Приближается юбилей Веры Павловны Кузьминой – ученого-исследователя и изобретателя, обогатившего строительную отрасль бесценными разработками. Биография и долгий впечатляющий трудовой путь Веры Павловны заслуживают книги, а мы попытаемся уместить вехи ее трудовой деятельности в нашей статье.
Отрасль знает Веру Павловну как специалиста, который может дать исчерпывающие ответы КАК почти на все вопросы, возникающие у производителей цементов, бетона, пигментов, строительных красок, окрашенных строительных композиционных материалов и сухих строительных смесей. Так что нам посчастливилось быть знакомыми и работать с человеком, обладающим практически энциклопедическими знаниями и бесценным опытом. Родилась она 08.01.1947 г. в Ростове-на-Дону. В 17 лет с отличием защитила дипломный проект «Сушильно-печного цеха завода керамических блоков с производительностью 300000 м2 жилой площади в год», стала техником-технологом по специальности: производство строительных деталей и железобетонных конструкций. В 1975 году она уже инженер химик-технолог. Затем продолжила обучение в аспирантуре ВЗИСИ. В 1980 году блестяще защитила диссертацию «Разработка рационального состава и исследование свойств бетонополимеров». И в 33 года – кандидат технических наук, отличающийся явным талантом исследователя и стремлением к поиску нестандартных решений в производстве инновационных цементов и бетонов. С таким багажом знаний молодой специалист должна была продолжить свою карьеру в лаборатории НИИ в белом халате и на высоких каблуках. а Вера Павловна работала и одновременно училась.
Первым местом работы в 1964 году стал «Мосасботермокомбинат» и почетная должность мастера. Далее без малого 20 лет работы на научно-внедренческом строительном предприятии КТБ «Мосоргстройматериалы» в должности старшего инженера, занималась внедрением в производство новых технологий получения строительных материалов на заводах «Главмоспромстройматериалы», выполняла сертификационные испытания лакокрасочной продукции. В течение 7 лет принимала участие в разработке новой технологии получения бетонополимеров, чему и была посвящена ее диссертация. С 1984 по 1988 год местом работы стал отраслевой институт цементной промышленности «НИИЦемент», где в должности старшего научного сотрудника, молодая ученая разрабатывала государственные стандарты и стандарты СЭВ в области производства цемента. В 1988 г. перешла в Институт материаловедения и эффективных технологий (ИМЭТ) на должность ведущего научного сотрудника, затем стала директором отделения пигментов и лакокрасочных материалов, занималась разработкой новых механохимических технологий получения различных материалов в РСФСР и КНР в рамках программ Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике (ГКНТ СССР). С 1992 по 1996 гг. была директором ТОО «Колорит». Внедряла собственные разработки на Щуровском цементном заводе и Щуровском заводе железобетонных конструкций и строительных деталей Московской железной дороги. С 1997 по 1999 гг. работала в ОАО «Щуровский цемент» мастером участка декоративных материалов и цветных цементов, занималась внедрением в промышленное производство патентных разработок в рамках договоров с заводом ОАО «Альфа Цемент». С 2001 по 2003 годы работала главным технологом завода по производству товарного бетона ООО «ЭК-ТРА». А уже с 2003 г. по настоящее время – собственная фирма ООО «Колорит-Механохимия», которая осуществляет научное сопровождение собственных разработок.
Отметим, что в 2013 году за весомый вклад в создание новых составов бетона с улучшенными характеристиками Кузьминой Вере Павловне присуждено звание Академик Академии Развития Инновационных технологий в Производстве Бетонов. За годы работы она внесла весомый вклад в создание новых составов бетона с улучшенными характеристиками. Среди ключевых разработок:
1. Технология бетонополимеров.
2. Алюмосиликатное соединение кальция впервые в мире получено в печи для обжига белого портландцемента. Это вещество обладает свойством саморассыпания и может использоваться в качестве наполнителя для строительных материалов. Разработка защищена патентом РФ №2120914.
3. Механоактивированные наполнители и пигменты.
4. Применение механоактивированных пигментов.
Результаты исследований опубликованы более чем в 150 научных статьях, в т. ч. в наших журналах «Технологии бетонов» и «Сухие строительные смеси», «Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века» и защищены 12 патентами РФ.
Теперь речь пойдет о цементах. Вера Павловна посвятила им годы жизни и достигла результатов, о которых расскажем далее.
Например, разработанные цветные цементы не подвержены выцветанию, обладают высокой атмосферной и коррозионной стойкостью. Правда их стоимость вдвое превышает стоимость известных цветных портландцементов промышленного производства. Преимуществом же механоактивированных цементов является получение очень подвижных декоративных литьевых составов со сниженной до 40% водопотребностью при увеличении подвижности до 75%. Это создаёт предпосылки для создания монолитных светостойких цветных мраморов в литьевой опалубке. Цветные литьевые портландцементы обладают свойствами, превышающими требования государственного стандарта на цветные цементы ГОСТ 15825: по тонкости помола (проход через сито N 008 от 90 до 98,5%);по кинетике набора прочности в ранние сроки: в трехсуточном возрасте – при сжатии 57–78% от марочной прочности, а при изгибе – 70–84%; по цвету: широкая цветовая гамма цементов чистых оттенков. При этом окрашивание цементов происходит на молекулярном уровне.
Особое место среди литьевых цементов занял белый цемент. Одновременно с механоактивацией проводилось окрашивание в белый цвет белого бесцветного портландцемента «М-400». В результате такой белый литьевой портландцемент «М-500» приобрёл новые окрашивающие свойства за счёт изменения коэффициента преломления и стал просто незаменим для изготовления финишных малярных штукатурок.
Новый способ получения цветных портландцементов, основанный на совместном тонком измельчении портландцемента, минеральных пигментов и функциональных добавок различного назначения имеет патент № 2094403. Заслуги Веры Павловны отмечены Золотой медалью Губернатора к 70-летию Московской области за изобретение и организацию производства наполнителей, пигментов, цветных цементов и бетонов.
Механоактивация стала, пожалуй, едва ли не главным достижением научно-исследовательской работы Кузьминой В.П. Это принципиально новый подход к изучению зависимости реакционной способности от реальной структуры твердого вещества, учитывающий селективность влияния различных дефектов кристалла. Радикально-пространственный порошковый синтез веществ является инновационным направлением работ в наше время, хотя он извечен с момента сотворения мира.
Вещества, подвергаемые механоактивации, имеют несколько степеней сродства, которые следует учитывать при проведении радикально-пространственного порошкового синтеза. Это пространственный фактор сродства по кристаллической решётке, энергетический фактор сродства по строению электронных уровней и подуровней веществ, вибрационное сродство – устойчивость структуры кристалла к вибрационному разрушению.
Общеизвестно, максимальный удельный вес в себестоимости модифицированных бетонных смесей занимают функциональные добавки.
• Поливинилацетат (ПВА) сухой, водоразбавляемый полимер (редиспергируемый порошк с пределами содержания от 0,5 до 5%), вводится в данной рецептуре в количестве 4,42% от веса вяжущего вещества, повышает пластичность строительного раствора, увеличивает его текучесть, снижает водоцементное отношение, увеличивает прочность и обеспечивает кольматацию пор микробетона.
• Водорастворимые модифицированные эфиры целлюлозы, такие как: метилгидроксиэтил, метилгидроксипропил, этилгидроксиэтил, карбоксиметил и, например, гидроксипропилцеллюлоза [C6H7O2(OCH2CH2CH2OH)3]n, которая вводится в количестве 0,22% от веса вяжущего вещества – водоудерживающая добавка, изменяющая агрегатное состояние воды затворения за счёт изменения вязкости воды и превращения её в гель (обратимая коагуляция). Попросту вода в порах микробетона становится, как холодец, и не испаряется, а равномерно обеспечивает процесс твердения бетона, повышает адгезию залитого пола с подложкой без потери воды в основание пола за счёт подсоса.
• Казеин вводится в количестве 1,38% от веса вяжущего вещества, является клеевой добавкой, изменяет реологические свойства строительного раствора, кольматирует поры, повышает водонепроницаемость микробетона. В России существует многовековая практика применения казеина в отделочных работах в храмах при изготовлении левкаса.
• В качестве пеногасителя бетонная смесь может содержать полигликоли на аморфном кремнезёме или, например, антивспенивающий силикон в количестве 0,55% от веса вяжущего вещества, который является технологической противопенной добавкой для предотвращения процесса воздухововлечения при устройстве пола в строительной технологии.
• Замедлитель схватывания – винная, лимонная кислота или её соли – Na, K вводится в количестве 0,5% от веса вяжущего вещества, является технологической добавкой при формировании пола в строительной технологии. Замедлитель увеличивает «открытое время», т.е. замедляет процесс схватывания цемента.
Рассмотрим конкретные результаты механоактивации, полученные в результате выполнения работ на опытно-промышленной установке. Оценим преимущества механоактивации функциональных добавок и премиксов.
Механоактивация сухой ПВА даёт:
• Увеличение химической активности за счет механического разрушения на более мелкие структурные единицы и изменения электростатического поля её молекул.
• Увеличение однородности сухой строительной смеси по гранулометрическому составу.
• Увеличение до 40% подвижности строительного раствора из сухой строительной смеси для пола при одинаковом содержании полимерной добавки в традиционной рецептуре ССС для пола и механоактивированной.
• Увеличение действующей поверхности между цементом и песком при любом количестве содержания добавки, но в разной степени. Механоактивация водорастворимых модифицированных эфиров целлюлозы снижает их расход, увеличивает их химическую активность, скорость растворения в воде и набухания.
При любом варианте компоновки помольного модуля экономически супер целесообразно устроить отдельную линию механохимического изготовления премиксов с «закреплением» функциональных добавок на части рецептурного цемента.
• Механоактивация добавок различного назначения позволяет увеличить их рабочую поверхность в несколько раз, повысить их химическую активность в такой степени, что показатели качества бетона и готовой строительной продукции улучшаются на 15% по сравнению со смесями на импортных добавках аналогичного назначения.
• Механоактивация премиксов позволяет увеличить марочную прочность части рецептурного цемента за счёт его активации и снижения водопотребности при увеличении удельной поверхности.
• Целевое применение нескольких добавок одновременно позволяет использовать синергический эффект воздействия функциональных добавок друг на друга, значительно снизить их расход, оптимизировать рецептурный состав бетонной смеси.
• Применение механохимической технологии для предварительной активации вяжущих веществ и функциональных добавок, а также самого премикса позволяет получить бетонные смеси с уникальными строительно-техническими свойствами при минимальных финансовых затратах.
• По результатам испытаний активности механоактивированных добавок на каждом предприятии необходимо доработать рецептуры всего собственного ассортимента продукции и унифицировать его по областям применения с учётом специфики местного рынка потребления.
• Собственное производство смешанного цемента для бетонной смеси позволит снизить затраты на сырье, снизить себестоимость продукции и получить дополнительную прибыль без снижения качества продукции.
• От свойств минеральных и функциональных добавок зависит выбор аппаратурной технологической схемы помольного модуля. При различной размалывающейся способности компонентов бетонной смеси необходимо устроить раздельный помол с механоактивацией функциональных добавок с их последующим гомогенным смешением с цементом и повторной совместной механоактивацией.
• Ориентировочная окупаемость затрат при использовании помольных модулей с виброцентробежной мельницей для получения механоактивированных добавок и премикса в производстве бетонных смесей равна двум годам после ввода линии в эксплуатацию и достижения проектной мощности.
Потребность строительного комплекса в высококачественных вяжущих: цементе, извести, гипсе с новыми функциональными свойствами привела к новым инновационным технологиям изготовления строительных смесей и бетонов с введением механоактивированных и наномодифицированных премиксов с комплексом функциональных добавок, традиционно применяемых в отрасли.
Применение инновационных продуктов позволило получить строительные конгломераты многоуровневого (макро-, микро-, нано-) строения. Премиксы для ССС получены с применением механоактивации и наномодификации добавками четырёх типов формирования наноструктуры: «снизу-вверх», «сверху-вниз», «синергия» 1 и 2 типа реакций через совместное разрушение, «золь-гель» (через матрицу – воду, которая есть везде только в разных количествах и форме). А так же получили новое развитие разработки прежних лет по созданию композиционных и смешанных вяжущих с гипсом за счёт применения механоактивированных премиксов с функциональными добавками нового поколения.
Верой Павловной разработаны механоактивированные пигменты нового поколени. Применение механоактивированных пигментов дает 100%-ную, и более, прибыль на пигментах и 20%-ную прибыль на ЛКМ аналогичных тонов при сравнении промышленных и механоактивированных аналогов пигментов. При этом значительно увеличивается адгезия, долговечность, стойкость к агрессивным средам и прочность покрытия ЛКМ. Опытные партии с патентами №№ 2205850, 2212422, 2205849 были произведены на мощностях ОАО «Щуровский цемент». Они использованы для выполнения фресковых казеиновых росписей нескольких храмов в России и показали отличный результат. Созданные пигменты имеют неограниченный спектр цветов, при этом их химический состав близок к составу природных красок, найденных на раскопках Афрасиаба (II–I вв до н.э.), поражающих яркостью окраски до наших дней.
Опытно-промышленные партии механоактивированных пигментов были использованы великим иконописцем Александром Ивановичем Чашкиным в росписи икон и стен нескольких храмов в Москве, селе Пощупово Рязанской области и Коломне, в Троицком храме в Свято-Троицком Ново-Голутвинском женском монастыре Коломенского кремля. Сохранность красочности художественной росписи с применением нано-пигментов оставляют неизгладимое впечатление спустя двадцать пять лет с момента их создания.
В последнее десятилетие вопрос художественного оформления керамических изделий получил широкое распространение. В связи с этим повысился спрос на керамические красители (пигменты): алюминаты и силикаты типа шпинелей, муллитподобной структуры, виллемиты, гранаты, корунды, которые в отличие от органических обладают высокой устойчивостью против воздействия света, яркостью и сочностью тонов, а также долговечностью.
В результате свободно–радикальной полимеризации был получен механоактивированный керамический жаростойкий пигмент в два раза дешевле исходного и с температурой обжига на 300 градусов ниже, чем у дулевских промышленных образцов.
Испытания лабораторных и промышленных партий масляных красок на механоактивированных пигментах показали их соответствие требованиям ГОСТ 10503 «Краски масляные готовые к применению» по всем показателям и, кроме того, были обнаружены специфические особенности масляных красок, полученных предложенным способом – даже без введения сиккатива ускоряется процесс высыхания лакокрасочного покрытия. Оно составляет около 16 часов, что меньше, чем требование по ГОСТ 10503 на 36%. Высокая стойкость лакокрасочного покрытия к статическому воздействию воды при 20±2°C, которая равнялась 80 часам против стандартизированного показателя 0,5 часа; испытание было просто прекращено. Высокая стабильность покрытия во времени, отсутствие расслаиваемости, незначительное нарастание вязкости во времени без применения антикоагуляционных добавок. Значительное удешевление себестоимости краски и увеличение производительности в три раза без изменения комплектации оборудования линии. Предложенная технология позволяет сократить расход диоксида титана более чем на 60%, свинцовых кронов – более чем на 70%, органических пигментов – до 85%.
Данные строительные краски можно использовать для устройства самоочищающихся покрытий при дополнительном введении добавки наноYo.
Такие знания и практический опыт Вера Павловна передала многим отраслевикам, среди которых, она особо отмечает Евгения Константиновича Кулигина, который в течение 13 лет перенимал опыт и изучал научные работы, и понял главный принцип достижения успеха от Кузьминой – никогда не бояться сложных задач!
Одновременно учениками и коллегами Веры Павловны в строительной науке и бизнесе можно считать участников профильных конференций и семинаров. Мы сейчас в преддверие очередной международной конференции производителей сухих строительных смесей BALTIMIX 2026. Яркие и эмоциальные выступления Кузьминой В.П. помнят многие постоянные участники BALTIMIX, потому что это были не рекламные, а аналитические доклады о перспективных направлениях развития отрасли ССС, основанные на безусловной компетентности ученого-производственника.
Достижения Веры Павловны признаны и подтверждены вручением Медали Ветерана труда СССР.
С докладами и статьями Кузьминой В.П.
можно познакомиться на сайтах viperson.ru, stroymat.ru и т.д.
Уважаемая Вера Павловна – автор уникальных статей, которые ждут читатели журналов Издательского дома «Композит XXI век», а уже вышедшие стали хорошим подспорьем в работе инженеров и технологов.
Мы от всей души желаем Вере Павловне по-прежнему оставаться в строю армии строителей, передавать опыт молодому поколению ученых, участвовать в развитии строительной науки. Отдаем дань уважения неоценимому вкладу в развитие строительного комплекса и желаем крепкого здоровья, неиссякаемой энергии и новых свершений.
Жизненный путь Кузьминой Веры Павловны – это яркий пример мастерства, преданности и любви к своему делу.
