Научно-исследовательская деятельность кафедры ТСМИК

Научно-исследовательская работа преподавателей, аспирантов и «избранных» студентов разноплановая, но, естественно, объединена строительными материалами и технологиями.

Кафедра ТСМИК, развивая традиции двух предшествующих кафедр (технологии ПСК и пластмасс), занимает одно из лидирующих позиций в КГАСУ по научной работе.

Общее научное направление кафедры – Разработка новых и модификация существующих строительных материалов и наилучших доступных технологий их производства и переработки в изделия и конструкции, отвечающих критериям энергосбережения и минимуму негативного воздействия на окружающую среду (НВОС), а также принципам экономики замкнутого цикла (ЭЗЦ). Конкретно оно реализуется в следующих темах:

1. Композиционные цементы низкой водопотребности, в первую очередь, карбонатные с использованием известняком и доломитом Татарстана (цель – снижение клинкероемкости вяжущих и получение композиционных цементов, превосходящих по комплексу всех технических, экологических и экономических показателей все мировые промышленные цементы);

2. Мелкозернистые (песчаные) бетоны на основе месторождений песчано-гравийных смесей РТ (цель – замена привозного высоко-прочного щебня на местные полифракционные пески и получение бетонов класса В25-В90 с удобоукладываемостью от самоуплотняющихся до жестких);

3. Композиционные гипсовые вяжущие (КГВ) для отделки фасадов зданий в Казани (белые и цветные с морозостойкостью 200 циклов и более);

4. Сухие активированные смеси для производства беспрогревных пенобетонов и газобетонов (высокопрочных, морозостойких, малоусадочных), как альтернатива автоклавным газобетонам;

5. Полифункциональные добавки для цементных бетонов (пластифицирующие, ускоряющие, упрочняющие). Уделяется основное внимание на импортозамещение;

6. Композиционные полимерные материалы на основе ПВХ (в первую очередь, древесно-полимерные композиты ДПК-ПВХ для профильно-погонажных изделий, в том числе, для оконных профилей, а также на основе смесей полимеров);

7. Полифункциональные наполнители для полимерных материалов на основе ПВХ и цементных бетонов с применением нерудных ископаемых и техногенных отходов РТ;

8. Диффузионная модификация полимерных изделий – как способ улучшения их эксплуатационных свойств;

9. Полимеркомпозитная арматура, в том числе углепластиковая и гибридная для несущих бетонных конструкций;

10. «Серный щебень» для оснований дорог (как альтернатива высокопрочному щебню, привозимому с Урала);

11. Битум-полимерные композиции для дорожных асфальтобетонов, гидроизоляционных и кровельных материалов;

12. Совершенствование технологии строительной керамики с применением химических добавок;

13. Новые методы окрашивания силикатного кирпича;

14. Технология ускоренной карбонизации цементных и силикатных вяжущих.

Многие их этих тем доведены до предпроектной стадии, защищены патентами, разработаны ТУ и техрегламенты. Для их реализации ведется поиск заказчиков.

В последние годы научные разработки кафедры направлены на реализацию ресурсосберегающих технологий в производстве строительных материалов, изделий и конструкций в соответствии со стратегией наилучших доступных технологий и экономикой замкнутого цикла. В частности, выполнен крупный договор на тему «Разработка наилучших доступных технологий применения отходов термореактопластов в производстве материалов и изделий строительного назначения» (ООО «Татнефтьпресскомпозит»). Разработанные в данной НИР технологии производства строительных материалов и изделий различного назначения с использованием в их составе измельченных отходов стеклопластиков в качестве наполнителей, являются новыми или усовершенствованием имеющихся технологий.

За последние годы выполнены три хоздоговорные работы по утилизации металлургических шлаков в производстве цементных бетонов. Для ООО «ГК-МонолитТрансСтрой» выполнена работа на тему «Разработка составов и технологии производства композиционных цементных вяжущих (ТМЦ и ЦНВ) с применением промышленных отходов и сухих строительных смесей на их основе». Для ООО «Рубеж»  выполнена работа «Исследование шлаков электросталеплавильного производства (ЭСП) для получения цементных бетонов общестроительного назначения».

Продолжается внедрение нанотехнологий в научно-исследовательский и образовательный процессы. В частности, развиваются работы по применению новых видов наномодификаторов из числа промышленных отходов в составе полимерных композитов, разрабатываются новые инновационные решения с использованием наноструктур. Введена новая дисциплина в программу бакалавриата «Введение в нанотехнологии». Эта дисциплина является предшествующей для изучения дисциплин профессионального цикла, в основном, в рамках обучения в магистратуре.

Проведена работа по актуализации программы магистратуры «Инновационные материалы, изделия и конструкции для строительства». Введены новые дисциплины, в том числе по основам 3D-технологии в строительном материаловедении. Делается упор на активное обучение (что является одним из признаков инновационной технологии в образовании), то есть увеличение количества магистерских диссертаций, направленных на методы исследования, сбор и обобщение результатов. Именно магистерские диссертации, в основном, являются приоритетными в конкурсах по ВКР.

Базовые сырьевые материалы в наших разработках: портландцемент, гипс, керамика, поливинилхлорид, эпоксидные и карбамидные смолы, битумы.
Методы модификации: рецептурно-химические, физико-химические, механоактивация, наномодифицирование.

Научное содержание исследований: установление закономерностей и механизма изменения структуры и свойств материалов при различных способах модификации, как основы технологии их переработки в изделия строительного назначения. В частности, установлен механизм водоредуцирования гидравлических вяжущих поверхностно-активными веществами.

Практическая цель научно-исследовательских работ: разработка наилучших доступных технологий производства строительных материалов и изделий (энерго- и ресурсосберегающих, с наименьшим негативным воздействием на окружающую среду, экологически эффективных, технически возможных). Для внедрения результатов научных разработок, связанных с использованием продукции различных отраслей промышленности РТ в производстве строительных материалов, в 2015 году по поручению Президента РТ Минниханова Р.Н. создан Инжиниринговый Центр «Стройхимкомпозит».

За последние десять лет значительно вырос объем научно-исследовательских и прикладных хоздоговорных работ. Выполнен большой объем НИР, финансируемых из средств федерального бюджета.

Динамика хоздоговорной и госбюджетной НИР на кафедре

Именно за последние годы увеличилось число работ, оплачиваемых из средств Минобразования и науки РФ (почти 10 млн. руб.), например, грант за 2014-2016 г.г. «Разработка научно-технологических основ малотоннажной строительной химии – как отрасли строительной индустрии России (эффективной отрасли национальной экономики России)».

С именем В.А.Воскресенского связана целая эпоха в научной жизни нашего вуза, небывалый до этого энтузиазм, вовлекший в научную деятельность через студенческую научно-исследовательскую работу, а затем, аспирантуру десятки активных, талантливых молодых людей, жаждущих новых достижений и, конечно, ученых степеней. Он впервые в нашем вузе ввел вначале добровольную, а затем и обязательную учебную научно-исследовательскую работу студентов (УНИРС), что перевело лаборатории нашей кафедры почти в круглосуточный режим работы с полной загрузкой приборов, установок, рабочих мест. Для немалого числа студентов это стало стартом для последующего выполнения дипломных научно-исследовательских работ.

Авторитет ученых кафедры значителен и в масштабе РФ: проф. Хозин В.Г. в течение ряда лет был экспертом РОСНАНО. Он является членом НТС «Мосметрострой» (г.Москва), НТС Минприрды РТ, НТС ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг» (РТ), проф. Абдрахманова Л.А. – эксперт ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ Министерства науки и высшего образования РФ.

Сотрудники кафедры многократно выступают с докладами на конференциях, семинарах, совещаниях, участвовали во многих выставках и получили награды разных степеней. Свои научные разработки сотрудники кафедры публикуют в журналах, индексируемых в международных и российских базах данных. Итогом научной деятельности являются публикации и патенты. Число научных публикаций-статей сотрудников кафедры только за период с 2005 по 2021 г.г. составляет 730, в т.ч., в индексируемых в международной базе данных Web of Science и Scopus - 61, в рецензируемых российских научных журналах и изданиях (по списку ВАК) – 174.

Сотрудники кафедры выступают в качестве оппонентов при защите докторских и кандидатских диссертаций. Хозин В.Г., Низамов Р.К. и Абдрахманова Л.А. являются членами диссертационных советов в КГАСУ и других вузах.

Кафедра выступала организатором многих научно-технических конференций и семинаров разного уровня.

Из истории Воскресенских Чтений «Полимеры в строительстве»

В майские дни (20 мая день рождения В.А.Воскресенского) в 1999 году были проведены ПЕРВЫЕ ВОСКРЕСЕНСКИЕ ЧТЕНИЯ «ПОЛИМЕРЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ». Чтения прошли как признание в уважении, любви и благодарности этому неординарному человеку и большому ученому. С тех пор они стали регулярными через каждые 5 лет.

Торжественное открытие Первых Воскресенских чтений проходило в актовом зале академии.1999 год.

Открытие Четвертых Воскресенских Чтений «Полимеры в строительстве», посвященные 100-летию со дня рождения Воскресенского В.А.(2014 год).

Ректор КГАСУ, д.т.н. Низамов Р.К

Со вступительным словом выступил ректор КГАСУ д.т.н. Низамов Р.К., профессор кафедры ТСМИК, который еще, будучи студентом, слушал лекции профессора Воскресенского В.А. Была подготовлена обширная выставка в музее университета, посвященная его деятельности как ученого и руководителя вуза. Слушатели чтений с интересом ознакомились с ее экспозицией.

На открытии Четвертых Воскресенских чтений. 2014 год
     

Одно из заседаний «Наследие Воскресенского В.А. в работах его учеников» было целиком посвящено выступлениям докторов наук - учеников Воскресенского В.А.: Галимова Э.Р., д.т.н., проф. – КНИТУ (КАИ); Готлиб Е.М., д.т.н., проф. – КНИТУ (КХТИ); Юсуповой Т.Н., д.х.н., проф. - ИОФХ им. А.Е.Арбузова КазНЦ РАН; Абдрахмановой Л.А., д.т.н., проф. – КГАСУ.

«Наука была для Владимира Александровича самой сильной и долгой любовью, он относился к ней как кропотливый садовод к любимому древу, прививая постоянно к ее стволу все новые и новые ветви» (цитата из выступления В.Г.Хозина – одного из самых талантливых учеников Воскресенского).

В мае 2024 году планируется проведение международной научно-практической конференции «Стройполимеры-94», приуроченной 110-летию со дня рождения Воскресенского В.А.

Одним из значимых событий 2016 года явилось проведение 1 Международной научно-технической конференции «Высокопрочные цементные бетоны: технологии, конструкции, экономика».

Президиум конференции «ВПБ-2016»

В конференции приняли участие 138 человек, из них 22 – доктора технических наук, 28 кандидатов технических наук, 10 аспирантов, 5 редакторов технических журналов, 73 специалиста производств бетона, ЖБИ и добавок. География участников из городов России широка: Владивосток, Якутск, Иркутск, Улан-Удэ, Оренбург, Красноярск, Саратов, Пенза, Краснодар, Тверь, Москва, Санкт-Петербург, Воронеж и др.. На конференции присутствовали также ученые из зарубежья: Испании, Литвы, Чехии и Армении.

В рамках конференции ВПБ-2016 состоялся конкурс молодых ученых, представляющих Казанский, Кубанский, Московский, Мордовский, Тверской и Уральский университеты.

В зале заседаний конференции

Наука в учебном процессе – традиционная особенность учебного процесса на кафедре, которая осуществляется по различным формам.

Студенты 3 и 4 курсов практически полностью охватываются научной работой в лабораториях кафедры по линии дисциплин: «Исследование строительных материалов на основе неорганического сырья» и «Исследование строительных материалов на основе органического сырья». Многие являются исполнителями работ в рамках ФЦП, х/д НИР и договоров по ИЦС «Татстройтест».

Показателями участия студентов в научной работе, отражающими их активность и эффективность работы научных руководителей, являются результаты проводимых в вузе, РТ и РФ научно-технических конференций, профессиональных межвузовских олимпиад и конкурсов научных работ. Только за последние 5 лет в таких научных «состязаниях» разного уровня студенты завоевали медали, дипломы, премии и почётные грамоты.

Научные интересы кафедры ТСМИК ориентированы на решение проблем, связанных с развитием сырьевой базы РТ, с разработкой новых эффективных строительных материалов и технологий. Это отражается в дипломных научно-исследовательских работах и в проектах «с реконструкцией» по заказам предприятий.

Будущие технологи-строители защищают как традиционные инженерные проекты, так и дипломные научно-исследовательские работы, причём доля последних составляет 20-25%. Особую актуальность приобретают инновационные дипломные проекты по разработкам кафедры, представляющие интерес для последующего освоения технологий. Такое направление в дипломном проектировании продиктовано современными условиями развития строительной индустрии. 

Показатели	2019	2020	2021	2022	2023
Номинации «Проект и НИР бакалавра в области производства и применения строительных материалов, изделий и конструкций»	1 место 3 место	1 место	2 место 3 место	Почетная грамота	2 место 3 место
Номинация «НИР магистра  в области производства и применения строительных материалов,  изделий и конструкций»	1 место 3 место	1 место	1 место 2 место	1 место 1 место 2 место	2 место 3 место
Международная студенческая олимпиада по "Производству и применению строительных материалов, изделий и конструкций" - уровни бакалавриата и магистратуры.	1 и 3 личные места по бакалавриату; 1 и 2 личные места по магистратуре. Общекомандное 1 место	Олимпиада не проводилась	1 и 2 личные места по бакалавриату 1 и 2 личные места по магистратуре Общекомандное 1 место	2 и 3 личные места по бакалавриату 1 и 2 личные места по магистратуре Общекомандное 1 место	1 и 2 личные места по бакалавриату 1 и 2 личные места по магистратуте Общекоманд-ное 1 место

А это аспиранты нового поколения.
Пожелаем им успехов