4Использование отходов стекла в качестве частичной замены вяжущего в бетоне
Коноров Иван Дмитриевич
аспирант инженерно-строительного факультета Инженерной академии Российского университета дружбы народов им. П. Лу-мумбы (РУДН), konorov-i@yandex.ru
Абу Махади Мохаммед Ибрахим
кандидат технических наук, доцент департамента строительства, Инженерная академия, Российский университет дружбы народов им. П. Лумумбы (РУДН), abu-makhadi-mi@rudn.ru
Использование отходов стекла в качестве частичной замены вяжущего в бетоне, является одним из возможных способов решения проблемы утилизации отходов и снижения негативного влияния на окружающую среду. Отходы стекла, получаемые из промышленности или бытовых отходов, могут быть использованы как частичная замена цемента в составе бетона, что позволяет снизить его стоимость и улучшить его свойства. В данной статье рассматривается международный опыт и исследования связанные с возможностью использования отходов стекла в качестве замены части вяжущего в составе бетона. Обращается внимание на экологические аспекты использования отходов стекла в бетоне, такие как минимизация негативного влияния на окружающую среду при производстве и использовании бетона.
В заключении статьи подчеркивается перспективность данного подхода для решения проблемы утилизации отходов стекла и снижения негативного влияния на окружающую среду. Однако, также указывается на необходимость проведения дальнейших исследований, чтобы определить оптимальные параметры использования отходов стекла в бетоне и оценить его экономическую эффективность.
Ключевые слова: бетон, стеклянный порошок, стеклянные отходы, цемент, строительные материалы, вяжущее вещество, заполнитель, производство бетона, проблема утилизации, химические свойства, физические свойства, механические свойства, пуццолановая реакция, затраты, экономическая эффективность.
Введение
Бетон — это неотъемлемый строительный материал, который производится из цемента, заполнителей и воды, и используется для развития инфраструктуры. В Российской Федерации строительная отрасль является крупнейшим потребителем строительных материалов, и для многих строительных проектов необходимо большое количество бетона. Цемент — это наиболее широко используемый материал в мире, и его производство в России ежегодно составляет 56,2 млн. тонн [1]. Однако цементная промышленность является самым энергоемким сектором и ответственна за большее количество выбросов парниковых газов, чем любой другой сектор производства. Поэтому необходимо использовать побочные продукты и отходы промышленности для обеспечения устойчивости путем производства материалов с меньшим содержанием энергии и меньшим углеродным следом.
В настоящее время строительные отрасли во всем мире, а также в России, заинтересованы в использовании переработанных материалов для создания экологичного и безопасного бетона.
Отходы стекла (ОС) являются одним из наиболее распространенных видов твердых бытовых отходов в России. Каждый год производят около 6 миллионов тонн стекла. После того как стекло было использовано по своему назначению, только четверть его подлежит переработке, а остальная часть становится отходами и отправляется на полигоны твердых коммунальных отходов (ТКО). Объем стеклянных отходов в общей массе ТКО может достигать 20%. Наиболее распространенным источником отходов стекла считается различная прозрачная посуда и тара, например: стеклянные бокалы и стаканы; лабораторная и химическая посуда; строительное листовое стекло, а также бутылки, банки и т.п. Уровень переработки стекла в России, составляющий примерно 23%, существенно уступает таким странам, как Швейцария, Германия, где эта величина достигает 90% [2]. Например, в 2022 году российскими предприятиями было выпущено 11 952 тыс. м2 листового стекла, что на 35.8% выше по сравнению с результатами 2021 года, а производство листового стекла в апреле 2023 года выросло на 179% к уровню апреля прошлого года и составило 1 195,1 тыс. м2 [3]. В связи с большими запасами стекла необходимо разработать альтернативные методы утилизации и переработки, чтобы уменьшить объем отходов стекла, поступающих на полигоны.
Уровень исследований данного вопроса в отечественной науке оценивается нами, как недостаточный и поэтому в данной статье мы обращаемся к опыту зарубежному, где проведено довольно большое количество исследований и научных работ на эту тему.
Исследования показывают, что стекло содержит >70% кремнезема ^Ю2), что означает, что оно обладает пуццо-лановыми свойствами [5,6].
Вышеупомянутые свойства также означают, что в соответствии с ASTM С618 (Американское общество по испытанию материалов), ОС может использоваться в качестве заменителя цемента.
В ряде исследований сообщалось, что ОС улучшает долгосрочные характеристики бетона. В частности, исследования показывают, что стеклянный порошок (СП)
О *
О X
о
3 *
8)
с т ■и о
5
т о а г
о т
09 8)
уменьшает проницаемость и улучшает долговечность бетона [7]. Это связано с увеличением пуццолановой активности, благодаря которой микропоры в цементной матрице заполняются. Отходы стекла могут использоваться либо как материал для частичной замены цемента, либо как материал для замены мелкого заполнителя (когда размер частиц меньше 4,75 мм) [4,8,9]. Некоторые исследования показывают, что механические свойства бетона ухудшаются, когда ОС используется в качестве заполнителя [10]. Однако также было показано, что ОС может улучшить механические свойства бетона [11].
В настоящем обзоре освещаются преимущества использования отходов стекла в бетоне с точки зрения механических свойств, долговечности и микроструктурных характеристик. В рассмотренных работах указывается, что ОС могут быть использованы в бетонных формах в качестве частичной замены мелких заполнителей и цемента [9]. Согласно предыдущим исследованиям, мелкие частицы стекла улучшают механические и прочностные свойства бетона [13]. Поэтому необходимо дальнейшее изучение свойств и микроструктурного анализа ОС в качестве заменителя цемента и мелкого заполнителя в бетоне.
В данной работе проведен обзор соответствующей литературы по характеристикам бетона, в которых отходы стекла используются в качестве заменителя цемента или мелкого заполнителя.
Свойства отходов стекла
В этой части исследования рассматриваются физико-химические свойства отходов стекла. Так же обсуждается эффективность ОС в качестве дополнительного цементирующего материала и подчеркивается пуццолановая активность стеклянной пыли для получения высококачественного бетона.
SiO2, чем обычный портландцемент. В таблице 1 приведены результаты, полученные различными исследователями.
Таблица 1
Химические свойства стеклянного порошка
Si02 А^Оэ №20 СаО МдО Fe20з К2О ТЮ2 Ссылка
72.76 1.67 12.56 9.74 2.09 0.79 0.76 0.04 [17]
73.30 1.80 10.80 10.70 1.90 0.30 0.60 - [19]
71.40 1.01 11.80 8.74 3.55 0.67 0.40 0.05 [20]
72.00 0.50 10.20 10.00 2.50 3.50 - - [21]
71.23 1.24 11.19 9.28 - 0.73 - - [22]
Физические свойства стеклянного порошка
Как упоминалось в нескольких исследованиях, СП содержит не менее 70% аморфного диоксида кремния ^Ю2) [21,17]. Модуль измельчения СП существенно влияет на свойства бетона при использовании в качестве заменителя цемента [23]. Исследования показывают, что измельченное стекло с тем же размером частиц, что и цемент, может выступать в качестве дополнительного вяжущего материала [24,25]. Гидратация цемента, содержащего СП, происходит очень медленно по сравнению с портландцементом. Анализ показывает, что плотность СП составляет 2528 кг/м3, его средняя площадь поверхности составляет 3350 г/см2, и его средний размер частиц составляет 25,80 мкм [17]. В таблице 2 приведены физические характеристики стеклянного порошка.
Таблица 2
Химические свойства стеклянного порошка
Плотность (д/ст3) Удельная поверхность (ст2/д) Размер частиц (^т) Ссылка
2.50 8000 <80 [17]
- - 70 [21]
2.53 3350 25.80 [17]
Свойства отходов стекла
Стекло содержит >70% аморфного кремнезема. При тонком измельчении стекло проявляет пуццолановые свойства, которые полезны при использовании материала в качестве замены цемента. Многие исследования подтвердили полезность ОС в качестве дополнительного цементного материала. В большинстве работ было отмечено, что 10-20% стеклянной пыли может быть использовано в качестве замены цемента [14, 15, 16].
Отгап и Тадпй-Ьштои [17] обнаружили, что стеклянный порошок (СП) может использоваться в перекрытиях и в элементах стен. Они показали, что замена СП до 20% привела к значительному улучшению механических свойств бетона, особенно в более позднем возрасте, благодаря пуццолановой активности стекла. Процентное увеличение прочности на растяжение и изгиб через 28 дней составило 35% и 4% соответственно, а прочность на сжатие через 91 день увеличилась на 7% по сравнению с контрольным бетоном. Результаты также показали, что СП улучшает структуру пор и прочность бетона, тем самым уменьшая проницаемость хлорид-ионов благодаря пуццолановой реакции СП, в результате которой поры в бетоне заполняются. Аналогичным образом, другие исследования показывают, что добавление СП в бетон обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики бетона, который сохраняется в сульфатной среде [18].
Химические свойства стеклянного порошка
(О Порошок, полученный из отходов стекла, в основном
^ состоит из SiO2, №20 и СаО. Однако количества этих со-N единений различаются в зависимости от типа перераба-ч- тываемого стекла. Большинство видов стекла, упомянутых в литературе, содержат значительное количество 2 Si02 (> 70%). Таким образом, стекло содержит больше
Отходы стекла в качестве частичной замены заполнителя
Некоторые авторы указали, что отходы стекла можно использовать в качестве заменителя заполнителя в бетоне. Когда стекло измельчается и просеивается через сито диаметром 4,75 мм, его свойства становятся аналогичны свойствам натурального песка. Полученные результаты показали, что отходы стекла могут быть использованы в качестве заменителя заполнителя в бетоне при содержании до 30% [27,28]. Однако в одной исследовательской работе [29] сообщается, что предел содержания стеклянного заполнителя (СЗ) в бетоне составляет 21%. В ходе этого исследования было обнаружено, что замена 21% мелкодисперсного заполнителя на СЗ увеличило прочность бетона на сжатие на 9,04% и 9,90% через 28 и 90 дней соответственно. Исследование также показало, что включение отходов стекла улучшило плотность бетонной матрицы и, в свою очередь, повысило ее прочность на сжатие.
Однако другое исследование показало, что использование СЗ в бетоне снижает обрабатываемость и прочность бетона на сжатие [30]. Было подтверждено, что прочность на сжатие снижается по мере увеличения объема отходов, используемых в бетоне. Это может быть следствием слабой связи между СЗ и цементной пастой. Другое исследование показало, что включение СЗ в бетон из стального шлака повышает обрабатываемость, но снижает плотность бетона [31].
Результаты исследований показали, что частичная замена мелкого заполнителя на стеклянный порошок в диапазоне от 0 до 30% улучшает свойства бетона [32,33]. Однако одно исследование показало, что СЗ негативно влияет на механические свойства бетона, поскольку прочность бетона на сжатие снизилась на 2%, 8% и 13% при
замене 15%, 30% и 60% стеклянного заполнителя соответственно. Возможно, это было связано со слабой адгезией между поверхностью СЗ и цементной пастой [34]. Кроме того, Albawi и др. [35] показал, что использование отходов стекла в качестве замены заполнителя в самоуплотняющемся бетоне снижает его механические свойства через 28 дней. Например, прочность на сжатие бетона, содержащего 100%-ную замену мелкого заполнителя, была снижена примерно на 26%. Более того, при использовании стекла в качестве заменителя крупнозернистого заполнителя прочность на сжатие снижается на 29% из-за гладкой поверхности стекла, которая ухудшает адгезию между стеклом и цементной пастой. Кроме того, использование стекла в качестве замены как мелкого, так и крупного заполнителя снизило прочность бетона примерно на 43%.
Использование стеклянного порошка в качестве дополнительного цементирующего материала улучшает прочностные характеристики бетона, особенно в более позднем возрасте. Однако результаты исследований по использованию стекла в качестве материала, заменяющего заполнитель, противоречивы. Некоторые исследования указывают на снижение механических свойств из-за слабых связей между СЗ и цементной пастой. В то же время другие исследования показали, что бетон с содержанием СЗ в пределах 10-20% обладает такими же характеристиками, как и контрольные образцы.
Механические свойства стеклобетона
В данном разделе рассматриваются такие свойства, как прочность на сжатие, прочность при растяжении, при скалывании, прочность при изгибе и модуль упругости.
Прочность на сжатие
Прочность бетона на сжатие изготовленного с использованием стеклянного порошка была ниже в раннем возрасте из-за медленной скорости реакции СП. Однако 28-дневная прочность на сжатие была лучше, чем в контрольном образце, как при 15%, так и при 45% заменах. Это объясняется пуццолановой реакцией стеклянного порошка и цемента, которая приводит к образованию большего количества цементного клея, который укрепляет бетон в более позднем возрасте. Прочностные свойства бетонной смеси с использованием СП (15% и 30%) примерно через год демонстрируют самую высокую прочность на сжатие (примерно на 27% выше, чем в контрольном образце). При этом прочность бетона с 60%-ным содержанием СП увеличилась на 65% по сравнению с контрольным образцом [37].
В другой исследовательской работе показано, что совместное действие других пуццоланов, таких как летучая зола, с использованием СП может положительно влиять на развитие прочности бетона на основе стеклянного порошка [38]. Было выявлено что прочность на сжатие бетона, содержащего СП вместе с высоким содержанием летучей золы была близка или несколько выше, чем у 7-ми дневного контрольного образца на 40% за счет каталитического эффекта. Начиная с 28 суток прочность бетона повышалась. Например, на 91 сутки твердения, бетон, содержащий 20% и 40% СП, показал увеличение прочности примерно на 14% и 12% по сравнению с контрольным образцом.
Согласно одной исследовательской работе, СП может быть использован в качестве частичной замены цемента в бетоне. Результаты показывают значительное улучшение прочности бетона на сжатие при замене цемента на 21% благодаря пуццолановой реакционной способности СП [20]. Однако любое дальнейшее увеличение процента замены СП снижает эффективность. Согласно результа-
там сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), полученным в ходе этого исследования, 21% образцов имели наиболее плотную микроструктуру. Другое исследование показывает, что предварительное замачивание СП в воде перед смешиванием его с другими компонентами бетона улучшают свойства готового бетона в свежем и в затвердевшем виде [39]. Стеклянный порошок сначала смешивали с водой и оставляли настаиваться в течение восьми часов, прежде чем добавлять к сухим бетонным ингредиентам, используя различные количества СП в качестве заменителя цемента (0%, 2.5%, 5%, 10% и 20%). В другом исследовании бетон, содержащий СП и диоксид кремния ^Ю2), показал улучшенную прочность через 28 дней по сравнению с контрольным образцом из-за пуццолановой реактивности и взаимодействия СП и SiO2. Прочность бетона на сжатие, содержащего смесь СП и SiO2 (30%-ная замена) был на 8,64% прочнее контрольного образца через 28 дней [40].
Другие исследования показывают, что прочность на сжатие стекло-пенобетона увеличилась при замене до 20%, возможно, из-за пуццоланового эффекта СП [41]. Другое исследование показало, что в самоуплотняющемся бетоне может быть применено до 20% замены СП. Замена СП до 5% увеличивает прочность бетона на 15.7%, 18% и 14,67% через 14, 28 и 90 дней соответственно. При замене более 5% прочность на сжатие начинает снижаться. Тем не менее, прочность выше, чем у контрольного образца, при замене до 20% [42].
Хотя использование отходов стекла в качестве заменителя заполнителя в бетоне влияет на прочность при сжатии [32,43,44,45,46], многие исследования указывают на снижение прочности бетона на сжатие с использованием стеклянного заполнителя. Согласно исследованию Rajagopalan et al. [47], использование СП снижает прочность бетона на сжатие из-за слабой связи между СП и цементной пастой. Был сделан вывод, что использование крупнозернистого стеклянного заполнителя влияет на прочность бетона на сжатие гораздо более значительно (т.е. снижение на 23,13%) по сравнению с контрольным образцом. Между тем, использование более измельчённого стеклянного заполнителя показывает снижение прочности на сжатие всего 6,25%. Это может быть результатом гладкой поверхности стекла.
Кроме того, использование стекла катодных трубок в качестве мелкого заполнителя в бетоне снижает прочность на сжатие. Более заметное снижение прочности на сжатие наблюдается в семидневный срок со средними значениями 11,38%, 18,19% и 22,65% для 25%, 50% и 75% заполнителя соответственно. Хотя снижение уменьшилось через 28 дней при замене 25%, 50% и 75% стеклянного порошка, прочность на сжатие составила 8,65%, 14,54% и 18,70% при 90 днях твердения. Процентное снижение также было снижено до 4,05%, 4,49% и 4,48% для 25%, 50% и 75% замены соответственно. Это указывает на то, что длительное твердение помогает преодолеть снижение прочности бетона. Результаты показывают, что при любом сроке твердения, прочность бетона со стеклянным заполнителем ниже, чем у контрольного образца бетона, из-за плохого сцепления между стеклянным заполнителем и цементной пастой.
Напротив, Ромеро и др. [37] сообщили, что до 30% стеклянного заполнителя из катодных трубок может быть использовано в бетоне.
В другой работе изучалось использование стекла в качестве замены заполнителей с размер частиц не более 300 мкм. Исследователи показали, что добавление стекла улучшает прочность бетона на сжатие при любом сроке твердения. Прочность на сжатие бетона, содержащего 30% стеклянного заполнителя (размер = 300 мкм), составила 13,7% через 56 дней и на 30,2% через 90 дней по
О *
О X
о
3 *
8)
с т
■и о
5
т
о а г
о т
09 8)
сравнению с контрольным образцом. Между тем, бетон, содержащий 15% стеклянного заполнителя (размер = 300 мкм) плюс 15% (размер >300 мкм) показали увеличение прочности на сжатие на 6,9% через 56 дней и на 16,7% через 90 дней [48].
Другое исследование показало, что до 20% стеклянного заполнителя может быть оптимальным для повышения прочности бетона на сжатие [49]. Результаты показывают улучшение прочности при сжатии на 5,8% через семь дней по сравнению с контрольным образцом. Кроме того, через 28 дней прочность бетона на сжатие с 20% стеклянного заполнителя составила около 41,40 МПа (что было на 7% выше, чем у контрольного образца). Однако прочность на сжатие была ниже при процентах замен, выше 20% из-за слабой адгезии между стеклянным заполнителем и цементной пастой. Это может быть результатом гладкости стекла и увеличенная площадь поверхности.
Предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении — это показатель, используемый для определения предела прочности бетона при растяжении с использованием цилиндрического образца, расколотого по вертикальному диаметру. Многочисленные исследования показали, что использование стеклянного песка в качестве заменителя мелкодисперсного заполнителя в бетоне снижает прочность при растяжении при растрескивании. Тем не менее, некоторые исследования показывают увеличение прочности при растяжении при раскалывании при низких уровнях замены.
В одном исследовании сообщалось, что использование стеклянного порошка в бетоне не оказывает существенного влияния на прочность при растяжении при раскалывании. Результаты показывают лишь незначительное снижение прочности при растяжении при растрескивании по сравнению с контрольным образцом [50]. Соответственно, в другой исследовательской работе было обнаружено, что использование 50% отходов стекла в качестве заменителя заполнителя снижает предел прочности при растяжении при растрескивании на 5% из-за гладкой поверхности стекла. Между тем замена стекла в качестве крупного заполнителя в бетоне значительно снизила прочность при растяжении при растрескивании примерно на 30% по сравнению с контрольным образцом [47]. Аналогичная тенденция была выявлена в другой исследовательской работе, в которой было обнаружено, что все смеси, содержащие СП, имеют более низкую прочность на разрыв при раскалывании по сравнению с контрольным образцом [51]. Процентное снижение предела прочности при растяжении при растрескивании образцов бетона, содержащих 15%, 30%, 45% и 60% СП, составило 1,5%, 5,0%, 8,2% и 15,4% соответственно. Эти результаты показывают, что чем выше процент замены, тем выше снижение прочности при растяжении при растрескивании из-за микротрещин, возникающих при дроблении стекла. Этот эффект приводит к плохому сцеплению между стеклом и цементной пастой.
С другой стороны, в результатах одной работы сообщалось, что использование 15% стеклянного порошка повышает прочность бетона примерно на 37% по сравнению с контрольным образцом [52]. Обычно прочность стекло-бетона на разрыв увеличивается по мере увеличения процента замены до 40%, вероятно, из-за более прочного сцепления в результате эффекта стеклянного наполни-(0 теля, который создает более плотную матрицу. Другой ис-^ следователь также обнаружил, что замена 10% отходов N стекла в качестве крупного заполнителя показала увели-ч- чение прочности при растяжении на 2,69 МПа (через семь дней) и 3,06 МПа (через 28 дней) [53]. Исследования
также показывают, что прочность на растяжение увеличивается за счет лучшего уплотнения и сцепления бетона с отходами стекла. Однако предел прочности при растяжении снизился примерно на 12% через семь дней, когда было заменено 30% отходов стекла. Все эксперименты с крупнозернистым заполнителем показали лучшую производительность, чем контрольный образец после 28 дней. Предел прочности бетона с использованием стеклянного порошка при растяжении при раскалывании был выше, чем у контрольного образца, через семь и 28 дней.
Прочность на изгиб
Работы по определению прочности бетона с использованием отходов стекла на изгиб в качестве заменителя цемента или мелкодисперсного заполнителя указывают на аналогичную закономерность, как и в определении прочности на сжатие. Предыдущие исследования показали, что прочность бетона на изгиб улучшается при использовании стеклянного порошка в качестве заменителя цемента [54,55]. Аналогичный вывод был упомянут в другом исследовании, подтверждающем, что прочность бетона на изгиб с использованием СП увеличивается до 4% через 28 дней [16]. Исследование также показывает, что прочность на изгиб через 91 день была значительно улучшена (примерно на 15%) в период с 28 по 91 день по сравнению с контрольным образцом.
Согласно одному исследованию, использование порошка из отходов стекла в качестве замены цемента в самоуплотняющемся бетоне повышает прочность на изгиб благодаря пуццолановым реакциям [42]. Однако при более высоком проценте замены прочность постепенно снижается. Прочность бетона с использованием СП на изгиб обычно увеличивается при содержании СП от 5 до 15%; при более высоких дозировках прочность снижается примерно на 8,36%, 11,9% и 19,33% при процентах замены 20%, 25% и 30% соответственно.
С другой стороны, результаты других исследований показывают, что
прочность бетона с использованием стеклянного порошка на изгиб ниже, чем у контрольного образца [10,56]. И наоборот, другое исследование показывает, что прочность бетона на изгиб увеличивается примерно на 3,54%, 5,03% и 8,92% через 28 дней при замене 5%, 15% и 20% отходов стекла соответственно из-за пуццолановых реакций [57]. Еще в одном исследовании сообщается, что использование отходов стекла в качестве заменителя мелкодисперсного заполнителя (до 15%) не влияет на прочность бетона на изгиб [58]. Однако в том же исследовании, при использовании 25%-ной замены отходов стекла прочность на изгиб снизилась на 25% и 46% соответственно через семь и 28 дней. Полученные результаты также указывают на то, что замена WG на 35% увеличила прочность бетона примерно на 33% через семь дней и на 37,5% через 28 дней.
Модуль Юнга
Некоторые исследования показывают, что использование стеклянного порошка в бетоне улучшает показатели модуля упругости [16]. Использование СП в смеси для плит перекрытия приводит к значениям модуля упругости около 36, 39 и 44 ГПа через 28 дней, 91 день и один год соответственно. Модуль упругости также, по-видимому, увеличивается с увеличением времени твердения. В частности, по сравнению со значением, зафиксированным через 28 дней, увеличение на 8% и 22% наблюдалось через 91 день и один год. Другой результат указывает на улучшение модуля упругости примерно на 3,82%, когда 5% цемента было заменено стеклянным порошком [59].
Полученные данные также показывают, что модуль упругости незначительно снижается по мере увеличения процента замены.
Напротив, другие исследования показывают, что отходы стекла снижают модуль упругости при использовании в качестве заполнителя в самоуплотняющемся бетоне через 28 дней [34,60]. Однако эффект был более выраженным, когда стеклянный порошок был полностью заменен натуральным песком. Это может быть связано с плохим сцеплением бетона с отходами стекла, которое способствует образованию микротрещин в структуре бетона, что приводит к снижению значения модуля упругости. Кроме того, другое исследование показало, что использование отходов стекла в сталешлакобетоне улучшает модуль упругости. Это улучшение постепенно увеличивалось по мере старения бетона [31].
Другие результаты исследований показывают, что снижение водоцементного соотношения значительно увеличивает модуль упругости за счет увеличения плотности бетонной матрицы. Кроме того, другое исследование показало, что использование 7,5- 15% стеклянного порошка в качестве заменителя песка в бетонных плитках незначительно снижает модуль эластичности [61]. Однако использование более крупных частиц отходов стекла приводит к более высокому динамическому модулю. Это явление можно было бы объяснить лучшим сцеплением стеклянных частиц.
Анализ затрат на переработку отходов стекла в бетон
В этом разделе описан сравнительный анализ производства стеклобетона и обычного бетона, основанного на опыте зарубежных стран. Стоимость бетона была рассчитана исходя из валюты стран, в которых проводились исследования, в расчете на м3. Аль Саффар [62] сообщил, что бетонные смеси, содержащие стеклянный порошок, более экономичны, чем обычный бетон. Исследование показало, что стоимость стеклянного порошка при 100% замене на м3 бетона дает экономию примерно на 18,5% по сравнению с использованием обычного бетона. Кроме того, анализ затрат показывает, что образцы бетона с использование СП с заменой 15%, 30% и 45% были связаны со снижением затрат примерно на 3,0, 5,5 и 8,2% соответственно. Таким образом, бетонные смеси с использованием СП, по-видимому, являются наиболее экономичным бетоном по цене около 53,5 долларов за м3.
Аналогичным образом, Ислам и др. [13] упомянули, что бетон, содержащий отходы стекла, дешевле обычного бетона. Согласно обзору материалов на местном рынке Бангладеш, отходы стекла продаются по цене двух бан-гладешских Така за килограмм (2 БДТ/кг), в то время как стоимость обработки и измельчения ОС составляет 2,5 БДТ/кг. Стоимость мешка цемента (50 кг) на момент проведения исследования составляла 450 БДТ. Таким образом, учитывая стоимость материалов, результат показывает, что бетон, содержащий стеклянную пыль, стоит примерно на 7% дешевле, чем обычный цемент при 10% замены СП и 14% меньше на 20% СП.
Шарифи и др. [63] упомянули, что стоимость производства 1 м3 самоуплотняющегося бетона относительно высока. Однако затраты значительно снижаются при использовании измельченных стеклянных отходов. Анализ затрат показывает, что стоимость стеклобетона снижается примерно на 23,67% для замены цемента на 30% по сравнению с бетоном без СП благодаря меньшему использованию цемента и суперпластификаторов. Включение стеклянного порошка из отходов в бетон при всех процентах замены привело к снижению цены. В частности, при замене на 5, 10, 15, 20 и 25% стоимость была снижена на 3,94, 7,89, 11,83, 15,78 и 19,72 доллара за килограмм.
Винаи и Соутсос [64] сравнили стоимость производства щелочно-активированного бетона с использованием активаторов, поступающих из коммерческих источников, активатора из стеклопорошка и портландцементного бетона. Анализ затрат показал, что производство активаторов СП обходится примерно в 100 фунтов стерлингов за тонну (100 £/т), что примерно на 4% ниже себестоимости производства портландцемента нормальной прочности. Однако бетон, изготовленный с использованием активаторов коммерческого происхождения, стоит примерно на 48% дороже, чем портландцементный бетон. Стоимость связующего-активатора составляет от 41% до 45% от стоимости активированного щелочью бетона; стоимость активатора из стеклянного порошка составляет около 14% и 16% от
стоимости активированного щелочью бетона. Таким образом, анализ показывает, что бетон, изготовленный с использованием активатора СП, дешевле, чем портландцементный бетон.
Выводы
Проведенный анализ указывает на то, что стеклянные отходы могут использоваться в конкретных условиях либо в качестве заполнителя, либо в качестве замены цемента. Тем не менее, следует провести дополнительные исследования по изучению его использования в больших количествах в практических ситуациях, особенно в конструкционных решениях. На основе документов, представленных в этом обзоре, делаются следующие Выводы:
• Во многих исследованиях сообщается об улучшении механических
свойств бетона, содержащего 10-20% стеклянного порошка в качестве замены цемента. Однако некоторые исследования показывают, что бетон, содержащий СП, обладал худшими механическими свойствами, чем контрольные образцы, из-за слабого сцепления СП с цементной пастой. Однако другие исследования показывают, что 10-20% замена СП в бетоне улучшает механические свойства бетона.
• Использование отходов стекла в бетоне снижает производственные затраты по сравнению с портландце-ментным бетоном. Это удешевляет производство различных видов бетона при использовании стеклянного порошка в качестве замены цемента.
Литература
1. Промышленное производство в России. 2021: Стат. сб./Росстат. - М., 2021. - 305 с;
2. Рынок листового стекла в России 2017-2023 гг. Цифры, тенденции, прогноз. Маркетинговое исследование «TK Solutions» / 2023. - 102 с;
3. Инновационные решения социальных, экономических и технологических проблем современного общества // Сборник научных статей по итогам круглого стола со всероссийским и международным участием. // Андреева Т.С., Кузьмина Д.А «Проблемы вторичной переработки стеклянных отходов на российской федерации» стр.66, 15-16 мая 2021 г. - Москва: ООО «Конверт», - 2021. - 208 с. ISBN 978-5-6046420-4-7
4. Al-Mansour A, Chow CL, Feo L, Penna R, Lau D (2019) Green
concrete: by-products utilization and advanced approaches. MDPI
5. Sustain 11(19):1-30. https://doi.org/10.3390/su11195145;
Рынок листового стекла в России 2017-2023 гг. Цифры, тенденции, прогноз. Маркетинговое исследование «TK Solutions» / 2023. - 102 с;
О *
О X
о
S
S *
8)
с т ■и о s т о а г
о т
09 8)
(0 C4
o
C4
6. Rashad AM (2014) Recycled waste glass as fine aggregate replacement in cementitious materials based on Portland cement. Constr Build Mater 72:340-357. https://doi.Org/10.1016/j.conbuildmat.2014.08.092;
7. Al-kerttani OMG (2018) Fresh and shrinkage properties of selfcompacte concrete when using recycled glass as aggregate. Structural Concrete 19(4):1245-1254. https://doi.org/10.1002/suco.201700069;
8. Zidol A, Tognonvi MT, Tagnit-Hamou A (2017) Effect of glass powder on concrete sustainability. New J Glas Ceramics 07(02): 34-47. https://doi.org/10.4236/njgc.2017.72004;
9. Bouchikhi A, Benzerzour M, Abriak NE, Maherzi W, MamindyPajany Y (2019) Study of the impact of waste glasses types on pozzolanic activity of cementitious matrix. Constr Build Mater 197:626-640. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat2018.11.180;
10. Khan MNN, Saha AK, Sarker PK (2019) Reuse of waste glass as a supplementary binder and aggregate for sustainable cement-based construction materials: a review. J Build Eng 28:101052. https://doi.org/10.1016/jJobe.2019.101052;
11. Almesfer N, Ingham J (2014) Effect of waste glass on the properties of concrete. J Mater Civ Eng 25(7):864-870. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533;
12. Yassin MM, Mahmoud AS, Hama SM (2019) Effectiveness of glass wastes as powder on some hardened properties of concrete. Al-Nahrain J Eng Sci 22(1):14-17. https://doi.org/10.29194/njes.22010014;
13. Petrounias P, Giannakopoulou PP, Rogkala A, Lampropoulou P, Tsikouras B, Rigopoulos I, Hatzipanagiotou K (2019) Petrographic and mechanical characteristics of concrete produced by different type of recycled materials. Geosciences (Switzerland) 264(9):1-15. https://doi.org/10.3390/geosciences9060264;
14. Islam GMS, Rahman MH, Kazi N (2017) Waste glass powder as partial replacement of cement for sustainable concrete practice. Int J Sustain Built Environ 6(1):37-44. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2016.10.005;
15. He Z, Zhan P, Du S, Liu B, Yuan W (2019) Creep behavior of concrete containing glass powder. Compos Part B 166:13-20.
https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.11.133;
16. Patel D, Tiwari RP, Shrivastava R, Yadav RK (2018) Effective utilization of waste glass powder as the substitution of cement in making paste and mortar. Constr Build Mater 199:406-415.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.017;
17. Omran A, Tagnit-hamou A (2016) Performance of glass-powder concrete in field applications. Constr Build Mater 109:84 - 95. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.006;
18. Chaid R, Kenai S, Zeroub H, Jauberthie R (2015) Microstructure and permeability of concrete with glass powder addition conserved in the sulphatic environment. Eur J Environ Civ Eng 19:219 - 237. https://doi.org/10.1080/19648189.2014.939310;
19. Vaitkevi c ius V, S erelis E, Hilbig H (2014) The effect of glass powder on the microstructure of ultra highperformance concrete. Constr Build Mater 68:102 -109. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.05.101;
20. Zheng K (2016) Pozzolanic reaction of glass powder and its role in controlling alkali e silica reaction. Cem Concr Compos 67:30 - 38. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2015.12.008;
21. Olofinnade OM, Ndambuki JM, Ede AN (2017) Application of waste glass powder as a partial cement substitute towards more sustainable concrete production. 31:19 - 20. 10.4028/ www.scientific.net/JERA.31.77;
22. Ramakrishnan K, Pugazhmani G, Sripragadeesh R, Muthu D, Venkatasubramanian C (2017) Experimental study on the me- chanical and durability properties of concrete with waste glass powder and ground granulated blast furnace slag as supplementary cementitious materials. Constr Build Mater 156:739 - 749. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.08.183;
23. Bheel N, Adesina A (2020) Influence of binary blend of corn cob ash and glass powder as partial replacement of cement in concrete. Silicon 13:1 - 8. https://doi.org/10.1007/s12633-020-00557-4;
24. Chen Z, Wang Y, Liao S, Huang Y (2020) Grinding kinetics of waste glass powder and its composite effect as pozzolanic admixture in cement concrete. Constr Build Mater 239:1 - 8. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117876;
25. Tagnit-Hamou A, Zidol A, Soliman N, Deschamps J, Omran A (2018) Ground glass Pozzolan in conventional, high, and ultra-high performance concrete. MATEC Web Conf 149:1 - 7. https://doi.org/10.1051/matecconf/201714901005;
26. Omran A, Soliman N, Zidol A, Tagnit-Hamou A (2018) Performance of ground-glass pozzolan as a Cementitious material — a review. Adv Civ Eng Mater 7(1):237 - 270. https://doi.org/10.1520/acem20170125;
27. Chaid R, Kenai S, Zeroub H, Jauberthie R (2015) Microstructure and permeability of concrete with glass powder addition conserved in the sulphatic environment. Eur J Environ Civ Eng 19:219 - 237.
28. Romero D, James J, Mora R, Hays CD (2013) Study on the mechanical and environmental properties of concrete containing cathode ray tube glass aggregate. Waste Managent 33(7):1659 - 1666. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.03.018
29. Atoyebi OD, Sadiq OM (2018) Experimental data on flexural strength of reinforced concrete elements with waste glass particles as partial replacement for fine aggregate. Data Brief 18:846 - 859. https://doi.org/10.1016/j.dib.2018.03.104
30. Bisht K, Ramana PV (2018) Sustainable production of concrete containing discarded beverage glass as fine aggregate. Constr Build Mater 177:116 - 124. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.119
31. De Castro S, De Brito J (2013) Evaluation of the durability of concrete made with crushed glass aggregates. J Clean Prod 41: 7 - 14. https://doi.org/10.1016/jJclepro.2012.09.021
32. Yu X, Tao Z, Song TY, Pan Z (2016) Performance of concrete made with steel slag and waste glass. Constr Build Mater 114:737 - 746. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.03.217
33. Jose JP, Suganya S, Priya B (2014) Use of glass powder as fine aggregate in high strength concrete. Int J Sci Eng Res 2(7)
34. Keerio MA, Abbasi SA, Kumar A, Bheel N, Rehaman K u, Tashfeen M (2020) Effect of silica fume as cementitious material and waste glass as fine aggregate replacement constituent on selected properties of concrete. Silicon. https://doi.org/10.1007/s12633-020-00806-6
35. Herki BMA (2020) Engineering Properties of concrete incorporating locally produced waste glass aggregate. Int J Emergind Trends Eng Res 8(9):1 - 5. https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/66892020
36. Al-bawi RK, Kadhim IT, Al-kerttani O (2017) Strengths and failure characteristics of self-compacting concrete containing recycled waste glass aggregate. Adv Mater Sci Eng 2017:1 - 12. https://doi.org/10.1155/2017/6829510
37. Hajimohammadi A, Ngo T, Kashani A (2018) Glass waste versus sand as aggregates: the characteristics of the evolving geopolymer binders. J Clean Prod 193:593 - 603. https://doi.org/10.1016/jJclepro.2018.05.086
38. Du H, Tan KH (2017) Properties of high volume glass powder concrete. Cem Concr Compos 75:22-29. https://doi.Org/10.1016/j.cemconcomp.2016.10.010
39. Hisseine OA, Tagnit-Hamou A (2020) Development of ecological strain-hardening cementitious composites incorporating highvolume ground-glass pozzolans. Constr Build Mater 238:1-17. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117740
40. Elaqra HA, Abou MA, Rustom RN (2019) Effect of new mixing method of glass powder as cement replacement on mechanical behavior of concrete. Constr Build Mater 203:7582. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat2019.01.077
41. Ghayoor Khan A, Khan B, Abdul Ghayoor khan E, Khan B (2017) Effect of partial replacement of cement by mixture of glass powder and silica fume upon concrete strength. Int J Eng Work Kambohwell Publ Enterp 4(7):124-135
42. Khan LS, Sheikh MN, Mccarthy TJ, Robati M, Allen M (2019) Experimental investigation on foam concrete without and with recycled glass powder : a sustainable solution for future construction. Constr Build Mater 201:369-379. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.178
43. Sharifi I, Afshoon Z, Afshoon F, Amin M (2016) Utilization of waste glass micro-particles in producing self-consolidating concrete mixtures. Int J Concr Struct Mater 10(3):337-353. https://doi.org/10.1007/s40069-016-0141-z
44. Wright JR, Cartwright C, Fura D, Rajabipour F (2014) Fresh and hardened properties of concrete incorporating recycled glass as 100% sand replacement. J Mater in Civ Eng 26(10):1-11. https://doi.org/101061/(ASCE)MT.1943-5533.0000979
45. Asa E, Anna AS, Baffoe-Twum E (2019) An investigation of mechanical behavior of concrete containing crushed waste glass. J Eng Des Technol 17(6):1285-1303. https://doi.org/10.1108/JEDT-01-2019-0020
46. Bostanci SC (2020) Use of waste marble dust and recycled glass for sustainable concrete production. J Clean Prod 251(2020): 119785. https://doi.org/10.1016/jJclepro.2019.119785
47. Drzymala T, Zegardlo B, Tofilo P (2020) Properties of concrete containing recycled glass. Mater MDPI 13:1-16. https://doi.org/10.3390/ma13010226
48. Rajagopalan P, Balaji V, Unnikrishnan N, Jainul Haq T, Bhuvaneshwari P (2017) Study of bond characteristics of reinforced waste glass aggregate concrete. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 80(2017):1-7 http://iopscience.iop.org/1755-1315/80/1Z012006
49. Hamid R, Zubir MA (2015) Compressive strength of concrete with recycled glass as partial aggregate replacement. Mater Sci Forum 803:21-25. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.803.21
50. Tamanna N, Tuladhar R, Sivakugan N (2020) Performance of recycled waste glass sand as partial replacement of sand in concrete. Constr Build Mater 239:1-9. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117804
51. Seddik Meddah M (2019) Use of waste window glass as substitute of natural sand in concrete production. IOP Conf Ser Mater Sci Eng 603(3):1-9. https://doi.org/10.1088/1757-899X/603/3/032011
52. Mardani-Aghabaglou A, Tuyan M, Ramyar K (2015) Mechanical and durability performance of concrete incorporating fine recycled concrete and glass aggregates. Mater Struct Constr 48(8):2629-2640. https://doi.org/10.1617/s11527-014-0342-3
53. Ibrahim KIM (2017) The effect of using waste glass [WG] as partial replacement of sand on concrete. IOSR J Mech Civ Eng 14(2):41-45. https://doi.org/10.9790/1684-1402024145
54. Paiz MS, Muhamad N, Hamidon MH, Osman MHM (2019) The performance of windshield glass waste as a
replacing material for coarse aggregate in concrete. Int J Recent Technol Eng 7(6):1675-1682
55. Kushartomo W, Bali I, Sulaiman B (2015) Mechanical behavior of reactive powder concrete with glass powder substitute. Procedia Eng 125:617-622. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.082
56. Khalil W, Al Obeidy N (2018) Some properties of sustainable concrete containing two environmental wastes. MATEC Web Conf 162:1-9. https://doi.org/10.1051/matecconf/201816202029
57. Serpa D, De Brito J, Pontes J (2015) Concrete made with recycled glass aggregates: Mechanical performance. ACI Mater J 112(1): 29-38. https://doi.org/10.14359/51687366
58. Abdullah S, Fan M (2014) Characteristics of concrete with waste glass as fine aggregate replacement. Int J Eng Tech Res 2(6):11-17
59. Otunyo AW, Okechukwu BN (2017) Performance of concrete with partial replacement of fine aggregates with crushed waste glass. Niger J Technol 36(2):403. https://doi.org/10.4314/njt.v3612.12
60. Tonduba YW (2016) The Application of Waste Glass As Partial Replacement For Cement In Concrete. Masters Thesis, Universiti Teknologi Malaysia, Johor Bahru Malaysia
61. Ali EE, Al-Tersawy SH (2012) Recycled glass as a partial replacement for fine aggregate in self compacting concrete. Constr Build Mater 35:785-791. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.117
62. Cota FP, Melo CCD, Panzera TH, Araujo AG, Borges PHR, Scarpa F (2015) Mechanical properties and ASR evaluation of concrete tiles with waste glass aggregate. Sustain. Cities Soc 16:49-56. https://doi.org/10.1016/j.scs.2015.02.005
63. Alsaffar DM (2017) Experimental investigation of using ultra fine glass powder in concrete. Int J Eng Res Appl 7(9):33-39. https://doi.org/10.9790/6622-0709083339
64. Sharifi Y, Afshoon I, Firoozjaie Z (2015) Fresh properties of self compacting concrete containing ground waste glass microparticles as cementing material. J Adv Concr Technol 13(2015):50-66. https://doi.org/10.3151/jact.13.50
65. Vinai R, Soutsos M (2019) Production of sodium silicate powder from waste glass cullet for alkali activation of alternative binders. Cem Concr Res 116(2019):45-56. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.11.008
Using waste glass as a partial replacement for binder in concrete Konorov I.D., Abu Mahadi Mohammed Ibrahim
RUDN University
The use of glass waste as a partial replacement for the binder in concrete is one of the possible ways to solve the problem of waste disposal and reduce the negative impact on the environment. Glass waste obtained from industry or household waste can be used as a partial replacement for cement in concrete, which reduces its cost and improves its properties. This article discusses international experience and research related to the possibility of using glass waste as a replacement for part of the binder in concrete. Attention is drawn to the environmental aspects of using glass waste in concrete, such as minimizing the negative impact on the environment during the production and use of concrete. In conclusion, the article emphasizes the promise of this approach for solving the problem of recycling glass waste and reducing the negative impact on the environment. However, it is also indicated that further research is needed to determine the optimal parameters for using waste glass in concrete and assess its economic effectiveness. Keywords: concrete, glass powder, glass waste, cement, building materials, binder, aggregate, concrete production, recycling problem, chemical properties, physical properties, mechanical properties, pozzolanic reaction, costs, economic efficiency. References
1. Industrial production in Russia. 2021: Stat. Sat./Rosstat. - M., 2021. - 305 p;
2. Flat glass market in Russia 2017-2023. Figures, trends, forecast. Marketing
research "TK Solutions" / 2023. - 102 p.;
3. Innovative solutions to social, economic and technological problems of
modern society // Collection of scientific articles based on the results of a round table with all-Russian and international participation. // Andreeva T.S., Kuzmina D.A. "Problems of recycling glass waste in the Russian Federation" p. 66, May 15-16, 2021 - Moscow: LLC "Convert", - 2021. -208 p. ISBN 978-5-6046420-4-7
Q *
O X 0
3
s *
8)
O T TJ 0 s
T
<D
a r
o
T
a
8)
(0 C4
o
C4
4. Al-Mansour A, Chow CL, Feo L, Penna R, Lau D (2019) Green
concrete: by-products utilization and advanced approaches. MDPI
5. Sustain 11(19):1-30. https://doi.org/10.3390/su11195145;
Flat glass market in Russia 2017-2023 Figures, trends, forecast. Marketing research "TK Solutions" / 2023. - 102 p.;
6. Rashad AM (2014) Recycled waste glass as fine aggregate replacement in
cementitious materials based on Portland cement. Constr Build Mater 72:340-357. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.08.092;
7. Al-kerttani OMG (2018) Fresh and shrinkage properties of self-compacte
concrete when using recycled glass as aggregate. Structural Concrete 19(4):1245-1254. https://doi.org/10.1002/suco.201700069;
8. Zidol A, Tognonvi MT, Tagnit-Hamou A (2017) Effect of glass powder on
concrete sustainability. New J Glas Ceramics 07(02): 34-47. https://doi.org/10.4236/njgc.2017.72004;
9. Bouchikhi A, Benzerzour M, Abriak NE, Maherzi W, MamindyPajany Y (2019)
Study of the impact of waste glasses types on pozzolanic activity of cementitious matrix. Constr Build Mater 197:626-640. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.180;
10. Khan MNN, Saha AK, Sarker PK (2019) Reuse of waste glass as a supplementary binder and aggregate for sustainable cement-based construction materials: a review. J Build Eng 28:101052. https://doi.org/10.1016/jJobe.2019.101052;
11. Almesfer N, Ingham J (2014) Effect of waste glass on the properties of concrete. J Mater Civ Eng 25(7):864-870. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533;
12. Yassin MM, Mahmoud AS, Hama SM (2019) Effectiveness of glass wastes
as powder on some hardened properties of concrete. Al-Nahrain J Eng Sci 22(1):14-17. https://doi.org/10.29194/njes.22010014;
13. Petrounias P, Giannakopoulou PP, Rogkala A, Lampropoulou P, Tsikouras B, Rigopoulos I, Hatzipanagiotou K (2019) Petrographic and mechanical characteristics of concrete produced by different types of recycled materials. Geosciences (Switzerland) 264(9):1-15. https://doi.org/10.3390/geosciences9060264;
14. Islam GMS, Rahman MH, Kazi N (2017) Waste glass powder as partial replacement of cement for sustainable concrete practice. Int J Sustain Built Environ 6(1):37-44. https://doi.org/10.1016/jjjsbe.2016.10.005;
15. He Z, Zhan P, Du S, Liu B, Yuan W (2019) Creep behavior of concrete containing glass powder. Compos Part B 166:13-20. https://doi.org/10.1016Zj.compositesb.2018.11.133;
16. Patel D, Tiwari RP, Shrivastava R, Yadav RK (2018) Effective utilization of waste glass powder as the substitution of cement in making paste and mortar. Constr Build Mater 199:406-415. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.017;
17. Omran A, Tagnit-hamou A (2016) Performance of glass-powder concrete in field applications. Constr Build Mater 109:84 - 95. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.006;
18. Chaid R, Kenai S, Zeroub H, Jauberthie R (2015) Microstructure and permeability of concrete with glass powder addition conserved in the sulphatic environment. Eur J Environ Civ Eng 19:219 - 237. https://doi.org/10.1080/19648189.2014.939310;
19. Vaitkevi c ius V, Serelis E, Hilbig H (2014) The effect of glass powder on the
microstructure of ultra high-performance concrete. Constr Build Mater 68:102 -109. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.05.101;
20. Zheng K (2016) Pozzolanic reaction of glass powder and its role in controlling alkali and silica reaction. Cem Concr Compos 67:30 - 38. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2015.12.008;
21. Olofinnade OM, Ndambuki JM, Ede AN (2017) Application of waste glass powder as a partial cement substitute towards more sustainable concrete production. 31:19 - 20. 10.4028/ www.scientific.net/JERA.31.77;
22. Ramakrishnan K, Pugazhmani G, Sripragadeesh R, Muthu D, Venkatasubramanian C (2017) Experimental study on the mechanical and durability properties of concrete with waste glass powder and ground granulated blast furnace slag as supplementary cementitious materials. Constr Build Mater 156:739 - 749. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.08.183;
23. Bheel N, Adesina A (2020) Influence of binary blend of corn cob ash and glass powder as partial replacement of cement in concrete. Silicon 13:1 -8. https://doi.org/10.1007/s12633-020-00557-4;
24. Chen Z, Wang Y, Liao S, Huang Y (2020) Grinding kinetics of waste glass powder and its composite effect as pozzolanic admixture in cement concrete. Constr Build Mater 239:1 - 8. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117876;
25. Tagnit-Hamou A, Zidol A, Soliman N, Deschamps J, Omran A (2018) Ground glass Pozzolan in conventional, high, and ultra-high performance concrete. MATEC Web Conf 149:1 - 7. https://doi.org/10.1051/matecconf/201714901005;
26. Omran A, Soliman N, Zidol A, Tagnit-Hamou A (2018) Performance of ground-glass pozzolan as a Cementitious material - a review. Adv Civ Eng Mater 7(1):237 - 270. https://doi.org/10.1520/acem20170125;
27. Chaid R, Kenai S, Zeroub H, Jauberthie R (2015) Microstructure and permeability of concrete with glass powder addition conserved in the sulphatic environment. Eur J Environ Civ Eng 19:219 - 237.
28. Romero D, James J, Mora R, Hays CD (2013) Study on the mechanical and environmental properties of concrete containing cathode ray tube glass aggregate. Waste Managent 33(7):1659 - 1666. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.03.018
29. Atoyebi OD, Sadiq OM (2018) Experimental data on flexural strength of reinforced concrete elements with waste glass particles as partial replacement for fine aggregate. Data Brief 18:846 - 859. https://doi.org/10.1016/j.dib.2018.03.104
30. Bisht K, Ramana PV (2018) Sustainable production of concrete containing discarded beverage glass as fine aggregate. Constr Build Mater 177:116 -124. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.119
31. De Castro S, De Brito J (2013) Evaluation of the durability of concrete made with crushed glass aggregates. J Clean Prod 41: 7 - 14. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.09.021
32. Yu X, Tao Z, Song TY, Pan Z (2016) Performance of concrete made with steel slag and waste glass. Constr Build Mater 114:737 - 746. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.03.217
33. Jose JP, Suganya S, Priya B (2014) Use of glass powder as fine aggregate
in high strength concrete. Int J Sci Eng Res 2(7)
34. Keerio MA, Abbasi SA, Kumar A, Bheel N, Rehaman K u, Tashfeen M (2020) Effect of silica fume as cementitious material and waste glass as
fine aggregate replacement constituent on selected properties of concrete. Silicon. https://doi.org/10.1007/s12633-020-00806-6
35. Herki BMA (2020) Engineering properties of concrete incorporating locally produced waste glass aggregate. Int J Emergind Trends Eng Res 8(9):1 -5. https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/66892020
36. Al-bawi RK, Kadhim IT, Al-kerttani O (2017) Strengths and failure characteristics of self-compacting concrete containing recycled waste glass aggregate. Adv Mater Sci Eng 2017:1 - 12. https://doi.org/10.1155/2017/6829510
37. Hajimohammadi A, Ngo T, Kashani A (2018) Glass waste versus sand as aggregates: the characteristics of the evolving geopolymer binders. J Clean Prod 193:593 - 603. https://doi.org/10.1016/jjclepro.2018.05.086
38. Du H, Tan KH (2017) Properties of high volume glass powder concrete. Cem
Concr Compos 75:22-29.
https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2016.10.010
39. Hisseine OA, Tagnit-Hamou A (2020) Development of ecological strain-hardening cementitious composites incorporating highvolume ground-glass pozzolans. Constr Build Mater 238:1-17. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117740
40. Elaqra HA, Abou MA, Rustom RN (2019) Effect of new mixing method of glass powder as cement replacement on mechanical behavior of concrete. Constr Build Mater 203:75-82. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.077
41. Ghayoor Khan A, Khan B, Abdul Ghayoor khan E, Khan B (2017) Effect of
partial replacement of cement by mixture of glass powder and silica fume upon concrete strength. Int J Eng Work Kambohwell Publ Enterp 4(7):124-135
42. Khan LS, Sheikh MN, McCarthy TJ, Robati M, Allen M (2019) Experimental
investigation on foam concrete without and with recycled glass powder: a sustainable solution for future construction. Constr Build Mater 201:369379. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.178
43. Sharifi I, Afshoon Z, Afshoon F, Amin M (2016) Utilization of waste glass micro-particles in producing self-consolidating concrete mixtures. Int J Concr Struct Mater 10(3):337-353. https://doi.org/10.1007/s40069-016-0141-z
44. Wright JR, Cartwright C, Fura D, Rajabipour F (2014) Fresh and hardened
properties of concrete incorporating recycled glass as 100% sand replacement. J Mater in Civ Eng 26(10):1-11. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000979
45. Asa E, Anna AS, Baffoe-Twum E (2019) An investigation of mechanical behavior of concrete containing crushed waste glass. J Eng Des Technol 17(6):1285-1303. https://doi.org/10.1108/JEDT-01-2019-0020
46. Bostanci SC (2020) Use of marble waste concrete dust and recycled glass for sustainable production. J Clean Prod 251(2020): 119785. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119785
47. Drzymata T, Zegardto B, Tofilo P (2020) Properties of concrete containing recycled glass. Mater MDPI 13:1-16. https://doi.org/10.3390/ma13010226
48. Rajagopalan P, Balaji V, Unnikrishnan N, Jainul Haq T, Bhuvaneshwar i P (2017) Study of bond characteristics of reinforced waste glass aggregate concrete. iOp Conference Series: Earth and Environmental Science 80(2017):1-7 http://iopscience.iop.org/1755-1315/80/1/012006
49. Hamid R, Zubir MA (2015) Compressive strength of concrete with recycled glass as partial aggregate replacement. Mater Sci Forum 803:21-25. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.803.21
50. Tamanna N, Tuladhar R, Sivakugan N (2020) Performance of recycled waste glass sand as partial replacement of sand in concrete. Constr Build Mater 239:1-9. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117804
51. Seddik Meddah M (2019) Use of waste window glass as a substitute of natural sand in concrete production. IOP Conf Ser Mater Sci Eng 603(3):1-9. https://doi.org/10.1088/1757-899X/603/3/032011
52. Mardani-Aghabaglou A, Tuyan M, Ramyar K (2015) Mechanical and durability performance of concrete incorporating fine recycled concrete and glass aggregates. Mater Struct Constr 48(8):2629-2640. https://doi.org/10.1617/s11527-014-0342-3
53. Ibrahim KIM (2017) The effect of using waste glass [WG] as partial replacement of sand on concrete. IOSR J Mech Civ Eng 14(2):41-45. https://doi.org/10.9790/1684-1402024145
54. Paiz MS, Muhamad N, Hamidon MH, Osman MHM (2019) The performance
of windshield glass waste as a replacing material for coarse aggregate in concrete. Int J Recent Technol Eng 7(6):1675-1682
55. Kushartomo W, Bali I, Sulaiman B (2015) Mechanical behavior of reactive powder concrete with glass powder substitute. Procedia Eng 125:617-622. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.082
56. Khalil W, Al Obeidy N (2018) Some properties of sustainable concrete containing two environmental wastes. MATEC Web Conf 162:1-9. https://doi.org/10.1051/matecconf/201816202029
57. Serpa D, De Brito J, Pontes J (2015) Concrete made with recycled glass aggregates: Mechanical performance. ACI Mater J 112(1): 29-38. https://doi.org/10.14359/51687366
58. Abdullah S, Fan M (2014) Characteristics of concrete with waste glass as fine aggregate replacement. Int J Eng Tech Res 2(6):11-17
59. Otunyo AW, Okechukwu BN (2017) Performance of concrete with partial replacement of fine aggregates with crushed waste glass. Niger J Technol 36(2):403. https://doi.org/10.4314/njt.v3612.12
60. Tonduba YW (2016) The Application of Waste Glass As Partial Replacement For Cement In Concrete. Masters Thesis, Universiti Teknologi Malaysia, Johor Bahru Malaysia
61. Ali EE, Al-Tersawy Sh (2012) Recycled glass as a partial replacement for fine aggregate in self compacting concrete. Constr Build Mater 35:785791. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.117
62. Cota FP, Melo CCD, Panzera TH, Araujo AG, Borges PHR, Scarpa F (2015)
Mechanical properties and ASR evaluation of concrete tiles with waste glass aggregate. Sustain. Cities Soc 16:49-56. https://doi.org/10.1016/j.scs.2015.02.005
63. Alsaffar DM (2017) Experimental investigation of using ultra fine glass powder in concrete. Int J Eng Res Appl 7(9):33-39. https://doi.org/10.9790/6622-0709083339
64. Sharifi Y, Afshoon I, Firoozjaie Z (2015) Fresh properties of self compacting
concrete containing ground waste glass microparticles as cementing material. J Adv Concr Technol 13(2015):50-66. https://doi.org/10.3151/jact.13.50
65. Vinai R, Soutsos M (2019) Production of sodium silicate powder from waste
glass cullet for alkali activation of alternative binders. Cem Concr Res 116(2019):45-56. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.11.008
