ВСТУП
Науково-технічний прогрес - це безперервний процес відкриття нових знань і застосування їх у суспільному виробництві, що дозволяє по-новому з'єднувати і комбінувати наявні ресурси в інтересах збільшення випуску високоякісних кінцевих продуктів при найменших зантратах.
У широкому розумінні на будь-якому рівні - від фірми до націонвльной економіки - під Наун-технічним прогресом мається на увазі створення і впровадження нової техніки, технології, матеріалів, іспозованіе нових видів енергії, а також поява раніше невідомих методів організації та управління виробництвом.
Впровадження нової техніки і технології - це досить складний і суперечливий процесс.Прінято вважати, що вдосконалення технічних засобів знижує трудовитрати, частку праці у вартості одиниці продукціі.Однако в даний час трехніческій прогрес "дорожчає", так як вимагає створення і застосування все більш дорогих верстатів , ліній, роботів, засобів комп'ютерного управління; підвищених витрат на екологічну защіту.Все це відображає на збільшенні частки витрат на амотрізацію іобслужіваніе застосовуваних основних фондів всебестоімості продукції.
Тим не менш конкурентоспроможність фірми чи підприємства, їх здатність утриматися на ринку товарів і послуг залежить, в першу чергу, від сприйнятливості виробників товарів до новинок техніки і технології, що дозволяє забезпечити випуск і реалізацію високоякісних товарів при найбільш ефективному використанні матеріальних ресурсів.
Тому при виборі варіантів техніки і технології фірма чи підприємство повинні чітко розуміти, для вирішення яких завдань-стратегічних чи тактичних - призначається купується і впроваджувана техніка.
Роль науки в розвитку сучасного суспільного виробництва настільки зростає, що її все частіше вважають продуктивної сілой.Ето відбувається тоді, коли наука відокремлюється в самостійну сферу діяльності з особливим професійним складом працівників, зі своєю специфічною матеріально-технічною базою і кінцевою продукцією.
Від науково-технічного потенціалу країни багато в чому залежить і науково-виробничий потенціал її національних фірм і підприємств, їх здатність забезпечувати високий рівень і темпи НТП, їх "виживання" в услолвіях конкурентної борьби.Научно-технічний потенціал країни створюється як зусиллями національних науково-технічних отрганізацій, так і використанням світових досягнень науки і техніки.
Аналіз та оцінка цього потенціалу дозволяє зробити висновки про рівень економічного розвитку країни та її галузей, про ступінь її науково-технічної самостійності, про можливості її економічного і науково-технічного співробітництва, т.е.в чому визначають характеристику та вибір країни-партнера в міжнародних економічних відносинах.
Потенційним підходом до поняття "нова технологія" для конкретного виробництва є оцінка можливості з її допомогою досягти в короткі терміни цілей підприємства або фірми.Поетому для якого-небудь конкретного виробництва нової може бути технологія і не найпрогресивніша, але що дозволяє підняти продуктивність праці і якість продукції, що випускається продукції на більш високий рівень.
Будівництво - одна з найбільших галузей народного господарства, в якій зайнято понад 10 млн. осіб - робітників, ІТП, проектувальників і учених.Ежегодно вводячи в експлуатацію десятки тисяч житлових, громадських та промислових об'єктів, будівництво відноситься до великих споживачам матеріальних ресурсів, і в першу чергу цементу, металу, лісоматеріалів, палива та елекроенергіі.Одной з важнейщі' завдань є економне їх витрачання при виробництві будівельних матеріалів і конструкцій.Аналіз нашого будівництва, зіставлення його з будівництвом технічно розвинених країн дають підставу вважати, що в галузі є значні резерви економії всіх видів ресурсів без скорочення обсягів будівництва і зниження його якості.
В останнє десятиліття проблема економії ресурсів у будівництві особливо загострилася і стала однією з причин довгобуду, незавершеного будівництва та його низького качества.Сегодня для повного задоволення потреби в основних будівельних матеріалах довелося б побудувати сотні нових заводів, піти на величезні капіталовкладення у розвиток будівельної індустріі.Отказаться від будівництва нових підприємств неможливо, однак це не єдиний шлях, щоб покінчити з дефіцитом будівельних матеріалов.Необходімо здійснити технічне переозброєння або реконструкцію діючих підприємств - перевести їх на ресурсозберігаючі технології, раціонально організувати роботи на будмайданчиках, закладати в проекти прогресивні технології, конструкції, матеріали та методи виконання робіт, навести порядок з транспортуванням і зберіганням матеріалов.Еслі все це здійснити, то витрата ресурсів, насамперед цементу, можна істотно скоротити і практично ліквідувати їх дефіцит.
У наш час бетон і залізобетон - основні будівельні матеріали, без яких майже неможливо звести ні одне капітальне сооруженіе.Ежегодно в нашій країні виробляється більше 250 млн.куб.метров збірних і монолітних залізобетонних конструкцій.Поетому економія ресурсів при виробництві збірних і зведенні монолітних залізобетонних конструкцій - економія палива, енергії, цементу та металу - відноситься до невідкладним завданням сьогоднішнього дня, які вимагають негайного рішення.
РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧІ ТЕХНОЛОГІЇ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ
Збірний залізобетон
Проблема економії енергоресурсів виникла у другій половині нашого столетія.В останні роки до її вирішення почали підходити на науковій основі - комплексно і всеоб'емлюще.Бездумное витрачання природних ресурсів: вугілля, нафти, газу, вирубка лісів (іспозованіе деревини як сировину для промисловості), постійно зростаюче споживання енергії - усе це населення планети витрачає на свої побутові потреби, а бурхливо розвивається промисловість - на технічні.
Загостренню цієї проблеми сприяло підняття цін на нафту і газ міжнародними нафтовими концернами, що дозволило їм різко збільшити свої прібилі.Рзаразілся так званий енергетичний крізіс.Сегодня як ніколи постає питання про економію енергоресурсів та раціональне їх використання у всіх сферах людського життя.
У вітчизняній промисловості одним із значних споживачів палива і енергії є будівництво, а серед його галузей - підприємства збірного залізобетону, яких у країні кілька тясяч.Аналіз роботи цих підприємств показав, що споживання ними енергії може бути істотно уменьшено.Почті в будь-якому виробництві є реальні резерви економії енергіі.Еслі виявити ці резерви і більш раціонально організувати технологічні процеси, то споживання енергії можна скоротити принаймні в 1,5 раза.Ето дасть народному господарству країни величезний економічний ефект.
Бетон, володіючи багатьма чудовими якостями, у той же час належить до вельми енергоємним матеріалам.По даними ЦСУ, на виробництво 1 куб.м.сборного залізобетону в середньому витрачається 470 тис.ккал; на виробництво окремих конструкцій на полігонах, а також при недосконалих технологічних процесах ця витрата зростає до 1 млн.ккал і более.Еслі врахувати, що річна потреба в енергоресурсах промисловості збірного залізобетону становить приблизно 12 млн.т умовного палива, то стає ясно, що навіть невеликий відсоток його економії вивільнить велику кількість палива для інших цілей народного хозяйства.Потребность в енергоресурсах для виробництва 1 куб.м збірних залізобетонних виробів не враховує витрати енергії, необхідної для виробництва складових бетону (цементу, заповнювачів) і арматури, що відрізняються ще більшою енергоємністю.
Рассматріваяпроблему раціонального витрачання енергії при виробництві збірного залізобетону з позицій народного господарства, необхідно враховувати витрати енергії, що витрачається на проізводжство цементу і арматури.Ето найбільш доростоящіе, дефіцитні і енергоємні матеріали, і грамотне їх використання, що виключає перевитрата палива, призведе до економії енергоресурсів.
Економія цементу - це одна з найгостріших проблем сучасного вітчизняного строітельства.Существуют реальні шляхи зменшення споживання цементу будівельниками.
Найбільший перевитрата цементу спостерігається в бетонах, приготованих на неякісних заполнітелях.Так, використання піщано-гравійних сумішей тягне за собою збільшення витрати цементу до 100 кг / куб.м.Ето робиться тільки для того, щоб отримати бетонну суміш необхідної пластичності і забезпечити потрібну марку бетону за міцністю. Довговічність ж його (зокрема, морозостійкість), як правило, низька, і бетонні конструкції при змінному заморожуванні і відтаванні руйнуються досить бистро.Пріготовленіе ж бетону на чистих і фракційних заповнювачах вимагає найменшої кількості цементу і забезпечує високу якість конструкцій.
Значної економії цементу можна досягти шляхом правильного проектування складу бетону, не завищуючи його марку, для того, щоб бетон якомога швидше досяг необхідної прочності.Можно також істотно скоротити витрату цементу завдяки введенню в бетонну суміш високоефективних пластифікуючих добавок (суперпластифікаторів). Промисловість почала їх випускати спеціально для виготовлення бетонов.К таких добавок відноситься С-3, розроблена в НііЖБе спільно з іншими організаціямі.Благодаря розріджує дії добавки С-3 стає можливим зменшити витрату цементу на 20% без погіршення основних фізико-механічних характеристик бетона.Еслі врахувати, що при введення добавки скорочення витрати цементу на кожен кубометр збірних іхделій в середньому складе 50-60 кг, то завдяки цьому витрата палива значно зменшиться.
На заводах і полігонах мають місце помітні втрати цементу при навантаженні і разгрузке.Вознікают відходи бетонної суміші через неточний її дозування при формуванні виробів, а також відходи бетону при виготовленні бракаванних виробів, які вивозять на свалку.Такім чином, підвищення культури виробництва збірних залізобетонних виробів може внести істотний внесок у справу економії цементу, а отже, і енергоресурсів.
Аналіз витрат енергоресурсів на виробництво збірних залізобетонних виробів, виконаних на основі обстеження безлічі заводів, показав, що коливання по затратм енергії велікі.Прі середньому по країні витраті енергії 470 тис.ккал / куб.м залізобетону є багато підприємств, де цей показник не виходить за пределеи 300 тис.ккал.
Згідно з розрахунками на нагрів 1 куб.м бетону в сталевій формі до 80 градусів (температура ізотермічного витримування) потрібно приблизно 60 тис.ккал.Поскольку наргрев відбувається поступово - зі швидкістю не більше 20 градусів за годину, то цей процес неминуче супроводжується значним виділенням тепла в навколишнє среду.Прі справному обладнанні, необхідному для термообробки виробів, ці втрати жостігают 150 тис.ккал, що в 2-2,5 рази більше корисно витраченого тепла.Прі несправному або недбало експлуатованому обладнанні, а також при неорпавданно завищеною тривалості термообробки до втрат обов'язковим ( планованим) доюавляются втрати непроізводітельние.Оні коливаються в досить широких пределпх і на деяких заводах досягають майже 200тис.ккал на куб.м бетона.Такім чином, сумарні тепловтрати в кілька разів перевищують кількість тепла, витраченого на нагрів бетону з формою.
Скоротити тепловтрати при термообробці виробів можна не допускаючи несправності в розробці обладнання.
Пропарювальні ямні камери дуже часто працюють з несправними кришками - не діють або погано діють водяні затвори, в результаті чого спостерігається перекіс кришок, це призводить до великих втрат пара.В цеху для працюючих створюються несприятливі гігієнічні умови, висока вологість сприяє швидкому корродірованію металевих конструкцій, обладнання . Уникнути великих втрат тепла можна шляхом своєчасного ремонту і профілактичного огляду камер.
Дослідження, проведені співробітниками НІІЖелезобетона показали, що сумарні втрати тепла в ямних камерах у процесі обробки виробів доходять до 70% від загальної витрати тепла на термообробку ізделій.Прічіна такого становища - пристрій стінок і днища камер з важкого бетону, що відрізняється високою теплопроводимостью.Положение це можна виправити тільки вдосконаленням конструктивного рішення камер.Такіе рішення розроблені ВНІІЖелезобетона.
Одне з таких рішень полягає в заміні важкого бетону керамзітобетоном.В цьому випадку можна знизити тепловтрати приблизно на 50%. Якщо огорожі ямних камер робити з такого бетону, але з внутрішніми пароізоляцією і теплоізоляцією, то тепловтрати можна знизити в 3 раза.Аналогічного ефекту можна домогтися при влаштуванні стін камер з важкого бетону з декількома повітряними прошарками.
Серйозної уваги заслуговує стендова технологія виготовлення збірних залізобетонних плоских пліт.По цієї технології у вигляді пакету виготовляється відразу декілька виробів, розділених тонкими прокладками з сталевого листа або пластику з вмонтованими в нього электронагревателями.Расположенные між виробами електронагрівачі практично все тепло віддають в обидві сторони, т. е. виробам, так що тепловтрати в навколишнє середовище відбуваються тільки через торці, поверхня яких невелика.
Застосування пакетного методу виготовлення і термообробки плоских залізобетонних виробів справила великий вплив на організацію всього технологічного процесу виробництва збірного железобетона.Вместо звичайних форм почали використовувати форми з силовими бортами і плоским дном, які значно менш металлоемкі.Ізменілісь і багато технологічних опраціі.Все це сприяло збільшенню продукції на тих же виробничих площах у 1,5-2 рази, зменшення металоємності обладнання на 30-35%, підвищення продуктивності праці на 10-15%. Але головне-з'явилася можливість різко знизити енергоспоживання натепловую обробку ізделій.Есть всі підстави вважати, що пакетний спосіб термообробки збірних залізобетонних виробів подстоінству буде оцінений виробничниками і отримає широке застосування на заводах ЗБВ.
У нстоящее час розроблено цілий ряд методів електротермообработкі бетону при виготовленні збірних залізобетонних виробів на заводах.Однім з найбільш економічних (з точки зору витрат енергії) способів електротермообработкі бетону є спсособ електропрогрівання або електродного прогрівання, тобто включення бетону в електричний ланцюг як би як проводніка.Прі цьому електрична енергія перетворюється в теплову безпосередньо в самому бетоні, що зводить до мінімуму будь-якого роду потері.В залежно від потужності електричного струму можна нагріти бетон до температури 100 градусів, причому за будь-який проміжок часу - від декількох хвилин до декількох часов.Такім чином, з'явилися широкі можливості вибирати оптимальні режімитермообработкі виробів і завдяки цьому забезпечити високу продуктивність технологічних ліній.
В останні роки за кордоном широко рекламується метод попереднього розігріву бетонних сумішей безпосередньо в змішувачах з допомогою пари: в змішувач завантажуються заповнювачі і цемент і в процесі їх перемішування подається пар.Нагревая бетонну суміш, пара охолоджується і конденсіруется.Колічество поадаемого пара розраховується таким чином, щоб після його повної конденсації водоцементне співвідношення бетону відповідало проектному.В змішувачі бетонна суміш нагрівається до температури небільше 60 градусів, після Ченг подається до місця формування виробів.
ТЕХНОЛОГІЇ ЕКОНОМІЇ ЦЕМЕНТУ
Цемент - один з найбільш широко застосовуваних, важливих та дефіцитних будівельних матеріалів, і хоча в нашій країні щорічно випускається достатня кількість цементу, його нестача постійно ощущается.Прічіна не тільки в тому, що масщтаби будівництва величезні - більшою мірою дефіцит цементу залежить від його надмірного витрати при приготування бетонів і розчинів, від наднормативних його втрат при транспортуванні та зберіганні.
Одна з головних причин перевитрати цементу - незабезпеченість високоякісними запонітелямі і поетря їм активності при незадовільному храненіі.Високоактівние цементи при зберіганні у відкритому вигляді (не в герметичній тарі) швидко вступають в реакцію з міститься в повітрі вологою, в результаті чого марка сніжаетмя.
Незадоволеною йде справа і з транспортуванням цемента.Перевозка цементу в критих вагонах, навалом приводить при його розвантаження та перевантаження до значних потерям.К той час, коли цемент дійде до змішувача, втрати його перевищують нормативні (рівні 1%) у кілька разів.
Фахівці вважають, що можна скоротити витрату цементу (і при цьому підвищити якість і довговічність конструкцій), якщо готувати бетон з чистих фракціонованих заполнітелей.Організація виробництва таких заповнювачів зажадає значних капіталовкладень, але для народного господарства це значно вигідніше в порівнянні з витратами на ремонти і заміну залізобетонних конструкцій, часто виходять з ладу значно раніше термінів, на які розрахована їх експлуатація.В зарубіжної будівельно практиці жодна фірма не проводить бетон на заповнювачах однієї фракції 5-20 мм.Напрімер, у Фінляндії він готується на чотирьох фракціях чистого крупного заповнювача і двох фракціях-мелкого.Прі цьому однорідність випускається бетону настільки висока, що його міцність визначається по випробуванню одного зразка: фірма, що виробляє бетон, гарантує його марочну міцність.
Потужним засобом економії цементу є хімічні добавки, і в першу чергу пластіфікатори.До недавнього часу в нашій країні в якості пластифікуючих добавок застосовувалися різного роду відходячи промишленності.Как правило, ефект від дії таких добавок був невисокий, їх хімічний склад часто не стабілен.Отечественная промисловість спеціально для бетонів почала випускати ефективну пластифікуючі добавки - суперпластифікатор С-3, котороая за своєю дією не поступається кращим зарубіжним зразкам аналогічного класу, а за вартістю в 5-6 разів дешевле.Прі введення в бетон цієї добавки можна заощадити до 20% цементу (при незмінною пластичності бетонної суміші). Не знижуючи витрату цементу і не збільшуючи пластичності бетонної суміші, але знизивши її водоцементне співвідношення, можна підвищити міцність бетону на 20-25%.
Ефективність цементу можна підвищити (а отже, знизити його витрату), збільшивши тонкість його помола.На підприємствах збірного залізобетону, для того, щоб бетон якомога швидше досяг розпалубної міцності, часто йдуть на завищення марки бетону шляхом збільшення витрати цемента.Можно уникнути цього, якщо використовувати в'язке більш тонкого помелу: на такому в'язкому тверднення бетону в ранньому віці виробляє бистрее.Можно заощадити цемент і іншим шляхом: ввести в цемент пісок, вапняк або який-небудь інший напонітель і з ним здійснити домол цемента.Однако, як показують дослідження, при цьому марка в'яжучого знижується, хоча і не зовсім в прямій пропорції від кількості введеного запонітеля.Для отримання бетону марок до 200 і навіть вище таке терпке цілком пріемлемо.В залежності від кількості введеного запонітеля (30-50%) можна заощадити до 50% цементу . Ефект може ще більшим, якщо застосувати суперпластифікатори.
Певні резерви зменшення витрат цементу є в роздільній технології приготування бетонної смесі.Хотя цей метод давно відомий, проте до цих пір не знайшов застосування в технології бетона.Для отримання бажаного ефекту передусім необхідні високошвидкісні змішувачі ємністю, що відповідає кількості розчину, необхідного на один заміс бетонної суміші в звичайному змішувачі.
У Японії роздільний метод приготування бетону застосовується з успехом.Компактний турбулетний змішувач, необхідний для такого методу, змонтований там безпосередньо на основному бетоносмесителе, і їх продуктивність повністю ув'язана між собою.
Відзначається, що одне з болючих питань проблеми економії цементу - його втрати при транспортуванні зберіганні, значно перевищують норматівние.Нельзя допускати доставку цементу у вагонах навалом, розвантажувати його вручну, зберігати навалом під навісами і в сараях, транспортувати з великою кількістю перевантажень з одного виду транспорту на другой.Особенно великі втрати цементу при доставці в райони, де немає залізниць і його доводиться перевантажувати з залізничного транспорту на річковий, а потім на автотранспорт.Етого можна уникнути, якщо в такі райони доставляти не цемент, а цементний клінкер, якість якого не втрачається при транспортуванні і храненіі.На місці його можна поіолоть і завжди мати свіжий цемент високої активності.
Є й інші шляхи економії цементу - застосування високоякісних форм для контрольних зразків, облік подальшого наростання міцності бетону, раціональні підбори складів бетонів і розчинів, застосування автоматичних пристроїв з дозування складових і т.д.Еслі все це впровадити у виробництво і правильно використовувати, проблема дефіциту цементу була б знята, тому що це дало б додатково не менше 30% цементу від виробленого його обсягу.
ЗАРУБІЖНИЙ ДОСВІД РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГІЙ
У зарубіжному проімишленном і цивільному будівництві бетон і залізобетонні конструкції міцно займають провідне положення в порівнянні з іншими матеріалами і конструкціямі.Главное, на що спрямовані увагу і зусилля фірм, - забезпечити високу якість виготовлених і зводяться конструкцій.Только з урахуванням цих вимог вони розробляють технологічні рішення , що вимагають найменших витрат праці, енергії та матеріалов.За кордоном економія ресурсів ні в якому разі не повинна завдати шкоду якості й довговічності конструкцій.Особое увага приділяється якості цементу і заповнювачів.
У США для приготування бетонів і розчинів досить широко застосовуються розширюються цементи, що дозволяють отримувати вироби високої якості, надійні і водонепроницаемые.Любопытно, що в основу розробки такого цементу лягли дослідження нашого вченого, професора В.В. Михайлова, який запропонував такі в'яжучі ще в довоєнний час (у вітчизняній практиці Олні так і не знайшли застосування аж до 60-х років, коли стало відомо про їх виробництві в США). Деякі з таких цементо носять назву "М" на честь першої літери прізвища В. В. Михайлова.
Ккак правило, фірма, що випускає цемент, гарантує його високу якість і стабільність состава.Так, у Франції на мішках з цементом вказуються не тільки його ціна, але і склад, і всі необхідні свойства.Во уникнення плутанини і випадковостей на виробництві на мішках з цементом ставиться кольоровий штамп, що засвідчує їх вміст (портландцемент, рапід-цемент та ін.) Кожен вид цементу маркується своїм кольором (червоним, синім, зеленим та ін.) Це повністю виключає помилки, які можуть призвести до шлюбу конструкцій.
Особливу увагу за кордоном приділяється хімічним добавкам.В найбільшому обсязі виробляються добавки-суперпластифікатори (мельмент та ін.) За своєю дією вони близькі до нашої суперпластифікатора С-3, проте вартість їх у кілька разів више.Однако, для отримання бетонної суміші необхідної рухливості , крім суперпластифікатора, потрібні еше фракціоновані заповнювачі, хороша система дозування компонентів і строго витримує складу суміші.
На заводських бетонозмішувальних вузлах у Фінляндії, Франції та Німеччини, а також в інших країнах, діють комп'ютерні сістеми.Оператор, перебуваючи у спеціально обладнаному приміщенні, повністю ізольованому від бетонозмішувального відділення, має набір перфокарт, розрахованих не менше ніж на 50 різновидів бетонних смесей.Ккак тільки підійшов черговий автобетоновози, водій по телефону повідомляє оператору свої дані: яка суміш і в якій кількості йому потрібна, назва фірми-споживача і т.п.Оператор вводить в копьютер необхідні дані, після чого автоматично включаються дозатори і смесітелі.Автобетоновоз без всякого зволікання ставиться під завантаження. Після видачі бетонної суміші оператор по передавальної трубі спускає водієві згорнутий у трубочку рахунок, у якому комп'ютер віддрукував склад суміші, марку бетону, його кількість і стоімость.Обично вся операція займає не більше п'яти хвилин.
За кордоном економного витрачання ресурсів підпорядкована вся організація будівництва, починаючи від забезпечення будівництв бетоном і розчином і методи енергозберігаючих технологій, застосовуваних у закордонній практиці, дуже раціональні і з точки зору витрат матеріальних ресурсів, і забезпечення високої якості конструкцій і виробів.