арх / Новый документ в формате RTF (5)

Сухие строительные смеси Почти любая строительная площадка в Европе или Северной Америке отличается порядком и чистотой и может служить образцом высокой культуры производства. На стройплощадку привозят сухой, классифицированный и расфасованный песок, цемент в мешках или «биг-бэгах», а также сухие смеси различного назначения в стандартной упаковке. И только в России, Монголии и некоторых «странах третьего мира» продолжают готовить строительный раствор на стройплощадке из исходных компонентов вместо того, чтобы использовать сухие смеси заводского изготовления. Сухие строительные смеси широко применяются всего лишь 15-20 лет, но за это время заметно приблизили строительство к точным технологиям. Изобретение и внедрение сухих смесей поднимает строительство на новую ступень, открывая многообещающие горизонты. Простые смеси (кладочные, монтажные и т.п.) облегчают работу строителя, а модифицированные смеси, кроме того, обеспечивают повышенное качество строительства и современный дизайн. Фасадные краски и тонкие штукатурки на основе полимерных вяжущих, безэмульсионные краски для внутренних работ, грунтовки глубокого проникновения, самовыравнивающиеся полы, гидроизолирующие смеси, клеи, смеси для огнеупорных составов и пенобетона - далеко не полный перечень продукции завода сухих строительных смесей. Мировое потребление сухих смесей еще несколько лет назад пробило планку 10 миллионов тонн в год и продолжает расти. Нельзя сказать, что Россия полностью в стороне от этого процесса. Рынок сухих строительных смесей дает работу десяткам тысяч специалистов. За последние годы у нас построено несколько десятков заводов. Но для нашей огромной страны этого совершенно недостаточно. По сравнению с Западной Европой, потребление сухих смесей на душу населения в России в 10-20 раз ниже. Это вызывает удивление, если принять во внимание значительный слой собственников, готовых вложить средства в высокорентабельное производство и порой не знающих, куда их направить. Заводы сухих смесей на сегодняшний день являются объектами беспроигрышных инвестиций. Образно говоря, владелец современного производства сухих строительных смесей при разумной организации дела заведомо обеспечил достойную жизнь не только себе, но и своим детям и внукам. Срок окупаемости капиталовложений при производстве модифицированных смесей не превышает восьми месяцев со дня выхода на проектную производительность (расчетная величина) и двенадцати месяцев - на практике. Отсутствие заводов сухих смесей в некоторых регионах России тем более удивляет, что отечественные машиностроители сделали все необходимое для удовлетворения потребности в высококачественном и недорогом оборудовании. Еще несколько лет назад мы полностью зависели от инофирм (прежде всего, финских и немецких), которые диктовали заведомо завышенные цены на оборудование для производства сухих смесей. Сегодня в России производится оборудование, не уступающее по качеству и надежности западным аналогам, но значительно менее дорогое. Инофирмы были вынуждены снизить цены на нашем рынке в полтора -два раза. Но и в этих условиях российское оборудование втрое дешевле иностранного при той же производительности и качестве. Чтобы не быть голословным, приведу несколько цифр. Московские машиностроители, работающие в содружестве с Научно-производственным центром «Стройтех», предлагают оборудование для производства сухих смесей по следующим ценам: - при производительности 7,5 тонн в час модифицированной смеси (15 т/час простой смеси, или «гарцовки»): 350 тысяч евро с НДС, шеф-монтажом, пусконаладочными работами и обучением; - при удвоенной производительности (15 т/час модифицированной смеси или 30 т/час «гарцовки») цена составляет 400 тысяч евро. Аналогичное предложение из Финляндии сегодня оценивается в 900 тысяч евро (без НДС, пусконаладочных работ и таможенных издержек). Легко подсчитать, что финский вариант в 3 раза менее выгоден. А если к этому добавить дороговизну запчастей и сервисных услуг, становится очевидной неперспективность сотрудничества с инофирмами. В названные цены входит оборудование для классификации песка, дозирования, смешивания, расфасовки готового продукта и очистки воздуха. Сверх того, необходимы агрегаты для сушки и транспортировки песка и металлоконструкции для хранения песка (четыре фракции), известняковой муки и вяжущих (цемента, извести, гипса). В итоге реальные затраты составляют 500-600 тысяч евро при покупке российского завода и 1,5-1,8 миллиона евро, если приобретать зарубежное оборудование. Правомерен вопрос: могут ли российские производители на равных конкурировать с западными фирмами не только по цене, но и по качеству продукции? Ответ однозначен. Наше оборудование конкурентоспособно, если при его разработке и изготовлении всесторонне изучен опыт ведущих инофирм с их богатейшими традициями. Такой путь развития отечественной стройиндустрии мы называем оптимальным. Именно так действуют предприятия, входящие в НПЦ «Стройтех» и сотрудничающие с ним. В основе их успеха беспроигрышное правило: металлоемкие элементы оборудования делаем сами, а наукоемкие - вначале покупаем у лучших западных фирм и затем шаг за шагом учимся воспроизводить их на своей производственной базе. Двигаясь этим путем, российские предприятия достигли высокого качества оборудования и на равных конкурируют с лидерами мирового рынка. Обречены на неудачу попытки некоторых предпринимателей удержаться на рынке без учета передового опыта. В лучшем случае они могут предложить второсортное оборудование, не пригодное для изготовления модифицированных смесей. Из типичных ошибок, допускаемых при попытках удешевить оборудование, упомянем неоправданное увлечение вибрационными устройствами. Использовать их в смесителях недопустимо, а в системах транспортировки модифицированных смесей не рекомендуется во избежание расслоения готовой смеси. А теперь несколько слов о составе современного завода сухих строительных смесей. В нем четыре основных технологических передела: классификация песка, дозирование, смешивание и расфасовка. Песок должен быть высушен до уровня остаточной влажности (0,1%), его нужно где-то хранить, равно как и вяжущие (цемент, известь, гипс). Кроме того, нужно удалять пыль, неизбежно образующуюся при приготовлении и расфасовке смеси. Поэтому, наряду с основным оборудованием (классификатором, дозаторами, смесителем и фасовочными автоматами), необходимо вспомогательное (агрегат для сушки песка с транспортером и скиповым подъемником для подачи песка в силосы, силосы для хранения сухого классифицированного песка, вяжущих и добавок, циклоны для удаления пыли, компрессоры, системы электропитания и автоматического контроля). Основное оборудование завода сухих смесей должно обеспечивать высокую точность классификации, дозирования и расфасовки, а также однородность смеси. Для этого были изобретены специальные устройства, существенно отличающиеся от более простых (например, применяемых в бетоносмесительных установках). Классификатор Могенсена - шведское изобретение. Его идея проста, как все гениальное. Автор предложил располагать сито не горизонтально, а наклонно, причем размеры ячеек должны быть в 1,5-3 раза больше размеров песчинок. Благодаря этому частички песка не застревают в сите. С той же целью сито оснащают вибратором. Смеситель для модифицированных сухих смесей представляет собой сложный агрегат, конструкция которого защищена многими патентами. Это центрифужный смеситель с горизонтальным валом и высокой скоростью вращения, при которой число Фруда (отношение центробежной силы к силе тяжести) достигает 6-9. В этом типе смесителя днище открывается по всей длине корпуса для полной выгрузки продукта после перемешивания, что необходимо для быстрого перехода от одного рецепта к другому. На боковой стенке корпуса смесителя установлены деагломераторы (напоминающие кофемолки), вращающиеся лопасти которых дробят комки, если те возникают при перемешивании. Для контроля за составом смеси и качеством перемешивания полезен пробоотборник с пневмоприводом. Невозможность использовать более простые устройства объясняется сложностью задачи: трудно получить абсолютную однородность смеси при столь разных объемах перемешиваемых компонентов. Ведь модифицирующие добавки, от которых зависят свойства смеси, составляют всего лишь 0,5-8% от всего замеса, причем ошибка в дозировании добавки на 0,1% может существенно изменить свойства смеси. Есть ограничения и по времени перемешивания, которое тем меньше, чем выше число Фруда (Fr). Так, при объеме смесителя 0,65 м3 и Fr=8 время перемешивания 3 минуты, а при Fr=3 - уже 6 минут. В свою очередь, от времени перемешивания зависит производительность и срок окупаемости. Дозаторы для сухих смесей должны обеспечивать требуемое соотношение компонентов смеси с точностью не хуже 0,1% (1 кг на 1000-1500 кг). Это существенно точнее, чем в самых лучших бетоносмесительных комплексах, где 1-2% погрешности дозирования считается высоким показателем. Повышенные требования к точности заставляют усложнять конструкцию дозаторов. Песок и вяжущие компоненты (один за другим) дозируются по массе на одних и тех же бункерных весах. Для повышения точности каждый цикл дозирования состоит из подачи с высокой скоростью, подачи с низкой скоростью и паузы для измерения и выгрузки компонента. Применяются двух-скоростные шнеки и дисковые затворы с пневмоприводами. Бункерные весы и все тракты подачи компонентов изготавливаются в закрытом исполнении. Ответственным этапом технологического процесса является дозирование добавок, которые хранятся в бункерах объемом до 2,5 кубометров. Для автоматического дозирования добавок нужны такие же дозирующие шнеки и бункерные весы, что и для дозирования основных компонентов. Для упрощения дозирования могут применяться «премиксы» - комплексные добавки, которые нужно составлять заранее и затем смешивать с каким-либо минеральным компонентом. Для каждой рецептуры готовится свой премикс. Премиксы - весьма плодотворная идея. Премикс имеет объем, сравнимый с основными компонентами смеси. Поэтому его легче равномерно распределить в объеме смеси, чем простую добавку. Кроме того, некоторые фирмы пользуются премиксами для сохранения в тайне рецептов своей продукции, Фасовочные машины - последний этап на пути сухой смеси от сырья к складу готовой продукции. Как говорят немцы, «результат хороший - все хорошо». И за ошибку приходится платить тем дороже, чем ближе конец пути. Именно поэтому нельзя экономить на фасовочных машинах. Они должны быть самого высокого качества и обеспечивать заданный вес мешка с точностью не хуже 1-2%. То есть считается допустимым, если в 25 - килограммовом мешке содержится не меньше 24,5 кг и не больше 25,5 кг. Для этого нужно заполнять мешок в два этапа: сначала «грубым потоком» в мешок поступает основной объем смеси (около 90%), а затем «тонким потоком», с меньшей в 3-5 раз скоростью мешок дополняется до 98-100% от заданного веса. Причем сложность задачи усугубляется высокой скоростью всех операций. На заполнение одного мешка весом 25 кг отводится не более 5 секунд. В мешках по 25 кг продают модифицированные смеси. Простые смеси обычно фасуют по 50 кг. Производительность фасовочной машины - 300 мешков в час. Еще одно замечание. Оно заинтересует тех, кто ограничен в средствах и вынужден любыми путями снижать цену приобретаемого оборудования. В классической схеме завода сухих смесей все операции параллельны. Есть возможность сэкономить первоначальные затраты, если установить смеситель на тензометрические весы и последовательно выполнять операции дозирования и перемешивания. Но в этом случае производительность снизится примерно вдвое. Внешний вид современного завода сухих смесей показан на рисунке. Разновидности сухих строительных смесей Сухие строительные смеси подразделяются на простые и модифицированные. К простым относятся: монтажные (для монтажных и кладочных работ), штукатурные бездобавочные (для обычной штукатурки) и специализированные (для пескобетона). На профессиональном жаргоне эти виды смесей называются «гарцовкой». Но приобретать завод сухих смесей ради гарцовки не имеет смысла, т.к. затраты окупятся не раньше, чем через 4-5 лет. Поэтому промышленное производство сухих смесей чаще всего нацелено на модифицированные смеси. Завод сухих смесей производительностью 30000 тонн в год

Применяются модифицированные сухие смеси следующего назначения: гидроизоляционные, самовыравнивающиеся, клеевые, шпатлевочные и затирочные, грунтовочные, окрасочные, штукатурные, а также смеси для огнеупорных составов и пенобетона. Из этого перечня видно, что модифицированные смеси используются преимущественно для отделочных работ, которые составляют 35-40% от всего объема строительных работ. Модификаторы, или добавки, вносимые в смесь в небольших количествах (от 0,5 до 8% общего объема), радикально изменяют физико-химические характеристики смеси. В результате она приобретает новые, улучшенные эксплуатационные свойства. Эти новые свойства сухим смесям придает, в основном, метил целлюлоза - водорастворимый полимер со временем растворения от 5 минут до 2 часов (в зависимости от тонкости помола и химической модификации). Метилцеллюлоза сохраняет свои свойства после растворения в воде, повторного высушивания и диспергирования (измельчения). Главное свойство мети л целлюлозы - водоудерживающая способность, которая тем выше, чем дисперснес (мельче) порошок. Метилцеллюлозу называют модифицированной целлюлозой, поскольку целлюлоза обладает повышенной жесткостью и приобретает водоудерживающую способность и эластичность при реакции с эфиром, в результате которой нерастворимая в воде целлюлоза превращается в растворимый целлюлозоэфир, или метилцеллюлозу. Это открытие, сделанное в 1912 году специалистами немецкого химического концерна «Hochst», положило начало технологии модифицированных строительных смесей. Водоудерживающая способность, мягкость и термопластичность метилцеллюлозы придают материалу целый ряд полезных свойств. В течение 20-30 минут строительный раствор сохраняет пластичность при оптимальном водоцементном отношении. Благодаря медленному высыханию, исключается появление трещин. Увеличивается эластичность и предел прочности при сжатии, растяжении и изгибе. Повышается фиксирующая способность на различных поверхностях (бетоне, стали, пористых материалах), в том числе и на таких, с которыми цементный раствор склеивается плохо (дерево, пластмасса). Компенсируются деформации, возникающие из-за неодинакового линейного расширения основы и покрытия. Слой штукатурки или клея удается сделать значительно тоньше обычного. Все это расширяет возможности строителей и реставраторов и поднимает качество отделочных работ на значительно более высокий уровень. Роль метил целлюлозы как водоудерживающей добавки особенно заметна в цементосодержащих смесях. Для получения высококачественного бетона вода необходима в течение всего процесса твердения. Если воды недостаточно, снижается прочность бетона, а также его водостойкость и сцепление с основой. Метилцеллюлоза препятствует быстрому испарению воды и постепенно отдает се бетону в течение всего времени твердения. В микропустотах твердеющего раствора формируются полимерные пленки, которые выполняют армирующую роль и еще больше увеличивают прочность бетона. Все эти эффекты особенно ярко проявляются при нанесении отделочных материалов тонким слоем. Растворы, содержащие метилцеллюлозу, после твердения обладают повышенными гидрофобными (водоотталкивающими) свойствами. Благодаря этому возрастает морозостойкость внешних покрытий. Ведь разрушение материала происходит в результате многократной кристаллизации поглощенной влаги при оттепелях и заморозках, и оно тем меньше, чем более влагостоек материал. Поэтому высокое водопоглощение обычной фасадной штукатурки (20-30%) приводит к быстрому ее разрушению, в то время как штукатурка, модифицированная метилцеллюлозой, имеет водопоглощение 0,5-4% и потому значительно более долговечна. Гидрофобизирующие свойства метилцеллюлозы проявляются при работе с материалами, обладающими повышенной чувствительностью к воде. Так, введение добавок в гипсоизвестковые растворы позволяет применять их даже для внешней отделки, хотя обычно материалы из гипса при наружных работах не используются из-за низкой влагостойкости. Разновидности метилцеллюлозы применяются в кладочных, штукатурных и шпатлевочных растворах, плиточных клеях, гидроизоляционных и самовыравнивающихся составах, красках различного назначения. Для дальнейшего улучшения свойств этих материалов метилцеллюлозу можно применять в сочетании с редиспергируемыми порошками. Редиспергируемые порошки - вторая группа модификаторов сухих смесей. В водном растворе сухой смеси редиспергируемый порошок превращается в клеевую полимерную субстанцию, которая после высыхания оставляет эластичные мостики в порах наносимого на основу отделочного материала и на его границе с основой. Эти мостики имеют прочность на разрыв более 5 МПа, что обеспечивает высокую адгезию с основой штукатурки, шпатлевки или клея. Одновременно повышается эластичность при нанесении раствора на основу, а также влагостойкость и прочность на изгиб и истираемость. Важной характеристикой редиспергируемого порошка является минимальная температура пленкообразования, ниже которой полимерные частички теряют эластичность. Чем ниже минимальная температура пленкообразования, тем легче работать в холодное время года. Некоторые из редиспергируемых порошков дают возможность вести отделочные работы зимой без потери качества. Области применения редиспергируемых порошков те же, что и метилцеллюлозы. Кроме того, редиспергируемые порошки имеют специфические области применения как в виде добавок, так и в качестве самостоятельного вяжущего. Прежде всего это относится к материалам и конструкциям, подвергающимся перепадам температур или испытывающим высокие механические нагрузки. Например, эластичный клей необходим для наружной облицовочной плитки, фасадной штукатурки, плиточной поверхности подогреваемого пола. Он незаменим при наклеивании тяжелых обоев, при отделке и облицовке древесностружечных поверхностей и т.п. Редиспергируемые порошки входят в состав клеевых растворов для кладки блоков из ячеистого бетона и термоблоков. Метилцеллюлоза и редиспергируемые порошки - материалы дорогостоящие. В снижении их цены не заинтересованы химические концерны, поделившие этот рынок. Менее дорогие предложения (без потери качества) можно получить, если воспользоваться помощью высококвалифицированных консультантов. Наряду с метилцеллюлозой и редиспергируемыми порошками, применяют, хотя и значительно реже, другие добавки (пластификаторы, замедлители схватывания, гидрофобизаторы, пеногасители и т.д.). Профессиональный рассказ об этом можно найти в специальной литературе.