Свойства бетона с заполнителем из кирпичных отходов

Рассмотрены свойства бетона с заполнителем из кирпичных отходов. Установлено, что по мере увеличения количества крупного заполнителя – кирпичных отходов наблюдается увеличение водоцементного соотношения. Подвижность бетона при содержании кирпичных отходов 50% соответствует классу П1 (oсадка конуса 1–5 см), при 40% – П2 (5–10 см), при 35% – классу П3 (10–15 см). Повышенный расход воды вызван водопоглощением пористой кирпичной крошки, а также для сохранения подвижности бетонной смеси, которая быстро меняется со временем. Первоначальная осадка конуса бетонной смеси составляет 14–15 см, через 40 мин она уменьшается до 3–6 см, а через час смесь полностью твердеет. Повышение содержания крупных частиц приводит к снижению предела прочности при сжатии керамобетона. Так, при содержании заполнителей 35% бетон можно отнести к классу В27,5, образцы с 40% – к В25, а образцы с 50% – к классу В22,5. Методом электронной микроскопии проведены исследования контактной зоны «цементный камень – заполнитель» на образцах со щебнем из кирпичных отходов и заполнителем из гранитного щебня. В результате было установлено, что прочность сцепления заполнителя с цементным камнем значительно выше, чем прочность самого заполнителя, и высокая шероховатость поверхности легких вторичных заполнителей из кирпичного боя обеспечивает хорошее сцепление между цементным камнем и заполнителем. Кроме того, повышенная способность к деформации заполнителя снижает отрицательное влияние на усадку цементного камня, что позитивно сказывается на структуре бетона, предотвращая появление усадочных микротрещин.

Н.Э. ДЖАББАРОВА, канд. хим. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Э.А. НАДЖАФОВА, магистр, лаборант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Ю.Н. КАХРАМАНЛЫ, д-р хим. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности (asoiu.edu.az, г. Баку, пр. Azadlıq, 20)

1. Klyuev S., Fediuk R., Ageeva M., Fomina E., Klyuev A., Shorstova E., Sabitov L., Radaykin O., Anciferov S., Kikalishvili D., de Azevedo Afonso R.G., Vatin N. Technogenic fiber wastes for optimizing concrete. Materials. 2022. No. 15 (14). 5058. https://doi.org/10.3390/ma15145058
2. Stelmakh S.A., Shcherban E.M., Beskopylny A.N., Mailyan L.R., Meskhi B., Tashpulatov S.S., Chernilnik A., Shcherban N., Tyutina A. Composition, technological, and microstructural aspects of concrete modified with finely ground mussel shell powder. Materials. 2023. No. 1 (1), 82. https://doi.org/10.3390/ma16010082
3. Черных Т.Н., Горбачевских К.А., Комелькова М.В., Платковский П.О., Криушин М.В., Орлов А.А. Применение доменного гранулированного шлака для самовосстанавливающихся биобетонов // Строительные материалы. 2024. № 1–2. С. 42–48. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-42-48
3. Chernykh T.N., Gorbachevskikh K.A., Komel’kova M.V., Platkovskiy P.O., Kriushin M.V., Orlov A.A. Application of blast furnace granulated slag for self-healing bio-concretes. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2024. No. 1–2, pp. 42–48. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-42-48
4. Ерофеев В.Т., Афонин В.В., Зоткина М.М., Стенечкина К.С., Тюряхина Т.П., Лазарев А.В. Анализ свойств полимерных композитов с различными типами наполнителей // Строительные материалы. 2024. № 1–2. С. 100–109. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-100-109
4. Erofeev V.T., Afonin V.V., Zotkina M.M., Stenechkina K.S., Tyuryakhina T.P., Lazarev A.V. Analysis of properties of polymer composites with various types of fillers. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2024. No. 1–2, pp. 100–109. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-100-109
5. Соколова С.В., Баранова М.Н., Васильева Д.И., Холопов Ю.А. Вторичное использование глиноземсодержащих отходов промышленности для синтеза жаростойких бетонов // Строительные материалы. 2023. № 4. С. 20–23. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-20-23
5. Sokolova S.V., Baranova M.N., Vasilieva D.I., Kholopov Yu.A. Recycling of alumina-containing industrial waste for the synthesis of heat-resistant concrete. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 4, pp. 20–23. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-20-23
6. Карпова Е.А., Яковлев Г.И., Аверкиев И.К., Волков М.А., Кузьмина Н.В., Князева С.А. Влияние технического углерода и микрокремнезема на свойства самоуплотняющегося бетона // Строительные материалы. 2022. № 12. С. 45–51. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-809-12-45-51
6. Karpova E.A., Yakovlev G.I., Averkiev I.K., Volkov M.A., Kuzmina N.V., Knyazeva S.A. The effect of carbon black and silica fume on the properties of self-compacting concrete. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 12, pp. 45–51. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-809-12-45-51
7. Петропавловская В.Б., Завадько М.Ю., Новиченкова Т.Б., Петропавловский К.С., Бурьянов А.Ф. Перспективы применения переработанных топ-ливных золошлаковых отходов гидроудаления в сухих строительных смесях. Ч. 1 // Строительные материалы. 2023. № 4. С. 73–79. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-73-79
7. Petropavlovskaya V.B., Zavad’ko M.Yu., Novichenkova T.B., Petropavlovskii K.S., Buryanov A.F. Assessment of the possibility of using hydraulic ash as a component of dry building mixtures. Part 1. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 4, pp. 73–79. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-73-79
8. Гурьева В.А., Дорошин А.В. Низкокачественные кирпичные глины и золошлаковые отходы в производстве керамического кирпича // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 30–34. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-30-34
8. Gur’eva V.A., Doroshin A.V. Low-quality brick clays and ash and slag waste in the production of ceramic bricks. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 5, pp. 30–34. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-30-34
9. Jabbarova N.E., Abdullayeva M.Y., Asadova I.B. Properties of concrete with the addition of ash resideins from the processing of house hold waste. International Journal of Professional Science (IJPS). 2023. No. 5, pp. 80–90.
10. Джаббарова Н.Э., Наджафова Э.A. Бетон на основе кирпичных отходов. Материалы III Между-народной научной конференции «Реконструкция и восстановление в постконфликтных ситуациях». Журнал Известия ВТУЗов Азербайджана. 2023. T. 25. № 4. АГУНП. С. 39–45.
10. Jabbarova N.E., Nadzhafova E.A. Modified concretes using solid waste. Proceedings of the III International Scientific Conference “Reconstruction and Restoration in Post-Conflict Situations”. JNews of Higher Technical Education Institutions of Azerbaijan. 2023. Vol. 24. No. 2 (136), pp. 158–164.
11. Jabbarova N.E., Abbasova N.N. The impact municipal solid waste incineration ash on beton and cement. Internetional Conference on Actual Problems of Chemical Engineering. Baku. 2020, pp. 564–569.
12. Кузнецова Г.В., Морозова Н.Н. Добавка для автоклавного газобетона на быстрогасящейся извести // Строительные материалы. 2020. № 9. С. 4–8. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-784-9-4-8
12. Kuznetsova G.V., Morozova N.N. Additive for autoclave aerated concrete with quick-slaking lime. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2020. No. 9, pp. 4–8. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-784-9-4-8
13. Liu Q, Singh A, Xiao J, Li B, Tam VW. Workability and mechanical properties of mortar containing recycled sand from aerated concrete blocks and sintered clay bricks. Resources, Conservation and Recycling. 2020. Vol. 157. 104728. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.104728
14. Jureje U., Tjaronge M.W., Caronge M.A. Basic engineering properties of concrete with refractory brick as coarse aggregate: compressive stress-time relationship assessment. Civil Engineering Department, Universitas Hasanuddin, Makassar, Indonesia. 2024. Vol. 37. No. 05, pp. 931–940.
https://doi.org/10.5829/IJE.2024.37.05B.11
15. Красиникова Н.М., Кириллова Е.В., Хозин В.Г. Вторичное использование бетонного лома в качестве сырьевых компонентов цементных бетонов // Строительные материалы. 2020. № 1–2. С. 56–65. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-56-65
15. Krasinikova N.M., Kirillova E.V., Khozin V.G. Reuse of concrete waste as input products for cement concretes. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2020. No. 1–2, pp. 56–65. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-56-65
16. Alsadey S., Omran A., Ali S. Brick dust and limestone powder as a filler material in concrete: sustainable construction. Environmental Research Journal. 2021. Iss. 1. Vol. 15. No. 1994–5396, pp. 7–10 https://doi.org/10.36478/erj.2021.7.10
17. Махортов Д.С., Загороднюк Л.Х., Сумской Д.А. Аль Мамури Саад Кхалил Шадид. Получение вяжущих композиций оптимальных составов на основе портландцемента и отходов боя керамического кирпича // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2022. Т. 7. № 7. С. 19–30. https://doi.org/10.34031/2071-7318-2022-7-7-19-30
17. Makhortov D.S., Zagorodnyuk L.H., Sumskoy D.A., Al Mamouri Saad. Obtaining binder compositions of optimal compositions based on portland cement and ceramic brick waste. Vestnik of BGTU named after V.G. Shuhov. 2022. No. 7, pp. 19–30. (In Russian). https://doi.org/10.34031/2071-7318-2022-7-7-19-30
18. Tayeh, B. A., Saffar, D., Alyousef, R. The utilization of recycled aggregate in high performance concrete: A  review. Journal of Materials Research and Technology. 2020. No. 9 (4), pp. 8469–8481. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.05.126
19. Котляр В.Д., Ужахов К.М., Котляр А.В., Терехина Ю.В. Клинкерный кирпич: стандартизация, свойства, применение // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 4–8. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-4-8
19. Kotlyar V.D., Uzhakhov K.M., Kotlyar A.V., Terekhina Yu.V. Clinker brick: standardization, properties, application. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 5, pp. 4–8. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-4-8
20. Santa A.C., Gómez M.A., Castaño J.G., Tamayo J.A., Baena L.M. Atmospheric deterioration of ceramic building materials and future trends in the field: a review. Heliyon. 2023. Vol. 9. No. 4. 15028. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e15028
21. Jabbarova N.E., Abdullayeva M.Y., Asadova I.B. Use of bottom ash in the production of ceramic brick. V International scientific forum on computers and energy science (WFCES). Almaty. 2023. Vol. 419. 01023. Kazakhstan. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202341901023
22. Tayeh B.A., Saffar D., Alyousef R. The utilization of recycled aggregate in high performance concrete: A review. Journal of Materials Research and Technology. 2020. Vol. 9. No. 4, pp. 8469–8481. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.05.126
23. Cai X, Wu K, Huang W, Yu J, Yu H. Application of recycled concrete aggregates and crushed bricks on permeable concrete road base. Road Mater Pavement. 2020. Vol. 20. No. 10, pp. 2181–2196. https://doi.org/10.1080/14680629.2020.1742193
24. Zhang S, He P, Niu L. Mechanical properties and permeability of fiberreinforced concrete with recycled aggregate made from waste clay brick. Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 268. 121690. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121690
25. Украинский И.С., Майорова Л.П., Саликов Д.А., Шевчук А.С., Чайников Г.А. Повторное использование бетонного и кирпичного лома в качестве заполнителей в бетон // Вестник Российского университета дружбы народов. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2023. Т. 31. № 2. С. 291–301. https://doi.org/10.22363/2313-2310-2023-31-2-291-301
25. Ukrainskiy I.S., Mayorova L.P., Salikov D.A., et al. Reuse of concrete and brick scrap as aggregates. RUDN Journal of Ecology and Life Safety. 2023. Vol. 31. No. 2, pp. 291–301. (In Russian). https://doi.org/10.22363/2313-2310-2023-31-2-291-301