Цемент. Современный подход к давно знакомому материалу

Требования к качеству цементов отечественного и зарубежного производства для российского строительства изменились. «Импорт цемента: прогноз цен и логистика поставок в РФ» — так назывался III Международный семинар, организованный аналитическим и информационным Центром — ГК Русмет.

Особый интерес на семинаре вызвал материал ГУП «НИИМосстрой»

(г. Москва) о современных требованиях к качеству цементов в России как отечественного производства, так и импортного; о требованиях к сертификации цементов, особенностях применения импортного цемента в российском строительстве.

На мероприятии были освещены следующие вопросы:

– возможности турецких производителей по экспорту цемента в Россию;

– ключевые аспекты цементной промышленности Турции;

– рынок цемента Ближнего Востока;

– рынок цемента России в ближайшей и долгосрочной перспективе;

– современные требования к качеству цементов в России;

– прогноз цен на цемент и фрахт судов;

– итоги биржевых торгов цементом в 2007 г., перспективы 2008 года.

Было отмечено, что спрос на цемент растет в связи с мировым строительным бумом. По прогнозам TNI ожидается, что в 2015 г. потребление цемента в мире достигнет 3,130 млн т. По оценкам RUSMET, в 2007 г. производство цемента в мире увеличилось на 5,9% и составило 2,7 млрд т.

Крупнейшим производителем цемента в мире является Китай. В 2007 г. Китай произвел 1,36 млрд т цемента.

Крупным производителем цемента является Индия. В 2007 г. в Индии было произведено ? 167 млн т цемента, в США – 96,3 млн т, в Японии 70 млн т. Россия занимает пятое место в мировом производстве цемента — в 2007 г. выпущено 59,9 млн т.

По данным RUSMET, крупнейшим производителем цемента в России является ОАО «Евроцемент-груп»: 16 цементных заводов производят 35 млн т цемента в год. В связи с дефицитом цемента его импорт быстро растет. В последние годы в страну ввозилось около 1 млн т при внутреннем производстве 55–60 млн т. Но уже в 2007 г., по оценке RUSMET, объем импорта составил 2,4 млн т.

По оценке ФАС, дефицит цемента в 2007 г. составил 2,1 млн т, а в 2008 г. может превысить 5 млн т.

Качество строительства, его экологическая безопасность, долговечность зданий и сооружений является общей задачей для поставщиков и потребителей сырьевых материалов. Одним из важнейших факторов и гарантией качества бетонных и железобетонных конструкций как сборных, так и монолитных, является применение качественных цементов.

Большие объемы строительства, высокие темпы возведения объектов в Москве, Санкт-Петербурге, Московской области и др. требуют укороченных сроков твердения бетона в монолитном домостроении, сокращения циклов тепловлажностной обработки изделий в производстве сборного железобетона. Поэтому сегодня более востребованы цементы, соответствующие требованиям евростандартов ЕN-197 или требованиям российского ГОСТ 31108-2003, гармонизированного с EN-197.

Требования к цементам на современном этапе строительства отражены в совместно разработанных ГУП «НИИМосстрой» и НИИЖБ «Технических рекомендациях по обеспечению качества бетонных и растворных смесей и предотвращения коррозии бетона и ж/бетонных конструкций». Основные требования заключаются в следующем:

Удельная поверхность цементов должна быть в пределах

– 370-400 м2/кг;

Начало схватывания — 2,20–2,30 ч;

Конец схватывания — 3,5 ч;

Отсутствие водоотделения в бетонных смесях

Ряд российских заводов производит в настоящее время цементы с приведенными выше свойствами: ЗАО «Михайловцемент», ОАО «Щуровский цемент», ОАО «Воскресенскцемент», ОАО «Вольскцемент», ЗАО «Мальцовский цемент».

Реализация программы «Доступное и комфортное жилье — гражданам России» требует большого количества цемента. Сегодня дефицит цемента составляет более 30%. Поэтому цемент в Россию поступает и из других стран — Египта, Германии, Пакистана, Китая, Турции. Предполагается поставка цемента из Мексики и Бразилии. Без российского сертификата, подтверждающего качество цемента, применение импортных цементов в строительстве невозможно.

В ГУП «НИИМосстрой» функционирует Центр сертификации и систем менеджмента качества, где после положительных результатов сертификационных испытаний выдается сертификат соответствия требованиям норм для применения цемента в России. Сертификат выдается или на весь объем выпускаемого заводом цемента или на партию.

Первый случай — самый надежный, гарантирующий применение цемента в России. В этом случае специалисты ГУП «НИИМосстрой» выезжают на завод для ознакомления с технологическим процессом, изучения статистических данных за ? 6 мес., подтверждающих стабильность качества выпускаемого цемента. Для испытаний в Москве на заводе отбирается совместная проба, проверяется наличие необходимого оборудования для лабораторного контроля и квалификация персонала.

В Москве проводятся сертификационные испытания. При положительных результатах выдаются сертификаты на всю программу завода. Институт несет ответственность за применение цемента в России, консультирует потребителей этого цемента. Примером может служить сертификация цемента, производимого в Измире (Турция). Убедившись в качестве цемента, НИИМосстрой дал свои рекомендации ГУП «Мосстройресурс» и ряду других потребителей. Однако ряд фирм идет по пути сертификации партии. За дальнейшее применение такого цемента мы не отвечаем, т.к. 8-10 кг пробы цемента не дают гарантии качества всего выпуска цемента заводом. Наряду с этим по паспорту качества можно дать предварительное заключение о возможности использования его в России.

Качественные показатели, на которые необходимо обращать внимание:

1. Важной характеристикой цемента является удельная поверхность. При оптимальной удельной поверхности (до 420 м2/кг) меньше расход цемента на 1 м3 бетона и выше отпускная и марочная прочности. Бетонные смеси, изготовленные на цементах с удельной поверхностью до 280–320 м2/кг, обладают значительным водоотделением, что отрицательно сказывается на структуре бетона и на прочностных показателях. При более тонком помоле большая часть цементных частиц вступает в химическое взаимодействие с водой, что, естественно, ускоряет процесс твердения, и водоотделения не происходит.

В паспортах качества импортных цементов величина удельной поверхности колеблется от 260–320 до 400–420 м2/кг. Такая величина разброса настораживает. Это касается цементов производства Китая, Египта, Бразилии, Мексики.

2. Обращаем внимание на количество минеральных добавок в цементе.

В крупных промышленных центрах России с высокими темпами строительства (Москва, Московская область, Санкт-Петербург) применяют российские цементы, как правило, с содержанием минеральных добавок до 5%, цементы марок 400ДО, 400Д5, 500ДО. Цементы с содержанием минеральных добавок свыше 10% применяют там, где допустимы удлиненные сроки твердения (свыше 12 ч тепловлажностной обработки на заводах ЖБИ и 7 сут. твердения при монолитном возведении зданий). Поэтому в Москве европейские цементы с содержанием добавок до 18% и более не востребованы, но в других регионах такие цементы используют в значительном объеме. В основном это цементы из Китая.

3. Большое внимание следует обращать на содержание щелочей в цементе. В соответствии с требованиями российского СНиП 2.03.11-85 содержание в цементе щелочей не должно превышать 0,6%. Как показала практика, содержание щелочей свыше 0,8-0,9% приводит к ухудшению качества бетона, к трещинообразованию, к снижению долговечности конструкций. Такие цементы нельзя сочетать с заполнителями, в которых содержание аморфных разновидностей диоксида кремния, растворимых в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.), более 50 ммоль/л. В ГОСТ 8267, ГОСТ 8736 и Технических рекомендациях (ТР166-04) отражено отрицательное влияние повышенного содержания щелочей на долговечность бетонных конструкций.

Однако цемент ряда зарубежных стран, по данным паспортов качества, имеет содержание щелочей до 1,0–1,2%, что для России недопустимо. Обращаем также внимание на сроки схватывания цемента. Анализ паспортов качества и результатов сертификационных испытаний показал: часто пробы импортных цементов имеют начало схватывания 1 ч 10 мин — до 1 ч 45 мин, конец схватывания – 2 ч 15 мин. (цемент из Польши, Бразилии и др.). Бетонная смесь, приготовленная на таком цементе, быстро теряет подвижность, затруднена еe доставка на строительный объект, особенно в г. Москве и Московской области. Если поступает цемент с замедленными сроками схватывания: начало — 3,5 ч, конец — 4,5–5,0 ч, то увеличивается продолжительность твердения бетонных конструкций. Такой цемент применим в случаях, где нет необходимости в быстром наборе прочности. Так, портландцемент марки Р.I.52,5, выпускаемый в Китае компанией ООО «Шаньдун Дунхуа цемент», по прочностным показателям соответствует марке ПЦ550-ДО по ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 30515-97 при удельной поверхности 370 м2/кг. Однако ускоренные сроки схватывания (начало схватывания — 1 ч 20 мин — 1 ч 40 мин) затрудняют доставку бетонной смеси с требуемой удобоукладываемостью на строительный объект.

По опыту работы института со строительными организациями, учитывая высокие темпы строительства в Москве, Московской области и др. регионах, выработаны оптимальные требования к срокам схватывания цемента (ТР166-04):

– начало схватывания должно быть в пределах 2–2,5 ч;

– конец схватывания — 3,0–3,5 ч.

Большое значение имеет содержание в цементном клинкере трехкальциевого алюмината (С3А). Его должно быть не менее 6–7%, иначе замедляются процессы твердения бетона; при повышенной температуре твердения имеет место трещинообразование. Однако имеются в России цементные заводы, где в паспортах качества зафиксировано содержание трехкальциевого алюмината в пределах 3,5%, что отрицательно сказывается при его применении.

По фактическим результатам сертификационных испытаний проб цемента отдельных партий в Центре сертификации и систем менеджмента качества ГУП «НИИМосстрой», можно отметить следующее:

1. Иногда на сертификацию поступает проба цемента из одной партии, а потребителю поставляется другая партия.

Примеры: В Ярославской области на Петровском заводе ЖБИ нормальная густота цемента из Китая составила 36–38% вопреки результатам сертификационных испытаний, что привело к недобору прочности изделий и удлинению процесса твердения в 2–3 раза.

2. Строительная организация «Бородино-Строй» направила на сертификацию три партии цемента из Китая от трех разных заводов класса П.О 42,5R. По результатам сертификационных испытаний, разница в показателях разных партий цемента оказалась значительная.

Проба партии № 1 имела начало схватывания — 3 ч 07 мин, конец схватывания — 4 ч 40 мин.

Проба партии № 2 имела начало схватывания через 2 ч 32 мин, конец схватывания — 4 ч 52 мин.

Проба партии № 3 имела начало схватывания через 5 ч 32 мин, конец — 6 ч. 47 минут.

Применять цемент партии № 3 проблематично.

3. В Дубне на цементе, поступившем из Турции, имеющем сертификат соответствия, разрушились бетонные изделия.

4. Цемент из Китая по паспорту соответствует классу CEMI 42,5N с содержанием минеральных добавок до 5%, фактически по сертификационным испытаниям в нем содержится до 18% добавок. Это явное несоответствие данных по паспорту качества с результатами сертификационных испытаний.

5. Много замечаний к импортным цементам по величине нормальной густоты. По российским нормативам величина нормальной густоты составляет НГ=25–27. Фактически многие партии цемента из Китая показывают НГ=29–38%. На величину НГ влияет добавка золы выше 15%.

6. Анализ паспортов качества цемента из Бразилии и Мексики показал:

– удельная поверхность — 325 м2/кг, вместо 370-400 м2/кг.

– начало схватывания – 1 ч 45мин, вместо 2 ч 30 мин;

Конец схватывания 2 ч 15 мин, вместо 3 ч 30 минут (Цемент «быстряк», и работать с ним ни одна строительная организация не согласится).

– Прочностные показатели соответствуют классу CEMI 42,5N, R28 -50-52МПа, т.е. цемент соответствует по прочности М500ДО.

Изготовители цемента учли наши замечания и предъявили паспорта качества цемента, который можно принять к сертификационным испытаниям, а именно:

– удельная поверхность равна 413,5 м2/кг;

– начало схватывания — 1 ч 40 мин;

– конец схватывания — 3 ч 10 мин.

Вместе с тем следует отметить, что многие партии импортных цементов соответствуют требованиям российских стандартов и технологическим условиям их применения в России. Например, результаты сертификационных испытаний цементов в ГУП «НИИМосстрой» показали:

– несколько партий цемента производства ООО «Шаньдзин Дунхуа» (КНР) соответствуют требованиям ГОСТ 31108 по всем показателям;

– партия цемента компании «Ди Джей Кхам цемент Компони Лимитед» (Пакистан) соответствует требованиям ГОСТ 31108 и ГОСТ 10178, удельная поверхность равна 400 м2/кг, нормальная густота — 25%;

– несколько партий компании САНАЙИ ВЕТИДЖАРЕТ (Турция) соответствует требованиям ГОСТ 31108-2003 и ГОСТ 10178 с удельной поверхностью равной 400 м2/кг и 378 м2/кг (марок М500ДО и М400ДО);

– цемент из Турции (г. Измир) компания «ЕГИЧИМ ЯПИ МАЛЬЗЕМЕЛЕРИ ИМАЛАТИ САНАИ ВЕ ТИДЖАРЕТ А.С.» соответствует всем показателям ГОСТ 31108 и ГОСТ 10178. Сертифицировано все производство.

Пробы с завода «ЕГИПТИАН Цемент Компании» (Египет) соответствует ГОСТ 31108 и 10178 (удельная поверхность 470 м2/кг; минеральная добавка до 5%; R28-54,1 МПа).

Прежде чем привозить цемент в Россию, необходимо проконсультироваться относительно требований к качеству цемента применительно к различным условиям регионов России. Самым надежным и выгодным вариантом является сертификация серийного производства цемента.

Заслуживает внимания интервью газете «Коммерсант» президента ОАО «Сибирский цемент» Андрея Муравьева. Холдинг вкладывает немалые средства на восстановление и реконструкцию приобретенных цементных заводов: ООО «Топкинский цемент» (Кемерово), ООО «Красноярский цемент», ООО «Ангарскцемент», строительство нового завода в Яшкине и др. Приобретено четыре цементных завода в Турции. Однако о качестве указанных российских цементов отсутствует необходимая информация. Соответствует ли качество цементов требованиям ГОСТ 31108-2003 (EN 197)? В ГУП «НИИМосстрой» время от времени поступают отдельные сигналы о наличии ложного схватывания, о наличии «недожога» и водоотделения, повышенного содержания щелочей.

Поступают в ГУП «НИИМосстрой» сигналы на качество Ангарского и Тимлюйского цементов, а именно:

– повышенная величину нормальной густоты, что ведет к недобору прочности или к увеличению расхода цемента;

– грубый помол и наличие водоотделения, что ослабляет несущую способность конструкций;

– явления «недожога».

Много замечаний также к качеству Ачинского цемента (Базелцемент):

– грубый помол, удельная поверхность последних партий равна 240-260м2/кг, вместо 380-400 м2/кг;

– содержание щелочей до 1,3% вместо 0,6%;

– наличие трещинообразования в железобетонных изделиях даже при температуре тепловлажностной обработки 60–70 С.

Цемент из Турции в большинстве случаев имеет показатели, соответствующие требованиям стандарта EN 197:

– удельная поверхность — до 400–410 м2/кг;

– начало схватывания — 2,0–2,30 ч.;

– конец схватывания — до 3,5 ч.;

– содержание щелочей — до 0,6–0,7 %.

Заслуживает внимания наличие в холдинге «Сибирский цемент» подвижного состава — 20 тыс. вагонов. Это исключает загрязнение цемента вредными для бетонных конструкций веществами, которые остаются в вагонах после перевозки магнезиальной извести, обожженного доломита, воздушной извести и др. Эти загрязнения могут привести к «отстрелам» кусков бетона из бетонных конструкций за счет взаимодействия СаО и MqO с влагой воздуха.

В настоящее время большое внимание повышению качества цемента уделяют такие цементные холдинги, как «Евроцемент-груп», «Лафарж» и ОАО «Альфа-цемент».

http://mp.stroi.ru/