Новые бетонные технологии — основа снижения себестоимости товарного бетона
Рыночные отношения и жесткая конкуренция между производителями бетона на московском рынке требуют развития сильных конкурентных преимуществ, таких, как низкая рыночная цена при одновременном высоком качестве производимого бетона. На рынке сегодня требуется относительно дешевый бетон, сохраняющий свои свойства при перевозке и при этом соответствующий требуемым стандартам.
Технология производства бетона в Московском регионе в большей степени ориентирована на бурно развивающееся монолитное домостроение. В связи с повышенными требованиями к качеству товарного бетона со сравнительно низкой ценой появилась необходимость новых технологических решений. Применение недорогого, низкосортного сырья может позволить получить демпинговую цену на рынке, но только не высокое качество продукции. От внедрения новых технологий в производство зависят конкурентные преимущества производителя бетона, его устойчивая позиция на рынке, и, следовательно, выбор заказчика в его пользу.
Свойства бетона, связанные с современной технологией бетонных работ, не могут быть достигнуты без химических добавок, а многие строительные задачи могут решаться только при их использовании.
Производителям бетона хорошо известен «Суперпластификатор С-3» (на основе нафталино-формальдегидной смолы), с помощью которого можно получить литые бетоны с пониженным водоцементным отношением. Эти добавки являются поверхностно-активными веществами, уменьшающими поверхностное натяжение воды, которая после соединения с цементом и минеральными составляющими находится в контакте со всеми компонентами бетона. В результате этого увеличивается их подвижность, и бетон становится пластичным.
Применение «Суперпластификатора С-3» позволяет экономить до 15% цемента, заменяя его более дешевыми заполнителями. Эти свойства обусловили его широкое применение при производстве бетона. Преимуществом этой добавки является возможность сбережения цемента, быстрый рост прочности, высокая стабильность бетона, низкие водоцементные отношения при высоких подвижностях бетонной смеси. Недостатком С-3 является ограниченное время сохранения реологии бетонной смеси, большой расход добавки.
Исследования рынка показали, что в 80% случаев в производстве бетона применяется «Суперпластификатор С-3», а в 20% случаев еще 3–4 добавки отечественных производителей.
Западные производители давно и успешно используют более широкий спектр добавок не только для получения заданных свойств смесей, но и для снижения себестоимости их изготовления.
Суперпластификаторы нового типа — поликарбоксилаты (эфиры поликарбоцепных полимеров)
Одной из проблем, с которой столкнулись строители при переходе на монолитное домостроение, стала доставка бетона от изготовителя до потребителя с сохранением необходимых свойств. В настоящее время большинство монолитных конструкций сооружается с использованием товарного бетона. Наиболее важным требованием к нему в условиях городских пробок является сохранение неизменной подвижности бетона после его доставки на стройплощадку в течение 100–180 минут.
Сегодня транспортирование бетона производится автобетоносмесителем, обеспечивающим постоянное перемешивание. Повышение сохраняемости требуемой подвижности смеси до 2–3 часов может достигаться использованием химических добавок-модификаторов нового типа — поликарбоксилатов.
Принцип их работы заключается в том, что поликарбоксилаты адсорбируются на поверхности цементных зерен и сообщают им отрицательный заряд. В результате этого цементные зерна взаимно отталкиваются и приводят в движение цементный раствор, а также минеральные составляющие. Чем длиннее цепи, которые создают молекулы суперпластификатора, тем интенсивнее это отталкивание. Эффективность пластификации становится более высокой, а ее действие продлевается при постоянном перемешивании. Длительность пластификационного эффекта поликарбоксилатов как минимум в 3–4 раза больше, чем при применении обычных суперпластификаторов, за счет большой длины молекул поликарбоксилатов.
Поликарбоксилаты можно применять для классических бетонных смесей классов В20–В55 подвижностью от П2–П5 с более низким содержанием цемента, чем при применении классических суперпластификаторов.
Применение новых добавок на основе поликарбоксилатов позволяет получать самоуплотняющиеся бетонные смеси высокой подвижности и сохраняемости, что практически невозможно при применении обычных суперпластификаторов.
Преимуществами самоуплотняющихся бетонов является их высокая текучесть, позволяющая полностью заполнять форму, высокое качество поверхности, быстрый набор прочности (через 3 суток — 60–80%), что делает такие бетоны незаменимыми при скоростном монолитном строительстве. Самоуплотняющиеся бетоны нельзя подвергать вибрации, так как это приводит к расслоению смеси.
Бетоны, изготовленные по хорошо составленным рецептурам и с применением поликарбоксилатов, имеют и при высокой текучести лучшие физико-механические свойства по сравнению с бетонами, полученными с применением традиционных суперпластификаторов.
Недостатоком поликарбоксилатов является их относительно высокая стоимость, вследствие чего их применение на низких марках бетона экономически неоправдано.
Приготовление самоуплотняющихся бетонов класса В45 и выше должно производиться только на автоматизированных бетонных заводах, на которых есть квалифицированный и опытный обслуживающий персонал, а также возможность для точного дозирования и регистрации изменения влажности песка.
Поликарбоксилаты в России в настоящее время не выпускаются. На некоторых отечественных предприятиях осваивается технология получения поликарбоксилатов, так как они являются основой технологического прорыва в строительстве.
За рубежом такие добавки получили широкое распространение. Их производят такие известные фирмы, как DEGUSSA, MAPEI, SIKA, KAO.
Бесплатный технологический сервис
Внедрение и сопровождение добавок требует привлечения к процессу проектирования бетона квалифицированных специалистов-технологов. Как правило организации, торгующие добавками, заинтересованы в расширении собственной клиентской базы, но не располагают резервом специалистов, которые могли бы обеспечить технологическую поддержку.
Мы считаем, что внедрение таких добавок в России должно производиться с бесплатным технологическим сервисом, предусматривающим разработку составов бетонной смеси с применением поставляемых добавок, по которым работают предприятия. Сервисная технологическая помощь обеспечивается договорными отношениями при покупке добавок.
Целью создания технологического сервиса является:
- разрешение технологических проблем, связанных с подбором бетонных смесей с применением поликарбоксилатных добавок;
- получение экономической эффективности применения добавок на данном производстве и управление реологическими характеристиками товарного бетона;
- анализ и обобщение опыта внедрения и эксплуатации добавок различными предприятиями.
Бесплатный технологический сервис должен включать:
- выезд технолога на завод-потребитель;
- подбор составов бетона с требуемыми реологическими характеристиками под конкретное сырье;
- выпуск партии смеси с подобранным составом под надзором технолога;
- «горячую линию» (телефонные консультации по проблемам применения добавок).
Экономическая эффективность применения
Несмотря на то что поликарбоксилаты дороже традиционных добавок, они находят все более широкое применение в технологии бетона. Такие добавки-модификаторы позволяют обеспечить высокое качество бетона и в широком диапазоне регулировать его свойства, однако при оценке целесо-образности их введения, замены ими традиционных дешевых добавок приходится оценивать достигаемый технический эффект, соизмерять его с необходимыми дополнительными затратами. На стадии изготовления бетона введение добавки позволяет удешевить его главным образом за счет снижения расхода цемента, перехода на другие, более дешевые марки вяжущих. При расчете экономической эффективности важно дифференцировать экономический эффект, обеспечиваемый добавкой за счет экономии других ресурсов, например, цемента в процессе производства, который влияет на себестоимость бетона и эффект, достигаемый при продаже бетона с качественно новыми характеристиками, а значит и с более высокой ценой. Оба эти эффекта через изменение себестоимости и цены на бетон должны активно влиять на прибыль и рентабельность предприятий-производителей.
Затраты на добавку состоят из удельной стоимости расхода добавки на 1 м3 бетонной смеси. Исследования показали, что для поликарбоксилатной добавки, например BPS BV-28 T/C, расход в жидком виде (24% раствор) для бетона классов В15–В40 составляет от 0,1 до 0,7% от массы цемента (Мц), приходящейся на 1м3 смеси, при получении подвижности П4–П5.
Затраты на добавку = Цх(0,1…0,7) х Мц,
где Ц — цена добавки с доставкой и внутрицеховыми расходами.
Экономический эффект от применения добавок определяется как разность стоимости бетонной смеси с добавкой и без нее.
В зависимости от целей применения эти добавки могут быть использованы или для экономии цемента без ухудшения свойств бетона или для повышения пластичности бетонной смеси и облегчения ее укладки.
В настоящее время в Московской области начинается производство поликарбо-ксилатов, составленных из отечественных и зарубежных компонентов, и их сертификация. Мы надеемся, что это должно существенно снизить цены на эти добавки и сделать экономический эффект от их применения еще более ощутимым.
| Автор: А. Г. Бублиевский, Я. Даберхут Дата: 14.08.2006 Журнал Стройпрофиль 5-06 Рубрика: бетоны и жби: технологии, оборудование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |