Флагман строительной науки Мурманской области

Отдел технологии строительных материалов ИХТРЭМС КНЦ РАН - флагман строительной науки Мурманской области

Редакция журнала «Север строительный» поздравляет с 55-летием коллектив Отдела технологии строительных материалов (ОТСМ) Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева (ИХТРЭМС) Кольского научного центра РАН, внесшего весомый вклад в развитие строительной отрасли в нашем регионе.

По научным разработкам Отдела в Мурманской области были организованы производства рядового и цветного силикатного кирпича, шлаковатных материалов, изделий из облицовочного камня, внедрены смеси для закладки подземных выработок, освоена технология глазурования стеновых панелей, усовершенствована технология шунгизитобетонных панелей с синтетическим пенообразователем, утилизированы технологические пыли-уноса карбонатитового и шунгизитового производств, внедрены вермикулитсодержащие смеси для теплоизоляции промышленных водогрейных котлов. Выполнен ряд других научных разработок, направленных на решение вопросов рационального использования местного природного и техногенного сырья для получения эффективных строительных материалов, которые предусматриваются к реализации в ближайшие годы. Рассказать об основных вехах становления и развития Отдела, его планах на будущее редакция журнала обратилась к заведующему ОТСМ, доктору химических наук Гришину Николаю Никитовичу и заведующему лабораторией бетонов, кандидату технических наук, почетному строителю России Крашенинникову Олегу Николаевичу.

Н.Н. Гришин
О.Н. Крашенинников

В декабре 1952 года постановлением Президиума Академии наук СССР в составе Кольского филиала АН СССР была создана лаборатория строительных материалов (в дальнейшем Лаборатория). Своему образованию она обязана интенсивному освоению богатейших минерально-сырьевых ресурсов Мурманской области, и в первую очередь на начальном этапе - необходимостью решения задач по изучению и возможности использования побочных продуктов медно-никелевого производства комбината «Североникель» и отходов обогащения железорудного сырья Оленегорского ГОКа в строительных материалах.

Территориально Лаборатория размещалась в Мончегорске на предоставленных комбинатом «Североникель» производственных площадях. Первым заведующим Лаборатории был к. г.-м.н., специалист в области нерудных полезных ископаемых, Теннер Дмитрий Дмитриевич, бессменно руководивший лабораторией около 20 лет.

В этот период были достигнуты следующие основные результаты деятельности Лаборатории, с 1966 года преобразованной в Мончегорскую группу лабораторий (МГЛ):

- установлена возможность использования отходов обогащения оленегорских железных руд в производстве силикатных строительных материалов. На основании научных разработок Лаборатории была внедрена технология получения силикатного кирпича из этих отходов и местных карбонатитов Ено-Ковдорского месторождения, построен завод в Оленегорске. За счет этого кирпича, объемы производства которого в годы интенсивного строительства в Мурманской области достигли почти 100 млн шт. в год, полностью обеспечивалась потребность региона в стеновых материалах;

- доказана возможность применения огненно-жидких шлаков комбината «Североникель» для получения ряда строительных материалов: минеральной ваты, литого и пористого шлакового щебня, шлаколитых блоков, вяжущих. Комбинатом «Североникель» на практике реализована разработка Лаборатории по организации промышленного производства минеральной ваты и минераловатных изделий, обеспечивавших многие годы потребность народного хозяйства Мурманской области в теплоизоляционных материалах;

- установлена возможность использования гранулированных шлаков комбината «Печенганикель» для получения различных вяжущих: шлакощелочного, известково-шлакового цемента, шлакопортландцемента и бетонов на их основе. Совместно с Горным институтом КФ АН СССР была реализована технология закладки выработанных рудничных пространств смесями с использованием граншлаков комбината «Печенганикель»;

- изучен ряд перспективных месторождений облицовочного камня Кольского региона и заложены основы создания камнедобывающей и камнеобрабатывающей промышленности Мурманской области. Результаты исследований способствовали созданию нескольких предприятий по добыче и переработке облицовочного камня;

- выполнен комплекс физико-химических исследований вермикулита и слюд Ковдорского месторождения. Постановлением Совета Министров РСФСР (№1293 от 25.09.62) на КФ АН СССР была возложена координация исследований по проблеме вермикулита в целом по стране, основные задачи которой выполнялись коллективом Лаборатории.

К 1970 году в состав МГЛ входили три лаборатории: синтеза силикатов (зав. лаб. к.г.-м.н. Теннер Д.Д.), физико-химических исследований вермикулита и слюд (зав. лаб. к.т.н. Хвостенков С.И.), природного камня (зав.лаб. Туркин А.Ф.); создан Музей цветного камня (ст. инженер Дав В.Н.). Неоценим вклад ее ведущих сотрудников в развитие научных направлений и реализацию вышеуказанных разработок: с.н.с., к.т.н. Россинского Е.Е., с.н.с., к.т.н. Гудович Л.А., с.н.с., к.т.н. Брянцева Б.А., с.н.с., к.т.н. Брянцевой Н.Ф., с.н.с., к.т.н. Гуревич Б.И., с.н.с., к.т.н. Зосина А.П., зав. лаб.Туркина А.Ф., зав. лаб., к.т.н. Хвостенкова С.И. и других.

В феврале 1973 года на базе МГЛ в структуре ИХТРЭМС был создан Отдел технологии строительных материалов в составе лабораторий: технологии керамических материалов (зав. лаб., к.т.н. Брянцев Б.А.), технологии стеновых и облицовочных материалов (зав. лаб., к.т.н. Крашенинников О.Н.), технических и вяжущих материалов (зав. лаб., к.т.н. Маковчук, позднее к.т.н. Зосин А.П.), экспериментальных мастерских и группы оформления. Основной задачей Отдела являлась разработка эффективных технологий комплексного использования природного и техногенного сырья Кольского полуострова с целью создания строительных и технических материалов и развития промышленности строительных материалов Мурманской области.

В ноябре 1975 года было принято постановление Президиума КФ АН СССР о перебазировании Отдела из Мончегорска в Апатиты, которое было завершено к 1978 году. Руководил Отделом в тот период (с 1973 г. по 1980 г.) к.т.н. Брянцев Б.А. В дальнейшем заведывание Отделом осуществлялось: д.г.-м.н. Афанасьевым А.П. (1980-1990 гг.), д.т.н. Макаровым В.Н. (1990-2004 гг.), д.х.н. Гришиным Н.Н. (с 2004 г. по настоящее время).

Основные результаты деятельности ОТСМ в «послемончегорский» период:

- разработана технология керамических связок с использованием местного сырья для абразивного инструмента, запатентованная в 8 странах мира; разработка внедрена на ряде отечественных предприятий металло- и камнеобрабатвающей промышленности (к.т.н. Брянцев Б.А., к.т.н. Кабанов В.С., Куценко Н.В., Журбенко А.Д.);

- разработаны гидравлические, известковые, смешанные вяжущие и строительные гипсы на основе техногенного сырья Кольского полуострова (к.т.н. Гуревич Б.И., к.т.н. Тюкавкина В.В.);

- разработана технология цветного силикатного кирпича с органосиликатным покрытием, внедренная на Оленегорском заводе; по результатам исследований утилизированы карбонатитовые пыли-уноса в основном производстве (к.т.н. Брянцева Н.Ф., Сухорукова Р.Н.);

- изучено глинистое сырье месторождений Мурманской области и показаны возможности использования его для получения керамических изделий (Кособокова П.А., Щербина Н.Ф.); разработана технология глазурованных стеновых панелей, внедренная на Мурманском домостроительном комбинате (к.т.н. Гуревич Б.И., Кособокова П.А.);

- усовершенствована технология однослойных стеновых панелей из шунгизитобетонных смесей с использованием синтетического пенообразователя, реализованная в ПКПО «Апатитстройиндустрия», а также технология стеновых легкобетонных камней при полной утилизации шунгитовых пылей-уноса Мурманского завода шунгизитового гравия (к.т.н. Крашенинников О.Н., Меос М.А.);

- исследовано ковдорское бадделеитсодержащее сырье и разработана технология производства сталеразливочных стаканов из обожженного материала для промежуточных ковшей непрерывной разливки стали, а также плавленолитых блоков для печей выплавки кобальта: разработка реализована на Ковдорском ГОКе, освоившем выпуск бадделеитового концентрата. Разработаны муллитсодержащие огнеупоры и порошки на основе кейвских и хизоваарских кианитов для оболочковых форм точного литья по выплавляемым моделям, внедренные на предприятиях авиапрома (к.т.н. Кононов М.Е.); на ОАО «Северсталь» выплавлено 1 млн т стали при испытании промышленных партий огнеупоров из оливинитов Хабозера и Ковдора (к.т.н. Кононов М.Е., к.х.н. Гришин Н.Н.);

- разработаны эффективные виды вермикулитсодержащих композиционных поропластов, негорючих кровельных покрытий, жаростойких бетонов, огнезащитных покрытий и заделок проходов электрических кабелей через строительные конструкции; внедрена технология тепловой изоляции вермикулитсодержащими смесями промышленных водогрейных котлов в ОАО «Апатит» (к.т.н. Крашенинников О.Н., Журбенко Г.В., к.т.н. Бастрыгина С.В.);

- разработаны эффективные виды композиционных газобетонных изделий на основе техногенного сырья Кольского полуострова (к.т.н. Пак А.А., Сухорукова Р.Н.);

- изучены вспучивающиеся сланцы крупных проявлений этого сырья на полуостровах Средний и Рыбачий и обоснована эффективность получения на их основе пористых заполнителей и конструкционно-теплоизоляционных бетонов требуемого качества (к.т.н. Крашенинников О.Н., Журбенко Г.В., Меос М.А.);

- исследован ряд новых видов облицовочного камня Мурманской области и на основании рекомендаций группы камня создано несколько камнедобывающих и камнеобрабатывающих предприятий. Проведена геолого-экономическая оценка индустрии облицовочного камня (Туркин А.Ф., Бибиков Б.И., к.т.н. Лащук В.В.);

- изучены вскрышные породы основных горнодобывающих предприятий Мурманской области как сырье для получения строительного щебня (д.т.н. Макаров В.Н., к.т.н. Крашенинников О.Н., к.т.н. Белогурова Т.П., к.т.н. Лащук В.В.); установлены области использования в дорожном, промышленном и гражданском строительстве некондиционных скальных вскрышных нефелинсодержащих пород хибинских месторождений апатито-нефелинового сырья (к.т.н. Крашенинников О.Н., к.т.н. Белогурова Т.П.);

- для основных видов огнеупорного сырья Кольского полуострова теоретически обоснованы технологические решения получения высококачественных огнеупоров и разработаны высокотермостойкие огнеупоры нового поколения форстеритового и муллитового составов (д.х.н. Гришин Н.Н., к.т.н. Белогурова О.А.);

- разработаны декоративные многоцветные стекла, стеклокристаллические и керамические материалы с повышенными физико-химическими характеристиками на основе горнопромышленных отходов (д.т.н. Макаров В.Н., к.т.н. Назимова Е.К., к.т.н. Суворова О.В.);

- разработаны принципы формирования экологически обоснованного природопользования на примере Кольского горно-промышленного комплекса, а также полифункциональные адсорбционно-активные твердеющие минеральные дисперсии (ТМД); практически осуществлено использование ТМД для ликвидации нефтезагрязнений окружающей среды (к.т.н. Зосин А.П., к.т.н. Приймак Т.И., Кошкина Л.Б.);

- выполнены геоэкологические исследования, направленные на решение проблем комплексного использования минерального сырья Кольского полуострова, а также охраны окружающей среды. Дана классификация горнопромышленных отходов по степени их экологической опасности (д.т.н. Макаров В.Н.);

- систематизированы данные о влиянии геохимических процессов на состав и структуру серпентинов, определены области применения различных типов серпентинсодержащих материалов, в т.ч. для иммобилизации тяжелых металлов с перспективой утилизации токсичных остатков в составе вяжущих композиций (д.т.н. Макаров В.Н., к.т.н. Кременецкая И.П.).

К настоящему времени коллектив ОТСМ численно сократился за годы реформирования Российской Академии наук со 106 до 38 человек (в т.ч. доктор химических наук и 10 кандидатов технических наук), структурно представлен лабораторией бетонов (зав. лаб., к.т.н. Крашенинников О.Н.), сектором огнеупоров (зав. ОТСМ, д.х.н. Гришин Н.Н.), лабораторией минерального сырья и силикатного синтеза (зав. лаб., к.т.н. Суворова О.В.) и экспериментальной мастерской.

С 1977 года на базе ОТСМ функционирует Кольский испытательный центр строительных материалов и изделий, осуществляющий деятельность в области технологического и строительного инжиниринга, оказывая помощь предприятиям Мурманской области в оценке качества местного минерального сырья и строительной продукции, а также в обследовании технического состояния зданий и сооружений (руков. центра Крашенинников О.Н., зам. Пак А.А.).

Общее количество публикаций сотрудников ОТСМ за годы его деятельности составляет более 1600, в том числе 20 монографий. Монографическая работа Отдела «Строительные и технические материалы из минерального сырья Кольского полуострова», ч.1,2 (2003 г., 430 с.) признана победителем первого областного конкурса монографий, направленных на социально-экономическое и инновационное развитие Мурманской области. В связи с 50-летием ОТСМ, по инициативе коллектива Отдела была проведена в 2003 г. в Апатитах международная научная конференция «Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов», ставшая первоосновной следующих конференций этой направленности в Республике Карелия (Петрозаводск, 2005 г.) и Республике Коми (Сыктывкар, 2007 г.).

Разработки Отдела экспонировались:

- на ВДНХ и награждены 10 медалями (1 золотая, 3 серебряных и 6 бронзовых);

- на 5 международных выставках в области высоких технологий в 2001-2006 гг. (Москва, Санкт-Петербург) и награждены 8 медалями (1 золотой, 5 серебряными и 2 бронзовыми);

- на Всероссийском научно-промышленном форуме «Россия единая - 2003» (Н.Новгород) и награждены серебряной и бронзовой медалями;

- на международной выставке «Недра 2005» (Москва) и награждены медалью;

- на международном строительном форуме «Интерстройэкспо 2005» (Санкт-Петербург) и награждены медалью «За выдающиеся технологии и качество продукции»;

- на VII и VIII международных форумах «Высокие технологии XXI века» (Москва, 2006 и 2007 гг.) и награждены медалью и Дипломом;

- на специализированных выставках «Экспо Дом» (Мурманск, 2004, 2006, 2007 гг.) отмечены Дипломами за активное участие в выставке.

Актуальность выполняемых в настоящее время в ОТСМ работ в первую очередь определяется задачами, вытекающими из «Стратегии развития строительного комплекса Мурманской области на период до 2015 года» (постановление Правительства Мурманской области от 24.11.05 № 441-ПП/14). Среди конкретных задач, связанных с обеспечением рационального использования местных природных ресурсов и вовлечением в производство техногенных отходов различных отраслей промышленности для получения эффективных видов строительных материалов, на выполнение которых направлены исследования Отдела, следует отметить:

- организацию производства керамических материалов (кирпич, облицовочная плитка) из местного глиняного и техногенного сырья;

- освоение выпуска в регионе портландцемента (шлакопортландцемента);

- развитие местной минерально-сырьевой базы для увеличения производства щебня для строительных работ (до 7.9 млн м³ к 2015 году) и организация выпуска декоративных заполнителей бетонов;

- освоение производства пористых заполнителей для легких бетонов из местных вспучивающихся сланцев проявления Цыпнаволок п-ва Рыбачий;

- выпуск высококачественных огнеупоров из местного сырья;

- производство огне- и жаростойких материалов на основе ковдорского вермикулита;

- освоение технологии получения высокоэффективных стеновых, теплоизоляционных и отделочных материалов из промышленных отходов местных производств.

Начиная с 2008 года, научные сотрудники Отдела принимают непосредственное участие в подготовке инженерных кадров для строительной отрасли региона по новой специальности «Промышленное и гражданское строительство» в Апатитском Филиале Мурманского Государственного технического университета.

Коллектив ОТСМ, понимая важность задач, стоящих перед ним как в плане результатов научных исследований и разработке эффективных видов строительных материалов и изделий на основе местных видов природного и техногенного сырья, так и в направлении педагогической деятельности по подготовке столь необходимых народному хозяйству региона инженерно-строительных кадров, готов и в дальнейшем применять свои знания и опыт для выполнения этих ответственных задач.

НАУКА - ПРОИЗВОДСТВУ