Использование кирпичных отходов в качестве заполнителя бетона

Проанализированы достижения ученых в области утилизации кирпичных отходов, которые могут использоваться как заполнители для бетонов. Использование кирпичных отходов в качестве заполнителя решает как проблему утилизации отходов, так и значительно уменьшает экономические расходы при производстве бетона, зачастую повышая его качество. Приводится анализ свойств различных видов заполнителей и их влияние на свойства бетона. Установлено, что прочность цементного бетона с кирпичной крошкой, используемой в качестве наполнителя, будет выше. Однако прочность бетона при намокании падает при высокой водопоглощающей способности кирпичной крошки. Кроме того, состав цемента, размер и процентное содержание наполнителей влияют на прочность и другие свойства получаемого бетона. Помимо прочности битого кирпича, при приготовлении бетонной смеси большое значение имеет его влажность. Кирпичная крошка обладает свойствами, характерными для исходного материала, но различается по структуре. Поры придают материалу легкость. Кирпичные осколки из пористого кирпича обладают более высокими теплоизоляционными свойствами, чем из плотной керамики. В обзоре также приводятся результаты проведенных научно-исследовательских работ в области использования бытовых и промышленных отходов – донной золы мусоросжигательного завода, металлургических шлаков, микрокремнезема завода ферросплавов, а также кирпичного боя в качестве добавки в бетон, которые позволяют разрабатывать методику получения модифицированного бетона.

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, преподаватель (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. Azadliq, 20)

1. 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. EDN: ­UHFMWF. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-20-23
1. Sokolova S.V., Baranova M.N., Vasilieva D.I., Kholopov Y.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). EDN: ­UHFMWF. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-20-23
2. Кашуркин А.Ю., Мельникова И.В., Новаков А.Д., Флоренский В.М. Теоретические перспективы модификации цементной смеси введением минеральной ваты для ее вторичного использования // Строительные материалы. 2024. № 6. С. 8–12. EDN: ­YQPZRT. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-825-6-8-12
2. Kashurkin A.Yu., Melnikova I.V., Novakov A.D., Florensky V.M. Theoretical prospects for the modification of a cement mixture by the introduction of mineral wool for its secondary use. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2024. No. 6, pp. 8–12. (In Russian). EDN: ­YQPZRT. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-825-6-8-12
3. Fahad M.B., Abdulkarem A.M., Hamed T.H. A review on wastes as sustainable construction materials. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 779. No. 1. 012014. EDN: ­DJLXPM. https://doi.org/10.1088/1755-1315/779/1/012014
4. Разоренов Ю.И., Яценко Е.А., Гольцман Б.М. Строительные материалы на основе техногенных отходов горной промышленности и твердотопливной энергетики – экологический тренд современности // Горный журнал. 2021. № 11. С. 95–98. EDN: ­THOKAG. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.11.13
4. Razorenov Yu.I., Yatsenko E.A., Goltsman B.M. Construction materials based on man-made waste from the mining industry and solid fuel energy – a modern environmental trend. Gorniy Zhurnal. 2021. No. 11, pp. 95–98. (In Russian). EDN: ­THOKAG. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.11.13
5. Miah M.J., Ali M.K., Paul S.C., Babafemi A.J., Kong S.Y. Effect of recycled iron powder as fine aggregate on the mechanical, durability, and high temperature behavior of mortars. Materials. 2020. Vol. 13. 1168. EDN: ­PTHMDZ. https://doi.org/10.3390/ma13051168
6. Pan Z., Zhou J., Jiang X. at al. Investigating the effects of steel slag powder on the properties of self-compacting concrete with recycled aggregates. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 200, pp. 570–577. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.150
7. Дроздюк Т.А., Айзенштадт А.М., Першин З.А., Данилов В.Е. Мелкозернистый бетон с добавкой высокодисперсного порошка кирпичного боя // Строительные материалы. 2024. № 9. С. 30–35. EDN: ­VVVDYY.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-828-9-30-35
7. Drozdyuk T.A., Ayzenshtadt A.M., Pershin Z.A., Danilov V.E. Fine-grained concrete with the addition of highly dispersed brick scrap powder. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2024. No. 9, pp. 30–35. (In Russian). EDN: ­VVVDYY. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-828-9-30-35
8. Nedeljković M., Visser J., Nijland T.G. at al. Physical, chemical and mineralogical characterization of Dutch fine recycled concrete aggregates: A comparative study. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 270. 121475. EDN: ­UGFWYO. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121475
9. Soleymani A., Najafgholipour M.A., Johari A. An experimental study on the mechanical properties of solid clay brick masonry with traditional mortars. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 58. 105057. EDN: ­JSXBAC. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105057
10. Сайдумов М.С., Муртазаев С.-А.Ю., Межидов Д.А. Теоретические и практические аспекты вторичного использования отходов гидролизных производств в композиционных строительных материалах (обзор) // Строительные материалы. 2023. № 12. С. 61–69. EDN: ­ABVBTI. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-820-12-61-69
10. Saidumov M.S., Murtazaev S.-A.Yu. Mezhidov D.A. Theoretical and practical aspects of the secondary use of hydrolysis productions waste in composite building materials (review). Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 12, pp. 61–69. (In Russian). EDN: ­ABVBTI. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-820-12-61-69
11. Klyuev S., Fediuk R., Ageeva M., Fomina E. et al. Technogenic fiber wastes for optimizing concrete. Materials. 2022. Vol. 15 (14). 5058. https://doi.org/10.3390/ma15145058
12. Liu Q., Singh A., Xiao J., Li B., Tam V.W. 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. EDN: ­BLOXLQ. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.104728
13. Dang J., Zhao J. Influence of waste clay bricks as fine aggregate on the mechanical and microstructural properties of concrete. Construction and Building Materials. 2019. Vol. 228. 116757.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116757
14. He Z., Shen A., Wu H. at al. Research progress on recycled clay brick waste as an alternative to cement for sustainable construction materials. Construction and Building Materials. Vol. 274. 2021. 122113. EDN: ­VXTEVX.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122113
15. Roy S., Miura T., Nakamura H., Yamamoto Y. High temperature influence on concrete produced by spherical shaped EAF slag fine aggregate – Physical and mechanical properties. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 231. 117153. EDN: ­FZZQOV. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117153
16. 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. EDN: ­YGSKWN. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-42-48
16. 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). EDN: ­YGSKWN. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-42-48
17. Tran T.T., Kang H., Kwon H.-M. Effect of heat curing method on the mechanical strength of alkali-activated slag mortar after high-temperature exposure. Materials. 2019. Vol. 12 (11).1789. https://doi.org/10.3390/ma12111789
18. Tran T.T., Kwon H.-M. Influence of activator Na₂O concentration on residual strengths of alkaliactivated slag mortar upon exposure to elevated temperatures. Materials. 2018. Vol. 11 (8). 1296. https://doi.org/10.3390/ma11081296
19. He Yi., Chu Y., Song Ye. at al. Analysis of design strategy of energy efficient buildings based on databases by using data mining and statistical metrics approach. Energy and Buildings. 2022. Vol. 258. 111811. EDN: ­QAUPCP. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111811
20. Гордина А.Ф., Яковлев Г.И., Первушин Г.Н. и др. Неавтоклавный газобетон на основе сульфатсодержащего техногенного отхода // Строительные материалы. 2023. № 10. С. 42–46. EDN: ­EUGHMZ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-818-10-42-46
20. Gordina A.F., Yakovlev G.I., Pervushin G.N., Gumeniuk A.N., Ukraintseva V.M., Buryanov A.F. Non-autoclaved aerated concrete based on sulfate-containing technogenic waste. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 10, pp. 42–46. (In Russian). EDN: ­EUGHMZ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-818-10-42-46
21. Танг Ван Лам, Фам Дык Лыонг, Нгуен Ба Бинь и др. Газобетоны на геополимерном вяжущем из техногенных отходов // Строительные материалы. 2023. № 11. С. 63–69. EDN: ­BBEALG.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-819-11-63-69
21. Tang Van Lam, Pham Duc Luong, Nguyen Ba Binh, et al. Aerated concrete with geopolymer binder from technogenic waste. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 11, pp. 63–69. (In Russian). EDN: ­BBEALG.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-819-11-63-69
22. Amran M., Onaizi A.M., Fediuk R. At al. An ultra-lightweight cellular concrete for geotechnical applications – A review. Case Studies in Construction Materials. 2022. 16.e01096. EDN: ­JBRRFY.
https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01096
23. Santa A.C., Gómez M.A., Castaño J.G. at al. Atmospheric deterioration of ceramic building materials and future trends in the field: a review. Heliyon. 2023. Vol. 9. Iss. 4. e15028. EDN: ­IAYYBT.
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e15028
24. Murugesan P., Partheeban P., Manimuthu Sh. at al. Multicriteria decision analysis for optimum selection of different construction bricks. Journal of Building Engineering. 2023. Vol. 71. 106440. EDN: ­RXHSSG. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106440
25. Da Silva R.B., Matoski A., Junior A.N., Kostrzewa-Demczuk P. Study of compressive strength of sand-lime bricks produced with coal tailings using mixture design. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 344. 127986. EDN: ­NNRJSA. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.
26. Alfimova N.I., Pirieva S.Yu., Titenko A.A. Utilization of gypsum-bearing wastes in materials of the construction industry and other areas. Construction Materials and Products. 2021. No. 4 (1), pp. 5–17. EDN: ­PCZQAF. https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-1-5-17
27. Jabbarova N.E. Najafova E.A. Concrete based on fillers from solid waste. III International scientific conference “Reconstruction and Restoration in post-conflict situationsы”. AATMX. Vol. 25. No. 4. May 2023. Baku, pp. 39–45.
28. Бабков В.В., Недосеко И.В., Глазачев А.О., Синицин Д.А., Парфенова А.А., Каюмова Э.И. Композиционные материалы для дорожного строительства на основе отходов химической и металлургической промышленности // Строительные материалы. 2023. № 1–2. С. 88–94. EDN: ­BMAMBT. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-810-1-2-88-94
28. Babkov V.V., Nedoseko I.V., Glazachev A.O., Sinitsin D.A., Parfenova A.A., Kayumova E.I. Compo-site materials for road construction based on waste from the chemical and metallurgical industries. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 1–2, pp. 88–94. (In Russian). EDN: ­BMAMBT. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-810-1-2-88-94
29. Adamson M., Razmjoo A., Poursaee A. Durability of concrete incorporating crushed brick as coarse aggregate. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 94, pp. 426–432. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.07.056
30. Jabbarova N.E., Abdullayeva M.Y., Asadova I.B. Use of bottom ash in the production of ceramic brick. E3S Web Conf. 2023. Vol. 419. V International Scientific Forum on Computer and Energy Sciences (WFCES 2023). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202341901023