Как снизить себестоимость бетона. Интервью с экспертом отрасли
Технический эксперт ЦЕМЕНТУМ Василий Чернышов рассказал о том, из чего складывается себестоимость бетона, и где производители незаметно теряют время и деньги.
Стоит ли снижать себестоимость бетона за счет уменьшения доли цемента?
– Слово «оптимизация» звучит на рынке всё чаще. Но для многих производителей она ограничивается снижением расхода цемента. Другие издержки и факторы, влияющие на себестоимость бетона, зачастую не анализируются. Рассмотрим конкретный пример: стоимость гранитного щебня составляет около 3 000 рублей за тонну, а цемента – 7 000 рублей за тонну. Казалось бы, очевидно: если цемент дороже, значит, и экономить надо именно на нём. Но давайте пересчитаем все в расчете на куб бетона.
Щебня в бетоне значительно больше, чем цемента. И переводя все в рубли, мы видим, что щебень обходится дороже цемента. Цифры не те, какими кажутся на первый взгляд: важна не цена, а доля компонента в кубе бетона.
Есть еще важное свойство бетона, которое напрямую зависит от доли цемента в смеси, – удобоперекачиваемость. Цементное тесто обеспечивает реологию смеси – ее подвижность и способность нормально укладываться. Снизите долю цемента – и потеряете всё это. Поэтому сейчас машинисты бетононасосного оборудования все чаще отказываются работать с бетоном, класс которого ниже В15. Они просто не хотят, чтобы забивались насосы.
Этот принцип описан ещё в 1978 г., в «Руководстве по укладке бетонных смесей бетононасосными установками». Там указано: для обеспечения прокачиваемости объём цементного теста должен превышать объём пустот заполнителей не менее чем на 40 л/м³. Если это условие не соблюдено, смесь по насосу не пойдёт.
Поэтому предлагаю, наконец, перестать требовать от технологов снижения доли вяжущего, а взглянуть на производственный цикл в целом. Чаще всего там есть на чем сэкономить.
Из чего складывается себестоимость бетона?
– Себестоимость бетона – это не просто сумма строчек с компонентами в таблице. Это еще и совокупность факторов, многие из которых часто не берут во внимание. Давайте пройдёмся по основным. Начнем с самого очевидного – сырье. Это цемент (вяжущее), щебень, песок (инертные материалы), вода и – при необходимости – добавки.
Еще один важный фактор – ресурсы для обеспечения работы завода. Аренда территории, оборудования, лизинговые и кредитные платежи, затраты на электроэнергию, ГСМ – топливо и смазочные материалы. Амортизация и ремонты оборудования тоже требуют вложений. Ну и прочие платежи, без которых завод просто не сможет функционировать.
Дальше – технология производства. Это то, как организован процесс: как работает оборудование и насколько оно исправно, точность дозирования, правильно ли выставлены технологические зазоры, какие разрешённые пределы погрешности, в какой последовательности подаются компоненты и т.д. Сюда не стоит забывать включать организацию утилизации отходов производства, а также утилизацию брака.
Следующий фактор – зарплата сотрудников. Здесь важно не только, сколько людям платят, но и то, сколько человек реально нужно для обеспечения нормального технологического процесса. Себестоимость куба бетона складывается в том числе из командной работы лаборатории, службы производства и службы эксплуатации.
Отдельно упомянул бы сезонность — летние и зимние затраты принципиально разные. Это тоже стоит учитывать. Поскольку в холодное время года много средств уходит на обогрев инертных материалов, воды, бетона, да и самого завода.
Вообще мне нравится во время выступлений на семинарах получать обратную связь. Потому что производственники всегда дополняют этот список.
На чем производители бетона могут терять деньги, и как это исправить?
– Первое, на что я обратил бы внимание, это рационально подобранная гранулометрия. Это один из самых недооцененных инструментов. Нужно постараться создать максимально плотную упаковку материалов в смеси.
Объясню на простом примере. Представьте стакан. Мы его заполняем крупными шариками одного размера – будто это щебень. Пространство между шариками огромное – и всё это нужно будет заполнять цементной пастой. Но если добавить шарики помельче, они займут пустующее пространство между крупными шариками. И цементной пасты в таком случае потребуется гораздо меньше.
Как это может выглядеть на практике. Берем стандартный щебень фракции 5–20 и разбиваем его на две фракции: 5–10 и 10–20. И подбираем смесь из этих фракций так, чтобы наполнитель из щебня вышел как можно плотнее. Качество бетона при этом только улучшается. И кривая гранулометрии хорошо ложится в нормативный «зелёный коридор». Такая смесь еще и лучше прокачивается.
Если рассмотреть технологию производства, где и на чем можно сэкономить?
– Возьмём дозирование химических добавок. На куб бетона их всего 3–4 килограмма. Кажется, что это совсем немного. И проще всего их добавить в мешалку вместе со всеми остальными составляющими. Но в этом случае часть жидких добавок оседает на мелких частичках из щебня и песка, и в результате эффективность добавок падает.
Но можно поступить мудрее, если сначала смешать добавку с водой. И уже эту смесь подавать в мешалку. Так добавка равномерно распределяется по всему объему бетонной смеси, время перемешивания сокращается, а эффективность усиливается.
Можно сделать еще интереснее – добавлять воду в два этапа. Сначала подать 30% от объема воды в уже находящиеся в мешалке инертные материалы и цемент. Через 2-3 оборота вала – это 2-3 секунды по времени – вылить добавки в оставшиеся 70% воды. И подать воду с добавками в жёсткую, но уже увлажнённую смесь. В этом случае действие добавок будет более выраженным относительно двух изложенных выше сценариев. Мы так делаем замесы в лабораториях.
Казалось бы, особенности подачи воды – это мелочь. Но, на самом деле, это инструмент, который может быть бесплатно использован на каждом бетонном заводе.
Влияет ли на себестоимость куба бетона программное обеспечение завода?
– Большинство современных бетонных заводов уже оснащены необходимым программным обеспечением. Но используют не все его возможности. Что важно настроить. Во-первых, автоматизацию везде, где она возможна, и архивацию данных.
Конечно, нужно оптимизировать документооборот. Цепочка может выглядеть так: диспетчер оформляет накладную в 1С, дальше она автоматически приходит оператору. Без всяких звонков или лишнего расхода бумаги. И, конечно, без очередей у окошка. Дальше оператор просто нажимает кнопку, и вот уже погрузка идет автоматически – взвешивание, отгрузка, списание, возврат данных в 1С и т. д.
Просто каждая ручная операция – это потенциальная ошибка: кто-то неразборчиво написал цифру, кто-то не так расслышал по рации. А утилизация брака, как мы обсудили с вами, стоит денег. Так что минимизация ошибок — тоже часть себестоимости.
Также нужно максимально автоматизировать лабораторные испытания. Образцы маркируются штрихкодами, и лаборант испытывает их «вслепую». Так, во-первых, исключается человеческий фактор, а во-вторых, результаты сразу уходят в систему, где благополучно хранятся. Тут важно обеспечить бесперебойную работу интернета и исключить потерю данных.
Вообще, архив данных, который грамотно ведется на производстве, – это большое подспорье в работе. Представьте, клиент заявляет, что ему привезли бетон не той подвижности или в недостаточном количестве. Вы поднимаете архив и видите, что было загружено, сколько, с какими параметрами, и какова была нагрузка на валу смесителя. Архив – это доказательная база, по которой сразу видно: произошла ошибка или это форс-мажор.
Можно добиться и большего. Имея общую базу данных, полученных с производства, а также массив данных, полученных в лабораторных испытаниях, можно провести анализ, а совпадают ли они. Это способ найти ответы на вопросы, которые возникли по факту в производстве: почему мы получаем такие показатели прочности, подвижности или прокачиваемости (например, пересып щебня может снизить перекачиваемость)? В чем причина, и как ее исправить? Также вносимые в базу показатели позволят проанализировать стабильность выпускаемой продукции.
На что еще в производственных процессах стоит обращать внимание, чтобы сэкономить?
– Один из самых незаметных источников потерь – это потери из-за колебаний погоды: вчера было сухо, сегодня дождь – щебень намок. Если состав ранее был выставлен на сухие материалы, программа или сотрудники лаборатории должны пересчитывать расход с учётом влажности. Но многие заводы так не делают.
Что происходит, если не корректировать влажность? Берём те же 1000 кг щебня после дождя – а в этой тысяче при влажности 4% уже не 1000 кг щебня, а 960. 40 литров – это вода. Если оператор не среагирует на эту влажность, то воды будет слишком много. Подвижность в результате не будет соответствовать ожидаемой, поменяется водоцементное отношение и куба бетона клиент не получит. Вы потеряли в объеме и качестве и формально обманули заказчика – при том, что оператор в этой ситуации ничего плохого не хотел.
Я заметил еще один интересный факт. На затраты производства влияет даже то, как устроена зона загрузки щебня и песка. Чаще всего мы видим пандус. Погрузчик заезжает на этот пандус и ссыпает инертные материалы, которые далее подаются на приготовление бетонной смеси. Зимой этот пандус может быть скользким, а значит увеличивается риск аварийных ситуаций. Вдобавок подъем в горку загруженной машины – это увеличение расхода топлива, амортизация техники и время, затраченное на подачу материала в бункер. В долгосрочной перспективе это может вылиться в ощутимые траты. Но можно обустроить эту зону иначе. Есть заводы, где зона загрузки материалов «утоплена». Погрузчик подъезжает по ровной дорожке и ссыпает щебень и песок. Да, в момент строительства такая идея может обойтись дороже. Но она отбивается в долгосрочной перспективе.
Расскажите подробнее о коэффициенте вариации
– Коэффициент вариации – это стабильность завода, его «пульс». Чем ниже коэффициент вариации, тем точнее завод раз за разом попадает в нужную прочность бетона.
Представим себе завод, производящий бетон с требуемой прочностью 180 кН, с коэффициентом вариации 9% (на рис. ниже). И возьмем завод, производящий бетон с прочностью 220 кН, но коэффициентом вариации 15%. Какой завод работает точнее? Конечно же, первый. Ему не нужен большой запас прочности, чтобы соблюсти требования. И поэтому не потребуется перекладывать лишний цемент в куб для обеспечения этого запаса прочности.
Высокое требуемое значение прочности при высоком коэффициенте вариации – это не показатель качества, это показатель нестабильности работы завода. Это серьезное заблуждение, которое напрямую влияет на затраты.
По ГОСТ 27006-2019, при коэффициенте вариации 6% и ниже, применяется коэффициент пересчёта 1,07 – минимальный. Это означает, что стабильный завод может реально снизить расход цемента — не за счёт ухудшения бетона, а за счёт точности работы.
Влияет ли на расходы бизнеса то, как проводятся испытания в лабораториях?
– Напрямую. И у меня есть хороший пример – испытания образцов бетона. По ГОСТ 10180-2012 образец нужно нагружать со скоростью 0,6 ± 0,2 МПа в секунду. Если эту скорость не соблюдать, то результат будет занижен. Мы проверили это на статистике в 500 серий, и в 95% случаев соблюдение скорости давало результат выше, чем при несоблюдении скорости и соответственно ГОСТ. Разница иногда составляла до 6% от требуемой прочности бетона.
Вы спросите, при чем здесь деньги? Но если вы оцениваете свой бетон по заниженным данным, то вы закладываете избыточный запас прочности и добавляете лишний цемент. Делайте по ГОСТ. Так вы получите достоверные цифры и сможете работать с реальными данными.
Еще одна важная тема – хранение образцов – условия хранения влияют на результаты испытаний, а значит и на то, каким цифрам вы будете доверять при корректировке состава. Мы провели сравнительные испытания. Изготовили цементные балочки по ГОСТ 30744, исключая действие добавок и инертных материалов. Часть образцов хранили по ГОСТ 30744, то есть в воде. А часть образцов – по ГОСТ 7473, т.е. в камере нормального твердения. Те цементы, что хранились в воде, имели предсказуемую кинетику набора прочности. А вот у образцов из КНТ в промежуточных возрастах прочность имела случайный характер.
Можно сделать выводы о том, что образцы бетонов тоже следует хранить в воде. Но эта среда не является приближенной к твердению бетонов на строительных площадках в реальности. Именно КНТ приближённо обеспечивает эти условия. Но все же не воспроизводит их на 100%. Есть замечательная цитата известного специалиста в области цементов профессора С. Шестопёрова, чьи труды актуальны с середины 20 века и до сих пор: «Бетон, твердеющий в случайных условиях, имеет случайные характеристики». Следовательно, нужно уделять большое внимание режиму работы КНТ.
Проводите ли вы еще какие-то эксперименты, которые мы в будущем обсудим?
Конечно, у нас, у каждого в ЦЕМЕНТУМ в работе по несколько различных проектных работ. Вообще все, о чем я сейчас рассказал, – это результаты моего практического опыта и экспериментов. И всех, кто прочтет наше с вами интервью, я приглашаю присоединяться. Можем запустить совместные проекты, тестировать гипотезы, развеивать различные стереотипы. Это не только полезно в результате для бизнеса, но и очень увлекательно. Я могу говорить об этом часами и приглашаю таких же увлеченных людей к диалогу.
