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).
