Composite materials containing construction and polymer waste

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. This research is a consolidated study of recycling in the construction industry. The recycling of construction and polymer industry waste is analyzed. Currently used methods and technologies of cross-linked polyethylene waste recycling are presented.Materials and methods. The research and testing equipment with high reproducibility of results is used. Properties of manufactured specimens of materials were determined by standard methods. Methods of X-ray phase analysis, optical and scanning electron microscopy were used to study the structure of materials.Results. Compositions of composite materials with density from 1,750 to 2,000 kg/m3 and compressive strength from 20 to 40 MPa have been developed. Compositions included Portland cement, waste of cross-linked polyethylene and ceramic bricks, polycarboxylate plasticizer, silica filler and calcium chloride solution. The possibility of using floured broken brick as a partial replacement of cement and crushed cross-linked polyethylene as an aggregate is investigated. The microstructure of the obtained composite materials was studied and it was concluded that cross-linked polyethylene aggregate is reinforce a homogeneous matrix, which is a product of the interaction of cement, brick powder and silica filler. During the hardening of matrix strong crystal structure consisting of hydrosilicates and calcium and quartz carbonates is formed.Conclusions. The obtained results can be used in the production of building composite materials based on recycling of ceramic brick waste and cross-linked polyethylene. Due to the fact that the cost of the presented waste is much lower than the cost of Portland cement and traditional aggregates (by about 25 %), and their recycling is accompanied by the reduction of negative impact on the environment, composites based on them have good prospects for implementation in construction practice.

About the authors

A. A. Baruzdin

Vladimir State University named after Alexander and Nikolay Stoletovs (VLSU)

Email: baruzdin98@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-7391-1396

L. V. Zakrevskaya

Vladimir State University named after Alexander and Nikolay Stoletovs (VLSU)

Email: lvzak@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7064-7235

References

  1. 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. EDN NDFRPP.
  2. Aliabdo A.A., Abd-Elmoaty M., Hassan H.H. Utilization of crushed clay brick in concrete industry // Alexandria Engineering Journal. 2014. Vol. 53. Issue 1. Pp. 151–168. doi: 10.1016/j.aej.2013.12.003
  3. Магсумов А.Н., Шарипянов Н.М. Использование бетонного лома в качестве крупного заполнителя для производства бетонных смесей // Символ науки: международный научный журнал. 2018. № 6. С. 29–33. EDN XQHPIT.
  4. Ахмед А.А., Федюк Р.С., Лисейцев Ю.Л., Тимохина Р.А., Мурали Г. Использование бетонного лома Ирака в качестве наполнителя и заполнителя тяжелого и легкого бетона // Строительные материалы и изделия. 2020. Т. 3. № 3. С. 28–39. EDN NKXOKJ.
  5. Хаджиев М.Р. Бетонные композиты на заполнителях из керамического кирпичного боя // Евразийский союз ученых. 2014. № 5–3 (5). С. 37–40. EDN VXLZVN.
  6. Larsen O., Samchenko S., Naruts V. Blended binder based on Portland cement and recycled concrete powder // Magazine of Civil Engineering. 2022. No. 5 (113). P. 11306. doi: 10.34910/MCE.113.6. EDN ZLGLFF.
  7. Larsen O.A. Environmental aspects of dismantling of old buildings during the reconstruction in Moscow // SGEM International Multidisciplinary Scientific GeoConference EXPO Proceedings. 2019. doi: 10.5593/sgem2019/6.2/S26.015
  8. Bumanis G., Zorica J., Korjakins A., Bajare D. Processing of gypsum construction and demolition waste and properties of secondary gypsum binder // Recycling. 2022. Vol. 7. Issue 3. P. 30. doi: 10.3390/recycling7030030
  9. Hansen S., Perdam S. Application of recycled gypsum wallboards in cement mortar // 7th International Conference on Engineering Mechanics and Materials, CSCE Annual Conference. 2019.
  10. Кислицына С.Н., Шитова И.Ю. Способы переработки отходов деревообрабатывающей промышленности : учебное пособие. Пенза : ПГУАС, 2016. 140 с.
  11. Минько Н.И., Калатози В.В. Использование стеклобоя в технологии материалов строительного назначения // Вестик БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 1. С. 82–88. doi: 10.12737/article_5a5dbf09319de9.71561256. EDN PSPLFC.
  12. Бессмертный В.С., Жерновой Ф.Е., Дорохова Е.С., Изотова И.А., Гокова Е.Н. Эффективный материал для зеленого строительства на основе вторичного стекольного боя // Интеллектуальные строительные композиты для зеленого строительства : Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию заслуженного деятеля науки РФ, члена-корреспондента РААСН, доктора технических наук, профессора Валерия Станиславовича Лесовика. 2016. С. 111–116. EDN WHQSLP.
  13. Samchenko S.V., Zaitseva A.A. Possibility of the use of ground glass break in the production of aerated concrete // Solid State Phenomena. 2022. Vol. 334. Pp. 233–239. doi: 10.4028/p-354i45
  14. Чалов К.В., Луговой Ю.В., Косивцов Ю.Ю., Сульман Э.М. Исследование кинетики термодеструкции сшитого полиэтилена // Бюллетень науки и практики. 2019. Т. 5. № 12. С. 37–46. doi: 10.33619/2414-2948/49/04. EDN BYTQCF.
  15. Багаутдинов И.З., Кувшинов Н.Е. Преимущества применения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена // Инновационная наука. 2016. № 3–3. С. 51–53. EDN VQBFFB.
  16. Goto T. Recycling of silane cross-linked polyethylene for insulation of cables using supercritical alcohol // EINA. 2004. № 13. Pp. 39–40.
  17. Tokuda S., Horikawa S., Negishi K., Uesugi K., Hirukawa H. Thermoplasticizing technology for the recycling of crosslinked polyethylene // Furukawa Review. 2003.
  18. Salim K., Houssam A., Belaid A., Brahim H. Reinforcement of building plaster by waste plastic and glass // Procedia Structural Integrity. 2019. Vol. 17. Pp. 170–176. doi: 10.1016/J.PROSTR.2019.08.023
  19. Kou S.C., Lee G., Poon C.S., Lai W.L. Properties of lightweight aggregate concrete prepared with PVC granules derived from scraped PVC pipes // Waste Management. 2009. Vol. 29. Issue 2. Pp. 621–628. doi: 10.1016/j.wasman.2008.06.014
  20. Сиков Н.Е., Серёгин А.И., Юркин Ю.В. Использование пластиковых отходов в качестве заполнителя в цементном растворе и приготовлении бетона // Инженерный вестник Дона. 2022. № 8 (92). С. 259–270. EDN OKBHDS.
  21. Harini B. Use of recycled plastic waste as partial replacement for fine aggregate in concrete // International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2015. Vol. 4. Issue 9. Pp. 8596–8603.
  22. Лысянников А.В., Третьякова Е.А., Лысянникова Н.Н. Переработанный пластик в дорожном строительстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 7. С. 105–115. EDN ZROUHV.
  23. Zéhila G.-Ph., Assaad J.J. Feasibility of concrete mixtures containing cross-linked polyethylene waste materials // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 226. Pp. 1–10. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.285
  24. Бурмицкий М.С., Олихова Ю.В., Ивашкина В.Н. Перспективы применения отходов сшитого полиэтилена в составе полимерно-битумных вяжущих и асфальтобетонных смесей // Успехи в химии и химической технологии. 2020. Т. 34. № 7 (230). С. 87–89. EDN QXCJZV.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».