Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 116862 10.62980/2076-0655-2026-434-445 uguwic ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА DECORATIVE COMPOSITE MATERIAL BASED ON WASTE RECYCLING OF CROSS-LINKED POLYETHYLENE AND BUILDING CERAMICS ДЕКОРАТИВНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ РЕЦИКЛИНГА ОТХОДОВ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА И СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ Баруздин Александр Андреевич Baruzdin Aleksandr Andreevich Закревская Любовь Владимировна Zakrevskaya Lyubov Vladimirovna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Доброхотов Владимир Борисович Dobrokhotov Vladimir Borisovich

кандидат химических наук;

candidate of chemical sciences;

 Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых Vladimir State University named after Alexander and Nikolay Stoletovs Ярославский государственный технический университет Ярославль Россия Yaroslavl State Technical University Yaroslavl Russian Federation 20 12 2025 20 12 2025 32 5 434 445 23 10 2025 20 11 2025 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/116862/view

В статье представлено исследование эксплуатационных свойств декоративного композиционного материала на основе от-ходов боя керамического кирпича и сшитого полиэтилена. Установлено, что включение в состав заполнителя в виде дробленых отходов сшитого полиэтилена снижает текучесть и удобоукладываемость смеси, что связано с увеличенным трением частиц в смеси из-за их неправильной формы и шероховатой поверхности. Определено, что введение в состав заполнителя из отходов сшитого полиэтилена по сравнению с минеральным заполнителем позволяет снизить плотность изделий (до 1570 кг/м3). Выяв-лено, что образцы материала с полимерным заполнителем обладают более низкой прочностью при сжатии, при этом характер разрушения образцов более пластичный, в момент пиковой нагрузки заполнитель некоторое время удерживает структуру об-разца от полного разрушения. Показано, что образцы материала с заполнителем только из отходов сшитого полиэтилена об-ладают значительной усадкой (более 1,5 мм/м). Это связано с пониженным модулем упругости такого заполнителя, который из-за низкой жесткости не может в полной мере сдерживать усадочные деформации цементного камня. В то же время в об-разцах со смесью полимерного и минерального заполнителя в равных долях усадка значительно снижается (0,8-0,9 мм/м). Выяв-лено, что образцы материала с заполнителем из отходов сшитого полиэтилена обладают высоким сопротивлением к истиранию. Такой эффект объясняется природой сшитого полиэтилена, который благодаря своей трехмерной структуре и поперечным связям в молекулах полимера обладает высокой износостойкостью. С помощью дилатометрического метода установлено, что образцы синтезированного материала обладают достаточно высокой морозостойкостью (марка F300). На основании проведенных исследований изготовлены и представлены декоративные изделия с порфировым рисунком, которые могут быть рекомендованы для применения в качестве декоративной напольной, интерьерной или тротуарной плитки.

The article presents a study of the operational properties of a decorative composite material based on waste from ceramic bricks and crosslinked polyethylene. It was found that the inclusion of aggregate from waste of cross-linked polyethylene in mixture reduces the spreadability and workability of the paste, which is associated with increased friction of particles in the mixture due to their irregular shape and rough surface. It was determined that the introduction of aggregate from waste of cross-linked polyethylene compared with mineral aggregate makes it possible to reduce the density of products (up to 1,700 kg/m3). It has been revealed that samples of a material with a polymer aggregate have significantly reduced compressive strength, while the destruction of the samples occurs more plastically, at the moment of peak load, the aggregate keeps the sample structure from complete destruction for some time. It is shown that the samples of the material with aggregate only from waste of crosslinked polyethylene have a significant shrinkage (more than 1.5 mm/m). This is due to the reduced modulus of elasticity of such aggregate, which, due to its low rigidity, cannot fully restrain the shrinkage deformations of cement stone. At the same time, in samples with a mixture of polymer and mineral aggregate in equal proportions, shrinkage is significantly reduced (0.8-0.9 mm/m). It was revealed that the samples of the material with aggregate from waste of crosslinked polyethylene have a high abrasion re-sistance. This effect is explained by the nature of cross-linked polyethylene, which, due to its three-dimensional structure and cross-links in polymer molecules, has high abrasion resistance. Using the dilatometric method, it was found that the samples of the synthesized material have a sufficiently high frost resistance (grade F300). Based on the conducted research, decorative products with a porphyry patterns have been produced and presented, which can be recommended for use as decorative floor, interior or paving tiles.

 Рециклинг сшитый полиэтилен строительная керамика отходы прочность плотность истираемость усадка. Recycling crosslinked polyethylene construction ceramics waste compressive strength density abrasion resistance shrinkage. Работа выполнена в рамках государственного задания в сфере научной деятельности Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема FZUN-2024-0004, госзадание ВлГУ) The research was carried out within the state assignment in the field of scientific activity of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (theme FZUN-2024-0004, state assignment of VlSU)

Thomas J., Thomas M.E., Thomas S. Crosslinked Polyethylene: State-of-the-Art and New Challenges. Crosslinkable Polyethylene: Manufacture, Properties, Recycling, and Applications. − 2021. − Pp.1–15. https://doi.org/10.1007/978-981-16- 0514-7_1 . Thomas J., Thomas M.E., Thomas S. Crosslinked Polyethylene: State-of-the-Art and New Challenges. Crosslinkable Polyethylene: Manufacture, Properties, Recycling, and Applications. − 2021. − Pp.1–15. https://doi.org/10.1007/978-981-16- 0514-7_1 . Chandran N., Sivadas A., Anuja E., Baby D., Ramdas R. XLPE: Crosslinking Techniques and Recycling Process. Crosslinkable Polyethylene: Manufacture, Properties, Recycling, and Applications. − 2021. − Pp. 167–188. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_7 . Chandran N., Sivadas A., Anuja E., Baby D., Ramdas R. XLPE: Crosslinking Techniques and Recycling Process. Crosslinkable Polyethylene: Manufacture, Properties, Recycling, and Applications. − 2021. − Pp. 167–188. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_7 . Чалов К.В., Луговой Ю.В., Косивцов Ю.Ю. Исследование кинетики термодеструкции сшитого полиэтилена // Бюллетень науки и практики. − 2019. − T. 5, № 12. − C.37–46. Chalov K.V., Lugovoy Yu.V., Kosivcov Yu.Yu. Issledovanie kinetiki termodestrukcii sshitogo polietilena // Byulleten' nauki i praktiki. − 2019. − T. 5, № 12. − C.37–46. Gonzalez J.S., Gaillarre F. L., Perez S.L.S., Ros P.S., Lopez M.A.S. Influence of recycled brick aggregates on the properties of structural concrete for the manufacture of precast prestressed beams Construction and Building Materials. − 2017. − Vol. 149. − Pp. 507-514. Gonzalez J.S., Gaillarre F. L., Perez S.L.S., Ros P.S., Lopez M.A.S. Influence of recycled brick aggregates on the properties of structural concrete for the manufacture of precast prestressed beams Construction and Building Materials. − 2017. − Vol. 149. − Pp. 507-514. Ahmad S.I., Hossain M.A. Water permeability characteristics of normal strength concrete made from crushed clay bricks as a coarse aggregate. Advances in Materials Science and Engineering. − 2017. − Pр. 109-119. https://doi.org/10.1155/2017/7279138 . Ahmad S.I., Hossain M.A. Water permeability characteristics of normal strength concrete made from crushed clay bricks as a coarse aggregate. Advances in Materials Science and Engineering. − 2017. − Pr. 109-119. https://doi.org/10.1155/2017/7279138 . ZhaoY., Gao J., Liu C., Chen X., Xu Z. The partical-size effect of waste clay brick powder on its pozzolanic activity and properties of blended cement. Journal of cleaner production. − 2020. − No.242. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103807 . ZhaoY., Gao J., Liu C., Chen X., Xu Z. The partical-size effect of waste clay brick powder on its pozzolanic activity and properties of blended cement. Journal of cleaner production. − 2020. − No.242. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103807 . Alsadey S. Properties of concrete using crushed brick as coarse aggregate // International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering. − 2019. – Vol.6., No.3 – Pp. 44–47. Alsadey S. Properties of concrete using crushed brick as coarse aggregate // International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering. − 2019. – Vol.6., No.3 – Pp. 44–47. Shao J., Gao J., Zhao, Y., Chen X. Study on the pozzolanic reaction of clay brick powder in blended cement pastes. Construction and Building Materials. – 2019. – No.213. – Pp.209–215. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.307 . Shao J., Gao J., Zhao, Y., Chen X. Study on the pozzolanic reaction of clay brick powder in blended cement pastes. Construction and Building Materials. – 2019. – No.213. – Pp.209–215. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.307 . Aliabdo A.A. Abd-Elmoati M., Hassan H.H. The use of crushed clay bricks in the concrete industry. Alexandria Engineering Journal. − 2014. − Vol. 53. − No. 1. − Pp. 151–168. https://doi.org/10.1016/j.aej.2013.12.003 . Aliabdo A.A. Abd-Elmoati M., Hassan H.H. The use of crushed clay bricks in the concrete industry. Alexandria Engineering Journal. − 2014. − Vol. 53. − No. 1. − Pp. 151–168. https://doi.org/10.1016/j.aej.2013.12.003 . Ge Z., Gao Z., Sun R., Zheng L. Mix design of concrete with recycled clay-brick-powder using the orthogonal design method. Construction and building materials. − 2012. − No.31. − Pp.289–293. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.01.002 . Ge Z., Gao Z., Sun R., Zheng L. Mix design of concrete with recycled clay-brick-powder using the orthogonal design method. Construction and building materials. − 2012. − No.31. − Pp.289–293. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.01.002 . Баруздин А.А., Закревская Л.В. Перспективы использования отходов строительной керамики при производстве строительных материалов // Техника и технология силикатов. – 2024. – Т. 31, № 2. – С. 140-153. https://doi.org/10.62980/2076-0655-2024-140-153 . Baruzdin A.A., Zakrevskaya L.V. Perspektivy ispol'zovaniya othodov stroitel'noy keramiki pri proizvodstve stroitel'nyh materialov // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2024. – T. 31, № 2. – S. 140-153. https://doi.org/10.62980/2076-0655-2024-140-153 . Баруздин А.А., Закревская Л.В. Перспективы применения отходов полимеров в качестве заполнителей бетона // Техника и технология силикатов. – 2024. – Т. 31, № 3. – С. 247-261, https://doi.org/10.62980/2076-0655-2024-247-261 . Baruzdin A.A., Zakrevskaya L.V. Perspektivy primeneniya othodov polimerov v kachestve zapolniteley betona // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2024. – T. 31, № 3. – S. 247-261, https://doi.org/10.62980/2076-0655-2024-247-261 . Gu L., Ozbakkaloglu T. Use of recycled plastics in concrete: A critical review. Waste Management. Elsevier Ltd. − 2016. − No. 51. − Pp. 19–42. https://doi.org/10.1002/ieam.5630030412 . Gu L., Ozbakkaloglu T. Use of recycled plastics in concrete: A critical review. Waste Management. Elsevier Ltd. − 2016. − No. 51. − Pp. 19–42. https://doi.org/10.1002/ieam.5630030412 . Thorneycroft J., Orr J., Savoikar P., Ball R.J. Performance of structural concrete with recycled plastic waste as a partial replacement for sand. Construction and building materials. − 2018. − No.161. − Pp.63-69. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.127 . Thorneycroft J., Orr J., Savoikar P., Ball R.J. Performance of structural concrete with recycled plastic waste as a partial replacement for sand. Construction and building materials. − 2018. − No.161. − Pp.63-69. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.127 . Galvão J. C. A., Portella K. F., Joukoski A., Mendes R., & Fer-reira, E. S. Use of waste polymers in concrete for repair of dam hydraulic surfaces. Construction and Building Materials. − 2011. − Vol.25, No.2. − Pp.1049–1055. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.0 . Galvão J. C. A., Portella K. F., Joukoski A., Mendes R., & Fer-reira, E. S. Use of waste polymers in concrete for repair of dam hydraulic surfaces. Construction and Building Materials. − 2011. − Vol.25, No.2. − Pp.1049–1055. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.0 . Oti J., Adeleke B.O., Rathnayake M., Kinuthia J. M., Ekwulo E. Strength and Durability Characterization of Structural Concrete Made of Recycled Plastic // Materials. − 2024. − Vol. 17, № 8. https://doi.org/10.3390/ma17081841 . Oti J., Adeleke B.O., Rathnayake M., Kinuthia J. M., Ekwulo E. Strength and Durability Characterization of Structural Concrete Made of Recycled Plastic // Materials. − 2024. − Vol. 17, № 8. https://doi.org/10.3390/ma17081841 . Hu S., Tang H., Han S. Energy Absorption Characteristics of PVC Coarse Aggregate Concrete under Impact Load // International Journal of Concrete Structures and Materials. − 2021. https://doi.org/10.1186/s40069-021-00465-w . Hu S., Tang H., Han S. Energy Absorption Characteristics of PVC Coarse Aggregate Concrete under Impact Load // International Journal of Concrete Structures and Materials. − 2021. https://doi.org/10.1186/s40069-021-00465-w . Ghernouti Y., Rabehi B. Strength and durability of mortar made with plasticsbag waste (MPBW). International Journal of Concrete Structures and Materials. − 2012. − Vol.6, No.3. − Pp.145-153. https://doi.org/10.1007/s40069-012-0013-0 . Ghernouti Y., Rabehi B. Strength and durability of mortar made with plasticsbag waste (MPBW). International Journal of Concrete Structures and Materials. − 2012. − Vol.6, No.3. − Pp.145-153. https://doi.org/10.1007/s40069-012-0013-0 . Zéhil G.-Ph., Assaadb J.J. Feasibility of concrete mixtures containing cross-linked polyethylene waste materials. Construction and Building Materials. − 2019. − Vol. 226. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.285 . Zéhil G.-Ph., Assaadb J.J. Feasibility of concrete mixtures containing cross-linked polyethylene waste materials. Construction and Building Materials. − 2019. − Vol. 226. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.285 . Yesilata B., Isiker Y., Turgut P. Thermal insulation enhancement in concretes by adding waste PET and rubber pieces. Construction and Building Materials. − 2009. − Vol. 23, No.5. − Pp.1878–1882. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.09.014 Yesilata B., Isiker Y., Turgut P. Thermal insulation enhancement in concretes by adding waste PET and rubber pieces. Construction and Building Materials. − 2009. − Vol. 23, No.5. − Pp.1878–1882. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.09.014