Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. История производства и использования стеновых и дорожных вибропрессованных бетонных изделий за рубежом и в России 9
1.1. Первые исторические упоминания об использовании мелкоштучных стеновых и дорожных изделий 9
1.2. Исторические аспекты производства и использования мелкоштучных бетонных стеновых и дорожных изделий 27
1.3. История производства и использования вибропрессового оборудования в странах дальнего и ближнего зарубежья 41
1.4. Отечественный опыт производства и использования вибропрессового оборудования 44
1.5. Исторические аспекты создания и работы фирмы Besser Company 52
ГЛАВА II. Технология производства вибропрессованных бетонных изделий. Особенности производства, проектирования и строительства с использованием вибропрессованных бетонных блоков в условиях РБ 65
2.1. Особенности технологии производства вибропрессованных бетонных изделий в Республике Башкортостан 65
2.1.1. Вибропрессовое оборудование фирмы Besser 65
2.1.2. Материалы для производства вибропрессованных бетонных изделий 69
2.1.3. Параметры технологических режимов производства вибропрессованных изделий на оборудовании Besser 75
2.1.4. Номенклатура производимых стеновых и дорожных вибропрессованных бетонных изделий 77
2.1.5. Контроль качества вибропрессованных бетонных изделий (методы испытания) 83
2.2. Особенности проектирования каменных конструкций на основе высокопустотных вибропрессованных бетонных изделий 84
2.3. Особенности технологии кладочных работ с использованием вибропрессованных бетонных блоков 86
2.4. Общие экономические показатели производства и использования вибропрессованных бетонных изделий в условиях Республики Башкортостан 92
ГЛАВА III. Исторические аспекты возникновения, становления и развития предприятий г. Уфы, производящих вибропрессованные бетонные блоки, в период 1994-2004 гг. 95
3.1. Исторические аспекты организации и развития производства вибропрессованных бетонных изделий на отдельных предприятиях на примере СП «Берлек» ОАО БНЗС и СП «Интерстрой-сервис» ОАО КПД в 1994-2004 гг . 95
3.2. Исторические аспекты сотрудничества в области научных исследований предприятий СП «Берлек» и СП «Интерстройсер-вис» с Уфимским государственным нефтяным техническим университетом и институтом БашНИИстрой по вопросам оптимизации технологии производства и развития нормативной базы использования вибропрессованных бетонных изделий в условиях Республики Башкортостан 101
3.3. Исторические аспекты проектирования и строительства объектов различного назначения в г. Уфе с использованием изделий, производимых СП «Берлек» и СП «Интерстройсервис» 111
ГЛАВА IV. Современное состояние, перспективы развития и экономическая оценка эффективности производства и применения вибропрессованных бетонных изделий, производимых на оборудовании фирмы Besser 119
ВЫВОДЫ 125
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 127
ПРИЛОЖЕНИЯ 137
- Первые исторические упоминания об использовании мелкоштучных стеновых и дорожных изделий
- Особенности технологии производства вибропрессованных бетонных изделий в Республике Башкортостан
- Исторические аспекты организации и развития производства вибропрессованных бетонных изделий на отдельных предприятиях на примере СП «Берлек» ОАО БНЗС и СП «Интерстрой-сервис» ОАО КПД в 1994-2004 гг
Введение к работе
Начиная с древнейших времен до XX в. н. э. традиционные материалы для возведения жилых и производственных зданий не претерпели существенных изменений. Каменные блоки и глинобитный кирпич являются материалами, использующимися в строительстве с возникновения древнейших человеческих цивилизаций до наших дней. Бетон на основе природных вяжущих был известен более двух тысяч лет назад. Являясь главным строительным материалом в эпоху Римской империи, он снова нашел широкое применение в XX в.
Впервые стеновые бетонные блоки заводского изготовления начали использоваться в Европе с середины XIX в. Первое промышленное применение технологии вибропрессования бетонных смесей для производства стеновых блоков и дорожной плитки в США относится к началу XX в. К концу XX в. бурное развитие промышленности, истощение ископаемых энергетических ресурсов и рост населения Земли привели к топливному дефициту, росту мировых цен на энергоносители и инициировали пересмотр подходов экономически развитых стран к вопросам энергосбережения. Это дало начало около 30 лет назад стремительному распространению вибропрессовой технологии в Северной Америке и Европе, обусловленному высокой производительностью и степенью автоматизации оборудования, возможностью производства широкого спектра продукции по размеру, форме, фактуре и цвету, отличающейся низкой материало- и энергоемкостью, эффективностью ее применения в энергосберегающих конструкциях стен зданий.
В течение последних десяти лет предприятиями строительного комплекса стран СНГ было приобретено и задействовано несколько линий американской фирмы Besser Company по производству вибропрессованных бетонных изделий. Учитывая то, что в настоящее время производство мелкоштучных вибропрессованных бетонных изделий получает в России широкое распространение, и многие технологические линии по производству строительных изделий, в частности, кирпича, устарели, естественно в ближайшее время придется решать вопрос модернизации этих линий или создания производств современных стеновых материалов на основе передовых технологий, в связи с этим анализ исторического опыта, современного состояния и перспектив производства и использования вибропрессованных бетонных изделий, производимых на оборудовании фирмы Besser на предприятиях строительного комплекса России (на примере Республики Башкортостан), является актуальным.
Новые стеновые материалы, изготовленные по современным технологиям, постепенно становятся основой современных домостроительных систем, приходят на смену крупнопанельному домостроению и позволяют строить здания, отвечающие технико-экономическим и эстетическим критериям XXI в.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-технической программой Госстройтранса РБ «Структурная перестройка производственной базы строительства Республики Башкортостан на 2002-2005 гг.», а также программой Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы в области химии и химических продуктов» (в соответствии с Приказом Минобразования РФ от 08.02.2000 г., № 391) и планом НИР НИИРеактив на 2000-2005 гг., раздел «Изучение истории развития предприятий строительной отросли».
Целью работы является:
- изучение исторических аспектов зарождения и совершенствования технологий производства и использования бетонных блоков, кирпича и других изделий;
- исследование исторических этапов возрастания уровня требований к качеству стеновых и дорожных изделий;
- исследование зарубежного и отечественного опыта производства и использования бетонных изделий, производимых на вибропрессовом оборудовании;
- анализ динамики развития вибропрессовой технологии Besser по производству бетонных стеновых и дорожных мелкоштучных изделий;
- изучение исторических аспектов возникновения, становления и развития предприятий по производству вибропрессованных стеновых и дорожных изделий на оборудовании фирмы Besser Company в Республике Башкортостан (на примере г. Уфы);
- исследование развития нормативной базы по производству вибропрессованных бетонных изделий, проектированию и строительству зданий и сооружений на их основе для условий Республики Башкортостан;
- анализ современного состояния и оценка экономической эффективности производства и использования вибропрессованных стеновых и дорожных бетонных изделий (на примере предприятий г. Уфы);
- прогнозирование направлений дальнейшего совершенствования и развития производств по выпуску вибропрессованных бетонных изделий и их использованию в промышленном и гражданском строительстве Республики Башкортостан.
Научная новизна
Впервые на основе изучения архивных и литературных данных обобщены и проанализированы материалы по истории возникновения и становления отечественного производства и использования в строительной практике эффективных бетонных стеновых и дорожных изделий, производимых по вибропрессовой технологии.
В историческом аспекте исследованы тенденции улучшения качества мелкоштучных стеновых и дорожных изделий с целью приведения их в соответствие с современными требованиями по энергосбережению.
Проанализированы особенности производства вибропрессованных бетонных изделий, производимых на оборудовании Besser, на строительных предприятиях г. Уфы.
Впервые на основе изучения документальных материалов приведена динамика производства и использования вибропрессованных бетонных изделий в России и Республике Башкортостан.
Впервые дан критический анализ перспектив производства и использования вибропрессованных бетонных изделий в условиях Башкирского региона.
Практическая значимость работы
Материалы диссертационной работы используются для определения перспективных направлений развития производства строительных материалов для гражданского и промышленного строительства в РБ на 2005-2010 гг., при составлении планов по модернизации устаревших производств стеновых материалов, при составлении программ по улучшению качества выпускаемой продукции на ООО «Берлек-Плюс» и 000 «Башкортостаннефтезаводстрой».
Исторический материал диссертационного исследования используется при чтении лекций студентам строительных специальностей Уфимского государственного нефтяного технического университета.
Апробация работы
Результаты работы были представлены на VIII и IX Международных научно-технических конференциях «Проблемы строительного комплекса России» (2004 г., 2005 г., г. Уфа), на XVII Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии. Реактив 2004» (2004 г., г. Уфа), на V и VI Международных научных конференциях «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (2004 г., 2005 г., г. Уфа) и др.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 146 стр. машинописного текста, включая 21 табл., 23 рис. и состоит из введения, 4-х глав, выводов, приложений и списка литературы.
Первые исторические упоминания об использовании мелкоштучных стеновых и дорожных изделий
Из истории строительного искусства известно, что древнейшими сооружениями, построенными людьми, были мощеные дороги и здания на основе каменной кладки. Наиболее исследованными из них являются египетские памятники человеческой цивилизации в долине Нила, начиная с V тысячелетия до н.э., позволяющие составить цельное представление об этапах развития строительной технологии.
Древнейшими жилищами человека были ямы и пещеры; из натянутых на шестах шкур и плетенок устраивались навесы и шатры [1]. Постепенно появились тростниковые хижины, обмазанные глиной. С образованием классового общества в таких хижинах в течение тысячелетий продолжало жить беднейшее население Египта [2]. Жилища вождей племен выделялись вначале лишь своими размерами; святилища также устраивали в больших хижинах, причем на такой хижине или в ее ограде укрепляли фетиш почитавшегося духа. Постепенно для постройки жилищ начали изготовлять кирпич- сырец. Перед жилищем устраивали двор, обнесенный оградой, а позднее стеной. Древнейший вид жилища - яма - послужил образцом и для погребений, которые имели форму овальной ямы и были выстланы циновками. Таким образом, все первоначальные виды жилищ, святилищ и гробниц восходят к первобытному жилью человека; они и мыслились именно обиталищами людей, духов, мертвых [4]. Общие черты в планировке и оформлении дома, дворца, храма и гробницы сохранялись и впоследствии в архитектуре рабовладельческого Египта. С изобретением кирпича могилы стали делаться прямоугольными и обкладываться кирпичом [2]. Такие гробницы появились у наиболее обеспеченной верхушки общества- рядовые общинники по-прежнему погребались в овальных ямах. Развитие имущественного неравенства в общине, обусловившее различие в форме жилищ, отразилось и на различии погребений. Широкое распространение в древности получили мегалитические постройки культовых сооружений и гробниц, выполненные из огромных каменных глыб [3].
По данным археологических раскопок, древнейшие следы человека разумного на Корейском полуострове относятся к позднему палеолиту — 20-30 тыс. лет назад. Затем примерно за 10 тыс. лет до наших дней в период оледенения в связи с изменением природных условий человеческие общины покинули полуостров [23].
Новое неолитическое население появляется в Корее примерно за IV тыс. лет до н.э. Можно предположить существование в тот период семейно-родовых общин, которые вели общее хозяйство. Как показывает количество землянок в раскопанных стоянках того времени (от 3 до 8), общины были крайне небольшими коллективами. Около III тыс. до н.э. на полуострове появляются алтайские племена. Своеобразными памятниками этого периода являются мегалитические сооружения - дольмены [22]. В Древнем Чосоне монументальное строительство проявилось в создании сооружений из огромных камней - дольменов, количество которых в Корее насчитывает несколько тысяч [24]. Только в двух небольших уездах Хванчжу и Ентхан, близ Пхеньяна находится 1100 дольменов, располагаемые группами по 100 экземпляров. Наиболее крупными являются дольмены близ поселков Квансан-ри и Роам-ри. Первоначальный размер камня, образующий крышу дольмена близ поселка Роам-ри, был 9 м в длину, 6,4 м в ширину и 6,7 м - в толщину. Вес камня превышал 80 тонн. Как правило, под дольменами захоронены каменные орудия труда и другие предметы, а человеческих скелетов там не обнаружено.
Совершенно ясно, что сооружение дольмена являлось довольно трудоемким мероприятием. Каменные блоки выламывали в горах, затем, волоком или на плотах по рекам доставив до места строительства, устанавливали вертикально. После этого блоки засыпали грунтом подсобные рабочие, а, возможно, женщины и дети. Затем насыпной грунт убирали [22]. Можно полагать, что в создании дольмена участвовало все трудоспособное население больших территорий. По этой причине строительство дольмена должно было начинаться после сбора урожая и заканчиваться до начала работ на полях в новом сельскохозяйственном году. (Примечательно, что и древние египтяне строили пирамиды только в период разлива Нила, когда работы на полях были невозможны). Исходя из изложенного, можно предположить, что дольмены в начальный период их строительства были своеобразными памятниками уходящему году, и только позже они могли стать местом захоронения людей.
Исследования показали, что эти дольмены были сооружены от трех до пяти тысяч лет назад. Примечательно, что дольмены, подобные корейским, нашли широкое распространение в определенной климатической полосе Европы и Азии от Португалии до Кореи. Факт повсеместного распространения грандиозных сооружений из камня указывает на то, что они служили выражением какой-то идеи, которая была общей для всех людей определенной эпохи - эпохи зарождения цивилизаций, независимо от географического места нахождения [5].
До наших дней сохранились гробницы египетских фараонов - пирамиды, построенные около 6 тысяч лет тому назад [18].
В период Древнего царства Египта (3200-2400 гг. до н.э.) основными сооружениями были монументальные гробницы царей и знати [35]. Для их сооружения применялся наиболее прочный из имевшихся у древних зодчих материал - камень. И в то время, как для жилищ, предназначенных для живых, продолжали употреблять кирпич и дерево. Гробницы - «дома вечности» -явились первыми каменными постройками.
Особенности технологии производства вибропрессованных бетонных изделий в Республике Башкортостан
Строительный комплекс Республики Башкортостан (РБ) в 1994 - 98 гг. приобрел 4 и задействовал 3 линии по производству вибропрессованных бетонных изделий (стеновых, облицовочных и дорожных) фирмы Besser общей мощностью около 200 млн. шт. условного кирпича в год. Две из этих линий эксплуатируются в г.Уфе и одна в г.Салавате следующими предприятиями: СП «Интерстройсервис» ОАО КПД, СП «Берлек» ОАО БНЗС (г. Уфа) и ОАО «Бессер-блок» Дорстройтреста КбшЖД (г. Салават) [91].
На предприятиях Республики Башкортостан используются линии типа V3-12 Vibrapac (рис. 2.1), имеющие оптимальные технические характеристики при сравнительно низких эксплуатационных затратах.
Достоинством вибропрессующего оборудования типа V3-12 Vibrapac компании Besser является его высокая производительность (до 100 млн. шт. условного кирпича в год), надежность, низкая энергоемкость производимой продукции, низкий удельный расход цемента (120...230 кг/м ).
Интенсивность режима вибропрессования, реализуемая на прессах типа Vibrapac, позволяет при высокой степени автоматизации и производительности получать изделия с прочностью бетона на сжатие от 15 до 40 МПа при расходе цемента марки 400 от 120 до 220 кг/м3, что на 30-50% ниже по сравнению с отечественными заводскими технологиями.
Комплект технологического оборудования линии V3-12, применяемый на предприятиях Республики Башкортостан, включает (принципиальная технологическая схема производства представлена на рис. 2.2):
- оборудование бетонорастворного узла (скиповый подъемник, система автоматического дозирования и перемешивания компонентов, включая устройства для подготовки подачи пигментной пасты, мешалка со спиральными лопатками и микропроцессорный пульт управления узлом);
- оборудование формовочного отделения (вибропресс, укладчик разборщик и устройства транспортирования);
- оборудование тепловой обработки (камера тепловой обработки и сис тема автоматического управления термовлажностной обработкой).
Учитывая высокую стоимость тепловой энергии, можно только небольшую часть продукции доводить до монтажной прочности тепловой обработкой), складируя остальную часть на открытом складе с выдержкой в течение 28 суток до полного набора прочности при твердении в естественных условиях.
Заполнители (в идеальном случае песок двух фракций и гравий пли щебень фракции 5-12 мм) доставляются самосвалами в приемные бункеры, го которых далее ленточным транспортером и скоростным элеватором подаются в соответствующие силосы. Один из силосов загружают цементом.
Из расходных бункеров заполнители и цемент поступают в перемещаемую по рельсам весовую тележку, из которой материалы подаются в одну из мешалок. Пигмент подается в мешалки при необходимости в виде пасты специального диспергатора. Весь процесс дозирования, перемешивания и подачи готового замеса к прессам управляется с единого микропроцессорного блока, который также осуществляет учет всех израсходованных компонентов в отдельности и общий объем израсходованных замесов. Весь цикл приготовления смеси составляет 1,5-2,5 мин.
Подготовленный замес поступает в приемный бункер пресса. Пресс, формуя одновременно по 3 блока, при цикле формовки около 10 с, обеспечивает производство 1620 блоков в час.
На одном и том же заводе производится различная номенклатура изделий за счет замены пресс-форм. Необходимо отметить, что выпуск быстро изнашиваемых пресс-форм различных конфигураций и других сменных узлов по заказу вышеназванных предприятий освоен уфимскими машиностроительными предприятиями (ОАО УМПО и др.) [107].
Исторические аспекты организации и развития производства вибропрессованных бетонных изделий на отдельных предприятиях на примере СП «Берлек» ОАО БНЗС и СП «Интерстрой-сервис» ОАО КПД в 1994-2004 гг
С 1993 года предприятиями строительного комплекса Республики Башкортостан, в том числе ОАО «Башнефтезаводстрой» и ОАО «Крупнопанельное домостроение», было приобретено и задействовано несколько линий фирмы Besser по производству вибропрессованных бетонных изделий общей мощностью около 300 млн. шт. условного кирпича в год [103].
Одним из первых в республике организацию производства вибропрессованных бетонных блоков в Республике Башкортостан начало ОАО БНЗС.
История организации совместного предприятия «Берлек» началась с того, что в 1992 году руководство треста БНЗС (в то время производственно строительного объединения, а с октября 1993 года АО БНЗС, генеральный директор - М.Г. Старцев), приняло решение о создании в г.Уфе предприятия по выпуску мелкоштучных бетонных блоков, кирпичей и тротуарной плитки по технологии и на оборудовании фирмы Besser [104]. Основополагающую роль в организации СП «Берлек» сыграл постоянный партнер БНЗС - АО «Уфимский нефтеперерабатывающий завод», генеральный директор которого И.В. Егоров, особое внимание уделял развитию строительства в производственной и социальной сфере [105, 106].
5 января 1993 года Учредительный договор подписали: от Республики Башкортостан ПСО БНЗС (37,5% уставного фонда) и АО УНПЗ (37,5%); от США компания Besser (8,0%), от Канады фирма I & I Worldwide, Inc (17%) (Прил. Б) [107]. 21 апреля 1993 года Министерством Внешних связей Республики Башкортостан было зарегистрировано Совместное Башкирско-Американо-Канадское предприятие в форме ТОО «Берлек» [108]. Директором предприятия был назначен Гаржанов Владимир Николаевич, ранее руководивший ФСМ-1 ОАО ВНЗМ в г. Салавате [109].
СП был передан цех на территории ЗЖБИ ОАО БНЗС. Было принято решение демонтировать имеющееся там оборудование по производству гипсолитовых перегородок и смонтировать на его месте технологическую линию Besser. Основная часть работы по демонтажу старого оборудования была выполнена СУ-б ОАО БНЗС. Оно же начало подготовку цеха под новое производство [110].
Оборудование поступало из г. Альпино (Мичиган) США в финляндский порт Котка, а оттуда через Санкт-Петербург автотранспортом в г. Уфу. Часть линии (вибропресс Vibropak V3-12F) был оставлен в Москве для участия в международной строительной выставке 1993 года. Вывоз вибропресса из Москвы осуществляли уже работники СП в дни августовского путча 1993 года. Все оборудование приходило в адрес АО УНПЗ, закупившего его по контракту с фирмой Besser [ПО]. Отдел внешних связей завода проводил его таможенное оформление и передавал в СП. Последний контейнер с оборудованием пришел в апреле 1994 года. В августе 1993 года в ПТУ ОАО БНЗС начались проектные работы по привязке оборудования [111]. В мае 1994 года в цеху уже были устроены фундаментам под оборудование, залиты черновые полы и построены пропарочные камеры. С середины мая начался монтаж оборудования силами работников предприятия (на 1 мая 1994 года в коллективе СП работало уже 42 - человека, в т.ч. 30 - рабочих) [112]. Сроки и качество проведения монтажных работ высоко оценил проводивший в июне 1994 года первичную отладку оборудования представитель компании «Besser» Dave Mell [113]. В августе 1994 года трое специалистов СП 9 дней проходили обучение на базе колледжа в г. Альпино США по технологии производства, а так же настройке, обслуживанию и ремонту оборудования Besser [і 14]. В конце августа в Уфу приехал наладчик компании Besser Miehael Manl. Он в течении 4-х недель провел отладку оборудования и в конце сентября был изготовлен первый блок [115]. В первое время происходило много курьезных случаев. Так, например, оператор забывал вовремя включить подачу цемента и пытался делать блоки из одного песка. Однако после первых 3-4 недель все приобрели необходимый опыт и подобные истории больше не повторялись [116].
В декабре 1994 года цех СП «Берлек» по выпуску бетонных изделий Besser был сдан государственной комиссии [117]. Открыл цех Министр строительства РБ Усманов М.М.
27 июня 1995 года на осуществление основной деятельности Кабинетом Министров РБ предприятию «Берлек» была выдана соответствующая лицензия [118].
Большой вклад во внедрение новой продукции в строительную практику республики внес заместитель генерального директора АО БНЗС - В.В. Коган.
4 ноября 1996 года Гаржанов В.Н. ушел с поста директора СП. С 4 декабря 1996 года директором стала Ивлева О.А., на тот момент главный инженер СП. До 1993 года Ивлева О.А. работала на ЗЖБИ ОАО БНЗС в должности ведущего инженера ПТО, а до этого на Благовещенском сельском строительном комбинате [119].
С 1996 по 2004 годы из материалов выпущенных СП было построено немало объектов, в том числе в г.Уфе: жилые дома 2 и 2а по ул. Революционной, жилой дом по ул. Цурюпа, здание развлекательного комплекса «Ледо», а так же большое количество более мелких объектов построенных, как подразделениями ОАО БНЗС, так и сторонними организациями. Дорожные изделия, производимые предприятием, использовались для мощения тротуаров и площадей Дома Республики, больницы № 1 по ул. Пушкина, торгового комплекса «Гостиный двор», центрального офиса Социнвестбанка, санатория «Янган-Тау», Госцирка и других объектов в г.Уфе и Республике Башкортостан [120].
В 1997 году по инициативе Когана В.В. СП заключило договор с СП «Машкомплектсервис» на поставку парогенератора канадской фирмы «Amelin» для обеспечения производства технологическим паром, а так же отопления цеха. Парогенератор был доставлен в Уфу в 1998 году. С февраля 1999 года СП «Берлек» прекратило получать пар через ЗЖБИ ОАО БНЗС и перешло на собственное паро- и теплоснабжение. Это позволило не только экономить финансовые ресурсы, но и повысить качество тепловлажностной обработки изготавливаемой продукции [121].
