ТРИБОКИНЕТИКА – 3050Мельница
Уважаемые коллеги, я думаю, нет необходимости в очередной раз перечислять проблемы строительной отрасли прошедшего и текущего сезона. Судя по выступлениям предыдущих докладчиков экономический кризис, по-видимому, еще далек от своего завершения, а, следовательно, и на скорый возврат к показателям 2005-2007 годов рассчитывать не приходиться. В сложившейся ситуации особую актуальность приобретают технологии производства ликвидной продукции на основе дисперсных порошков, спрос на которые не только не уменьшился, а напротив, демонстрирует устойчивый рост.
Влияние кризиса на различные области материального производства не одинаково. В частности строительный сектор пострадал сильнее других, что сразу почувствовали как производители, так и импортеры цемента. Я думаю, никто из собравшихся в этом зале не может сказать, что кризис не отразился на его планах. Даже само название конференции «ВМЕСТЕ ПРОТИВ КРИЗИСА» лишний раз подчеркивает сложность ситуации, в которой оказалась отрасль.
В дорожном строительстве положение дел несколько иное, объемы производства не были серьезно снижены, к 2010 году планируется их удвоить, а к 2012 году утроить. По заявлению, министра финансов Алексея Кудрина, до 2012 года государство готово вложить в строительство дорог 536 миллиардов рублей.
Финансовая емкость одной только программы «Дороги Юга России», включающей реконструкцию участков автомагистралей М-4 «Дон» (ввод 64 километрового участка), М-29 «Кавказ» до параметров 1-й категории (ввод 70 километрового участка) и охватывающей период с 2005 по 2025 года - составляет 2.3 триллиона рублей. А в бюджете Сочинской олимпиады 2014 года доля дорожного строительства превышает 40%.
Реализация таких масштабных проектов предполагает использование больших объемов природных каменных материалов. Однако возможность их применения ограничивается требованиями ряда нормативных документов вследствие низкого качества исходного сырья. В целых регионах практически полностью отсутствует сырьевая база материалов пригодных для организации подстилающего или верхнего слоя дорожной одежды, соответствующей современным требованиям в части плотности и прочности, водо- и морозостойкости, сдвигоустойчивости и трещиностойкости покрытий. Поэтому зачастую (или как правило) транспортировка щебня, песка, минерального порошка осуществляется на значительные расстояния в 500-1500 и более километров, что не только сдерживает темпы, но и приводит к росту себестоимости дорожного строительства.
Вместе с тем производство такого важного компонента асфальтобетонной смеси как минеральный порошок, может быть организовано в непосредственной близости от места проведения работ, значительно сократив при этом транспортное плечо доставки материала на объекты. Тем более что сырьем для производства минерального порошка помимо изверженных, осадочных и метаморфических горных пород могут также служить многотоннажные отходы промышленности, в частности: кислые золы-уноса тепловых электростанций, металлургические шлаки и т.д.
Развивая тему дисперсных материалов, используемых в дорожном строительстве, я хотел бы коротко остановиться на основных свойствах минерального порошка и его роли в асфальтобетоне.
Минеральный порошок МП-1 активированный и неактивированный представляет собой продукт тонкого помола (70% частиц - меньше 71 мкм) известняков, доломитов, доломитизированных известняков, металлургических шлаков и некоторых других материалов, используемых также и в производстве цемента.
Требования к качеству минеральных порошков для асфальтобетона регламентируются ГОСТом Р 52129-2003 «Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей». Для улучшения основных характеристик порошка, например водостойкости, предусматривается его физико-химическая активация смесью поверхностно-активных веществ с битумом.
Минеральный порошок в асфальтобетоне выполняет две основные функции: заполняет пустоты песчано-щебеночного каркаса, за счет чего повышается плотность минерального остова, и превращает нефтяной битум в прочное асфальтовое вяжущее вещество, соединяющее зерна песка и щебня в прочный монолит.
В принципе минеральный порошок в асфальтобетоне играет ту же роль, что и ультрадисперсный наполнитель в цементном бетоне, то же уплотнение структуры и уменьшение толщины «клеевого» слоя.
В прошлом году мой доклад на конференции (Геленджик 2008 «Итоги лета») как раз был посвящен особенностям производства и применения дисперсных добавок в наполненных цементных композициях. В результате проведенных исследований было установлено, что некоторые материалы как природного, так и техногенного происхождения после соответствующей обработки могут замещать от 10 до 30 % клинкерной части без ухудшения качества получаемого цемента.
Минеральный порошок также позволяет сократить расход вяжущего, в частности битума, за счет заполнения межзернового пространства, а благодаря уменьшению толщины связующего слоя повысить прочность сцепления между отдельными компонентами смеси.
Асфальтовые смеси, имеющие в своем составе дисперсную составляющую (минеральный порошок), применяют там, где требуется длительный срок службы покрытий, например, для строительства аэродромов, скоростных автомагистралей, складских территорий, городских улиц с высокой интенсивностью движения. Но история отечественного минерального порошка - это летопись устойчивого дефицита. В СССР его производство было развито слабо, а применение ограничивалось в основном строительством спецобъектов. Сегодня ситуацию с производством минерального порошка также трудно назвать благополучной. Хотя дорожники и заинтересованы в более широком использовании дисперсных компонентов асфальтобетона, минеральный порошок по-прежнему выпускается в недостаточном количестве, его качество часто не соответствует нормам, а производство, как правило, удалено от мест использования.
Некоторые крупные дорожно-строительные организации, не имея надежных поставщиков, или не желая зависеть от внешних поставок, организовали собственное производство минеральных порошков. Например, объединение «ДОРСТРОЙПРОЕКТ» (г. Санкт-Петербург) во всех укладываемых асфальтобетонных покрытиях применяет активированные минеральные порошки собственного производства. Ряд дорожно-строительных организаций России, такие, как трест «КАМДОРСТРОЙ» (г. Набережные Челны), ОАО «ПЕРМДОРСТРОЙ» (г. Пермь) также используют минеральный порошок на постоянной основе.
Минеральный порошок, в том числе активированный, по праву считается одним из важнейших компонентов асфальтобетона, отвечающим современным требованиям к дорожным покрытиям. Польза от его применения очевидна. Для его производства не требуется дорогое или дефицитное сырье, исходным материалом могут служить промышленные отходы. Но дорожное строительство сегодня, как и много лет назад испытывает нехватку минерального порошка. Причиной этого можно считать неготовность дорожников организовывать собственные помольные участки на основе шаровых мельниц и отсутствие альтернативного оборудования, сочетающего высокую эффективность помола, компактность, возможность работы в составе передвижных асфальтобетонных заводов.
Приведенный выше пример, когда дорожно-строительные организации самостоятельно изготавливают минеральный порошок, к сожалению, является скорее исключением, чем правилом. Основные же объемы минерального порошка в Калужской, Тульской и Московской области производятся на известняковых карьерах.
Но для карьеров дисперсные порошки никогда не являлись основным видом продукции. Бурный рост городского строительства, внедрение литьевых бетонных технологий требовали, прежде всего, наращивания объемов производства фракционированного щебня, а значит, основное внимание уделялось модернизации дробильно-сортировочного оборудования, а не помольным участкам.
Мельницы Дубенского, Пореченского, Хомяковского и ряда других карьеров Окского и Тарусского горизонта введены в эксплуатацию еще во времена СССР и на сегодняшний день значительно исчерпали свой ресурс.
И вот теперь, когда куб известнякового щебня М-600 стоит порядка 400 рублей, а его реализация сократилась в разы, цены на минеральный порошок уже вплотную приблизились к 1000 руб/м3 и помольные мощности на весну текущего года оказались полностью загружены, карьеры не имеют возможности серьезного увеличения объемов. Для этого необходимо как минимум реконструировать, а учитывая степень износа оборудования, создать заново участки сушки и помола.
Совершенно ясно, что такие работы не будут выполнены в этом году, а учитывая суммы необходимых инвестиций и неопределенную ситуацию с объемами продаж фракционированных материалов в 2009 году, способность большинства карьеров самостоятельно провести такие масштабные работы, не очевидна.
Величину разрыва между растущим спросом и отставшим предложением прекрасно демонстрируют следующие примеры: этой весной увеличилось количество предложений о поставках на АБЗ импортных порошков, в том числе производства Латвии по цене от 1150 рублей, то есть дороже отечественного порошка. А сотрудниками одного технологического университета в качестве варианта решения проблемы нехватки минерального порошка всерьез рассматривается возможность его замещения цементом (статья: «О возможности применения цемента в качестве минерального порошка в асфальтобетонных смесях» размещена на сайте интернет журнала RuCEM.RU).
Правда, в конце статьи авторы указывают, что: «При планово-распределительной экономике цемент являлся строго фондируемым материалом для приготовления строительных растворов, цементных бетонов, а также для производства сборных цементобетонных, железобетонных деталей и конструкций. Применение цемента на других работах запрещалось….».
И правильно запрещалось! Потому что использование цемента в качестве дисперсной составляющей, по своей экономической эффективности сродни растопки печей деньгами. Цемент с его высокой себестоимостью производства, на получение тонны которого расходуется более 1.5 тонн сырья, проблемами экологического характера, связанными с выбросами СО2, должен использоваться исключительно по своему прямому назначению и никак иначе.
Я уверен, что проблема нехватки дисперсных компонентов асфальтобетона должна и будет решена не за счет применения дорогих эрзац материалов, оказавшихся сегодня под рукой, а путем наращивания объемов производства минерального порошка на основе широко распространенного сырья природного или техногенного происхождения с использованием существующих помольных мощностей, а так же создания энергоэффективных, компактных мельниц ударного действия.
И если серьезно не рассматривать предложение об использовании цемента в качестве дисперсной добавки в асфальт, наиболее рациональным решением проблемы дефицита минерального порошка могло бы стать использование свободных помольных мощностей цементных предприятий (работающих по сухому способу). Тем более, что технология производства минерального порошка в целом аналогична технологии помола материалов, используемых в цементной промышленности. А значит выпуск такого продукта как неактивированный минеральный порошок, возможно, организовать при минимальных переделках помольных участков с использованием существующего дозирующего, транспортного, фасовочного и складского оборудования.
Как я говорил выше, сегодня средняя стоимость неактивированного минерального порошка в центральном регионе РФ составляет 870-1000 руб/м3. Это приблизительно в три раза дешевле цемента, много это или мало? Давайте посчитаем.
Из одной тонны сырья может быть произведена одна тонна минерального порошка (без учета испаренной влаги). Исходным материалом может служить некондиция или отходы производства, например, известняковый отсев 0-5, стоимость которого 142 рубля за кубический метр (Предложение карьера «Восточные Берники» на 24 марта 2009 года). В отличие от цемента в производстве минерального порошка отсутствуют такие дорогостоящие переделы как дозирование и усреднение компонентов, спекание сырьевой смеси, да и тонкий помол с учетом лучшей размалываемости сырья и менее жестких требований к дисперсности продукта требует гораздо меньшего расхода энергии.
Таким образом, с учетом малой энергонагруженности, более простой технологии и меньшим количеством переделов по своей рентабельности производство минерального порошка вполне сопоставимо с цементом.
При этом минеральный порошок востребован не только в дорожном строительстве, его также применяют и в производстве сухих смесей и в сельском хозяйстве, в химической и металлургической промышленности. А значит, помольные мощности, в силу определенных факторов временно оказавшиеся незагруженными, не должны простаивать. Уже сегодня они могут быть задействованы в производстве ликвидного продукта – минерального порошка!
Максим Векслер, ведущий специалист предприятия «ТЕХПРИБОР» г. Щекино.
