Аннотация: Показаны перспективы использования в технологии керамики аргиллито-алевролитовых вскрышных пород угледобычи в качестве доступного крупнотоннажного сырья. С учетом высокого содержания в их составе углистых частиц (более 10 мас. %) отмечена необходимость разработки мероприятий по окислению углерода. С использованием электронного микроскопа марки KYKY EM 6900 проведены исследования микроструктуры керамических образцов из аргиллитового и алевролитового сырья в выделенных зонах при последовательном увеличении до 1500 . Описана разработанная методология наблюдений, заключающаяся в условном делении поверхности образцов на зоны по характерной цветовой окраске материала, поэтапном обследовании каждой локальной зоны с выделением характерных участков и фотофиксации сканируемого изображения. Выявлены особенности микроструктуры керамических образцов в локализованных участках наблюдений. Выдвинуто предположение о формировании восстановительной среды в центральной части образцов, переводящей окисное железо в закисную форму (Fe2+). Исследованиями микроструктуры показано возможное влияние закиси железа на образование пиропластичной фазы в процессе обжига и на формирование формы и размера пор, которые определяют свойства и эксплуатационные характеристики керамических изделий

Аннотация: Промышленность строительной керамики в настоящее время столкнулась с рядом сложностей, обусловленных причинами объективного и субъективного характера. Ситуацию усугубляет и то обстоятельство, что отрасль традиционно ориентируется на размокаемое глинистое сырье, которого с каждым годом становится все меньше. Качественные глины встречаются достаточно редко и улучшать их технологические свойства приходится различными добавочными материалами. В работе представлены результаты исследования глинистых сланцев Восточного Донбасса как альтернативного сырья для керамики. Рассмотрена проблема низкой пластичности и связности формовочных масс на их основе. Для ее решения предложено введение модифицированного крахмала. Приведены данные о влиянии дозировки крахмала на формовочные свойства и физико-механические характеристики обожженных образцов при температуре 1050оС. Дана оценка применимости добавки для различных видов изделий

Аннотация: В связи с ужесточением требований по энергоэффективности зданий и сооружений все в большем количестве требуются строительные изделия с повышенными теплоизоляционными характеристиками. Исходя из этого, было выполнено научное исследование по разработке составов керамических масс для получения теплоэффективных стеновых материалов при использовании лессовидных низкосортных суглинков и рисовой соломы в качестве выгорающей добавки с целью утилизации крупнотоннажных отходов агропромышленного комплекса. Главной целью стало создание методики подбора состава керамической шихты с применением рисовой соломы и золы на основе рисовой соломы. В ходе работы были установлены закономерности влияния количества рисовой соломы и золы на плотность и прочностные свойства полученных изделий, построена номограмма, обеспечивающая выполнение оптимального подбора состава керамической массы для достижения показателей теплой керамики. Экспериментально было выявлено снижение средней плотности керамического камня с 1700 до 1100 кг/м3 при введении рисовой соломы в количе-стве 5-10%. Разработанные составы керамических масс могут быть использованы для получения эффективных керамических стеновых изделий с возможностью вовлечения отходов рисового производства регионов Юга России и стран Центральной Азии

Аннотация: Исследовано влияние никельсодержащего шлака ПАО «Комбинат Южуралникель» на пористость и структурно-фазовые превращения строительной керамики на основе глины Халиловского месторождения Оренбургской области. Методами порометрии, электронной микроскопии и рентгенофазового анализа изучено формирование поровой структуры образцов при температуре обжига 900-1100оС. Установлено, что повышение содержания техногенного продукта в сырьевой шихте от 5 до 40% приводит к увеличению общей пористости материала. Этот структурный процесс протекает преимущественно за счет роста объема полезных резервных пор (размером более 200 мкм), что обеспечивает существенное повышение морозостойкости готовых изделий с F50 до F75 при температуре обжига 900оС и с F100 до F150 при 1050оС. В ходе высокотемпературного обжига в интервале 1000-1100оС выявлен интенсивный синтез новых кристаллических фаз, включая анортит, кристобалит и волластонит. Тонкоигольчатые образования волластонита армируют структуру и частично заполняют поры размером более 0,1 мкм, способствуя снижению доли опасных пор в готовых изделиях

Аннотация: Для современных строительных и отделочных материалов цвет является одним из важнейших критериев и конкурентных преимуществ. В настоящее время использование угольных, графитовых и глубоких черных оттенков в облицовочных керамических изделиях - это устойчивый тренд и вектор развития. Темный цвет в архитектуре и строительстве применяли с глубокой древности, подчиняясь как практической необходимости, так и сложной культурной символике. В настоящее время этот прием переживает ренессанс. Если раньше темные оттенки часто ассоциировались исключительно с монументальностью, утилитарностью, то современная архитектура видит в них инструмент для создания премиальной эстетики и экологической интеграции. Темные фасады и интерьеры в настоящее время являются мощным инструментом структурирования современного пространства. На фоне спада в массовом производстве рядового кирпича высокотехнологичные сегменты (кирпич мягкого формования, клинкер, крупно- и плоскоформатная керамика) демонстрируют повышенную рентабельность. Перспективным решением является разработка темножгущейся клинкерной керамики на основе аргиллитов. Экспериментально доказано, что при обжиге исследуемых образцов при температуре 1000-1100оС обеспечивается получение керамики с высокими физико-технологическими свойствами (предел прочности при сжатии до 190 МПа, при изгибе до 35 МПа). Выявленные закономерности позволяют оптимизировать и упростить технологическую схему производства изделий с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Окончательное определение потенциала аргиллитов как основного сырьевого материала требует масштабирования испытаний до полупромышленных и производственных образцов

Аннотация: Выполнена оптимизация параметров синтеза углеродных точек (УТ) для модифицирования цементной матрицы бетона, полученных способом термолиза смеси лимонной кислоты (C6H8O7) и карбамида (CH4ON2) в молярном соотношении 1:1 при температуре 120-200оC в течение 30-90 мин. Выбор соотношения исходных компонентов обоснован необходимостью формирования оптимальной плотности поверхностных аминогрупп (-NH2) для эффективного взаимодействия УТ с продуктами гидратации портландцемента. Данное соотношение обеспечивает также переход лимонной кислоты в стабильную углеродную структуру, что исключает замедление сроков схватывания цементного теста при сохранении пластифицирующего эффекта УТ. Методом ортогонального композиционного центрального плана эксперимента разработана статистически значимая и адекватная математическая модель зависимости прочности при сжатии цементной матрицы в возрасте 28 сут твердения от температуры, времени получения и содержания УТ. На основе представленной модели установлены оптимальные параметры синтеза углеродных точек (температура - 120оC; время - 30 мин; количество УТ - 0,1% от массы портландцемента), которые обеспечивают повышение прочности цементной матрицы на 50,9% (до 103,2 МПа) по сравнению с контрольным составом (68,4 МПа)

Аннотация: В 2021-2023 гг. автор работал техническим директором Винзилинского завода керамических стеновых материалов. С группой технических специалистов предприятия был проведен полный технический аудит технологических линий, на основе которого составлен план полной реконструкции предприятия с задачей доминирующего выпуска высокомаржинальной лицевой продукции, минимизации брака, повышения эффективности производства. Показана связь подготовки сырья, ремонта туннельной печи, изменения подачи теплоносителя и автоматизации упаковки с резким увеличением доли лицевого кирпича, которая выросла с 6,295 млн усл. шт. в 2021 г. до 17,449 млн усл. шт. в 2022 г. По сводному отчету за январь-октябрь 2023 г., он составил 20,887 млн усл. шт., или 57,9% общего выпуска за этот период. Представлены резоны выбора и практика монтажа нового технологического оборудования на действующем предприятии. Подробно описана организация работ, достигнутые результаты и задачи дальнейшей настройки производства.

Аннотация: В мировой технической литературе описание конструкций с применением фаянсовых блоков отсутствует, хотя в ряде стран они активно используются. Цель настоящей работы - разработка технических решений кладки из фаянсовых блоков, выполняющих одновременно декоративные и конструкционные функции для применения в перегородках, ограждениях балконов, малых архитектурных формах и т. д. В задачи исследования входила разработка экспериментальной установки, проведение испытаний на изгиб из плоскости при различных граничных условиях, получение на этой основе прочностных и деформационных характеристик кладки на изгиб из плоскости; расчеты МКЭ с различными граничными условиями и варьированием диаметром стеклопластиковой арматуры. Верификация расчетной схемы производилась по результатам эксперимента. Экспериментальные исследования проводились по нестандартным методикам, разработанным в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство». Образцы выполнялись в виде стенок высотой 1,2 м и толщиной 80 мм, кладкой из фаянсовых блоков с армированием в горизонтальных и вертикальных растворных швах арматурой из стеклопластика. Для проведения испытаний были изготовлены две серии опытных образцов кладки. По результатам экспериментальных исследований получены предельные нагрузки и предельные горизонтальные перемещения кладки; нагрузки и горизонтальные перемещения кладки в момент образования первых трещин; построены графики зависимости горизонтальных перемещений кладки от нагрузки. По результатам численных исследований получены главные растягивающие и сжимающие напряжения в кладке, усилия в арматуре. На основе проведенных исследований разработан альбом технических решений по применению кладки из фаянсовых блоков.

Аннотация: Представлены результаты исследования техногенных продуктов переработки угольных терриконов Восточного Донбасса как перспективного сырья для производства стеновой керамики. Рассмотрен вещественный и химический состав отходов, содержащих до 25% углеродистой компоненты, что обеспечивает снижение энергозатрат при обжиге. Определены гранулометрические и формовочные характеристики материала. Экспериментально установлено влияние температуры обжига (900-1100оС), давления прессования (10-30 МПа) и степени измельчения на среднюю плотность, водопоглощение, огневую усадку и прочностные показатели образцов. Оптимальные параметры формования: влажность 8%, давление 20 МПа, температура обжига 950оС. Показано, что увеличение тонкости помола повышает реакционную способность и ускоряет спекание, однако требует корректировки режимов для предотвращения пережога. Обоснована возможность получения керамических изделий с водопоглощением менее 5% и прочностью при сжатии до 120 МПа. Сделан вывод об экологической и экономической целесообразности вовлечения ТППТ в производственный оборот. Результаты могут быть масштабированы в других угледобывающих регионах.

Аннотация: Исследована возможность комплексного использования беложгущейся и красножгущейся глины в композиции с бурым углем Тюльганского месторождения Оренбургской области в производстве керамического кирпича. Проведены экспериментальные исследования влияния содержания бурого угля (5-60%) и температуры обжига (900-1000оС) на физико-механические свойства керамических материалов. Выполнены рентгенофазовый анализ, дифференциально-термический анализ и исследование микроструктуры методом растровой электронной микроскопии. Установлено, что увеличение содержания бурого угля приводит к снижению средней плотности керамического камня на 42-47%, сопровождающемуся ростом водопоглощения и уменьшением прочности при сжатии вследствие формирования развитой пористой структуры. По данным электронной микроскопии, при содержании угля 60% образуются поры размером до 100-300 мкм. Результаты дифференциально-термического анализа показали стадийный характер термических превращений, включающих дегидратацию, разложение органической составляющей угля и высокотемпературные фазовые преобразования алюмосиликатной матрицы. Методом рентгенофазового анализа установлено формирование в результате обжига в керамической матрице образцов на основе беложгущейся глины новообразований минералов: кварца, силлиманита и гематита. Выявлена согласованность данных РФА, ДТА и РЭМ, подтверждающая связь между фазовым составом, микроструктурой и эксплуатационными свойствами материала. Показано, что образцы на основе беложгущейся глины характеризуются более высокими прочностными показателями по сравнению с образцами на основе красножгущейся глины. Полученные результаты подтверждают перспективность использования местного минерального сырья и бурого угля в качестве комплексной добавки для производства керамического кирпича с регулируемыми свойствами, от конструкционного до конструкционно-теплоизоляционного назначения

Аннотация: Рынок керамических изделий в России в настоящее время демонстрирует сложную динамику, на которую влияет целый комплекс факторов, от общего спада в строительной отрасли до появления более выгодных альтернатив. К основным причинам сокращения производства керамического кирпича можно отнести, во-первых, замедление строительной активности: сокращение ввода жилья (как индивидуального, так и многоквартирного), что напрямую снижает спрос на керамические строительные и облицовочные изделия; во-вторых, конкуренцию с альтернативными материалами - газоблоки и керамзитобетонные блоки в 2025 г. подешевели на 35-40%, что сделало их более привлекательными для застройщиков по сравнению с кирпичом. Также набирают популярность модульные конструкции, CLT-панели и бетонные панели с утеплителем; в-третьих, рост издержек производства, увеличение цен на энергоносители (газ, электричество) и истощение сырьевой базы (глин, добавок), что повышает себестоимость продукции. Керамический кирпич занимает доминирующую долю - около 74% рынка строительного и облицовочного кирпича. При этом сегмент неоднороден: массовое производство рядового кирпича испытывает серьезные трудности, тогда как более технологичные направления - облицовочный кирпич, клинкер, крупноформатная и плоскоформатная керамика - демонстрируют более высокую рентабельность. Перспективным является исследование альтернативного сырья в виде алевролитов и аргиллитов Новозвановского месторождения и получение на их основе клинкерной керамики. Проведенные лабораторные исследования позволили получить керамические образцы на основе аргиллитов Новозвановского месторождения при температурах обжига 900-1100оС с пределом прочности при сжатии до 194,6 МПа и при изгибе до 35,3 МПа. На основе полученных данных можно разработать упрощенную технологию получения вышеуказанных изделий, которые будут обладать улучшенными физико-технологическими свойствами. Однако для широкого применения аргиллитов необходимо провести углубленные лабораторные и производственные исследования.