Эффективность региональных производств сухих строительных смесей (ССС) на основе местного сырья

Максимов Сергей Валентинович; Дербакова Екатерина Александровна

СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 553.6

С. В. МАКСИМОВ, Е. А. ДЕРБАКОВА

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕГИОНАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ (ССС) НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ

Проведён анализ итогов развития строительного комплекса Ульяновской области, показана особо богатая обеспеченность высококачественным природным сырьём и попутными продуктами для организации высокоэффективных производств ССС. •

Ключевые слова: строительные смеси, сухие смеси, местное сырьё.

Развитие строительной отрасли напрямую зависит от состояния промышленности строительных материалов в Ульяновской области, которая во многом обусловливает ценовую политику на рынке жилья.

За последние годы строительная индустрия заметно развивается, являясь одним из наиболее динамичных секторов экономики. Поэтому увеличение объёмов жилищного строительства -объективный показатель позитивных изменений в регионе. За 2005 год введено 288 тыс. кв. метров жилья, что в 1,8 раза больше уровня 2004 года. Повышение благосостояния населения области, рост уверенности в будущем позволили жителям построить за свой счёт и с помощью кредитов банков 675 домов площадью 117,6 тыс.кв. метров, что на 45% больше, чем в 2004 году, рис. 1.

а 350

О

а

0

1 300 £

и д

з <

250

50

ШёШ

щщ

гоаИИ

Ж

НИ

Щй

кШШ

2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г.

Рис. 1. Динамика ввода в действие общей площади жилых домов в Ульяновской области

Потребность в строительных материалах определяется из развития, прежде всего, жилищного строительства как доминирующей отрасли, и динамика её роста в области продолжается.

Повышенный спрос на строительные материалы, увеличение загруженности мощностей предприятий промышленности строительных материалов являются положительным фактором для развития отрасли стройиндустрии (табл. 1).

Таблица 1

Выпуск продукции предприятиями строительных материалов и стройиндустрии в 2005 году

Сборные железобетонный конструкции и детали 223,8 тыс. м" 103,9%

Кирпич строительный 175,2 млн усл. кирпичей 92,4%

Цемент 1216,2 тыс. тонн 85,4%

Листы асбестоцементные (шифер) 108,1 млн усл. плиток 105,5%

Мягкие кровельные материалы 26608 тыс. м2 102%

Линолеум 11064 тыс. м2 116%

С. В. Максимов, Е. А. Дербакова, 2007

В 2005 году введены в действие новые мощности промышленности строительных материалов на следующих предприятиях:

- ОАО «Завод КПД-2» - линия стационарных гидравлических поворотных стендов для производства стеновых панелей мощность 5 тыс. куб. м в год;

- ООО «Ульяновскшифер» - линия по производству асбоцементных труб мощностью 1200 усл. км в год;

- ООО «Стройпластмасс - СП»: после реконструкции производственного корпуса пущен цех по производству тротуарной плитки с ожидае-

мый объёмом 3,0 тыс. кв. м в месяц; создано 8 новых рабочих мест; открыта линия нанесения печатного рисунка на отделочную пленку ПВХ немецкой фирмы «Рамеш» мощностью 1 млн кв. м в месяц, создано 12 новых рабочих мест;

• - запущен Старомайнский кирпичный завод по производству высококачественного керамического кирпича марки 150-170 мощностью 10-12 млн штук в год. В настоящее время идёт отработка производства и технологии с целью улучшения качества выпускаемой продукции, промышленное производство началось в 2006 году. При пуске завода на полную мощность будет создано 75 рабочих мест.

Тем не менее в настоящее время стройинду-стрия не успевает за темпами строительно-монтажных работ. Анализ производимых в области строительных материалов указывает на дефицит, а по отдельным позициям - на полное отсутствие мощностей по их выпуску.

Из всего ассортимента строительных материалов наибольшее значение для потребителей имеют закупки строительного стекла, облицовочной керамической плитки и санитарно-технических изделий из керамики, минеральные утеплители, современные отделочные материалы. Поставки этой продукции из других регионов вызывают удорожание строительства.

В то же время минерально-сырьевая база области позволяет значительно расширить ассортимент выпускаемой продукции. Геологическая

■

древность территории Ульяновской области и особенности её строения обусловливают здесь наличие разнообразных минеральных богатств, происхождение которых связано с осадочными отложениями. Одни из них образованы миллионы лет назад древними морями, покрывавшими нынешнюю территорию области, другие - в более поздние периоды.

• Минерально-сырьевые ресурсы области разнообразны и по промышленной ценности имеют как федеральное (региональное) значение (нефть, сырьё для стекольной, цементной промышленности, фильтровальных порошков), так и местное (областное) - для выпуска строительной извести, силикатного и глиняного кирпича, щебня, бетона, торфа.

Ведущее положение в структуре минерально-сырьевых ресурсов Ульяновской области занимают стекольное, цементное, кремнистое и карбонатное сырьё, а также сырьё для грубой керамики.

Стекольное сырьё

Высококачественные стекольные пески поставляются крупнейшим стекольным заводам

России. С 1985 г. действует обогатительная фабрика проектной мощностью 300 тыс. т обога-

Л

щённых песков в год. В Ульяновской области находятся Ташлинское (стекольное сырьё) и Лукья-новское (формовочное и стекольное сырьё) месторождения кварцевых песков, являющимися крупнейшими в России сырьевыми базами.

Цементное сырьё

Запасы карбонатных пород (мела), глин и гидравлических добавок (опоки, диатомиты) для производства цемента в Ульяновской области практически не ограничены. Разведано пять наиболее крупных месторождений мела для производства цемента с суммарными запасами 380 млн тонн. Наиболее перспективные районы Ульяновской области - Сенгилеевский, Ульяновский, Майнский и Тереньгульский.

Кремнистое сырьё

По запасам кремнистого сырья (диатомитов) Ульяновская область занимает одно из ведущих мест в России, что даёт нам возможность называть себя Силиконовой долиной Старого Света или новой России. Промышленные запасы этого кремнистого сырья превышают 60 млн тонн. Из одиннадцати разведанных месторождений кремнистого сырья - шесть месторождений диатомитов (эксплуатируется одно - Инзенское) и пять месторождений цементного сырья.

Благодаря своим специфическим свойствам кремнистое сырьё рассматривается как минеральное сырьё многоцелевого назначения, что определяет их широкую перспективу использования.

Кремнистое сырьё разведанных месторождений может использоваться для производства теплоизоляционного кирпича.

Сырьё для грубой керамики

Разведано 30 месторождений кирпичного сырья, из них 3 месторождения эксплуатируются действующими кирпичными заводами. Сырьё только 8 месторождений пригодно для производства кирпича обыкновенного марок «75 -125» в естественном составе, без каких-либо добавок, причём естественная сушка сырца возможна только для сырья 5 месторождений. Сырьё всех остальных месторождений требует введения более или менее сложных добавок или искусственной сушки сырца. Кроме того, большая часть разведанных месторождений глинистого сырья так и перспективные участки поисков располагаются на пахотных землях.

Выпуск красного (глиняного) кирпича сосредоточен на ЗАО «Ульяновский комбинат стройматериалов» (до 92 % общего объёма производства), который разрабатывает Вырыпаевское месторождение глин с проектной мощностью

л ^

карьера 110 тыс. м . Добыча - 2,5 тыс. м~ в год.

В настоящее время единственным производителем лицевого керамического кирпича в области является кирпичный завод ООО «Интерстрой», разрабатывающий Старомайнское месторождение глин.

Ресурсы карбонатного сырья Разведанные промышленные запасы мела 18 месторождений составляют 76 млн тонн, из них 7 разведаны как сырьё для производства извести. Потребности области в известняковой муке для известкования кислых почв составляют 500 тыс. тонн. В области разведано 11 месторождений мела для известкования кислых почв с суммарными запасами 12 млн тонн. На 8 месторождениях действовали карьеры, на них вырабатывалась известняковая мука непосредственно на месте добычи мела предприятиями «Сельхозхи-мии». Потребности области в известняковой муке для известкования кислых почв составляют порядка 500 тыс. т в год.

В настоящее время все 8 карьеров не эксплуатируются. Средняя производительность карьеров в период их работы составляла 15-30 тыс. т в год. Пористые заполнители Сырьём для производства керамзита область обеспечена за счёт 3 действующих карьеров -(Сельдинское, Новоульяновское месторождения, месторождение «Елховый Куст») с общими промышленными запасами 19,2 млн м3, при этом есть перспективы выявления новых месторождений.

Сельдинское месторождение глин разрабатывает АО «Керамзит» (г. Ульяновск), Новоульяновское - ООО «Новоульяновскжелезобетон».

Запасами сырья все предприятия обеспечены на срок более 20 лет.

Сырьё двух месторождений глин (Русско-Мелекесское, Акшуатское) определено на пригодность для производства аглопорита. Одно из них (Русско-Мелекесское) обладает значительными запасами (5 млн м3), и сырьё его пригодно для производства аглопорита марки «700». • Ресурсы строительного камня

В области учтено 30 месторождений строительного камня, разведано с различной степенью детальности 12 месторождений с запасами порядка 31 млн тонн. Месторождения высокомарочного кварцевого песчаника типа Кучуров-ского в области практически выработаны; основная масса запасов строительного камня сосредоточена на месторождениях, где полезная толща представлена чередованием прослоев песчаника различной крепости с промежуточными прослоями, «пустой» породой - песок, диатомит. Разработка таких месторождений ос-

ложняется высокой глинистостью промежуточных «пустых» пород. Из песчаника кварцевого возможно получение щебня марок «400 - 800», из опоковидного производится щебень марок «200 - 400». Но наиболее перспективными, с менее сложными горнотехническими условиями разработки являются месторождения строительного камня переотложенного типа, где полезная толща представлена песчано-гравийно-галечно-валунной смесью. Из смеси таких месторождений можно получать щебень марок «300 - 600», в основной своей массе марки «400». Такой тип месторождений выявлен в южных районах области, а наиболее крупные - в Ульяновском, Те-реньгульском, Сенгилеевском районах.

С учётом вышесказанного и основываясь на данных карты «Минерально-сырьевая база твёрдых неметаллических полезных ископаемых Ульяновской области», можно сделать вывод, что на сегодняшний день местные сырьевые ресурсы используются не в полной мере (табл. 2).

Для перспективного развития промышленности строительных материалов, осуществления стратегического планирования в области расширения номенклатуры видов и увеличения объёмов производства продукции необходимо: ® провести обновление основных фондов предприятий промышленности строительных материалов с переходом на более высокий уровень их технического оснащения;

о обеспечить выпуск конкурентоспособных высококачественных материалов и изделий;

® добиться снижения ресурсоёмкое™, энергетических и трудовых затрат на изготовление продукции;

* повысить производительность труда за счёт максимальной механизации и автоматизации производственных процессов;

® обеспечить рациональное использование минеральных природных ресурсов и вовлечение в производство техногенных отходов различных отраслей промышленности;

• привлечь необходимые инвестиции для модернизации действующих производств, введения новых мощностей и их эффективной эксплуатации.

Приоритетные направления развития отдельных видов продукции промышленности строи-тельных материалов в области ориентированы на создание новых мощностей и модернизацию действующих предприятий, обеспечивающих строительную отрасль, на основе применения ресурсо- и энергосберегающих технологий, производством следующих строительных материалов, изделий и конструкций:

® высокоэффективных теплоизоляционных материалов на основе стекловолокна, перлитов, базальтов, диатомитов, пеностекла, изделий из минеральной ваты;

« новых типов вяжущих и цементов, не требующих тепловой обработки при производстве бетонных конструкций изделий;

* керамической, цементно-песчаной и металлической черепицы улучшенного качества; кровельных и гидроизоляционных материалов на основе атмосферостойких каучуков, полимерных мастичных составов, повышающих в 2-3 раза их долговечность и морозостойкость;

» эффективного керамического и лицевого кирпича, изделий из ячеистых бетонов, гипса, природного камня, пористой и другой строительной керамики, выполненной на базе переработки минерального сырья горнодобывающей промышленности;

® новых отделочных материалов: сухие строительные и декоративные растворы на синтетических связующих, облегчённых гипсово-

локнистых и гипсокартонных листов, быстрот-вердеющих мастик, линолеума и ковролина на экологически чистых основах, архитектурного, декоративного, закалённого стекла с откидными многослойными покрытиями, строительного триплекса.

Для эффективного развития промышленности строительных материалов необходимо комплексное использование добываемых природных ресурсов, в том числе отходов (отсевов дробления щебня). При производстве щебня из изверженных горных пород объём отсевов может достигать 25%, а из осадочных пород - превышает 45% от перерабатываемой горной массы. В связи с наметившейся тенденцией к потреблению нерудных строительных материалов более высокого качества количество отсевов неуклонно возрастает, что в основном относится к изверженным горным породам. К сожалению, систематический учёт объёмов отходов дробления никогда не проводился.

Таблица 2

Запасы и добыча минерального строительного сырья в Ульяновской области

Полезные ископаемые, Месторождения, уч- Добыча Месторождения и

единицы измерения тенные балансом за участки с разведан-

1999 г. ными запасами

все- в т. ч. запасы все- запасы на

го эксплуатируемых на 1.01. 2000 г. 1 го 1.01.2000 г.

*з Строительный камень, тыс. м 12 7 68585 45,1 24 23934,3

Песчано-гравийные материалы, тыс. м3 5 5 8605,6 76,0 11 3733,6

Пески строительные, тыс. м3 11 9 36258,2 210,3 10 66789

Сырьё для производства силикатных изделий, тыс. м3

А. Пески 5 4 108162,7 562,0 4 39192

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Б. Глины-пластификаторы 2 - 116 6 - — -

Пески для известково-песчаных блоков, тыс. м3 — - - - 2 670

Кирпичное сырьё, тыс. м3

А. Глины и суглинки 23 7 36419 9,2 12 38231

Б. Диатомиты 3 - 27810 - 9 113970

В. Трепелы - - - - 3 9280

Цементное сырьё, тыс. т

А. Мел 6 2 855826 4 1582,0 2 58500

Б. Мергели 1 - 2312 - 5 55050

В. Опоки, диатомиты 5 2 59307 177,0 5 70489

Г. Глины « 4 2 59859 295,0 4 46065

Мел для производства извести, тыс. т 10 4 77790,8 241,1 8 59862,2

Керамзитовое сырьё, тыс. м3 3 . 3 28367 33,0 1 2256

Аглопоритовое сырьё, тыс. м3 2 - 9456 — - -

Пески стекольные, тыс. т 2 1 148638 743,0 -

Пески для цементно-песчаной черепицы, тыс. м3 — - - - 1 1861

Минеральные пигменты, т - - - - 1 1210

!

По приближённым оценкам общий объём отсевов дробления, образующихся ежегодно на предприятиях по производству щебня (в Ульяновской области - это предприятие «Автодор»), составляет в настоящее время около 28-35 млн м . В настоящее время в отвалах скопились согни миллионов кубометров отсевов. Формируемые из отсевов техногенные месторождения в перспективе следует рассматривать как минерально-сырьевую базу производства мелких фракций щебня, песка и других видов продукции для строительной отрасли. В отечественной строительной промышленности в период наиболее интенсивного ведения строительных работ наблюдается дефицит железнодорожного транспорта. Перевозка такого дешёвого материала, как отсевы, на большие расстояния не рациональна. Поэтому их можно рассматривать только как местное сырьё. Целесообразно разделение отсевов на фракции, что повысит заинтересованность в них различных предприятий, увеличит стоимость и плечо рациональных перевозок. Выбор направлений использования отсевов требует комплексного изучения их свойств, включая оценку минералого-петрографического и химического составов, структурно-текстурных особенностей исходной горной породы, а также показателей, регламентируемых потребителями, в том числе удельной поверхности, дисперсности пылевидной составляющей, формы частиц, цвета, влажности, пористости.

Уже сформировались наиболее материало-ёмкие области использования отсевов дробления различных горных пород. В асфальтобетонных смесях отсевы используются как мелкий заполнитель. Однако сфера применения песков из отсевов дробления может быть значительно расширена. Зарубежный и ограниченный отечественный опыт свидетельствуют о перспективности применения узких фракций песков, которые могут использоваться в разных соотношениях. Получаемые оптимальные составы бетонов и растворов позволяют значительно улучшить качество готовой продукции, повысить надёжность и долговечность конструкций и изделий. К сожалению, в настоящее время большинство заводов не в состоянии складировать, а затем дозировать при производстве бетонов и растворов несколько фракций песка, но будущее, несомненно, за фракционированными материалами.

Имеется ряд сравнительно новых перспективных направлений эффективного использования отсевов дробления. К ним относятся: производство сухих строительных смесей (ССС), керамических материалов, ячеистых бетонов, ма-

териалов для фильтров, абразивных материалов, а также наполнителей для полимерной, лакокрасочной и резинотехнической промышленности. Требования, предъявляемые потребителями, различны и только детальное знание свойств материала из отсевов позволит производителям осваивать новые рынки сбыта. Производство ССС растёт быстрыми темпами. Однако по экспертным оценкам института ЦНИИОМТП, российский строительный рынок получает не более 25% требуемого объёма этой продукции. Одним из основных компонентов ССС является песок (кварцевый, полевошпатовый или из отсевов дробления). Как показал анализ требований потребителей, наиболее востребованными являются следующие фракции и их смеси: 0,63 - 1,25 мм; 0 - 0,63 мм; 0,315 - 0,63 мм; 0,16 - 0,63 мм. Затраты на песок, особенно в смесях без модифицирующих добавок, являются фактором, от которого зависит экономическая эффективность работы, предприятия. Производители декора-тивно-отделочных ССС заинтересованы в получении фракционированных песков из различных видов горных пород. В настоящее время этот востребованный продукт производится в незначительном объёме.

Таким образом, в Ульяновской области существуют все предпосылки для организации производства сухих строительных смесей:

1. Исследование рынка спроса, которое показало дефицит ССС, особенно отечественного производства.

2. Исследование сырьевой базы (пески, натуральные красители).

3. Наличие отходов от дробления щебня на предприятии «Автодор», которые необходимо рационально использовать при производстве сухих строительных смесей.

4. Наличие поставщиков цемента, так как в области цемент выпускается ОАО «Ульяновск-цемент» и ОГУП «Сенгилеевский цементный завод».

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

1. Минерально-производственный комплекс неметаллических полезных ископаемых Ульяновской области. - Казань : Изд-во Казан, ун-та, 2002. - 156 с.

2. Итоги развития строительного комплекса в 2005 г. //ulgov.ru/economy/industries/build/aninfo /442d0fd70ód66

3. Демьянова, В. С. Эффективные сухие строительные смеси на основе местных материалов / В. С. Демьянова, В. И. Калашников, Н. М. Дубошина и др. — М.: АСВ, Пенза: ПГАСА, 1999. - 181 с.

4. Козлов, В. В. Сухие строительные смеси / В. В. Козлов. - М.: ABC, 2000.

5. Харо, О. Использование отходов переработки горных пород при производстве нерудных строительных материалов / О. Харо, Н. Левкова, М. Лопат-ников, Т. Горностаева // Строительные материалы. -2003.-№9.-С. 18-19. •

Максимов Сергей Валентинович, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Строи-

УДК 624.139

тельное производство и материалы» УлГТУ. Имеет монографии, учебные пособия и статьи, изобретения и патенты в области строительных материалов.

Дербакова Екатерина Александровна, ассг/-стент кафедры «Строительное производство и материалы» УлГТУ.

С. В. МАКСИМОВ, B.C. ивкин, С. А. топтыгин

РЫХЛЕНИЕ МЁРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Прочностные и деформационные свойства мёрзлых грунтов зависят от: пористости грунта, его отрицательной температуры, общего содержания и расположения льдоцементных связей (льди-стости). Для замера прочности грунта в лабораторных и полевых условиях используют динамический плотномер ДорНИИ. Процесс разработки мёрзлых грунтов рекомендуется вести таким, рабочим органом, таким способом, при котором в мёрзлом грунте будут преобладать деформация разрыва (растяжения), так как сопротивление мёрзлого грунта резанию в 9 раз, а статическому вдавливанию в 21 раз больше, чем сопротивление грунта разрыву. Разработана новая конструкция газодинамического рыхлителя.

%

Ключевые слова: мёрзлый грунт, пористость, льдоцементные связи, плотномер, прочность, механическое воздействие, газодинамическое воздействие.

• Мёрзлый грунт представляет собой сложное четырёхфазное природное образование состоящее из:

1) твёрдых минеральных частиц;

2) льда - цемента, кристаллизующегося в порах и пустотах грунта;

3) незамерзшей и прочносвязной воды;

4) газообразных компонентов (пары, газы), находящиеся в порах и пустотах грунта.

Твёрдые минеральные частицы и мелкие обломки горных пород образуют минеральный скелет грунта, они неодинаковы по крупности, имеют различные размеры по разным направлениям и при одной и той же плотности грунта могут быть по разному в нём распределены и по разному ориентированы.

Частицы, составляющие минеральный скелет грунта, делятся по размеру на:

Кроме глин, песков, пылеватых грунтов, имеются грунты смешанного происхождения, которые именуются супесями (супесками), суглинками с гравелистыми и каменистыми частицами.

Пористость - характерное свойство всех грунтов, значительно влияющее на закономерности их сопротивления механическому воздействию. Вследствие неправильной формы и неодинаковых размеров минеральные частицы грунта прилегают неплотно, образуя промежутки - поры, повышающие деформативность грунтов. При сложении грунтов из частиц различной крупности пористость уменьшается в результате заполнения крупных пор мелкими минеральными частицами.

Основным признаком замерзания грунтов являются кристаллизация в их порах и пустотах льда. Процесс кристаллизации льда в порах грунта сопровождается смерзанием минеральных частиц грунта. Эти явления формируют новые свойства замерзших грунтов, отличные от свойств немёрзлых, причём первостепенную роль играет процесс цементации (спаянности) минеральных частиц льдом. Грунт превращается в сплошной и прочный монолит. Однако при повышении и понижении их температуры (даже в

Текст научной работы на тему «Эффективность региональных производств сухих строительных смесей (ССС) на основе местного сырья»