Личный кабинет

Старение адгезивов систем внешнего армирования строительных конструкций. Часть 1. Исследование значимости воздействующих факторов

Журнал: №4-2024
Авторы:

Шакиров А.Р.,
Сулейманов А.М.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-76-82
УДК: 691.87

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Системы внешнего армирования с применением углеродных композитных материалов являются одним из современных методов усиления строительных конструкций. Как показывают результаты существующих научных исследований, наиболее подверженным к воздействию внешних факторов компонентом в данных системах является эпоксидный адгезив. В представленной работе приведены экспериментальные исследования с целью получения данных для разработки стандартного метода ускоренной оценки долговечности строительных конструкций, усиленных системами внешнего армирования полимерными композитами. Выявлена значимость воздействующих факторов, таких как УФ-радиация, температура, влага и щелочной раствор, на скорость старения адгезивов для систем внешнего армирования. Предложен метод ступенчатых напряжений для прогнозирования ползучести исходных и состаренных образцов адгезивов.
А.Р. ШАКИРОВ, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.М. СУЛЕЙМАНОВ, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. СП 164.1325800.2014. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. 2014. 70 с.
2. Лесовик Р.В., Клюев С.В. Расчет усиления железобетонных колонн углеродной тканью. Инновационные материалы технологии: Сборник докладов Международной научно-практической конференции. Белгород. 11–12 октября 2011 г. Ч. 2. С. 3–5.
3. Клюев С.В., Рубанов В.Г., Павленко В.И., Гурьянов Ю.В., Гинзбург А.В. Расчет строительных конструкций, усиленных углеволокном // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2013. № 5. С. 54–56.
4. Шилин А.А., Пшеничный В.А., Картузов Д.В. Внешнее армирование железобетонных конструкций композиционными материалами. М.: ОАО «Издательство «Стройиздат». 2007. 181 с.
5. Бокарев С.А., Смердов Д.Н. Экспериментальные исследования изгибаемых железобетонных элементов, усиленных композитными материалами // Известия вузов. Строительство. 2010. № 2. С. 112–124.
6. Клюев С.В. Усиление и восстановление конструкций с использованием композитов на основе углеволокна // Бетон и железобетон. 2012. № 3. С. 23–26.
7. Овчинников И.Г., Валиев Ш.Н., Овчинников И.И., Зиновьев В.С., Умиров А.Д. Вопросы усиления железобетонных конструкций композитами: Экспериментальные исследования особенностей усиления композитами изгибаемых железобетонных конструкций // Интернет-журнал «Науковедение». 2012. № 4. http://naukovedenie.ru/PDF/13tvn412.pdf
8. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Чесноков Г.В., Михалдыкин Е.С. Анализ экспериментальных исследований по усилению железобетонных конструкций полимерными композитными материалами. Ч. 1. Отечественные эксперименты при статическом нагружении // Интернет-журнал «Науковедение». 2016. Т. 8. № 3. http://naukovedenie.ru/PDF/24TVN316.pdf
9. Bonacci J.F., Maalej M. Externally bonded fiber-reinforced polymer for rehabilitation of corrosion damaged concrete beams. ACI Structural Journal. Vol. 97 (5), pp. 703–711.
10. Denvid Lau, Hoat Joen Pam. Experimental study of hybrid FRP reinforced concrete beams. Engineering Structures. 2010. Vol. 32. Iss. 12, pp. 3857–3865 https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.08.028
11. Sólrún Lovísa Sveinsdóttir. Experimental research on strengthening of concrete beams by the use of epoxy adhesive and cement-based bonding material. School of Science and Engineering at Reykjavík University. Thesis in Civil Engineering for the degree of Master of Science. 2012. 108 p.
12. Benzarti K., Chataigner S., Quiertant M., Marty C., Aubagnac C. Accelerated ageing behaviour of the adhesive bond between concrete specimens and CFRP overlays. Construction and Building Materials. 2011. Vol. 25 (2), pp. 523–538. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2010.08
13. Benzarti K., Quiertant M., Marty C., Chataigner S., Aubagnac C. Effects of accelerated ageing on the adhesive bond between concrete specimens and external CFRP reinforcements. Conference: advances in FRP composites in civil engineering. Berlin, Heidelberg. 2011 https://doi.org/10.1007/978-3-642-17487-2_84
14. Marc Quiertant, Karim Benzarti, Julien Schneider, Fabrice Landrin, Mathieu Landrin, et al. Effects of ageing on the bond properties of carbon fiber reinforced polymer/concrete adhesive joints: investigation using a modified double shear test. Journal of Testing and Evaluation. 2017. Vol. 45 (6). DOI: 10.1520/JTE20160587
15. Dalfré G.M., Parsekian G.A., Ferreira D.C. Degradation of the EBR-CFRP strengthening system applied to reinforced concrete beams exposed to weathering. Rev. IBRACON Estrut. Mater. 2021. Vol. 14. No. 2. e14208. https://doi.org/10.1590/S1983-41952021000200008
16. Nasser Al Nuaimi, Muazzam Ghous Sohail, Rami Hawileh, Jamal A. Abdalla, Kais Douier. Durability of reinforced concrete beams externally strengthened with cfrp laminates under harsh climatic conditions. Journal of Composites for Construction. Vol. 25. Iss. 2. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0001113
17. Liu Shuai, Pan Yunfeng, Li Hedong. Durability of the bond between CFRP and concrete exposed to thermal cycles. Materials (Basel). 2019. Vol. 12 (3). 515. doi: 10.3390/ma12030515
18. Селиванова Е.О., Смердов Д.Н. Экспериментальные исследования ползучести в композиционных материалах, усиливающих изгибаемые железобетонные элементы // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2017. № 2 (33). С. 95–99. EDN: ZAEKKP
19. Смердов Д.Н., Селиванова Е.О. Исследования свойств ползучести в элементах систем внешнего армирования при длительном воздействии нагрузки // Политранспортные системы: материалы IX Международной научно-технической конференции. Новосибирск, 17–18 ноября 2016. С. 53–56. EDN ZWVQHD
20. Смердов Д.Н. Экспериментальные исследования влияния температурной релаксации и напряжения полимерных композиционных материалов, работающих в составе изгибаемых железобетонных элементов, при длительном воздействии нагрузок // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. Т. 24. № 1. С. 150–163. DOI: 10.31675/1607-1859-2022-24-1-150-163. EDN: LPDOMM
21. Леонова А.Н., Софьяников О.Д., Скрипкина И.А. Особенности усиления металлических конструкций композитными материалами при воздействии агрессивной среды // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 4. С. 496–509. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.496-509. EDN: HQPZJZ
22. Денисова А.Д., Шеховцов А.С., Кужман Е.Д. Влияние температуры на работу композиционного материала, применяемого при усилении железобетонных конструкций, при растяжении // Жилищное строительство. 2023. № 5. С. 46–53. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-5-46-53. EDN: ERPSZF

Для цитирования: Шакиров А.Р., Сулейманов А.М. Старение адгезивов систем внешнего армирования строительных конструкций. Часть 1. Исследование значимости воздействующих факторов // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 76–82. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-76-82

Исследование связи энергетических характеристик фаз (армирующих волокон и связующего) со смачиваемостью наполнителя в гибридном полимерном композите

Журнал: №4-2024
Авторы:

Валиев А.И.,
Старовойтова И.А.,
Сулейманов А.М.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-68-75
УДК: 691.175

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Исследование вопросов, связанных с разработкой научно обоснованного способа получения гибридных полимерных композитов (содержащих в себе более одного вида армирующего непрерывного волокна) с целью улучшения жесткостных характеристик материала, является актуальной задачей строительного материаловедения, позволяющей расширить область эффективного применения полимерных композитов конструкционного назначения. Смачивание армирующих волокон связующими при изготовлении композитов в значительной степени определяет возникновение адгезионной связи. В данном исследовании выявлено, что смачиваемость коррелирует с энергетическими характеристиками фаз (армирующих волокон и связующего); определены дисперсионные параметры свободной поверхностной энергии углеродных и стеклянных волокон без замасливающей композиции и аппрета, параметры свободной поверхностной энергии волокон с замасливающими композициями и аппретами; изучено смачивание волокон эпоксидными смолами с определением их поверхностных натяжений, параметров свободных поверхностных энергий на границе с воздухом; исследован вопрос разработки водных дисперсий эпоксидных смол (применяемых в качестве аппретов углеродных волокон и пленкообразователей в замасливателях для стекловолокон) с достижением меньшего избытка межфазной энергии в системе «органическая смола – вода».
А.И. ВАЛИЕВ1, инженер, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.А. СТАРОВОЙТОВА2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.М. СУЛЕЙМАНОВ1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)
2 ООО «НПФ «Рекон» (420095, г. Казань, ул. Васильченко, 7Б)

1. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. № S. С. 7–17.
2. Валиев А.И., Шакирзянов Ф.Р., Сулейманов А.М., Низамов Р.К. Оценка напряженно-деформированного состояния гибридных полимерных композитов, изготовленных методом вакуумной инфузии // Известия КГАСУ. 2023. № 4 (66). С. 241–254. DOI: 10.52409/20731523_2023_4_241.EDN: QQUTHA
3. Хантимиров А.Г., Абдрахманова Л.А., Низамов Р.К., Хозин В.Г. Древесно-полимерные композиты на основе поливинилхлорида, усиленные базальтовой фиброй // Известия КГАСУ. 2022. № 3 (61). С. 75–81. DOI: 10.52409/20731523_2022_3_75. EDN: IHYITF
4. Салахутдинов М.А., Каюмов Р.А., Арипов Д.Н., Ханеков А.Р. Численное исследование несущей способности балки составного двутаврового сечения из пултрузионных стеклопластиковых профилей // Известия КГАСУ. 2022. № 2 (60). С. 15–23. DOI: 10.52409/20731523_2022_2_15 EDN: BHRXOY
5. Каюмов Р.А., Шакирзянов Ф.Р., Гимранов Л.Р., Гимазетдинов А.Р. Определение характеристик вязкоупругой модели стеклопластика по результатам изгиба труб квадратного сечения // Известия КГАСУ. 2022. № 2 (60). С. 37–44. DOI: 10.52409/20731523_2022_2_37. EDN: BYHQBR
6. Монтичелли Ф.М., Орнаги-мл. Х.Л., Чиоффи М.О.Х., Ворвальд Х.Д.К. Влияние межповерхностной адгезии в гибридном эпоксидном композите углепластик/стеклопластик на вязкость разрушения по моде II. Механика композитных материалов. 2022. Т. 58. № 2. С. 335–352. DOI: https://doi.org/10.22364/mkm.58.2.06
7. Хозин В.Г., Гиздатуллин А.Р., Мирсаяпов И.Т., Яруллин Р.Р., Боровских И.В. Совместная работа эпоксидного композита и защитного покрытия с цементным бетоном в зоне их адгезионного контакта // Строительные материалы. 2023. № 4. С. 24–31. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-24-31. EDN: QKBKDO
8. Валиев А.И., Сулейманов А.М. Гибридные полимерные композиты конструкционного назначения // Жилищное строительство. 2023. № 12. С. 51–57. DOI: https:// doi.org/10.31659/0044-4472-2023-12-51-57. EDN: CFFVYI
9. Deng F., Lu W., Zhao H., Zhu Y., Kim B.S., Chou T.W. The properties of dry-spun carbon nanotube fibers and their interfacial shear strength in an epoxy composite // Carbon. 2011. No. 49, pp. 1752–1757. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.12.061
10. J.-K. Kim, Y.-W. Mai. Engineered interfaces in fiber reinforced composites. Elsevier. 1998. 401 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-042695-2.X5000-3
11. Nuriel S., Liu L., Barber A.H., Wagner H.D. Direct measurement of multiwall nanotube surface tension // Chemical Physics Letters. 2005. No. 404, pp. 263–266. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2005.01.072
12. Данилов В.Е., Королев Е.В., Айзенштадт А.М., Строкова В.В. Особенности расчета свободной энергии поверхности на основе модели межфазного взаимодействия Оунса–Вендта–Рабеля–Кьельбле // Строительные материалы. 2019. № 11. С. 66–72. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-776-11-66-72
13. Старостина И.А., Стоянов О.В. Развитие методов оценки поверхностных кислотно-основных свойств полимерных материалов // Вестник Казанского технологического университета. 2010. № 4. С. 58–68.
14. Van Oss C.J., Chaudhury M.K., Good R.J. Monopolar surfaces. Advances in Colloid and Interface Science. 1987. Vol. 28, pp. 35–64. https://doi.org/10.1016/0001-8686(87)80008-8
15. Thomason J.L. Nagel U., Yang L., Bryce D. A study of the thermal degradation of glass fibre sizings at composite processing temperatures. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2019. Vol. 121, pp. 56–63. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.03.013
16. Thomason J. A review of the analysis and characterisation of polymeric glass fibre sizings // Polymer Testing. 2020. Vol. 85. 106421. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2020.106421
17. David B., Liu Y., Thomason J. An investigation of fibre sizing on the interfacial strength of glass-fibre epoxy composites. Conference: ECCM18 – 18th European Conference on Composite Materials. At: Athens, Greece. 24 June 2018. 8 p.
18. Демина Н.М., Муханова И.Е. Водные эпоксидные дисперсии – эффективные пленкообразователи для стеклянного волокна. Обзор // Клеи. Герметики. Технологии. 2017. № 7. C. 36–41. EDN: YZGKBX
19. Старовойтова И.А., Дрогун А.В., Зыкова Е.С., Семенов А.Н., Хозин В.Г., Фирсова Е.Б. Коллоидно-химическая устойчивость водных дисперсий эпоксидных смол // Строительные материалы. 2014. № 10. С. 74–77. EDN: SVNCDR
20. Zhang Z., Fan L., Zhang J., Fei G., Xu S., Yao Y., Gao H. Glass fiber sizing agent and preparation method and application thereof. Jushi group co ltd. Patent CN 110294599 (A), 01.10.2019
21. Патент РФ 2699100. Способ получения водной эпоксидной дисперсии / Семенов А.Н., Старовойто-ва И.А. Заявл. 01.04.2019. Опубл. 03.09.2019.
22. Маркова Е.О., Демина Н.М. Современные стеклянные и углеродные волокна для армирования полимерных композитов // Ежемесячный международный научный журнал «International science project». (Turku, Финляндия). 2018. № 21. C. 1–26.

Для цитирования: Валиев А.И., Старовойтова И.А., Сулейманов А.М. Исследование связи энергетических характеристик фаз (армирующих волокон и связующего) со смачиваемостью наполнителя в гибридном полимерном композите // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 68–75. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-68-75

Межфазное взаимодействие и усталостные характеристики асфальтовых вяжущих

Журнал: №4-2024
Авторы:

Дударева Т.В.,
Красоткина И.А.,
Горбатова В.Н.,
Гордеева И.В.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-61-67
УДК: 691.16

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
В диапазоне температуры от 30 до -10о на реометре динамического сдвига определены реологические характеристики пяти дорожных битумов с различным групповым составом и пенетрацией при 25оС от 60 до 115х0,1 мм и асфальтовых вяжущих на их основе с объемным содержанием наполнителя (минерального порошка марки МП1) – 0,275 (массовое отношение битум: наполнитель – 1:1). Исследовано влияние температуры и частоты на параметр межфазного взаимодействия K-B-G* и толщину адсорбированного слоя исходных и подвергнутых термоокислительному старению образцов асфальтовых вяжущих. Показано, что во всех образцах K-B-G* уменьшается при понижении температуры и увеличении частоты испытаний. Отмечено уменьшение K-B-G* и толщины адсорбированного слоя в асфальтовых вяжущих после старения в случае использования битумов с коллоидным индексом Гестеля CI=0,46–0,53, определенным как CI=(S+A)(/R+Ar), и стабильность K-B-G* и толщины адсорбированного слоя при использовании битумов с CI=0,61. Не выявлено связи между групповым химическим составом битума и толщиной адсорбированного слоя в несостаренных асфальтовых вяжущих. В состаренных асфальтовых вяжущих большую толщину адсорбированного слоя имеют образцы на основе битумов с более высоким содержанием асфальтенов. Исследованы особенности усталостного поведения битумов и асфальтовых вяжущих в тесте линейной амплитудной развертки. Для состаренных образцов отмечена корреляция между толщиной адсорбированного слоя и углом наклона кривых зависимости максимального напряжения сдвига (τmax) от комплексного модуля (G*).
Т.В. ДУДАРЕВА, старший научный сотрудник (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.А. КРАСОТКИНА, старший научный сотрудник,
В.Н. ГОРБАТОВА, младший научный сотрудник,
И.В. ГОРДЕЕВА, канд. техн. наук, научный сотрудник

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (119991, г. Москва, ул. Косыгина, 4)

1. Lu Y., Wang L.B. Molecular dynamics simulation to characterize asphalt–aggregate interfaces. In: Ebook Characterization and Behavior of Interfaces. Atlanta, Georgia, USA. 2008, pp. 125–130. https://doi.org/10.3233/978-1-60750-491-7-125
2. Kоролев И.В. Модель строения битумной пленки на минеральных зернах в асфальтобетоне //Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1981. Т. 8. С. 63–67.
2. Korolev I.V. Model of the structure of a bitumen film on mineral grains in asphalt concrete. Izvestiya of the higher educational institutions. Construction and architecture. 1981. Vol. 8, pp. 63–67. (In Russian).
3. Guo M., Tan Y., Yu J., Hou Y., Wang L. A direct characterization of interfacial interaction between asphalt binder and mineral fillers by atomic force microscopy. Materials and Structures. 2017. Vol. 50. 141. https://doi.org/10.1617/s11527-017-1015-9
4. Zhang J., Airey G.D., Grenfell J.R. A. Experimental evaluation of cohesive and adhesive bond strength and fracture energy of bitumen-aggregate systems. Materials and Structures. 2016. Vol. 49, pp. 2653–2667. https://doi.org/10.1617/s11527-015-0674-7
5. Chen H., Bahia H.U. Modelling effects of aging on asphalt binder fatigue using complex modulus and the LAS test. International Journal of Fatigue. 2021. Vol. 146. 106150. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2021.106150
6. Xu W., Qiu X., Xiao S., Hong H., Wang F., Yuan J. Characteristics and mechanisms of asphalt–filler interactions from a multi-scale perspective. Materials. 2020. Vol. 13. 2744. https://doi.org/10.3390/ma13122744
7. Alfaqawi R.M., Airey G.D., Presti D.Lo., Grenfell J. Effects of mineral fillers on bitumen mastic chemistry and rheology. In book: Transport Infrastructure and Systems. 2017, pp. 359–364. Publisher: proceedings of the Aiit International Congress on Transport Infrastructure and Systems (Tis 2017). Rome, Italy. 10–12 April 2017. https://doi.org/10.1201/9781315281896-48
8. Tanakizadeh A., Shafabakhsh Gh. Viscoelastic characterization of aged asphalt mastics using typical performance grading tests and rheological-micromechanical models. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 188, pp. 88–100. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.08.043
9. Li F., Yang Y. Understanding the temperature and loading frequency effects on physicochemical interaction ability between mineral filler and asphalt binder using molecular dynamic simulation and rheological experiments. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 244. 118311. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118311
10. Guo M., Tan Y. Interaction between asphalt and mineral fillers and its correlation to mastics’ viscoelasticity. International Journal of Pavement Engineering. 2019. Vol. 22 (1), pp. 1–10 DOI: 10.1080/10298436.2019.1575379
11. Clopotel C.S., Bahia H. The effect of bitumen polar groups adsorption on mastics properties at low temperatures. Road Materials and Pavement Design. 2013. Vol. 14, pp. 38–51. https://doi.org/10.1080/14680629.2013.774745
12. Chen M., Javilla B., Hong W., Pan C., Riara M., Mo L., Guo M. Rheological and interaction analysis of asphalt binder, mastic and mortar. Materials. 2019. Vol. 12 (1). 128. https://doi.org/10.3390/ma12010128
13. Wu W., Jiang W., Yuan D., Lu R., Shan J., Xiao J., Ogbon A.W. A review of asphalt-filler interaction: mechanisms, evaluation methods, and influencing factors. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 299. 124279. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124279
14. Palierne J.F. Linear rheology of viscoelastic emulsions with interfacial-tension. Rheologica Acta. 1990. Vol. 29. No. 3, pp. 204–214. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01331356
15. Wang D., Yi J., Feng D. Modelling and laboratory studies on the adhesion fatigue performance for thin-film asphalt and aggregate system. Scientific World Journal. 2014. Vol. 7. 819083. https://doi.org/10.1155/2014/819083
16. Qiu X., Xiao S., Yang Q. et al. Meso-scale analysis on shear failure characteristics of asphalt-aggregate interface. Materials and Structures. 2017. Vol. 50. 209. https://doi.org/10.1617/s11527-017-1075-x
17. Johnson C.M. Estimating asphalt binder fatigue resistance using an accelerated test method. 2010. University of Wisconsin – Madison. Open Dissertations and Theses. 2010. URL: http://digital.library.wisc.edu/1793/46799
18. AASHTO Designation: T391-20. Standard method of test for estimating fatigue resistance of asphalt binders using the linear amplitude sweep. URL: https://uwmarc.wisc.edu/files/linearamplitudesweep/AASHTO%20T391-20.pdf
19. Методика измерений группового химического состава тяжелых нефтепродуктов методом жидкостно-адсорбционной хроматографии с градиентным вытеснением. Уфа, 2014. 18 с.
19. Metodika izmereniy gruppovogo khimicheskogo sostava tyazhelykh nefteproduktov metodom zhidkostno-adsorbtsionnoy khromatografii s gradiyentnym vytesneniyem [Methodology for measuring the group chemical composition of heavy petroleum products using liquid adsorption chromatography with gradient displacement]. Ufa. 2014. 18 p. (In Russian).
20. Gaestel C., Smadja R., Lamminan K.A. Contribution à la connaissance des propriétés des bitumes routiers. Rev. Gé Nérale des Routes Aérodromes. 1971. Vol. 466, pp. 85–97.
21. Lesueur D. The colloidal structure of bitumen: Consequences on the rheology and on the mechanisms of bitumen modification. Advances in Colloid and Interface Science. 2009. Vol. 145, pp. 42–82. https://doi.org/10.1016/j.cis.2008.08.011
22. Spreadsheet for analysis of linear amplitude sweep Test_V1.57 URL: https://uwmarc.wisc.edu/linear-amplitude-sweep.php

Для цитирования: Дударева Т.В., Красоткина И.А., Горбатова В.Н., Гордеева И.В. Межфазное взаимодействие и усталостные характеристики асфальтовых вяжущих // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 61–67. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-61-67

Фасадные панели с интегрированными клинкерными изделиями

Журнал: №4-2024
Авторы:

Орлович Р.Б.,
Горшков А.С.,
Шангина Н.Н.,
Харитонов А.М.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-55-60
УДК: 624.016

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Представлены современные тенденции развития фасадных систем. Рассмотрены инновационные навесные панели из стеклофибробетона и пенополиуретана с интегрированными клинкерными изделиями. Выполнен анализ выявленных при обследовании панелей дефектов. Описаны возможные механизмы их повреждения. Установлено, что наиболее вероятной причиной повреждений интегрированных в панели клинкерных изделий являются растягивающие и скалывающие напряжения, вызванные различием температурных деформаций клинкера и стеклофибробетона. Выполнен анализ напряженного состояния этих материалов при положительной и отрицательной температуре. Приведены результаты экспериментальных исследований. Для компенсации напряжений между клинкерными изделиями и стеклофибробетоном предложено устраивать демпфирующую прослойку из деформативного материала. Приведен анализ напряженного состояния соединения керамических плиток с пенополиуретаном. Показано, что из-за существенной разницы их температурных деформаций в контактной зоне наблюдается концентрация скалывающих напряжений, которые являются причиной отслоения плиток. Обоснована перспективность рассмотренных панелей и целесообразность их дальнейшего совершенствования.
Р.Б. ОРЛОВИЧ1, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.С. ГОРШКОВ2, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Н.Н. ШАНГИНА3, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.М. ХАРИТОНОВ4, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 ООО «ПИ Геореконструкция» (190005, г. Санкт-Петербург, Измайловский пр., 4)
2 Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна (191186, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 18)
3 ООО «АЖИО» (190013, г. Санкт-Петербург, наб. р. Фонтанки, 108)
4 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4)

1. Kania T., Derkach V., Nowak R. Testing crack resistance of non-load-bearing ceramic walls with door openings // Materials. 2021. Vol. 14. No. 6. DOI: 10.3390/ma14061379
2. Derkach V. Numerical studies of the coefficient of the degree of pinching of hollow-core precast slabs in stone walls // Contemporary Issues of Concrete and Reinforced Concrete. 2019. No. 11, pp. 25–35. DOI: 0.35579/2076-6033-2019-11-02
3. Nowak R., Kania T., Derkach V., Halaliuk A., Orłowicz R., Jaworski R., Ekiert E. Strength parameters of clay brick walls with various directions of force // Materials. 2021. Vol. 14. No. 21. DOI: 10.3390/ma14216461
4. Деркач В.Н., Горшков А.С., Орлович Р.Б. Проблемы трещиностойкости стенового заполнения каркасных зданий из ячеисто-бетонных блоков // Строительные материалы. 2019. № 3. С. 52–56. DOI: 10.31659/0585-430X-2019-768-3-52-56
5. Орлович Р.Б., Горшков А.С., Деркач В.Н., Зимин С.С., Гравит М.Н. Причины повреждения каменной кладки после реставрации // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 48–58. DOI: 10.33979/2073-7416-2022-99-1-48-58
6. Орлович Р.Б., Горшков А.С., Зимин С.С. Применение камней с высокой пустотностью в облицовочном слое многослойных стен // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 8 (43). С. 14–23. DOI: 10.5862/MCE.43.3
7. Ищук М.К., Ищук Е.М., Айзятулин Х.А., Черемных В.А. Дефекты наружных стен с лицевым слоем из пустотелого кирпича // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 4. С. 29–35. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.04.29-35
8. Ищук М.К. Причины дефектов наружных стен с лицевым слоем из кирпичной кладки // Жилищное строительство. 2008. № 3. С. 28–31.
9. Ищук М.К. Анализ напряженно-деформированного состояния кладки лицевого слоя наружных стен // Жилищное строительство. 2008. № 4. С. 23–28.
10. Ищук М.К. Учет совместной работы кирпичной кладки лицевого слоя наружных стен и плиты перекрытия // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 6. С. 50–56.
11. Панченко Л.А., Ерижокова Е.С. Стеклофибробетон в тонкостенных конструкциях // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2019. № 4. С. 70–76. DOI: 10.34031/article_5cb1e65c9f1f72.39954168
12. Кондратьева Н.В., Головатюк М.А. Исследование технических характеристик стеклофибробетона // Градостроительство и архитектура. 2023. Т. 13. № 1 (50). С. 82–91. DOI: 10.17673/Vestnik.2023.01.11
13. Минько Н.И., Бессмертный В.С., Здоренко Н.М., Бондаренко М.А., Исаенко Е.Е., Тарасова Е.Е., Макаров А.В., Черкасов А.В. Экологические аспекты использования боя стекла для производства стеклобетона // Стекло и керамика. 2023. Т. 96. № 6 (1146). С. 30–40. DOI: 10.14489/glc.2023.06.pp.030-040
14. Tran Y.D.T., Zenitova L.A., Hoang T.D., Do T.H., Cuong V.T. Thermal characterizations of polymer composite materials polyurethane foam-chitin // ChemChemTech. 2023. Vol. 66. No. 6, pp. 111–122. DOI:10.6060/ivkkt.20236606.6719
15. Ефимов Б.А., Ушаков А.Ю., Тякина A.М., Минаева А.М. Структура и теплофизические характеристики газонаполненных полимеров // Строительные материалы. 2022. № 11. С. 81–85. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-808-11-81-85
16. Горшков А.С., Ватин Н.И., Дацюк Т.А., Безруков А.Ю., Немова Д.В., Какула П., Виитанен А. Альбом технических решений по применению теплоизоляционных изделий из пенополиуретана в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 5 (20). С. 71–441.
17. Shangina N., Kharitonov A. Glass fibre reinforced concrete as a material for large hanging ceiling designs in underground station restorations. Concrete in the Low Carbon Era: Proceedings of the International Conference. University of Dundee. 9–11 July 2012, pp. 823–831.
18. Смирнова О.М., Харитонов А.М. Прочностные и деформативные свойства фибробетона с макрофиброй на основе полиолефинов // Строительные материалы. 2018. № 12. С. 44–48. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-766-12-44-48
19. Grinfeldi G.I., Gorshkov A.S., Vatin N.I. Tests results strength and thermophysical properties of aerated concrete block wall samples with the use of polyurethane adhesive // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 941–944, pp. 786–799. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.941-944.786
20. Горшков А.С., Гринфельд Г.И., Мишин В.Е., Никифоров Е.С., Ватин Н.И. Повышение теплотехнической однородности стен из ячеисто-бетонных изделий за счет использования в кладке полиуретанового клея // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 57–64.
21. Derkach V. The Influence of temperature impact on the strength of adhesion of polyurethane glue-foam with masonry products // E3S Web of Conferences. Brest. 2020. 02006. DOI: 10.1051/e3sconf/202021202006

Для цитирования: Орлович Р.Б., Горшков А.С., Шангина Н.Н., Харитонов А.М. Фасадные панели с интегрированными клинкерными изделиями // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 55–60. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-55-60

Клинкерные высокопустотные керамические камни: перспективы технологии и применения

Журнал: №4-2024
Авторы:

Ужахов К.М.,
Котляр А.В.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-49-54
УДК: 691.42:553.61

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Дано обоснование перспективности применения в строительстве клинкерных крупноформатных керамических камней повышенной пустотности с водопоглощением менее 3%. Показано, что за счет высокой прочности самого керамического материала (более 100–150 МПа) полученный камень будет иметь необходимую прочность при сжатии – более 10–15 МПа. За счет повышенной пустотности с возможно большим количеством рядов пустот на 100 мм длины керамического камня и меньшей толщиной внутренних стенок камни будут иметь пониженную теплопроводность. Малая пористость клинкерной керамики как материала и применение соответствующих кладочных растворов обеспечивают кладке из клинкерных камней паронепроницаемость, что существенно увеличит сроки эксплуатации зданий. При применении определенных технологических приемов, а именно нанесении фасок, рельефа, ангобов на лицевые грани, клинкерные крупноформатные высокопустотные камни могут выполнять роль облицовочных изделий, что существенно повысит их потребительскую привлекательность. С увеличением пустотности камней пропорционально сокращаются затраты на массоподготовку, сушку и обжиг изделий, что значительно снижает их себестоимость. Показано, что хорошим сырьем для получения клинкерных крупноформатных керамических камней может стать камневидное глинистое сырье – аргиллитоподобные глины, аргиллиты, глинистые сланцы и их переходные разновидности. При измельчении данных минералов и подготовке формовочных масс за счет формирования определенного зернового состава и ввода корректирующих микродобавок можно на одном сырьевом материале получать формовочные массы с оптимальными дообжиговыми технологическими свойствами и клинкерный камень с водопоглощением до 3%, пределом прочности при сжатии до 200 МПа и прочности при изгибе до 50 МПа.
К.М. УЖАХОВ1, канд. техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.В. КОТЛЯР2, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Ингушский государственный университет (386001, Республика Ингушетия, г. Магас, пр. Зязикова, 7)
2 Донской государственный технический университет (344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1)

1. Забалуева Т.Р. История архитектуры и строительной техники. М.: Эксмо, 2007. 736 с.
2. Котляр В.Д., Терёхина Ю.В., Лапунова К.А. Технология и особенности производства крупноформатных керамических камней на основе опоковидных пород // Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий. 2023. № 4. С. 46–58. DOI: https://doi.org/10.23947/2949-1835-2023-2-4-46-58
3. Семёнов А.А. Некоторые тенденции в развитии рынка керамических стеновых материалов в России // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 4–5. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-4-5
4. Котляр В.Д., Устинов А.В., Ковалёв В.Ю., Терёхина Ю.В., Котляр А.В. Керамические камни компрессионного формования на основе опок и отходов углеобогащения // Строительные материалы. 2013. № 4. С. 44–48.
5. Семёнов А.А. Российский рынок керамического кирпича. Тенденции и перспективы развития // Строительные материалы. 2020. № 12. С. 4–5. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-787-12-4-5
6. Божко Ю.А., Котляр В.Д., Рогочая М.В. Сравнительная эффективность применения в строительстве стеновых изделий плотностью менее 800 кг/м3 // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2015. № 4 (14). С. 46–51.
7. Пастушков П.П., Павленко Н.В., Смирнов С.И. Исследования влияния различных факторов на теплопроводность крупноформатных керамических камней // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 53–57. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-53-57.
8. Котляр В.Д., Ужахов К.М., Котляр А.В., Терёхина Ю.В. Клинкерный кирпич: стандартизация, свойства, применение // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 4–8. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-4-8
9. Беркман А.С. Пористая проницаемая керамика. М.: Стройиздат, 1969. 170 с.
10. Воропаева Л.В., Варламов В.П., Езерский В.А. К вопросу сравнительной оценки пористокерамических изделий с различной объемной массой и прочностью: Сборник трудов ВНИИстром. М., 1981. № 45 (73). С. 135–140.
11. Дмитриев К.С. Разработка метода проектирования сырьевых смесей в технологии аэрированной керамики: Дис. … канд. техн. наук. СПб., 2024. 167 с.
12. Завадский, В.Ф., Путро Н.Б., Максимова Ю.С. Поризованная строительная керамика // Строительные материалы. 2004. № 2. С. 50–51.
13. Ященко Р.А., Котляр В.Д. Использование соломы как выгорающей добавки в высокоэффективной керамике. Сборник материалов XVIII Международ-ной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства, строительной индустрии и промышленности». Тула. 2017. Т. 1. С. 235–237.
14. Рогочая М.В., Галкина К.С., Котляр В.Д. Использование карбонатных опок и угольных шламов для производства керамических камней. Сборник материалов XVIII Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства, строительной индустрии и промышленности». Тула. 2017. Т. 1. С. 141–143.
15. Ужахов К.М., Котляр А.В. Клинкерные крупноформатные керамические камни сотовой структуры на основе аргиллитов. Сборник материалов III Всероссийской научной конференции «Строительное материаловедение: настоящее и будущее». Москва: Издательство МИСИ–МГСУ. 2023. Т. 1. С. 308–311.
16. Kabirov R.R., Garipov L.N., Faseeva G.R., Nafikov R.M., Lapuk S.E., Zakharov Yu.A. Prototyping of ultrasonic die for extrusion of ceramic brick // Glass and Ceramics. 2017. Vol. 90, No. 3 (74), pp. 16–22.
17. Кабиров Р.Р., Фасеева Г.Р., Захаров Ю.А. Расчет параметров работы ультразвуковой фильеры для экструзии строительной керамики // Вестник Казанского технологического университета. 2017. Т. 20. № 3. С. 40–43.
18. Ужахов К.М., Котляр А.В. Сырьевая база Республики Ингушетия для производства клинкерного кирпича. Труды III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы современного строительства промышленных регионов России». Новокузнецк, 2022. Т. 1. С. 225–228.
19. Орлова М.Е. Исследования Некрасовского месторождения аргиллитов как сырья для производства клинкерной керамической черепицы // Инженерный вестник Дона. Сетевое издание. 2024. № 3. http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2024/9072
20. Котляр А.В., Столбоушкин А.Ю. Оценка даховских аргиллитов Западного Кавказа для производства строительной керамики. Труды III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы современного строительства промышленных регионов России». Новокузнецк, 2022. С. 147–151.
21. Котляр А.В., Небежко Ю.И., Божко Ю.А., Ященко Р.А., Небежко Н.И., Котляр В.Д. Клинкерный кирпич на основе отсевов дробления песча-ников Ростовской области // Строительные материалы. 2020. № 8. С. 9–15. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-783-8-9-15

Для цитирования: Ужахов К.М., Котляр А.В. Клинкерные высокопустотные керамические камни: перспективы технологии и применения // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 49–54. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-49-54

Оценка направлений сокращения энерго- и углеродоемкости производства крупноформатных керамических камней

Журнал: №4-2024
Авторы:

Захаров А.И.,
Смирнов С.И.,
Черкасская С.В.,
Гусева Т.В.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-43-48
УДК: 504.062

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Проанализирован опыт повышения энергетической эффективности и ограничения выбросов парниковых газов в производстве керамических изделий. Расчеты и оценки выполнены на примере промышленной площадки ООО «Винербергер Кирпич», расположенной во Владимирской области, где выпускаются крупноформатные керамические камни. Подчеркнуто, что производство керамических изделий относится к энерго- и углеродоемким отраслям промышленности, для которых в различных странах и регионах разрабатываются и реализуются программы и проекты, направленные на снижение потребления ископаемого топлива и сокращение выбросов парниковых газов. Представлены оценочные среднемировые данные и данные, полученные в результате бенчмаркинга углеродоемкости продукции российских предприятий, выполненного в ходе актуализации информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям ИТС 4-2023 «Производство керамических изделий». Проанализирована программа повышения энергетической эффективности, реализованная ООО «Винербергер Кирпич»; на основе данных о потреблении природного газа рассчитаны энергетические выбросы диоксида углерода за период 2015–2022 гг. Показано, что предприятию удалось добиться значительного снижения энерго- и углеродоемкости и достичь показателей, которые значительно ниже, чем средние по отрасли, а также так называемых индикативных показателей выбросов парниковых газов, установленные для стимулирования российских предприятий к выполнению зеленых проектов. Сделано заключение о том, что опыт предприятия может быть тиражирован другими компаниями, в том числе претендующими на получение мер государственной поддержки проектов, направленных на внедрение наилучших доступных технологий, повышение энергетической эффективности и сокращение выбросов парниковых газов.
А.И. ЗАХАРОВ1, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
С.И. СМИРНОВ2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
С.В. ЧЕРКАССКАЯ3, науч. сотрудник (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Т.В. ГУСЕВА3, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (125047, Россия, г. Москва, Миусская площадь, д. 9)
2 ООО «Винербергер Кирпич» (107140, Россия, г. Москва, ул. Русаковская, д. 13 (центральный офис))
3 Федеральное государственное автономное учреждение «Научно-исследовательский институт «Центр экологической промышленной политики» (115054, Россия, г. Москва, Стремянный пер., д. 38)

1. Rattle I., Gailani A., Taylor P.G. Decarbonization strategies in industry: going beyond clusters // Sustainability Science. 2024. Vol. 19, pp. 105–123. DOI: 10.1007/s11625-023-01313-4
2. Башмаков И.А. Масштаб необходимых усилий по декарбонизации мировой промышленности // Фундаментальная и прикладная климатология. 2022. Т. 8. № 2. С. 151–174. DOI: 10.21513/2410-8758-2022-2-151-174
3. Ceramic Roadmap to 2050. Continuing our path towards climate neutrality. URL: https://www.ceramicroadmap2050.eu/chapters/continuing-our-path-towards-climate-neutrality/.
4. Jajal P., Tibrewal K., Mishra T., Venkataraman C. Economic assessment of climate mitigation pathways (2015–2050) for the brick sector in India // Climate Change Signals and Response. 2019. DOI: 10.1007/978-981-13-0280-0
5. Roadmap for a greenhouse gas neutral brick and roof tile industry in germany. transition of the german brick and roof tile industry to greenhouse gas neutrality by 2050, 2020. URL: https://cerameunie.eu/media/2987/roadmap-2050-bricks-roof-tile-full-version-de.pdf
6. IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories. Volume 3. Revised in 2023. Industrial Processes and Product Use. URL: https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/vol3.html
7. Sazedj S., Morais A.J., Jalali S. Comparison of embodied energy and carbon dioxide emissions of brick and concrete based on functional units. London, 2021. URL: https://core.ac.uk/download/pdf/62468024.pdf
8. Производство керамических изделий: Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 4-2023 / Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Издание официальное. М.: Бюро НДТ, 2023. 319 с.
9. First CO2-neutral brick production line launched in Kortemark. Ceramic World Web. URL: https://ceramicworldweb.com/en/news/wienerberger-first-co2-neutral-brick-production-line-launched-kortemark.
10. Скобелев Д.О., Степанова М.В. Энергетический менеджмент: прочтение 2020. М.: Колорит, 2020. 92 с. URL: http://ecoline.ru/wp-content/uploads/energy-management-2020.pdf.
11. Зеленое строительство уже в России // Энергосбережение. 2021. № 3 (8). URL: https://nplus1.ru/material/2023/12/11/green-building
12. Башмаков И.А., Потапова Е.Н., Борисов К.Б., Лебедев О.В., Гусева Т.В. Декарбонизация цементной отрасли и развитие систем экологического и энергетического менеджмента // Строительные материалы. 2023. № 9. С. 4–12. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-817-9
13. Захаров А.И., Голуб О.В., Санжаровский А.Ю., Михайлиди Д.Х. Производство керамических изделий в России. Роль отраслевого информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям как инструмента модернизации // Техника и технология силикатов. 2023. Т. 30. № 3. С. 241–251.
14. Доброхотова М.В., Матушанский А.В. Применение концепции наилучших доступных технологий в целях технологической трансформации промышленности в условиях энергетического перехода // Экономика устойчивого развития. 2022. № 2 (50). С. 63–68.
15. Скобелев Д.О. Промышленная политика повышения ресурсоэффективности как инструмент достижения целей устойчивого развития // Journal of New Economy. 2020. № 4. DOI: 10.29141/2658-5081-2020-21-4-8
16. Зажигалкин А.В., Доброхотова М.В., Черкасская С.В. Парниковые газы и наилучшие доступные технологии. Инфраструктура стандартизации // Стандарты и качество. 2023. № 5. С. 44–48.
17. Скобелев Д.О., Волосатова А.А. Разработка научного обоснования системы критериев зеленого финансирования проектов, направленных на технологическое обновление российской промышленности // Экономика устойчивого развития. 2021. № 1 (45). С. 181–188.
18. Гусева Т.В., Волосатова А.А., Тихонова И.О. Направления совершенствования таксономии зеленых проектов для устойчивого развития промышленности // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2022. Т. 24. № 5 (109). С. 28–35.

Для цитирования: Захаров А.И., Смирнов С.И., Черкасская С.В., Гусева Т.В. Оценка направлений сокращения энерго- и углеродоемкости производства крупноформатных керамических камней // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 43–48. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-43-48

Использование промышленных отходов для повышения эксплуатационных свойств керамического кирпича

Журнал: №4-2024
Авторы:

Яценко Н.Д.,
Яценко А.И.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-37-42
УДК: 691.421

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Промышленные отходы при глубоком исследовании их ресурсности, физико-химических и технологических свойств являются ценным сырьем для производства строительной керамики. Установлена возможность замены высококачественных глин в технологиях получения осветленного керамического кирпича, эффективной стеновой керамики при использовании высококальциевых отходов, образующихся в процессе очистки воды методом известкования в теплоэнергетике, на химических и других предприятиях. Полученные физико-химические закономерности формирования на их основе структуры и свойств керамического композита обеспечивают научное обоснование применения типичных отходов, в данных исследованиях – пыли электрофильтров цементного производства. Выявлена роль алюминийсодержащих отходов, образующихся при электролизе расплава алюминия, в регулировании технологических свойств масс и обжиговых свойств клинкерного кирпича, что позволяет использовать низкосортные глины для его производства. Научные исследования и рекомендации по применению различных отходов промышленности не только с целью утилизации, но и для использования их ценных свойств, связанных с химическим составом, поведением в термической обработке, реакционной способностью, возможностью упрочнения за счет формирования управляемой структуры материала, способствуют замедлению процесса снижения запасов качественного глинистого сырья.
Н.Д. ЯЦЕНКО, д-р техн. наук, доцент, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.И. ЯЦЕНКО, инженер (yacencko Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Южно-Российский государственный политехнический университет (Новочеркасский политехнический институт) им. М.И. Платова (346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132)

1. Чантурия В.А., Горлова О.Е. Развитие технологических инноваций глубокой и комплексной переработки техногенного сырья // Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2020. Вып. 1. С. 159–168.
2. Макаров Д.В., Мелконян Р.В., Суворова О.В. Перспективы использования промышленных отходов для получения керамических строительных материалов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 5. С. 254–281.
3. Фоменко А.И., Каптюшина А.Г., Грызлов В.С. Расширение сырьевой базы для строительной керамики // Строительные материалы. 2015. № 12. С. 25–27.
4. Яценко Н.Д., Вильбицкая Н.А., Яценко А.И., Стовба А.И., Шматов В.В. Промышленные отходы и их роль в формировании структуры эффективной стеновой керамики. Наука и инновации – современные концепции: Сборник науч. статей. Международный научный форум. М., 2020. Т. 1. С. 113–119.
5. Яценко Н.Д., Вильбицкая Н.А., Яценко А.И. Особенности формирования фазового состава и свойств высококальциевой низкоплотной керамики на основе глинистого сырья различного химико-минералогического состава // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2021. № 2. С. 75–80. DOI: 10.17213/1560-3644-2021-2-75-80
6. Павлов В.Ф. Способ вовлечения в производство строительных материалов промышленных отходов // Строительные материалы. 2003. № 8. С. 28–30.
7. Buravchuk N.I., Guryanova O.V., Parinov I.A. Use of technogenic raw materials in ceramic technology. Open Ceramics. 2024. Vol. 18. 100578. https://doi.org/10.1016/j.oceram.2024.100578
8. Абдрахимова Е.С. Использование отходов топливно-энергетического комплекса – горелых пород и отходов обогащения хромитовых руд в производстве пористых заполнителей на основе жидкостекольной композиции // Уголь. 2019. № 7.С. 67–69. DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-7-67-69.
9. Федорова Н.В., Шафорост Д.А. Перспективы использования золы-уноса тепловых электростанций Ростовской области // Теплоэнергетика. 2015. № 1. С. 53–58. DOI: 10.1134/S0040363615010038
10. Столбоушкин А.Ю., Акст Д.В., Фомина О.А. Фазовый состав и свойства керамических матричных композитов с добавкой феррованадиевого шлака // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 17–24. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-17-24
11. Котляр В.Д., Устинов А.В., Ковалев В.Ю. Керамические камни компрессионного формования на основе опок и отходов углеобогащения // Строительные материалы. 2013. № 4. С. 44–46.
12. Яценко Н.Д., Вильбицкая Н.А., Яценко А.И. Формирование структуры и свойств эффективной стеновой керамики на основе отходов металлургического производства // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2019. № 2. С. 43–47. DOI: 10.17213/0321-2653-2019-2-43-47.
13. Яценко Н.Д., Вильбицкая Н.А., Яценко А.И., Попова Л.Д. Фазовый состав и свойства низкотемпературной строительной керамики в системе глина–кальцийсодержащий материал. Научный форум по материаловедению. Материалы и технологии в строительстве и архитектуре II. Кисловодск, 2019. С. 331–335.
14. Лугинина И.Г. Химия и химическая технология неорганических вяжущих материалов. Ч. 1. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2004. 240 с.
15. Бурученко А.Е., Мушарапова С.И. Строительная керамика c использованием суглинков и отходов алюминиевого производства // Строительные материалы. 2010. № 12. С. 28–30.
16. Абдрахимов В.З. Применение алюмосодержащих отходов в производстве керамических материалов различного назначения // Новые огнеупоры. 2013. № 1. С. 13–23. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2013-1-13-23

Для цитирования: Яценко Н.Д., Яценко А.И. Использование промышленных отходов для повышения эксплуатационных свойств керамического кирпича // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 37–42. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-37-42

Получение лицевого кирпича светлых оттенков на основе мергеля

Журнал: №4-2024
Авторы:

Божко Ю.А.,
Партышев М.Ю.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-32-36
УДК: 691.421

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
В настоящее время достаточно остро встал вопрос дефицита сырья для производства лицевого кирпича светлых цветов. Особенно эта проблема затронула производителей Европейской части России из-за прекращения поставок глин с территории Донбасса. Поэтому одним из актуальных направлений является поиск альтернативных источников сырья. Накопленный опыт и проведенные лабораторные испытания показали возможность производства светлого кирпича с использованием мергеля. В качестве компонентов керамической массы использовали глины Владимировского месторождения Ростовской области (шихта ВКО) и мергель месторождения КО-2. Изменяя процентное соотношение мергеля и тугоплавкой глины и температуры обжига, можно регулировать цвет обожженных изделий, а также водопоглощение, среднюю плотность, прочность изделий и их усадку. Проведенные промышленные испытания на базе двух кирпичных заводов Ростова-на-Дону и области показали положительные результаты. Использование мергеля составляло от 40 до 70 мас. %. В качестве пластичного компонента выступала глина ВКО в количестве от 30 до 60% соответственно. Кирпич получился от светло-бежевого до светло-желтого цвета. Один из заводов запустил кирпич «Светлый» в серийное производство. Материал полностью удовлетворяет требованиям ГОСТ 530–2012. Результаты исследований показали, что проблему дефицита светлых глин можно решить за счет использования альтернативного сырья – мергеля. Особо эффективным является ввод в его состав массы от 50 до 70%. Предварительные расчеты показывают выгодность технологии за счет экономии сырья до 20–25%, повышая при этом эстетические характеристики лицевого кирпича.
Ю.А. БОЖКО1, директор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
М.Ю. ПАРТЫШЕВ2 (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 ООО «Брик-Дизайн» (344030, Ростовская обл., г. Ростов-на-Дону)
2 Индивидуальный предприниматель (г. Новочеркасск)

1. Семёнов А.А. Некоторые тенденции в развитии рынка керамических стеновых материалов в России // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 4–5. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-4-5
2. Августиник А.И. Керамика. Л.: Стройиздат, 1975. 592 с.
3. Дистанов У.Г. Кремнистые породы СССР. Казань: Татарское книжное издательство, 1976. 411 с.
4. Котляр В.Д., Талпа Б.В. Опоки – перспективное сырье для стеновой керамики // Строительные материалы. 2007. №. 2. С. 31–33.
5. Котляр В.Д. Классификация кремнистых опоковидных пород как сырья для производства стеновой керамики // Строительные материалы. 2009. № 3. 2009. С. 36–39.
6. Котляр В.Д., Терёхина Ю.В. Классификационные признаки и особенности опал-кристобалитовых опоковидных пород как сырья для стеновой керамики // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 25–30. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-25-30
7. Рохваргер Е.Л. Строительная керамика: Справочник. М.: Стройиздат, 1976. 493 с.
8. Салахов А.М. Керамика для строителей и архитекторов. Казань: Парадигма, 2009. 296 с.
9. Котляр В.Д. Стеновая керамика на основе кремнистых опал-кристобалитовых пород – опок. Ростов н/Д: РИЦ РГСУ, 2011. 278 с.
10. Божко Ю.А., Овдун Д.А., Партышев М.Ю. Синтетический волластонит – перспективная добавка при производстве лицевого керамического кирпича светлых оттенков // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 25–29. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-25-29
11. Божко Ю.А. Кирпич мягкой формовки на основе кремнистых и глинистых компонентов // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018. № 3. C. 54–60.
12. Fernandez J. Material Architecture: Emergent materials for innovative buildings and ecological construction. Architectural Press. 2006. 332 p.
13. Барабанщиков Ю.Г. Строительные материалы и изделия. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 416 c.
14. AÏtcin P.C. 4 - Supplementary cementitious materials and blended cements. Science and Technology of Concrete Admixtures. 2016. С. 53–73. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100693-1.00004-7
15. Fröhlich F. The Opal-CT nanostructure. Journal of Non-Crystalline Solids. 2020. Vol. 533. 119938. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.119938

Для цитирования: Божко Ю.А., Партышев М.Ю. Получение лицевого кирпича светлых оттенков на основе мергеля // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 32–36. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-32-36

Приготовление керамического пресс-порошка на основе алюмосиликатного глинистого сырья, золошлаковых отходов ТЭЦ и синтезированных стекловидных микросфер

Журнал: №4-2024
Авторы:

Гурьева В.А.,
Дорошин А.В.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-27-31
УДК: 691.42:665.6

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Рассмотрена возможность применения трехкомпонентных шихт при производстве стеновой керамики методом полусухого прессования из алюмосиликатных суглинков в композиции с золошлаковыми отходами ТЭЦ, стеклобоем и силикагелем, полученным по золь-гель методу. Изучены физико-химические процессы и фазообразование, протекающее при производстве керамических материалов с использованием ЗШО на этапе обжига. Установлено, что ввод плавней в виде стеклобоя и силикагеля снижает температуру термической обработки, они являются интенсификаторами новообразований минералов, увеличивающих механическую прочность по сравнению с образцами, изготовленными из двухкомпонентных составов «суглинок + ЗШО».
В.А. ГУРЬЕВА1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.В. ДОРОШИН2, аспирант

1 Оренбургский государственный университет (460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13)
2 Бузулукский гуманитарно-технологический институт (филиал) ОГУ (461040, г. Бузулук, ул. Комсомольская, 112)

1. Егорова А.Д., Колесов М.В., Михайлов Д.А. Строительная керамика из сырья Якутии, модифицированная стеклобоем. Фундаментальные основы строительного материаловедения: Сборник докладов Международного онлайн-конгресса. Белгород. 06–11 октября 2017 г. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. С. 975–980. EDN: YLPFUD
2. Гурьева В.А., Дорошин А.В., Дубинецкий В.В. Исследование влияния модифицирующих добавок на морозостойкость и свойства керамики // Строительные материалы. 2018. № 8. С. 52–56. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-762-8-52-56. EDN: UZLDKU
3. Жерновая Н.Ф., Дороганов Е.А., Жерновой Ф.Е., Степина И.Н. Исследование материалов, полученных спеканием в системе «глина – стеклобой» // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2013. № 1. С. 20–23. EDN: PUOLAT
4. Еромасов Р.Г., Никифорова Э.М., Ступко Т.В. и др. Эффективность использования кварцсодержащих техногенных продуктов для производства керамических строительных материалов // Фундаментальные исследования. 2013. № 4–1. С. 24–29. EDN: PUUHJN
5. Лазарева Я.В., Котляр А.В., Ященко Р.А., Орлова М.Е. Влияние стеклобоя на спекаемость аргиллитоподобных глин // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. 2018. № 9. С. 114–118. EDN: XRHTPV
6. Патент на изобретение RU 2240294 C2. Способ изготовления стеновых керамических изделий / Габидуллин М.Г., Рахимов Р.З., Гарипов Р.Р., Мавлюбердинов А.Р., Фаезов Р.У., Зарипов Т.И., Валиуллин Р.Г., Горбач Р.М., Арсланов Ш.Ю. Заявка № 2003104540/03 от 14.02.2003.
7. Балкевич В.Л., Беляков А.В., Сафронова Т.А. Синтез дезагрегированного тонкодисперсного порошка муллита химическими методами // Стекло и керамика. 1985. № 5. С. 25–27.
8. Kumar Saha S., Pramamik P. Aqueous sol-gel synthesis of mullite powder by using aluminium oxalate and tetraethoxysilane. Journal of Materials Science. 1994. Vol. 29 (13), pp. 3425–3429. DOI: 10.1007/BF00352044
9. Phulé P.P., Wood T.E. Ceramics and glasses, sol-gel synthesis of // Encyclopedia of Materials: Science and Technology (Second Edition). 2001, pp. 1090–1095. https://doi.org/10.1016/B0-08-043152-6/00201-1
10. Мараракин М.Д., Вартанян М.А., Макаров Н.А., Сажин И.В. Синтез золь-гель методом добавок эвтектического состава для керамики на основе карбида кремния // Стекло и керамика. 2017. № 9. С. 25–27.
11. Гурьева В.А., Дорошин А.В. Золь-гель технология при производстве стеновой керамики с применением техногенного сырья на примере золошлаковых отходов ТЭЦ. В сборнике: Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительство и строительные технологии: Сборник статей 78-й Всероссийской научно-технической конференции / Под ред. М.В. Шувалова, А.А. Пищулева, А.К. Стрелкова. Самара, 2021. С. 876–883.
12. Делицын Л.М., Власов А.С. Необходимость новых подходов к использованию золы угольных ТЭС // Теплоэнергетика. 2010. № 4. С. 49–55. EDN: MSUSOH
13. Кара-Сал Б.К.О., Иргит Б.Б., Сарыг-Оол С.М.О., Сарыглар А.Ш. Повышение пористости керамических стеновых материалов с введением в состав шихты фекалий крупного рогатого скота // Вестник Тувинского государственного университета. № 3. Технические и физико-математические науки. 2022. № 1 (90). С. 6–16. DOI: 10.24411/2221-0458-2022-90-06-16. EDN: FKTFJR

Для цитирования: Гурьева В.А., Дорошин А.В. Приготовление керамического пресс-порошка на основе алюмосиликатного глинистого сырья, золошлаковых отходов ТЭЦ и синтезированных стекловидных микросфер // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 27–31. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-27-31

Оценка и характеристика формовочных масс на основе суглинков при производстве керамического кирпича мягкого формования

Журнал: №4-2024
Авторы:

Небежко Ю.И.,
Котляр В.Д.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-20-26
УДК: 691.421:552.524

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Рассмотрены вопросы оценки свойств суглинков и подбора составов формовочных масс на их основе для производства керамического кирпича способом мягкого формования. Отмечается, что для технологии мягкого формования до настоящего времени не было разработано каких-либо рекомендаций по оценке сырья с установлением взаимосвязей между составом, технологическими свойствами, особенностями формования и эстетическими особенностями лицевых граней изделий. Способ мягкого формования керамического кирпича по технологическим особенностям условно разделен авторами на четыре метода: ручная формовка, разгонное формование, метод задавливания и метод виброформования. Результаты проведенных работ позволили выделить основные показатели при оценке глинистого сырья и разработать основные принципы подбора составов формовочных масс. Так, критическое напряжение сжатия и степень деформации заготовок должны находиться в среднем в интервале 0,2–0,8 кг/см2 и 3–5 единиц соответственно. При этом формовочные массы должны обладать по возможности минимальным водосодержанием и липкостью, иметь минимальную воздушную усадку (менее 6–7%), быть мало- или среднечувствительными к сушке. Разработан алгоритм действий при подборе формовочных масс, включающий определение, помимо общепринятых показателей, таких как степень деформации и критическое напряжение сжатия при различном водосодержании, удельное сопротивление пенетрации, определение оптимального содержания электролитов, липкость. Для типичных суглинков показаны зависимости степени деформации образцов и критического напряжения сжатия от водосодержания формовочных масс, а также влияние электролитов на водосодержание. Показано, что ввод электролитов позволяет существенно снизить это показатель. Генезис суглинков, их переменный состав и частое наличие нежелательных вредных примесей предопределили ситуацию, что качественные суглинки, отвечающие необходимым требованиям, встречаются достаточно редко и альтернативой может быть только подбор составов формовочных масс на основе правильного научно-методического подхода.
Ю.И. НЕБЕЖКО, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
В.Д. КОТЛЯР, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Донской государственный технический университет (344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1)

1. Месхи Б.Ч., Божко Ю.А., Терёхина Ю.В., Лапунова К.А. Brick-дизайн и его основные элементы // Строительные материалы. 2020. № 8. С. 47–51. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-783-8-47-51
2. Bozhko Y.A, Lapunova K.A., Ovdun D.A. Evaluation of the Aesthetic and Decorative Properties of Ceramic Bricks. XV International Scientific Conference «Interagromash 2022». Lecture Notes in Networks and Systems. 2023. Vol. 575. https://doi.org/10.1007/978-3-031-21219-2_344.
3. Gerard C.J. Lynch. Brickwork: History, technology and practice: Vol. 2. Routledge, 2015. 220 р. ISBN 1317741293, 9781317741299.
4. Божко Ю.А., Лапунова К.А. Применение облицовочного кирпича мягкой формовки в современной архитектуре. Дизайн. Материалы. Технология. 2018. № 1. С. 61–65.
5. Федосов С.В., Кеневеи Э., Лапидус А.А. В поиске инновационных материалов для массового строительства малоэтажных зданий в Республике Чад // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 72–78. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-72-78
6. Фролов В.Т. Литология. Кн. 2. М.: МГУ, 1993. 432 с.
7. ОСТ 21-78–88 «Сырье глинистое (горные породы) для производства керамических кирпича и камней. Технические требования. Методы испытаний». М.: ВНИИСтром, 1988. 59 с.
8. Кондратенко В.А. Керамические стеновые материалы: оптимизация их физико-технических свойств и технологических параметров производства. М.: Композит, 2005. 509 с.
9. Небежко Ю.И., Лапунова К.А. Особенности лицевой поверхности керамического кирпича мягкого формования. III Всероссийская научная конференция «Строительное материаловедение: настоящее и будущее». М., 2023. Т. 1. С. 210–216.
10. Котляр В.Д., Явруян Х.С., Божко Ю.А., Небежко Н.И. Особенности производства лицевого керамического кирпича мягкой формовки на основе опоковидных пород // Строительные материалы. 2019. № 12. С. 18–22. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-777-12-18-22.
11. Небежко Ю.И. Структурные особенности керамических масс на основе суглинков и тугоплавких глин при производстве кирпича мягкого формования. XVIII Международная научно-техническая конференция молодых ученых, посвященная памяти профессора В.И. Калашникова «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов». Пенза, 2023. Т. 1. С.150–157.
12. Гузман П.Я. Химическая технология керамики. М.: Стройматериалы, 2003. 496 с.
13. Händle F. Extrusion in ceramics. Springer Berlin Heidelberg New York. 2007. 470 p.
14. Столбоушкин А.Ю., Фомина О.А, Шевченко В.В., Бердов Г.И., Дружинин М.С., Камбалина И.В. Исследование эксплуатационных свойств керамического кирпича матричной структуры // Строительные материалы. 2017. № 9. С. 9–13.
15. Котляр А.В., Столбоушкин А.Ю. Оценка глинистых сланцев угольных терриконов Ростовской области для производства строительной керамики. VI Международная научно-практическая конференция «Качество. Технологии. Инновации». Новосибирск, 2023. 1 CD-ROM. С. 4–11.
16. Гурьева В.А., Дорошин А.В. Применение теоретических расчетов при подборе керамических масс для производства керамического кирпича на примере Бугурусланского месторождения. Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Актуальные проблемы интеграции науки и образования в регионе». Бузулук, 2023. Т. 1. С. 250–255.
17. Котляр В.Д., Небежко Н.И., Божко Ю.А. Исследование глинисто-карбонатных видов опоковидных пород как сырья для получения клинкерного кирпича светлой окраски. I Всероссийская научная конференция, посвященная 90-летию выдающегося ученого-материаловеда, академика РААСН Ю.М. Баже-нова «Строительное материаловедение: настоящее и будущее». М., 2020. Т. 1. С. 265–269.
18. Сизова А.В., Шоева Т.Е., Стороженко Г.И. Ударно-волновая активация глинистого сырья в производстве керамических материалов. V Международная научно-практическая конференция «Ресурсосбережение и экология строительных материалов, изделий и конструкций». Курск, 2022. Т. 1. С. 264–267.
19. Езерский В.А. Клинкер. Технология и свойства // Строительные материалы. 2011. № 4. С. 79–81.

Для цитирования: Небежко Ю.И., Котляр В.Д. Оценка и характеристика формовочных масс на основе суглинков при производстве керамического кирпича мягкого формования // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 20–26. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-20-26

Использование отходов теплоэнергетики для снижения средней плотности стеновых керамических материалов с матричной структурой

Журнал: №4-2024
Авторы:

Столбоушкин А.Ю.,
Истерин Е.В.,
Фомина О.А.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-13-19
УДК: 691.421.4:658.567.1:621.3

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Представлены результаты исследований по снижению средней плотности стеновых керамических материалов за счет использования зольных гранул. Приведены химический, гранулометрический, минеральный составы глинистого сырья и золы-уноса. Рассмотрены составы керамических шихт с различными содержанием отходов теплоэнергетики и техникой приготовления образцов. В первом случае применялось механическое перемешивание компонентов шихты, во втором – грануляция компонентов и создание оболочки на поверхности гранул. Приведены физико-механические свойства керамических образцов, изготовленных обоими способами. Установлено, что увеличение содержания золы-уноса в шихте приводит к снижению средней плотности и прочности при сжатии керамических образцов. Использование разработанного способа получения керамических материалов увеличивает прочностные характеристики образцов, что позволяет увеличить содержание зольного компонента до 70–80 мас. % в составе шихты. Показано, что содержание золы-уноса в шихте в количестве более 60 мас. % приводит к увеличению водопоглощения более 20%, что практически свидетельствует об отсутствии процессов спекания в зольных гранулах. Сформулированы перспективы и основные направления дальнейших исследований.
А.Ю. СТОЛБОУШКИН1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.В. ИСТЕРИН1, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
О.А. ФОМИНА2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Кемеровская область – Кузбасс, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42)
2 Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (101990, г. Москва, Малый Харитоньевский пер., 4)

1. Жидко Е.А., Авдеева Т.В., Ермоленко М.С. Основные направления и принципы безотходных и малоотходных технологий // Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2021. № 2 (24). С. 29–33.
2. Котляр В.Д., Козлов А.В., Животков О.И., Козлов Г.А. Силикатный кирпич на основе зольных микросфер и извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 17–21. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-17-21
3. Сайбулатов С.Ж. Внедрение производства золокерамических стеновых материалов на ОАО «Тольяттинский кирпичный завод» // Строительные материалы. 2002. № 1. С. 2–3.
4. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В. Исследование золы-уноса Западно-Сибирской ТЭЦ как потенциального сырья для получения керамики. Качество. Технологии. Инновации: Материалы VI Международной научно-практической конференции. Новосибирск, 2023. С. 96–103.
5. Овчаренко Г.И., Фомичев Ю.Ю., Францен В.Б., Викторов А.В., Самсонов А.Ю., Стрельцов И.А. Особенности технологии силикатного кирпича из высококальциевых зол ТЭЦ // Ползуновский вестник. 2011. № 1. С. 156–162.
6. Столбоушкин А.Ю. Перспективное направление развития строительных керамических материалов из низкокачественного сырья // Строительные материалы. 2018. № 4. С. 24–28. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-758-4-24-28
7. Арискина Р.А., Михайлова Е.В., Сукорина А.В., Салахова А.М. Опыт применения техногенных отходов в производстве керамических материалов // Вестник технологического университета. 2017. № 15. С. 37–41.
8. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтинен П. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 4. С. 16–21.
9. Сайбулатов С.Ж. Золокерамические стеновые материалы. Алма-Ата: Наука, 1982. 292 с.
10. Гагарин В.Г., Козлов В.В. Требования к теплозащите и энергетической эффективности в проекте актуализированного СНиП «Тепловая защита зданий» // Жилищное строительство. 2011. № 8. С. 2–6.
11. Котляр В.Д., Козлов А.В., Котляр А.В. Высокоэффективная стеновая керамика на основе пористо-пустотелого силикатного заполнителя // Научное обозрение. 2014. № 10. С. 392–395.
12. Шлегель И.Ф. Сложившаяся ситуация в строительстве требует восстановления ГОСТа на лицевой кирпич // Строительные материалы. 2010. № 7. С. 53–59.
13. Семенов А.А. Некоторые тенденции в развитии рынка керамических стеновых материалов в России // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 4–5. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-4-5
14. Давидюк А.Н., Несветаев Г.В. Эффективные материалы и конструкции для решения проблемы энергосбережения зданий // Жилищное строительство. 2010. № 3. С. 16–21.
15. Гайшун Е.С., Явруян Х.С., Котляр В.Д. Технология производства высокоэффективных керамических камней на основе продуктов переработки угольных отвалов. Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: Материалы Международной научно-технической конференции. Пенза, 2018. С. 18–26.
16. Столбоушкин А.Ю., Бердов Г.И., Верещагин В.И., Фомина О.А. Керамические стеновые материалы матричной структуры на основе неспекающегося малопластичного техногенного и природного сырья // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 19–23. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2016-740-8-19-24
17. Патент РФ 2593832. Способ изготовления стеновых керамических изделий / Иванов А.И., Столбоушкин А.Ю., Стороженко Г.И. Заявл. 08.06.2015. Опубл. 10.08.2016.
18. Тас-оол Л.Х., Янчат Н.Н., Чоксум Ж.Э. Алюмосиликатные микросферы зольных уносов теплоэлектростанции г. Кызыла // Вестник Тувинско-го государственного университета. 2012. № 3. С. 33–37.

Для цитирования: Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В., Фомина О.А. Использование отходов теплоэнергетики для снижения средней плотности стеновых керамических материалов с матричной структурой // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 13–19. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-13-19

Кирпичные заводы малой мощности

Журнал: №4-2024
Авторы:

Гуров Н.Г.,
Гуров Р.Н.,
Стороженко Г.И.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-6-9
УДК: 691.4:553.61

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Представлена концепция строительства сезонных кирпичных заводов малой и средней мощности с предложениями по комплектации их исключительно отечественным оборудованием. Обоснована рентабельность таких предприятий. Показано, что вопреки распространенному мнению идея строительства заводов малой и средней мощности, в том числе с сезонным режимом работы, жизнеспособна и обоснована для ряда южных и центральных регионов России, в перспективе для новых регионов Новороссии, где сельское хозяйство является основным видом деятельности. Это обусловлено климатом, плотностью населения, традициями строительства и другими факторами. В зарубежной печати малые заводы упоминаются не только в плане выпуска специальной продукции, но и как филиалы крупных предприятий для освоения небольших месторождений уникального глинистого сырья, на базе которых организован выпуск фасадной строительной керамики.
Н.Г. ГУРОВ1, генеральный директор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Р.Н. ГУРОВ1, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Г.И. СТОРОЖЕНКО2, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

1 Южный научно-исследовательский институт строительных материалов (ЮжНИИстром) (344038, Ростовская обл., г. Ростов-на-Дону, ул. Нансена, д. 105, корп. 1)
2 Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (630008, г. Новосибирск, ул. Ленинградская, 113)

1. Конференция КЕРАМТЭКС заходит на третий десятилетний виток: полет нормальный! // Строительные материалы. 2023. № 9. С. 24–29.
2. Семёнов А.А. Некоторые тенденции в развитии рынка керамических стеновых материалов в России // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 4–5. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-4-5
3. Хавкин А.Я., Берман Р.З. Кирпичные заводы малой мощности с применением технологии «жесткой» экструзии // Строительные материалы. 2000. № 4. С. 18–19.
4. Женжурист И.А. Проблемы предприятий строительной керамики малой мощности // Строительные материалы. 2000. № 7. С. 2–4.
5. Фролов А.В. Новая технология обжига кирпича в печах ТЕСКА // Строительные материалы. 1999. № 9. С. 30.
6. Новые обжиговые технологии. Реальность и перспективы // Строительные материалы. 1998. № 2. С. 10.
7. Кунавин М.М. Методика расчета режима обжига термически массивных изделий из керамики // Стекло и керамика. 1996. № 9. С. 16
8. Шлегель И.Ф., Макаров С.Г., Шульга С.С., Сапельников С.Н., Багаева Л.А. Лопастной экструдер «Лопэкс» как альтернатива шнековым прессам // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 40–46. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-40-46
9. Юмашева Е.И. Инновационные технологии для кирпичных заводов средней и малой мощности // Строительные материалы. 2011. № 4. С. 50–52.
10. ООО «КОМАС» 25 лет. Комплексные технологии тепловой обработки керамического кирпича // Строительные материалы. 2017. № 4. С. 25–26.
11. Шлегель И.Ф., Шаевич Г.Я., Астафьев В.А., Кара-бут Л.А. Промышленная установка «Каскад-13» для глиноподготовки // Строительные материалы. 2005. № 10. С. 34–36.
12. Стороженко Г.И., Болдырев Г.В. Опыт работы кирпичных заводов полусухого прессования с эффективной массоподготовкой глинистого сырья // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 2–4.

Для цитирования: Гуров Н.Г., Гуров Р.Н., Стороженко Г.И. Кирпичные заводы малой мощности // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 6–9. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-6-9

https://www.traditionrolex.com/10