Исследование факторов, влияющих на эффективность мелкозернистого самоуплотняющегося бетона с песком из дроблёного бетона

Введение. Обоснованное применение минерального сырья из строительных отходов для приготовления виброуплотняемых бетонных смесей экономически выгодно и экологически эффективно, однако влияние заполнителей из бетонного лома на реологические характеристики мелкозернистых самоуплотняющихся смесей и структуру затвердевшего бетона изучено недостаточно. Цель настоящей работы — исследование факторов, влияющих на эффективность мелкозернистого самоуплотняющегося бетона с песком из дроблёного бетона.
Материалы и методы. Для определения эффективности составов мелкозернистых самоуплотняющихся бетонов готовили смеси равной удобоукладываемости марки РК1 на портландцементе ЦЕМ0 52,5Н. В качестве укрупняющего компонента в состав мелкого природного песка местных карьеров вводили песок из дроблёного бетона. Для придания смесям требуемой текучести и самоуплотняемости применяли добавку Полипласт ПК — поликарбоксилатный суперпластификатор. Оценку зернового состава мелкого заполнителя проводили по изменению модуля крупности в соответствии со стандартной методикой. Реологические и технологические характеристики самоуплотняющихся бетонных смесей устанавливали по методикам ГОСТ Р 59715-2022. Трещиностойкость мелкозернистого самоуплотняющегося бетона оценивали по коэффициенту, отражающему соотношение прочностных характеристик бетона.
Результаты исследования. В ходе исследований установлено, что при условии получения высокостабильной бетонной смеси оптимальная структура мелкозернистого бетона достигается при содержании в составе мелкого заполнителя 30 % зерен дробленого бетона и дозировке поликарбоксилатного суперпластификатора Полипласт ПК — 1 %.
Обсуждение и заключение. Обоснована техническая эффективность мелкозернистого самоуплотняющегося бетона с использованием укрупняющих зерен песка из дробленого бетона. За счет оптимизации рецептурных факторов мелкозернистого бетона с заполнителем из строительных отходов и применения безвибрационной технологии монолитных железобетонных конструкций из самоуплотняющихся смесей достигается экономический эффект.

1. Баженов Ю.М., Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Конструирование структур современных бетонов: определяющие принципы и технологические платформы. Строительные материалы. 2014;3:6–14. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/konstruirovanie-struktur-sovremennyh-betonov-opredelyayuschie-printsipy-i-tehnologicheskie-platformy (дата обращения 29.03.2025).

2. Касторных Л.И., Черепанов В.Д., Березовой В.Э. Оптимизация зернового состава заполнителя для мелкозернистого самоуплотняющегося бетона. Молодой исследователь Дона. 2020;5(26):40–48. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44048323 (дата обращения 29.03.2025).

3. Ларсен О.А., Наруть В.В., Воронин В.В. Технология переработки бетонного лома с целью получения самоуплотняющегося бетона. Строительство и реконструкция. 2020;2(88):61–66. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-88-2-61-66

4. Булдыжов А.А., Алимов Л.А. Самоуплотняющиеся бетоны с наномодификаторами на основе техногенных отходов. Промышленное и гражданское строительство. 2014;8:86–88.

5. Красиникова Н.М., Кириллова Е.В., Хозин В.Г. Вторичное использование бетонного лома в качестве сырьевых компонентов цементных бетонов. Строительные материалы. 2020;1(2):56–65. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-56-65

6. Kastornykh L., Kosenko V., Kaklyugin A., Kholodnyak M., Fedorchenko A. Vibration–Free Decorative Concrete Technology is the Key to Sustainable Development of Landscape Architecture. Lecture Notes in Networks and Systems. 2023;575. https://doi.org/10.1007/978-3-031-21219-2_328

7. Lopatin N.A., Motornaja A.I., Neguliaeva E.Yu. The most effective crushing equipment and testing of recycled concrete aggregates. Construction of Unique Buildings and Structures. 2015;10(37):34–45. URL: https://unistroy.spbstu.ru/userfiles/files/2015/10(37)/3_lopatin_37.pdf (дата обращения 29.03.2025).

8. Пуляев С.М. Исследование процесса раннего структурообразования бетона на щебне из бетонного лома. Вестник Московского государственного строительного университета. 2012;1:68–71. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-protsessa-rannego-strukturoobrazovaniya-betona-na-schebne-iz-betonnogo-loma-1 (дата обращения 29.03.2025).

9. Alwaeli M., Alshawaf M. Waste Utilization in Concrete Technology as a Substitute for Natural Aggregates in the Context of Circular Economy: an Overview. 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019. 2019;19:151–158. https://doi.org/10.5593/sgem2019V/4.2/S05.021

10. Kastornykh L, Kaklyugin A, Kholodnyak M, Osipchuk I. Modified Concrete Mixes for Monolithic Construction. Materials Science Forum. 2021;1043:81–91. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1043.81

11. Гончарова М.А., Борков П.В., Аль-Суррайви Х.Г.Х. Рециклинг крупнотоннажных бетонных и железобетонных отходов при реализации контрактов полного жизненного цикла. Строительные материалы. 2019;12:52–57. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-777-12-52-57

12. Modani PO, Mohitkar V. Self-compacting concrete with recycled aggregate: a solution for sustainable development. International Journal of Civil Structural Engineering. 2014;4:430–440.

13. Трищенко И.В., Касторных Л.И., Фоминых Ю.С., Гикало М.А. Оценка эффективности инвестиционного проекта реконструкции предприятий крупнопанельного домостроения. Жилищное строительство. 2018;10:39–44. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-effektivnosti-investitsionnogo-proekta-rekonstruktsii-predpriyatiy-krupnopanelnogo-domostroeniya (дата обращения 29.03.2025).

14. Касторных Л.И., Гикало М.А., Каклюгин А.В., Серебряная И.А. Математическое моделирование технологических процессов бетонирования монолитных конструкций из мелкозернистых смесей. Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий. 2023;2(4):84–93. https://doi.org/10.23947/2949-1835-2023-2-4-84-93

15. Smirnova OM. Compatibility of portland cement and polycarboxylate-based superplasticizers in high-strength concrete for precast constructions. Magazine of Civil Engineering. 2016;6:12–22. https://doi.org/10.5862/MCE.66.2

16. Kastornykh LI, Trischenko IV, Kakljugin AV, Shershen DR. Heat Curing Efficiency Estimation of Concrete with Superplastificators on Polycarboxylates Basis. Materials Science Forum. 2019;974:231–236. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.974.231

17. Муртазаев С.-А.Ю., Шеина С.Г., Муртазаев И.С.-А., Межидов Д.А. Самоуплотняющиеся бетоны с использованием химических добавок на основе эфиров полиарилов и поликарбоксилатов. Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2023;1(31):88–95. https://doi.org/10.34708/GSTOU.2023.74.53.009

18. Травуш В.И., Карпенко Н.И., Ерофеев В.Т., Ерофеева И.В., Тараканов О.В., Кондращенко В.И. и др. Исследование трещиностойкости бетонов нового поколения. Строительные материалы. 2019;10:3–11. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-775-10-3-11

19. Larsen OA, Samchenko SV, Naruts VV, Aleksandrova OV, Bulgakov BI. Environmental Aspects of Dismantling of old Buildings During the Reconstruction in Moscow. 19th International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM 2019. 2019;19:115–122. https://doi.org/10.5593/sgem2019/6.2/S26.015