Optimalizace distribuční křivky zrnitosti materiálu těženého sacím bagrem

Abstract

V předkládané disertační práci představuji optimalizaci distribuční křivky zrnitosti štěrkopísku těženého sacím bagrem. Hlavním cílem optimalizace bylo snížit množství jemných částic (tj. frakce kameniva o velikosti méně než 0,063 mm), protože negativně ovlivňují technologické vlastnosti betonu. Maximální množství jemných částic v kamenivu určeném do betonu je dle evropské technické normy EN 12620 pouze 3 %. Tyto jemné částice se obvykle snižují až na konci separačního procesu pomocí hydrocyklónů, jelikož zatím nebylo vyvinuto zařízení, které by to umožnilo v místě těžby.

V disertační práci přicházím s inovativním řešením, jak snížit množství jemných částic již na začátku těžebního procesu, a to pomocí instalace nového mechanického zařízení (hydroreduktoru) na výtlačné potrubí plovoucího sacího bagru. Hydroreduktor je navržen jako box, který využívá energii těžebního čerpadla plovoucího sacího bagru ke snížení jemných částic přímo v místě těžby. Bylo prokázáno, že hydroreduktor je funkční zařízení. Hydroreduktor dosáhl nejvýraznějšího snížení jemných částic u materiálu s původním obsahem 4,80 % těchto jemných částic, kdy došlo ke snížení na 3,89 %. Množství jemných částic tak bylo díky provedené optimalizaci sníženo o 19,2 %.

In this dissertation I present the optimization of the particle size distribution of aggregate extracted by a plain suction dredger. The main objective of the optimization was to reduce the number of fine particles (i.e. aggregate fraction in size smaller than 0,063 mm), which can negatively affect the technological properties of concrete. According to the European technical standard EN 12620, the maximum amount of fine particles of aggregate intended for concrete is only 3 %. These fine particles are usually reduced at the end of the separation process by hydrocyclones, as no device has yet been developed to allow this directly in the extraction process.

In this dissertation I come up with an innovative idea on how to reduce the number of fine particles at the beginning of the extraction process, by installing a new mechanical device (hydroreducer) on the discharging pipeline of a plain suction dredger. The hydroreducer is designed as a box that uses the energy of the mining pump of the plain suction dredger to reduce fine particles directly at the area of extraction. The hydroreducer achieved the most significant fine particle reduction for material with an initial fine particle content of 4.80 % of these fine particles, with a reduction to 3.89 %. The amount of fine particles was thus reduced by 19.2% thanks to the optimization.