УДК 691.42 Грубая строительная керамика. Изделия из обожженной глины. Керамические стеновые камни. Кирпичи для покрытий полов. Черепица
ГРНТИ 67.09 Строительные материалы и изделия
Приведены основные технологические аспекты производства строительной керамики. На основе анализа литературных источников проведена комплексная оценка целесообразности использования отходов строительной керамики в качестве вторичного сырья для производства новых строительных материалов. На основании исследования работ современных ученых установлено, что отходы боя строительной керамики пригодны для использования в качестве заполнителя, частичной замены цемента и реакционно-активной добавки в бетонах и растворах. При использовании боя строительной керамики в качестве заполнителя рекомендуется ограничивать замещение натурального заполнителя на уровне 20-30%, совместно используя различные добавки: пластифицирующие и улучшающие реотехнологические и физико-механические свойства бетона. Тонкомолотые отходы кирпичного боя обладают пуццолановой активностью и при использовании в качестве реакционно-активной добавки или частичной замены цемента в бетонах и растворах до 20-25% способны улучшать структуру цементного камня, повышать прочность, снижать макропористость и проникновение хлорид-ионов, увеличивать сульфатостойкость. Такого рода вяжущее склонно к более позднему набору прочности по сравнению с портландцементом. Кроме того, отходы строительной керамики можно при-менять в производстве активированных щелочью цементов и шлакощелочных вяжущих, а также как сырье для производства нового кирпича или устройства оснований дорожных одежд. Выявлено, что производство строительных материалов и изделий на основе отходов строительной керамики является перспективным направлением развития строительного производства. Воз-можно не только получение материалов равных по качеству изделиям на натуральном сырье, но и с повышенными характеристиками.
Кирпичный бой, строительная керамика, переработка, рециклинг, заполнитель для бетонов, реакционно-активная добавка, частичная замена цемента, пуццолановая активность
1. Раппопорт П.А. Строительное производство Древней Руси (X-XIII в.) [Электронный ресурс]. URL: https://tehlib.com/arhitektura/stroitel-ny-e-materialy-izvest-i-ras/ (Дата обращения 20.01.2024).
2. Аксенова Л.Л., Бугаенко Л.В., Хлебенских С.Н. Переработка и утилизация строительных отходов для получения эффективных зеленых композитов. // Современные тенденции технических наук: материалы III Международной научной конференции, октябрь 2014. Казань. — 2014. — С. 63-65.
3. Попов К.Н, Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учеб. – Москва: Высш. шк., 2001. – 367с.: ил.
4. Яценко Н.Д., Зубехин А.П. Научные основы инновационных технологий керамического кирпича и управление его свойствами в зависимости от химико-минералогического состава сырья. // Строительные материалы. − 2014. − С.28-31.
5. Зубехин А.П., Яценко Н.Д., Филатова Е.В., Боляк В.И., Веревкин К.А.. Керамический кирпич на основе различных глин: фазовый состав и свойства. // Строительные материалы. − 2010. − С.47-49.
6. Зубехин А.П., Бельмаз Н.С., Филатова Е.В. Фазовый состав керамического кирпича из глин различного состава. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. − 2003. − №2. − С.90-92.
7. Robayo R.A., Mulford A., Munera J., Gutiérrez R.M.de. Alternative cements based on alkali-activated red clay brick waste. Construction and Building Materials. − 2016. − Vol. 128. − Pp. 163–169. DOI:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.10.023
8. Степанова М.П. Технология строительных композитов на основе портландито-алюмосиликатной контактно-конденсационной системы твердения. автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.05. Воронеж. − 2013. − 23 с.
9. Баранов Е.В., Шелковникова Т.И. Особенности получения керамического кирпича светлых тонов. // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. − 2016. − №7. − С.18-21.
10. Tang Q., Ziming M., Wu H., Wang W. The utilization of eco-friendly recycled powder from concrete and brick waste in new concrete: A critical review. Cement and concrete composites. − 2020. − No.114. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103807.
11. Fediuk R.S., Ibragimov R.A., Lesovik V.S., Pak A.A., Krylov V.V., Poleschuk M.M., Stoyushko N.Y., Gladkova N.A. Processing equipment for grinding of building powders. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. − 2018. doihttps://doi.org/10.1088/1757-899X/327/4/042029
12. Веригин Ю.А., Веригина Я.Ю. Теоретические основы процессов измельчения вещества в технологии производства строительных материалов. // Ползуновский вестник. − 2013. − №4-1. − С.51-54.
13. ZhaoY., Gao J., Liu C., Chen X., Xu Z. The partical-size effect of waste clay brick powder on its pozzolanic activity and properties of blended cement. Journal of cleaner production. − 2020. − No.242. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103807.
14. Xu C., Yang X. Study on Activation of Waste Clay Brick Powder. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. − 2020. DOhttps://doi.org/10.1088/1757-899X/744/1/012028.
15. Naceri A., Hamina M.C. Use of waste brick as partial replacement of cement in mortar. Waste management. − 2009. − No. 29. − Pp.2378-2384. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.03.026
16. Соколов А.А. Композиционные шлакощелочные вяжущие с добавками молотого боя керамического кирпича, растворы и бетоны на их основе: автореф. дисс. … канд. техн. наук. 05.23.05. Казань. − 2006. − 20 с.
17. Муртазаев С-А.Ю., Хадисов В.Х., Хаджиев М.Р. Использование отходов производственного брака и керамического боя кирпича для приготовления легкого бетона // Труды грозненского государственного нефтяного технического университета им. академика М.Д. Миллионщикова. − 2011. − № 11. − С. 157–162.
18. Хаджиев М.Р. Бетонные композиты на заполнителях из керамического кирпичного боя // Евразийский союз ученых. − 2014. − №5. − С.37–40.
19. Хаджиев М.Р. Керамобетон на основе вторичных заполнителей из кирпичного боя для мелкоштучных стеновых изделий: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.05. Грозный. − 2015. − 25 с.
20. Хаджиев М.Р., Хадисов В.Х. Мелкоштучные стеновые изделия из легкого керамобетона для ограждающих конструкций зданий и сооружений // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. − 2014. − № 4. − С.137–142.
21. Батдалов М.М., Хадисов В.Х. Использование кирпичного боя для производства строительных композитов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. − 2011. − № 23. − С.102-105.
22. МуртазаевС-А.Ю., Сайдумов М.С., Хаджиев М.Р., Хадисов В.Х. Ячеистый керамобетон на основе заполнителей из вторичного сырья // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. − 2014. − №3 (34). − С.74-81.
23. Dina M. Sadek. Phisico-mechanical properties of solid cement bricks containing recycled aggregates. Journal of advanced research. − 2012. – No. 3. − Pp.253-260. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jare.2011.08.001.
24. Debieb F., Kenai S. The use of coarse and fine crushed bricks as aggregate in concrete. Construction and building materials. − 2008. − No. 22(5). − Pp.886-893. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.12.013.
25. Aliabdo A.A. Abd-Elmoati M., Hassan H.H. The use of crushed clay bricks in the concrete industry. Alexandria Engineering Journal. − 2014. − Vol. 53. − No. 1. − Pp. 151–168. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.aej.2013.12.003.
26. Романенко И.И. Применение лома глиняного кирпича в качестве крупного заполнителя бетонов. // Инженерный вестник Дона. − 2022. − №12.
27. Gonzalez J.S., Gaillarre F. L., Perez S.L.S., Ros P.S., Lopez M.A.S. Influence of recycled brick aggregates on the properties of structural concrete for the manufacture of precast prestressed beams Construction and Building Materials. − 2017. − Vol. 149. − Pp. 507-514.
28. Ahmad S.I., Hossain M.A. Water permeability characteristics of normal strength concrete made from crushed clay bricks as a coarse aggregate. Advances in Materials Science and Engineering. − 2017. − Pр. 109-119. DOIhttps://doi.org/10.1155/2017/7279138.
29. Аласханов. А.Х. Полифункциональные строительные композиты на основе техногенного сырья: автореф. дис. … доктора техн. наук: 2.1.5. Грозный. − 2023. − 41с.
30. Brito J., Pereira A.S., Correia J.R., Mechanical behaviour of non-structural concrete made with recycled ceramic aggregates. Cement and Concrete Composites. − 2005. − No. 27. − Pp. 429–433. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.07.005.
31. Cachim P. B. Mechanical properties of brick aggregate concrete. Construction and Building Materials. − 2009. − No. 23. − Pp. 1292–1297. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.07.023.
32. Salahaldein A. Properties of concrete using crushed brick as coarse aggregate. International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering. − 2019. − Vol. 3. − Pp.44-47.
33. Torkittikul, P., Chaipanich, A. Utilization of ceramic waste as fine aggregate within Portland cement and fly ash concretes. Cement and Concrete Composites. − 2010. − No.32. − Pp. 440–449. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.02.004.
34. Успанова А.С., Исламов А.А., Куразов М.С., Иноркаев И.С-А., Вахажи Х-М.М. Строительные штукатурные смеси на основе мелкой фракции продукта дробления кирпичного боя и производственного брака кирпича // Фундаментальные основы строительного материаловедения. Сборник докладов международного онлайн конгресса. − Белгород. − 2017. − С. 906–913.
35. Silva J., Brito de J., Veiga R. Incorporation of fine ceramics in mortars. Construction and Building Materials. − 2009. − Vol.23. − Pp.556–564. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.10.014.
36. Романенко И.И., Петровнина И.Н., Еличев К.А, Романенко М.И. Пробуждение гидравлической активности наполнителей и заполнителей из лома глиняного кирпича // Инженерный вестник Дона. − 2022. − №11(95). − С.563–572.
37. Goncalves J.P., Tavares L.M., Toledo Filho R.D., Fairburn E.M.R. Performance evaluation of the effectiveness of cement slurries modified with metakaolin or ground bricks. Building and Building Materials. − 2009. − Vol. 23. − No.5. − Pp.1971-1979. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.08.027.
38. Ge Z., Gao Z., Sun R., Zheng L. Mix design of concrete with recycled clay-brick-powder using the orthogonal design method. Construction and building materials. − 2012. − No.31. − Pp.289–293. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.01.002.
39. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. – Москва: Издательство литературы по строительству, 1966. – 406 с.
40. Toledo Filho R.D., Gonçalves J.P., Americano B.B., Fairbairn E.M.R. Potential for use of crushed waste calcined-clay brick as supplementary cementitious material in Brazil. Cement and concrete research. – 2007. – No.37. – Pp.1357-1365. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.06.005.
41. O’Farrell M., Sabir B.B., Wild S. Strength and chemical resistance of mortars containing brick manufacturing clays subjected to different treatments. Cement and concrete composites. – 2006. No.28. – Pp.790-799. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2006.05.014.
42. Shao J., Gao J., Zhao, Y., Chen X. Study on the pozzolanic reaction of clay brick powder in blended cement pastes. Construction and Building Materials. – 2019. – No.213. – Pp.209–215. doihttps://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.307.
43. Liu C., Liu H., Wu J. Effect of Recycled Mixed Powder on the Mechanical Properties and Microstructure of Concrete. Journal of renewable materials. – 2022. – Vol.10. – No.5. – Pp.1397-1414. DOIhttps://doi.org/10.32604/jrm.2022.018386.
44. Liu, S., Dai, R., Cao, K. Zhiyang G. The Role of Sintered Clay Brick Powder During the Hydration Process of Cement Pastes. Iranian Journal of Science and Technology - Transactions of Civil Engineering. – 2017. – No.41. – Pp.159–165. DOIhttps://doi.org/10.1007/s40996-017-0049-0.
45. Фоменко А.И., Грызлов В.С., Каптюшина А.Г. Отходы керамического кирпича как эффективный компонент строительных композитов. // Современные наукоемкие технологии. – 2016. – №2. – С.260-264.
46. Подольский В.П., Матвиенко Ф.М., Быкова А.А., Авдеева Н.Ю. Разработка технологий применения отходов от сноса зданий для устройства укрепленных цементом оснований автодорог с использованием модификатора MADOR. // Научный журнал строительства и архитектуры. – 2023. – №4. – С.156-162.
47. Губская А.Г., Гапотченко А.П., Сенатова К.С., Олецкая Л.П. Возможность замены природного щебня и гравия вторичным сырьем при строительстве и ремонте дорог. // Дорожное строительство и его инженерное обеспечение: материалы Международной научно-технической конференции. Белорусский национальный технический университет. Минск. – 2020. – С. 227-234.
