Bachelor's Thesis

Waste chemical gypsum from titanium dioxide production as a raw material for the production of plasterboard

Final Thesis 4.17 MB

Author of thesis: Bc. Lenka Gabrhelíková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Tomáš Opravil, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jakub Palovčík, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis examines the technological potential of waste red chemosulfate gypsum (PreStab), which is produced as a byproduct of the sulfate-based titanium dioxide manufacturing process. The main objective of the thesis was to experimentally verify the properties of this material and propose an optimal composition for the production of a functional gypsum core for drywall panels. PreStab was characterized using XRF, XRD, and SEM. Subsequent calcination at 100 °C for 24 hours produced active β-CaSO4⋅1/2H2O, which was then used as the starting material for the experiments. This raw material was characterized using XRF, XRD, and laser diffraction methods. The effects of various additives, such as plasticizers, were tested with the aim of influencing the rheological properties of the fresh mixture so that the workability time would be sufficient for forming gypsum boards. Another parameter monitored was strength characteristics; polymer fibers were used to improve them. Based on the findings regarding the behavior of gypsum mixtures, a mixture formulation was developed, from which an A6-sized gypsum board was prepared in the laboratory.

Keywords:

Chemical gypsum, titanium dioxide, gypsum plasterboards, secondary raw material, material recycling

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka obhajovala práci na téma Odpadní chemosádrovec z výroby titanové běloby jako surovina pro výrobu sádrokartonových desek. Nejdříve představila komisy s motivací své práce a problematiku použití sádrovce. Následně se zabývala cíli své práce, analýzou vstupních surovin a možnsoti optimalizace složení sádrové směsi. Na závěr popsala vytvořenou sádrokartonovou desku vytvořenou díky této práci a po shrnutí výsledků přešla na otázky oponenta: 1) V kapitole 3.3 Příprava sádrového pojiva píšete: „Kalcinace probíhala v sušárně při teplotě 100 °C pod dobu 24 hodin za vzniku β-CaSO4 . 1/2 H2O“ Podle čeho jste nastavila tyto parametry experimentu a jedná se opravdu o kalcinaci? 2) V kapitole 4.3.4. Vliv přídavku plastifikátoru a následné kapitole s vlivem škrobu sledujete vliv použitých přísad na dobu zpracovatelnosti Vašich pojiv. Sledovala jste také vliv použitých plastifikátorů či škrobu na finální pevnosti vašich pojiv? Následně komise položila tyto otázky: 1) Máte ponětí při jaké teplotě dochází k dehydrataci? 2) Zkoušeli jste i jiné receptury a druhy škrobu? 3) Jak funguje přídavek superplastifikátoru? Na položené otázky studentka výborně odpověděla.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta chemická

Department

Institute of Materials Science

Study programme

Chemistry and Technology of Materials (BPCP_CHTM)

Composition of Committee

doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (člen)
Ing. Lucie Keršnerová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Másilko, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Tomáš Opravil, Ph.D.

Studentka Lenka Gabrhelíková zpracovala svou bakalářskou práci na téma „Odpadní chemosádrovec z výroby titanové běloby jako surovina pro výrobu sádrokartonových desek“. Ve své práci studuje možnosti využití v současné době téměř nevyužívaného „červeného sádrovce“ z výroby titanové běloby, jehož roční produkce přesahuje hranici čtvrt milionu tun. Rešeršní část práce je přehledná a podává dostatečné množství informací o řešené problematice. V experimentální části jsou popsány použité metody, přístroje a pracovní postupy. Dosažené výsledky jsou zpracovány kvalitně a uvedené závěry jsou srozumitelné. Použitá literatura je právně citována a počet použitých zdrojů odpovídá bakalářské práci. Studentka si při řešení své bakalářské práci počínala v laboratoři jistě a sebevědomě, ovládala potřebné laboratorní techniky a postupy měření, vhodně využívala konzultací, na které chodila vždy připravena.
Bakalářskou práci hodnotím stupněm A a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Quality of the Results A
Interpretation and Discussion of the Results A
Conclusions and Their Formulation B
Use of Consultations during the Preparation of the Thesis A
Overall Approach to the Assigned Tasks A
Fulfilment of the Assignment Requirements B
Study and Processing of the Literature A
Use of Knowledge Gained from the Literature A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jakub Palovčík, Ph.D.

Bakalářská práce studentky Lenky Gabrhelíkové na téma „Odpadní chemosádrovec z výroby titanové běloby jako surovina pro výrobu sádrokartonových desek“ je dobře členěna a uspořádána. Teoretická část dostatečně shrnuje problematiku průmyslových sádrovců, druhotných surovin z výroby titanové běloby a výrobu sádrových pojiv.  Experimentální  část stručně shrnuje použité experimentální techniky a navržené experimenty. Výsledky práce logicky shrnují postup přípravy pojiva a jeho optimalizaci a jsou doplněny stručnými komentáři. Některé výsledky by mohli být více diskutovány, případně experimentálně ověřeny zejména v závěrečné fázi, kde bych očekával zkoušky mechanických vlastností finálního sádrokartonu.  Celkově práce splňuje zadání, hodnotím jí známkou „B“, tedy velmi dobře a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Logical Structure of the Thesis A
Quality of the Results B
Interpretation and Discussion of the Results B
Use of Literature and Citations B
Language Quality A
Overall Formal Quality of the Thesis B
Conclusions and Their Formulation B
Topics for thesis defence:
  1. V kapitole 3.3 Příprava sádrového pojiva píšete: „Kalcinace probíhala v sušárně při teplotě 100 °C pod dobu 24 hodin za vzniku β-CaSO4 . 1/2 H2O“ Podle čeho jste nastavila tyto parametry experimentu a jedná se opravdu o kalcinaci?
  2. V kapitole 4.3.4. Vliv přídavku plastifikátoru a následné kapitole s vlivem škrobu sledujete vliv použitých přísad na dobu zpracovatelnosti Vašich pojiv. Sledovala jste také vliv použitých plastifikátorů či škrobu na finální pevnosti vašich pojiv?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová