Please use this identifier to cite or link to this item: https://elib.psu.by/handle/123456789/50382
Title: Aggregate-controlled stiffness in high-performance recycled concrete: mechanisms, data synthesis, and modeling perspectives
Authors: Song, Chunhua
Kravchenko, V.
Cун, Чуньхуа
Кравченко, В. В.
Other Titles: Жесткость высокотехнологичного бетона на рециклированных заполнителях, определяемая свойствами заполнителя: механизмы, синтез данных и перспективы моделирования
Issue Date: 2026
Publisher: Полоцкий государственный университет имени Евфросинии Полоцкой
Citation: Song, Chunhua Aggregate-controlled stiffness in high-performance recycled concrete: mechanisms, data synthesis, and modeling perspectives / Song, Chunhua, V. Kravchenko // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F, Строительство. Прикладные науки. - 2026. - № 2 (45). - С. 31-39. - DOI: 10.52928/2070-1683-2026-45-2-31-39
Abstract: The elastic modulus of recycled aggregate concrete (RAC) remains significantly lower than that of natural aggregate concrete (NAC), even when compressive strength is fully recovered through high-performance mix design. This stiffness deficit critically limits the structural application of sustainable high-performance concrete (S-HPC), particularly under serviceability-controlled conditions. This review synthesizes experimental, reconstructed, and physics-informed data published between 2019 and 2025 to elucidate the governing mechanisms of elastic modulus degradation in high-performance RAC (HP-RAC). A five-phase microstructural framework is adopted to explain compliance amplification induced by adhered old mortar and double interfacial transition zones (ITZs). To overcome experimental data fragmentation and variability, a data-augmented methodology combining literature reconstruction (n ≈ 186), probabilistic uncertainty quantification, and Physics-Informed Machine Learning (PIML) is employed. Results demonstrate that elastic modulus in HP-RAC is predominantly controlled by recycled aggregate compliance rather than matrix strength, exhibiting a stiffness saturation phenomenon beyond a matrix modulus of approximately 45 GPa. Carbonation treatment, nano-engineering of ITZs, and hybrid fiber reinforcement are critically evaluated as stiffness recovery routes, with carbonation curing showing a favorable balance between stiffness enhancement and carbon efficiency. The review suggests the need to move beyond empirical strength-based formulations toward micromechanical and physics-informed approaches, while acknowledging the limitations of reconstructed data and heterogeneous literature sources.
metadata.local.description.annotation: Модуль упругости бетона на рециклированных заполнителях (БРЗ) остается существенно ниже, чем у бетона на природных заполнителях (БПЗ), даже когда прочность на сжатие полностью восстанавливается за счет высокотехнологичного проектирования состава смеси. Этот дефицит жесткости критически ограни-чивает применение экологически безопасного высокотехнологичного бетона (S-HPC) в строительных конструкциях, особенно при расчете по предельным состояниям эксплуатационной пригодности (вторая группа предельных состояний). В данном обзоре обобщаются экспериментальные, реконструированные и физически обоснованные дан-ные, опубликованные в период с 2019 по 2025 год, для разъяснения ведущих механизмов снижения модуля упру-гости в высокотехнологичном БРЗ (HP-RAC). Для объяснения увеличения податливости, вызванного прилипшим старым раствором и двойными контактными зонами (ITZ), принята пятифазная микроструктурная модель. Чтобы преодолеть разрозненность и вариативность экспериментальных данных, применяется методология расширения данных, сочетающая реконструкцию литературных источников (n ≈186). Результаты показывают, что модуль упругости в HP-RAC преимущественно контролируется податливостью рециклированного заполнителя, а не прочностью цементной матрицы, демонстрируя явление насыщения жесткости при превышении модулем упругости матрицы значения около 45 ГПа. Карбонизация, наномодифицирование контактных зон и гибридное дисперсное армирование критически оцениваются как способы вос-становления жесткости, причем карбонизационное твердение показывает оптимальное соотношение между повышением жесткости и эффективностью связывания углерода. В обзоре обосновывается необходимость перехода от эмпирических формул, основанных на прочности, к микромеханическим и физически обоснованным подходам при одновременном признании ограничений реконструированных данных и гетерогенных литературных источников.
URI: https://elib.psu.by/handle/123456789/50382
metadata.dc.rights: open access
metadata.dc.identifier.doi: 10.52928/2070-1683-2026-45-2-31-39
Appears in Collections:2026, № 2 (45)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
31-39.pdf477.51 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.