Использование боя керамогранитной плиты в качестве замены заполнителей в тяжелых бетонах

Введение. Рассматривается возможность замены всех вариантов заполнителей в структуре тяжелого бетона на бой керамогранитной плиты (КГП). Исследование выполняется в рамках сотрудничества с предприятием ООО «Самарский Стройфарфор». Актуальность задачи состоит в использовании данного материала в качестве компонента бетонной смеси, что, в свою очередь, поможет освободить площади на территории предприятия и приведет к возвращению отхода производства в повторный оборот в качестве востребованного товара. Основная цель — исследовать и выявить, как использование боя КГП скажется на физико-механических характеристиках бетона по сравнению с «классическими» заполнителями.

Материалы и методы. В качестве основных материалов применялись: песок речной волжский с модулем крупности 1,4; бой КГП с модулем крупности 2,1; щебень из плотных горных пород фракции 5–20; щебень осадочного происхождения фракции 5–20 мм; бой КГП фракции 5–10 мм; портландцемент ЦЕМ II/В-Ш 42,5Н; вода водопроводная.

Результаты. Для оценки возможности применения боя КГП в качестве заполнителя для бетонов проведено несколько экспериментальных исследований. Результат этой работы предполагал изучение основных физико-механических характеристик бетонов, таких как плотность и прочность при сжатии на образцах-кубах. Прочность при сжатии образцов определялась в промежуточном возрасте — 7 суток и проектном возрасте — 28 суток. В результате выявлены оптимальные соотношения заполнителей в составах бетонов.

Выводы. Полученные результаты продемонстрировали возможность использования боя КГП в составах тяжелых бетонов без ухудшения их физико-механических характеристик, в отдельных случаях даже их улучшение. Применение боя КГП в чистом виде нецелесообразно. В смеси с обычным мелким песком или щебнем из плотных горных пород производство бетонов на предприятиях строительной индустрии может быть налажено в полном объеме.

1. Волынкина Е.П. Анализ состояния и проблем переработки техногенных отходов в России // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2017. № 2 (20). С. 43–49. EDN YTOUCP.

2. Ларсен О.А., Наруть В.В., Воронин В.В. Технология переработки бетонного лома с целью получения самоуплотняющегося бетона // Строительство и реконструкция. 2020. № 2 (88). С. 61–66. DOI: 10.33979/2073-7416-2020-88-2-61-66. EDN HTTFQF.

3. Наруть В.В., Ларсен О.А. Самоуплотняющиеся бетоны на основе бетонного лома сносимых жилых зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 2. С. 52–58. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.02.52-58. EDN HBXHIF.

4. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Использование в производстве жаростойких бетонов алюмо-содержащего нанотехногенного сырья и отходов углеобогащения // Строительство и реконструкция. 2021. № 1 (93). С. 96–105. DOI: 10.33979/2073-7416-2021-93-1-96-105. EDN QCHFZC.

5. Соколова С.В., Баранова М.Н., Васильева Д.И., Холопов Ю.А. Вторичное использование глиноземсодержащих отходов промышленности для синтеза жаростойких бетонов // Строительные материалы. 2023. № 4. С. 20–23. DOI: 10.31659/0585-430X-2023-812-4-20-23. EDN UHFMWF.

6. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Использование отходов цветной металлургии и ортофосфорной кислоты в производстве жаростойкого бетона // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 2. С. 42–48. DOI: 10.33622/0869-7019.2021.02.42-48. EDN TTLWFO.

7. Пузатова А.В., Дмитриева М.А., Захаров А.А., Лейцин В.Н. Зола-уноса при производстве бетонов различного назначения и сухих строительных смесей // Строительство и реконструкция. 2023. № 5 (109). С. 132–147. DOI: 10.33979/2073-7416-2023-109-5-132-147. EDN CJJALC.

8. Дроздюк Т.А., Айзенштадт А.М., Першин З.А., Данилов В.Е. Мелкозернистый бетон с добавкой высокодисперсного порошка кирпичного боя // Строительные материалы. 2024. № 9. С. 30–35. DOI: 10.31659/0585-430X-2024-828-9-30-35. EDN VVVDYY.

9. Нестерова К.О., Гиззатуллин А.Р., Морозова Н.Н., Гайнутдинов И.И., Хозин В.Г. Цементные бетоны классов В60–В80 с применением дробленого гравия Камского месторождения // Строительные материалы. 2024. № 10. С. 29–36. DOI: 10.31659/0585-430X-2024-829-10-29-36. EDN JPIWJP.

10. Ибрагимов Р.А., Зигангирова Л.И. Технология рециклинга бетонных отходов // Строительные материалы. 2025. № 1–2. С. 54–59. DOI: 10.31659/0585-430X-2025-832-1-2-54-59. EDN EOOYXJ.

11. Сидорова А.С., Анцупова С.Г., Попов А.Л. Физико-механические характеристики тяжелого бетона с использованием местного вторичного сырья // Строительные материалы. 2020. № 9. С. 9–14. DOI: 10.31659/0585-430X-2020-784-9-9-14. EDN KOQHAI.

12. Коровкин М.О., Ерошкина Н.А., Егоров А.Ю., Шестернин А.И. Свойства самоуплотняющегося бетона, изготовленного с применением продуктов переработки бетонного лома // Региональная архитектура и строительство. 2023. № 4 (57). С. 115–121. DOI: 10.54734/20722958_2023_4_115. EDN DGVMRA.

13. Аль-Хаваф А.Ф.К., Никулин А.И. Анализ деформативно-прочностных характеристик бетонов, изготовленных с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня // Строительные материалы. 2020. № 10. С. 22–30. DOI: 10.31659/0585-430X-2020-785-10-22-30. EDN RGSMSH.

14. Джаббарова Н.Э., Наджафова Э.А., Кахраманлы Ю.Н. Свойства бетона с заполнителем из кирпичных отходов // Строительные материалы. 2024. № 9. С. 36–43. DOI: 10.31659/0585-430X-2024-828-9-36-43. EDN GQXVWC.

15. Хунг Н.С., Лам Т.В., Булгаков Б.И., Александрова О.В., Ларсен О.А. Влияние содержания золы-уноса на прочность бетонов на основе сульфатостойкого портландцемента // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 1. С. 51–58. DOI: 10.33622/0869-7019.2021.01.51-58. EDN UXVZCO.

16. Смирнов Д.С., Мавлиев Л.Ф., Хузиахметова К.Р., Мотыйгуллин И.Р. Влияние минеральной добавки на основе молотого доменного шлака на свойства бетонов и бетонных смесей // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. № 4 (62). С. 61–69. DOI: 10.52409/20731523_2022_4_61. EDN KQDLZR.

17. Padmanaban A., Sathish N., Karthik A. Experimental Invesigation on Strength and Durability Characteristics of Concrete Developed by using Quarry Dust as Fine Aggregate // International Journal of ChemTech Research. 2017. Vol. 10. Issue 11. Pp. 109–119.

18. Singh Er.H., Chandaliya Er.A. USE of M-SAND in Conventional Concrete : a Review // International Journal of Research and Scientific Innovation. 2023. Vol. X. Issue VIII. Pp. 53–58. DOI: 10.51244/ijrsi.2023.10805

19. Красиникова Н.М., Кириллова Е.В., Хозин В.Г. Вторичное использование бетонного лома в качестве сырьевых компонентов цементных бетонов // Строительные материалы. 2020. № 1–2. С. 56–65. DOI: 10.31659/0585-430X-2020-778-1-2-56-65. EDN ZWVWLD.

20. Anderson D.J., Smith S.T., Au F.T.K. Mechanical properties of concrete utilising waste ceramic as coarse aggregate // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 117. Pp. 20–28. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.04.153

21. Paul S.Ch., Faruky S.A.U., Babafemi A.J., Miah Md.J. Eco-friendly concrete with waste ceramic tile as coarse aggregate: mechanical strength, durability, and microstructural properties // Asian Journal of Civil Engineering. 2023. Vol. 24. Issue 8. Pp. 3363–3373. DOI: 10.1007/s42107-023-00718-x

22. Srinivas K., Kranthi Vijaya S., Jagadeeswari K. Concrete with ceramic and granite waste as coarse aggregate // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 37. Pp. 2089–2092. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.07.521

23. ООО «Самарский Стройфарфор»: керамогранит, который служит вечно // Строительство. 2008. № 4. С. 160–161. EDN JKAURN.

24. Журавлев М.М. Применение и технология производства керамического гранита // Труды Института геологии Дагестанского научного центра РАН. 2022. № 4 (91). С. 51–55. DOI: 10.33580/2541-9684-2022-91-4-51-55. EDN QKBXXX.

25. Баженов Ю.М. Технология бетона. М. : АСВ, 2003. 500 с.

26. Фролов Е.И., Демидов Р.В., Анцев М.А. Использование боя керамогранитной плиты как замена мелкого заполнителя в тяжелых бетонах // Градостроительство и архитектура. 2025. Т. 15. № 1 (58). С. 83–89. DOI: 10.17673/Vestnik.2025.01.12. EDN XBLWYK.