Заполнители - основа качества бетона

В статье показано, что решение проблемы нехватки сырья для производства бетона следует искать в безотходных технологиях горных разработок и использовании технологических отходов промышленности.

Многие годы промышленность нерудных материалов - заполнителей для бетона - не обеспечивает потребностей российских строителей. Причин много: экономические, организационные, технические, зачастую - преграды чиновников.

Одной из причин сбоя президентской программы по строительству жилья в России может стать спад производства минерально-сырьевых ресурсов.

В советское время проблеме качества заполнителей (или инертных) уделялось столько внимания, сколько требовалось для получения бетонов заданных марок. Основные марки бетонов для строительства зданий и сооружений были М150-М400 (сегодняшний класс бетона ВЗО). С годами требования к качеству бетона и долговечности сооружений из него резко возросли, достигнув жестких пределов. Условия добычи, производства и поставки заполнителей остались в далеком прошлом. Требования к заполнителям бетона устанавливает ГОСТ 26633-91, к самим заполнителям - ГОСТ 8267-93, ГОСТ 8736-93 и общие Технические условия.

Обследование 86 предприятий ЖБК бывшего Минтрансстроя показало, что в дозаторы от замеса к замесу поступают крайне неоднородные по зерновому составу заполнители. Так, в гранитном щебне 5-20 мм содержание фракций мельче 5 мм (каменной крошки и пыли) колеблется от 0,5 до 37%, что почти в 3 раза превышает пределы, установленные ГОСТ 8267-93; колебания в соотношении фракций 5-10 и 10-20 мм превышает пределы ГОСТ в 4 раза.

В нашей стране этап гидравлической классификации (промывки) при производстве заполнителей исключен из технологического цикла практически на всех карьерах, что сделало производимый ими щебень непригодным к перевозкам и складскому хранению. Поэтому в технологическом процессе производства бетонных работ наиболее важным условием, определяющим качество и долговечность изготавливаемых конструкций и возводимых сооружений, в настоящее время является технологически надежное обеспечение постоянства зернового состава заполнителей при изготовлении бетонной смеси.

Анализ состояния технологии производства заполнителей в карьерах показал, что изменение сложившейся практики до промышленного уровня, гарантирующего сохранение постоянства зернового состава заполнителей, поступающих в БСУ от замеса к замесу, нереальны и неосуществимы в обозримом будущем.

Заданные состав и свойства бетонной смеси могут быть обеспечены только при стабильности зернового состава. Наиболее надежным, технически и экономически доступным способом, гарантирующим однородность и качество заполнителей, подаваемых в дозаторы, является стабилизация их зернового состава (дополнительное обогащение) непосредственно перед подачей в расходные бункера БСУ. Стабилизация зернового состава заполнителей возможна с промывкой или без промывки - с рассевом заполнителей фактической влажности. Она может быть организована путем создания специализированных установок (узлов), включаемых в линию подачи заполнителей со склада в расходные бункера БСУ.

Как видно из сказанного, решение проблемы качественного заполнителя перекладывается на плечи бетонщиков - непосредственно на БСУ. При этом неизбежны отходы (отсевы) Как решить проблему их дальнейшего использования?

Посмотрим, что мы имеем на сегодняшний день и каковы перспективы на завтра. Сегодня главная проблема - техническая отсталость Износ технологического оборудования в этой сфере достиг 80%. Основная часть карьеров введена в эксплуатацию 30 лет назад, техника давно устарела. По этой причине закрыты десятки карьеров в Орловской, Ульяновской, Омской и других областях.

Но самое тревожное - снижаются объемы поставок щебня и песка. В прошлом году для нужд строительного комплекса поставлено чуть больше 170 млн. м3 различного сырья, а нужно в два раза больше. К примеру, доля выдачи песчано-гравийной массы уменьшилась в два раза. Почти во столько же раз сократился поток гравия и щебня. Недостающий высокопрочный щебень приходится завозить с Украины и из Белоруссии, а это дорого. Доля затрат на транспортировку минеральной массы у нас составляет почти 70% от суммы затрат на горные работы.

Открытие новых карьеров довольно сложно с технической, финансовой и технологической позиций. Даже если карьер открыт, вести здесь разработку нельзя без геологической экспертизы, а вдруг о сырье окажется недостаточного качества? А заказывать геологоразведочные работы довольно дорого, не у всех на это хватит средств. К тому же сегодня, к сожалению, отсутствует обязательная сертификация строительных материалов, она является добровольной, что на руку бракоделам и нечестным работникам

Большинство нерудных месторождений обводнены. Глубина воды на песчано-гравийных и карбонатных месторождениях нередко превышает 15 м. Специализированное оборудование для разработки обводненных месторождений, например, плавучие грейферные снаряды или канатные скреперы в нашей стране не выпускаются и не приобретаются за рубежом.

Компенсировать нехватку сырья для производства бетона - основы домостроения - следует безотходными технолог ними горных разработок и использованием технологических отходов промышленности.

Почти половину извлеченного из недр богатства мы выбрасываем, безответственно относясь к этому. Угольная промышленность сбрасывает в рукотворные горы отходов миллионы тонн глинистых материалов, а рядом бедствуют кирпичные заводы, старясь заполучить гектар-другой земли, чтобы вырыть для себя глиняный карьер.

В нашей стране безотходные технологии находятся в межведомственном пространстве несовершенного экономического рынка, в котором отсутствуют государственные интересы и ответственность. На Курской магнитной аномалии при добыче руды встречаются мощные пласты песка, глины, мела. Но эти попутные ?мелочи? никого не интересуют, и мощная добывающая техника сбрасывает в отвалы миллионы тонн ценных сырьевых компонентов, при этом смешивая их так, что последующее их использование невозможно. А между тем рядом находятся предприятия, которые затрачивают огромные средства для добычи той же глины, песка, извести, мела на сопредельной территории.

В нашей стране добыча природного минерального сырья становится крайне дорогим и убыточным производством. Кстати, за рубежом уже наложили запрет на неоправданную разработку недр. К примеру, нехватку плотных заполнителей они восполняют за счет переработки техногенных отходов. Особенно активно и серьезно используются продукты разрушения старых бетонных и железобетонных конструкций.

В мире производится не менее 300 млн. т нерудных строительных материалов из отходов. Сотни фирм получают щебень и песок из отходов, часто совмещая эту деятельность с переработкой горных пород. Преобладающий вид вторичного сырья зависит от традиций каждой страны. Так, в Ирландии основным источником вторичного сырья является кирпичная кладка.

В Российской Федерации уже накоплено более 100 млрд. т различных твердых отходов. Для их размещения отведены сотни тысяч гектаров земель, изъятых из хозяйственного оборота. Используются подобные отходы неудовлетворительно. У нас для извлечения того же щебня разрабатываются новые карьеры. На их обустройство затрачиваются миллионы рублей, тогда как щебень можно с успехом получать из материала разобранных старых зданий.

Надо внедрять современные безотходные технологии. Концепция развития строительной индустрии должна предусматривать замкнутый цикл использования различных рециркулируемых материалов, включающий первичное, вторичное, третичное использование материалов и т.д. Это дает возможность сократить потребление невозобновляемых природных ресурсов, обеспечивать реализацию концепции устойчивого развития, учитывающей интересы будущих поколений. В России золы каменных углей выбрасываются, несмотря на содержание в них до 22% несгоревшего топлива. А ведь у нас имеются и технологический процесс, и оборудование для изготовления пористых заполнителей на основе углесодержащих зол электростанций (с содержанием 7~8% угля) с нулевым расходом дополнительного топлива.

Замена природного песка шлаковым и зольным, хотя бы в объеме 4 млн. м. принесет суммарную прибыль около 320 млн. руб., ежегодную экономию около 4 тыс. т дизтоплива. А если заменить в том же количестве природный щебень шлаковым?

В странах Запада доля пористых заполнителей, созданных искусственно, составляет около 60% от общего объема производства. В нашей стране они тоже находят широкое применение. Достаточно назвать известный всем керамзит, который используется при изготовлении стеновых панелей. В общем объеме выпуска пористых заполнителей он занимает около 80%.

По подсчетам ученых и специалистов, уже сегодня можно получать как минимум 30% таких заполнителей от общей потребности. Для этого имеются огромные объемы сырьевых материалов, есть и эффективные технологии переработки отходов промышленности в нужные заполнители. Например, созданная НИИЖБ и Уральским институтом металлов энергоэффективная технология производства пористого шлакового гравия с остеклованной структурой (шлакостеклогранулят), позволяет производить в год до 5 млн. т высококачественных заполнителей для легких бетонов.

Финансирование, безусловно, вопрос болезненный и крайне важный. Можно привлечь инвестиции при условии существования четкой государственной программы по освоению недр с точным анализом экономического и финансового состояния добывающих и перерабатывающих предприятий. Но такой программы нет, как и нет аналитико-координирующего органа в подотрасли нерудных материалов, и это негативно сказывается на развитии всего строительного комплекса, на качестве выпускаемых материалов.

Подобная программа должна быть ориентирована на внедрение безотходных технологий по переработке всего, что годится для промышленности стройматериалов.

Особое значение имеют стандартизация и сертификация сырьевых материалов. В восьмидесятые годы был утвержден ряд стандартов на сырье для производства нерудных строительных материалов, но при проведении рыночных реформ многие из них были аннулированы, что отрицательно сказалось на качестве выпускаемой продукции.

Требуется разработка рациональной структуры использования минерально-сырьевых ресурсов в каждом регионе России, а в перспективе - составление кадастров (банков данных) всех предприятий, занимающихся добычей и переработкой природного сырья. Это необходимо для того, чтобы на государственном уровне регулировать и контролировать использование недр земли, планировать дальнейшую перспективу развития промышленности нерудных материалов.

Что касается перспектив на завтра, то можно с уверенностью говорить о том, что они принимают все более привлекательные очертания. В сложившейся ситуации наш Союз инициативно проводит совещания с ведущими специалистами НИИЖБ, ЦНИИС, НИИМосстрой, ВНИИПИСТРОМСЫРЬЕ, ПРОГРЕССТЕХ по решению проблем качества заполнителей для бетона, как основы стабильного выпуска качественных бетонов.

На основе взаимопонимания и партнерства с Ассоциациями "Железобетон" и "Недра" проведена большая работа по объединению ведущих организаций отрасли для решения проблемных вопросов, организованы семинары, совещания, где приняли участие более 80 организаций со всей России, которые обменялись опытом работы, умением выживать в сложнейшей ситуации сегодняшнего дня. Приятно осознавать, что организации, руководители, коллективы находят реальные пути решения проблем увеличения объемов производств, повышения качества продукции.

Например, в подмосковных карьероуправлениях "Мансуровский", "Орешкинский" "Тучковский", на Воронежском УГМК РУДГОРМАШ, Павловском карьере инициативно и планомерно внедряются передовые технологии, но не хватает средств.

А.В. Ночный, президент Союза производителей бетона
Статья с сайта www.stroinauka.ru

---

Начало > Библиотека > Цемент. Бетон. Растворы. > Заполнители - основа качества бетона