constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2024-115-5-112-126construction-812Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИCONSTRUCTION MATERIALS AND TECHNOLOGIESРециклинг сшитого полиэтилена для создания композиционных строительных материаловRecycling of cross-linked polyethylene to create composite building materialsБаруздинА. А.BaruzdinA. A.

Баруздин Александр Андреевич, аспирант кафедры строительного производства 

г. Владимир

Baruzdin Aleksandr A., Postgraduate student of the dep. of construction production 

Vladimir

baruzdin98@bk.ruЗакревскаяЛ. В.ZakrevskayaL. V.

Закревская Любовь Владимировна, канд. техн. наук, доц., доцент кафедры строительного производства

г. Владимир

Zakrevskaya Lyubov V., candidate in tech. sc., docent, associated prof. of the dep. of construction production 

Vladimir

lvzak@mail.ruФГБОУ ВО «Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»Vladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov20242411202405112126Copyright © Баруздин А.А., Закревская Л.В., 20242024Баруздин А.А., Закревская Л.В.Baruzdin A.A., Zakrevskaya L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/812

Разработано технологическое решение обеспечивающее получение композиционного строительного материала на основе отходов сшитого полиэтилена и боя керамического кирпича. Выявлен характер влияния сшитого полиэтилена на прочностные и деформативные характеристики композита. Проведено сравнение характера разрушения композитов на основе полиэтиленовых гранул, отходов сшитого полиэтилена, костробетона и традиционного бетона. Выявлено, что характер разрушения предлагаемых композитов больше соответствует традиционному бетону, при этом предел прочности на сжатие составляет 20 40 МПа в зависимости от содержания сшитого полиэтилена. Оценена адгезия заполнителя в виде сшитого полиэтилена к цементной матрице. Установлено, что заполнитель в виде сшитого полиэтилена обладает хорошим сцеплением с цементной матрицей за счет неправильной формы частиц, шероховатости поверхности и наличия в составе сшитого полиэтилена технического углерода. Измеренное значение адгезии поверхности частиц сшитого полиэтилена к цементной матрице составило 0,98 МПа, что сопоставимо с адгезией цементной матрицы к полированной поверхности каменных заполнителей. Дано объяснение формированию гетерогенной прочной структуры за счет механического и химического взаимодействия компонентов.

A technological solution of the production of composite building material based on waste cross-linked polyethylene and ceramic brick has been developed. The nature of the influence of cross-linked polyethylene on the strength and deformation characteristics of the composite is revealed. The nature of the destruction of composites based on polyethylene granules, waste of cross-linked polyethylene, hempcrete and traditional concrete is compared. It was revealed that the nature of the destruction of the proposed composites corresponds more to traditional concrete than to hempcrete, while the compressive strength is 20-40 MPa, depending on the content of crosslinked polyethylene. The adhesion of the aggregate in the form of cross-linked polyethylene to the cement matrix was evaluated. It was found that the aggregate in the form of cross-linked polyethylene has good adhesion to the cement matrix due to the irregular shape of the particles, surface roughness and the presence of carbon black in the composition of cross-linked polyethylene. The measured value of adhesion of the surface of cross linked polyethylene particles to the cement matrix was 0.98 MPa, which is comparable to the adhesion of the cement matrix to the polished surface of natural aggregates. An explanation for the formation of a heterogeneous durable structure due to the physical and chemical interaction of the components is given.

рециклингсшитый полиэтиленкирпичный бойпрочностьмодуль деформациихарактер разрушенияадгезияrecyclingcross-linked polyethylenebrick scrapstrengthmodulus of deformationnature of destructionadhesionРабота выполнена в рамках государственного задания в сфере научной деятельности Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема FZUN-2024-0004, госзадание ВлГУ). Исследования проводились с использованием оборудования межрегионального многопрофильного и междисциплинарного центра коллективного пользования перспективных и конкурентоспособных технологий по направлениям развития и применения в промышленности/машиностроении отечественных достижений в области нанотехнологий (соглашение №075-03-2024-112 от 17.01.2024г.).The research was carried out within the state assignment in the field of scientific activity of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (theme FZUN-2024-0004, state assignment of VlSU). The study was carried out using the equipment of the interregional multispecialty and interdisciplinary center for the collective usage of promising and competitive technologies in the areas of development and application in industry/mechanical engineering of domestic achievements in the field of nanotechnology (Agreement No. 075-03-2024-112 of January 17, 2024).ReferencesСафин Р.Г., Степанов В.В., Хайруллина Э.Р., Гайнуллина А.А., Степанова Т.О. Современные строительные композиционные материалы на основе древесных отходов. // Вестник Казанского технологического университета. 2014. С.123-128.Safin R.G., Stepanov V.V., Hajrullina E.R., Gajnullina A.A., Stepanova T.O. Sovremennye stroitel'nye kompozicionnye materialy na osnove drevesnyh othodov [Modern construction composite materials based on wood waste] Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta.2014. Pp.123-128. (rus)Бакатович А.А., Давыденко Н.В., Должонок А.В. Стеновые материалы на основе соломы и костры льна с высокими теплоизоляционными свойствами. // Вестник Полоцкого государственного университета. 2016. №8. С.28-32.Bakatovich A.A., Davydenko N.V., Dolzhonok A.V. Stenovye materialy na osnove solomy i kostry l'na s vysokimi teploizolyacionnymi svojstvami [Flax straw-based wall materials with high thermal insulation properties] Vestnik Polockogo gosudarstvennogo universiteta. 2016. No.8. Pp.28-32. (rus)Salim K., Houssam A., Belaid A., Brahim H. Reinforcement of building plaster by waste plastic and glass // ICSI 2019 The 3rd International Conference on Structural Integrity. 2019. pP. 170-176.Salim K., Houssam A., Belaid A., Brahim H. Reinforcement of building plaster by waste plastic and glass // ICSI 2019 The 3rd International Conference on Structural Integrity. 2019. Pp. 170-176.Сиков Н.Е., Серёгин А.И., Юркин Ю.В. Использование пластиковых отходов в качестве заполнителя в цементом растворе и приготовлении бетона. // Инженерный вестник Дона. № 8. 2022.Sikov N.E., Seryogin A.I., Yurkin Yu.V. Ispol'zovanie plastikovyh othodov v kachestve zapolnitelya v cementom rastvore i prigotovlenii betona [The use of plastic waste as an aggregate in cement mortar and concrete preparation] Inzhenernyj vestnik Dona. No. 8. 2022. (rus)M.J. Islam, I.A. Dipta, Md. Rahat. Investigation of recycled poly-ethylene terephthalate (PET) as partial replacement of coarse aggregate in concrete // Journal of Civil Engineering (IEB). 2018. No. 46. Pp. 11-20.M.J. Islam, I.A. Dipta, Md. Rahat. Investigation of recycled poly-ethylene terephthalate (PET) as partial replacement of coarse aggregate in concrete // Journal of Civil Engineering (IEB). 2018. No. 46. Pp. 11-20.KouS.C., LeeG., PoonC.S., Lai W.L. Properties of lightweight aggregate concrete prepared with PVC granules derived from scraped PVC pipes // Waste management. 2009. No.29. Pp. 621–629.KouS.C., LeeG., PoonC.S., Lai W.L. Properties of lightweight aggregate concrete prepared with PVC granules derived from scraped PVC pipes // Waste management. 2009. No.29. Pp. 621–629.Chernouti Y., Rabehi B. Strength and durability of mortar made with plastic bag waste (MPBW) // International Journal of Concrete Structures and materials. Vol.6. No.3.Chernouti Y., Rabehi B. Strength and durability of mortar made with plastic bag waste (MPBW) // International Journal of Concrete Structures and materials. Vol.6. No.3.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.Chalov K.V., Lugovoj Yu.V., Kosivcov Yu.Yu., Sul'man E.M. Issledovanie kinetiki termodestrukcii sshitogo polietilena [Investigation of the kinetics of thermal degradation of cross-linked polyethylene] Byulleten' nauki i praktiki. 2019. Vol.5. No.12. Pp.37-46. (rus)Zéhila G.-Ph., Assaadb J.J. Feasibility of concrete mixtures containing cross-linked polyethylene waste materials // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 226. Pp. 1-10.Zéhila G.-Ph., Assaadb J.J. Feasibility of concrete mixtures containing cross-linked polyethylene waste materials // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 226. Pp. 1-10.Яковлев Г.И., Гордина А.Ф., Саидова З.С., Бгунова Е.В. Влияние дисперсий технического углерода на свойства мелкозернистого бетона. // Строительные материалы. 2018. С. 89-92.Yakovlev G.I., Gordina A.F., Saidova Z.S., Bgunova E.V. Vliyanie dispersij tekhnicheskogo ugleroda na svojstva melkozernistogo betona [The effect of carbon black dispersions on the properties of fine-grained concrete] Stroitel'nye materialy. 2018. Pp. 89-92. (rus)Сарайкина К.А., Голубев В.А., Яковлев Г.И., Федорова Г.Д., Александров Г.Н., Плеханова Т.А., Дулесова И.Г. Модификация базальтофибробетона нанодисперсными системами. // Строительные материалы. 2015. №10. С.64-69.Sarajkina K.A., Golubev V.A., Yakovlev G.I., Fedorova G.D., Aleksandrov G.N., Plekhanova T.A., Dulesova I.G. Modifikaciya bazal'tofibrobetona nanodispersnymi sistemami [Modification of basalt fiber concrete by nanodisperse systems] Stroitel'nye materialy. 2015. No.10. Pp.64-69. (rus)Frigione M. Recycling of PET Bottles as fine aggregate in concrete // Waste Management. 2010. No.30 Pp.1101-1106.Frigione M. Recycling of PET Bottles as fine aggregate in concrete // Waste Management. 2010. No.30 Pp.1101-1106.Значко-Яворский И.Л. Очерки истории ввяжущих веществ от древнейших времен до середины XIX века: Монография – Москва-Ленинград: Издательство академии наук СССР, 1963. 500с.Znachko-Yavorskij I.L. Ocherki istorii vvyazhushchih veshchestv ot drevnejshih vremen do serediny XIX veka [Essays on the history of building binders from ancient times to the middle of the XIX century] Moscow-Leningrad. USSR. 1963. 500p. (rus)Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. – Москва: Издательство литературы по строительству, 1966. 406 с.Volzhenskij A.V., Burov Yu.S., Kolokol'nikov V.S. Mineral'nye vyazhushchie veshchestva [Mineral binders] Moscow. 1966. 406 p. (rus)Каримов И.Ш. Прочность сцепления цементного камня с заполнителями в бетоне и факторы влияющие на нее. // Технологии бетонов. 2013. №4. С.28-31.Karimov I.Sh. Prochnost' scepleniya cementnogo kamnya s zapolnitelyami v betone i faktory vliyayushchie na nee [The adhesion strength of cement stone to aggregates in concrete and the factors affecting it] Tekhnologii betonov. 2013. No.4. Pp.28-31. (rus)Несветаев Г.В. Ву Л.К. Модель для оценки сцепления цементного камня с заполнителем по величине предела прочности бетона при осевом растяжении // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». 2017. Том 9. №3.Nesvetaev G.V. Vu L.K. Model' dlya ocenki scepleniya cementnogo kamnya s zapolnitelem po velichine predela prochnosti betona pri osevom rastyazhenii [A model for evaluating the adhesion of cement stone to aggregate by the value of the tensile strength of concrete under axial tension] Internet journal «NAUKOVEDENIE».2017. Vol. 9. No.3. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.