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.
Гидрошпонки ПАТРИОТ: продлеваем срок службы здания
Компания «ВЕМАТ», специализирующаяся на выпуске гидроизоляционных материалов, продолжает расширять продуктовую линейку гидрошпонок под брендом ПАТРИОТ. Данная продукция организации, быстро нашла свое применение в строительстве по всей стране, в сегментах гидроизоляции и защиты швов бетонных конструкций.
В частности, производитель отмечает, что гидроизоляционные шпонки ПАТРИОТ были задействованы при строительстве тоннеля к возведенному стадиону ЧМ-2018 в Самаре, при создании укреплений водохранилища на балке Шурдере в республике Дагестан, а также трассы автодрома "Игора Драйв" в Ленинградской области. Использовались они и при реконструкции аэропортов Домодедово в Москве и Кольцово в Екатеринбурге, на ряде крупных промышленных объектов. Также гидрошпонки ПАТРИОТ последние годы применялись и продолжают применяться в массовом жилом и индивидуальном строительстве.
Выбирая отечественное
Торговое название гидрошпонок ПАТРИОТ неслучайно. Тем самым производитель решил подчеркнуть, что на рынке представлен качественный и надежный отечественный продукт.
По словам генерального директора компании «ВЕМАТ» Николая Чугунова, в зарубежных странах производство гидрошпонок отлажено давно. Есть ряд именитых торговых марок гидрошпонок, которые тогда импортировались в Россию. Гидрошпонки этих брендов изготавливались по отлаженным технологическим процессам, нормативной базой для которых были либо государственные стандарты стран-импортеров, либо заводские ТУ. Например, в Германии гидрошпонки выпускаются по DIN стандарту. В России же еще в конце 2000-х, начале 2010-х было всего лишь 2-3 производителя гидрошпонок. Естественно масштабы отечественных производств были в разы меньше, и качество продукции оставляло желать лучшего. Именно в виду того, что это был развивающийся рынок, очень непросто было объяснить проектировщикам и заказчикам строительных объектов надежность и целесообразность применения гидрошпонок.
«Мы подумали, что пора переносить полученный опыт на отечественный строительный рынок. Заручившись поддержкой заинтересованных лиц, собственным опытом и рядом новых идей для рынка мы решили, что надо прекращать ввозить импортную продукцию и пора сделать что-то и для нашей страны. В частности, было решено наладить выпуск собственных качественных гидроизоляционных шпонок», - добавил Николай Чугунов.
Таким образом, можно отметить, что гидрошпонки ПАТРИОТ производятся на территории Российской Федерации и имеют необходимые паспорта и сертификаты соответствия. Это полностью отечественный продукт с европейскими стандартами качества, имеющий привлекательную цену.
Строительство водохранилища на балке Шурдере. (Республика Дагестан)
Расширяя ассортимент
При грамотной гидроизоляции швов бетонных конструкций с помощью гидрошпонок ПАТРИОТ можно сэкономить до 30% от стоимости проекта, а значит, сделать дешевле и все строительство или реконструкцию здания или сооружения. Кроме того, данная гидроизоляционная продукция обладает длительным сроком водонепроницаемости, что позволяет снизить расходы собственников объектов впоследствии на дорогостоящий ремонт.
В настоящее время под брендом ПАТРИОТ выпускаются гидрошпонки из поливинилхлорида (ПВХ), а также полиэтилена (LLDPE, LDPE, HDPE) и резины. Все они имеют свои индивидуальные характеристики, а значит и область применения. Тип и материал, из которого изготавливаются гидрошпонки, подбираются только из заранее определенных требований и четких параметров проекта. Специалисты компании «ВЕМАТ» помогут подобрать оптимальный продукт. Непрерывный контроль качества на всех этапах работы с гидрошпонками, обеспечивает их успешную установку и, как следствие, нормальное функционирование системы гидроизоляции швов.
Так, одними из самых эффективных и экономичных материалов для защиты швов от воды являются гидрошпонки для рабочих швов бетонирования ПАТРИОТ (серия А, серия АА, серия KAB) и гидрошпонки ПАТРИОТ для деформационных швов (серия ДА, серия П, серия Р). Данные гидрошпонки представляют собой специальные профилированные ленты, предназначенные для гидроизоляции рабочих швов бетонирования и деформационных швов в монолитных железобетонных конструкциях строительных объектов. Они относятся к материалам первичной гидроизоляции.
Приобрести гидрошпонки ПАТРИОТ можно напрямую с завода. Осуществляется доставка до адреса заказчика надежными и проверенными транспортными компаниями. Продукция ПАТРИОТ пока не представлена в специализированных магазинах.
Отметим, что также компания «ВЕМАТ» производит уплотнительные вставки, гидрогильзы, гидромуфты ПАТРИОТ. Они предназначены для герметизации мест вводов и выводов труб и кабелей. Данное направление деятельности производитель также считает перспективным.
«Гидрошпонки ПАТРИОТ являются технологически рациональным и экономически выгодным инженерным решением задачи по гидроизоляции, также как наша другая продукция, она надежна и проста в применении. При ее разработке учитывались пожелания российских и знания европейских коллег. Использован практический опыт собственных специалистов. Ассортимент наших продуктовых линеек постоянно расширяется. Мы готовы удовлетворить все запросы клиентов и обеспечить качественную гидроизоляцию их объектов», - подчеркивает Николай Чугунов.
Пример частного строительства - бассейн-купель для бани в коттедже
Принцип бутерброда. Особенности производства и использования сэндвич-панелей
В России с начала 2000-х годов в строительстве активно применяются сэндвич-панели. Как правило, они используются при возведении быстровозводимых зданий и сооружений в качестве стеновых или кровельных профилей. Также данные конструкции могут быть задействованы в качестве одного из основных элементов шумозащитных дорожных экранов.
Классические сэндвич-панели (СП) имеют трёхслойную структуру, состоящую их двух листов жёсткого материала, между которым находится утеплитель. Тем самым, такие конструкции похожи на закрытый бутерброд (sandwich) от которого и получили свое название. По оценке участников рынка, около 70% всего выпуска СП у любого производителя приходится на стеновые панели. Ими облицовывают здания промышленного, производственного, коммерческого назначения. Также данные материалы применяются в частном малоэтажном домостроении. Они легко монтируются и не дают серьезной нагрузки на фундамент.
По словам генерального директора компании «РосСельПром» Алексея Побегуса, сами по себе сэндвич-панели являются конструкциями с высокими пороговыми свойствами качества. «Они не требуют дополнительной отделки, обеспечивают необходимый уровень термического режима эксплуатации зданий и сооружений, предусмотренных проектом. Основным критерием выбора СП, в первую очередь, является соответствие их прочностных, теплофизических, геометрических характеристик конкретному проектному решению, а также технологии производства требованиям ГОСТов и ТУ», - добавляет он.
Генеральный директор «Завод Строительных Конструкций «Стройэлемент» Виталий Скуматов также отмечает, что производство СП должно строго соответствовать действующим нормативным стандартам. «Только такое решение может гарантировать высокое качество продукции. Конечно же, - добавляет эксперт,- важны и технологические характеристики материалов. Различные виды применяемых полимерных покрытий и утеплителя, широкая цветовая палитра, высокотехнологичное оборудование для производства различных типов профилирования, позволяет нам производить сэндвич-панели под определенного клиента, с учетом всех требований по эксплуатации, предъявляемых к объекту строительства».
Среда эксплуатации
В качестве облицовочного материала СП используется холоднокатный рулонный стальной прокат с горячеоцинкованным покрытием. Как рассказывает руководитель департамента маркетинга и рекламы ГК «Мосстрой-31» Михаил Волконский, толщина стальной основы для облицовки может быть 0.45 / 0.5 / 0.6 / 0.7мм, с небольшим плюсовым допуском. Сама структура облицовки состоит из защитной плёнки, полимерного покрытия от 25 до 800 микрон, грунтовочного слоя от 5 до 10 микрон, пассивированного (защитного) слоя, цинкового слоя от 10 до 25 микрон и, собственно, самого стального листа. Все эти показатели могут колебаться в указанных диапазонах, в зависимости от ассортимента полимерных покрытий.
Коммерческий директор ООО «Крафтспан» (завод «Крафтспан») Алексей Самойлов отмечает, что чем больше толщина панелей, тем выше сопротивление теплопередаче и звукоизоляция воздушного шума, тем прочнее изделия. «Соответственно, чем лучше параметры при производстве изделия, чем выше его качество и сложнее производственная технология, тем выше стоимость готового изделия. При составлении технического задания наши клиенты учитывают два ключевых фактора: ветровую и климатическую нагрузки в регионе постройки объекта»,- подчеркивает эксперт.
Кроме того, продолжает тему коммерческий директор ООО «ПТК «Техностиль» (входит в ГК «Техностиль») Светлана Галынская, важен и выбор покрытия стали для производства СП. Он также должен определяться средой эксплуатации и эстетикой объекта. Если необходимо, чтобы объект как можно дольше сохранял яркость красок, то необходимо использовать сталь с покрытием PVDF. Для агрессивных сред рекомендована к использованию нержавеющая сталь.
Выбор за «начинкой»
В качестве утеплителя (сердечника) сэндвич-панелей используется минеральная вата, пенополистирол, пенополиизоцианурат или пенополиуретан. Они имеют схожие показатели по теплопроводности, другим характеристикам, но и отличия также есть. В том числе, по пожарным требованиям и водопоглощению. В частности, на всех объектах, связанных с пребыванием внутри человека, может быть использован только один утеплитель – это минеральная вата. Она имеет негорючий класс пожарной опасности строительных материалов.
По словам ведущего инженера-проектировщика компании ROCKWOOL Андрея Петрова, из минеральной теплоизоляции наиболее широко применяют плиты из каменной ваты. Благодаря волокнистой хаотичной структуре, она является эффективным теплоизоляционным материалом, который сохраняет тепло зимой и прохладу летом. «Конечно же, основным преимуществом является высокая пожарная безопасность, ввиду применения в качестве сердечника теплоизоляции с группой горючести НГ (негорючие), ведь температура плавления каменного волокна свыше 1000°С. Таким образом, материал станет надежной преградой для распространения огня в случае возникновения возгорания. Важно, что при воздействии высоких температур каменная вата не выделяет токсичных веществ, не дымит и не плавится», - поясняет специалист.
«В России, при производстве сэндвич-панелей, изготовители могут руководствоваться ГОСТ 32603-2012 «Панели металлические трехслойные с утеплителем из минеральной ваты. Технические условия», выпущенным в 2012 году. К сожалению, данный стандарт не учитывает актуальные реалии, в которых существует большинство отечественных производителей сэндвич панелей, а также имеет много анахронизмов. Таких, например, как ограничение минимальной плотности минеральной ваты. Данный подход использовался в советское время для разделения ваты по областям применения и в настоящее время не актуален. Поэтому многие производители при изготовлении панелей руководствуются собственными Техническими Условиями, обеспечивая необходимый уровень качества панелей»,- сообщил специалист», - рассказывает руководитель по техническому развитию PAROC в России Виталий Борисов.
Коммерческий директор ГК «ИЗОБУД» Александр Кулешов также выделяет пожарную безопасность минеральной ваты, однако, добавляет он, по остальным данный материал уступает утеплителю из пенополиизоцианурата (ПИР). Он имеет лучшие теплоизоляционные свойства (100 мм ПИР = 180мм МВ). Кроме того, в отличие от минеральной ваты, монтажные работы ПИР-панелей могут проводиться при любых погодных условиях. Срок их службы минимум 30 лет (минеральная вата – 10), значительная экономия на дополнительных монтажных элементах. «Если говорить об использовании ПУР-панелей (из пенополиуретана), то мы категорически не рекомендуем данный материал – группа горючести его Г4. Здания, построенные из таких панелей, горят очень быстро и крайне пожароопасны»,- полагает он.
В настоящее время при строительстве промышленных и производственных объектов многие компании отдают предпочтение сэндвич-панелям ПВХ с сердечниками на основе экструзионного пенополистирола (ЭПС), отмечает коммерческий директор АО «Изополимер» Сергей Денисенко. Данный материал обладает качественными теплоизоляционными свойствами и другими положительными характеристиками. «Так, по отзывам наших потребителей, в частности производителя сэндвич-панелей ООО «СП-Логистик», наш утеплитель XPS «Хитфом» обладает высоким уровнем механической прочности, однородности, плотности, что позволяет осуществлять резку нагретой струной. Также материал имеет улучшенные свойства звукоизоляции, минимальное водопоглощение и, в целом, очень долговечен. Экструзионный пенополистирол «Хитфом» очень хорошо зарекомендовал себя при изготовлении панелей для морозильных камер, а также при отделке и утеплении помещений. Доля компаний производителей сэндвич-панелей среди наших клиентов не является ключевой, однако у нас разработаны отдельные механизмы взаимодействий с данными компаниями, касающиеся качества (в том числе повышенной плотности) и специальных скидок»,- сообщил Сергей Денисенко.
Новые возможности
По словам Светланы Галынской, в технологии производства сэндвич-панелей существенных изменений не ожидается. «Развитие идет в большей степени в направлении изменений характеристик покрытий и утеплителей. Компания «Техностиль» расширила свой ассортиментный ряд за счет угловых и панелей для утепления зданий. Панелей с нестандартными параметрами, габаритными характеристиками, нетиповыми цветовыми решениями и т.д. Расширяем разнообразие видов профилирования. Поиск новый возможностей для использования своей продукции ведется постоянно», - отмечает она.
Директор по техническому развитию ООО «Венталл» Александр Беляев рассказал, что совсем недавно компания вывела на российский строительный рынок новый продукт – строительные стеновые сэндвич панели с сердечником на основе кварцевого волокна под маркой «Венталл Грин». «Особенность таких панелей в том, что в них в качестве среднего слоя утеплителя применяется минеральная вата на основе кварцевых волокон, т.е. утеплитель изготавливается из природного кварцевого песка и стекла повторного использования. Не секрет, - добавил он, - что в настоящее время во всем мире развиваются тенденции на снижение негативного влияния на окружающую среду от жизнедеятельности людей, а так же на создание комфортного для человека микроклимата в здании. В России мы только начинаем задумываться об этом».
ГК «Мосстрой-31» планирует начать производство двухслойных сэндвич-панелей, сообщил Михаил Волконский. «Такие панели будут отличаться отсутствием второй облицовки из металла. Они уже сейчас применяются при проведении капитального ремонта многоквартирных домов. То есть на фасад жилого дома при помощи клея и механических креплений монтируется двухслойная сэндвич-панель утеплителем к наружной стене. Все соединения между панелями обрабатываются специальным герметиком, исключающим попадания влаги внутрь панели. Наружная облицовка металла может иметь практически любое профилирование и окрашиваться не только в различные цвета, но и имитировать натуральные камень или кирпич. Таким образом, жилой дом получается утеплённым и имеет красивый внешний фасад»,- подытожил планы на ближайшее будущее представитель рынка.