RECYCLING OF CONSTRUCTION WASTE IN THE CONSTRUCTION OF PROTECTIVE STRUCTURES
DOI:
https://doi.org/10.32782/2415-8151.2026.40.19Keywords:
recycling, demolition waste, energy efficiency, construction debris, circular economy, protective structures, modular systems, crane-free assembly, rapidly deployable sheltersAbstract
Purpose. The paper highlights the potential of recycling demolition waste as a strategic resource for the production of rapidly deployable modular protective structures intended for civil protection and shelter systems. The aim of the study is to assess the effectiveness of such modular systems made from secondary materials and to determine the prospects for implementing the principles of the circular economy and additive technologies (3D printing) in the development of national protective infrastructure. Methodology. The research is based on an integrated approach combining theoretical analysis and structural modeling. The following methods were applied: comparative analysis to evaluate the composition of construction waste (concrete, brick, metal) and its suitability as infill material in protective structures; a systems approach, which considers the recycling process as a sequence of demining, sorting, crushing, and fractionation of materials; structural modeling, which substantiates the “frame–infill” concept, where crushed concrete absorbs part of the blast wave energy; and a generalization method, which developed recommendations for the placement of rapidly deployable structures based on the experience of Ukrainian cities (Kharkiv, Zaporizhzhia, Odesa) and the provisions of the Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine No. 1073. Results. The study demonstrates that recycling demolition waste is an effective strategic resource for the creation of rapidly deployable protective structures in areas with elevated military risk. The use of “frame–infill” systems with recycled concrete aggregate reduces environmental impact from construction waste accumulation, decreases the consumption of natural aggregates, and enables the rapid deployment of shelters without the use of heavy machinery. Scientific novelty. An improved approach to the design of mobile protective structures using “frame–infill” systems has been developed, in which recycled construction materials (crushed concrete or brick) are used as the primary infill for absorbing blast wave energy. The effectiveness of crushed materials in dissipating impact energy has been demonstrated, and the use of mobile recycling units for on-site processing of debris has been substantiated. For the first time, a combination of fine fractions of recycled materials with additive technologies (3D printing) is proposed for the creation of rapidly deployable protective structures of complex geometry. Practical relevance. The results of the study can be applied in the design of mobile civil shelters, temporary barriers, and recovery operations in areas affected by destruction. The implementation of circular construction principles contributes to territorial recovery and enhances community safety.
References
Про ратифікацію Договору до Енергетичної Хартії та Протоколу до Енергетичної Хартії з питань енергетичної ефективності і суміжних екологічних аспектів : Закон України від 06.02.1998 № 89/98-ВР. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/89/98-вр#Text (дата звернення: 02.03.2026).
Про управління відходами : Закон України від 20.06.2022 № 2320-IX . URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2320-20#Text (дата звернення: 02.03.2026).
Кіотський протокол до Рамкової конвенції Організації Об’єднаних Націй про зміну клімату (укр/рос) : Протокол Орг. Об’єдн. Націй від 11.12.1997 : станом на 17 листоп. 2006 р. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_801#Text (дата звернення: 02.03.2026).
Про затвердження Порядку поводження з відходами, що утворились у зв’язку з пошкодженням (руйнуванням) будівель та споруд внаслідок бойових дій, терористичних актів, диверсій або проведенням робіт з ліквідації їх наслідків та внесення змін до деяких постанов Кабінету Міністрів України : Постанова Каб. Міністрів України від 27.09.2022 № 1073 : станом на 13 груд. 2025 р. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1073-2022-п#Text (дата звернення: 05.03.2026).
Азізов Т. Н., Люльченко В. Г., Орлова О. М. Швидкоспоруджувана захисна споруда цивільного захисту. Environmental Safety and Natural Resources. 2024. Т. 2, № 50. С. 78–87. DOI: https://doi.org/10.32347/2411-4049.2024.2.78-87
Гаврись А. П., Яковчук Р. С., Стародуб Ю. П., Тур Н. Ю. Управління ризиками виникнення надзвичайних ситуацій, пов’язаних із затопленням територій на рівні об’єднаних територіальних громад. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2023. Т. 1, № 15. С. 101–109. DOI: https://doi.org/10.33269/nvcz.2023.1(15).101-109
Гусєв В. О., Смирнов А. С., Нікіфорова Т. Д. Використання бетонних сумішей на основі продуктів рециклінгу будівельних відходів для зведення будівель методом 3d-друку. Переможемо-відбудуємо! : Всеукр. науково- практ. форум, м. Дніпро, 29–30 черв. 2022 р. 2022. С. 40–42. URL: https://pgasa.dp.ua/wpcontent/uploads/2023/06/Zbirnyk-tez-Peremozhemovidbuduyemo.pdf
Давидов А. М. Тютіна Л. В. Типологія новітніх фасадних систем та її вплив на пластичну мову архітектури ХХІ ст. Український журнал будівництва та архітектури. 2021. № 1. С. 102–108. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ujba_2021_1_15
Єлісєєва М. О., Ходус М. В. Порівняння нормативної бази Європейського Союзу та України в питанні управління та рециклінгу будівельних відходів. Інноваційні технології підготовки кадрів для промисловості та транспорту 2025 : зб. наук. праць міжнар. конф., м. Дніпро, 25–26 квіт. 2025 р. Дніпро : НТУ «ДП», 2025. URL:https://ir.nmu.org.ua/entities/publication/6208c2ac-00a3-48a9-b2ddbb51b8acefcb.
Лір В. Енергетична політика сталого розвитку як вектор інтеграції Україна-ЄС. Науковий вісник. 2016. № 4 (236). С. 158–177. URL:http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nv_2016_4_15
Новік Г. В., Гнатюк Л. Р., Візір А. С. Практичність модульного будівництва: досвід минулого та перспективи. Theory and practice of design. 2022. № 25. С. 76–84. DOI: https://doi.org/10.18372/2415-8151.25.16783
Нонік Л. Ю., Пацева І. Г., Пічкур Т. В. Розроблення стратегії управління відходами руйнацій в умовах воєнного стану. Екологічна безпека та технології захисту довкілля. 2023. Т. 4. С. 40–47. URI: http://eztuir.ztu.edu.ua/123456789/8292
Олійник О. П. Токар М. М. Принципи сталого розвитку в центрах сімейного дозвілля. Сучасні проблеми архітектури та містобудування. 2023. Т. 65. С. 236–250. DOI: https://doi.org/10.32347/2077-3455.2023.65.236-250
Роздорожнюк О. Я. Впровадження енергоефективних технологій у комплексній реновації зруйнованих війною в україні населених пунктів. In VII International Scientific and Practical Conference «Science of post-industrial society: globalization and transformation processes». 2024. DOI: https://doi.org/10.36074/grail-of-science.05.07.2024.056
Рябцева П. Р., Тютіна Л. В. Аспекти рециклінгу відходів демонтажу будівель у формуванні захисних комплексів. Архітектура історичного Києва. Актуальні перспективи відбудови. Київський національний університет будівництва і архітектури. 2025. С. 607. URL: https://library.knuba.edu.ua/books/zbirniki/01/2025/73_2025.pdf
Сердюк В. Циркулярна економіка: українські реалії та перспективи впровадження в будівельній галузі. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2023. Т. 34. С. 156–164. DOI: https://doi.org/10.31649/2311-1429-2023-1-156-164
Фісуненко П., Герасимов О. Напрями зменшення ризиків воєнного екоциду за допомогою рециклінгу будівельних відходів в девелопменті нерухомості. Економіка та суспільство. 2022. № 45. C. 2– 4. DOI: https://doi.org/10.32782/2524-0072/2022-45-41
Центр економічної стратегії. Economy during the war tracker. URL:https://ces.org.ua/tracker-economy-during-the-war/ (дата звернення: 06.03.2026).
Ефективне управління відходами – Міністерство захисту довкілля та природних ресурсів України. Міністерство захисту довкілля та природних ресурсів України – офіційний сайт. URL: https://mepr.gov.ua/diyalnist/reformy/efektyvne-upravlinnyavidhodamy/(дата звернення: 01.03.2026).
DavydovA., Boborykin O., Hniloskurenko M., Cherniavskyi V., Tiutina, L. Formation of the principles of tectonics of modern architectural forms. Architectural Studies. 2024. Т. 10, № 2. P. 136–148. DOI: https://doi.org/10.56318/as/2.2024.136
European Commission. Circular economy: New rules will make EU the global front-runner in waste management and recycling. Press release. URL: http://europa.eu/rapid/press-release_IP-18-3846_en.htm (date of access: 06.03.2026).
Etxeberria M., Marí A. R., Vázquez E. Recycled aggregate concrete as structural material. Materials and Structures. 2006. Vol. 40, no. 5. P. 529–541. DOI: https://doi.org/10.1617/s11527-006-9161-5
Home - Energy Charter.URL: https://www.energycharter.org/ (date of access: 12.03.2026).
Huynh T.P., Nguyen T.D., Ngo S.H., Vo D.H. An experimental study on properties of high-performance concrete using recycled aggregates. Journal of Science and Technology. 2017. Vol. 12, no. 121. P. 19–23. DOI: https://doi.org/10.1016/b978-0-323-89838-6.00015-3
Kyiv School of Economics. Прямі збитки, нанесені інфраструктурі України в ході війни, складають майже $63 млрд. Загальні втрати економіки $543-600 млрд. Russia Will Pay. URL: https://kse.ua/ua/about-the-school/news/zbitki-naneseni-infrastrukturiukrayini-v-hodi-viyni-skladayut-mayzhe-63-mlrd (дата звернення: 05.03.2026).
Kyiv School of Economics. Звіт про прямі збитки інфраструктури та непрямі втрати економіки від руйнувань внаслідок агресії рф. Russia Will Pay. URL: https://kse.ua/wp-content/uploads/2024/04/01.01.24_Damages_Report.pdf (дата звернення: 02.03.2026).
Richardson, A. E., Coventry, K., Graham, S. Concrete manufacture with un-graded recycled aggregates. Structural Survey. 2009. Vol. 27. P. 62–70. DOI: https://doi.org/10.1108/02630800910941692
P. D. Smith. Blast walls for structural protection against high explosive threats: A review. International Journal of Protective Structures. 2010, Vol. 1(1), Р. 67–84. DOI: https://doi.org/10.1260/2041-4196.1.1.67
