Бетони з використанням крупного заповнювача рециклінгового походження

Simple item page
dc.contributor.authorСмирнов, Антон Сергійовичuk_UA
dc.date.accessioned2025-04-25T08:15:08Z
dc.date.available2025-04-25T08:15:08Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionНауковий керівник: Савицький Микола Васильович, д.т.н, проф. Захист 11 вересня 2024 року в ННІ «Дніпровський інститут інфраструктури і транспорту» Українського державного університету науки і технологій А. Смирнов: ORCID 0000-0002-2500-2323uk_UA
dc.description.abstractUKR: Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми одержання бетонів класів міцності С12/15, С16/20, С20/25 з крупним заповнювачем рециклінгового походження. В умовах великої кількості руйнувань, спричинених військовими діями, існує необхідність в повторному застосуванні значних обсягів будівельних відходів після відповідної переробки. Серед загального масиву відходів демонтажу суттєву частку складає бетонний брухт, який після подрібнення та фракціонування можливо застосовувати як заповнювач для бетону. Таким чином, постає питання врахування його особливостей при розрахунку і виборі складу бетонів з заданими властивостями. В першому розділі виконано аналіз джерел утворення бетонних та залізобетонних відходів. За результатами вивчення існуючих в Україні нормативно-технічних та декларативних документів встановлено, що під час демонтажу окремих будівельних конструкцій, знесення будівель і споруд, нового будівництва проєктні та будівельно-монтажні компанії мають здійснювати заходи, направлені на максимальне повторне застосування будівельних відходів, за необхідності після відповідної переробки. Розглянуто світовий досвід дослідження властивостей та застосування рециклінгових заповнювачів з 1970-х років ХХ століття. На основі аналізу даних з літературних джерел визначені особливості рециклінгових крупних заповнювачів (РКЗ), а також характерні властивості бетонів з РКЗ. Встановлено, що в цілому фізико-механічні та експлуатаційні властивості РКЗ та бетону з РКЗ є дещо нижчими в порівнянні з натуральними заповнювачами (НЗ) та бетонами на НЗ. Але в залежності від вмісту РКЗ, методів подрібнення, якості сортування і фракціонування можливо досягти задані або з незначними погіршеннями властивості бетону з РКЗ. В той же час вартість такого бетону суттєво нижча порівняно з бетонами на натуральних заповнювачах. РКЗ отримується шляхом подрібнення та переробки використаного бетону. Відповідно, РКЗ складається з двох головних фаз – натурального заповнювача та залишкового розчину. Таким чином, бетон з РКЗ є більш складною системою через наявність додаткових фаз – залишкового розчину та міжфазної контактної зони (МКЗ) між ним і натуральним заповнювачем, – які і визначають особливості РКЗ і бетонів з РКЗ. Проаналізовані існуючі методи розрахунку складів бетону з РКЗ. Виявлено, що такі методи на даний момент носять більше теоретичний характер і є досить трудомісткими та потребують значних витрат часу. Розглянуто традиційний в Україні розрахунково-експериментальний метод підбору складу важкого бетону, покладений в основу національних стандартів. Встановлено, що існуючі підходи не дозволяють врахувати особливості РКЗ та закономірності формування структури бетону з РКЗ. На підставі цього висунута наукова гіпотеза про можливість врахування особливостей РКЗ при розрахунку і виборі складу бетону шляхом введення експериментально визначених поправок на походження і фізико-механічні властивості РКЗ. Також в розділі встановлені обмеження, прийняті в даній роботі, щодо отримання важких бетонів з РКЗ для певного виду конструкцій, що працюють на стиск та згин. В другому розділі наведені характеристики застосованих під час дослідження місцевих матеріалів, а також описані методики експериментальних досліджень властивостей РКЗ та бетону з РКЗ. Наведено зерновий склад натуральних заповнювачів, визначено хімічний та мінералогічний склади портландцементу ПЦ II/Б-Ш-400 (CEM II/B-S 32,5 N) виробництва Heidelbergcement, м. Кривий Ріг та нормальна густота цементного тіста. Встановлено, що зерновий склад НЗ в його природному стані не відповідає вимогам національних стандартів, що потребує його корекції. Розраховані склади бетонів, зразки з яких підлягали наступному подрібненню, та описані метод, засоби, обладнання, що застосовувалися для подрібнення. В третьому розділі представлені результати фізико-механічних випробувань РКЗ, отриманих після подрібнення зразків бетону у віці 28 діб, 90 діб та 180 діб. Встановлено, що зерновий склад утворених після подрібнення сумішей фракцій не відповідає вимогам ДСТУ Б В.2.7-75-98 через надмірний обсяг фракцій 10…20 мм та 0…5 мм. В той же час зерновий склад крупних фракцій, що і є РКЗ, в цілому відповідає вимогам нормативної документації. При вмісті крупних фракцій (>5 мм) в сумішах 82,9…84,9% вміст кожної фракції в РКЗ складає: 0,8…5,7% (20…25 мм), 63,3…70,1% (10…20 мм), 28,9…31,2% (5…10 мм).uk_UA
dc.description.abstractENG: This dissertation work is devoted to solving the important scientific and technical problem of obtaining concrete of strength classes C12/15, C16/20, C20/25 with coarse aggregates of recycling origin. In the conditions of a large amount of destruction caused by military actions there is a need to reuse significant volumes of construction waste after appropriate processing. Among the total mass of demolition waste a significant share is concrete scrap, which after grinding and fractionation can be used as coarse aggregate for concrete. Thus the question arises of taking into account the features of that aggregate when mix designing and choosing the composition of concrete with given properties. In the first chapter the sources of concrete and reinforced concrete waste have been analyzed. Based on the study of existing regulatory and technical and declarative documents in Ukraine it has been established that during the dismantling of individual building structures, demolition of buildings and structures, new construction design and construction companies are required to implement measures aimed at maximizing the reuse of construction waste, after appropriate processing if necessary. The global experience of researching the properties and applications of recycled aggregates since the 1970s has been considered. Based on the analysis of data from literary sources the peculiarities of recycled concrete aggregates (RCA) and the characteristic properties of concrete with RCA have been determined. It has been established that overall, the physical, mechanical, and operational properties of RCA and concrete with RCA are somewhat inferior compared to natural aggregates (NA) and concrete with NA. However, depending on the content of RCA, grinding methods, quality and thoroughness of sorting and fractionation of RCA, it is possible to achieve the specified properties of concrete with RCA, sometimes with slight deterioration. At the same time the cost of such concrete is significantly lower compared to concrete with NA. RCA is obtained by crushing and processing of used concrete. Accordingly, RCA consists of two main phases – natural aggregate and residual mortar. Therefore, concrete with RCA is a more complex system due to the presence of additional phases – residual mortar and the interfacial transition zone (ITZ) between it and the NA. These phases define the characteristics of RCA and concrete with RCA. Existing methods of mix design of concrete with RCA have been analyzed. It has been found that these methods currently tend to be more theoretical and are quite time-consuming. The common in Ukraine calculation-experimental method of mix design of heavy concrete, which is the basis of national standards, has been reviewed. It has been determined that existing approaches do not adequately account for the peculiarities of RCA and the regularities of the formation of concrete structure with RCA. Based on this, a scientific hypothesis has been proposed regarding the possibility of incorporating the features of RCA when mix designing and choosing the composition of concrete by introducing some experimentally determined adjustments that account for the origin and physical and mechanical properties of RCA. Also, the limitations adopted in this work have been established in the chapter regarding the production of heavy concrete with RCA for some types of structures operating in compression and bending. In the second chapter, characteristics of the local materials used during the research are given, along with a description of methods for experimental investigations into the properties of RCA and concrete containing RCA. The grain composition of natural aggregates is given, the chemical and mineralogical composition of Portland cement PC II/B-Sh-400 (CEM II/B-S 32.5 N) produced by Heidelbergcement, Kryvyi Rih, and the normal density of cement dough are determined. It has been determined that the grain composition of NA in its natural state does not meet the requirements of national standards, necessitating corrections. The compositions of the concretes, the samples of which were to be crushed, were designed, and the method, tools and equipment used for crushing were described. The third chapter presents the results of physical and mechanical tests of RCA obtained after crushing concrete samples aged 28 days, 90 days and 180 days. It has been established that the grain composition of fractions (fine and coarse) formed after grinding does not meet the requirements of DSTU B V.2.7-75-98 due to the excessive volume of fractions 10...20 mm and 0…5 mm. At the same time the grain composition of coarse fractions, which is actually RCA, generally meets the requirements of regulatory documentation.en
dc.description.sponsorshipННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпроuk_UA
dc.identifier.citationСмирнов А. С. Бетони з використанням крупного заповнювача рециклінгового походження : дис. … д-ра філософії. 192. Дніпро, 2024. 182 с. 0824U003171.uk_UA
dc.identifier.urihttps://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0824U003171en
dc.identifier.urihttps://dir.ukrintei.ua/view/okd/25ea70634b0126caee5f4cc2bdc773e6en
dc.identifier.urihttps://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/20169en
dc.language.isouk
dc.publisherУкраїнський державний університет науки і технологій, Дніпро, Українаuk_UA
dc.subjectбетонuk_UA
dc.subjectбетонні відходиuk_UA
dc.subjectвипробуванняuk_UA
dc.subjectводопотребаuk_UA
dc.subjectекологічний ефектuk_UA
dc.subjectекономічний ефектuk_UA
dc.subjectзерновий складuk_UA
dc.subjectміцністьuk_UA
dc.subjectнасипна густинаuk_UA
dc.subjectрециклінговий крупний заповнювачuk_UA
dc.subjectрозрахунок складу бетонуuk_UA
dc.subjectрухливість бетонної сумішіuk_UA
dc.subjectсередня густинаuk_UA
dc.subjectconcreteen
dc.subjectconcrete wasteen
dc.subjecttestsen
dc.subjectwater consumptionen
dc.subjectecological effecten
dc.subjecteconomic effecten
dc.subjectgrain compositionen
dc.subjectstrengthen
dc.subjectbulk densityen
dc.subjectrecycling coarse aggregateen
dc.subjectmix design of concreteen
dc.subjectworkability of concreteen
dc.subjectspecific densityen
dc.subjectКЗБіКК ПДАБАuk_UA
dc.subject.classificationTECHNOLOGY::Materials scienceen
dc.titleБетони з використанням крупного заповнювача рециклінгового походженняuk_UA
dc.title.alternativeConcrete with the Use of Coarse Aggregate of Recycling Originen
dc.typeDissertationen
Files
Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
Thumbnail Image
Name:
Smyrnov_PhD.pdf
Size:
8.71 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Thumbnail Image
Name:
Smyrnov_0824U003171.pdf
Size:
265.04 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Download
Collections
Дисертації
Інші праці КЗБіКК ПДАБА