Vývoj a charakterizace nízkoemisních keramických obkladů s obsahem anortitu za využití vápenatých neuhličitanových zdrojů

Keramický průmysl významně podílí na přechodu k oběhovému hospodářství. Při výrobě keramických obkladových prvků (např. typu monoporosa či pórovinových obkládaček) představují přírodní uhličitany (jako vápenec, dolomit či mramorová moučka) jeden z klíčových surovinových zdrojů. Během výpalu dochází k reakcím v pevné fázi mezi těmito složkami a jílovými minerály, což vede ke vzniku vysokoteplotních krystalických fází, které určují finální užitné vlastnosti produktů, zejména vysokou pevnost v ohybu, planaritu a nízkou vlhkostní roztažnost. Termický rozklad uhličitanových surovin je však spojen s uvolňováním značného množství procesních emisí CO2, které tvoří 50–60 % celkové emisní stopy výrobního procesu. Alternativní využití neuhličitanových zdrojů, například hydroxidu vápenatého, oxidu vápenatého, průmyslových kalů (z výroby celulózy či cukrovarnictví) nebo vysokopecní strusky, umožňuje tyto procesní emise eliminovat, aniž by byla negativně ovlivněna kinetika reaktivního slinování a syntéza anortitové fáze. Cílem této práce je nahlížet na recyklaci z pohledu průmyslové praxe.

Student nejprve provede rešerši zaměřenou na alternativní zdroje jako náhradu uhličitanů v keramické výrobě. Dále se bude věnovat návrhu surovinové směsi na základě rešerše a potenciálu využití hašeného/páleného vápna Ca(OH)2/CaO, vápenných kalů z papírenského či cukrovarnického průmyslu, strusky z elektrických obloukových pecí (EAFS) nebo strusky z kyslíkových konvertorů (BOFS). Náplň experimentální práce bude zaměřena na komplexní studium termického chování a fázového vývoje navržených keramických směsí. Pomocí TG-DTA/MS bude student ověřovat míru eliminace úbytku CO2 a zároveň průběh slinování v teplotním rozmezí 950–1200 °C. Dále bude provedena kvantifikace anortitové fáze pomocí XRD s využitím Rietveldovy metody a charakterizace vlastností výsledného materiálu podle platných norem ISO – např. stanovení nasákavosti, ztráty žíháním, pevnosti v ohybu a pyroplastické deformace.