velikost textu

Vliv složení a mikrostruktury vulkanických hornin na jejich technologické vlastnosti

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Vliv složení a mikrostruktury vulkanických hornin na jejich technologické vlastnosti
Název v angličtině:
Influence of composition and fabric of volcanic rocks on their technological properties
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Kateřina Krutilová, Ph.D.
Školitel:
prof. Mgr. Richard Přikryl, Dr.
Oponenti:
Ing. Martin Vavro, Ph.D.
doc. RNDr. Rudolf Holzer, CSc.
Id práce:
81714
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů (31-430)
Program studia:
Aplikovaná geologie (P1202)
Obor studia:
Aplikovaná geologie se zaměřeními (XGEOLAP)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
21. 9. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Drtitelnost, drtitelnost v rázu, fyzikální vlastnosti, kamenivo, Los Angeles, nordická zkouška, obrazová analýza, ohladitelnost, stupeň zdrobnění, tvarový index, vulkanické horniny
Klíčová slova v angličtině:
Aggregate, crushability, Impact Test, Los Angeles, Nordic Test, physical properties, PSV, reduction ratio, Shape factor, volcanic rocks
Abstrakt:
ABSTRAKT Vzhledem k pestré geologické stavbě se v České republice pro výrobu drceného kamene využívá široká škála všech genetických typů hornin. Nejpoužívanější skupinou jsou výlevné magmatické horniny, které tvoří zhruba 34 % z celkové produkce (Starý et al. 2010). Tyto horniny jsou využívány pro všechny hlavní typy stavebních konstrukcí včetně pozemních komunikací. Experimentální materiál drceného kamene, použitý pro tuto práci, byl odebrán ze čtyřiceti činných lomů v České republice. Zkoumané vulkanické horniny pocházejí z neoproterozoických a paleozoických komplexů Barrandienu, permokarbonu podkrkonošské pánve, permokarbonu vnitrosudetské pánve, ordoviku železnohorské oblasti, z hlavních vulkanických center Českého masivu v severozápadních Čechách (České středohoří a Doupovské hory), neovulkanických oblastí České křídové pánve a neovulkanické oblasti Východních a Západních Sudet. Petrografický výzkum byl proveden formou standardních petrografických rozborů horninových výbrusů a chemické analýzy, s jejichž pomocí byly horniny zařazeny v příslušných klasifikačních systémech. Kromě toho byl celý soubor vulkanických hornin rozdělen do pěti petrograficko- technologických skupin vymezených jako: (1) ryolity / porfyry, (2) fonolity, (3) bazalty s.l., (4) spility a (5) melafyry / diabasy. U každé ze studovaných hornin byly podrobněji zkoumány její fyzikální a technologické vlastnosti. Z fyzikálních vlastností se stanovily základní indexové parametry (objemová hmotnost, otevřená pórovitost a nasákavost). Nejrozsáhlejší byla skupina technologických zkoušek, během nichž se stanovila mechanická odolnost (odolnost proti drcení metodou Los Angeles, odolnost proti drcení rázem, hodnota ohladitelnosti PSV a odolnost proti obrusu pneumatikami s hroty). Dále byly posuzovány geometrické vlastnosti pomocí tvarového indexu kameniva jednak podle normového, ale i modifikovaného, postupu a tvarové parametry s využitím počítačové analýzy obrazu. Experimentální studium se rovněž zaměřilo na zjištění stupně zdrobnění jako ukazatele drtitelnosti hornin v kombinaci se závislostí na predikci tvorby tvarově vhodných zrn kameniva. Průměrné hodnoty objemové hmotnosti zrn kameniva se pohybují od 2,406 g/cm3 u horniny fonolitu do 3,216 g/cm3 u sodalitického nefelinitu. Průměrné hodnoty nasákavosti hornin se pohybují v rozmezí 1,9 % hmotnosti - 0,2 % hmotnosti. Průměrné zjištěné hodnoty otevřené pórovitosti se pohybují v rozmezí 4,70 % objemu - 0,52 % objemu. Hodnoty odolnosti proti drcení metodou Los Angeles se pohybují v rozsahu od minimální hodnoty u spilitu (LA = 8,4) do maximální hodnoty pro bazaltický andezit (LA = 29,2). Průměrné hodnoty odolnosti proti drcení rázem se pohybují v rozsahu od minimální hodnoty u olivinického nefelinitu (SZ = 8,9) do maximální hodnoty bazaltického andezitu (SZ = 25,1). Hodnoty odolnosti proti obrusu pneumatikami s hroty se pohybují v rozsahu od minimální hodnoty analcimického nefelinitu (AN = 6,4) do hodnoty maximální hodnoty bazaltického andezitu (AN = 43,3). Stupeň zdrobnění Dr vykazuje hodnoty od 3,33 u fonolitu do 6,16 u bazaltického andezitu. Zkoumané vulkanické horniny vykazují široký rozsah hodnot odolnosti proti ohlazování (PSV) se zastoupením v rozsahu 46 až 60. Mechanická odolnost (stupeň zdrobnění, drtitelnost v rázu, odolnost proti drcení metodou Los Angeles, odolnost proti obrusu pneumatikami s hroty) vykazuje různý stupeň vzájemné závislosti. Nejvyšší míra závislosti byla zjištěna mezi drtitelností v rázu a odolností proti drcení metodou Los Angeles a mezi odolností proti obrusu pneumatikami s hroty a odolností proti drcení metodou Los Angeles. Velmi nízký stupeň závislosti byl zjištěn mezi drtitelností v rázu a odolností proti ohlazování (PSV), mezi stupněm zdrobnění a odolností proti obrusu pneumatikami s hroty, mezi odolností proti drcení metodou Los Angeles a odolností proti ohlazování (PSV), mezi stupněm zdrobnění a drtitelností v rázu nebo mezi odolností proti ohlazování (PSV) a stupněm zdrobnění. Značný rozptyl vykazuje i drtitelnost v rázu a odolnost proti obrusu pneumatikami s hroty nebo stupeň zdrobnění spolu s odolností proti drcení metodou Los Angeles. Při analýze mezi jednotlivými parametry závislostí byl použit celý soubor dat jak pro všechny typy studovaných vulkanitů, tak odděleně pro jednotlivé petrograficko-technologické skupiny. Z výsledků vyplynulo, že tyto vztahy pro různé petrograficko-technologické typy hornin vykazují nejen různou těsnost, ale v některých případech i odlišné trendy. V části studia věnované experimentálnímu drcení a následné velikostní a tvarové analýze zrn produktů se potvrdilo, že v oblasti velikosti výstupní štěrbiny vznikají zrna s vhodným tvarovým indexem u všech typů vulkanických hornin a to i pro užití pouze jednoho stupně drcení. Nebyla zjištěna přímá závislost tvaru zrn na stupni zdrobnění hornin.
Abstract v angličtině:
SUMMARY Because of a very variable geological composition of the Czech Republic, there is a various scale of all genetic types of rocks that are used for the production of crushed stone. The most often used group of rocks are effusive magmatic rocks, which represent about 34 % of crushed stone marketed (Starý et al. 2010). These rocks are used for all kinds of construction purposes including roads. The experimental material of crushed stone used in this thesis was sampled from 40 active quarries in the Czech Republic. The studied volcanic rocks originated from Neoproterozoic and Paleozoic complexes of Barrandien, Carboniferous and Permian of Krkonose Piedmont Basin, Carboniferous and Permian of Intrasudetic basin, area of ordovician Železné Hory, from the main volcanic center of Bohemian Massif in the north-west Bohemia (České středohoří Mts. and Doupov Mts.), Neovolcanic area of Czech Cretaceous basin and area of Neovolcanic East and West Sudeten. Petrographic study was carried out in a form of standard petrographic analysis of thin sections and chemical analysis, which helped inclusion of rocks to a classified systems. The whole suite of volcanic rocks was separated to five petrographic-technologic subgroups defined as: (1) rhyolites / porphyres, (2) phonolites, (3) basalts s.l., (4) spilites and (5) melaphyres / diabases. Every single rock has been studied in detail for its physical and technological properties. Concerning the physical properties basic index parameters were tested (apparent density, open porosity and water absorption). The most extensive was a group of technological tests, during which mechanical resistance was determined (Los Angeles attrition test, Impact Test value, Polished Stone Value PSV and Nordic abrasion test by Studded tyres). Geometric properties with a shape index of aggregates in according to a standard and modified procedure and with use of image analysis shape parameters were evaluated too. Experimental study have been also aimed to investigate a reduction ratio as indicator of rocks crushability in combination with dependence correlation to the prediction of production cubic grains of aggregates. Average values of apparent density of aggregates are from 2,406 g/cm3 in phonolite to 3,216 g/cm3 in sodalitic nephelinite. Average values of rocks water absorption are in the range of 1,9 - 0,2 % of Mass. Average values of open porosity are in the range of 4,70 - 0,52 % of Volume. Values of Los Angeles attrition test are from minimal value in spilite (LA = 8,4) to a maximum value in basaltic andesite (LA = 29,2). Average value of the Impact Test are from a minimum value (SZ = 8,9) in basaltic andesite and olivinic analcimite to a maximum value of olivinic nephelinite (SZ = 25,1). Values of the Nordic abrasion test are from the value (AN = 6,4) in analcimic nephelinite to a maximum value of basaltic andesite (AN = 43,3). Reduction ratio Dr values from 3,33 in phonolite to 6,16 in basaltic andesite. The studied volcanic rocks exhibit wide range of skid resistance expressed as Polished Stone Value (PSV) in the range from 46 to 60 with normal distribution. Mechanical resistance (reduction ratio, Impact Test, Los Angeles attrition, Nordic abrasion Test) shows us a different degree of correlations. The best correlation was found between the Impact Test and Los Angeles attrition test and between the Nordic abrasion test and Los Angeles attrition test. A very low degree of correlation was found between the Impact Test and Polished Stone Value, between reduction ratio and the Nordic abrasion test, between Los Angeles attrition test and Polished Stone Value, between the Impact Test and the Impact Test and between Polished Stone Value and reduction ratio. The Impact Test, the Nordic abrasion test and reduction ratio with Los Angeles attrition test show considerable variability too. Complete data set was used for all types of studied volcanic rocks during analysis between every single parameters of correlations, and withal separated for each of petrographic-technologic group. These results indicate, that correlations give us not only a different tightness, but also different trends in some cases. In the part of study, aimed to an experimental crushing and forthcoming size and shape analysis of grains was confirmed, that crushing of all petrographic-technologic rock types produced grains with a cubic shape index in a zone of size setting (even with using only one degree of crushing). A direct correlation of grains shape with a reduction ratio of rocks was not identified.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Kateřina Krutilová, Ph.D. 24.92 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Kateřina Krutilová, Ph.D. 65.88 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Kateřina Krutilová, Ph.D. 24 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Kateřina Krutilová, Ph.D. 20 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Kateřina Krutilová, Ph.D. 316 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Martin Vavro, Ph.D. 2.75 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Rudolf Holzer, CSc. 361 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 945 kB