Mateja Štefančič je postala doktorica znanosti
Mateja Štefančič je v sredo, 24. 5. 2017, na UL Naravoslovnotehniški fakulteti (NTF), uspešno zagovarjala doktorsko disertacijo z naslovom Modifikacija veziva v cementnih kompozitih z vgrajevanjem nanomaterialov, in si tako pridobila naziv doktorica znanosti.
Tematika disertacije je zahtevala izdelavo in preizkušanje mešanic cementnih kompozitov (cementnih suspenzij in past, malt in betonov) izdelanih z različnim deležem nadomestka cementa z nanodelci α-Al2O3 ob dodatku polikarboksilatnega tipa superplastifikatorja. Preiskani so bili trije učinki teh nanodelcev (učinek polnila, nukleacijski učinek in učinek redčenja cementa) na razvoj mikrostrukture, ki so zahtevali izbiro širokega nabora raziskovalnih metod (reološke meritve parametra viskoznosti in uporaba Krieger-Doughertyjevo relacije za določanje maksimalnega deleža trdnih delcev, in-situ XRD fazna analiza, transmisijska elektronska mikroskopija itd.). Analize so bile opravljene na ZAG v Laboratoriju za beton, kamen in reciklirane materiale in v Laboratoriju za cemente in keramiko, kot tudi v laboratorijih drugih institucij (IJS, KI, UL FKKT in TKK).
Doktorska disertacija je bila izdelana pod mentorskim vodstvom doc. dr. Ane Mladenovič.
Čestitke dr. Mateji Štefančič za uspešen zaključek doktorskega študija in obilo uspehov v prihodnje.
Povzetek doktorske disertacije:
Alternativna trajnostna veziva na osnovi portlandskega cementa morajo imeti enake funkcionalne lastnosti in enako trajnost kot konvencionalna. Eno od perspektivnih področij so veziva, v katerih je del cementa nadomeščen z nanodelci. Motiv za raziskovalno delo v okviru doktorske disertacije je bilo slabo poznavanje vpliva vgradnje kemijsko inertnih nanodelcev na reološke lastnosti, kinetiko in mehanizme hidratacije cementa, na razvoj mikrostrukture in na obstojnost takšnih cementnih kompozitov. V raziskavi so bili kot kemijsko inertni fini delci uporabljeni nanodelci α-Al2O3. Aglomeracija teh delcev v postopku vmešavanja s cementom je bila preprečena z ultrazvočnim tretiranjem in z dodatkom superplastifikatorja polikarboksilatnega tipa. Reološke meritve viskoznosti cementnih suspenzij so pokazale, da se vrednosti maksimalnega prostorninskega deleža trdnih delcev z naraščanjem deleža nanodelcev α-Al2O3 neenakomerno zmanjšujejo, kar je posledica učinka specifične površine trdnih delcev in učinka polnila, pri čemer je bil slednji manj izražen. In-situ fazna analiza cementnih past v srednjem obdobju hidratacije, izvedena z izotermno kalorimetrijo in elektronsko mikroskopijo je pokazala, da ima dodajanje superplastifikatorja polikarboksilatnega tipa močan vpliv na mehanizem in kinetiko hidratacije cementa. Dodatek superplastifikatorja je preprečil pojav nukleacijskega učinka, ki se sicer pojavi pri vgradnji kemijsko inertnih finih delcev, med katere spadajo tudi nanodelci α-Al2O3. Učinek dodatka superplastifikatorja je tudi pomembno vplival na nadaljnji potek hidratacije cementa in s tem na končne lastnosti cementnega kompozita. Tretji delujoči učinek je bil učinek redčenja cementa, kateri se je povečeval z večanjem deleža nadomestka cementa z nanodelci α-Al2O3 v cementnih kompozitih, ker nukleacijski učinek ni bil izražen. Malte in betoni z delnim nadomestkom cementa z nanodelci α-Al2O3 so zaradi učinka redčenja cementa izkazovale nižje trdnosti, povečano celokupno poroznost in zmanjšano obstojnost na procese degradacije v primerjavi z referenčnimi maltami in betoni. Zmanjšanje trdnosti je bilo pripisano tudi večjemu deležu ujetih por, ki pa so po drugi strani izboljšale obstojnost betona na cikle zmrzovanja/tajanja.
