Study of influence of organic pollutants on alkali activated cements based on recycled aggregates
Keywords:
concrete, alkali-activated cement, recycling, aggregates, organic admixturesAbstract
Необходимо решить вопрос о наличии в структуре переработанного заполнителя остатков органических соединений, несгоревших частиц углерода, древесины и других загрязняющих веществ, характерных для отходов разрушения железобетонных конструкций, образовавшихся в результате боевых действий. Именно с этой целью было проведено исследование для определения влияния органических соединений, а именно древесных опилок, на физико-механические характеристики щелочно-активированных бетонов, изготовленных с использованием переработанных заполнителей.
Использование гибридных щелочных цементов эффективно для общестроительных и специальных материалов, а именно при изготовлении бетонных смесей и бетонов на их основе с повышенным риском структурного разрыхления из-за повышенного содержания органических остатков и продуктов сгорания. Материалы на их основе способны выдерживать значительные воздействия деформаций набухания-усадки, вызванные наличием продуктов сгорания и органических остатков. Это позволяет прогнозировать эффективность их введения для контроля процессов структурообразования бетонов на основе переработанных заполнителей
. Дополнительное введение древесных опилок в количестве 3% и 5% приводит к снижению прочности бетона как на изгиб, так и на сжатие. Однако для систем со 100% содержанием гранитного заполнителя процент снижения прочности больше по сравнению с составами, включающими переработанный заполнитель. А для систем, включающих исключительно переработанный заполнитель, прочность на сжатие увеличивается на 1 МПа (26,2 МПа, состав № 10) при содержании 3% древесных опилок и на 0,6 МПа (25,8 МПа, состав № 15) при содержании 5%.
Результаты показывают, что использование переработанного заполнителя, хотя и приводит к снижению физико-механических характеристик бетона, при правильном подборе процентного содержания компонентов смеси позволяет контролировать заданные характеристики бетона, в частности, прочность на изгиб и сжатие.
References
Kovalchuk, O., Zozulynets, V., Popruha, P., & Grabovchak, V. (2025). Mix design of the com-position of general construction concrete based on recycled aggregates. Eastern-European Jour-nal of Enterprise Technologies, 5(6 (137), 49–57. DOI:10.15587/1729-4061.2025.340832
Kovalchuk, O., Zozulynets, V., Ivanychko, V., & Kopotun, R. (2025). Vykorystannia retsyrkulovanykh zapovniuvachiv – shliakh do stiikoho vidnovlennia. Ways to Improve Construction Efficiency, 1(54), 164–171. DOI:10.32347/2707-501x.2024.54(1).164-171
Grabovchak, V., Kovalchuk, O., Kopotun, R., & Hrabovchak, V. (2025). Doslidzhennia mozhlyvostei vykorystannia retsyrkulovanykh vidkhodiv yak komponentiv betonnykh sumishei u konteksti pryntsypiv staloho budivnytstva. Airport Planning, Construction and Maintenance Journal, (1), 34–40. DOI:10.32782/apcmj.2025.1.4
Kryvenko, P., Rudenko, I., Sikora, P., Sanytsky, M., Konstantynovskyi, O., & Kro-pyvnytska, T. (2024). Alkali-activated cements as sustainable materials for repairing building construction: a review. Journal of Building En-gineering, 90, 109399..
Kryvenko, P., Rudenko, I., Konstantynovskyi, O., & Kovalchuk, A. (2024). Improvement of Early Strength of Slag Containing Portland Ce-ments. In Hydraulic and Civil Engineering Tech-nology IX (pp. 515-521). IOS Press.
Peng, Y., Cai, S., Huang, Y., & Chen, X. F. (2025). Recycled Aggregates for Sustainable Construction: Strengthening Strategies and Emerging Frontiers. Materials, 18(13), 3013. DOI: 10.3390/ma18133013
Yanez, S., Márquez, C., Valenzuela, B., & Vil-lamar-Ayala, C. A. (2022). A Bibliometric-Sta-tistical Review of Organic Residues as Cementi-tious Building Materials. Buildings 2022, 12, 597. DOI: 10.3390/buildings12050597
Liu, L., Yang, X., Feng, S., Chen, J., Dang, Y., Wu, B., ... & Li, M. (2025). Research on the disintegration performance of fibre-rein-forced vegetative cement-soil (VCS). Case Studies in Construction Materials, 22, e04437. DOI: 10.1016/j.cscm.2025.e04437
Krivenko, P., Petropavlovskyi, O., Koval-chuk, O., Lapovska, S., Pasko, A. (2018) De-sign of the composition of alkali activated port-land cement using mineral additives of techno-genic origin. Eastern-European Journal of En-terprise Technologies, № 4(6), 6-15. DOI: 10.15587/1729-4061.2018.140324
Aluko, O. G., Yatim, J. M., Kadir, M. A. A., Yahya, K. (2020). A review of properties of bio-fibrous concrete exposed to elevated tempera-tures. Construction and Building Materials, 260, 119671.
Bu, C., Liu, L., Lu, X., Zhu, D., Sun, Y., Yu, L., ... & Wei, Q. (2022). The durability of recy-cled fine aggregate concrete: A review. Materi-als, 15(3), 1110. DOI: 10.3390/ma15031110
Troian, V., Gots, V., Keita, E., Roussel, N., Angst, U., & Flatt, R. J. (2022). Challenges in material recycling for postwar reconstruction. RILEM Technical Letters, 7, 139-149. DOI:10.21809/rilemtechlett.2022.171
Krivenko, P., Kovalchuk, O., & Boiko, O. (2019, December). Practical experience of con-struction of concrete pavement using non-condi-tional aggregates. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 708, No. 1, p. 012089). IOP Publishing. DOI: 10.1088/1757-899X/708/1/012089
Kochova, K., Gauvin, F., Schollbach, K., Brouwers, H. J. H. (2020). Using alternative waste coir fibres as a reinforcement in cement-fibre composites. Construction and Building Materials, 231, 117121. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117121
Khasanov, B., Irmuhamedova, L., Firlina, G., & Mirzaev, T. (2020, June). Theoretical founda-tions of the structure formation of cement stone and concrete. In IOP Conference Series: Materi-als Science and Engineering (Vol. 869, No. 3, p. 032032). IOP Publishing.
Fu, X., Ye, W. J., Yuan, G., Zhang, X. L., & Niu, R. Y. (2025). Experimental study on me-chanical properties of cured sand combined with plant-based bio-cement (PBBC) and organic ma-terials. Applied Biochemistry and Biotechnology, 197(3), 1865-1888.
Luo, M., Zhao, Y., Ji, A., & Ding, Z. (2025). Enhancing recycled aggregates quality through biological deposition treatment. Journal of Building Engineering, 100, 111681. DOI: 10.1016/j.jobe.2024.111681
Spencer, P., Li, H., Hocknull, S., Chalmers, G., & Wang, T. (2025). Exploring mineral–or-ganic interactions for eco-friendly concrete alter-natives: a radical concept. RSC Sustainabil-ity, 3(5), 2064-2078. DOI: 10.1039/D4SU00696H
Barbieri, V., Gualtieri, M. L., Siligardi, C. (2020). Wheat husk: A renewable resource for bio-based building materials. Construction and Building Materials, 251, 118909. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118909
Erkmen, L., Yavuz, H. I., Kavci, E., Sari, M. (2020). A new environmentally friendly insulat-ing material designed from natural materials. Construction and Building Materials, 255,
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.119357
Bayraktar, O. Y., Turhal, S., Benli, A., Shi, J., & Kaplan, G. (2025). Application of recycled aggregates and biomass ash in fibre-reinforced green roller compacted concrete pavement-technical and environmental assessment. International Journal of Pavement Engineering, 26(1), 2458140. DOI: 10.1080/10298436.2025.2458140
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Our journal abides by the CREATIVE COMMONS copyright rights and permissions for open access journals.
Authors, who are published in this journal, agree to the following conditions:
1. The authors reserve the right to authorship of the work and pass the first publication right of this work to the journal under the terms of a Creative Commons Attribution License, which allows others to freely distribute the published research with the obligatory reference to the authors of the original work and the first publication of the work in this journal.
2. The authors have the right to conclude separate supplement agreements that relate to non-exclusive work distribution in the form in which it has been published by the journal (for example, to upload the work to the online storage of the journal or publish it as part of a monograph), provided that the reference to the first publication of the work in this journal is included.
