Визначення міцнісних та структурних характеристик цементно-піщаних розчинів з використанням рециклінгових наповнювачів

Abstract

UA: У статті наведено результати досліджень міцності та густини цементно-піщаного розчину, в якому пісок частково замінено на дрібний наповнювач із відходів подрібнення залізобетонних залізничних шпал. Отримано експериментальні залежності міцності та густини при різних співвідношеннях пісок : наповнювач. Показано, що максимально ущільнена структура утворюється при коефіцієнті розсуву частинок піску опт= 3,0. Для оптимального значення виконано розрахунки і побудовано графічні залежності, які дозволяють визначити потрібний середній розмір частинок наповнювача в залежності від середнього розміру частинок піску для отримання найбільш щільної структури під час проєктування складів цементно-піщаних розчинів. Використання відходів зменшить кількість площ, необхідних для їх зберігання, та зменшить обсяги видобування природнього піску.

EN: The article presents the study results of the strength and density of a cement-sand mortar where the sand is partially replaced with a fine-dispersed filler from the waste of grinding reinforced concrete sleepers. Experimental dependences of strength and density at different ratios of sand:filler were obtained. The compressive and flexural strength as well as the average density at the age of 28 days of normal hardening depend on the amount of filler that replaces part of the sand. It is shown that the maximally compacted structure is formed at the move apart coefficient of sand grains opt= 3.0. In this case, the biggest strength (6.1 MPa for bending and 17.9 MPa for compression) and density (2129 kg/m3) are achieved. The same trend is observed for samples that be cared 90 days of air-dry storage (7.5 MPa for bending and 29.0 MPa for compression). For the optimal value of , calculations were made and graphic dependencies were built. They allow to determine the required average size of filler particles depending on the average size of sand particles to obtain the most dense structure when designing cement-sand mortar compositions. This made it possible to establish a mathematical ratio of the average sizes of sand particles and filler to achieve the highest density and strength with different numbers of rows at the mesostructural level. The practical value of the obtained dependencies is the possibility of taking into account the variable granulometric composition of fillers from the waste of grinding concrete structures. The use of recycled aggregates will not only reduce the area for their accumulation, but can also be an alternative to replacing natural sand without depleting its reserves. Further research will be aimed at establishing such dependencies for the replacement of cement with the dust-like fraction of crushed waste for the development of cement-sand mortars and concrete compositions.