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.
В фазе роста. Итоги года в сфере производства цемента, бетона и ЖБИ
Производители цемента, бетона и ЖБИ заканчивают 2019 год в плюсе. Однако с неуверенностью смотрят в будущее из-за общей неопределенной экономической ситуации в стране и в строительной отрасли.
По данным объединения производителей цемента «Союзцемент», по итогам десяти месяцев 2019 года выпуск материала увеличился на 8,3% в сравнении с аналогичным периодом 2018-го и составил 50,7 млн т. Его потребление показало схожие результаты, поднявшись на 8,2% до 50,8 млн т.
Согласно исследованию, СЗФО стал единственным федеральным округом, продемонстрировавшим за этот период отрицательную динамику. Снижение производства цемента составило 3% и составило 2,7 млн т. Этот результат эксперты связывают с коррекцией после скачка производства по итогам прошлого года. СЗФО был лидером в выпуске цемента (+10,6%). Все остальные округа, кроме ДФО и ЮФО, демонстрировали в 2018 году снижение объемов выпуска.
Ожидается, что по итогам ноября и декабря этого года СЗФО преодолеет нулевой показатель и покажет рост на уровне 1–2%. В целом, полагают игроки рынка, по итогам 2019 года российская цементная отрасль впервые за пять лет будет в плюсе. Рост производства и потребления продукта составит 8% и достигнет 58 млн т.
Девелоперская активность
По итогам десяти месяцев положительную динамику показали и производители бетона и ЖБИ. По данным аналитиков СМ ПРО, выпуск бетона за данный период увеличился на 13,1% и достиг 27,7 млн куб. м. Производство ЖБИ выросло на 5,4%, до 14,7 млн куб. м.
Эксперты связывают увеличение производства и потребления цемента, бетона и ЖБИ с реформированием механизма финансирования жилищного строительства. Девелоперы активизировали в первом полугодии работы на своих объектах, чтобы достигнуть готовности на уровне 30% и тем самым обеспечить возможность привлечения денежных средств дольщиков по старой схеме.
Следующий год, полагают аналитики и игроки рынка, может быть более сложным. Переход на проектное финансирование, по оценке многих специалистов, грозит существенным замедлением темпов строительства. Также на отрасли негативно может отразиться общая неопределенная экономическая ситуация в стране.
В среднесрочной перспективе положительными факторами для производства цемента, бетона и ЖБИ должны стать выполнение национального проекта «Жилье и городская среда», а также реализация проектов реновации жилищного фонда, комплексного развития территории и увеличение объемов строительства дорог.
Константин Архипов, начальник отдела продаж Торгового Дома «АльфаЦем» говорит, что, несмотря на положительные показатели, в целом уходящий 2019 год был непростым для отрасли ЖБИ. Влияние оказывали падение платежеспособности покупателей, постоянное изменение нормативов, внедрение схемы эскроу-счетов. Также многие производства, не вписавшись в новые реалии, обанкротились. При резко наступивших изменениях стало невозможно обслуживать ранее взятые кредиты.
Тем не менее, для самой ГК «АльфаЦем» год был удачным. «Прирост выручки по железобетонным изделиям составил 50%. Это произошло прежде всего за счет поставок ЖБИ на инфраструктурные объекты промышленного сектора, оптимизации внутренних процессов, увеличения количества и номенклатуры выпускаемых изделий и, конечно, за счет ухода других игроков рынка ЖБИ. Мы стали более гибкими – и сейчас быстрее реагируем на запросы рынка», – отметил Константин Архипов.
Нормативная оптимизация
По словам специалистов, в этом году, как и ранее, зарегулированность старыми нормативами продолжала тормозить развитие цементной и бетонной отрасли. Некоторые из стандартов находятся в противоречии с другими необходимыми к исполнению требованиями. Это затрудняет работу игроков рынка.
В настоящее время, по словам Константина Архипова, избыточное количество отраслевых норм зашкаливает. Это и нормативы СССР, РФ, Таможенного Союза и т. д. Созрела необходимость упразднить те стандарты, которые уже утратили свое значение или имеют более современные аналоги, навести порядок в сфере сертификации продукции.
С этим согласен и руководитель НТЦ ООО «Полипласт Северо-Запад» Игорь Коваль. В частности, он считает, что в области добавок и бетонов очень много вопросов накопилось к критериям в ГОСТ 2421 и методам проверки в ГОСТ 30459, к неопределенному статусу еще действующих федеральных норм по расходу цементов от 1998 года. Также есть «хронические недостатки» положений ГОСТ 18105, который весьма громоздок, сложен в использовании, и отдельных разделов ГОСТ 26633, которые уже не поспевают за техническим прогрессом, и т. д.
«При этом требуемые базовые взаимосвязи ряда важных ГОСТ по изготовлению бетонов и строительных Сводов правил (СП) выглядят слабыми и порой противоречивыми, а иногда и не имеют четкого научно-инженерного обоснования. Например, новый ГОСТ на коррозионную стойкость бетона, где относительно базового СП 28.13.330-2012 просто сильно захотелось снизить классы бетона, обеспечивающие параметры долговечности. Все это уменьшает ценность нормативов в глазах потребителей и пользователей документации. Накопилось также много вопросов по цементным ГОСТ. В частности, о том, где и когда будет введено ограничение по максимальной допустимой температуре отгружаемого потребителям цемента и т. д. Сейчас в этом направлении наблюдается откровенный хаос: так, можно отгружать цемент с температурой 50 или 80, или 90 градусов. Так что работы по регулированию и коррекции стандартов более чем много», – резюмирует Игорь Коваль.
Мнение
Константин Архипов, начальник отдела продаж Торгового Дома «АльфаЦем»:
– В 2020 год мы смотрим без лишнего оптимизма. Надеемся на более четкие механизмы работы с застройщиками. Также крайне необходима стабильность ситуации во всей строительной отрасли. Это поможет росту рынка. При этом, если будут опять происходить какие-то излишне кардинальные изменения в строительной сфере, ни к чему хорошему это не приведет – и нас ожидает очередное укрупнение бизнеса.
Мусоропереработке прописан системный подход
По мнению экспертов, увеличить долю переработки мусора невозможно без комплексной программы и вовлечения в нее различных сегментов бизнеса и граждан.
Согласно национальному проекту «Экология», к 2024 году доля перерабатываемого мусора в стране должна достигнуть 36%, обрабатываемого – 60%. Сейчас эти показатели составляют всего лишь 7% и 12% соответственно. По мнению участников конференции, посвященной вопросам переработки отходов, прошедшей неделю назад в Петербурге, заданной планки достичь сложно. Причина – в трудностях реализации «мусорной реформы» на местах. Также экспертов смущает усиление на федеральном уровне позиции за мусоросжигание, а не переработку.
По словам председателя общественной организации «Экологическое сообщество» Сергея Санне, в настоящее время Петербург находится «на облаке» и не понимает, что стал одним из лидеров «мусорного» антирейтинга. «Нет никого в правительстве города, кто бы действительно серьезно занимался «мусорной реформой». Нет территориальной схемы обращения с отходами. Максимум, чего смогли добиться, – это налоговых льгот мусоропереработчикам. Но этого мало. О чем свидетельствует рост количества незаконных свалок. Нужен больший системный подход», – отметил он.
Напомним, в начале ноября стало известно, что Петербург на год отложил запуск работы единого оператора по обращению с отходами. Власти заявили, что сначала необходимо завершить подготовку к переходу на новую систему работы с ТКО. Также в ноябре власти соседней Ленобласти отчитались о полном вхождении региона в «мусорную реформу». Единый региональный оператор будет заниматься сбором, вывозом, обработкой и утилизацией отходов. Масштабная переработка пока только в планах.
Советник губернатора Ленобласти Михаил Василенко полагает, что мусоропереработка в стране находится пока на начальной стадии развития. Есть понимание, что ею нужно заниматься, но пока нет четкого алгоритма, как наиболее эффективно запустить проекты в данной сфере. Тем более, что сама «мусорная реформа» не может идти одинаково, как по кальке, во всех регионах. «Однозначно необходимо вести разъяснительную работу с населением, чтобы не появилась новая раздутая проблема Шиеса. Это сфера социальной ответственности органов власти. Также народу необходимо объяснить, за что он платит при вывозе мусора», – добавил он.
Эксперты считают, что государство должно стимулировать не только деятельность мусоропереработчиков, но и бизнес в других отраслях, вовлеченных в рециклинг отходов. В настоящее время количество таких предприятий невелико, но растет.
По мнению инженера по охране окружающей среды компании «Юнилевер Русь» Елены Пулиной, сейчас как в мире, так и в нашей стране остро стоит проблема переработки упаковочных материалов. Пока в рециклинг вовлечено только 10% данного полимерного продукта. «Необходима замкнутая циклическая работа с материалом. Мы поставили перед собой задачу к 2025 году сократить использование первичного пластика на 50%. Но для достижения данных показателей важно плотнее взаимодействовать с ритейлерами и гражданами», – подчеркивает специалист.
Участники конференции уверены в необходимости вовлекать граждан в раздельный сбор мусора, это ускорит процесс перехода на масштабную переработку отходов. Но, полагают эксперты, решения со стороны органов власти не должны относиться к методу кнута – лучше пряника.