Сырье для промышленности строительных материалов. Строительный комплекс. За основу минералогической классификации глинистых пород принимают состав глинистых минералов
1.3. Сырьевая база промышленности строительных материалов
Сырье - исходные вещества или смеси из нескольких компонентов (сырьевые смеси), которые поступают в переработку для получения продукции.
Промышленность строительных материалов получает сырье из 3-х основных источников:
Неорганическое природное сырье (подавляющая часть) добывается из недр земли или ее поверхностных наносных слоев: горные породы;
Органическое природное сырье - вещества, содержащие углеводороды или углеводы и их производные: различные угли, древесина, торф, растительные вещества, нефть, газ;
Отходы и побочные продукты промышленности, образующиеся в огромных количествах, а использующиеся пока в России крайне недостаточно. В то же время установлено, что использование промышленных отходов позволило бы покрыть до 40% потребности строительства России в сырьевых ресурсах, на 10-30 % сократить затраты на изготовление строительных материалов и значительно снизить антропогенные нагрузки на окружающую среду.
Для производства строительных материалов используются следующие виды промышленных отходов: шлаки черной и цветной металлургии, золы и шлаки тепловых электростанций, вскрышные породы, отходы угледобычи и углеобогащения, отходы химической промышленности, отходы древесины и лесохимии, отходы самой промышленности строительных материалов и проч.
Следует отметить, что промышленность строительных материалов является единственной отраслью промышленности, которая способна переработать эти многотоннажные отходы и создать на их основе эффективные материалы. Это путь к созданию малоотходных и безотходных производств.
Глава 2. Основные свойства строительных материалов
2.1. Связь состава, строения и свойств строительных материалов
Строение и свойства. Свойства материала в большой мере зависят от особенностей его строения. Строение материала изучают на трех уровнях:
макроструктура – строение, видимое невооруженным глазом,
микроструктура – строение, видимое в оптический микроскоп;
внутреннее строение веществ, составляющих материал – строение на молекулярно-ионном уровне.
Макроструктура строительных материалов бывает следующих типов:
Конгломератная (например, бетоны различного вида);
Ячеистая (пено- и газобетоны, ячеистые пластмассы);
Мелкопористая (керамические специально поризованные материалы);
Волокнистая (древесина, минеральная вата, стеклопластики);
Слоистая (пластмассы со слоистым наполнителем и другие рулонные, листовые, плитные материалы);
Рыхлозернистая (порошкообразная – различные засыпки, заполнители для бетона и проч.).
Конгломераты – материалы, представляющие собой плотно соединенные (обычно с помощью какого-либо цементирующего вещества) отдельные зерна. Например, в бетоне зерна песка и крупного заполнителя (щебня или гравия) прочно соединены в единое целое при помощи вяжущего вещества – цемента.
По современным представлениям большинство традиционных строительных материалов можно отнести к так называемым композитам. Композиты (композиционные материалы) – материалы с организованной структурой. В композитах различают компонент, образующий непрерывную фазу, называемую матрицей и играющую роль связующего, и второй компонент, дискретно распределенный в матрице, - упрочняющий компонент . В роли матрицы в строительных композитах используют полимерные и минеральные вяжущие вещества, в роли упрочняющего компонента – волокнистые (стекловолокно, отрезки металлической проволоки, асбестовое волокно и т.п.), листовые (бумага, древесный шпон, ткани) материалы, тонкодисперсные порошкообразные частицы.
Матрица «заставляет» дискретный компонент работать как единое целое, обеспечивая высокую прочность материала. В композиционных материалах достигается совокупность свойств, не являющаяся простой суммой свойств исходных составляющих, возникает новое качество материала («синергетический эффект»).
Материалы с волокнистой и слоистой макроструктурой имеют различные свойства в разных направлениях, то есть обладают анизотропией свойств. Примером анизотропного материала волокнистого строения является древесина, которая вдоль и поперек волокон имеет различную прочность, теплопроводность, усадку, набухание.
Микроструктура вещества, составляющего материал, может быть кристаллическая и аморфная . Нередко одно и то же вещество может существовать в обеих формах, например, кристаллический кварц и различные виды аморфного кремнезема в виде вулканического стекла, минерала опала и проч.
У кристаллических веществ молекулы, атомы или ионы расположены упорядоченно, образуя так называемую кристаллическую решетку. Особенностью кристаллических веществ является определенная температура плавления и геометрическая форма кристаллов, характерная только для данного вещества. Аморфные вещества характеризуются беспорядочным расположением частиц. Обладая нерастраченной внутренней энергией кристаллизации, аморфные вещества химически более активны, чем кристаллические того же состава. Аморфная форма вещества может перейти в более устойчивую кристаллическую форму.
Внутреннее строение веществ, составляющих материал, определяет прочность, твердость, тугоплавкость и другие важные свойства материала. Кристаллические вещества, входящие в состав строительного материала, различаются по характеру связи между частицами, образующими пространственную кристаллическую решетку. Ковалентная связь осуществляется электронной парой, когда в «узлах» кристаллической решетки находятся атомы. Это простые вещества (алмаз, графит) и некоторые соединения из двух элементов (кварц, карборунд, карбиды, нитриды). Материалы с такой связью отличаются высокой механической прочностью, твердостью, тугоплавкостью.
Материалы с ионной связью (в «узлах» кристаллической решетки находятся ионы) имеют невысокую прочность и твердость, как правило, неводостойки (гипс, ангидрит). В относительно сложных кристаллах, например CaCO 3, имеет место и ковалентная и ионная связи. Внутри сложного иона CO 3 2- - ковалентная связь, а с ионами Са 2+ - ионная, поэтому кальцит обладает высокой прочностью, но малой твердостью.
Кристаллы веществ с молекулярной связью построены из целых молекул, которые удерживаются друг около друга слабыми ван-дер-ваальсовыми силами межмолекулярного притяжения (например, лед, некоторые газы). При нагревании связи между молекулами легко разрушаются.
Металлическая связь возникает в кристаллах металлов и придает им специфические свойства: высокие электропроводность и теплопроводность, ковкость, тягучесть, металлический блеск. Ковкость и тягучесть объясняются отсутствием жесткости в кристаллических решетках металлов, их плоскости довольно легко сдвигаются одна относительно другой. Электропроводность и теплопроводность обусловлены высокой подвижностью и большой «свободой» электронов в пространственной структуре металлов.
Состав и свойства . Строительные материалы характеризуются химическим, минеральным, вещественным и фазовым составами. Иногда для характеристики материала используют элементный (элементарный) состав, показывающий, какие химические элементы и в каком количестве входят в материал. Например, элементный состав битумов колеблется в пределах: С - 70-80%, H – 10-15%, S – 2-9%, O – 1-5%, N – 0-2%.
Химический состав позволяет судить о ряде свойств материала: механических, биостойкости, огнестойкости и других. Обычно его выражают процентным содержанием оксидов, например, в состав портландцементного клинкера входит CaO - 63-66%, SiO 2 - 21-24%, Al 2 O 3 – 4-8%, Fe 2 O 3 – 2-4%.
Минеральный состав показывает, какие минералы и в каком количестве входят в каменный материал или вяжущее вещество. Например, в портландцементном клинкере содержание главного минерала - трехкальциевого силиката 3CaOSiO 2 составляет 45-60%, причем при большем его количестве ускоряется твердение, повышается прочность цементного камня.
У строительных материалов, представляющих собой смесь различных веществ, свойства во многом зависят от процентного содержания этих компонентов, то есть от вещественного состава материала. Так, для портландцемента вещественный состав характеризуют процентным содержанием клинкера, природного гипса, а также видом и количеством активных минеральных или органических добавок.
Фазовый состав показывает соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами. Твердая фаза – вещества, образующие «каркас» материала, жидкая и газообразная – соответственно вода и воздух, заполняющие поры материала. При замерзании воды в порах материала фазовый состав меняется, образуется лед, который изменяет свойства материала. Увеличение объема замерзающей в порах воды вызывает внутренние напряжения, способные разрушить материал при повторных циклах замораживания-оттаивания.
Программы работ в области строительства требуют для своего осуществления, наряду с дальнейшим развитием промышленности строительных материалов, изыскание новых резервов повышения эффективности их производства. В современном строительстве резко возрастает потребность в высокопрочных строительных материалах, которые обладают развитой сырьевой базой и изготавливаются прогрессивными технологическими методами.
В технологии строительных материалов известны работы, в которых показана техническая возможность и экономическая целесообразность производства безцементных вяжущих. Минеральным сырьем для производства являются многотоннажные отходы металлургической, теплоэнергетической, горнодобывающей, химической и других отраслей промышленности.
На основании этих вяжущих можно изготавливать различные строительные материалы, такие, как: сухие строительные смеси, бетонные блоки и плиты, бетоны для монолитного строительства, кирпич, тротуарную плитку и т.д.
Экспериментальное внедрение безцементных вяжущих в строительстве начато в 1958 году, а производство - в 1964 году. За это время доказаны высокие технологические и эксплуатационные свойства таких строительных материалов, прошедших проверку временем в конструкциях различных областей строительства. Например, в 1989 году в городе Липецке был построен 22-этажный дом.
Разработка строительных материалов на основе комплексного использования крупнотоннажных отходов промышленности обусловлено, прежде всего, эколого-экономическими факторами. Во-первых, значительным ростом цен на цементы, природные заполнители, энергоносители и, во-вторых, обострением экологической обстановки в стране в результате продолжающего наращивания, образования и накопления промышленных отходов.
Минимизации экологических последствий от промышленных отходов можно достичь только полной их утилизацией. Поэтому многие развитые страны пошли по пути использования в качестве минерального сырья не природных, а техногенных материалов и изготовления из них принципиально новых видов высококачественной продукции. Россия, в этом плане, значительно уступает. Так, например, золошлаковые отходы ТЭС используются только на 8 %, сталелитейные и ферросплавные шлаки на 50 %, ультрадисперсный кремнезем, представляющий отход при производстве кремнесодержащих сплавов, на 10%, отходы горнодобывающей промышленности на 27 %. Исследования показывают, что широкое применение промышленных отходов позволило бы на 15-20 % расширить минерально-сырьевую базу строительной промышленности.
Химический и минералогический состав перечисленных отходов, в большинстве своем, прекрасно подходит для производства безцементных вяжущих. К тому же, отличительной их особенностью является способность к химической активации веществами, которые в свою очередь также могут быть отходами других производств.
Промышленные отходы необходимо рассматривать не как традиционные индустриальные свалки, а как стабильную и возобновляемую сырьевую базу для производства высококачественных дешевых строительных материалов.
Особенности технологии строительных материалов заключаются в следующем:
- -применение промышленных отходов;
- - использование химических активаторов твердения из местных отходов;
- -простая гидротермальная обработка при атмосферном давлении;
- -технология позволяет производить объемноокрашенные стройматериалы.
Основные этапы и направления развития промышленности строительных материалов. В Российской Федерации за последние несколько лет удалось добиться постоянного роста объема промышленной продукции, но, хотя ежегодный прирост выпуска продукции строительных материалов составлял в среднем около 10%, достигнутые объемы не полностью удовлетворяют потребности современного строительства, что вызвано, в основном, низким техническим уровнем предприятий и износом технологического оборудования.
Производство отдельных видов строительных материалов характеризуется высокой капиталоемкостью производственных мощностей и требует значительного времени на строительство, что снижает их инвестиционную привлекательность.
В базовой для строительства отрасли - цементной промышленности объем инвестиций на 1 тонну цемента возрастет от 5-6 долларов на тонну мощности в год при поддержании и ремонте существующих мощностей до 250-300 долларов на тонну при строительстве новых заводов.
Степень износа технологического оборудования цементной промышленности составляет 70%. Вследствие этого, мощность 45-ти действующих цементных заводов официально оценивается в 71,2 млн. тонн, но фактически - по независимым оценкам - заводы в их нынешнем состоянии могут произвести максимум 65 млн. тонн цемента в год.
Чтобы обеспечить строительный комплекс цементом, достаточным для ввода 80 млн.кв.м. жилья в год, промышленность должна выйти в 2010 г. на уровень 90 млн. тонн цемента в год, что потребует ввода дополнительных производственных мощностей. Крупные единовременные капиталовложения суммарно по отрасли оцениваются в 5.1 - 6.3 млрд. долларов.
Производство теплоизоляционных материалов. В настоящее время отечественной промышленностью производится около 9,0 млн. куб. м теплоизоляционных изделий всех видов.
Основным видом производимых в России утеплителей являются минераловатные изделия, доля которых в общем объеме производства составляет более 65%. Около 8% приходится на стекловатные материалы, 20% - на пенопласты, 3% - на ячеистые бетоны.
Потребность в утеплителях резко возросла после введения новых требований к теплопотерям ограждающих конструкций зданий. Общая потребность в утеплителях для всех отраслей хозяйства страны по расчетам составит к 2010 году до 50-55 млн. м3 , в том числе для жилищного строительства - 18-20 млн. м3 .
К природным минеральным материалам относят горные породы и минералы, из которых получают искусственные строительные материалы на основе вяжущих веществ - цемент, гипс, известь и некоторые другие.
Природные минеральные материалы делят на две группы:
- горно-технические;
- горно-химические.
К горно-техническим материалам относят каолины, огнеупорные глины, кварцевые пески, карбонатные породы, гипс, мел, кварциты и другие породы.
К горно-химическим материалам относят фосфориты, селитры, мел и другие. Для устройства фундаментов они не используются.
Глина - осадочная порода, состоящая из мельчайших частиц размером примерно 0,001 мм. Это качество глины обуславливает ее высокую дисперсность, то есть хорошую смешиваемость с водой. Глина обладает и пластичностью - способностью принимать в разведенном виде любую форму.
Существует несколько видов глин:
- каолин, или белая глина, служащий сырьем для изготовления фарфоровой посуды;
- формовочная глина, из которой выполняют формы для литья металлов;
- цементная;
- кирпичная.
Цементные глины, различающиеся цветом и минеральным составом, используются при получении портландцемента, кирпичные глины с примесью песка - для изготовления кирпичей.
В зависимости от содержания песка глины бывают жирными или тощими. В жирных глинах песка мало, а в тощих много.
В древности для строительства зданий применяли кирпич-сырец. Делали его следующим образом: сбивали деревянный ящик-форму и наполняли его глиной, после чего высушивали на солнце и обмазывали битумом.
Египтяне заметили, что после обжига глина приобретала свойства камня. Так возникло кирпичное производство, сохранившееся и до наших дней.
В России обожженный кирпич появился в 1476 году. Именно тогда зодчий В. Ермолин реставрировал одну из старых церквей «кирпичом ожиганным».
Отдельно стоит группа строительных материалов специального назначения - кирпич клинкер, кирпич глиняный лекальный и кислотоупорный кирпич. Для устройства фундаментов особой прочности используют кислотоупорный кирпич, приспособленный для защиты строительных конструкций от действия агрессивной среды.
Обожженный, или строительный, кирпич бывает нескольких видов:
- обыкновенный;
- облицовочный;
- дорожный;
- огнеупорный.
Облегченный пустотелый, продольно-дырчатый и вертикально-дырчатый кирпичи (рис. 6), отличающиеся высокими теплоизоляционными свойствами, применяют при возведении легких внутренних стен.
Рис. 6. Виды кирпичей: а -продольно-дырчатый; б дырчатый (размеры даны в мм)
Размеры массивного и полого силикатного кирпича практически не отличаются от размеров обычного обожженного кирпича. В массивном кирпиче могут быть сквозные отверстия (рис. 7).
Из б граней кирпича выделяют две большие, так называемые постели, при кладке - верхнюю и нижнюю. Другие большие грани называют ложковыми, а две небольшие - тычковыми (рис. 8).
Рис. 7. Массивный кирпич (размеры даны в мм)
Для выполнения того или иного вида перевязки при строительстве нередко приходится делить кирпич на части, которые имеют специфические названия. Так, например, часть кирпича, нижняя и верхняя «три четверти»; расколотый пополам по всей длине кирпич образует длинные половины. Часть кирпича, отколотая поперек его длинной части, с размером, равным высоте кирпича, называется четвертью.
Рис. 8. Грани кирпича: а - постели которого имеют постель; б - ложковая; в - тычковая форму квадрата, называется
PAGE 3
Лекция 2 по дисциплине «Строительные материалы» для 1 курса (бакалавриат)
Тема. Сырье для производства строительных материалов. Природные каменные материалы
1. Природная сырьевая база для производства строительных матери а лов.
Сырьем для изготовления всех неорганических строительных материалов (каменных и металлов) являются горные породы.
Строительные материалы из горных пород могут быть получены двумя путями: механической обработкой и химической переработкой (чаще всего обжигом).
Природными каменными материалами в строительстве называют камни, полученные механической обработкой горных пород дроблением, распиливанием, раскалыванием, фактурной обработкой поверхности. Природные каменные материалы сохраняют структуру горной породы. Некоторые горные породы, разрушенные самой природой, могут представлять собой готовый строительный материал (песок, гравий и др.).
Камнелитные изделия получают плавлением камня с последующей разливкой расплава в формы. Технология каменного литья называется петрургией (слово «петр» означает камень). Петрургию применяют для получения непористых каменных изделий или изделий сложной формы.
Химической переработкой горных пород получают такие распространенные материалы (вяжущие), как известь, цемент, строительный гипс и др. Одна из наиболее доступных для добычи горных пород глина с древнейших времен подвергается химической переработке обжигу. Из глины, как известно, получают кирпич и керамические, в том числе строительные, изделия.
Металлы получают также из горных пород, называемых рудами. Руда это горная порода, содержащая значительный процент металла. При этом должно быть технологически приемлемо и экономически целесообразно извлекать металл из такой породы. Например, руды, содержащие оксиды железа в свободном состоянии, главное сырье для металлургии. А широко распространенные породы, называемые железомагнезиальные силикаты не применяются для извлечения железа или магния. Металла в них небольшой процент, и извлечь его из породы трудно и дорого.
Основное сырье для органических материалов нефть и каменный уголь можно также отнести к горным породам. Из нефти и каменного угля получают битумы и дегти, используемые для кровельных материалов и дорожного строительства. Продукты переработки нефти и каменного угля применяются для получения строительных пластмасс
Древнейший строительный материал органического происхождения древесина. Механической обработкой древесины получают материалы, сохраняющие ее структуру. Это не только хорошо известные бревна и доски, но и, например, декоративно-отделочный материал шпон из ценных пород древесины.
2.Вторичные сырьевые ресурсы в производстве строительных матери а лов.
Наряду с природным сырьем в производстве строительных материалов применяют так называемые техногенные отходы. Промышленность выпускает готовой продукции значительно меньше, чем потребляет сырья. Например, для производства 1 т чугуна расходуется 1,5… 2 т сырья. Следовательно, 0,5… 1 т это отходы производства.
Среди техногенных отходов могут быть газообразные, жидкие и твердые продукты. Многие из них загрязняют воздух и воду. Известно, что улавливанием и нейтрализацией вредных отходов стали заниматься только в связи с бурным развитием промышленности в конце 19 начале 20 века. Полностью эта проблема до сих пор не решена.
Техногенные отходы, в том числе полученные при очистке промышленных стоков, газовых и пылевых выбросов, могут быть снова использованы как сырье в том же или другом производстве. Из отраслей, потребляющих промышленные отходы, наиболее емкой является промышленность строительных материалов. Установлено, что использование промышленных отходов позволяет покрыть до 40% потребности строительства в сырьевых ресурсах. Применение промышленных отходов позволяет на 10…30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с производством их из природного сырья. Кроме того, из промышленных отходов можно создавать новые строительные материалы с высокими технико-экономическими показателями.
Отходы удобно классифицировать по отраслям промышленности.
Шлаки черной металлургии . Среди них наибольшее значение для строительной индустрии имеют доменные шлаки побочный продукт при выплавке чугуна в доменных печах. В домне, как известно, руда расплавляется. Расплав разделяется на два слоя металл внизу и шлак сверху. Таким образом, шлак представляет собой плавленый камень. В металлургических районах отвалы затвердевшего шлака занимают много полезной земли (выход шлака около 0,5 тонн на тонну чугуна). Строительная индустрия потребляет как монолитный шлак после дробления в щебень, так и специально подготовленный гранулированный шлак. Простейший способ грануляции сухой: тонкая струя расплавленного шлака льется с большой высоты, разделяясь при этом на капли, которые, застывая, и образуют гранулы шлака. Существуют также мокрый и полусухой способы грануляции. Цель грануляции получить незакристаллизованный (аморфный, стекловидный) камень, химически более активный, чем закристаллизовавшийся в отвалах шлак. Гранулы растирают в порошок и применяют в производстве цемента. Щебень, полученный дроблением отвального шлака, применяют как заполнитель для бетона. Для легкого бетона изготовляют шлаковую пемзу поризованный шлак. Сущность изготовления шлаковой пемзы состоит в том, что расплавленный шлак с температурой около 1300ºС обрабатывается холодной водой. Благодаря мгновенному испарению воды и связанному с этим быстрому остыванию шлака вязкость последнего возрастает. Пузырьки пара не могут преодолеть пластически вязкое состояние расплава, застревают в нем и вспучивают его. В результате образуется легкий пористый материал, напоминающий природную пемзу.
Шламы общее название осадков суспензий, получаемых в металлургических и химических производствах при жидкостной обработке различных материалов. Например, из нефелина при получении из него глинозема ( Al 2 O 3 ) получается шлам, содержащий белит Ca 2 SiO 4 . Белит входит в состав портландцемента, поэтому белитовый шлам используют в производстве вяжущих. при вымывании из глины алюминия с помощью кислотной обработки получается шлам, богатый SiO 2 (сиштоф), который также используют как добавку к цементам.
Приведенные примеры шламов это отходы цветной гидрометаллургии. Шламы образуются и во многих других производствах. Например, в целлюлозно-бумажной промышленности при механической очистке сточных вод образуются шламы, содержащие волокна целлюлозы и частицы каолина, которые также могут быть использованы в производстве строительных материалов. При обогащении руд методом флотации также образуются шламы (флотационные хвосты), которые содержат так называемую «пустую» породу (название в отличие от концентрата, который после обогащения содержит много металла). Для строителей «пустая» порода» это измельченный камень, который может быть использован в производстве безобжиговых материалов.
Золы и шлаки тепловых электростанций (ТЭС) минеральный остаток от сжигания твердого топлива. Одна ТЭС средней мощности выбрасывает в отвалы около 1 млн тонн зол и шлаков в год. Топливные золы и шлаки содержат все связанные или свободные оксиды, которые присутствуют в строительных каменных материалах. Поэтому они могут использоваться при производстве практически всех строительных материалов и изделий.
Вскрышные породы отходы добычи различных полезных ископаемых открытым способом (в карьерах). Это, как считают до 3 млрд тонн в год (на всю страну) все тех же камней, т.е. по существу неисчерпаемый источник для промышленности строительных материалов.
Отходы древесины , образующиеся на лесосеках, на лесопилках, при производстве мебели, т.е. при механической обработке древесины, составляют в год около 500 млн м 3 . Из этого огромного количества отходов используется в промышленности строительных материалов (а также в целюлозно-бумажной промышленности) всего 1/6 часть. Для производства строительных материалов используют щепу, стружку, опилки. Крупные отходы лесопиления (горбыль, например) и дровяное долготьё с лесосек измельчают и применяют как наполнитель в ДСП, ДВП, ЦСП, арболите и других материалах на вяжущих.
Здесь перечислены лишь некоторые виды отходов, применяемые в производстве СМ. Использование техногенных отходов неотъемлемая черта всех ресурсосберегающих технологий. При использовании отходов, как правило, улучшается экология за счет уменьшения отвалов, свалок, вредных выбросов сточных вод и газов.
Все последующие лекции, кроме металлов, адаптировались к первому курсу только в процессе чтения. Материалы из первой главы нашего учебника (Андреев и др. Материаловедение) здесь не повторяются.
Наиболее обеспечены сырьем для выработки строительных материалов Центральный, Северо-Кавказский, Уральский, Поволжский, Западно-Сибирский, Волго-Вятский, Северо-Западный, Дальневосточный районы. Однако на территории многих районов важнейшие месторождения сырья часто не совпадают с центрами его массового потребления. Это обусловило необходимость дальних массовых перевозок дешевой и в целом малотранспортабельной продукции отрасли.
Производства строительного комплекса размещены крайне неравномерно. Существует разрыв между Центральным районом России и районами Сибири, Дальним Востоком. Причинами такого разрыва являются суровые климатические условия в Сибири, затрудняющие освоение данной территории; большая географическая удаленность от центральных районов; недостаточная транспортная оснащенность. Все это затрудняет развитие строительного комплекса, который здесь необходим, так как Сибирь имеет громадный нефте- и газоносный потенциал, определяющий экономическую политику районаРегиональная экономика: Учебник для вузов/ Т.Г. Морозова, М.П. Победина, Г. Б. Поляк и др.; Под ред. проф. Т.Г. Морозовой. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ, 2002. - 472 с..
Высокая концентрация производств промышленности строительных материалов наблюдается в Центральном, Волго-Вятском, Центрально-Черноземном, Уральском, Северо-Кавказском районах.
Более «старый» по добыче полезных ископаемых Уральский район имеет сложившийся строительный комплекс, который в основном состоит из производства стеновых материалов и железобетонных конструкций.
Большие по территории, хорошо обеспеченные природными ресурсами Северо-Кавказский и Поволжский районы обладают высокоразвитой структурой строительного комплекса. Здесь выпускаются железобетонные конструкции, строительные материалы, действует цементная промышленностьКерашев М.А., Ветров А.П. Экономическая география и регионалистика: Учебное пособие. - Краснодар: Северный Кавказ, 2002. - 178 с..
В центральной части европейской территории расположены три экономический района - Центральный, Центрально-Черноземный и Волго-Вятский, где проживает треть населения страны. Они являются исторически развитыми районами, и строительный комплекс в этом смысле не исключение.
Производство теплоизоляционных материалов. Решение проблем энергоснабжения не может быть обеспечено без применения высокоэффективных теплоизоляционных материалов. Несмотря на то, что в последние годы вопросу расширения номенклатуры и повышения качества теплоизоляционных материалов уделяется значительное внимание, на строительном рынке ощущается их дефицит. В настоящее время отечественной промышленностью производится около 9,0 млн. куб. м теплоизоляционных изделий всех видов и порядка 0,7 млн. куб. м экспортируется1. Экономическая география России: Учебник - Изд. перераб. и доп. / Под общей ред. акад. В.И. Видяпина. - М.: ИНФРА - М, Российская экономическая академия, 2009. - 568 с. - (Высшее образование)..
Классификация теплоизоляционных материалов следующая: - материалы на основе минеральных волокон и стеклянных волокон; - строительные пенопласты; - теплоизоляционные бетоны; - прочие материалы (на основе перлита, вермикулита и др.).
Структура объемов выпуска утеплителей в России близка к структуре, сложившейся в передовых странах мира, где волокнистые утеплители также занимают 60-80 процентов от общего выпуска теплоизоляционных материалов.
Распределение объемов выпуска утеплителей по стране характеризуется значительной неравномерностью. Ряд крупных регионов, таких, как Архангельская, Калужская, Костромская, Орловская, Кировская, Астраханская, Пензенская, Курганская и другие области, Республика Марий Эл, Чувашская Республика, Калмыкия, Адыгея, Карелия, Бурятия и другие, не имеют своего производства эффективных теплоизоляционных материалов. Многие регионы страны производят утеплители в явно недостаточном количестве.
Относительно благополучным является Северо-западный регион, а наибольшие проблемы с утеплителями собственного производства в Северном, Поволжском, Северокавказском и Западно-Сибирском регионах.
Следует признать, что качество и ограниченная номенклатура отечественных утеплителей, выпускаемых многими предприятиями Российской Федерации, не в полной мере отвечают нуждам жилищного строительства. Это позволяет ведущим фирмам западных стран успешно продавать свою продукцию на рынках РоссииРегиональная экономика: Учебник для вузов/ Т.Г. Морозова, М.П. Победина, Г. Б. Поляк и др.; Под ред. проф. Т.Г. Морозовой. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ, 2002. - 472 с..
При кажущемся обилии волокнистой теплоизоляции объем выпуска конкурентоспособной продукции, наиболее полно отвечающей требованиям современного строительства, недостаточен. В основном такая продукция выпускается предприятиями, оснащенными импортным оборудованием.
Наиболее общим для всех заводов страны путем вывода производства волокнистых утеплителей на новый качественный уровень является перевод процесса получения волокна с доменных шлаков на минеральное сырье с внедрением современных методов переработки расплава в волокноКистанов В.В., Копылов Н.В. Региональная экономика России: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 584 с.: ил..
Производство стеновых материалов. В последние годы в России происходит динамичное развитие жилищного строительства, что требует расширения номенклатуры производства стеновых материалов, повышения их эффективности с точки зрения сохранения тепла, снижения стоимости и возможности использовать в их производстве местные сырьевые ресурсы.
Для производства мелкоштучных стеновых изделий применяют местные широко распространенные сырьевые материалы и компоненты - глина, кварцевый песок, золы, шлаки, отходы добычи и обогащения твердого топлива, руд черных и цветных металлов и др. Для производства ячеисто-бетонных блоков используют также цемент, известь и песок.
Сырьевая база для развития производства стеновых материалов имеется практически в любом регионе страны. Значительные запасы сырья обеспечивают возможность увеличения выпуска продукции в регионах, где сохраняется дефицит по стеновым материалам.
За последние годы наблюдается устойчивая тенденция повышения спроса на мелкие ячеисто-бетонные блоки и керамические стеновые изделия. Из номенклатуры продукции заводов керамического кирпича особенно постоянным высоким спросом пользуется лицевой кирпич.
В настоящее время научно-технический прогресс в производстве стеновых материалов основывается на современных отечественных научно-исследовательских и конструкторских разработках. Технологии и оборудование для производства керамического лицевого кирпича полусухого прессования, мелких стеновых блоков из пенобетона и пенополистиролбетона соответствуют мировому уровню. Потребителю предлагается весь комплекс услуг, включая монтаж оборудования и пусконаладочные работы.
Перспективы развития рынка зависят от темпов строительства, в первую очередь от жилищного.
Наметившиеся тенденции стабилизации экономической ситуации в стране и роста доходов населения предопределяют дальнейшее увеличение объема жилищного, в том числе индивидуального строительстваКистанов В.В., Копылов Н.В. Региональная экономика России: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 584 с.: ил..
Объемы импортных поставок, очевидно, возрастать не будут, поскольку уже производимая отечественная продукция отвечает уровню мировых стандартов по более низкой цене по сравнению с зарубежной.
Развитие крупнопанельного домостроения. В настоящее время доля крупнопанельного жилья возросла до 30 процентов. Это свидетельствует о востребованности модернизированных энергоэффективных крупнопанельных домов и их конкурентоспособности по показателю "цена - качество" в больших населенных пунктах, где удалось сохранить и провести необходимую реконструкцию индустриальной базы строительства.
Практически завершен переход предприятий крупнопанельного домостроения на производство ширококорпусных домов на основе переработки типовых серий. Одновременно с этим на большинстве предприятий стройиндустрии осваивается производство изделий для зданий комбинированных архитектурно-строительных систем, ориентированное как на выпуск новых типов конструкций, так и на рациональное использование изделий полносборного домостроения. Одновременно на них организовано производство материалов и изделий для малоэтажного и индивидуального строительства с использованием местных сырьевых ресурсов1. Экономическая география России: Учебник - Изд. перераб. и доп. / Под общей ред. акад. В.И. Видяпина. - М.: ИНФРА - М, Российская экономическая академия, 2009. - 568 с. - (Высшее образование)..
Монолитное и сборно-монолитное строительство зданий различного назначения развивается преимущественно в больших городах, и объемы такого строительства достигли 5 процентов. Оно осуществляется с использованием новых видов легких бетонов как съемной, так и несъемной опалубки.
Горнодобывающая подотрасль промышленности строительных материалов является одной из крупнейших по объемам добычи и количеству разрабатываемых месторождений в Российской Федерации. Государственным балансом запасов полезных ископаемых учитываются около 8 тысяч месторождений 34 видов полезных ископаемых, запасы которых разведаны в качестве сырья для производства строительных материалов. Кроме того, используются месторождения некоторых видов сырья, разведанных для других целей, а также сырье ряда техногенных месторождений.
Объем добычи минерального сырья для производства строительных материалов за последние годы значительно сократился.
Россия продолжает импортировать щебень из прочных изверженных пород из стран СНГ (Украина и Белоруссия). Наблюдается неоправданное увлечение гранитным щебнем. В ряде случаев для сборного ж/б, дорожного строительства и балластировки ж.-д. путей целесообразно использовать щебень из карбонатных пород и из гравия, стоимость которых примерно в 2 раза ниже. Такая возможность подтверждается опытом развитых стран.
Технический уровень оборудования отрасли отстает от мирового, низка степень автоматизации производственных процессов. В отрасли ощущается постоянная нехватка оборудования, ряд прогрессивных машин и оборудования в нашей стране не выпускается.
Предприятия не имеют средств для приобретения нового оборудования, создания новых технологических линий, замены вышедшего из строя основного оборудования, хотя его износ находится на уровне 70-80 процентов.
Механическое рыхление скальных пород не применяется, хотя созданы несколько типов специального оборудования, способного разрабатывать скальные породы без взрывной подготовки.
Производство цемента. Цементная промышленность России является базовой отраслью строительного комплекса, от которого зависит состояние и развитие экономики страны в целом, решение проблем воспроизводственных процессов, социальных вопросов, в частности, строительство жилья, объектов здравоохранения, просвещения и культуры.
Самые крупные предприятия расположены в Центрально-Черноземном (Белгород, Старый Оскол) районе, в Поволжье (Вольск, Михайловка, Штулевск), в Сибири (Новокузнецк, Ачинск, Красноярск)Региональная экономика: Учебник для вузов/ Т.Г. Морозова, М.П. Победина, Г. Б. Поляк и др.; Под ред. проф. Т.Г. Морозовой. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ, 2002. - 472 с..
Для получения цемента используются разные виды сырья - известняки, мел, мергели, отходы доменного и глиноземного производства. Запасы их имеются практически во всех районах страны. Качество сырья и способы его обжига определяют выработку разнообразных видов и марок цемента. На получение его расходуется значительное количество топлива.
География цементной промышленности в значительной степени совпадает с географией строительно-монтажных работ. В настоящее время цемент вырабатывают во всех экономических районах.
Основные районы по производству цемента - Центральный, Уральский и Поволжский - работают на природном минерально-строительном сырье. На Урале цементная промышленность широко использует отходы черной металлургии.
Сырьем для производства вяжущих материалов обеспечены все районы. Широко распространены месторождения гипса, особенно в Центральном районе. Запасы глины для получения керамических изделий сосредоточены в Сибири, в Центральном, Центрально-Черноземном районах, огнеупорной глины - в Уральском районе. Повсеместно есть сырье для производства наиболее массовых заполнителей бетона - щебень, гравий, песок.
Износ основных фондов по основному виду деятельности цементных предприятий России, по данным Госкомстата РФ, постоянно растет. Производственная мощность действующих цементных предприятий из-за изношенности печного и помольного оборудования снизилась. Семнадцать миллионов тонн мощностей потеряно в основном в результате падения спроса на цементКистанов В.В., Копылов Н.В. Региональная экономика России: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 584 с.: ил..
В подотрасли работает 18 убыточных цементных предприятий, велика сумма дебиторской и кредиторской задолженности, в том числе просроченной.
Растут себестоимость и отпускная цена цемента, рентабельность производства составляет в среднем 10,1 процента, что явно недостаточно для накопления средств, необходимых для обновления технологии и внедрения нового современного оборудования.
Одним из важных инструментов повышения качества цемента и его конкурентоспособности является стандартизация и сертификация продукции.
Стекольная промышленность. По особенностям размещения стекольная промышленность отличается от других отраслей индустрии строительных материалов. Она в значительно большей степени привязана к месторождениям чистого кварцевого песка, зависит от поставки ряда химикатов, требует большого количества топлива, а транспортабельность готовой продукции отрасли значительно меньше, чем в других отраслях промышленности стройматериалов. Структура стекольной промышленности включает производство листового (оконного), полированного, столового стекла, стекла для стекловолокна. Наряду с многопрофильными предприятиями в отрасли сложились специализированные заводы по выпуску отдельных видов продукции.
Стекольная промышленность отличается сравнительно высокой территориальной концентрацией производства. Ведущий район в России - Центральный (Гусь-Хрустальный, Брянск), где производится около 50 % стекла в стране. В Поволжском, Северо-Западном районах вырабатывается более 20 % продукции отрасли. Многие районы, например Волго-Вятский, испытывают дефицит в изделиях стекольной промышленности.
Промышленность сборного железобетона. Это относительно новая отрасль строительной индустрии. Ее продукция используется в капитальном строительстве, поэтому она возникла и продолжает развиваться в районах и центрах концентрированного строительства. Важнейшими районами, где развита промышленность сборного железобетона, являются Центральный, Поволжский, Северо-Западный, Уральский. На них приходится 75 % всей продукции1. Экономическая география России: Учебник - Изд. перераб. и доп. / Под общей ред. акад. В.И. Видяпина. - М.: ИНФРА - М, Российская экономическая академия, 2009. - 568 с. - (Высшее образование)..
Сборные железобетонные изделия широко применяются в современном жилищном, гражданском, промышленном и транспортном строительстве.
Кризисные явления в развитии экономики в последние годы привели к сокращению объемов капитальных вложений, сжатию внутреннего рынка оборудования, строительных материалов, подрядных работ.
В чрезвычайно тяжелом положении оказались хозяйствующие субъекты, формирующие строительный комплекс.
Переход в последние годы к более жесткой финансовой и денежно-кредитной политике, включая контроль за дефицитом бюджета, обусловил в определенной мере увеличение размеров неплатежей в строительном комплексе1. Экономическая география России: Учебник - Изд. перераб. и доп. / Под общей ред. акад. В.И. Видяпина. - М.: ИНФРА - М, Российская экономическая академия, 2009. - 568 с. - (Высшее образование)..
Строительные организации испытывают недостаток в новых строительных машинах и механизмах.
