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.
Областная индустрия стройматериалов чувствует себя уверенно
Вопреки пандемии коронавируса индустрия производства строительных материалов в Ленобласти развивается вполне уверенно. Регион практически полностью покрывает свои потребности, а многие виды продукции поставляются в другие субъекты РФ.
«С» — значит «стабильность»
Статистические данные свидетельствуют, что производство стройматериалов в Ленобласти, несмотря на пандемию, не пошло на спад. Примечательно, что пока эксперты анализируют еще результаты первого полугодия 2020 года, а, как известно, самый сильный удар строительная отрасль получила весной — в апреле-мае, когда коронавирусная инфекция уже бушевала, но страна еще не адаптировалась к «новой реальности».
Тем не менее, по данным Петростата, в первом полугодии наблюдалась разнонаправленная динамика выпуска стройматериалов и общий тренд никак нельзя назвать негативным. Так, производство нерудных материалов, песка составило 6,8 млн куб. м, что соответствует показателям аналогичного периода 2019 года. Изготовление некоторых стройматериалов снизилось, но незначительно. Так, изготовление портландцемента и иных видов цемента упало на 2,4% — до 1,4 млн тонн, керамических плит и плиток — на 10,1%, до 7,7 млн кв. м, товарного бетона — на 16,1%, до 530,4 тыс. куб. м. В то же время производство других материалов выросло: керамического кирпича — на 9,8%, до 115,1 млн усл. кирпичей, гальки, гравия и пр. — на 11,6%, до 10,5 млн куб. м, железобетонных изделий — на 25,4%, до 487,1 тыс. куб. м.
Заместитель председателя Правительства Ленобласти Михаил Москвин подчеркивает, что стабильное положение индустрии стройматериалов — признак здоровья всего стройкомплекса региона. «Производство стройматериалов и комплектующих напрямую зависит от самой отрасли — объемов возведения дорог, домов, промышленных предприятий. Ленобласть обслуживает себя и Петербург — два региона, которые входят в пятерку лидеров по жилью в РФ. Поэтому производители в основном не испытывают сложностей со сбытом. Производители материалов всегда считались крепкими предприятиями с очень разнообразной продукцией», — говорит он.
Чиновник напоминает, что пандемия не остановила стройку в обоих регионах. «Поэтому мы не видим серьезного сокращения поставок. Конечно, завершение строительства стадиона на Крестовском острове, МДЦ "Лахта Центр" и скоростной дороги М11 повлияло на объемы производства цемента, песка, щебня, но спрос на жилье стабилен, объемы не падают, мы ждем начала реализации крупных дорожных проектов в агломерации», — подчеркивает Михаил Москвин.
Точки роста
Примечательно при этом, что индустрия стройматериалов региона продолжает развиваться и в области реализуется ряд инвестпроектов по созданию новых мощностей в разных сегментах рынка. По данным Комитета по строительству Ленобласти, в 2020–2021 годах планируется запуск ряда новых производств.
Так, намечено строительство промышленного комплекса по обработке и переработке кварцито-песчаников ООО «Ровское» в Подпорожском районе общей мощностью 500 тыс. куб. м в год. ЗАО «МАПЕИ» ведет в Волосовском районе реконструкцию завода по производству сухих строительных смесей общей мощностью 48,7 тыс. тонн. Продолжается модернизация Киришского ДСК (входит в СК «ЛенРусСтрой»).
Кроме того, в пос. Аврово Волховского района реализуется интересный инвестпроект ЗАО «Ладожский ДСК» по созданию завода по производству объектов жилого и промышленного назначения на основе нового конструкционного материала — массивных монолитных деревянных панелей и клееных деревянных конструкций. Мощность предприятия должна составить 167 тыс. куб. м, что позволит обеспечить возведение более 500 тыс. кв. м недвижимости в год. Планируемый срок завершения строительства завода — 2023 год.
Не только для себя
Михаил Москвин подчеркивает, что индустрия стройматериалов Ленобласти практически полностью обеспечивает потребности региона. «На 100% закрываем свои нужды по нерудным ископаемым, по базовым и стеновым. Наши застройщики предпочитают пользоваться местными изделиями. Это значительно сокращает стоимость и сроки транспортировки стройматериалов до площадки. В регион могут завозить металлические конструкции, как правило, из Череповца и, конечно, электронику — из-за рубежа. Но в целом мы самодостаточны», — говорит он.
При этом, как отмечает начальник сектора информационно-аналитического обеспечения стройкомплекса Комитета по строительству Ленобласти Дарья Федорова, достаточно большие партии различной продукции поставляются в другие регионы. «Объем производства стройматериалов имеет прямую зависимость от темпов строительства не только на территории Ленобласти, но и в регионах — крупнейших потребителях, в первую очередь — в Санкт-Петербурге. Ежегодно предприятия области поставляют на объекты города до 100 тыс. куб. м ЖБИ, до 200 млн усл. кирпичей мелкоштучных стеновых материалов, до 20 млн куб. м нерудных материалов, до 2,7 млн тонн цемента», — рассказывает она.
По данным Петростата, за 2019 год из Ленобласти в другие субъекты РФ было вывезено: 2,47 млн тонн портландцемента (79,8% от всего объема производства), 557,5 тыс. куб. м ЖБИ (59,3%), 6,89 млн кв. м керамической плитки (39,6%).
Мнение
Михаил Москвин, заместитель председателя Правительства Ленобласти: — Производство строительных материалов и добыча нерудных ископаемых находится на стыке строительного блока, ведомств, занимающихся недропользованием, и экономического сектора. Мы считаем, что эта сфера достаточно отрегулирована и важно не мешать игрокам рынка. Об этом говорит отсутствие дефицита стройматериалов в регионе. Мы находились в дискуссиях с разработчиками карьеров по поводу содержания дорог, по которым самосвалы возят песок и щебень, — эти дороги разбивались большегрузами. Но сейчас эта проблема решена, карьерщики или сами содержат дороги и восстанавливают полотно, или финансируют содержание.
Цифровой строительный контроль становится еще более востребованным
Пандемия коронавируса ускорила цифровизацию строительного комплекса. Такое мнение уже неоднократно высказывали как представители профессионального сообщества, так и отраслевые чиновники. В том числе, в этом году заметно вырос спрос на услуги цифрового строительного контроля. Работы в рамках него в значительной степени могут проходить в дистанционном формате, с минимальным очным контактом всех задействованных специалистов. Выбранные решения позволяют быстро и точно оценить качество возводимых объектов.
Скоростная цифровизация
За последние месяцы, рассказал порталу ASNinfo.ru основатель компании «Мобильные решения для строительства» Тимофей Татаринов, действительно значительно возрос спрос на цифровые продукты для строительного контроля среди компаний - технических заказчиков. «Генподрядные организации также проявляют интерес к возможности экономить, оптимизируя работу на строительной площадке за счет цифровых инструментов для стройконтроля. Пиковыми в этом году для нас стали октябрь-ноябрь: единовременно в работу по внедрению мы взяли десять пилотных проектов. В целом «Мобильные решения для строительства» сфокусированы не просто на автоматизацию, а на цифровую трансформацию функций строительного контроля и управления строительством в целом. Компания провела цифровую трансформацию строительного контроля на более чем 700 объектах в 37 регионах России и в 2 городах Казахстана»,- отметил он.
Генеральный директор ООО «Ирбис-инжиниринг» Евгений Лужин добавляет, что цифровизация строительного контроля позволяет ускорить процесс выдачи предписаний, выданных инженером строительного контроля подрядчикам, позволяет видеть все дефекты (замечания) в режиме online 24/7 на любом устройстве из любого места, где есть интернет. Это позволяет значительно экономить время при обмене информацией, высвобождая его для принятия важных управленческих решений. Кроме того, очень удобно и наглядно наблюдать график выдачи замечаний строительного контроля и их устранения. В программном комплексе «МРС СтройКонтроль» можно вести аналитику замечаний, чтобы знать, какие меры предпринимать для недопущения подобных ситуаций.
«В условиях пандемии, да и не только ее, очень удобно замечания выдавать дистанционно, с указанием конкретных мест в проектной документации на нужном листе, это видят все заинтересованные лица — генподрядчик, заказчик и т.д. Как показывает наша практика, всё больше и больше клиентов при запросе услуг строительного контроля или при формировании технических заданий, учитывают в требованиях использование на своих объектах программных комплексов по строительному контролю. Ну и конечно, чтобы цифровое приложение стало конкурентным преимуществом и эффективным инструментом в руках инженера строительного контроля, надо учить людей с ним работать. Чему мы в своей компании уделяем немало времени»,- подчеркнул он.
По словам регионального менеджера продукта PlanRadar в России Виталия Березки, сейчас в сферах строительства и недвижимости происходит скоростная цифровизация всех процессов – к этому вынуждает ситуация с пандемией и ограничениями. По нашему мнению, цифровизация и повышение эффективности работы – это основные тренды в строительстве и управления недвижимостью. «Пожалуй, наибольший интерес к новым цифровым продуктам наблюдается сейчас со стороны девелоперов. Переход застройщиков жилой недвижимости на проектное финансирование и «эскроу-счета», в значительной степени повлияли на ужесточение требований к качеству и срокам выполнения работ. Поэтому, применение инновационных решений, которые помогают сокращать сроки строительства, оперативно отслеживают дефекты и позволяют оптимизировать рабочие процессы и контроль этапов строительства – все это стало приоритетом»,- считает специалист.
По отдельности и сообща
Эксперты отмечают, что цифровой строительный контроль в настоящее время включает в себя множество различных опций, продуктов, решений. У заказчиков должно быть понимание, каким они его видят, какие задачи предстоит выполнить «цифре». От данных условий будет зависеть выбор технологического решения.
Начать нужно с того, поясняет коммерческий директор «СОДИС Лаб» Глеб Барон, что строительный контроль — не самоцельный процесс, а часть общего процесса строительства. «Сегодня на рынке существует множество решений для строительного контроля, но нужно учитывать, что большинство из них – «кусочные». Если провести аналогию,- продолжает он, - то в основном вся цифровизация в подобных решениях сводится к функционалу электронной записной книжки. Удобнее ли это, чем бумажная записная книжка? Безусловно. Но при подобном подходе упущен самый важный момент — с такими данными дальше ничего нельзя сделать. Строительной отрасли сегодня нужные полноценные сквозные решения с реальной автоматизацией процессов. Например, любые дефекты должны отображаться автономно, но при этом на BIM-модели они должны быть привязаны непосредственно к объекту. Это позволяет автоматически запускать в работу задачу по его устранению. То есть стройконтроль должен стать частью всего бизнес-процесса строительства. Отличительной особенностью Lement Pro как раз является то, что стройконтроль в нашем решении является частью общего процесса строительства. То есть пользоваться данными могут все участники проекта. Причём как внутренние, так и внешние».
По словам Тимофея Татаринова, главная особенность оцифровки строительных объектов непосредственно на стройке - необходимость применения максимально простых и удобных IT-решений, которые ускорят сбор данных с объекта, актуализируют их и сделают прозрачным управление качеством, объемами и сроками. «При выборе решения стоит обращать внимание на наличие команды внедрения и сопровождения: неважно приобретаете вы решение у интегратора или вендора напрямую - это ключевой показатель. ПО само себя не внедрит. Именно методология и опыт внедрений отличают качественные и эффективные IT-продукты для применения на стройке. Основной достаточный функционал для успешных систем цифрового строительного контроля - это работа программы на мобильных устройствах, возможность работы с актуальной проектной документацией как онлайн, так и оффлайн, с учетом специфики строительства, фотофиксация и локализация замечаний прямо на чертежах. А также создание предписаний в автоматическом режиме, назначение ответственных в программе, оповещения и пуш-уведомления»,- сообщил он.
Подстраиваясь под задачи
Цифровой строительный контроль предполагает выполнение множество задач, соответственно на рынке есть достаточно высокий выбор продуктов как специализированного, так более расширенного действия.
«Флагманский продукт компании МРС “СтройКонтроль” применяют при строительстве жилых комплексов 19 девелоперов из ТОП-100 РФ, а также при строительстве гражданских, инфраструктурных, транспортных, промышленных, нефтехимических объектов и на нефтегазовых месторождениях. Применение облачных программных продуктов “МРС” дает сокращение времени этапа приемки работ от 30%; доказанную экономию от 480 руб. с кв.м. (в жилищном строительстве); повышение эффективности работы строительного контроля от 30%; ускорение устранения нарушений и отработки предписаний до семи раз»,- рассказал Тимофей Татаринов.
По словам генерального директора Группы компаний «Эттон» Ефима Климова, регулярные изменения в законодательстве, локальных нормативных актах требуют адаптации функциональных возможностей системы, поэтому важным параметром системы является возможность расширения архитектуры. «Базовые задачи, решаемые системой «Строительный контроль», которую разработала компания «Эттон» – это доступ к актуальным данным о производимых на объектах работах, автоматическое заполнение форм документов, анализ производительности труда. Поскольку система предназначена для обработки больших объемов данных нужно предусматривать наглядное представление данных, понятную структуру и логичную навигацию. Модулем «Строительный контроль» от компании «Эттон» пользуются службы технического надзора регионов России»,- добавил он.
Как сообщил региональный директор направления «Технологии для строительства Тримбл РУС» Денис Купцов, ключевой программный продукт Tekla Structures, позволяет создавать модели, проработанные от сварки в металлоконструкциях, болтовых соединений до мельчайших деталей в железобетонных изделиях. «С помощью этой модели на стройплощадке можно формировать календарные графики строительных работ, проверять конструкции на пересечения с инженерными сетями, получать точную ведомость стройматериалов в соответствии информацией, заложенной в 3D. Эта же ведомость может использоваться для заказа материалов на стройплощадку и контроля за их расходом»,- пояснил эксперт.
Виталий Березка отмечает, что главная отличительная особенность австрийского решения PlanRadar для проведения строительного контроля заключается в очень понятном интерфейсе. Он настолько прост, что пользователь за десять минут может понять возможности программы и всего за пару часов может настроить собственные формы для предписаний и актов, шаблоны для автоматического ведения отчетности при помощи простого перетаскивания полей, без надобности привлекать аналитика, программиста и дизайнера.
«Также данным решением предлагаются уникальные для российского рынка функции работы с технологией BIM на мобильном устройстве при осуществлении строительного контроля и инспекций объектов. Продукт недавно вышел на российский рынок и делает максимальный акцент на локализацию в нашей стране. Добавлю, что компания PlanRadar все еще (работает с 2013 года) является стартапом и привлекает инвестиции для расширения своего функционала. Организация заняла второе место среди европейских стартапов, получивших самые высокие инвестиции в 2020 году. С помощью PlanRadar более 25 тыс. проектов, включая таких гигантов как STRABAG и SIEMENS, в 45 странах экономят минимум 7 часов в неделю, оптимизируя свои процессы в цифре»,- добавил Виталий Березка.