Аннотация: Показано значение исследования микроструктуры керамических материалов для управления процессами спекания, обеспечивающими требуемые эксплуатационные характеристики керамических масс. Отмечена информативность сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) при проведении порометрического структурного анализа строительных материалов. Приведены физические принципы, обеспечивающие высокое разрешение электронной микроскопии, и характеристики различных оптических систем, используемых в микроскопических методах исследования. Исследованы образцы, приготовленные на современном оборудовании с нанесением токопроводящего слоя на их поверхность, проведены СЭМ и энергодисперсионная спектроскопия (ЭДС) при помощи электронного микроскопа марки KYKY EM 6900. Изучена микроструктура и особенности порового пространства керамических материалов на основе золы-уноса ТЭС. Описан поэтапный порядок постановки и проведения экспериментов, включающий исследование матричной структуры при различных пределах разрешения микроскопа, исследование поровой микроструктуры ядер матричного композита и элементного состава сканируемой поверхности образца. Представлена суммарная концентрация элементов спектра ЭДС-карты керамического образца на основе золы-уноса. Описаны результаты проведенных исследований методами СЭМ, указывающие на особенности формирования матричной структуры керамического композита с образованием граничного слоя, образующего переходную зону между матрицей и ядром композиционного материала, а также особенности формирования волокнистой структуры порового пространства ядер с беспорядочным расположением волокон и обилием воздушных промежутков между ними.

Аннотация: В настоящее время все большее внимание уделяется повышению эстетической привлекательности при производстве лицевого керамического кирпича. Именно разнообразие внешнего вида влияет на выбор потребителя того или иного вида лицевого изделия. Различные варианты лицевой поверхности керамических стеновых материалов достигаются тремя основными технологическими приемами, которые легко могут комбинироваться в одном изделии: создание рельефа на лицевой поверхности придание окраски торкретирование. Первые два приема технологами хорошо отработаны, а вот торкретирование вызывает определенные затруднения. Проблемой является отсутствие цветной минеральной крошки. Для торкретирования керамического кирпича часто используют природный кварцевый песок, который имеет белый или сероватый цвет, и некоторые отходы производства, имеющие серый и черный окрас. Авторы предлагают получать фактурные цветные пески на основе опал-кристобалитовых пород - опок с помощью насыщения их растворами солей элементов-хромофоров различной концентрации с вводом минерализаторов и последующим обжигом. Микропористая структура опок способствует окрашиванию зерен опок по всему объему при обжиге, а ввод солей и минерализаторов способствует интенсивному спеканию. Проведенные эксперименты позволили получить цветные термолитовые пески различной окраски и зернового состава, которые могут использоваться не только для офактуривания керамического кирпича, но и для торкретирования бетонных изделий, производства декоративных штукатурных смесей, мозаичных полимерных полов и т. д.

Аннотация: Проведено сравнение энергетической и производственной эффективности традиционных туннельных печей, массово эксплуатирующихся на отечественных заводах кирпичной промышленности, с камерными и кольцевыми печными агрегатами. Показано, что последние условно теплотехнически эффективнее, их удельный расход топлива на 1 т обожженной продукции соответствует советским нормам и существенно ниже требований НДТ (наилучших доступных технологий). Предложена новая конструкция туннельной печи с камерным режимом обжига, позволяющая задавать в каждой из камер требуемую скорость нагрева, выдержки или снижения температуры, соблюдая при этом высокую равномерность температурного поля по всему объему садки. Высокие экологические показатели достигаются за счет раздельного отбора дымовых газов из индивидуальных камер обжигового канала

Аннотация: Целью исследования явилась разработка методов идентификации технического состояния строительных элементов для оптимизации планирования и выполнения ремонтно-восстановительных работ на этапе эксплуатации. Современные исследования в области мониторинга технического состояния строительных объектов традиционно фокусируются на физических характеристиках материалов и конструкций, что ограничивает их практическое применение для задач массового планирования ремонтных работ. Эксплуатационные службы, напротив, требуют методик, основанных на доступных данных (визуальный осмотр, история ремонтов), позволяющих оптимизировать бюджетное планирование в рамках программ капитального ремонта. Разработанный метод фазового анализа, основанный на логистической модели износа, использующий динамику ремонтных затрат, предлагает решение этой проблемы, сочетая объективность технической оценки с практическими потребностями эксплуатационных организаций. Алгоритм идентификации переходов между фазами деградации по объективным критериям включает: расчет скоростных характеристик деградационных процессов; определение точек перегиба на кривых износа; оценку остаточного ресурса для различных типов конструкций. Посредством расчета годовых коэффициентов роста стоимости (kt), их среднего геометрического значения (k-) и относительных отклонений (Δkt) устанавливаются три характерные фазы деградации: начальная, ускоренная и критическая. Данный подход обеспечивает раннее выявление элементов с нелинейным ростом затрат на восстановление. Произведена апробация модели для различных строительных элементов здания. Приведены рекомендации оптимизации ремонтной стратегии на основе фазовых состояний логистической кривой износа строительных конструкций.

Аннотация: Приведены результаты исследований, направленных на оценку возможности получения строительной керамики из зол гидро-удаления (ЗГУ), используемых как основное сырье. В качестве основного объекта исследований были выбраны ЗГУ ТЭЦ-10 и ТЭЦ-9, выбор сделан с учетом совокупного объема накопления золошлаков, составляющих 48 тыс. т и близости расположения золоотвалов к существующему производству керамического кирпича в Иркутске. В статье приведены физико-химические характеристики исследуемых ЗГУ, а также структурные и физико-механические характеристики керамического камня, полученного из ЗГУ. Использованы методы: рентгеноструктурный анализ, рентгенофлуоресцентный анализ, ТГА - термогравиметрический анализ, петрографический анализ, СЭМ - канирующая электронная микроскопия, лазерная дифракция. В процессе проведения исследований, в том числе с применением метода регрессионого анализа, установлены оптимальные условия получения строительной керамики из ЗГУ, определена оптимальная удельная поверхность ЗГУ, режим и продолжительность обжига керамического черепка. Прочность керамического камня, состоящего на 100% из ЗГУ, в зависимости от режима обжига и удельной поверхности ЗГУ, может изменяться от 12 до 75 МПА соответственно. Основные показатели качества, предъявляемые к строительной керамике, соответствуют ГОСТ 530-2019 «Кирпич и камень керамический. Общие технические условия». Достигнутые значения показателей качества позволяют сделать вывод о принципиальной возможности применения исследуемых зол гидроудаления в качестве самостоятельного сырья для производства строительной керамики методом полусухого прессования.

Аннотация: С конца прошлого столетия предприятия строительной индустрии находятся в постоянном поиске решений по повышению теплозащитных свойств изделий, так как достижение нормативного энергосбережения зданий возможно в том числе благодаря обеспечению повышенных теплоизоляционных характеристик стеновых материалов. Эти требования можно удовлетворить, используя в кладке стен керамические крупноформатные пустотно-поризованные блоки средней плотности 750-800 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,7-0,1 Вт/(м·оС) при прочности при сжатии не менее 10-15 МПа. Высокая стоимость таких блоков, произведенных из высококачественного глинистого сырья, сдерживает массовое внедрение их в строительство. Снизить стоимость блоков можно, если использовать в качестве основных компонентов шихты распространенные кремнистые опоковидные породы и отходы угольной промышленности. В работе исследованы глинистые опоки Ростовской области и угольный шлам ЦОФ «Обуховская». Микроскопические исследования, рентгенофазовый анализ и термография показали потенциальную пригодность данного сырья для производства поризованной керамики. Исследование свойств обожженных лабораторных образцов подтвердило возможность получения высокопористого прочного керамического камня. Сделан вывод о перспективности продолжения исследований с целью получения полноформатных керамических стеновых материалов в производственных условиях.

Аннотация: Представлены результаты исследования возможности комплексного использования глин и бурого угля Тюльганского месторождения (Оренбургская область) для производства керамического кирпича с улучшенными свойствами. Методами химического, минералогического и дифференциально-термического анализа изучены состав и термические характеристики сырьевых компонентов. Установлено, что красные глины характеризуются высокой пластичностью (число пластичности 23,1-23,3%) и содержат SiO2, Al2O3, Fe2O3, что обеспечивает их необходимую технологическую спекаемость. Одним из породообразующих минералов группы белых глин данного месторождения является каолинит, что обеспечивает высокие формовочные свойства и спекаемость сырья. Бурый уголь при обжиге выполняет функцию газообразующей добавки, формируя пористую структуру и сокращая энергозатраты. Ключевые температурные превращения: дегидратация, разрушение глинообразующих минералов, примесных карбонатных включений и начало процесса муллитообразования выявлены методом ДТА. Определено, что совместное использование комбинации двух глин и низкотеплотворных разновидностей угля позволяет улучшить теплоизоляционные свойства кирпича, а также сократить энергопотребление при обжиге, снизить его себестоимость. Важно отметить, что применение местного низкосортного сырья и отходов угледобычи не только улучшает технико-экономические показатели производства, но и способствует решению важных экологических задач региона. Полученные результаты открывают перспективы для создания новых видов энергоэффективных строительных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Аннотация: Проведены исследования изменения физико-механических свойств стеновой керамики в зависимости от состава шихты: плотность, прочность, водопоглощение. По полученным результатам разработан оптимальный состав с использованием золошлаковых отходов в композиции с алюмосиликатным глинистым сырьем - суглинками Бугурусланского месторождения. Представлено влияние силикагеля на изменение структуры и физико-механических свойств стеновой керамики составов типа «суглинок+ЗШО». Установлено, что использование золошлаковых отходов в количестве 35% позволяет получать керамический кирпич с марочной прочностью не менее М150 при вводе 8% силикагеля. Также в работе приведены результаты экспериментальных исследований по выявлению оптимальных режимов сушки керамического сырца. Рассмотрены наиболее часто встречающиеся причины образования трещин во время сушки, а также мероприятия по повышению трещиностойкости выпускаемых изделий с применением ЗШО. Выявлено влияние продолжительности сушки на обжиговые свойства изделий при содержании золошлаковых отходов в количестве 35 мас. % в зависимости от температуры сушки. Определена зависимость величины усадки от уровня влажности керамического сырца. Разработанные подходы позволят определять оптимальные технологические параметры сушки керамического сырца на основе легкоплавких суглинков и золосодержащих техногенных отходов, отформованного методом полусухого прессования.

Аннотация: В последние годы при производстве лицевого керамического кирпича все шире внедряется способ мягкого формования изделий. Этот метод позволяет получить кирпич с особыми декоративными эффектами, недостижимыми при использовании других способов формования, что делает продукцию весьма востребованной на рынке. Особенность данного способа заключается в повышенном водосодержании формовочных масс в сравнении с пластическим методом и пониженном - в сравнении с литьем при идентичном составе масс. Условно можно выделить четыре технологических метода изготовления кирпича способом мягкого формования. Это собственно ручная формовка изделий, метод забрасывания заготовки, или разгонное формование, метод задавливания и метод виброформования. При подборе составов сырьевых масс требуется особый подход к оценке их формовочных свойств, включающий определение дополнительных показателей: степени деформации образцов, критического напряжения сжатия, липкости, а также характеристик упругопластичновязких свойств (пластичности, эластичности, периода истинной релаксации и др.). Структурно-механические свойства обусловлены химико-минералогическим составом и структурой формовочных масс. В области мягкого формования пока имеется мало практических наработок. В статье представлены результаты исследования влияния глинистых сланцев и кварцевого песка различного зернового состава (в качестве отощителя) на формовочные свойства керамических масс при мягком формовании. Установлено, что для типичных полиминеральных глин при оптимальной влажности ( 20-25%) добавление глинистых сланцев или кварцевого песка до 50% позволяет в 20 раз снизить критическое напряжение сжатия масс. Это дает возможность применять различные методы мягкого формования и создавать разнообразные рельефы на лицевых гранях кирпича без увеличения водосодержания формовочных масс.