ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ЭФФЕКТА ОБЖАТИЯ РАСШИРЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА НА ОСНОВЕ РЕЦИКЛИРОВАННОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2025-138-3-21-29Ключевые слова:
бетон на рециклированном заполнителе, расширяющая добавка, деформационные характеристики, эффект ограничения, самонапряжение, ползучесть, конститутивное моделированиеАннотация
С ростом объемов производства строительных отходов и истощением природных ресурсов песка и гравия широкое применение бетона на рециклированном заполнителе становится ключевой стратегией устойчивого развития строительной отрасли. Однако присущие такому бетону дефекты многоинтерфейсной транзитной зоны, низкий модуль упругости, а также значительные деформации от усадки и ползучести серьезно ограничивают его использование в высококачественных конструкциях. Введение расширяющих добавок для получения расширяющегося бетона на рециклированном заполнителе и применение химического предварительного напряжения для компенсации усадки рассматриваются как эффективный подход. В статье систематически рассмотрены деформационные характеристики расширяющегося бетона на рециклированном заполнителе и его механический отклик при различных условиях ограничения. Особое внимание уделено теоретическому моделированию ограниченного расширения и релаксации напряжений ползучести, с интеграцией модифицированной модели развития деформаций на ранних стадиях для прогнозирования эволюции самонапряжений. В заключение предложена комплексная стратегия повышения эксплуатационных свойств расширяющегося бетона на рециклированном заполнителе, основанная на модификации карбонизацией и оптимизации состава смеси.
Библиографические ссылки
Accelerated creep testing of polymers using the stepped isothermal method / F. Achereiner, K. Engelsing, M. Bastian, P. Heidemeyer // Polymer Testing. – 2013. – Vol. 32, № 3. – P. 447–454. – DOI: 10.1016/j.polymertesting.2013.01.014.
Report on chemical admixtures for concrete : ACI Committee 212 / American Concrete Institute. – 2016. – URL: https://www.concrete.org/store/productdetail.aspx?ItemID=212316 (date of access: 09.10.2025).
Bhargav, M. T. Influence of recycled coarse aggregates in the application of prestressed concrete members – A review / M. T. Bhargav, K. Senthil // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2024. – Vol. 1326, № 1. – Art. 012033. – DOI: 10.1088/1755-1315/1326/1/012033.
Effect of calcium sulfoaluminate and MgO expansive agent on the mechanical strength and crack resistance of concrete / J. Guo, S. Zhang, C. Qi [et al.] // Construction and Building Materials. – 2021. – Vol. 299. – Art. 123833. – DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123833.
Hamad, J. Shrinkage in concrete made from recycled aggregate / J. Hamad, A. AbuSerriya, H. Elaqra // Asian Journal of Engineering and Technology. – 2017. – Vol. 5, № 5. – P. 118–125. – https://ajouronline.com/index.php/AJET/article/view/5047.
Investigating the mechanical and durability properties of carbonated recycled aggregate concrete and its performance with SCMs / S. Jamil, M. Idrees, A. Akbar, W. Ahmed // Buildings. – 2025. – Vol. 15, № 2. – Art. 201. – DOI: 10.3390/buildings15020201.
Enhancing the mechanical and durability properties of fully recycled aggregate concrete using carbonated recycled fine aggregates / B. Jean, H. Liu, X. Zhu [et al.] // Materials. – 2024. – Vol. 17, № 8. – Art. 1715. – DOI: 10.3390/ma17081715.
Mesoscale-based failure mechanism of recycled aggregate concrete under axial compression considering end restraint effect / L. Jin, Z. Wang, P. Jiao [et al.] // Materials Today Communications. – 2024. – Vol. 40. – Art. 109549. – DOI: 10.1016/j.mtcomm.2024.109549.
A review of the characteristics of recycled aggregates and the mechanical properties of concrete produced by replacing natural coarse aggregates with recycled ones—fostering recycled and sustainable infrastructures / G. A. F. Junior, J. C. T. Leite, G. de P. Mendez [et al.] // Infrastructures. – 2025. – Vol. 10, № 8. – Art. 213. – DOI: 10.3390/infrastructures10080213.
Kagimoto, H. ASR expansion, expansive pressure and cracking in concrete prisms under various degrees of restraint / H. Kagimoto, Y. Yasuda, M. Kawamura // Cement and Concrete Research. – 2014. – Vol. 59. – P. 1–15. – DOI: 10.1016/j.cemconres.2014.01.018.
Kim, N. Mechanical strength properties of RCA concrete made by a modified EMV method / N. Kim, J. Kim, S. Yang // Sustainability. – 2016. – Vol. 8, № 9. – Art. 924. – DOI: 10.3390/su8090924.
Accelerated carbonation of recycled concrete aggregates and its implications for the production of recycling concrete / A. Leemann, F. Winnefeld, B. Münch, J. Tiefenthaler // Journal of Building Engineering. – 2023. – Vol. 79. – Art. 107779. – DOI: 10.1016/j.jobe.2023.107779.
Investigation of the time-dependent deformation of recycled aggregate concrete in a water environment / X. Liu, B. Gong, Y. Fu [et al.] // Materials. – 2024. – Vol. 17, № 18. – Art. 4588. – DOI: 10.3390/ma17184588.
Effects of MgO-based expansive agent on the characteristics of expansive concrete / A. Mahmood, A. B. M Amrul Kaish, N. F. B. Ab Gulam, S. N. Ramar // Engineering Proceedings. – 2021. – Vol. 11, № 1. – Art. 14. – DOI: 10.3390/ASEC2021-11165.
Myint, S. H. Expansion and shrinkage strains in expansive reinforced concrete structures with thin section : Master’s thesis / S. H. Myint. – Thammasat University. – 2019. – URL: https://ethesisarchive.library.tu.ac.th/ thesis/2019/TU_2019_5922040968_12517_12486.pdf (date of access: 09.10.2025).
Experimental investigation and numerical modeling of elastic modulus variation with stress during hydration and expansion process of static cracking agent / Z. Qiu, Y. Ji, F. Zhang, G. Yan // Applied Sciences. – 2021. – Vol. 11, № 9. – Art. 3955. – DOI: 10.3390/app11093955.
Early age strains and self-stresses of expansive concrete members under uniaxial restraint conditions / V. Semianiuk, V. Tur, M. F. Herrador, G. M. Paredes // Construction and Building Materials. – 2017. – Vol. 131. – P. 39–49. – DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.11.008.
Shen, D. Early-age cracking control on concrete with MgO compound expansive agent / D. Shen // Early-age cracking control on modern concrete. – Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2024. – P. 325–347. – DOI: 10.1007/978-981-97-1495-7_13.
Sryh, L. Long-term flexural behaviour of cracked reinforced concrete beams with recycled aggregate / L. Sryh, J. Forth // International Journal of Concrete Structures and Materials. – 2022. – Vol. 16. – Art. 19. – DOI: 10.1186/s40069-022-00512-0.
Impact of high-performance expansion and shrinkage-reducing agents on the mechanical properties and shrinkage compensation of high-strength concrete / Y.-F. Xi, J. Lee, B.-L. Chen, B. Yang // Buildings. – 2023. – Vol. 13, № 3. – Art. 717. – DOI: 10.3390/buildings13030717.
Yamaguchi, K. Stress relaxation, creep and set recovery of elastomers / K. Yamaguchi, A. G. Thomas, J. J. C. Busfield // International Journal of Non-Linear Mechanics. – 2015. – Vol. 68. – P. 66–70. – DOI: 10.1016/j.ijnonlinmec.2014.07.004.
Effects of mineral admixtures and recycled aggregate on mechanical properties and volume stability of CLP–RA concrete / M. Zhang, H. Lv, X.-W. Zheng [et al.] // Journal of Materials in Civil Engineering. – 2025. – Vol. 37, № 11. – DOI: 10.1061/JMCEE7.MTENG-19758.
Coupling effect of expansion agent and internal curing aggregate on shrinkage of high-modulus ultra-high-performance concrete / M. Zhou, T. Yang, J. Li, B. Qiu // Coatings. – 2023. – Vol. 13, № 9. – Art. 1571. – DOI: 10.3390/coatings13091571.
Experimental study on deformation properties of basalt fiber reinforced recycled aggregate concrete / C. Zhu, N. He, X. Zhang, X. Liu // Coatings. – 2022. – Vol. 12, № 5. – Art. 632. – DOI: 10.3390/coatings12050632.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. Пользователи не вправе препятствовать другим лицам выполнять действия, разрешенные лицензией.
