Possibilities of using waste ceramic roof tiles and clinker bricks for cement production

openaccess, Vol. 638 (10) 2025 / niedziela, 26 października, 2025

Możliwości wykorzystania odpadowych dachówek ceramicznych i cegieł klinkierowych do produkcji cementu

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.10.28

citation/cytuj: Halbiniak J., Jończyk D. Possibilities of using waste ceramic roof tiles and clinker bricks for cement production. Materiały Budowlane. 2025. Volume 638. Issue 10. Pages 239-246. DOI: 10.15199/33.2025.10.28

The paper presents the results of research on the possibilities of using waste materials from ceramic roof tiles and clinker bricks for cement production. The waste was crushed in a mill and ground with Portland clinker. Six series of modified cements were obtained in this way. The following tests were performed: compressive and bending strength, beginning of setting time and degree of grinding. The most favorable results were obtained for cements in which ceramic roof tiles were used, but the use of clinker bricks is also possible. In both cases, higher values of compressive strength were obtained after 28 days (with clinker replacement in the amounts of 6 and 12%) in relation to the reference cement.

W artykule przedstawiono wyniki badania możliwości wykorzystania materiałów odpadowych z dachówek ceramicznych oraz cegieł klinkierowych do produkcji cementu. Odpady zostały rozdrobnione w młynie i zmielone z klinkierem portlandzkim. Uzyskano w ten sposób sześć serii cementów modyfikowanych. Wykonano badania: wytrzymałości na ściskanie i zginanie, początku czasu wiązania oraz stopnia zmielenia. Najkorzystniejsze wyniki uzyskano w przypadku cementów, w których zastosowano dachówki ceramiczne, ale można wykorzystać również cegłę klinkierową. W obu przypadkach uzyskano większą wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach (przy zastąpieniu klinkieru w ilościach 6 i 12%) w stosunku do cementu referencyjnego.
cement; ceramic roof tiles; clinker bricks; waste utilization; ceramic waste.

cement; dachówki ceramiczne; cegły klinkierowe; wykorzystanie odpadów; odpady ceramiczne.
  1. Williams F, Yang A. Potential od Reducing CO2 Emissions in Cement Production throughAltering Clinker Compositions. Industrial&Engineering Chemistry Research. 2024. DOI: 10.1021/acs.iecr.4c01885.
  2.  Od ambicji do wdrożenia. The European CementAssociation; Stowarzyszenie Producentów Cementu; Polish Cement Association; 2020.
  3.  Pitre V, La H, Bergerson JA. Impacts of alternative fuel combustion in cement manufacturing: Life cycle greenhouse gas, biogenic carbon, and criteria air contaminant emissions. Journal of Cleaner Production. 2024. DOI: 10.1016/j.jclepro. 2024.143717.
  4. Kahawalage AC, Melaaen MC, Tokheim LA. Opportunities and challenges of using SRF as an alternative fuel in the cement industry. CleanerWaste Systems. 2023. DOI: 10.1016/j. clwas.2022.100072.
  5. Her S, Park J, Li P, Bae S. Feasibility study on utilization of pulverized eggshell waste as an alternative to limestone in raw materials for Portland cement clinker production. Construct. Build. Mater. 2022. DOI: 10.1016/j.conbuildmat. 2022.126589.
  6. Fakhri RS, Dawood ET. Limestone powder, calcined clay and slag as quaternary blended cement used for green conrete production. Journal of Building Engineering. 2023. DOI: 10.1016/j.jobe.2023.107644.
  7.  Baran T. Wykorzystanie odpadów i ubocznych produktów przemysłowych a możliwości zmniejszenia emisji CO2 w przemyśle cementowym – badania przemysłowe. Cement Wapno Beton. 2021.DOI: 10.32047/CWB. 2021.26.3.1.
  8.  Wieczorek M, Pichniarczyk P. Właściwości cementu o małej zawartości klinkieru portlandzkiego, o różnej zawartości popiołu lotnego krzemionkowego i granulowanego żużla wielkopiecowego. Cement Wapno Beton. 2022. DOI:10.32047/CWB. 2022.27.4.5.
  9.  Medina C, Frı´as M, De Rojas MS. Microstructure and properties of recycled concretes using ceramic sanitary ware industry waste as coarse aggregate. Constr. Build. Mater. 2012. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.12.075.
  10.  Torkittikul P, ChaipanichA. Utilization of ceramic waste as fine aggregate within Portland cement and fly ash concretes. Cement & Concrete Composites. 2010. DOI: 10.1016/j. cemconcomp. 2010.02.004.
  11. Zegardło B, Szeląg M, Ogrodnik P. Ultra-high strength concrete made with recycled aggregate from sanitary ceramic wastes – The method of production and the interfacial transition zone. Construct. Build. Mater. 2016. DOI: 10.1016/j. conbuildmat. 2016.06.112.
  12.  Zegardło B, Halicka A. Właściwości betonu z kruszywem uzyskanym z odpadów ceramiki sanitarnej. Przegląd Budowlany. 2012; 11: 24 – 25.
  13.  Ogrodnik P, Zegardło B, Radzikowska M. Wykorzystanie poprodukcyjnych odpadów ceramiki sanitarnej jako napełniacza do kompozytów cementowych o wysokiej odporności chemicznej. Przemysł Chemiczny. 2017. DOI: 10.15199/62.2017.5.25.
  14.  Keshavarz Z, Mostofinejad D. Porcelain and red ceramic wastes used as replacements for coarse aggregate in concrete. Construct. Build. Mater. 2019. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.11.033.
  15.  Kapeluszna E, Kotwica Ł, Pichór W, Nocuń-Wczelik W. Cementy powszechnego użytku z dodatkiem mielonego odpadu perlitu ekspandowanego. Materiały konferencyjne Dni Betonu Wisła. 13-15 października 2025.
  16.  Pichniarczyk P. Cementy z dodatkiem wapienia. Budownictwo, technologie, architektura. 2010; 4 (52): 62 – 63.
  17.  Taher MJ, Abed EH, Hashim MS. Using ceramic waste tile powder as a sustainable and eco – friendl cement replacement in concrete production. Mater. Today: Proc. 2023. DOI: 10.1016/j. matpr. 2023.04.060.
  18. Tanash AO, Muthusamy K, Mokhtar A, Budiea A, Fauzi MA, Jokhio G, Jose R. A review on the utilization of ceramic tile waste as cement and aggregates replacement in cement based composite and a bibliometric assessment. Cleaner Engineering and Technology. 2023. DOI: 10.1016/j. clet. 2023.100699.
  19.  Joudah ZH, Khalid NHA, Baghban MH, Faridmehr I, TalipARA, Huseien GF. Development sustainable concrete with high-volume wastes tile ceramic: Role of silica nanoparticles amalgamation. Case Studies in Construction Materials. 2024. DOI: 10.1016/j. cscm. 2024. e03733.
  20.  Kannan DM. High performance concrete incorporating ceramic waste powder as large partial replacement of Portland cement. Constr. Build. Mater. 2017. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.03.115.
  21. Pang L, Liang H, Zhang D, Fang K. Combining thermodynamic modeling and experiments to characterize the effect of ceramic polishing powder in cement-based materials. Construct. Build. Mater. 2024. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.137215.
  22.  Patel H, Arora N, Vaniya SR. Use of ceramic waste powder in cement concrete. International Journal for Innovative Research in Science Technology. 2015; 2 (1): 91-97.
  23.  Parashar AK, Sharma P, Sharma N.An investigation on properties of concrete with the adding of waste of ceramic and micro silica. Mater. Today: Proc. 2022. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.04.603.
  24.  PN-EN 196-1. Metody badań cementu. Oznaczenie wytrzymałości.
  25. PN-EN 196-6. Metody badań cementu. Oznaczenie stopnia zmielenia.
  26. PN-EN 196-3. Metody badań cementu. Oznaczenie czasów wiązania i stałościobjętości.
dr inż. Jacek Halbiniak, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0002-2299-5913
mgr inż. Damian Jończyk, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-2161-4768

mgr inż. Damian Jończyk, Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa
ORCID: 0000-0003-2161-4768

Correspondence address: damian.jonczyk@pcz.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.10.28

Article in PDF file

Received: 02.06.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 02.06.2025 r.
Revised: 14.07.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 14.07.2025 r.
Published: 23.10.2025 / Opublikowano: 23.10.2025 r.