Ячеистые бетоны

Введение

Национальный строительный комплекс Республики Беларусь является одной из составляющих современной экономики страны, Он располагает значительным экономическим потенциалом, обширными межотраслевыми и внутриотраслевыми хозяйственными связями. Повышение эффективности его функционирования и конкурентоспособности оказывает значительное влияние на рост экономики республики в целом, способствует реализации важнейших государственных и социальных программ, помогает развитию производственного потенциала страны. Основными отраслями строительного комплекса Республики Беларусь являются строительство и промышленность строительных материалов. Удельный вес их в структуре ВВП представлен в табл. 1.

 

Таблица 1 –  Удельный вес строительства и  промышленности строительных материалов в структуре ВВП (в процентах)

Рассматриваемый год	2000	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011
ВВП	100	100	100	100	100	100	100	100
Строительство	6,4	6,9	7,9	8,5	9,3	10,7	13,4	8,8
Промышленность  строительных материалов	1,1	1,6	1,7	1,8	2,3	8,6	5,4	7,8
Прочие  отрасли	92,5	91,5	90,4	89,7	88,4	80,7	81,2	83,4

Источник: составлен автором по данным [1, 2, 3, 4].

 

Как видно из таблице 1, в последние годы наблюдается тенденция роста удельного веса строительства и промышленности строительных материалов в структуре ВВП В 2011 г. производством строительных материалов занималось 935 организаций. Численность промышленно-производственного персонала в этот период составляла 70,7 тыс. человек [5].

В настоящее время предприятия промышленности строительных материалов выпускают более 100 видов продукции различного назначения. Среди них – цемент, стеновые, кровельные и нерудные материалы, асбестоцементные, керамические и санитарно-технические изделия, стекло и многое другое. Потенциал промышленности строительных материалов позволяет не только удовлетворять потребности внутреннего рынка, но и поставлять продукцию в страны ближнего и дальнего зарубежья.

В таблице 2 показано производство основных видов продукции промышленности строительных материалов за последние годы.

 

Таблица 2 –  Производство основных видов продукции  промышленности строительных материалов в 2005–2011 гг.

Рассматриваемый год	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011
Цемент, тыс. т	3130,9	3494,8	3820,5	4291,0	4350,1	4531,2	4604,0
Листы асбестоцементные (шифер), млн. усл. плиток	146,3	157,3	190,2	195,6	185,4	188,3	152,5
Сборные железобетонные конструкции и изделия , тыс м3	1884,0	2288,6	2735,2	3168,8	3467,4	3965,2	3726,6
Стеновые  материалы, млн. усл. шт. кирпича	2960,5	3640,6	4193,9	4389,2	3729,3	4087,3	4249,0
Керамические  плитки для внутренней облицовки  стен, тыс. м2	11437	12020	12817	15024	12267	14312	14920
Керамические  плитки для полов, тыс. м2	8106	8238	8289	8125	8269	9553	10679

Источник  [4]

 

Таблица 2 показывает, что  производство некоторых видов строительных материалов в период с 2005 по 2011 год  возросло более чем в 1,5 раза. Кроме  того, производство стеновых материалов включает в себя широкий спектр продукции  различной по свойствам, назначению, происхождению, таблица 3.

 

Таблица 3 –  Производство стеновых материалов по видам в 2005–2011 гг. (млн. усл. кирпичей)

Рассматриваемый год	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011
Стеновые  материалы, из них:	2960,5	3640,6	4193,9	4389,2	3729,3	4087,3	4249,0
- кирпич строительный	838,1	934,9	1084,4	1102,8	960,4	1002,3	955,9
- стеновые крупные бетонные и  силикатные блоки	112,6	164,2	190,4	193,4	217,2	211,2	187,4
- стеновые мелкие блоки (без  блоков из ячеистых бетонов)	45,4	63,9	89,3	111,0	79,0	80,9	100,3
- стеновые блоки из ячеистых  бетонов	1964,3	2477,6	2829,8	2982,0	2456,2	2772,4	2971,5

Источник  [5]

 

В то же время, сегодня критерий энергоемкости выпускаемой продукции  для предприятий стройиндустрии выступает в качестве одного из основных факторов, определяющих их конкурентоспособность. Нерациональная загрузка производственных мощностей, нарушение техрегламентов, использование неэффективного оборудования и некачественного сырья приводят к необоснованно высоким затратам на топливо и энергию при производстве строительных материалов и изделий. По причине низкой энергоэффективности производства истощается бюджет предприятия, замедляется его технологическое развитие.

В настоящее время потенциал  легко внедряемых организационно-технических  мероприятий практически исчерпан, поэтому оптимальным способом экономии топливно-энергетических ресурсов является повышение энергоэффективности  самой технологии производства с  учетом имеющихся энергетических потоков строительной отрасли: вяжущих материалов (цемент, известь), стекла и изделий из него, керамических изделий (кирпич, плитка, керамзит), силикатных изделий (кирпич, блоки), нерудных материалов (песок, щебень, гравий), изделий из железобетона, металлоконструкций, продуктов деревообработки.

Сегодня реализуются следующие  энергоэффективные проекты:

1) Создание газопоршневых (газотурбинных) когенерационных установок в целях выработки электроэнергии, предназначенной для нужд предприятия, по цене, на 40–45% меньшей, чем аналогичная цена, действующая в энергосистеме. При этом тепло от работы когенерационной установки используется в различных технологических процессах: сушке, пропарке, автоклавной обработке (ОАО «Березастройматериалы» – 1,9 МВт, ОАО «Минский КСИ» – 3,5 МВт, ОАО «Оршастройматериалы» – 2,0 МВт);

2) Внедрение в производство  новых энергоэффективных технологий, оборудования:

• автоматизация автоклавной обработки в целях обеспечения перепусков пара в производстве силикатных изделий (ОАО «Минский КСИ», ОАО «Оршастройматериалы», ОАО «Могилевский КСИ»);
• внедрение детурбулентной деаэрации при производстве силикатных изделий (ОАО «Минский КСИ», ОАО «Оршастройматериалы»);
• внедрение беспропарочной технологии производства элементов мощения (ОАО «Оршастройматериалы»);
• установка автоматизированных конусных дробилок, буровых установок СБШ‑200–40 вместо СБШ‑250, а также разработка схемы водоотлива с менее мощным насосным оборудованием (РУПП «Гранит» в г. Микашевичи).

3) Замена теплообменников  более эффективными (пластинчатыми, тонкостенными интенсифицированными ТТАи) в системах горячего водоснабжения (ОАО «Минский КСИ», ОАО «Оршастройматериалы», ОАО «Могилевский КСИ»);

4) Внедрение оборудования  для утилизации ВЭР в зоне  остывания продукции на печах  обжига керамических изделий  (ОАО «Березастройматериалы»);

5) Установка современного  вакуум-насосного оборудования взамен  водокольцевых насосов в целях  экономии электроэнергии на прокачку  воды в оборотных системах  и повышения качества вакуумирования за счет изменения уровня вакуума под фактические температуры силикатных изделий, загружаемых в автоклав (ОАО «Оршастройматериалы», ОАО «Могилевский КСИ»). [6,  Строительная газета http://cnb.by/content/view/1974/30/lang,russian/]

Все вышеперечисленные мероприятия, безусловно, снижают энергоемкость производства на предприятиях строительной отрасли. Однако, в Республике Беларусь малое внимание уделяется тепловым отходам, которые повсеместно и в больших объемах образуются при производстве строительных материалов.

1. Особенности способов использования образующихся в процессе тепло-влажностной обработки ВЭР на предприятиях производства ячеистого бетона и силикатного кирпича

1. Предприятия производства изделий из ячеистого  бетона

В Республике Беларусь хорошо развита подотрасль производства стеновых материалов. Согласно таблице 3, за последние полдесятка лет примерно в 1,5 раза увеличилось производство основных из них. Основным стеновым материалом в Республике Беларусь являются стеновые блоки из ячеистого бетона, объемы производства которого непрерывно растут. Весь объем производства ячеистобетонных изделий полностью востребован на внутреннем строительном рынке республики. Производство изделий из ячеистого бетона осуществляют ряд предприятий, таблица 4:

 

Таблица 4 –  Производство изделий из ячеистого  бетона в 2001–2011 гг.

№	Основные производители	Произведено продукции, тыс. м³
		2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011
1.	«ЗСК» ОАО "Забудова"	360	360,4	394,2	406,9	415,6	393,0	438,7
2.	ОАО «Гомельстройматериалы»	300,4	313,3	355	366,5	374,2	370,4	413,4
3.	ОАО «Гродненский КСИ»	262,6	263,4	382,5	394,9	403,2	371,3	414,5
4.	АП «Минский КСИ»	162,1	163,2	218,2	225,2	230,0	185,3	206,9
5.	ЗАО «Могилевский КСИ»	364,3	376,4	419,3	432,8	442,0	429,9	479,9
6.	ОАО «Оршастройматериалы»	186,7	192,9	244,8	252,7	258,1	175,9	196,2
7.	ОАО «Березовский КСИ»	126	131,2	267,7	276,3	282,2	166,0	185,3
8.	ОАО «Сморгоньсиликатобетон»	194,1	326,3	392	404,7	413,2	305,1	340,6
9.	ОАО «Любанский завод стеновых блоков»	119,3	200,6	189	195,1	199,2	197,5	220,4
ИТОГО по предприятиям РБ		1324	2076	2328	2863	2956	2594	2896

 

В настоящее время подотрасль производства ячеистого бетона одна из самых динамически развивающихся, рисунок 1. Республика Беларусь является мировым лидером по производству ячеистого бетона, на 1000 жителей ежегодно приходится 290-310 м³ изделий из ячеистого бетона — первое место в Европе. По объемам производства Республика Беларусь занимает третье место в Европе после России и Польши.

Рисунок 1 – Динамика роста  объемов производства ячеистого  бетона в Республике Беларусь

Применяя конструкции  из ячеистого бетона, обеспечивается целый ряд существенных преимуществ перед традиционными строительными материалами:

• простоту в монтаже, которая достигается высокой размерной геометрической точностью блоков и возможность кладки на клей (специальная сухая смесь, упакованная в мешках и приготовляемая путем добавления воды);
• отсутствие мостиков холода (толщина кладочного шва до 3 мм и соответственно исключение промерзания);
• уменьшение трудоемкости и расхода материалов на кладке  и штукатурных работах (за счет точной геометрии блоков);
• архитектурную выразительность благодаря легкости обработки (легко пилится, режется и фрезеруется);
• экологическая чистота - коэффициент экологичности: ячеистый бетон - 2,0
• пожаробезопасность: несгораемый материал (изделия соответствуют всем требованиям классов сопротивления огню);
• экономию на 20 %-30 % средств на отопление помещений благодаря высоким теплоизоляционным свойствам;
• при использовании в наружных стеновых конструкциях блоков удельным весом 400 кг/м³ и толщиной 300 мм и 375 мм по действующим нормам и СНиП не требуется применения дополнительной теплоизоляции;
• хорошие звукоизоляционные характеристики, влагоустойчивость и морозоустоичивость.

Производство изделий  из ячеистого бетона осуществляется в автоклавах. Режим автоклавной обработки блоков из газобетона как правило состоит из следующий операций:

• вакуумирование паром при давлении -0,25 – 0,5 бар  — 0,75ч;
• подъем давления до 1,2 МПа и температуры до 195⁰С  — 2 ч;
• выдержка при Р = 1,2 МПа и t = 1950С     — 6-7 ч;
• сброс давления и температуры       — 2 ч.

Общий цикл запаривания      — 10-15 ч.

В процессе автоклавной обработки  образуется конденсат, а также происходит выброс пара при снижении давления в автоклаве. Конденсат собирается в баках и используется для подогрева воды, поступающей в парогенератор. Охлажденный конденсат используется для технологических целей. Избыток охлажденного конденсата сбрасывается в систему ливневой канализации. Избыток конденсата может образовываться при нарушении режима работы линии[8]. Сбросной пар и образующийся конденсат можно отнести к низкопотенциальным тепловым отходам.