Химические добавки АО «Пигмент» для строительной индустрии
Андрей Перехрест, кандидат химических наук, руководитель Научно-технического центра добавок в строительные материалы, АО «Пигмент».
Аннотация
Стратегическим вектором развития АО «Пигмент» является расширение ассортимента и увеличение объема производства химических добавок в строительные материалы. Предприятие выпускает полимерные основы добавок в строительные материалы: полиметиленнафталинсульфонаты, поликарбоксилаты, меламино-формальдегидные суперпластификаторы, ацетоно-формальдегидные суперпластификаторы, а также комплексные добавки на их основе. За последние годы на АО «Пигмент» достигнут значительный прогресс в области синтеза полимерных основ добавок и производства комплексных рецептур.
Введение
АО «Пигмент» является многопрофильным химическим предприятием, обладающим 72-летним опытом выпуска химической продукции, в т. ч. тонкого органического синтеза. Предприятие признано одним из десяти наиболее динамично развивающихся химических предприятий РФ. В настоящее время предприятие выпускает широкий ассортимент продукции: пигменты, химические добавки в строительные материалы, стирол-акриловые дисперсии, лакокрасочные материалы, сульфаминовую кислоту, красители, оптические отбеливатели, присадки к бензинам, синтетические смолы, химическое сырье. В ассортиментном портфеле предприятия более 350 видов продукции.
Основная часть
Направление «Химические добавок в строительные материалы» является стратегическим для предприятия. В настоящее время данное направление представлено следующей продукцией:
- полимерные основы добавок в строительные материалы;
- готовые выпускные формы добавок для производства товарного бетона, ЖБИ, строительных растворов на основе полимеров собственного производства;
- химические добавки для производства изделий из гипса (в т. ч. гипсокартона);
- комплексные противоморозные добавки для товарного бетона, строительных растворов;
- интенсификаторы помола цемента.
Следует особо отметить, что в последние годы научными и производственными кадрами предприятия проведен большой объем работ по расширению ассортимента полимерных основ добавок в строительные материалы, внедрению в производство синтеза инновационных полимеров. Предприятие имеет возможности для производства добавок в строительные материалы в жидком и сухом виде.
Предприятие производит следующие полимерные основы добавок в строительные материалы:
- полиметиленнафталинсульфонаты (ПНС);
- поликарбоксилаты (ПК);
- меламин-формальдегидные иономеры (МФС);
- алифатические суперпластификаторы (АФ).
Предприятие традиционно производит ПНС для разных областей применения: диспергаторы красителей, производство бетонов и т. д. С 2015 года на предприятии проведен большой объем работ по модернизации производства ПНС, увеличению мощности производства (более чем в два раза), внедрению в производство новых марок. В качестве суперпластифицирующих добавок в бетоны на территории РФ и за ее пределами отлично зарекомендовали себя: «Кратасол Экстра», «Кратасол Экстра мА» (лауреат конкурса 100 лучших товаров России 2019 года), «Кратасол Экстра мБ», «Кратасол Премиум». Следует отметить, что предприятие для разработки новых технологий использует уникальную автоматизированную лабораторную установку синтеза ПНС (рис. 2).
На предприятии разработаны и внедрены оригинальные технологии стадий синтеза ПНС: сульфирования и поликонденсации. С 2017 года на предприятии налажено серийное производство кальциевой соли ПНС для производства гипсокартона «Кратасол Гипс Са» (с содержанием остаточного формалина менее 10 ppm). Благодаря совершенствованию технологии сульфирования, подбора оптимального молекулярно-массового распределения, внедрения инновационной технологии контроля синтеза на предприятии в 2020 году разработан и внедрен в промышленное производство «Кратасол Премиум». Данный продукт обладает высоким пластифицирующим эффектом, положительно влияет на набор прочности бетона. «Кратасол Премиум» обеспечивает повышение осадки конуса бетонной смеси от 4 до 22–24 см (при дозировке 0,4–0,5% по сухому веществу от массы цемента), при этом обеспечивается прирост ранней и марочной прочности на 8–10% в сравнении с бездобавочным составом.
АО «Пигмент» производит поликарбоксилатные основы добавок в бетоны с 2017 года. Значительные инвестиции были осуществлены в данное направление в период 2018–2021 гг., что позволило расширить ассортимент продукции, увеличить мощность производства более чем на 250%. В настоящее время предприятие производит водоредуцирующие поликарбоксилаты («Кратасол Flowcast», «Кратасол Flowcast NP»), поликарбоксилаты, регулирующие сохранность подвижности бетонной смеси («Кратасол Flowret» марки А, Б, В; «Кратасол Flowret Next»). Инсталляция высокоавтоматизированных современных схем синтеза, которые спроектированы с учетом собственного опыта, а также консультаций иностранных партнеров, позволяет гарантировать стабильность качества выпускаемой продукции. Следует отметить, что на предприятии создан парк емкостей хранения и усреднения выпускаемых поликарбоксилатов. Имеющийся ассортимент добавок позволяет конструировать добавки в зависимости от требуемых свойств бетонной смеси, бетона, особенностей используемых материалов. Так, сочетание поликарбоксилатов различной архитектуры, модификаторов, пеногасителей позволило получить комплексную водоредуцирующую добавку, обеспечивающую сохранность подвижности бетонной смеси на уровне 4 часов (рис. 1)
Рис. 1. Кинетика изменения подвижности бетонной смеси контрольного состава и бетонной смеси на основе «Кратасол ПК» марка Б (добавка на основе поликарбоксилатов «ТМ Кратасол»). При получении бетонной смеси использованы следующие материалы: цемент ПЦ 500 ДОН («Азия Цемент») — 350 кг/м3, гранитный щебень фракции 5–20 мм — 1050 кг/м3, песок (модуль крупности — 2,2) — 850 кг/м3. Температура бетонной смеси во время испытаний 24–26 оС
При этом значительный водоредуцирующий эффект гарантирует высокие прочностные показатели бетона в различные сроки твердения (рис. 2).
Рис. 2. Прочностные показатели бетона в различные сроки твердения на основе бездобавочного состава и состава на основе «Кратасол ПК» марка Б
Следует отметить, что накопленный опыт синтеза полимерных основ добавок в бетоны, создания рецептур готовых выпускных форм позволяет оперативно решать задачи производителей бетона. На рис. 3 представлен пример решения задачи обеспечения сохранности подвижности бетонной смеси при использовании мелкого песка (модуль крупности — 1,1).
Рис. 3. Кинетика изменения осадки конуса бетонной смеси на основе поликарбоксилатной добавки (распространенной на рынке РФ) и «Кратасол ПК» марка Б. Бетонная смесь получена на основе цемента ЦЕМ I 42,5 Н («Азия Цемент»), мелкого песка (модуль крупности — 1,1), гранитного щебня (фракция — 5–20 мм). Температура бетонной смеси во время проведения испытаний — 26–28 оС
АО «Пигмент» с 2015 года выпускает меламино-формальдегидный суперпластификатор «Кратасол МФС». Данный суперпластификатор является активным структурообразователем бетона, что обеспечивает высокие значения ранней и марочной прочности бетона, отсутствие воздухововлечения в бетонную смесь, высокое качество поверхности бетона на основе «Кратасол МФС» (рис. 4).
Рис. 4. Кинетика набора прочности бетона на основе «Кратасол МФС» (синий цвет) и аналога (красный цвет)
АО «Пигмент» наряду с возможностями по синтезу полимерных основ добавок в строительные материалы имеет большой опыт разработки и внедрения готовых выпускных форм на основе полимеров собственного синтеза. Так, при использовании системы «Кратасол ПФМ» и «Аэромикс» проведено строительство аэродрома в Сабуровке Саратовской области, при строительстве Амурского газоперерабатывающего завода использованы добавки «Кратасол ПФМ», «Кратасол УТ», «Кратасол Крио П», при строительстве стадиона «Ростов Арена» использована добавка «Кратасол Экстра» (фундаментные железобетонные плиты, балки для перекрытия трибун, железобетонная чаша стадиона), при строительстве жилых районов «Крутые Ключи» и «Кошелев Парк» в городе Самаре использованы добавки «Кратасол ПФМ», «Кратамикс», «Кратамикс Крио».
Особое внимание предприятие уделяет развитию направления по интенсификации помола цемента. С 2016 года предприятие выпускает интенсификаторы помола «ТМ Кратацем». Интенсификаторы помола «Кратацем» — комплексные продукты на основе поверхностно-активных веществ, иономерных полимеров собственного синтеза, модификаторов. Применение интенсификаторов помола «Кратацем» позволяет повысить производительность цементных мельниц на 10–30%, повысить текучесть цемента (соответственно увеличить скорость погрузки, выгрузки цемента, производительность линий упаковки цемента), повысить раннюю и марочную прочность цемента, снизить энергетические затраты на помол цемента на 10–20%. Технические специалисты АО «Пигмент» имеют опыт совместного со специалистами цементных заводов подбора оптимальной рецептуры интенсификатора помола цемента.
Заключение
Таким образом, за последние пять лет АО «Пигмент» достигло значительного прогресса в разработке, внедрении в производство полимерных основ добавок в строительные материалы, разработке и внедрении готовых выпускных форм добавок в бетоны, строительные растворы. Следует особо отметить успешную реализацию проекта по крупномасштабному производству поликарбоксилатов. При этом предприятие продолжает активно развивать направление «Производство добавок в строительные материалы». Так, с 2022 года планируется внедрение в производство химических добавок для сухих строительных смесей - сухих форм поликарбоксилатов (два базовых продукта), редиспергируемых полимерных порошков (три базовых продукта). Собственный научно-технический центр имеет обширный опыт решения сложных задач производителей строительных материалов. Также активно продолжаются работы по разработке поликарбоксилатных добавок. В 2022 году планируется внедрение в производство двух новых полимеров.
Время обновлять
По оценке экспертов, значительная часть российских подрядных строительных компаний, оказывающих услуги по изготовлению буронабивных свай, имеют на балансе изрядно изношенную технику.
Технология буронабивных свай (БНС) уже давно считается классической, но не устаревающей, так как эффективна в любых грунтах, в том числе и слабых, имеет высокую несущую способность и может использоваться в условиях плотной городской застройки.
Генеральный директор ООО «НПСФ «Спецстройсервис», к. т. н. Владимир Мишаков рассказывает, что преимущества БНС по сравнению с забивными сваями - это возможность изготавливать сваи любой длины и любого диаметра практически в любых грунтах без динамического воздействия на существующие здания. По технологии устройства их можно подразделить на сваи, устраивающиеся под защитой глинистого раствора; на сваи, устраиваемые под защитой обсадной трубы; на сваи, выстраиваемые с помощью шнека с проходным отверстием; а также на сваи, устраиваемые без выемки грунта типа Fundex. Широкое распространение буронабивные сваи в нашей стране получили, в том числе, добавляет эксперт, и благодаря хорошей нормативной документации, которая существует в России уже более 50 лет (задействована в СП 24. 13330.2011 и СП 50 – 102 – 2003).
Выбор конкретной технологии устройства БНС в основном определяется инженерно-геологическими условиями участка строительства, а также задачами, которые решаются на конкретных объектах в определенном регионе, поясняет главный инженер проекта ООО «ГЕОИЗОЛ» Андрей Бунак. При наличии достаточно большой толщи грунтов основания, не обеспечивающих восприятие заданных нагрузок от здания и сооружения, выбирается свайный фундамент, который передает основные нагрузки на «хорошие» грунты и уменьшит осадку здания. «Специалисты Группы компаний «ГЕОИЗОЛ» накопили большой опыт проведения работ по изготовлению буронабивных свай, по любой из технологий на глубину свыше 70 м., особенно в области устройства свайных оснований на слабых грунтах. В том числе, они использовались для создания надежных фундаментов таких знаковых объектов Санкт-Петербурга как ЗСД, МФК «Лахта Центр», набережная Макарова, Синопская набережная, при проведении капитальных ремонтов исторических набережных города. В настоящее время с использованием технологии буронабивных свай специалисты ГК «ГЕОИЗОЛ» возводят подземные паркинги на Марсовом поле, д. 1, литера А и во второй очереди бизнес-квартала «Невская Ратуша», фундамент под опоры Витебской развязки ЗСД, а также основание будущего путепровода в составе 8-го участка федеральной трассы «Таврида»», - добавил он.
Финансовый фактор
По мнению экспертов, в настоящее время главная сложность устройства БНС связана с устаревшей буровой техникой. Она еще активно используется в строительстве по экономическим причинам. Специалист по буровым установкам компании «СюйГун Ру» Игорь Мурашов отмечает, что на сегодняшний день парк буровых машин российских компаний состоит из старых европейских машин 00-х или начала 10-х годов. «Как правило, эта техника была приобретена до глобального подорожания курса валюты. В настоящее время подрядчики обновляют свой парк буровых, но не так активно, как это было, к примеру, в начале олимпийских строек в Сочи. Однако прогресс не стоит на месте и каждый год модернизируются старые модели или выходят совершенно новые с более высокой производительностью, более экономичные и с автоматизированными функциями. Поэтому чтобы быть на пике технологий и не тратиться на ремонты лучше постепенно обновлять машину через 3-5 лет, как это принято в Европе и Китае. А вызвать специалистов для обслуживания и ремонта буровых XCMG можно более чем из 40 сервисных центров в России, которые расположены почти во всех крупных городах»,- рассказал представитель компании.
В России многим строительным компаниям действительно финансово сложно обновлять парк строительной техники каждые 5-6 лет, считает главный механик ООО «УМ Геоизол» Руслан Омаров. «По моим оценкам, около 90 % российских подрядных компаний, оказывающих услуги по изготовлению буронабивных свай, имеют на балансе изрядно изношенную технику, требующую постоянных ремонтов. Как правило, в большинстве случаев новые машины приобретаются в лизинг или кредит. Только очень крупные, единичные компании могут позволить себе покупку буровой установки средней стоимостью 140-160 млн рублей без рассрочек»,- отмечает специалист.
Еще 5-7 лет назад, добавляет Руслан Омаров, многие компании стремились перевести содержание и обслуживание своей техники на аутсорсинг. В данный момент компании пошли в обратном направлении и стали развивать собственные ремонтные подразделения. Дело в том, что сервисные центры некоторых крупных производителей техники недостаточно большие, чтобы покрыть потребности рынка, темпы ремонта у них очень низкие. Можно ждать 1-2 недели, пока освободится инженер, а в это время у строительной компании простаивает объект. Поэтому, для подрядной компании во всех смыслах выгоднее «вырастить» штатных механиков, способных оперативно устранять неисправности оборудования. Например, у компании «УМ Геоизол» в штате 15 высококвалифицированных механиков.
К сожалению, кроме сложностей с финансами, резюмирует Владимир Мишаков, у некоторых строителей часто отсутствует культура производства и несоблюдение требований нормативных документов к технологии изготовления свай, что часто приводит к аварийным ситуациям. «В частности, можно вспомнить, например, реконструкцию набережной Обводного канала, когда вместо положенной пробки в 2 -3 м (в текучепластичных суглинках) при выемке грунта шнеком из обсадной трубы грунт извлекался с перебором и произошла значительная осадка рядом расположенного электрокабеля на 110 киловольт, что могло привести к обесточиванию нескольких районов города. Также вспоминается неправильно устройство свай, с использованием бетонирования по полому шнеку при строительстве подземной части ТК Галерея, около Московского вокзала. При излечении шнеков происходил перебор грунта (в шесть раз по сравнению с объемом свай) и в результате окружающая застройка села более чем на 250 мм и два здания по Лиговскому проспекту пришлось разобрать. Кроме того, сели пути Московского вокзала и подземный переход метро. Данные работы выполнялись известной иностранной фирмой, не имеющей опыта деятельности в наших специфических грунтах. Заканчивала их у дома Перцова наша организация «Геострой» без всяких нареканий»,- подчеркнул он.
Мнение
Игорь Мурашов, специалист по буровым установкам компании «СюйГун Ру»
Основными определяющими факторами для выбора буровой машины является геология участка работ, а так же необходимый диаметр и глубина сваи по проекту, применение обсадных труб и др. Наша компания ООО «СюйГун Ру» официальный дистрибьютор китайского концерна XCMG в России представляет линейку из 20 моделей буровых машин с крутящим моментов ротора от 80 кН/м до 793 кН/м и множеством вариантов комплектаций для удовлетворения любых требований заказчика. Машины могут работать по технологии с штангой келли и обсадным столом, непрерывный шнек CFA, пенвмоударное бурение DTH. В отличие от европейских производителей, китайский бренд XCMG предлагает машины собранные из тех же комплектующих, но по более привлекательной цене. В прошлом году вышла новая серия буровых машин XCMG “E”, они будут постепенно заменять предыдущее поколение “D”. В новых моделях установлены современные мощные и экономичные дизельные двигатели, усилен портал мачты и сама мачта, имеется ряд автоматических функций: подъем мачты, возврат на точку бурения, автоматический сброс, возврат на ранее выставленные обороты двигателя после паузы в работе и др.
Инженерно-экологические изыскания в условиях большого города
В Петербурге растет спрос на инженерно-экологические изыскания. Они требуют от специалистов-изыскателей, учитывая своеобразие города, особо профессионального подхода к оценке возможных рисков.
Инженерно-экологические изыскания являются обязательным этапом подготовительных строительных работ. Они проводятся в комплексе с другими необходимыми предварительными исследованиями объектов и территорий. В канун Дня эколога (5 июня) мы решили уделить внимание непосредственно экологической составляющей таких изысканий и особенностям таких экспертных работ в Петербурге.
В нашем городе сложная градостроительная ситуация, обусловленная наличием множества зон с особыми условиями использования территории (ЗОУИТ), в том числе сложившейся исторической застройки, отмечает генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николай Олейник. Это дает свою специфику инженерно-экологическим изысканиям. В частности, самую большую площадь среди ЗОУИТ, накладывающих ограничения на застройку, на территории Петербурга и Ленинградской области занимают водные объекты. К примеру, река Нева сама по себе является, в том числе поверхностным источником водоснабжения, обладает рыбохозяйственной значимостью. Также при проведении инженерно-экологических изысканий должно учитываться наличие в городе аэропорта и его приаэродромных территорий. Для некоторых районов Петербурга это имеет особое значение при проектировании. Безусловно, нельзя забывать и об исторической застройке. Большая часть зданий и сооружений в историческом центре и за его пределами обладает статусом объекта культурного наследия местного, регионального или федерального значения.
«По нашему опыту наиболее часто в условиях Петербурга востребованы инженерно-экологические изыскания необходимые при эксплуатации зданий и сооружений, а также при их сносе (демонтаже). Также часто выполняются работы по медико-биологическим исследованиям, гидробиологическим исследованиям, локальное обследование загрязнения грунтов и грунтовых вод, реже — запросы на редкие биологические исследования, например, по выявлению бактерий, оказывающих коррозионное воздействие на строительные материалы. В свете усиления государственного надзора в сфере соблюдения природоохранного законодательства можно с уверенность сказать, что инженерно-экологические изыскания являются востребованной и перспективной отраслью. Кроме того, особое значение для крупных компаний приобретает учет ESG-факторов, то есть того, как компания заботится об экологии при ведении бизнеса», — считает Николай Олейник.
Согласно критериям
В соответствии с СП 11-102-97, отмечает заместитель генерального директора по развитию АО «ПЕТЕРБУРГ-ДОРСЕРВИС» Анатолий Пичугов, полевой этап работ выполняется всегда, но его объем и состав зависят от стадии проектирования и строительства. Для выполнения полевых работ необходимы: газоанализаторы, радиометрические приборы, оборудование для измерения электромагнитного излучения, шума, вибрации, тепловых полей и др. Для опробования отобранных образцов почв, грунта, воды необходима сертифицированная экологическая лаборатория, оснащенная всем необходимым.
В целом стоимость инженерно-экологических изысканий, добавляет эксперт, формируется по сборникам цен на инженерные изыскания для строительства на основании объемов проведенных работ. Критерии выбора подрядчика: наличие допуска СРО и соответствующих специалистов в штате, опыт производства работ и успешного прохождения экспертизы раздела экологических изысканий для строительства объектов.
Руководитель отдела инженерно-экологических изысканий EcoStandard group Ксения Селифанова отмечает, что иногда в отчетах об инженерно-экологических изысканиях встречаются ошибки. Первый — человеческий фактор. Порой из-за недостаточного опыта неправильно либо неполноценно определяются виды и объемы работ. Сюда же отнесем недостаточно компетентное выполнение самих работ. Второй —давайте назовем «сюрпризом в процессе выполнения». Это когда все исследования были заложены правильно и соответствуют нормативной документации, но в процессе выполнения работ (как полевых, так и камеральных) обнаруживается необходимость выполнения дополнительных исследований, либо проектировщики внесли корректировки в исходные данные и не предоставили окончательного варианта изыскателям. К сожалению, такое часто встречается. Есть еще один фактор, который не совсем относится к ошибкам, но вызывает сложности на этапе приемки работ, — это разная трактовка нормативной документации», — резюмирует специалист.
Ксения Селифанова поясняет, что ценообразование инженерно-экологических изысканий состоит из нескольких пунктов: «Во-первых, транспортные расходы, включающие перевозку и амортизацию необходимого оборудования. Во-вторых, лабораторно-инструментальные исследования. Причем у большей части изыскательских организация нет своей лаборатории и все исследования уходят на подряд в аккредитованные лабораторные центры. В-третьих, покупка справочных материалов – т.е. справок из уполномоченных органов. Есть еще один пункт ценообразования, но он встречается редко. Это – покупка экспертных заключений по результатам лабораторно-инструментальных исследований. Для согласования в экспертных организациях стоимость услуг нужно подтверждать сметами по сборникам базовых цен. Причем довольно часто данные цифры рознятся с реальностью», – отмечает эксперт.
Мнение:
Николай Олейник, генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ»:
— На мой взгляд, решающим для заказчика должно являться то, сколько лет компания работает на рынке. Также обязательно нужно учитывать положительный опыт прохождения государственной и негосударственной экспертизы проектной документации и/или результатов инженерных изысканий. Безусловно, большим преимуществом является наличие у подрядчика собственной аккредитованной лаборатории либо налаженная связь с такими лабораториями. Для полноценной и оперативной работы кадровый состав изыскательской организации должен включать в себя специалистов по полевым и камеральным работам.