Оцінювання стійкості бетону із заповнювачем повторного використання до циклічного замерзання-відтавання

Автор(и)

  • Анастасія Юріївна Бєлоград CEMARK; Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0009-0005-8954-7823
  • Любов Іванівна Мельник Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-5139-3105
  • Олександр Миколайович Гіжевський CEMARK, Україна https://orcid.org/0009-0000-0205-4123
  • Денис Андрійович Дударевич CEMARK, Україна https://orcid.org/0009-0004-0598-5424

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2026.358267

Ключові слова:

бетон, довговічність, рециклінг, заповнювачі, морозостійкість, хлориди, міцність, циркулярність, відходи, гранулометрія

Анотація

Об’єктом дослідження є бетонна суміш, у якій 50% природного крупного заповнювача замінено рецикльованим заповнювачем (RA), отриманим шляхом дроблення зруйнованих будівель та споруд. Метою роботи була оцінка міцності на стиск і стійкості до циклічного замерзання-відтавання в 5% розчині NaCl бетону класу C30/37, у якому 50% природного крупного заповнювача у фракціях 4–8 і 8–16 мм замінено RA з двох регіонів України.

Проблематика роботи стосується переробки відходів руйнувань будівель та споруд у нові будівельні матеріали, що витримуватимуть вимоги щодо міцності та довговічності. Такий підхід дає можливість розширити застосування RA без втрати експлуатаційних властивостей бетону на їх основі.

Було виготовлено дві бетонні суміші з різним регіональним походженням RA: TN-218 (м. Харків, Україна) і TN-249 (м. Миколаїв, Україна). В обох випадках використано цемент типу CEM II/A-M (S-LL) 42.5 R та однаковий рівень водо-цементного співвідношення (w/c) ≈ 0,43. До складу введено суперпластифікуючу та повітровтягувальну хімічні добавки.

Отримані суміші продемонстрували стабільні технологічні властивості: пластичність бетонної суміші виражена в осіданні конуса становила S5; вміст залученого повітря 5,5–5,7%; густина ущільненого свіжого бетону 2444 кг/м³. Міцність на стиск для обох зразків перевищила 54  МПа у віці 28 діб, що підтверджує незалежність показників від регіонального походження RA.

Морозостійкість оцінювалася за прискореним методом у 5% розчині NaCl. Обидві суміші досягли рівня марки F200: втрата міцності після циклів заморожування-відтавання становила 4,04% (TN-218) та 4,35% (TN-249), а зміна маси була мінімальною 0,14% і 0,29%, відповідно.

Результати дослідження підтверджують можливість застосування 50% RA у виробництві бетону класу за міцністю C30/37 для зовнішніх умов із дією морозу й хлоридів за умови контролю зернового складу, водопоглинання RA, та вмісту залученого повітря. Практично такі склади можуть бути рекомендовані для виготовлення бетонних і залізобетонних виробів без попереднього напруження, що експлуатуються в умовах поперемінного заморожування-відтавання.

Біографії авторів

Анастасія Юріївна Бєлоград, CEMARK; Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Начальник відділу Технічного Маркетингу та Інновацій

Аспірант

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Любов Іванівна Мельник, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Олександр Миколайович Гіжевський, CEMARK

Менеджер з Технічної підтримки

Денис Андрійович Дударевич, CEMARK

Фахівець з Технічної підтримки

Посилання

  1. Updated Ukraine recovery and reconstruction needs assessment released (2025). World Bank Group. Available at: https://www.worldbank.org/uk/news/press-release/2025/02/25/updated-ukraine-recovery-and-reconstruction-needs-assessment-released
  2. UNDP launches major debris removal initiative in Ukraine to accelerate recovery (2025). United Nations Development Programme. Available at: https://www.undp.org/uk/ukraine/press-releases/proon-vprovadzhuye-masshtabnu-initsiatyvu-z-rozchyshchennya-vidkhodiv-ruynuvan-v-ukrayini
  3. Construction and demolition waste. European Commission. Available at: https://environment.ec.europa.eu/topics/waste-and-recycling/construction-and-demolition-waste_en
  4. UN warns of toxic environmental legacy for Ukraine and the region (2022). United Nations Environment Programme. Available at: https://www.unep.org/news-and-stories/press-release/un-warns-toxic-environmental-legacy-ukraine-region
  5. Natsionalnyi plan upravlinnia vidkhodamy do 2033 roku (2024). Kabinet Ministriv Ukrainy. Available at: https://data.rada.gov.ua/rada/file/f542151n26.pdf
  6. Pro zatverdzhennia Poriadku upravlinnia vidkhodamy, shcho utvorylys u zviazku z poshkodzhenniam (ruinuvanniam) budivel ta sporud vnaslidok boiovykh dii, terorystychnykh aktiv, dyversii abo provedenniam robit z likvidatsii yikh naslidkiv ta vnesennia zmin do deiakykh postanov Kabinetu Ministriv Ukrainy (2022). Postanova Kabinetu Ministriv Ukrainy No. 1073. 27.09.2022. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1073-2022-%D0%BF#Text
  7. DSTU B EN 12620:2013. Zapovniuvachi dlia betonu (EN 12620:2002+A1:2008, IDT) (2014). Naukovo-tekhnichnyi komitet “Budstandart”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=58786
  8. DSTU EN 206:2022. Beton. Spetsyfikatsiia, produktyvnist, vyrobnytstvo ta vidpovidnist (EN 206:2013+A2:2021, IDT) (2023). DP “UkrNDNTs”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=106719
  9. Bielohrad, A., Pryymachenko, A., Tikholaz, E. (2025). Review of Ukrainian standard requirements for selecting the type of cement to ensuring the durability of reinforced concrete structures. Dorogi i Mosti, 2025 (31), 118–133. https://doi.org/10.36100/dorogimosti2025.31.118
  10. DSTU CEN/TS 12390-9:2019. Vyprobuvannia zatverdiloho betonu. Chastyna 9. Stiikist do tsykliv zamorozhuvannia-vidtavannia iz zastosuvanniam protyozhelednykh solei (CEN/TS 12390-9:2016, IDT) (2020). DP “UkrNDNTs”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=87455
  11. Chernyak, L., Melnyk, L., Dorogan, N. (2018). The Effect of Rice Husk on the Phase Formation and Cement Clinker Properties. Chemistry Journal of Moldova, 13 (2), 24–31. https://doi.org/10.19261/cjm.2018.502
  12. DSTU B EN 197-1:2015. Tsement. Chastyna 1. Sklad, tekhnichni umovy ta kryterii vidpovidnosti dlia zvychainykh tsementiv (EN 197-1:2011, IDT) (2016). DP “Orhan z sertyfikatsii tsementiv “SEPROTsEM”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=63734
  13. DSTU EN 196-1:2019. Metody vyprobuvannia tsementu. Chastyna 1. Vyznachennia mitsnosti (EN 196-1:2016, IDT) (2020). DP “UkrNDNTs”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=87411
  14. DSTU EN 196-3:2022. Metody vyprobuvannia tsementu. Chastyna 3. Vyznachennia chasu skhopliuvannia ta mitsnosti (EN 196-3:2016, IDT) (2023). DP “UkrNDNTs”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=110926
  15. DSTU EN 196-6:2019. Metody vyprobuvannia tsementu. Chastyna 6. Vyznachennia tonkosti pomelu (EN 196-6:2018, IDT) (2020). DP “UkrNDNTs”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=87413
  16. DSTU EN 933-1:2021. Metody vyprobuvannia z vyznachennia heometrychnykh kharakterystyk zapovniuvachiv. Chastyna 1. Vyznachennia zernovoho skladu. Metod prosiiuvannia (EN 933-1:2012, IDT) (2022). DP “UkrNDNTs”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=95570
  17. DSTU EN 12390-3:2024. Vyprobuvannia betonu. Chastyna 3. Mitsnist zrazkiv na stysk (EN 12390-3:2019, IDT) (2025). DP “UkrNDNTs”. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=109821
  18. Jagadesh, P., Karthik, K., Kalaivani, P., Karalar, M., Althaqafi, E., Madenci, E. et al. (2024). Examining the Influence of Recycled Aggregates on the Fresh and Mechanical Characteristics of High-Strength Concrete: A Comprehensive Review. Sustainability, 16 (20), 9052. https://doi.org/10.3390/su16209052
  19. Guo, H., Shi, C., Guan, X., Zhu, J., Ding, Y., Ling, T.-C. et al. (2018). Durability of recycled aggregate concrete – A review. Cement and Concrete Composites, 89, 251–259. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2018.03.008
  20. Zaharieva, R., Buyle-Bodin, F., Wirquin, E. (2004). Frost resistance of recycled aggregate concrete. Cement and Concrete Research, 34 (10), 1927–1932. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.02.025
  21. Setzer, M. J., Fagerlund, G., Janssen, D. J. (1996). CDF test – Test method for the freeze-thaw resistance of concrete-tests with sodium chloride solution (CDF). Materials and Structures, 29 (9), 523–528. https://doi.org/10.1007/bf02485951
  22. Sáez del Bosque, I. F., Van den Heede, P., De Belie, N., de Rojas, M. I. S., Medina, C. (2020). Freeze-thaw resistance of concrete containing mixed aggregate and construction and demolition waste-additioned cement in water and de-icing salts. Construction and Building Materials, 259, 119772. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119772
  23. Bogas, J. A., de Brito, J., Ramos, D. (2016). Freeze–thaw resistance of concrete produced with fine recycled concrete aggregates. Journal of Cleaner Production, 115, 294–306. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.12.065
  24. Sasanipour, H., Aslani, F., Taherinezhad, J. (2022). Deicer Salt-Scaling Resistance of Concrete Using Recycled Concrete Aggregates Pretreated by Silica Fume Slurry. Materials, 15 (24), 8874. https://doi.org/10.3390/ma15248874
Assessment of the resistance of concrete with recycled aggregate to freeze-thaw cycles

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-04-30

Як цитувати

Бєлоград, А. Ю., Мельник, Л. І., Гіжевський, О. М., & Дударевич, Д. А. (2026). Оцінювання стійкості бетону із заповнювачем повторного використання до циклічного замерзання-відтавання. Technology Audit and Production Reserves, 2(3(88), 6–13. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2026.358267

Номер

Том 2 № 3(88) (2026): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Anastasiia Bielohrad, Liubov Melnyk, Oleksandr Hizhevskyi, Denys Dudarevych

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.