1.2. Краткие сведения о развитии производства вяжущих веществ

Промышленность вяжущих материалов играет важную роль в создании материально-технической базы страны, обеспечении дальнейшего роста материального и культурного уровня жизни народа, успешной реализации программы строительных работ. От темпов роста выпуска вяжущих материалов зависят масштабы капитального строительства, его экономичность и технический уровень. Цементы принадлежат к немногим важнейшим видам продукции народного хозяйства, объем выпуска которых определяет экономический потенциал страны, уровень технического прогресса. Применение вяжущих веществ не ограничивается их использованием в строительстве. Без них не может существовать ни одна область техники.

Первым вяжущим веществом, которым пользовался человек, была природная необожженная глина. Однако со временем из-за слабых вяжущих ее свойств и малой стойкости во влажных условиях глина перестала удовлетворять требованиям строителей. Еще за 2400-3000 лет до н. э. были найдены способы получения искусственных вяжущих путем обжига некоторых горных пород и тонкого измельчения продуктов этого обжига. Первые искусственные вяжущие — строительный гипс, а затем и известь — были применены при строительстве уникальных сооружений: бетонной галереи легендарного лабиринта в Древнем Египте (3600 г. до н. э.), фундаментов древнейших сооружений в Мексике, Великой Китайской стены, римского Пантеона. Со временем научились повышать водостойкость известковых растворов, вводя в них тонкомолотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы, известные под общим названием «пуццоланы». Так их назвали древние римляне по месту залежей близ г. Поццуолли.

На Руси развитие производства вяжущих материалов связано с возникновением древних городов — Киева, Новгорода, Ростова, Владимира, Москвы и др. Вяжущие материалы использовали при возведении крепостных стен, башен, соборов. В 1584 г. в Москве был учрежден «Каменный приказ», который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также производством извести.

Несколько тысячелетий гипс и воздушная известь были единственными вяжущими материалами. Однако они отличались недостаточной водостойкостью. Развитие мореплавания в XVII—XVIII вв. потребовало для строительства портовых сооружений создания новых вяжущих, устойчивых к действию воды.

В 1756 г. англичанин Д. Смит обжигом известняка с глинистыми примесями получил водостойкое вяжущее, названное гидравлической известью. В 1796 г. англичанином Д. Паркером был запатентован роман-цемент, способный твердеть как на воздухе, так и в воде. В наше время эти вяжущие утратили практическое значение, но до второй половины XIX в. они были основными материалами для строительства гидротехнических сооружений.

Интенсивное развитие промышленности в России в XVIII в., когда было построено 3 тыс. промышленных предприятий, не считая горных заводов, потребовало систематизации накопленного опыта производства и при¬менения вяжущих, создания более эффективных их видов. В 1807 г. академик В. М. Севергин дал описание вяжущего вещества, получаемого обжигом мергеля с последующим размолом. Полученный продукт по качеству был лучше романцемента.

В 1825 г. Е. Г. Челиев в книге «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений...» обобщил опыт улучшения свойств вяжущих материалов, накопленный при восстановлении Кремля, разрушенного во время Отечественной войны 1812 г. В Англии в этом же направлении работал Д. Аспдин. В 1824 г. он получил патент на «Усовершенствованный способ производства искусственного камня», названного им портландцементом. Полученное Д. Аспдиным вяжущее не было портландцементом в современном смысле этого слова, а представляло собой разновидность романцемента, полученного при несколько повышенной температуре обжига, однако название «портландцемент» сохранилось и поныне. Гидравлическое вяжущее, описанное Е. Г. Челиевым, ближе по свойствам к современному портландцементу, а по качеству превосходило портландцемент Д. Аспдина.

Со второй половины XIX в. портландцемент прочно вошел в строительную практику. В России над его созданием и совершенствованием много работал А. Р. Шуляченко, которого называют отцом русского цементного производства. Его заслуга состоит в том, что высококачественные отечественные портландцементы почти полностью вытеснили в России цементы иностранного производства. Русские ученые А. Р. Шуляченко, Н. А. Белелюбский и И. Г. Малюга в 1881 г. разработали первые технические условия на цемент и предложили классификацию вяжущих. Ими были заложены основы современной науки о твердении вяжущих материалов. В 1885 г. в России был созван первый съезд по цементному производству. В 1901 г. был основан журнал «Цемент».

В 1856 г. был пущен в действие первый русский завод по выпуску портландцемента в г. Гроздеце, затем были построены заводы в Риге (1866), Щурове (1870), Пунане-Кунда (1871), Подольске (1874), Новороссий¬ске (1882) и т. д. К 1914 г. в России работало 60 цементных заводов общей производительностью около 1,6 млн. т цемента. Одновременно росло производство извести и гипса.

В годы первой мировой и гражданской войн производство вяжущих материалов в нашей стране резко снизилось, так как многие заводы были разрушены. После установления Советской власти в нашем государстве цементную промышленность пришлось создавать практически заново. Лишь в 1927 г. производство цемента превысило довоенный (1913) уровень. Индустриализация и высокие темпы капитального строительства в СССР предопределили ускоренное развитие цементной промышленности. В 1962 г. по выпуску цемента СССР вышел на первое место в мире. В 1971 г. выпуск цемента в стране превысил 100 млн. т.

Цементная промышленность в нашей стране отличается высокой концентрацией производства. Концентрация производства в определенной степени улучшает технико-экономические показатели работы отрасли: повышается производительность труда, снижается себестоимость единицы продукции, сокращаются удельные капитальные затраты, достигается значительная экономия трудовых затрат. Дальнейшее увеличение выпуска цементов и других вяжущих материалов обеспечивается реконструкцией и расширением действующих предприятий, строительством новых, интенсификацией технологических процесcoв, повышением мощности как заводов в целом, так и отдельных технологических агрегатов, автоматизацией производства.

Одновременно с совершенствованием технологии производства расширяется и ассортимент выпускаемых вяжущих материалов. Еще в начале века для строительства подземных и гидротехнических сооружений начали применять пуццолановый портландцемент с повышенной водостойкостью. Развитие металлургии дало цементной промышленности возможность использовать для изготовления шлакопортландцемента и других видов шлаковых вяжущих доменные шлаки. В разработку этих видов цементов большой вклад внесли ученые А. Р. Шуляченко, И. А. Белелюбский, А. А. Байков, С. И. Дружинин, а затем В. А. Кинд, В. Н. Юнг, П. П. Будников, Ю. М. Бутт, С. Д. Окороков, Н. А. Торопов, С. М. Рояк и др. Производство многокомпонентных цементов в наши дни приобрело важное значение, поскольку это простой и надежный путь экономии топливно-энергетических ресурсов.

Современная строительная техника предъявляет к вяжущим материалам новые высокие требования. Для производства железобетонных изделий и конструкций нужны быстротвердеющие портландцементы; для сооружения бетонных дорог — цемент, обладающий повышенной деформативной способностью и морозостойкостью, для декоративных целей требуются белые и цветные цементы, а для ремонтных работ — расширяющиеся цементы. В соответствии с запросами строительства советскими учеными П. И. Боженовым, П. П. Гайджуровым, Л. Д. Ершовым, И. В. Кравченко, Т. В. Кузнецовой, В. В. Михайловым, В. В. Тимашевым, М. И. Хигеровичем и др. разработана технология производства соответствующих специальных цементов.

После 1998 г., преодолев последствия экономического кризиса, цементная промышленность активно увеличивает объемы производства цемента. Рост объема производства цемента объясняется, в основном, возрастающей потребностью в нем строительного комплекса, который обеспечивается пока введением после консервации в строй существующих отдельных мощностей и целых производств. После кризисного 1998 г., когда было произведено 26,0 млн. т цемента, его объем возрастал, и было выработано в: 2000 -32,4; 2001 - 35,1; 2003 - 41,0; 2004 - 45,6 млн. т цемента. По прогнозу на 2005 ожидается производство цемента в объеме 51-52 млн. т. Возможная нехватка цемента обуславливается тяжелым экономическим положением отрасли, высоким износом оборудования (до 70 %), отсутствием достаточных инвестиций. Программа по созданию рынка доступного жилья предполагает, что к 2010 г. в стране должен быть удвоен объем строительства, а значит, понадобятся около 90 млн. т цемента в год. Это в 2 раза больше, чем производит сегодня отрасль.

Ассортимент выпускаемой продукции на цементных предприятиях России может обеспечить выполнение строительных работ практически любого назначения. В настоящее время в нашей стране выпускается около 30 видов цементов. Одновременно повышается и качество цемента, растет средняя его марка. Сбывается предсказание Д. И. Менделеева, писавшего в 1891 г., что цемент, составляющий одно из важнейших приобретений между приложениями химии к потребностям жизни, есть строительный материал будущего.

По закону «О техническом регулировании», который действует с 1 июля 2003 г., предусмотрена 2-х уровневая система, содержащая, в том числе в области производства и применения вяжущих, обязательные технические регламенты, утверждаемые законом, и добровольно применяемые стандарты. Регламенты будут определять только те параметры продукции, которые касаются вопросов:

- безопасности (биологической, пожарной, механической, взрывобезопасности

и др.);

- экологии;

- единства измерения.

- защиты прав потребителя от дезинформации.

Остальные показатели и характеристики будут определять бизнес (соглашение меж­ду производителем и потребителем) и добро­вольно принимаемые стандарты.

Действующие в настоящее время стан­дарты на цементы будут действовать до принятия соответствующих регламентов. Это должно произойти до 2010 года. По ис­течении этого срока, если не будут разра­ботаны технические регламенты, обязатель­ные нормы, стандарты превратятся в доб­ровольные. Однако считается, что добровольные на­циональные стандарты сохранят ту важ­ную роль в техническом регулировании всех отраслей промышленности и строи­тельстве, какую играли государственные стандарты.

В целях организации и проведения работ по стандартизации в области строительства в соответствии требованиями Федерально­го Закона «О техническом регулировании» создан Технический комитет по стандарти­зации ТК465 «Строительство». Технический комитет имеет своей задачей развитие на­циональной стандартизации в области стро­ительства, стандартизацию разработки и проведение экспертизы проектов нацио­нальных стандартов, строительных норм, пра­вил, стандартов организаций и других нор­мативных документов.