Строительные материалы и изделия

Экономика производства и применения природных каменных материалов и изделий

Наличие природных ресурсов и уровень развития сырьевых отраслей — важный фактор, определяющий экономическую мощь народного хозяйства. СССР располагает разнообразными ре­сурсами минерального сырья и топлива, большими запасами нерудных ископаемых и гидроэнергетических ресурсов, лесного сырья. В СССР имеются фактически неограниченные запасы нерудных ископаемых для производства различных строительных материалов и изделий.

О значении нерудных строительных материалов в широкой индустриализации строительства, осуществляемой в нашей стране, можно судить по следующим данным. В общем весе сооружаемых объектов масса материалов и конструкции, полу­чаемых на основе минерального нерудного сырья, составляет в среднем 70%, достигая для некоторых объектов 90%.

Производство нерудных строительных материалов, насчиты­вающее около 6 тыс. предприятий, организовано во всех эконо­мических районах страны и в связи с ростом выпуска бетона и сборного железобетона развивается быстрыми темпами. Из­вестно, что лишь за период 1980—1985 гг. суммарный объем производства сборного и монолитного бетона и железобетона возрос до 270 млн. м3, причем опережающими темпами увеличи­вается производство сборных железобетонных конструкций, а среди последних — спецжелезобетона, для изготовления которо­го требуются заполнители мелких фракций.

Изменение структуры производства и применения железобе­тонных конструкций обусловило опережающее развитие произ­водства щебня и гравия мелких фракций, удельный вес которых возрос с 8% в 1955 г. примерно до 20...25% в настоящее время. На развитие производства нерудных строительных материалов требуются большие единовременные затраты.

Кратко рассмотрим технико-экономическое состояние про­мышленности по переработке природного камня по основным видам — заполнители для бетона, материал для стен (пильный камень) и облицовочные материалы.

• Затраты на заполнители в общей себестоимости железобе­тонных изделий составляют в СССР около 20%. Такая высокая стоимость щебня, гравия и песка обусловлена невысоким уров­нем механизации производственных процессов и низким коэффи­циентом извлечения полезного продукта из горной массы. За по­следние годы достигнуто значительное снижение себестоимости нерудных строительных полезных ископаемых за счет внедрения комплексной механизации, ликвидации мелких карьеров, обу­словливающих низкое использование основного оборудования (экскаваторов, самосвалов, автопогрузчиков), внедрения про­грессивных технологических методов добычи, например гидроме­ханизации. Достигнуто значительное снижение транспортных расходов на перевозку нерудных строительных материалов за счет улучшения размещения заводов сборного железобетона и карьеров нерудных ископаемых, а также в результате использо­вания в качестве транспортных средств более эффективных авто­мобилей грузоподъемностью свыше 5 т.

Помимо транспортных затрат и затрат по добыче важное место в общей себестоимости нерудных строительных материа­лов занимают работы по дроблению, фракционированию, выра­ботке мелких фракций, организации процессов мойки и обога­щений. Низкое качество заполнителей для бетона (песка, гра­вия, щебня) влечет за собой значительный перерасход цемента, повышенный процент брака, увеличение трудоемкости в произ­водстве железобетонных изделий и конструкций, кладочных, мон­тажных и штукатурных работ. В связи с этим щебень, гравий и песок на заводы железобетонных изделий должны поступать отсортированными по фракциям, без глинистых и других засо­ряющих примесей.

На себестоимость продукции в промышленности нерудных строительных материалов оказывает влияние ряд факторов, прежде всего техническая оснащенность предприятий, совершен­ство технологии, условия добычи ископаемых и др. Значитель­ные резервы снижения себестоимости и удельных капитальных вложений заключены в применении новых, более совершенных технологических методов и, в частности, метода гидромеханиза­ции.

По сравнению с сухим способом добычи нерудных иско­паемых гидромеханизация позволяет снизить удельные капиталь­ные вложения примерно на 20...25%; себестоимость — на 30... 35% и сократить сроки строительства примерно на '/з- Значи­тельное снижение себестоимости продукции на гидромеханизиро­ванных предприятиях объясняется непрерывностью технологиче­ского процесса, сокращением численности обслуживающего пер­сонала, попутной, без затрат, промывкой песка и снижением амортизационных отчислений вследствие меньших удельных ка­питальных вложений.

Большое влияние на технико-экономические показатели раз­работки нерудных материалов оказывают горно-геологические условия (величина запасов, мощность пласта полезного ископае­мого, глубина залегания, плотность и крепость породы, ее хими­ческий и минералогический составы и др.).

При добыче природного пильного камня открытым способом разработки при коэффициенте вскрыши 0,3, коэффициенте извле­чения полезного продукта из горной массы 0,4 и механической прочности камня 5 МПа для карьера годовой мощностью 100 тыс. м3 удельные капитальные вложения составляют 35 руб/м3. При увеличении коэффициента вскрыши на 0,1 удель­ные капитальные вложения возрастают на 30...50%; при умень­шении выхода полезного продукта из горной массы до 0,2 удель­ные капитальные вложения возрастают на 25%, а при росте вы­хода полезного продукта снижаются на 20% и т. д., отсюда исключительно важно выбрать наиболее эффективные место­рождения с максимально благоприятными горно-геологическими условиями.

В настоящее время более 30% заводов сборного железобе­тона применяют заполнители, не удовлетворяющие требованиям стандарта по гранулометрическому составу и содержанию пыле­видных частиц. Вместе с тем, по расчетам НИИЦемента, на каждый процент запыленности заполнителя (в пределах до 12%) расход цемента возрастает от 1 до 1,5%. Дополнительный пере­расход цемента вызывается также недостатками гранулометри­ческого состава заполнителей. Выпуск фракционированных за­полнителей позволяет снизить расход цемента в бетоне примерно на 13... 15% и повысить качество бетона. Капитальные вложения на дополнительную обработку щебня и гравия в связи с услож­нением технологической схемы производства являются значи­тельными. Они экономически оправданы, поскольку от качества нерудных непосредственно зависят качество и стоимость возве­денных зданий и сооружений.

Увеличение степени концентрации производства является одним из решающих факторов снижения удельных капиталь­ных вложений в промышленности нерудных строительных мате­риалов. Рост степени концентрации производства происходит на основе внедрения нового высокопроизводительного оборудова­ния — горно-транспортных агрегатов непрерывного действия, новых типов станков ударно-канатного бурения, мощных экска­ваторов и земснарядов, автосамосвалов большой грузоподъем­ности, эффективных видов безрельсового транспорта, щековых дробилок крупного дробления, одно - и двухроторных дробилок ударного действия и т. п.

Одним из факторов, обеспечивающих улучшение качества продукции и снижение ее стоимости, является дальнейшее со - вершенстование автоматизации производственных процессов дробильно-сортировочных заводов, а также контроль качества выпускаемой продукции. В настоящее время разработана систе­ма автоматического регулирования режима работы конусной дробилки.

Система включает устройства для изменения размера раз­грузочной щели конусной дробилки, разгрузочной щели с автома­тическим управлением и стопорения регулирующего кольца конусной дробилки. Эта система обеспечивает получение задан­ного массового соотношения фракций продуктов дробления или заданного зернового состава по среднему диаметру куска на выходе дробилки; увеличивает до 20% выход щебня мелких фракций (5... 10 и 10...20 мм) за счет сохранения постоянного размера разгрузочной щели дробилки при износе дробящих поверхностей конусов; обеспечивает автоматическое регулирова­ние размера щели при поступлении в дробилку исходного мате­риала с различными физико-механическими свойствами; позво­ляет повысить производительность дробилки на 15...20% за счет снижения коэффициента циркуляции.

Снижение себестоимости щебня получено также от внедре­ния системы автоматического регулирования загрузки щековой дробилки. Эта система обеспечивает автоматическое поддержи­вание любого заданного уровня загрузки горной массы рабочей камеры дробилки, что создает благоприятные условия для рабо­ты всего технологического оборудования.

Разработана и внедрена на дробильно-сортировочном заводе Сокского карьероуправления Куйбышевской области автомати­ческая станция контроля качества щебня по содержанию отму­чиваемых примесей (АСК-8), с помощью которой можно не только оперативно определять в лабораториях качество запол­нителя бетонных и дробильно-сортировочных заводов, но она может служить датчиком в системах автоматического контроля и регулирования процессов промывки щебня, гравия и других сыпучих материалов.

В основу работы станции положен принцип отмучивания глинистых и пылевидных частиц под действием выпрямленного электрического тока с последующим измерением плотности обра­зовавшейся суспензии фотоэлектрическим компенсационным ме­тодом. Применение автоматической станции контроля качества щебня по содержанию отмучиваемых примесей примерно в 40 раз повышает производительность, позволяет своевременно выявить брак продукции дробильно-сортировочных заводов и снизить перерасход цемента на бетонных заводах.

Наконец, улучшение показателей эффективности капиталь­ных вложений может быть достигнуто в результате более ши­рокого использования передвижных механизированных предприя­тий нерудных строительных материалов. В настоящее время эти­ми предприятиями обеспечивается лишь 5...6% потребности от­даленных районов, причем передвижные предприятия оснаще­ны таким же оборудованием, которое предназначено для ста­ционарных заводов. В то же время в США более 1 /з щебня вы­работано на передвижных заводах, характеризующихся высо­ким уровнем комплексной механизации при сравнительно неболь­ших удельных капитальных вложениях. По расчетным данным, использование передвижных предприятий позволит снизить себе­стоимость щебня в ряде районов до 4...Б руб/м3, а также обеспе­чить снижение удельных капитальных вложений примерно на 2 руб/м3 производственной МОЩНОСТИ.

В последние годы по песку и гравию имеет место рост себе­стоимости производства, что объясняется повышением качества нерудных, увеличением выпуска более дорогого в производстве, но эффективного в применении промытого и классифицирован­ного заполнителя. Вместе с тем такое положение свидетель­ствует о больших резервах возможного снижения себестоимости нерудных строительных материалов усовершенствованием техно­логии промывки и обогащения.

Значительными темпами в последние 7...8 лет развивается производство природных легких заполнителей — на базе туфов, вулканических шлаков и пемзы (главным образом в Армян­ской ССР). Вулканические шлаки и пемза имеют плотность

400.. .900 кг/м3, что обеспечивает получение теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов. Возможно исполь­зование шлаков и пемзы в качестве компонента для тепло - и звукоизоляционных и жароупорных изделий, а также активной минеральной добавки к вяжущим и наполнителя пластмасс. В 1980 г. было добыто 6,4 млн. м3 шлаковых и пемзовых запол­нителей естественного происхождения.

• Важным резервом покрытия дефицита и экономии искус­ственных стеновых материалов является развитие производства легких камней для стен из природного камня. Общие запасы его по СССР составляют более 1,3 млрд. м3, в том числе в Молда­вии — 0,55, в Украине — 0,3, в Азербайджане — 0,2 млрд. м3. Себестоимость 1 м3 природного стенового камня намного ниже,

чем керамического кирпича, поэтому в ряде районов целесооб­разно применять природные каменные стеновые материалы и обеспечивать ими потребности строительства. Однако при радиу - ■ се перевозки природных стеновых каменных материалов, боль - ] шем 350...400 км, их эффективность падает в связи с ростом транспортных расходов. Удельные капитальные вложения на j организацию добычи пильного камня в зависимости от местных j условий в 1...2 раза меньше, чем по кирпичу.

• В ряде случаев оказывается весьма эффективным примене­ние в общественных и жилых зданиях облицовочных материа­лов из природного камня — туфов, известняков, гранитов, габбро, мрамора и других декоративных пород. Высокая долго­вечность этих облицовок обеспечивает незначительный уровень затрат на эксплуатацию — в 5...8 раз меньший, чем на отделку зданий цветными растворами и бетонами, а также силикатными и известковыми красками. В 1985 г. было выпущено более 60 млн. м2 этих облицовок. Расчеты показывают, что при про­изводстве туфовых облицовочных плит на заводе мощностью 1 млн. м2 плит в год, оснащенном станками с алмазным инстру­ментом, себестоимость 1 м2 готовой плиты составит в завися - мости от типа туфа примерно 1 руб. Благодаря теплообработке гранита себестоимость 1 м2 бортового камня составит 1,3... 1,5 руб., а по менее долговечному и менее декоративному бе­тонному бортовому камню—1,8...2,4 руб. Потребность строи­тельства в облицовочном камне с каждым годом увеличивается. Удовлетворение ее возможно лишь на основе строительства крупных высокомеханизированных предприятий, оснащенных но­вейшим оборудованием с широким использованием алмазных инструментов.