Эксклюзив
03 апреля 2014
5429

КРУГЛЫЙ СТОЛ: `Алюминатные сухие строительные смеси. Альтернатива алюминатным цементам в сухих строительных смесях`

Координатор круглого стола: Кузьмина Вера Павловна, Академик АРИТПБ, к.т.н., технический эксперт Союза производителей сухих строительных смесей.

Применение алюминатных цементов в производстве сухих строительных смесей (ССС) является одним из направлений интенсификации производства, а также разработок нового ассортиментного ряда ССС для продукции специального назначения. Таковыми являются сухие строительные смеси для изготовления жаростойкого бетона при устройстве футеровки обжиговых печей и коммуникационных сооружений, а также бытовых печей и каминов, для защиты гидротехнических сооружений любого типа, ремонтных аварийных работ на гидростанциях, при строительстве и ремонте опор мостов, для заделки пробоин корпусов морских и речных плавсредств. Сфера применения ССС с алюминатными цементами распространяется на устройство и ремонт сооружений горнодобывающей промышленности: шахты, подземные сооружения, фундаменты под оборудование. Эти ССС используются для самоуплотняющихся монолитных полов, при строительстве дорог в заболоченных местностях. Для зимнего бетонирования.
В публикуемом круглом столе ведущие специалисты предприятий отрасли поделятся своими соображениями по обсуждаемым вопросам.
В круглом столе приняли участие: Управляющий Союза производителей сухих строительных смесей России Евгений Беляев, генеральный директор ООО "ГС-Эксперт", канд. техн. наук, Алексей Семенов, председатель совета директоров фирмы ООО "Бергауф строительные технологии" (Bergauf), канд. техн. наук Дмитрий Кнутарев; проректор МГСУ, руководитель научно-образовательного инновационного центра МГСУ, профессор, канд. техн. наук Андрей Пустовгар; руководитель проекта ГК UNIS Владислав Полетаев; генеральный директор ЗАО "Глимс-Продакшн" Елена Кочнева.
Модератор круглого стола - Вера Кузьмина, канд. техн. наук, генеральный директор ООО "Колорит-Механохимия", технический эксперт Союза производителей сухих строительных смесей.






Вера Кузьмина kuzminavp@yandex.ru

Преимуществами алюминатных (глинозёмистых) цементов (ГЦ) являются способность быстро затвердевать: трехдневная прочность цементного камня соответствует и даже в ряде случаев превышает 28-дневную прочность обычного портландцемента. Повышенная химическая устойчивость против воздействия различных агрессивных сред. Высокая огнеупорность. Однако существуют причины, ограничивающие их применение. Так, цена алюминатных цементов втрое выше, чем у портландцемента. Есть дефицит высокосортного сырья для их производства. Фазовые превращения при твердении ГЦ, сопровождаются снижением прочности цементного камня при длительном твердении. Наблюдается быстрая потеря активности ГЦ при хранении, несовместимость с некоторыми добавками. В общем ассортименте ССС 70% занимают клеевые смеси, в которых ГЦ успешно применяется в качестве расширяющейся добавки.
Экспертный анализ новых разработок в части состава и способов производства ССС выявил значимую перспективность развития производства алюминатных (глинозёмистых) ССС за счёт применения альтернативных материалов и функциональных добавок.
Рекомендуемый " % " ввода алюминатных цементов в ССС специального ассортимента:
o Затирочные ССС - 1,5% глинозёмистый цемент (ГЦ), в качестве расширяющей добавки + микрокальцит.
o В ССС для гидротехнических сооружений - 50% от рецептурного содержания цемента (ГЦ+ГПЦВ).
o ССС для горнодобывающей промышленности - до 30% (ГЦ).
o Строительная смесь для бесшовного бетонного пола - 2,0% ГЦ, в качестве расширяющей добавки. ССС для самовыравнивающегося пола - до 10%.
o ССС для зимнего бетонирования - 20% высокоглинозёмистого цемента (ВГЦ).
Высокая оптовая цена на тонну глинозёмистого цемента в 2013 году составила 21.250 руб./т. против 17.162,3 руб./т. в 2009 году. При этом наблюдается рост цены на 23,8%. При этом алюминатные цементы дороже портландцемента в три и более раз. Тогда, как на таможне цена импортного глинозёмистого цемента равна $360 за тонну.
Эта цена импорта обусловлена дополнительными дотациями, предоставляемые западными государствами, для поддержания экспорта алюминатных цементов. Однако эти же данные свидетельствуют о нашей собственной пассивности, как потребителей алюминатных цементов. Надо шире внедрять новые разработки и снижать себестоимость отечественной продукции. Кстати, это относится не только к алюминатным цементам.


Алексей Семёнов asemenov@gs-expert.ru

В настоящее время в России выпуск глиноземистых цементов (ГЦ) осуществляют 4 предприятия: ОАО "Пашийский металлургическо-цементный завод" (Пермский край), "Консолит", (Московская обл.), ОАО "Подольск-Цемент" (Московская обл.) и ООО "Нижнетагильский завод глиноземистых цементов" (Свердловская обл.). В докризисный период выпуск этой продукции также осуществляли ЗАО "Метахим" (Ленинградская обл.) и ООО "Челябинский цементный завод" (Челябинская обл.). За период с 2007 по 2009 г. объем производства глиноземистого цемента в России сократился в 1,8 раза до 7,6 тыс. т.
В 2010 г. наметился посткризисный рост производства, однако уже в 2011 г. вновь отмечена негативная динамика, что обусловлено усилением конкуренции на российском рынке с импортным глиноземистым цементом, который поставляется в ряде случаев по демпинговым ценам. По итогам года в стране было произведено всего 9 тыс. т глиноземистого цемента, в 2012 г. - 7,9 тыс.т. В 2013 темпы производства ГЦ сохранились на прежнем уровне по всем позициям.
В докризисный период темпы роста потребления глиноземистого цемента в России были незначительны - по итогам 2008 г. спрос на эту продукцию увеличился всего на 2% по сравнению с предыдущим годом. В условиях кризиса 2009 г. спрос на глиноземистый цемент снизился на 26% до 14,8 тыс. т. Однако уже в 2010 г. возобновился рост объемов потребления этой продукции в стране, и по итогам года её потребление в России превысило докризисный уровень.
В 2011 г. видимое потребление глиноземистого цемента в России увеличилось еще на 19,8% по сравнению с 2010 г. и составило 29,6 тыс. т. В денежном выражении, по оценкам "ГС-Эксперт", емкость российского рынка потребления глиноземистого цемента в 2011 г. составила порядка 16 млн. долларов США, а в 2013 - 21 млн. долларов США.
На протяжении всего рассматриваемого периода времени баланс производство-потребление глиноземистого цемента в России оставался отрицательным. Ежегодный дефицит цемента составлял 5,9-21,5 тыс. т и покрывался за счет импортных поставок. Импортёры ГЦ: Великобритания, КНР, Турция, Польша, Нидерланды - 24,5 тыс.т.
Возрастание спроса на глиноземистый цемент в 2010-2011 гг., обусловило существенное увеличение импорта данной продукции. По итогам 2011 г. импорт глиноземистого цемента достиг 24,4 тыс. т, а доля импортной продукции в общем объеме потребления превысила 82%, хотя докризисные годы на долю импортной продукции приходилось не более 63% от объема потребления глиноземистого цемента в стране.
Доля экспорта российской продукции также имеет тенденцию к росту. По мнению аналитиков "ГС-Эксперт", российским производителям все труднее конкурировать с зарубежными поставщиками глиноземистого цемента на отечественном рынке, что ведет к снижению спроса на российскую продукцию и сокращению объемов производства. А за счет наращивания объемов экспорта отечественные заводы пытаются увеличить загрузку своих мощностей и увеличить объем реализации.
Основной объем импортируемого глиноземистого цемента в рассматриваемый период ввозился в страну через 4 основных региона страны: Санкт-Петербург и Ленинградская обл. (поставки из европейских стран) - около 50% от объема импорта в 2011 г.; Кемеровская обл. (поставки из Китая) - около 20%; Краснодарский край (поставки из Турции) - около 15%; Москва и Московская обл. (поставки из европейских стран и Китая) - около 10%.
Рыночные доли основных поставщиков глинозёмистого цемента представлены в таблице.
Следует отметить, что наряду с этим, наблюдается активное продвижение на российский рынок продукции компании Kerneos (Франция, Германия, Нидерланды), которая является одним из мировых лидеров в производстве глиноземистых цементов (см. табл.) За 5 лет она сумела завоевать более трети российского рынка, ежегодно увеличивая свою долю. В 2010-2013 гг. компания занимает первое место среди поставщиков глиноземистого цемента в Россию.


См.Таблицу в Приложении.


Дмитрий Кнутарев post@bergauf.ru

Основные направления развития ассортиментного ряда продукции Bergauf: клеевая группа, затирки, штукатурки, шпаклевки, ровнители для пола, грунтовки, фасадная группа, гидроизоляция.
Bergauf постоянно совершенствует ассортиментный ряд ССС, в том числе с глинозёмистыми цементами. Несомненный интерес представляют разработки, защищённые патентами РФ. N 2196757 "Гидроизоляционная смесь", включающая портландцемент, гипсоглиноземистый цемент, глиноземистый цемент, натриевый бентонит, сополимервинилацетат, метилметакрилат и лигносульфонат. Увеличение прочности в 27,5 раз, а снижение водопроницаемости в 20 раз достигается при использовании альтернативного материала, натриевого бентонита, вещества с уникальными свойствами.
ССС для устройства монолитного бетонного пола из смеси на основе портландцемента, расширяющей добавки, щебня и песка (N 2137730 "Бесшовный монолитный бетонный пол"). Введение глинозёмистого цемента в качестве расширяющейся добавки позволяет достигнуть весомого технического результата - повышения прочности, долговечности и коррозионной стойкости при снижении себестоимости. Применение альтернативных материалов, таких как, реактивный глинозём, высокоактивный метакаолин (ВМК), тонкодисперсный и аморфный кремнезём, натриевый бентонит, опока (реакционная пуццолана), гранулированный доменный шлак, глинозёмистый шлак, является перспективным направлением развития производства строительных алюминатных смесей без дополнительного оснащения производства оборудованием, за счёт совершенствования составов смесей и параметров, их переработки с новыми видами сырья.
Внедрение альтернативных материалов в практику производства алюминатных ССС позволит снизить расход дорогостоящих цементов вдвое. При снижении себестоимости производства объёмы выпуска ССС на глинозёмистых цементах возрастут в 2 раза. Расчетный экономический эффект замены алюминатных цементов альтернативными материалами составляет 350-500 руб. на одну тонну ССС.

Андрей Пустовгар nsm.mgsu@mail.ru

Конъюнктура рынка сухих строительных смесей, содержащих алюминатные цементы, свидетельствует о том, что целый ряд регионов России заинтересован в расширении ассортимента и объёма их производства. Многочисленные диссертационные работы выполнены на профильных кафедрах ведущих ВУЗов страны. Актуальность развития данного направления работ подтверждают результаты научных исследований, выполненные в этой области Исаевой Т.С., Воробьёвым А.И. в РХТУ им. Д.И. Менделеева под рук. д.т.н., проф. Кузнецовой Т.В., Мошковской С.В. под рук. Осокина А.П. в РХТУ, в НИИЦементе: Бурловым И.Ю. под рук. д.т.н., проф. Кривобородова Ю.Р., Дудоладовой Т. Г. под рук. к.т.н., доц. Самченко С.В., Сиденко И.Л. под рук. д.т.н., проф. Кузнецовой Т.В., Камалиевым Р.Т. в СПб Техническом университете, под рук. д.т.н., проф. Брыкова А.С. Подготовлена научная база расширения производства глинозёмистых цементов и продуктов на их основе.
Введение в состав алюминатных цементов активных минеральных добавок, взаимодействующих с ионами Са2+, способствует предотвращению перекристаллизации гидроалюминатов кальция в гексагидрат трехкальциевого алюмината и сохранению плавного нарастания прочности цементного камня при длительном твердении.
Пластификаторы, замедляя гидратацию алюминатов кальция, обусловливают образование монокальциевого гидрата, длительно сохраняющегося при твердении цементного камня без перехода в С3АН6, при этом отмечено, что добавки ЛСТМ и С-3 приводят к образованию гидроалюминататов в рентгеноаморфной форме. Аморфизация гидратов, сопровождаемая повышением дисперсности частиц, ведет к упрочнению структуры цементного камня.
Оптимальным средством воздействия на структурообразование цементного камня на алюминатных цементах является введение комплексных добавок, содержащих электролиты, активные минеральные добавки с пластификаторами. Введение в цемент малых добавок электролитов позволяет изменить процесс гидратации цементного теста, вызывать образование низкоосновных гидроалюминатов кальция, изменять размер, форму кристаллов и структуру цементного камня.
Пластификаторы, замедляя гидратацию алюминатов кальция, обусловливают образование монокальциевого гидрата, длительно сохраняющегося при твердении цементного камня без перехода в С3АН6.
По данной теме практическая реализация результатов исследований в отрасли была выполнена на производственных мощностях ПЭЦЗ и ООО "Консолит".

Владислав Полетаев poletaev_ve@unistrom.ru

По данным аналитического агентства "Строительная информация", ГК UNIS занимает безоговорочное 1-е место в России по производству плиточного клея и лидирует в других категориях ССС. Алюминатные цементы успешно применяются в качестве расширяющейся добавки в клеевых смесях. Расширение ассортимента ССС с применением алюминатных цементов входит в зону интересов нашей компании.
ГК UNIS развивает широкую сеть региональных дилеров и осуществляет поставки ССС во все крупнейшие гипермаркеты России (более 140 городов) и в страны ближнего зарубежья.
Доля сухих строительных смесей UNIS в натуральном выражении составляет 9,9% в общем объеме рынка России. Продукция ТМ UNIS отвечает строгим мировым стандартам качества, адаптирована для российских условий и соответствует запросам самых требовательных покупателей.
Один из основных принципов компании - стопроцентное соответствие технических характеристик готовой продукции эталонному образцу. Система двойного контроля качества (входной контроль качества сырья и контроль качества конечного продукта) обеспечивает высокую культуру производства.
Одним из важных направлений перспективной работы ГК UNIS является применение алюминатных цементов в качестве расширяющейся добавки при производстве клеевых и других смесей. Использование уникальных свойств алюминатных цементов позволяет уйти от стандартных и легко воспроизводимых конкурентами рецептур и создать уникальные товарные преимущества (УТП) в условиях активно растущей конкуренции на рынке РФ и общего замедления темпов его роста.
Все новые рецептуры проходят так называемое слепое тестирование. Новый состав и несколько марок сухих смесей других производителей (в т.ч. зарубежных) упаковывают в одинаковые мешки без надписей. Опытные мастера-производственники оценивают технологические свойства всех представленных материалов и высказывают свое мнение об их достоинствах и недостатках.
Такая оценка позволяет объективно выявлять зависимость специальных свойств ССС от применения различных добавок, в т.ч. алюминатных цементов, достаточно точно позиционировать новый материал на рынке и создавать высоко конкурентный продукт, востребованный как специалистами в области строительства и отделки, таки любителями.

Елена Кочнева info@glims.ru

В производстве ССС "Глимс-Продакшн" широко используются органоминеральные добавки. Представляют определённый интерес результаты, достигнутые разработчиками патентов РФ. N 2144519 СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ (ВАРИАНТЫ). В качестве основы исследованы следующие материалы: песок кварцевый, или шлак доменный гранулированный, или зола ТЭЦ, или известняк, или цеолитсодержащая порода, молотый цементный бетон.
Органоминеральную комплексную добавку готовили путем смешения минерального наполнителя, пластификатора и неорганического ускорителя твердения, в котором смешение компонентов вели путем их сухого измельчения до удельной поверхности 2000-6000 см2/г, при этом соотношение компонентов комплексной добавки составило, мас.%:
минеральный наполнитель - 75-87,5 / пластификатор - 5-10 / неорганический ускоритель твердения - 7,5-15.
Таким образом, реализован основной принцип поверхностной модификации минерального наполнителя, способствующей повышению его поверхностной реакционной способности и степени сродства с компонентами реакции. Присутствие ПАВ предотвращает агрегацию высокодисперсных частиц наполнителя и стабилизирует его свойства, а сам он становится носителем ПАВ.
Наивысший результат можно получить, например, при таком же соотношении компонентов добавки при измельчении в энергонапряжённых помольных агрегатах. Такой же вывод напрашивается при рассмотрении патента РФ N 2382004 "ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ". Материалы: Активный кремнезём/и микронаполнитель + пластификаторы = Микрокремнезём + нафталинформальдегидный (НФ), или нанокремнезём+ меламинформальдегидный или зола-унос + поликарбоксилатный (ПК) или метакаолин+лигносульфонатный (ЛС) или гранулированный доменный шлак+ (ПК+ЛС) или + (НФ+ЛС), а также микронаполнители: молотые известняк, доломитизированный известняк, доломит подвергаются принудительному смешению до насыпной массы 650кг/м3. Несомненно, интенсификация ОМД лежит в активации компонентов.
Комплексные и полифункциональные добавки для строительных смесей прочно вошли в повседневную строительную практику, можно рекомендовать их к применению, как для ССС на портландцементе, так и на глинозёмистых цементах с применением новых технологий их предподготовки.

Вера Кузьмина kuzminavp@yandex.ru

Подводя итоги обсуждения высказываний участников круглого стола, хочу поблагодарить всех участников за участие в работе и представленную информацию. Переходя к технической стороне вопроса, следует подчеркнуть, что при производстве алюминатных ССС наибольший экономический и технический эффект достигается при применении механоактивированных органоминеральных комплексных добавок (ОМД) и цементных премиксов с полифункциональной комплексной добавкой, состоящей из двух и более механоактивированных целевых добавок различных классов. Полученный механоактивированный премикс и/или ОМД перемешивают в любом типе смесителя с оставшейся частью рецептурного цемента, затем сухую строительную смесь, в т.ч. цветную, изготовляют по стандартному заводскому технологическому циклу.
Эффективность использования механоактивированных премиксов была опробована в промышленных условиях на Щуровском заводе ЖБК и СД Московской железной дороги (Патент на изобретение N 2182137 "ССС и способ ее получения" с приоритетом от 03.02.2001 г.).
Оценивая результаты исследований, можно сделать вывод о целесообразности расширения ассортиментного ряда CCC за счёт производства алюминатных строительных смесей.
Запуск одного или двух дополнительных помольных модулей с механоактиватором в составе традиционного завода, производящего ССС, позволяет решить ряд задач предподготовки компонентов вещественного состава смесей, а также альтернативных материалов, органоминеральных добавок и премиксов с комплексными функциональными добавками. Экономически целесообразно выпускать для собственного производства высококачественные механоактивированные премиксы с комплексными функциональными целевыми добавками. Особенно выгодно подвергать механоактивации функциональные добавки: супер- и гиперпластификаторы, эфиры целлюлозы и крахмала, редиспергируемые полимерные порошки, синтетические сухие латексы. Применение механохимических технологий экономически и технически эффективно для всех компонентов вещественного состава сухих строительных смесей. Механоактивация функциональных добавок снижает водопотребность механоактивированного цемента на 40% и увеличивает активность цемента в 2,5 раза, что создает технические предпосылки для эффективного использования местных активных тонкомолотых минеральных добавок взамен вяжущего вещества в составе алюминатных ССС. Только дополнительная технологическая операция механоактивации суперпластификатора С-3 перед механоактивацией премикса для ССС повышает прочность цемента на марку. Механоактивация добавок различного назначения позволяет увеличить их рабочую поверхность в несколько раз, повысить их химическую активность в такой степени, что показатели качества ССС на их основе улучшаются на 15% по сравнению со смесями на традиционных импортных добавках аналогичного назначения. Актуален возврат к некоторым разработкам прежних лет на новом уровне развития технологии и техники.
Оценка экономической эффективности применения альтернативных материалов взамен алюминатных цементов (ГЦ-40, ГЦ-50, ВГЦ) возможна в каждом конкретном случае, с точным подсчётом удельных затрат на финансирование работ и внедрение в перерасчёте на технический результат, достигнутый в результате модернизации производства и внедрения новых материалов. Это может быть натриевый бентонит при стоимости 50 тыс.руб./тн. При незначительном его расходе и правильной технологии введения, а может быть реактивный кремнезём за 18 тыс.руб./тн. Все зависит от того, какой результат необходимо получить и на каком строительном объекте. Цена вопроса?

Евгений Беляев info@spsss.ru

ПОДВОДЯ ИТОГИ РАБОТЫ КРУГЛОГО СТОЛА, следует отметить, что применение альтернативных материалов взамен части рецептурного глинозёмистого цемента в ССС имеет стратегическое значение для увеличения собственного объёма производства специальных смесей при снижении их себестоимости.
Промышленный объём производства альтернативных материалов освоен, что создаёт основу для их промышленного применения в строительных алюминатных смесях в сочетании с комплексными функциональными добавками, преимущественно пятого класса - органоминеральными.
В качестве альтернативы алюминатным цементам могут быть использованы активные добавки и геополимеры: реактивный глинозём, высокоактивный метакаолин (ВМК), тонкодисперсный и аморфный кремнезём, натриевый бентонит, опока активная, гранулированный доменный шлак, глинозёмистый шлак, алюмоферритный клинкер, шлак от производства ферротитана, сталерафинировочные шлаки, обожженные алунитовые породы.
В обсуждении вопроса применения альтернативных материалов в алюминатных смесях приняли участие не все ведущие игроки рынка, однако разговор выявил новые тенденции развития отрасли, позволил узнать много интересного о самих участниках и направлениях развития производства ССС на их предприятиях.
Надеюсь, что материалы круглого стола, проведённого по инициативе нашего эксперта, Академика АРИТПБ, к.т.н. Кузьминой Веры Павловны, заинтересуют, как производителей, так и потребителей сухих строительных смесей, в том числе алюминатных. В ближайшем будущем другие темы для публичного обсуждения могут быть вынесены на повестку дня. Желаю всем удачи!

Документы

Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован