Проблема экономии энергоресурсов возникла во второй половине нашего столетия. В последние годы к ее решению  начали  подхо­дить на  научной  основе  -  комплексно и всеобъемлюще. Бездумное расходование природных   ресурсов: угля, нефти, газа, вырубка    ле­сов (испозование древисины как сырье для промышленности), постоян­но возрастающее потребление энергии - все это население  планеты расходует на свои бытовые нужды, а бурно развивающаяся промышлен­ность - на технические.

   Обострению этой  проблемы  способствовало  поднятие  цен на нефть и газ международными нефтяными концернами, что позволило им резко увеличить свои прибыли. Разразился так называемый энергети­ческий кризис. Сегодня как  никогда  встает  вопрос  об  экономии энергоресурсов и  рациональном их использовании во всех областях человеческой жизни.

   В отечественной промышленности одним из значительных потре­бителей топлива и энергии является строительство, а среди его от­раслей - предприятия сборного железобетона, которых в стране нес­колько тысяч. Анализ работы этих предприятий показал, что  потреб­ление ими энергии может быть существенно уменьшено. Почти в любом производстве имеются реальные резервы экономии энергии. Если выя­вить эти  резервы и более рационально организовать технологичес­кие процессы, то потребление энергии можно сократить,  по  крайней мере, в  1,5  раза. Это  даст  народному хозяйству страны огромный экономический эффект.

   Бетон, обладая многими  замечательными  качествами, в  то  же время относится к весьма энергоемким материалам. По данным ЦСУ, на производство 1 куб. м. сборного железобетона в среднем расходуется 470 тыс. ккал; на производство отдельных  конструкций  на  полиго­нах, а также  при  несовершенных  технологических  процессах этот расход возрастает до 1 млн. ккал и более. Если учесть, что  годовая потребность в энергоресурсах промышленности сборного железобето­на составляет примерно 12 млн. т условного топлива, то  становится ясно, что даже  небольшой процент его экономии высвободит большое количество топлива для других целей народного  хозяйства. Потреб­ность в  энергоресурсах для производства 1 куб. м сборных железо­бетонных изделий не учитывает  расхода  энергии, необходимой  для производства составляющих  бетона (цемента, заполнителей) и арма­туры, отличающихся еще большей энергоемкостью.

Рассматривая проблему рационального расходования энергии при производстве сборного железобетона с позиций  народного  хозяйс­тва, необходимо учитывать  затраты  энергии, расходуемой на произ­водство цемента и арматуры. Это наиболее  дорогостоящие, дефицитные и энергоемкие материалы, и грамотное их использование, исключающее перерасход топлива, приведет к экономии  энергоресурсов.

   Экономия цемента  - это одна из самых острых проблем совре­менного отечественного  строительства. Существуют  реальные  пути уменьшения потребления цемента строителями.

   Наибольший перерасход цемента наблюдается в  бетонах, приго­товленных на  некачественных заполнителях. Так, использование песчано-гравийных смесей влечет за собой увеличение расхода цемента до 100  кг/куб. м. Это делается только для того, чтобы получить бе­тонную смесь необходимой пластичности и обеспечить нужную  марку бетона по прочности.  Долговечность же его (в частности, морозос­тойкость), как правило, низкая, и бетонные конструкции при перемен­ном замораживании  и оттаивании разрушаются довольно быстро При­готовление же бетона на чистых и фракционных заполнителях требу­ет наименьшего количества цемента и обеспечивает высокое качест­во конструкций.

   Значительной экономии  цемента  можно достигнуть путем пра­вильного проектирования состава бетона, не завышая его  марку, для того, чтобы бетон  как  можно  скорее  достиг  требуемой прочнос­ти. Можно также существенно сократить  расход  цемента  благодаря введению в бетонную смесь высокоэффективных пластифицирующих до­бавок (суперпластификаторов). Промышленность начала их  выпускать специально для  изготовления  бетонов. К таким добавкам относится С-3,разработанная в  НИИЖБе  совместно  с  другими  организация­ми. Благодаря разжижающему  действию  добавки С-3 становится воз­можным уменьшить расход цемента на 20%  без  ухудшения  основных физико-механических характеристик   бетона. Если  учесть что  при введении добавки сокращение расхода цемента на  каждый  кубометр сборных изделий  в  среднем составит 50-60 кг, то благодаря этому расход топлива значительно уменьшится.

   На заводах  имеют место заметные потери согласно расчетам на нагрев 1 куб. м бетона в стальной форме до 80  градусов (температура изотермического выдерживания) требу­ется примерно 60 тыс. ккал. Поскольку нагрев происходит постепен­но - со скоростью не более 20 градусов в час, то этот процесс не­минуемо сопровождается значительным выделением тепла в  окружаю­щую среду. При  исправном оборудовании, необходимом для термообра­ботки изделий, эти потери достигают 150 тыс. ккал, что в  2-2,5раза больше полезно  затраченного  тепла. При неисправном или небрежно эксплуатируемом оборудовании, а также при неоправданно завышенной длительности термообработки   к  потерям  обязательным (планируе­мым)добавляются потери, непроизводительные Они колеблются в весь­ма широких  пределах  и на некоторых заводах достигают почти 200 тыс. ккал на куб. м бетона. Таким образом, суммарные  теплопотери  в несколько раз  превышают количество тепла, затраченного на нагрев бетона с формой.

   Сократить теплопотери  при  термообработке изделий можно не допуская неисправности в работе оборудования.  Пропарочные ямные камеры очень часто работают с неисправны­ми крышками - не действуют или плохо действуют водяные затворы, в результате чего  наблюдается перекос крышек, это приводит к боль­шим потерям пара. В цехе для работающих создаются неблагоприятные гигиенические условия, высокая  влажность  способствует  быстрому корродированию металлических   конструкций, оборудования. Избежать больших потерь тепла можно путем своевременного ремонта и профи­лактического осмотра камер.

   Исследования, проведенные сотрудниками НИИЖелезобетона пока­зали, что суммарные потери тепла в ямных камерах в процессе обра­ботки изделий доходят до 70% от общего расхода тепла на термооб­работку изделий. Причина такого положения - устройство  стенок  и днища камер из тяжелого бетона, отличающегося высокой теплопрово­димостью. Положение это можно исправить только совершенствованием конструктивного решения  камер. Такие решения разработаны ВНИИЖе­лезобетона.

   Одно из  таких решений заключается в замене тяжелого бетона керамзитобетоном. В этом случае можно снизить теплопотери пример­но на 50%.Если ограждения ямных камер делать из такого бетона, но с внутренними пароизоляцией и теплоизоляцией, то теплопотери мож­но снизить в 3 раза. Аналогичного эффекта можно добиться при уст­ройстве стен камер из тяжелого бетона с  несколькими  воздушными прослойками.

   Серьезного внимания заслуживает стендовая технология  изго­товления сборных  плоских железобетонных плит. По этой технологии в виде пакета изготовляется сразу несколько  изделий, разделенных тонкими прокладками  из стального листа или пластика с вмонтиро­ванными в него электронагревателями. Расположенные между изделия­ми электронагреватели  практически все тепло отдают в обе сторо­ны, т.е. изделиям, так что теплопотери в окружающую среду происхо­дят только через торцы, поверхность которых невелика.

   Применение пакетного метода изготовления  и  термообработки плоских  железобетонных изделий оказало большое влияние на орга­низацию всего технологического  процесса  производства  сборного железобетона. Вместо обычных форм начали использовать формы с си­ловыми бортами и плоским дном, которые значительно менее металло­емки. Изменились  и  многие  технологические операции. Все это спо­собствовало увеличению продукции на тех же производственных пло­щадях в  1,5-2  раза, уменьшению  металлоемкости  оборудования на 30-35%,повышению производительности труда на 10-15%.Но главное ­появилась возможность резко снизить энергопотребление на тепловую обработку изделий. Есть все основания полагать, что пакетный  спо­соб термообработки  сборных  железобетонных изделий по достоинству будет оценен производственниками и получит широкое применение на заводах ЖБИ.

   В настоящее время разработан целый ряд методов электротермо­обработки бетона при изготовлении сборных железобетонных изделий на заводах. Одним из наиболее экономичных (с точки зрения  затрат энергии) способов  электротермообработки бетона является способ электропрогрева или электродного прогрева, т.е.  включение бетона в электрическую  цепь  как  бы  в  качестве  проводника. При этом электрическая энергия превращается в тепловую непосредственно  в самом бетоне ,что сводит к минимуму всякого рода потери. В зависи­мости от мощности электрического тока  можно  нагреть  бетон  до температуры 100 градусов, причем за любой промежуток времени - от нескольких минут до нескольких часов. Таким образом, появились ши­рокие возможности  выбирать оптимальные режимы термообработки из­делий и благодаря этому  обеспечить  высокую  производительность технологических линий.

   В последние годы  за  рубежом  широко  рекламируется  метод предварительного разогрева  бетонных  смесей  непосредственно  в смесителях с помощью пара: в смеситель загружаются заполнители и цемент и  в  процессе их перемешивания подается пар. Нагревая бе­тонную смесь, пар охлаждается и конденсируется. Количество поедаемого пара  рассчитывается  таким  образом, чтобы после его полной конденсации водоцементное  соотношение  бетона   соответствовало проектному. В смесителе бетонная смесь нагревается до температуры не более 60 градусов, после чего подается к месту формования  из­делий.

ТЕХНОЛОГИИ ЭКОНОМИИ ЦЕМЕНТА

   Цемент - один из наиболее широко применяемых, важных и дефи­цитных строительных  материалов, и  хотя  в нашей стране ежегодно выпускается достаточное количество цемента, его нехватка постоян­но ощущается. Причина  не только в том, что масштабы строительства огромны - в большей степени дефицит цемента зависит от  его  из­лишнего расхода  при приготовление бетонов и растворов, от сверх­нормативных его потерь при транспортировке и хранении.

   Одна из  главных  причин перерасхода цемента - необеспечен­ность высококачественными заполнителями и  потеря  им  активности при неудовлетворительном   хранении. Высокоактивные  цементы  при хранении в открытом виде (не в герметичной таре) быстро вступают в реакцию  с  содержащейся  в воздухе влагой, в результате чего их марка снижается..

   Неудовлетворенно обстоит дело и с транспортированием цемен­та. Перевозка цемента в крытых вагонах, навалом приводит  при  его разгрузке и  перегрузке  к  значительным  потерям. К  тому време­ни, когда цемент дойдет до смесителя, потери его превышают  норма­тивные (равные 1%)в несколько раз.

   Специалисты считают, что можно сократить расход  цемента  (и при этом  повысить  качество  и  долговечность конструкций), если приготовлять бетон из чистых фракционированных  заполнителей. Ор­ганизация производства таких заполнителей потребует значительных капиталовложений, но для народного хозяйства это значительно  вы­годнее по сравнению с затратами на ремонты и замену железобетон­ных конструкций, часто выходящих из строя значительно раньше сро­ков, на которые  рассчитана  их  эксплуатация. В зарубежной строительной практике ни одна фирма не производит бетон на  заполните­лях одной  фракции  5-20 мм. Например, в Финляндии он готовится на четырех фракциях чистого крупного заполнителя и двух фракциях  ­мелкого. При этом  однородность выпускаемого бетона настолько вы­сока, что его прочность определяется по испытанию  одного  образ­ца: фирма, производящая  бетон, гарантирует его марочную прочность.

            Мощным средством экономии цемента являются  химические  добавки, и в  первую  очередь пластификаторы. До недавнего времени в нашей стране в  качестве  пластифицирующих  добавок  применялись разного рода  отходя  промышленности. Как правило, эффект от дейс­твия таких добавок был невысок, их  химический  состав  часто  не стабилен. Отечественная промышленность специально для бетонов на­чала выпускать эффективную пластифицирующую добавку - суперплас­тификатор С-3,котороая  по своему действию не уступает лучшим за­рубежным образцам аналогичного класса, а по стоимости в  5-6  раз дешевле. При введении  в  бетон  этой добавки можно сэкономить до 20% цемента (при неизменной пластичности бетонной смеси). Не сни­жая расход  цемента  и  не увеличивая пластичности бетонной смеси, но, снизив ее водоцементное соотношение, можно  повысить  проч­ность бетона на 20-25%.

   Эффективность цемента можно повысить (а,  следовательно, сни­зить его  расход), увеличив  тонкость  его помола. На предприятиях сборного железобетона для того, чтобы бетон как можно скорее дос­тиг распалубочной прочности, часто идут на завышение марки бетона путем увеличения расхода цемента. Можно избежать  этого, если  ис­пользовать вяжущее более тонкого помола: на таком вяжущем тверде­ние бетона в раннем возрасте производит быстрее. Можно сэкономить цемент и  другим  путем: ввести  в цемент песок, известняк или ка­кой-либо другой наполнитель и с ним осуществить помол цемента. Од­нако, как показывают  исследования, при этом марка вяжущего снижа­ется, хотя и не совсем в прямой пропорции от количества введенно­го заполнителя. Для  получения бетона марок до 200 и даже выше та­кое вяжущее вполне приемлемо. В зависимости от количества введен­ного заполнителя (30-50%)можно сэкономить до 50%  цемента. Эффект может еще большим если применить суперпластификаторы.

   Определенные резервы  уменьшения  расхода цемента имеются  в раздельной технологии приготовления бетонной смеси. Хотя этот ме­тод давно  известен, однако до сих пор не нашел применения в тех­нологии бетона. Для получения желаемого эффекта прежде всего,  не­обходимы высокоскоростные смесители емкостью, соответствующей ко­личеству раствора, необходимого на один замес  бетонной  смеси  в обычном смесителе.

В Японии раздельный метод приготовления бетона  применяется с успехом. Компактный турбулентный смеситель, необходимый для тако­го метода, смонтирован там непосредственно на основном бетоносме­сителе, и их производительность полностью увязана между собой.

Отмечается, что один из больных вопросов  проблемы  экономии цемента - его потери при транспортировании  хранении, значительно превышающие нормативные. Нельзя допускать доставку цемента в  ва­гонах навалом, разгружать его вручную, хранить навалом под навеса­ми и в сараях, транспортировать с большим количеством  перегрузок с одного вида транспорта на другой. Особенно велики потери цемен­та при доставке в районы, где нет железных дорог и его приходится перегружать с  железнодорожного  транспорта на речной, а затем на автотранспорт. Этого можно избежать, если в такие  районы  достав­лять не цемент, а цементный клинкер, качество которого не теряется при транспортировании и хранении. На месте его можно  помолоть  и всегда иметь свежий цемент высокой активности.

   Имеются и другие пути экономии цемента - применение высоко­качественных форм для контрольных образцов, учет последующего на­растания прочности бетона рациональные подборы составов  бетонов и растворов, применение  автоматических  устройств по дозированию составляющих и т.д. Если все это внедрить в производство  и  пра­вильно использовать, проблема  дефицита цемента была бы снята, так как это дало бы дополнительно не менее 30% цемента от производи­мого его объема.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

   В зарубежном промышленном и гражданском строительстве  бе­тон и железобетонные конструкции прочно занимают ведущее положе­ние по сравнению с  другими  материалами  и  конструкциями. Глав­ное, на что направлены внимание и усилия фирм, - обеспечить высо­кое качество изготовляемых  и  возводимых  конструкций. Только  с учетом этих  требований  они разрабатывают технологические реше­ния, требующие наименьших затрат  труда, энергии  и  материалов. За рубежом экономия  ресурсов  ни  в  коем случае не должна нанести ущерб качеству и долговечности конструкций. Особое внимание  уде­ляется качеству цемента и заполнителей.

   В США для приготовления бетонов и растворов довольно широко применяются расширяющиеся  цементы позволяющие  получать изделия высокого качества, надежные и  водонепроницаемые. Любопытно, что  в основу разработки  такого цемента легли исследования нашего уче­ного, профессора В.В.  Михайлова, который предложил такие  вяжущие еще в  довоенное  время  (в отечественной практике они так и не нашли применения вплоть до 60-х годов, когда стало известно об  их производстве в  США). Некоторые  из  таких цементов носят название "М" в честь первой буквы фамилии В.В. Михайлова.

   Как правило, фирма, выпускающая  цемент, гарантирует его высо­кое качество и стабильность состава. Так, во Франции на  мешках  с цементом указываются  не только его цена, но и состав, и все необходимые свойства. Во избежание путаницы и случайностей на  произ­водстве на мешках с цементом ставится цветной штамп, удостоверяю­щий их содержимое (портландцемент, рапид-цемент и др.). Каждый вид цемента маркируется   своим   цветом   (красным, синим,  зеленым и др.). Это полностью исключает  ошибки, которые  могут  привести  к браку конструкций.

   Особое внимание за рубежом уделяется химическим  добавкам. В наибольшем объеме производятся добавки-суперпластификаторы (мель­мент и др.). По своему действию они близки к нашему  суперпласти­фикатору С-3,однако стоимость их в несколько раз выше. Однако для получения бетонной смеси требуемой подвижности, помимо суперплас­тификатора, нужны еще  фракционированные заполнители, хорошая сис­тема дозирования компонентов и строго выдерживаемый состав смеси. На заводских бетоносмесительных узлах в Финляндии, Франции и Германии, а также в других странах, действуют компьютерные  систе­мы. Оператор, находясь в  специально  оборудованном помещении, пол­ностью изолированном от бетоносмесительного отделения, имеет  на­бор перфокарт, рассчитанных не менее чем на 50 разновидностей бе­тонных смесей. Как только подошел очередной  авто бетоновоз, води­тель по  телефону сообщает оператору свои данные: какая смесь и в каком количестве ему нужна, название фирмы-потребителя и т.п. Опе­ратор вводит  в компьютер необходимые данные, после чего автомати­чески включаются дозаторы и смесители. Авто бетоновоз без  всякого промедления ставится  под загрузку.  После выдачи бетонной смеси оператор по передаточной трубе  спускает  водителю  свернутый  в трубочку счет, в  котором  компьютер отпечатал состав смеси, марку бетона, его количество и стоимость. Обычно вся  операция  занимает не более пяти минут.

   За рубежом экономному расходованию ресурсов  подчинена  вся организация строительства, начиная с обеспечения строек бетоном и раствором и методы  энергосберегающих  технологий, применяемых  в зарубежной практике, весьма  рациональны  и с точки зрения затрат материальных ресурсов, и обеспечения высокого качества  конструк­ций и изделий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       И в заключении я хочу еще раз сказать о том, какую важную роль играет бетон в нашей жизни.

      Не одно строительство не обходится без качественного бетона. В своей работе я попытался описать то, как можно уменьшить затраты, это на сегодняшний день, является достаточно важным аспектом строительства. Моя работа предназначена для того, чтобы заинтересовать читателя в этом вопросе и дать ему несколько полезных советов

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.       Баженов Ю. М., Комар А. Г. «Технология бетонных и железобетонных изделий» М. «Стройиздат» 1984г.267 с.

2.       Евдокимов Н. И «Технология монолитного бетона и железобетона». М. «Стройиздат» 1980г.467 с.

3.       Миронов С. А. «Теория и методы зимнего бетонирования»3-изд. М. «Стройиздат 1975г.750 с.

4.       Третьяков А.К., Роженко М. П . «Арматурные и бетонные работы». М. «Высшая школа» 1895г. 590 с.

5.       Учебник для Втузов под ред. Бадьина Г. М. «Технология строительного производства». М. «Стройиздат» 1987г.606 с.

6.         Башлай А. Г.«Справочник строителя: Бетонные и железобетонные работы». М. «Стройиздат» 1987г.320 с.

7.       Хаютин Ю. Б. «Монолитный бетон». М. «Стройиздат»1984г.168 с.

Страницы: 1, 2, 3, 4