Проєктування складу бетонів загальнобудівельного призначення на основі рециркульованих заповнювачів

Автор(и)

  • Олександр Юрійович Ковальчук Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0001-6337-0488
  • Вікторія Василівна Зозулинець Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-8066-2033
  • Петро Вікторович Попруга ПП «Київ ресурс», Україна https://orcid.org/0000-0001-8319-8099
  • Валентина Валентинівна Грабовчак Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-6315-9639

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.340832

Ключові слова:

рециркульований заповнювач, зерновий склад, дефекти структури, фізико-механічні характеристики бетону

Анотація

Об’єктом дослідження є бетони загальнобудівельного призначення з використанням рециклінгових заповнювачів, що утворились внаслідок процесу переробки та класифікації залишків бетонних будівель і споруд, що зазнали руйнувань та пошкоджень, в тому числі внаслідок ведення бойових дій. Проблема, яка вирішувалася в ході досліджень, зосереджена на особливостях використання заповнювачів з рециркульованого бетону в традиційних бетонах, в тому числі частковій та повній заміні природних заповнювачів. Даний напрям досліджень спрямований на розробку засад для використання заповнювачів з рециркульованого бетону,  у якості вторинної сировини для галузі будівництва.

Вказано характеристику заповнювачів з рециркульованого бетону на основі перероблених бетонних конструкцій. Встановлено, що такий заповнювач має значні дефекти структури представлені тріщинами та порами різного походження, а також характеризується неоднорідністю складу та підвищеним вмістом зерен слабких порід, що складає близько 18%. При цьому вміст тонких фракцій складає майже 34%. Звісно, це погіршує фізико-механічні характеристики бетону на основі такого заповнювача. Однак раціональний підхід до витрати компонентів бетонної суміші дозволяє отримати бетон з відповідними експлуатаційними характеристиками, що відповідають класу С20/25 (29,2 МПа) при 50%-му вмісті заповнювачів з рециркульованого бетону.

Використання такого типу заповнювача дозволить зекономити природні корисні копалини, вирішити питання утилізації великотонажних промислових відходів і значно розширити можливості щодо широкомасштабної відбудови України. Це можливо за рахунок нарощення темпу будівництва пошкодженого та зруйнованого житлового фонду за рахунок отримання великого сировинного ресурсу у вигляді вторинного рециркульованого заповнювача як місцевої сировини

Біографії авторів

Олександр Юрійович Ковальчук, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів

Вікторія Василівна Зозулинець, Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор філософії (PhD)

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів

Петро Вікторович Попруга, ПП «Київ ресурс»

Кандидат технічних наук, доцент

Валентина Валентинівна Грабовчак, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат технічних наук

Кафедра міського господарства

Посилання

  1. Ferronato, N., Fuentes Sirpa, R. C., Guisbert Lizarazu, E. G., Conti, F., Torretta, V. (2022). Construction and demolition waste recycling in developing cities: management and cost analysis. Environmental Science and Pollution Research, 30 (9), 24377–24397. https://doi.org/10.1007/s11356-022-23502-x
  2. de Andrade Salgado, F., de Andrade Silva, F. (2022). Recycled aggregates from construction and demolition waste towards an application on structural concrete: A review. Journal of Building Engineering, 52, 104452. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104452
  3. Bu, C., Liu, L., Lu, X., Zhu, D., Sun, Y., Yu, L. et al. (2022). The Durability of Recycled Fine Aggregate Concrete: A Review. Materials, 15 (3), 1110. https://doi.org/10.3390/ma15031110
  4. Kovalchuk, O., Zozulynets, V., Tomczak, A., Warsza, R., Ruvin, O., Grabovchak, V. (2024). Mix Design of Acid Resistant Alkali Activated Materials for Reconstruction of the Building Constructions Damaged by the War. International Journal of Conservation Science, 15 (SI), 43–52. https://doi.org/10.36868/ijcs.2024.si.04
  5. Grabiec, A. M., Kim, J., Ubysz, A., Bilbao, P. (2021). Some Remarks towards a Better Understanding of the Use of Concrete Recycled Aggregate: A Review. Sustainability, 13 (23), 13336. https://doi.org/10.3390/su132313336
  6. Millán, E. N., Planes, M. B., Bringa, E. M., Parisi, M. G. (2024). Construction of granular aggregates with different porosity, shape, and size distributions. Granular Matter, 27 (1). https://doi.org/10.1007/s10035-024-01477-5
  7. Kovalchuk, O., Zozulynets, V. (2023). Influence of hardening conditions on the kinetics of strength gain in alkali activated concrete using active aggregates. World Multidisciplinary Civil Engineering-Architecture-Urban Planning Symposium WMCAUS 2022, 2928, 050020. https://doi.org/10.1063/5.0123361
  8. Krivenko, P. V., Kovalchuk, O., Zozulynets, V. (2023). Alternative binders – high volume bauxite red mud alkali activated cements and concretes. Recycled Concrete, 283–308. https://doi.org/10.1016/b978-0-323-85210-4.00001-1
  9. Pessoa, E. G. (2025). Utilizing recycled construction and demolition waste in permeable pavements for sustainable urban infrastructure. Brazilian Journal of Development, 11 (4), e79277. https://doi.org/10.34117/bjdv11n4-046
  10. Vaičiukynienė, D., Nizevičienė, D., Kantautas, A., Tamošaitis, G., Fornés, I. V., Krivenko, P., Boiko, O. (2024). Production of an eco-friendly concrete by including high-volume zeolitic supplementary cementitious materials and quicklime. Scientific Reports, 14 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-023-50761-6
  11. Krivenko, P., Petropavlovskyi, O., Kovalchuk, O. (2018). A comparative study on the influence of metakaolin and kaolin additives on properties and structure of the alkali­activated slag cement and concrete. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (91)), 33–39. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.119624
  12. Mazzetto, S. (2024). Comparative Life Cycle Assessment of Traditional and Modern Materials in Heritage Building Restoration: A Case Study from Ushaiger Village. Sustainability, 17 (1), 25. https://doi.org/10.3390/su17010025
  13. Skazlić, M., Mešić, H., Gabrijel, I. (2025). Experimental Analysis of Creep and Shrinkage of Self-Compacting Concrete with Recycled Concrete Aggregates. Applied Sciences, 15 (8), 4309. https://doi.org/10.3390/app15084309
  14. Defalla Abdel Hafez, R., Hadzima-Nyarko, M., Ahmed, S. M., Tayeh, B. A. (2023). Recycled Chicken Feather Sand as a Partial Replacement for Natural Sand for Producing Eco-Friendly Mortar. Buildings, 13 (2), 421. https://doi.org/10.3390/buildings13020421
  15. Filali, S., Nasser, A., Kerkour-El Miad, A. (2025). Diminishing Environmental Impact in the Construction Industry: The Use of Brick Coarse Aggregates Instead of Natural Coarse Aggregates. Engineering, Technology & Applied Science Research, 15 (1), 19583–19588. https://doi.org/10.48084/etasr.9354
  16. Grabiec, A. M., Głodkowska, W. (2024). Some Remarks on New Trends in Using Waste Aggregates in Civil Engineering: An Overview. Sustainability, 17 (1), 233. https://doi.org/10.3390/su17010233
  17. Almeida, F., Fernández-Jiménez, A., Vieira, C. S., Cristelo, N., Moreira, A. T., de Lurdes Lopes, M. (2025). Greener Concrete Paving Blocks with Hybrid Alkaline Cements and Recycled Aggregates. Journal of Materials in Civil Engineering, 37 (2). https://doi.org/10.1061/jmcee7.mteng-18753
  18. Arulkumar, V., Nguyen, T., Tran, N., Black, J., Zhang, Z., Liu, X., Ngo, T. (2025). Thermo-mechanical Treatment for Enhancing the Properties of Recycled Concrete Aggregate. Journal of Advanced Concrete Technology, 23 (3), 168–183. https://doi.org/10.3151/jact.23.168
  19. Purohit, B. D., Samaiya, N. K., Babu, V. (2024). A pragmatic review paper on the use of recycled aggregates in concrete. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1327 (1), 012020. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1327/1/012020
  20. Luo, H., Aguiar, J., Wan, X., Wang, Y., Cunha, S., Jia, Z. (2024). Application of Aggregates from Construction and Demolition Wastes in Concrete: Review. Sustainability, 16 (10), 4277. https://doi.org/10.3390/su16104277
  21. Molodid, O., Skochko, V., Bogdan, S., Pabich, M., Wysznacki, K., Borowczyk, J. (2024). Certain aspects of research work in the restoration of the Kyiv Velodrome. International Journal of Conservation Science, 15 (3), 1389–1406. https://doi.org/10.36868/ijcs.2024.03.15
  22. Pushpa, K., Jayakumar, S., Pannirselvam, N. (2025). Enhancing the mechanical performance of recycled aggregate concrete: the synergistic effects of micro titanium dioxide and steel fibres. Journal of Building Pathology and Rehabilitation, 10 (1). https://doi.org/10.1007/s41024-025-00588-7
  23. Rama Rasagna, A. S., Siempu, R., Murali Krishna, B. (2024). Studies on the Mechanical Properties of Recycled Aggregate Concrete using Treated Recycled Coarse Aggregates. Journal of Physics: Conference Series, 2779 (1), 012046. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2779/1/012046
Проєктування складу бетонів загальнобудівельного призначення на основі рециркульованих заповнювачів

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-02

Як цитувати

Ковальчук, О. Ю., Зозулинець, В. В., Попруга, П. В., & Грабовчак, В. В. (2025). Проєктування складу бетонів загальнобудівельного призначення на основі рециркульованих заповнювачів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(6 (137), 49–57. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.340832

Номер

Том 5 № 6 (137) (2025): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Oleksandr Kovalchuk, Viktoriia Zozulynets, Petro Popruha, Valentyna Grabovchak

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.