Skanskas bergtäkt, Vikan kross, i Göteborg producerar ett ersättningsmaterial till naturgruset i form av helkrossad betongballast. Utvinningen av naturgrus ska fasas ut eftersom det utvinns från grusåsar vilket är negativt för naturen då grusåsarna renar vatten och fungerar som naturliga vattenreservoarer. Historiskt sett har naturgruset använts till betongtillverkning under en väldigt lång tid och år 2013 investerade Vikan kross i en anläggning för att kunna producera helkrossad betongballast och på så vis fasa ut naturgruset från deras betongtillverkning. År 2014 stod anläggningen klar för att börja tillverka helkrossad betongballast. En lång uppstartsperiod där många tester utfördes för att få den helkrossade betongballasten att efterlikna naturgruset i form och egenskaper. I dagsläget producerar Vikan kross en bra ersättningsprodukt till naturgruset men produktionsledning har kommit underfund med att fuktkvoten på det ingående materialet till vindsikten har en stor påverkan på slutprodukten. Skanska gav mig i uppdrag att undersöka hur vindsiktens inställningar bör justeras beroende på vilken fuktkvot det ingående materialet har för att kunna bibehålla en acceptabel kornstorleksfördelning. Skanska har även önskemål att mängden filler (ballastkorn mindre än 63 μm) i slutprodukten skall öka från den mängd som finns i slutprodukten i dagsläget. En provtagningsplan baserad på tidigare tester och erfarenheter upprättades för att på så vis kunna följa vägen fram till ett bra resultat. Metoden som använts är provtagning av det ingående materialet samt det utgående materialet från vindsikten. Materialen har analyserats med hjälp av siktanalyser där kornstorleksfördelning har tagits fram. Vindsiktens inställningar har sedan varierats och ytterligare provtagning samt analyser har genomförts. När vindsikten ansågs producera helkrossad betongballast med så bra kornstorleksfördelning som möjligt bevattnades det ingående materialet till vindsikten. Vatten tillfördes för att höja fuktkvoten och på så vis förstå hur vindsiktens inställningar bör justeras för att behålla kornstorleksfördelningen inom de gränsvärden som finns. Resultatet visar att om det ingående materialet till vindsikten har en avvikande fuktkvot (> 1 vikt-%) är det möjligt att erhålla en kornstorleksfördelning som efterliknar den kornstorleksfördelning som erhålls när materialet har en normal fuktkvot (< 1 vikt-%). Mängden filler har inte ökat i slutprodukten eftersom att den ingående mängden filler till vindsikten redan är så låg att den inte går att justera med hjälp av enbart vindsikten. Orsaken till att mängden filler är lägre än vad som tidigare observerats kopplas till bergets geologi. Det berg som krossats under testperioden var väldigt hårt och där med produceras en mindre mängd filler. För en ökad mängd filler i slutprodukten krävs en förändring i krossprocessen före vindsikten. / Skanska Asfalt och Betong AB is the owner of the quarry Vikan kross in Gothenburg. They produce manufactured sand as a replacement product for the natural sand that is used in todays fin aggregates for concrete production. The Swedish government is limiting the extraction of natural sand because of environmental reasons. In 2013 Vikan kross invested in a plant to produce manufactured sand thus phasing out the natural sand from their concrete production. In 2014 the plant was ready to start producing manufactured sand. Through a long start-up period, many tests were done to get the manufactured sand to mimic the natural sand as much as possible. Today Vikan kross is producing a good replacement product for the natural sand, but the production team has come to the conclusion that the moisture content in the input material to the air classifier has a major impact on the final product. Skanska assigned me to investigate how the air classifiers settings should be adjusted depending on the moister content of the input material in order to maintain an acceptable particle size distribution. Skanska also wished that the amount of fines (particles smaller than 63 μm) in the manufactured sand should increase from the amount present today. A plan based on previous tests and experiences was set up in order to reach a good result. The method used was to take tests of the input materials as well as the output materials from the air classifier. The materials have been analyzed by using sieving methods to determinate the particle size distribution. The settings of the air classifier were then adjusted and further tests and analysis was done. When the air classifier was producing manufactured sand with a particle size distribution as good as possible, the input material was watered. Water was added to raise the moisture content to understand how the settings of the air classifier should be adjusted to maintain a particle size distribution within the limit values. The result shows that if the input material to the air classifier has a deviating moisture content (> 1 wt-%) it is possible to obtain a particle size distribution that mimics the particle size distribution obtained when the material has a normal moisture content (<1 wt-%). The amount of fines has not increased in the manufactured sand because the amount of fines in the input material is already so low that it can’t be adjusted by only changing the settings of the air classifier. The reason for the amount of fines being lower than previously observed is linked to the geology of the material. The material that had been crushed during this test period was very hard and thus produced a small amount of fines. For an increased amount of fines in the manufactured sand, a change is necessary in the process prior to the air classifier.

S požadavky materiálových věd na stále menší částice jsou potřebné i nové přístupy a metody jejich klasifikace. V disertační práci jsou zkoumány struktury turbulentního proudění a trajektorie částic uvnitř dynamického větrného třídiče. Zvyšující se výpočtový výkon a nové modely turbulence a přístupy modelování komplexních plně turbulentních problémů řešením Navier-Stokesových rovnic umožňují zkoumání stále menších lokálních proudových struktur a vlastností proudění s větší přesností. Částice menší než 10 mikronů jsou více ovlivnitelné a jejich klasifikace do hrubé nebo jemné frakce závisí na malých vírových strukturách. Práce se zaměřuje na podmínky nutné ke klasifikaci částic pod 10 mikronů, což je současná hranice možností metody větrné separace. CFD software a poslední poznatky modelování turbulence jsou použity v numerické simulaci proudových polí dynamického větrného třídiče a jsou zkoumány efekty měnících se operačních parametrů na proudová pole a klasifikaci diskrétní fáze. Experimentální verifikace numerických predikcí je realizovaná prostřednictvím částicové anemometrie na základě statistického zpracování obrazu (PIV) a proudění lopatkami rotoru je vizualizováno. Predikované trajektorie částic jsou experimentálně ověřeny třídícími testy na větrném třídiči a granulometrie je určená pomocí laserové difrakční metody. Zkoumány jsou Trompovy křivky a efektivita třídění.