Введение
С возникновением человека примерно 10000 лет назад впервые возникла потребность к строительным материалам. В ранних поселениях стройматериалы для жилья и конюшни были на переднем плане. Позже для сооружения инфраструктуры (например, гаваней, улиц, мостов и т.д.), присоединилось стремление к абсолютно новым материалам. Сначала изобретения и случайные открытия делали возможными улучшение естественных видов сырья (например, изготовление устойчивых к атмосферным воздействиям жженых кирпичей) и скоро возникло изобретение искусственных материалов с особенными качествами (например, вяжущее вещество, получаемое путем обжига природного гипса CaSО4·2Н2О). Инновационные стройматериалы издавна окрыляли архитектурную фантазию и креативность человечества и это было выражением нашей цивилизации и культуры. Два примера этого - это построенный впервые на схожем с бетоном основании Колизей в Риме (примерно в 80г. н.э.), а также 468 м наивысшая башня мира - Восточный Перл Тауэр в Шанхае (рисунок 1).
Рисунок 1 - Свидетельства античной (Kолизей в Риме; слева [1]) и современной архитектуры (Восточный Перл Тауэр в Шанхае; справа [2])
Технический прогресс подарил античности не только новые неорганические вяжущие вещества; одновременно с этим часто понималась большая польза специально подобранных добавок для оптимизации свойств и обрабатываемости строительных материалов. Уже римляне использовали винную кислоту при изготовлении гипсовых вяжущих и обработке стенных штукатурных растворов.
Вместе с тем фундамент строительной химии, как значительной отрасли экономики был положен со времен 2-ой мировой войны. Это характеризует плодотворный симбиоз химических знаний и соответствующих инженерам технического образа мышления. При этом химическая промышленность считала строительство как отрасль с крупным оборотом средств, как значительную и технологически требовательную сферу деятельности с большим потенциалом для будущего. В 2000 году всемирный оборот химической промышленности с продуктами для строительства составлял не меньше чем 55 миллиардов долларов. Согласно рисунку 2 на отдельные сегменты приходится: окраски и покрытия - 45%, пластмассы - 29%, химикалии - 26% [3]. Как мы видим, значительная часть оборота в этой сфере приходится на строительную химию.
Рисунок 2 - Cегменты всемирного оборота химической промышленности с продуктами строительных приложений
Все же понятие «Строительная химия» понимается по-разному. После определения федерации промышленников «Немецкие химики e.V.» строительная химия охватывает дополнительные средства (добавки) к бетонам и бетонным изделиям, бетонный ремонт и поверхностные системы защиты, наземные покрытия, а также модифицируемые системы строительных растворов пола, стен и потолков. По данным союза оборот немецкой строительной химии в 2002 году составлял миллиард €. Во всем мире он оценивается примерно до 20€ миллиарда. Другие причисляют к строительной химии большие объемы производства строительных химических дополнительных средств и основных систем всей промышленности вяжущих веществ (цементное, известковое и гипсовое производство). Всемирный оборот этой консолидируемой промышленности, которые включают вяжущие вещества, дополнительные средства, необходимые и пригодные к употреблению в области стройматериалов и строительных систем, составляет более чем 200€ миллиардов.
В данном случае, строительная химия стала, в расширенном понятии этого слова, одной из основ современной строительной индустрии. С одной стороны, польза и действие строительных химических добавок часто могут разъясняться только в созвучии с вяжущими средствами; с другой стороны, в промышленной практике эти области - вяжущие вещества и химические добавки - тесно друг с другом связаны и нередко находятся под одной фирменной крышей. Следующий текст разъясняет читателю часть важных аспектов промышленного изготовления и приложения строительных химических продуктов и систем. Ввиду высокого уровня специализации отрасли (в только в Германии имеется около 600 различных видов цементов и 500 разрешенных в строительстве добавок) тематический выбор учебника позволяет изучить все возникающие вопросы дисциплинарной направленной строительной химии. Некоторые значительные разделы, как например, глиноземистый цемент, магнезиальные вяжущие, фосфатные вяжущие вещества и др. не нашли подробного упоминания. Однако приводимая дальше литература предполагает возможность для заинтересованного читателя изучить необходимые вопросы по этим темам.
В Республике Казахстан производству цемента уделяется большое внимание. Для покрытия потребности в портландцементе были построены новые современные цементные заводы и реконструированы действующие.
Расположение действующих и строящихся цементных заводов в Республике Казахстан приведено на рисунке 3.
1-Central Asia Cement 2-Восток цемент 3-Шымкентцемент 4-Семей Цемент 5-Састобе Цемент |
6– Алматы цемент 7 –Жанатас ЦЗ 8–Жамбыл цемент 9-Стандарт цемент 10–Кордай цемент |
G1 – Казахцемент G2 - Agic цемент G3 – Каспий цемент G4 – Кокше цемент G5 – BI -цемент |
G6-Сыр Цемент G7–СарыОзек цемент G8–Рудненский ЦЗ G9 –Актау цемент G10–Орал цемент
|
Рисунок 3 - Карта расположения действующих и строящихся цементных заводов в Республике Казахстан
Рисунок 4 – Цементный завод STANDARD CEMENT мощностью 2 млн.т
В последнее пятилетие в Республике Казахстан были построены и введены в эксплуатацию 5 новых цементных заводов сухого способа мощностью 1,0 – 2,0 млн. тонн цемента в год: ТОО «Стандарт Цемент» в г. Шымкенте (рисунок 4), ТОО «JAMBYLCEMENT» французской фирмы Vicat в пос. Мынарал Жамбылской обл., ТОО «Казах Цемент» на станции Шар Восточно-Казахстанской обл., ТОО «Каспий Цемент» фирмы HEIDELBERGCEMENT на станции Шетпе Атырауской обл., Хантауский цементный завод на станции Хантау Жамбылской обл. Были реконструированы и запущены линии сухого способа №5 и №6 Карагандинского цементного завода (АО «Карцемент»). Немного ранее, в 2009 г. были запущены 2 небольших завода с шахтными печами. АО «Шымкентцемент» (Italcementi Group, HEIDELBERGCEMENT) завершило строительство и запустила в декабре 2015 г. линию сухого способа производства 1 млн. т на территории действующего цементного завода в г. Шымкент. Завершается строительство ТОО «Кокше Цемент» на севере Республики мощностью 2 млн. тонн цемента в год.
Кроме этого в Казахстане работают цементные заводы мокрого способа, построенные в 1952-1964 годах: ТОО «Цементный завод «Семей» (1,15 млн.т), ТОО «Бухтарминская цементная компания» (1,2 млн.т), ТОО «Састобе Технолоджис» (0,5 млн.т), ТОО «Кордай цемент». В последние годы выведены из эксплуатации 10 технологических линий с устаревшими печами мокрого способа на Шымкентском и Карагандинском заводах. В 2015 году выпуск цемента в Казахстане составил более 9 млн. тонн.