The diploma thesis deals with electrode materials for lithium-ions accumulators, concretely layered materials prepared via new methods. The main objective of this work is dealing with new procedures prepare electrodes of newly developed layered electrode materials and subsequently their measure. Another challenge was a theoretical analysis of newly developed layered electrode materials for positive and negative electrodes and their preparation of new procedures. In this work the detailed procedures for the preparation of individual electrodes, electrolytes and other issues associated with these preparations. There were describing batteries of general, primary and secondary lithium cells, fuel cells, Lithium-ion batteries, layered materials forming the electrodes and of course the history these cells. Practical work is focused on separate measurements layered electrode materials prepared by new processes and assessment of results for individual layered materials. In the practical part has been made that the newly prepared layered electrode materials offer higher capacity and voltage.

Subject of this work is to design a batch of concrete with additives, which are to replace the cement of various doses so as to not adversely affect the properties of fresh and hardened concrete and simultaneously withstand the environment XF.

Geopolymers are amorphous to semi-crystalline aluminosilicate polymers which are formed from inorganic polycondensation reaction of a solid aluminosilicate precursor with an alkaline sodium hydroxide or silicate. The resulting materials exhibit high durability, resistance to aggressive environments, high temperature resistance and many other properties that make them have received much attention in recent years, not only in construction. This thesis describes the influence of additives commonly used in concrete and mortar (water reducing, superplasticizer, air-entraining, foamer and defoamer, anti-shrinkage, stabilization) on the behavior of metakaolin in geopolymer fresh and hardened state. It describes metakaolin geopolymer effect on rheological properties of fresh mixtures, compressive strength and flexural strength after 28 days and a density in the fresh and hardened state.

Alkali activated materials, especially when activated with waterglass, are subjected to substantial drying shrinkage that hinders their broader industrial application. The effect of shrinkage reducing admixtures (SRA), based on poly(propylene glycol), on drying shrinkage of alkali activated blast furnace slag (BFS) mortars was studied. The aim of this thesis is to determine the efficiency of SRA as well as the influence of different type of alkali activator with varying silicate modulus on drying shrinkage characteristics. It was observed that the high amount of alkalis positively influenced the effect of SRA. The higher the amount of alkalis, the lower the drying shrinkage was. It also caused more water to be incorporated in the alkali activated structure and prevent it from evaporation. Thus, the weight change of such mortars was the lowest. Reduced effect of SRA on mechanical strength properties was observed in mortars with low amount of alkalis which was connected with delayed hydration resulting in insufficient amount of created C-S-H gel. The presented thesis further discussed and underlines the role of different kinds of alkali ions as well as their amount on the properties of alkali activated BFS systems.

The modulus of elasticity is one of the basic characteristics of concrete defining elastic deformation of concrete and it plays a significant role in the static design of structures. Due to current trends in concrete technology, offering a wide variability in the proposals of the composition of concrete, there are changes not only in strength characteristics but also in the modulus of elasticity of concrete. The aim of this doctoral thesis is to study the dependence of different compositions on modulus of elasticity of concrete. Design of concrete composition is prepared with respect to the use of different types of cement, mineral admixtures, types and fractions of aggregates. The work is mainly focused on the determination of static modulus of elasticity in compression with the addition of dynamic modules. In the first phase determined modulus of elasticity are compared with tabulated values according to Eurocode 2, which are derived for the specific strength class of concrete. Part of this work is the compilation of the main technological aspects of concrete which can favorably affect the modulus of elasticity.

Le ciment Portland est de loin le liant hydraulique le plus connu et utilisé depuis de très nombreuses années tant dans le secteur de la construction civile qu’au niveau du stockage des déchets (barrières ouvragées ou matériau de confinement). Le processus industriel qui donne naissance au clinker, constituant de base du ciment Portland, n’a pas subi de modifications depuis des décennies. Par ailleurs, au cours de ces dernières années, certaines considérations telles que le réchauffement climatique et le développement durable ont mis à mal les industries qui émettent des gaz à effets de serre et qui sont grosses consommatrices d’énergie. Or, la production de ciment Portland n’est pas uniquement consommatrice de calcaires, d’argiles, de marnes et de combustibles fossiles, elle produit et libère ces gaz à effets de serre tels que le dioxyde de carbone (CO2) et l’hémioxyde nitreux (N2O). Le dioxyde de soufre (SO2), l’acide chlorhydrique (HCl) ainsi que d’autres oxydes d’azote (NOx) sont également émis lors du processus de fabrication du clinker. Le secteur des matériaux de construction contribue de façon importante aux émissions de CO2, le principal responsable du réchauffement climatique. La problématique majeure de l’industrie cimentière provient d’un simple processus chimique de transformation : la décarbonatation du calcaire ou de la craie, débutant vers 550°C, qui forme de la chaux (CaO) et qui libère du dioxyde de carbone selon la réaction suivante : CaCO3 = CaO + CO2 Cette transformation est responsable de la majeure partie des émissions de CO2 liée au processus de clinkérisation. Or, ce carbonate de calcium constitue la matière première essentielle nécessaire à la fabrication du ciment. La combustion des énergies fossiles est l’autre source principale des émissions de gaz à effets de serre. Le développement de l’industrie cimentière est donc fortement lié à une stratégie qui permet de limiter ces émissions de gaz et de participer au développement durable. A l’heure actuelle, l’industrie cimentière se voit contrainte d’explorer certaines voies exploitables pour réduire ses émissions de CO2. Parmi elles, l'utilisation de matériaux de substitution, d'origine industrielle, est la voie la plus importante et intéressante en terme de réduction des émissions. Elle permet d’éviter les émissions de CO2 liées à la décarbonatation du calcaire. L'amélioration de l'efficacité énergétique est également une voie à exploiter grâce aux réductions des émissions pouvant être obtenues grâce à un renouvellement ou à une modernisation des fours de cimenteries. Les déperditions de chaleur par rayonnement tout au long de ces fours sont très importantes et peuvent être limitées en améliorant l’isolation du four. Cette amélioration contribue à l’augmentation du rendement des combustibles et donc, indirectement, à une réduction des émissions. Parmi ces deux voies, la première est plus facilement exploitable, moins coûteuse et permet d’apporter certains avantages non négligeables en terme de performance, de qualité et d’utilisation du produit fini, c’est-à-dire du ciment. Les matériaux de substitution les plus couramment utilisés depuis de nombreuses années sont les laitiers de haut-fourneau et les cendres volantes silicoalumineuses ou sulfocalciques. Le laitier de haut-fourneau est un sous-produit de l’industrie sidérurgique qui peut être valorisé soit comme ajout au ciment (liant hydraulique), lorsqu’il est vitrifié et granulé, soit comme granulat, agrégat lorsqu’il est cristallisé. Quant aux cendres volantes, elles sont issues de la combustion du charbon dans les centrales thermiques. Elles peuvent être valorisées soit comme matière première dans le cru soit, également, comme ajout au ciment. L’utilisation la plus valorisante de ces ajouts reste toutefois leur incorporation dans le ciment qui met à profit leurs propriétés pouzzolaniques (cendres volantes) et/ou hydrauliques latentes (laitier). Au point de vue de cette incorporation, seul le laitier peut être substitué, au ciment Portland, dans des proportions maximales puisqu’elles peuvent atteindre plus de 95% en poids du ciment. A ce niveau de substitution, la valorisation, en terme de limitations d’émissions directes de CO2, est maximale. De plus, si les ciments au laitier sont « respectueux » de l’environnement lors de leur production, ils possèdent également des propriétés physico-chimiques et des applications avantageuses telles que leur haute résistance aux attaques des sulfates, une faible, voire très faible, perméabilité, un bon comportement en milieu chimiquement agressif (utilisation en station d’épuration), une faible chaleur d’hydratation (utilisation dans des bétons de masse), une bonne résistance au gel, une excellente durabilité,… Cependant, malgré ces avantages plus qu’indéniables, le laitier granulé de haut-fourneau et le ciment Portland possèdent des propriétés hydrauliques qui diffèrent, de manière appréciable, au niveau de leur degré et leurs mécanismes de réactions avec l’eau. C’est essentiellement en raison de leur composition chimique et de leur structure différente que leur hydraulicité varie. Dans la réalité, ces différences se traduisent par des cinétiques de réactions d’hydratation du laitier plus lentes et, donc, par une prise du ciment et un développement des résistances mécaniques initiales plus lents. En conclusion, si les cinétiques de réactions d’hydratation sont plus lentes pour un ciment lorsque la température diminue, elles le sont d’autant plus pour un ciment au laitier. Ce comportement implique que l’utilisation de ce ciment, pour certaines applications qui nécessitent des résistances mécaniques initiales élevées (ex : usine de préfabrication de béton), n’est pas adaptée. Afin de ne pas hypothéquer l’utilisation hivernale des ciments au laitier, les principaux acteurs de la construction font appels à des adjuvants. Ces adjuvants correspondent à une classe d’additifs autre que l'eau, les granulats et le ciment qui est utilisée comme ajout au mélange de béton. Cet ingrédient peut être ajouté au mélange, avant ou pendant les opérations de malaxage. Aujourd’hui, un grand nombre de composés, organiques et inorganiques existent dans le domaine des adjuvants. Ils peuvent avoir plusieurs fonctions dont celles d’accélérer la prise et le durcissement. Cependant, le recours à ce genre d’additifs est fort coûteux et, s’ils améliorent certaines propriétés des bétons et/ou mortiers, ils peuvent en détériorer d’autres. Parmi les adjuvants utilisés commercialement, le CHLORURE DE CALCIUM est le plus répandu. Il possède un faible coût et une efficacité largement reconnue. Mais, le recours au CaCl2 lors de la fabrication des bétons est aujourd’hui proscrit par une norme pour des raisons de CORROSION D’ARMATURES MÉTALLIQUES dans les bétons et pour des RAISONS ENVIRONNEMENTALES. Cette situation entraîne donc la nécessité de développer de « nouveaux » adjuvants (accélérateurs de prise et durcissement) non chlorurés dont l’efficacité doit être prouvée, notamment vis-à-vis de : - l’hydratation du laitier et du clinker dans le ciment, - des temps de prise, - du développement des résistances mécaniques initiales, - de la température, - et son coût raisonnable. L’OBJECTIF DE CE TRAVAIL a donc été de développer un « nouvel » adjuvant qui a permi d’améliorer le durcissement et la résistance des ciments au laitier (CEM III/A, B et C) à court terme et à basse température.

The quality of food wheat is annually evaluated with all deliveries of agricultural primary production in the chosen farming enterprise. During the years 2008 - 2012 particular characteristics with files of 42 - 222 samples were determined, except for the year of 2009 when only one supply was technologically incorporated to food wheat. Countrywide observation of the quality of food wheat is executed in Agricultural research institute Kroměříž, Ltd and in Agrotest fyto, Ltd. It is co-financed by Ministry of Agriculture within a functional task which follows the project of Ministry of Agriculture number QG50041 Factors of quality and safety with food grains (2005-2010). Harvest samples, obtained from producers in time span 2008-2012, were represented by files of 500-1035 samples. Characteristics which influence the quality of the grains as well as criteria and methods of the evaluation of food wheat were described. Their applications in Agrotest fyto, Ltd and under operating conditions in ZZN Pelhřimov a.s. were given. Average values of observed parameters were calculated from the results of each testing in the laboratory of the detached post Záhoří and consequently compared with countrywide norm and the norm of South Bohemia. The quality of food wheat grains in years 2008-2012 showed a large-scale variability in particular parameters both at countrywide level and in South Bohemia as well as in chosen farming enterprise. Final quality was considerably influenced by course of weather annually.

The theoretical part describes the properties of fine-grained admixtures and the ways how these admixtures modify concrete properties. There are also described ways to assemble grain curves in the range 0-1000 m. The practical part describes the properties of all the concrete components used for the tests. From the admixtures and cement, the individual grain curves were compiled. Curves were assembled in the first stage manually by using MS Excel. Subsequently, a simple program was developed based on the knowledge of composing grain curves, which automatically compiles the grain curve according to the given limits. The maximum cement replacement was set at 25% by weight. The physical and mechanical properties of the graded curves thus established were first verified on mortar mixtures where the workability, bulk density and strength were verified at the age 7, 28 and 90 days. In addition, the porosity of cement cement with mercury porosimetry has been verified for selected recipes. The acquired knowledge was subsequently applied to the concrete in the laboratory. Here the maximum cement compensation was set at 30%. In particular, concrete consistency over time, air content in the concrete and compresive strength of concrete at the age 3, 7, 28 and 90 days were verified. Verification was also carried out in practice on the optimization of self-compacting concrete. Mechanical properties have been retained for optimized recipe but there were financial savings and CO2 emissions reductions compare with the original recipe.

Nowadays, the waste sands from the water glass production have no utilization and due to high alkali content are considered as a dangerous waste. So the aim of this thesis is to find and study some possibilities of their utilization in the building industry. First of all, some necessary analysis of these sands were performed and then some advantages and disadvantages of their application for production of materials based on portland cement and alkali activated materials were studied. Characteristics of fresh and hardened pastes, mortars and concretes containing these waste sands were determined. The most tested properties were their workability and their compressive and flexural strength. Close attention for the risks of alkali-silica reaction and for options of its suppressing by the mineral admixtures was paid.

The theoretical part describes the admixtures that are used in cement replacement. Here also summarizes the findings on the influence of granulomentry, grain shape and fineness of admixtures on the density of the cement matrix. The practical part is experimentally verified the influence of fineness admixtures and grain size on the mechanical properties of concrete. Also, the rheological properties of cement are compared with admixtures depending on the type and dosage and time.