vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2025-27-4-156-171SBGXMZvestniktgasu-2163Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSЭффективная керамика на основе местного сырья органических отходов Республики ХакасияEfficient Ceramics Based on Organic Waste of the Republic of KhakassiaИбеЕ. Е.IbeE. E.

Ибе Екатерина Евгеньевна, канд. техн. наук, доцент

655017, г. Абакан, ул. Щетинкина, 27

Ekaterina E. Ibe, PhD, A/Professor

27, Shchetinkin Str., 655017, Abakan

katerina.ibe@mail.ruМироновС. Е.MironovS. E.

Миронов Святослав Евгеньевич, магистрант

655017, г. Абакан, ул. Щетинкина, 27

Svyatoslav E. Mironov, Graduate Student

27, Shchetinkin Str., 655017, Abakan

miks0070@mail.ruШибаеваГ. Н.ShibaevaG. N.

Шибаева Галина Николаевна, канд. техн. наук, доцент

655017, г. Абакан, ул. Щетинкина, 27

Galina N. Shibaeva, PhD, A/Professor

27, Shchetinkin Str., 655017, Abakan

shibaevagn@mail.ruХакасский технический институт – филиал Сибирского федерального университетаРоссияKhakassian Technical Institute, SibFU AffiliateRussian Federation202527082025274156171Copyright © Ибе Е.Е., Миронов С.Е., Шибаева Г.Н., 20252025Ибе Е.Е., Миронов С.Е., Шибаева Г.Н.Ibe E.E., Mironov S.E., Shibaeva G.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/2163Актуальность

Актуальность. Накопление отходов производства и потребления является одной из наиболее острых экологических проблем современности. В России ежегодно образуется большое количество отходов, которые часто складируются или захораниваются, не вовлекаясь в хозяйственный оборот. Одним из перспективных направлений использования промышленных отходов является их применение в производстве строи-тельных материалов.  

Цель

Цель. Исследование влияния комплексных выгорающих добавок на улучшение строительно-технических свойств эффективного керамического кирпича.  

Материалы и методы

Материалы и методы. В работе использовалась глина, древесные опилки, технический гидролизный лигнин, зола-унос. Изготовление образцов производилось методом полусухого прессования. Физико-механические свойства изделий определены по стандартным методикам.  

Результаты

Результаты. Проведены экспериментальные исследования по определению влияния добавок на свойства керамического кирпича. Определены средняя плотность, теплопроводность и огневая усадка полученных керамических изделий.  

Выводы

Выводы. Результаты исследования подтверждают перспективность использования комплексной добавки лигнина с опилками для производства эффективной керамики. При этом содержание добавки не должно превышать 20 % от общей керамической массы.

The problem of accumulation of production and consumption waste is one of the most acute environmental problems of today. In Russia, a large amount of waste is generated annually, which is often stored or buried instead of being involved in an economic turnover. One of the promising areas for using industrial waste is the production of building materials.  

Purpose

Purpose: The study of complex burnout additives to improve construction and technical properties of effective ceramic bricks.

Methodology

Methodology: Clay, wood sawdust, technical hydrolysis lignin, fly ash are used in experi-ments. The samples are produced by semi-dry pressing. Physical and mechanical properties of products are determined according to standard methods.  

Research findings

Research findings: Determination of the effect of additives on the properties of ceramic bricks. The average density, thermal conductivity and fire shrinkage of the obtained ceramic products are determined. Research findings confirm the prospects of using a complex additive of lignin with sawdust for the production of effective ceramics. In this case, the additive content should not exceed 20 % of the total ceramic mass.

керамикаотходылигнинвыгорающие добавкитеплопроводностьутилизациякерамические изделияплотностьceramicswasteligninburnout additivesthermal conductivityrecyclingceramic productdensityReferencesАниканова Л.А. Особенности применения вторичного ангидритового сырья для производства керамических материалов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2024. Т. 26. № 2. С. 148–156. EDN: NELLGYAnikanova L.A. Acid Fluoride in Ceramic Material Production. Vestnik Tomskog ogosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2024; 26 (2): 148–156. DOI:10.31675/1607-1859-2024-26-2-148-156. EDN: NELLGY (In Russian)Вакалова Т.В., Сергеев Н.П., Толегенов Д.Т., Толегенова Д.Ж., Митина Н.А. Перспективы использования красного шлама для получения высокопрочной строительной керамики // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2024. Т. 26. № 2. С. 171–184. EDN: PUJLFNVakalova T.V., Sergeev N.P., Tolegenov D.T., Tolegenova D.Zh., Mitina N.A. Red Mud in High-Strength Ceramics Production. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2024; 26 (2): 171–184. DOI: 10.31675/1607-1859-2024-26-2-171-184. EDN: PUJLFN (In Russian)Singh D., et al. A comprehensive review on valorisation of octal by-product as supplementary admixtures in the production of fired and unfired bricks // Construction and Building Materials. 2023. V. 408. P. 133641. DOI: 10.1016/2023.133641Singh D., et al. A Comprehensive Review on Valorisation of Octal By-Product as Supplementary Admixtures in the Production of Fired and Unfired Bricks. Construction and Building Materials. 2023; 408: 133641.Завадский В.Ф. Лигноминеральные строительные материалы и изделия. Новосибирск : НГАСУ, 2004. 180 с.Zavadskii V.F. Lignomineral Building Materials and Products. Novosibirsk: NGASU, 2004. 180 p. (In Russian)Никифоров Ю.Е., Селиванов В.М. Гидролизный лигнин как сырье для производства теплоизоляционных материалов // Строительные материалы и изделия из местного сырья Восточной Сибири. Вып. 1. Красноярск : КПИ, 1970. С. 43–45.Nikiforov Yu.E., Selivanov V.M. Hydrolytic Lignin as Raw Material for the Production of Thermal Insulation Materials. Stroitel'nye materialy i izdeliya iz mestnogo syr'ya Vostochnoi Sibiri. Krasnoyarsk, 1970; (1): 43–45. (In Russian)Шибаева Г.Н., Ибе Е.Е. Отделочные и изоляционные строительные материалы на основе местного сырья РХ. Абакан : Хакасское книжное изд-во, 2016. 100 с.Shibaeva G.N., Ibe E.E. Finishing and Insulating Materials Based on Local Raw Materials of the Republic of Khakassia. Abakan, 2016. 100 p. (In Russian)Молоков В.С., Балабанов В.Б. Исследование влияния добавок гидролизного лигнина на физико-механические свойства асфальтобетонных смесей // Инновации и инвестиции. 2024. № 3. С. 569–572. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=65601662 (дата обращения: 09.12.2024).Molokov V.S., Balabanov V.B. Influence of Hydrolytic Lignin Additives on Physical and Mechanical Properties of Asphalt Concrete Mixes. Innovatsii i investitsii. 2024; (3): 569–572. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=65601662 (accessed December 9, 2024). (In Russian)Любов В.К., Цыпнятов И.И. Повышение эффективности энергетического использования биотоплива // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2023. № 1 (391). С. 172–185. DOI: 10.37482/0536-1036-2023-1-172-185Lyubov V.K., Tsypnyatov I.I. Improving the Efficiency of Energy Use of Biofuels. Lesnoy Zhurnal. Russian Forestry Journal. 2023; 1 (391): 172–185. Available: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-172-185 (accessed December 9, 2024). (In Russian)Береговой В.А., Егунов Д.А., Сорокин Д.С. Строительные материалы и вяжущие вещества на основе гидролизного лигнина // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 3 (32). С. 75–79. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=30488641 (дата обращения: 03.01.2025).Beregovoi V.A., Egunov D.A., Sorokin D.S. Construction Materials and Bindings Based on Hydrolytic Lignin. Regional'naya arkhitektura i stroitel'stvo. 2017; 3 (32): 75–79. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=30488641 (accessed January 3, 2025). (In Russian)Волочко А.Т., Азаркова Е.А., Хорт Н.А., Манак П.И. Исследование влияния высококалорийных и низкокалорийных выгорающих добавок на характеристики поризованной керамики // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2020. № 16. С. 47–51. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledova-nie-vliyaniya-vysokokaloriynyh-i-nizkokaloriynyh-vygorayuschih-dobavok-na-harakteristiki-porizovannoy-keramiki (дата обращения: 09.12.2024).Volochko A.T., Azarkova E.A., Khort N.A., Manak P.I. Effect of High- and Low-Calorie Burn-Out Additives on Porous Ceramics Properties. Vestnik Polotskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya F. Stroitel'stvo. Prikladnye nauki. 2020; 16: 47–51. Available: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vliyaniya-vysokokaloriynyh-i-nizkokaloriynyh-vygorayuschih-dobavok-na-harakteristiki-porizovannoy-keramiki (accessed December 9, 2024). (In Russian)Карасал Б.К., Монгуш Д.С, Хойлаарак З.К. Влияние выгорающей добавки на свойства керамических изделий // Техника и технология. 2012. № 4. С. 29–33.Karasal B.K., Mongush D.S, Khoilaarak Z.K. Influence of Burnout Additive on Properties of Ceramic Products. Tekhnika i tekhnologiya. 2012; (4): 29–33. (In Russian)Мавлюбердинов А.Р. К вопросу изучения теплопроводности керамических пористо-пустотелых материалов // Известия КазГАСУ. 2014. № 4 (30). С. 273–277. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-izucheniya-teploprovodnosti-keramicheskih-poristo-pustotelyh-materialov (дата обращения: 05.12.2024).Mavliuberdinov A.R. On Thermal Conductivity of Ceramic Hollow-Porous Materials. Izvestiya KazGASU. 2014; 4 (30): 273–277. Available: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-izucheniya-teploprovodnosti-keramicheskih-poristo-pustotelyh-materialov (accessed December 5, 2024). (In Russian)Дороганова О.В., Мирошниченко Н.А., Свергузова С.В., Дороганова Е.В. Использование отработанного сорбционного материала в качестве выгорающей добавки к керамическим смесям // Экономика строительства и природопользования. 2019. № 2 (71). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-otrabotannogo-sorbtsionnogo-materiala-v-kachestve-vygorayuschey-dobavki-k-keramicheskim-smesyam (дата обращения: 20.11.2024).Doroganova O.V., Miroshnihenko N.A., Sverguzova C.B., Doroganova E.V. Use of Waste Sorption Material as a Burnout Additive to Ceramic Mixtures. Ekonomika stroitel'stva i prirodopol'zovaniya. 2019; 2 (71). Available: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-otrabotannogo-sorbtsionnogo-materiala-v-kachestve-vygorayuschey-dobavki-k-keramiches-kim-smesyam (accessed November 20, 2024). (In Russian)Гостев Д.В., Крюкова А.А., Измайлов А.М., Абдрахимов В.З. Эколого-экономическая и практическая целесообразность использования золошлака в производстве стенового материала на основе монтмориллонитовой глины // Уголь. 2023. № 4 (1166). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologo-ekonomicheskaya-i-prakticheskaya-tselesoobraznost-ispolzovanie-zoloshlaka-v-proizvodstve-stenovogo-materiala-na-osnove (дата обращения: 03.01.2025).Gostev D.V., Kryukova A.A., Izmailov A.M., Abdrakhimov V.Z. Ecological, Economic and Practical Feasibility of Using Ash Slag in Wall Material Production based on Montmorillonite Clay. Ugol'. 2023; 4 (1166). Available: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologo-ekonomicheskaya-i-prakticheskaya-tselesoobraznost-ispolzovanie-zoloshlaka-v-proizvodstve-stenovogo-materiala-na-osnove (accessed January3, 2025). (In Russian)Виткалова И.А., Торлова А.С., Пикалов Е.С., Селиванов О.Г. Применение полимерных и стекольных отходов для получения самоглазурующейся облицовочной керамики // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 11. С. 38–42. URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=41321615 (дата обращения: 09.12.2024).Vitkalova I.A., Torlova A.S., Pikalov E.S., Selivanov O.G. Polymer and Glass Wastes in Production of Self-Glazing Facing Ceramics. Ekologiya i promyshlennost' Rossii. 2019; 23 (11): 38–42. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=41321615 (accessed December 9, 2024). (In Russian)Макаров Д.В., Мелконян Р.Г., Суворова О.В., Кумарова В.А. Перспективы использования промышленных отходов для получения керамических строительных материалов // ГИАБ. 2016. № 5. С. 254–281. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-ispolzovaniya-promyshlennyh-othodov-dlya-polucheniya-keramicheskih-stroitelnyh-materialov (дата обращения: 09.12.2024).Makarov D.V., Melkonyan R.G., Suvorova O.V., Kumarova V.A. Prospects for Using Industrial Waste in Production of Ceramic Building Materials. GIAB. 2016; 5: 254–281. Available: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-ispolzovaniya-promyshlennyh-othodov-dlya-polucheniya-keramicheskih-stroitelnyh-materialov (accessed December 9, 2024). (In Russian)Khomenko О., et al. Thermal conductivity study of different engobed ceramic brick // Cerâmica. 2024. V. 70. P. eZAOY1947. DOI: 10.1590/ZAOY1947Khomenko О., et al. Thermal Conductivity of Different Engobed Ceramic Brick. Cerâmica. 2024; 70: eZAOY1947.Dele-Afolabi T.T., et al. Organic waste-derived pore formers for macroporous ceramics fabrication: A review on synthesis, durability properties and potential applications // Materials Today Sustainability. 2024. P. 100824.Dele-Afolabi T.T., et al. Organic Waste-Derived Pore Formers for Macroporous Ceramics Fabrication: A Review on Synthesis, Durability Properties and Potential Applications. Materials Today Sustainability. 2024; 100824.Козлов А.И., Махновецкий С.И. Применение гидролизного лигнина в качестве выгорающей добавки // Строительные материалы. 1960. № 12. С. 28–36.Kozlov A.I., Makhnovetskii S.I. Application of Hydrolytic Lignin as a Burnout Additive. Stroitel'nye materialy. 1960; 12. (In Russian)Селиванов Ю.В., Шильцина А.Д., Селиванов В.М., Логинова Е.В., Королькова Н.Н. Составы и свойства керамических теплоизоляционных строительных материалов из масс низкотемпературного вспенивания на основе глинистого сырья // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 3 (29). С. 35–40. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18003754 (дата обращения: 09.12.2024).Selivanov Yu.V., Shil'tsina A.D., Selivanov V.M., Loginova E.V., Korol'kova N.N. Composition and Properties of Ceramic Thermal Insulation Materials Made of Low-Temperature Foaming Masses Based on Clay Raw Materials. Magazine of Civil Engineering. 2012; 3 (29): 35–40. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id=18003754 (accessed December 9, 2024). (In Russian)Ибе Е.Е., Чекалова А.Ю., Шибаева Г.Н. Поризованная керамика на основе гидролизного лигнина // Инженерный вестник Дона. 2021. № 7 (79). С. 311–319. URL: item.asp?id= 46459820. EDN: FCWPCNIbe E.E., Chekalova A.Yu., Shibaeva G.N. Porous Ceramics Based on Hydrolyzed Lignin. Inzhenernyi vestnik Dona. 2021; 7 (79): 311–319. Available: https://elibrary.ru/item.asp?id= 46459820 (accessed December 9, 2024). (In Russian)Скрипникова Н.К., Григоревская Д.К., Семеновых М.А. Исследование влияния зольных микросфер на свойства керамических изделий // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. Т. 22. № 2. С. 112−119. DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-2-112-119Skripnikova N.K., Grigorevskaya D.K., Semenovykh M.A. The Influence of Ash Microspheres on Ceramic Properties. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2020; 22 (2): 112–119. DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-2-112-119 (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.