DT21
S1/DT22
S o ná ací
6,87
7,84
9,68
10,02
10,23
10,24
12,26
10,16
9,41
Zm azo aná
7,81
8,57
10,84
10,84
11,26
12,47
15,69
11,32
10,27
Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 268
Pů od použi ých řísek má na inální las nos i dře o-cemen o ého kompozi u, j. i cemen o řísko ých
desek elmi ýznamný li , což se ámci zde p ezen o aného ýzkumu po dilo nej ý azněji na odolnos i
desek ůči li u m azu. Velmi ý aznou zá islos i na použi ém d uhu odpadního dře a do dře ěnými řískami
yz užených cemen o ých kompozi ů podpo ují i ýsledky p ezen o ané Nasse em a kol. 10.
P o edeným mine alogickým ozbo em bylo p okázáno, že ázo é složení šech analyzo aných ypů
desek je obdobné. Ve šech deskách byly nalezeny obdobné mine ály a gelo é s uk u y, j. dominan ně
po landi , kalci , CSH s uk u y a amo ní áze, s opo ě pak e ingi a slinko é mine ály. Di e ence lze
zaznamena spíše in enzi ě di akčních linií, kdy ecep u y s obsahem ápence ykazují ý aznější píky
kalci u a nap o i omu desky s obsahem šk á y jsou cha ak e izo ány na íc pří omnos í muli u, hema i u
a ý azněji z ýšeným pozadím (skelná áze). Pří omnos skelné áze deskách s obsahem eplá enské
šk á y indikuje, že ne šechna z na é o šk á y se ak i ně zapojila do u áření s uk u y cemen o é
ma ice desek. T o ba e ingi u byla mí ně ě ší míře zaznamenána případě e e enční ecep u y,
což o šem sou isí s yšším obsahem C3A. Desky obsahující d uho né řísky o elikos i 0,5 až 1 mm se
yznačují yšším množs ím po landi u a CSH ází, což ko esponduje se sku ečnos í, že použi é
d uho né řísky obsahují i zby ky cemen o é ma ice. Cemen o á ma ice ulpí ající na po chu
d uho ných řísek má pů od příp a ě é o al e na i ní su o iny, kdy zd obňo ací a řídicí p oces
ne ykazuje 100% úspěšnos sepa ace cemen o é ma ice a dře ní hmo y. V případě d uho ných řísek
o elikos i 1 až 2 mm se již en o ak o nep oje il ak ý azné míře.
Mik os uk u a a p ko á analýza analyzo aných desek (Ob ázek 6 až 9) je kompak ní bez zje ných
po uch mezi jedno li ými ázemi ma ice. Obě modi ikační složky ma ice syne gicky spolupůsobí
s hyd a ačními p oduk y a pa ciálně se zapojují při u áření s uk u y ma ice. Vápenec je om o ohledu
ýhodnější a ian ou subs i uen u cemen o ého poji a.
In e aciální zóna ma ice a sm ko ých řísek ne ykazuje po uchy či de ek y a hyd a ační p oduk y
p onikají do buněčné s uk u y řísek (Ob ázek 9). K obdobnému zjiš ění dospěl i Capa i a kol. 8, kdy bylo
mik os uk u ální analýzou p okázáno, že dochází k mig aci ion ů cemen o é ma ice do s uk u y dře a.
Dle F ybo a kol. 26 dochází mezi dře ní hmo ou a cemen o ou ma icí k ýměně ion ů, což přispí á
k zlepšení zako ení ma ice k po chu dře ěných řísek.
Na základě p ko é analýzy se po dil předpoklad, že ne šechna z na šk á y a menší míře
i ápence se ak i ně nepodílela na u áření s uk u y cemen o é ma ice, kdy působila spíše jako ine ní
mik oplni o (Ob ázek 7 a 8). Elek ono ým mik oskopem bylo p ak icky nemožné ozliši řísky d uho né
a p imá ní.
Ob ázek 6: Mik os uk u a desek REF; a) yznačení lokali y ýsky u e ingi u;
b) iden i ikace p ků
a)
b)
Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 269
Ob ázek 7: Mik os uk u a desek V1/DT22; a) yznačení lokali y ýsky u ápence; b) iden i ikace p ků
Ob ázek 8: Mik os uk u a desek S1/DT22; a) yznačení lokali y ýsky u šk á y; b) iden i ikace p ků
Ob ázek 9: Mik os uk u a desek a) V1/DT22; b) S1/DT22 – p oduk y ma ice buněčné
s uk uře sm ko ých řísek
a)
b)
a)
b)
a)
b)
Tomas MELICHAR, Ji i BYDZOVSKY, Sa ka KEPRDOVA, Amos DUFKA: Cemen o řísko é desky s yšším
obsahem ne adičních al e na i ních su o in subs i uujících poji o a řísky
Pa onem oho o čísla je WASTen Cen um expe ů – www.expe .was en.cz WASTE FORUM 2021, číslo 4, s ana 270
Zá ě
Dosažené ýsledky a zjiš ění p okázaly, že modi ikace složení cemen o řísko ých desek jemně
mle ým ápencem, eplá enskou šk á ou a d uho nými řískami (z d cených odřezků cemen o řísko ých
desek) ykazuje značně ysoký po enciál. Vyjma ápence, šechny zmíněné su o iny p oza ím
nenalézají dalšího upla nění a ak předs a ují zá ěž p o ži o ní p os ředí a případě odřezků i inanční
zá ěž p o jejich pů odce, kdy je nu né en o edlejší p oduk ý oby cemen o řísko ých desek
skládko a . Žádná z analyzo aných su o in není současnos i yuží ána jako složka ecep u y p o
ý obu cemen o řísko ých desek.
S ohledem na nižší ná očnos příp a y al e na i ních složek lze shleda jako ýhodnější a ian u
V1/DT21, kde 10 % ápence nah azuje p imá ní poji o (po landský cemen ) a 10 % d uho ných řísek
subs i uuje p imá ní řísky (oba ypy – sm ko é dře o).
Jako en i onmen álně še nější lze p o další kome ční yuži í shleda ecep u u S1/DT21, kde 10 %
eplá enské šk á y nah azuje p imá ní poji o (po landský cemen ) a 10 % d uho ných řísek subs i uuje
p imá ní řísky (oba ypy – sm ko é dře o). Ne ýhodou é o a ian y je nu nos mle í šk á y na mě ný
po ch přesahující 500 m2/kg.
S u ážením s ano ených ma e iálo ých las nos í a cho ání desek během cyklického zm azo ání
a ozm azo ání lze kons a o a , že šechny es o ané desky yho ují požada kům dle příslušných
echnických no em.
Jednoznačně se p oje il pozi i ní li d uho ných řísek na m azu zdo nos , a o pomě ně ý azně
případě náh ady p imá ních řísek d uho nými řískami o elikos i 1 až 2 mm. Dů odem je lepší
objemo á s abili a d uho ných řísek, což sou isí s jejich předchozí mine alizací ( ámci ý oby
cemen o řísko ých desek). Ty o d uho né řísky edy s upují do ý obního p ocesu s již pomě ně
s abilizo anými las nos mi.
Mine alogické složení analyzo aných a ian cemen o řísko ých desek sou isí s pů odem jejich
su o in, což bylo p okázáno k ali a i ním XRD ozbo em ázo ého složení. Pods a ná je sku ečnos , že
šk á a se do 28 dní z ání upla ní spíše jako ine ní plni o. Tu o sku ečnos po zují i předchozí
zjiš ění 14.
Ras o acím elek ono ým mik oskopem byla po zena zjiš ění XRD analýzy. Ro něž je pa né, že
mik os uk u a modi iko aných desek je kompak ní s minimální odlišnos í od e e enčních desek.
Rozh aní cemen o é ma ice a sm ko ých řísek ne ykazuje po uchy a hyd a ační p oduk y ma ice
p onikají do buněčné s uk u y dře a. Bohužel nebylo možné jednoznačně ozliši p imá ní a d uho né
řísky.
V ámci na azujícího ýzkumu nyní p obíhá dlouhodobá expozice desek labo a o ním a dále i jiných
ag esi ních p os ředích (CO2, SO2, a p.), čímž bude následně možné zpřesni a ozšíři s á ající
ýsledky a zjiš ění. Dále budou ealizo ány i doplňko é zkoušky, p o ucelení soubo u ma e iálo ých
cha ak e is ik desek ( loušťko é bob nání, ozmě o é změny a d.), čímž bude umožněno komplexní
posouzení cho ání na žených a ian ma e iálo ého složení.
Poděko ání
Ten o ýsledek byl ealizo án za inanční podpo y p ojek u GA ČR číslo 19-00291S s náz em
„Analýza p ocesů při u áření s uk u y siliká o ých kompozi ů s o ganickými plni y a jejich cho ání za
speci ických podmínek namáhání“.