Трагедия механохимика Йоханеса Хинта

 

После расправы над проектом Александра Чижевского пролетит ровно полвека – и в Батарейной тюрьме Таллина 5 сентября 1985 года скончается выдающийся изобретатель, советский, русский эстонец Йоханес Александрович Хинт. Человек, подаривший миру новый строительный материал, причем очень дешевый – силикальцит. И Хинт окажется уничтоженным завистливой серостью, работавшей рука об руку со старыми монополиями. СССР, первым в мире заявившем о превращении науки и изобретательства в могучую производительную силу, изменил самому себе. Инноваторы в нем стали уничтожаться почище, чем на Западе.

В 2014‑м уйдет из жизни Владимир Попов: человек, пытавшийся продолжить дело Хинта. Он не сможет пробиться уже в «рыночной» РФ.

Сын бывшего члена первого (после распада Российской империи) правительства Эстонии, Йоханнес Хинт (1914–1985 гг.) был инженером‑строителем. Он честно служил Стране Советов. Вступил в компартию в 1941‑м, был подпольщиком в Эстонии после захвата ее гитлеровцами, в 1943‑м угодил в концлагерь. После войны его никто не репрессировал: надо было возрождать страну.

А изобрел он революционный строительный материал из песка да извести – силькальцит. Полезен он был тем, что заменял собою очень дорогие, энергоемкие цемент и, естественно, бетон. Хинт применял метод очень мелкого размола материалов на своих роторных мельницах с ударными «пальцами» – дезинтеграторах.

После войны Хинт трудился на небольшом заводике по производству силикатного кирпича. СССР лежал в руинах, надо было быстро и с наименьшими затратами поднимать страну. Как создать технологию быстрого и дешевого строительства, используя буквально «подножные» материалы?

Проводя в 1948 году опыты по измельчению смеси для кирпичей в дезинтеграторе (мельнице с роторами), Хинт столкнулся для него необъяснимым эффектом – прочность кирпича немного увеличилась.

«…Хинт решается увеличить обороты, хотя очевидно, что это влияет на быстрый износ оборудования. Но инженер решил рискнуть, и… результаты получились феноменальные. Смесь, прошедшая помол в высокоскоростном дезинтеграторе, приобрела новые свойства. Конечная прочность тех же кирпичей из этой смеси увеличилась в несколько раз. На тот момент наука не могла объяснить причину этого явления. Правда в наше время это явление имеет свое определение: механохимическое превращение…» (http://sam‑stroy.info/cccp/10.3.htm)

То есть, маленький завод принялся делать из простых извести и песка, без всякого дорогого цемента, изделия с марочностью М3000 в серийном производстве. А марки М5000 – в опытно‑промышленном варианте. То есть, квадратный сантиметр такого материала мог выдержать давление в 5 тысяч килограммов! Причем изделия делались самые разнообразные. Начиная от ячеистых стеновых блоков, несущих панели перекрытий, и кончая черепицей и канализационными трубами. И это – еще в середине прошлого века! Для сравнения: в наши дни бетон М600 считается пределом ожидаемого.

К Хинту, казалось, пришел успех. В 1963 году выходит в свет его книжка «Мысли о силикальците». В ней он писал:

«В СССР работает уже около 40 заводов силикальцитных изделий, и в 1963 году будет пущено еще не меньше 20 новых таких предприятий большой мощности. Лицензии на производство силикальцита проданы в Италию, Японию, Бразилию, Финляндию. В нестоящее время ведутся переговоры по заключению лицензий и с другими странами. Суммарная годовая проектная мощность действующих заводов приближается к 1 млн. м 3 продукции. Из силикальцита построено уже не менее 1,5 млн. м 2 жилой площади. На основе всего этого можно уже сделать некоторые весьма определенные технические и экономические выводы о силикальците. Эти выводы не высосаны из авторучек в исследовательских институтах, а базируются на анализе результатов работы годами действующих заводов.

Прежде всего, силикальцит можно производить по всем строительно‑техническим показателям более качественным, чем бетон. В высокопрочном силикальците частицы песка и извести соединены почти так же, как частицы соды и песка в стекле. Отделить их одну от другой обычными исследовательскими методами нельзя. В бетоне же зерна песка и гравия практически не принимают участия в образовании внутренней структуры искусственного камня, они просто склеиваются. Принимая во внимание это различие структуры, нетрудно понять, почему водопроницаемость плотного силикальцита в тысячу раз меньше, чем у плотного бетона. Особенностью структуры силикальцита объясняется и его высокая устойчивость против кислот. Силикальцит хорошо противостоит воздействию даже 5‑процентного раствора соляной кислоты, от бетона же в этом случае через несколько дней остаются лишь зерна песка и гравия. В животноводческих хозяйствах Эстонии уже хорошо известна устойчивость силикальцита в среде пищевых кислот, благодаря чему силикальцитные кормушки для скота сохраняются в несколько раз дольше бетонных. Так же в качестве облицовочных плит откосов канала Москва‑Волга силикальцит уже в течение нескольких лет демонстрирует большую, чем у бетона стойкость…

Во‑вторых. Интересно, что люди начинают часто со сложного и лишь позднее замечают, что все можно было бы сделать гораздо проще. Как силикальцит сам приводит к крайней простоте всю проблему получения искусственных строительных деталей, так и производство самого силикальцита беспрестанно упрощается. Мы начали с того, что производили в специальном агрегате сухую силикальцитную смесь, которую затем увлажняли и формовали аналогично бетону. Позднее уже заметили, что совсем ни к чему так делать. В агрегат можно дозировать и нужную для формования воду, а при изготовлении газо – и пеносиликальцита также газо – и пенообразователи.

Сейчас на новых заводах для приготовления смесей используется только один агрегат, и при наличии автоматических дозаторов весь процесс приготовления смеси может быть полностью автоматизирован. Далее смесь поступает в движущиеся по конвейеру формы, а затем в автоклав. Заводы становятся чрезвычайно простыми и дешевыми. Всем известно также, что и обжиг извести весьма прост и дешев.

Принимая все это во внимание, понимаешь, почему стоимость силикальцитного завода вместе с постройкой необходимой для его работы известковообжигательной печи сейчас примерно в 2,5 раза ниже стоимости бетонного завода такой же мощности вместе с организацией производства, необходимого для работы завода количества цемента…

Производство цемента и бетона развивалось и усовершенствовалось уже более ста лет, этим занимаются десятки институтов всего земного шара. Производственный же возраст силикальцита всего немногим больше пяти лет, и только год назад в Таллине был организован первый институт силикальцита.

В‑третьих. На новых силикальцитных заводах, которые сейчас строятся в различных районах СССР, а также в Италии и Японии, приготовление смесей полностью автоматизировано. Изделия формуются на конвейерной линии, которую обслуживают 1–2 человека, управляющие соответствующими операциями с центрального пульта. Только вспомогательные работы – комплектование изделий на вагонетки, распалубка, очистка форм и т. п., еще требуют рабочей силы. Поэтому неудивительно, что даже на силикальцитных заводах большой мощности работает всего 10–15 рабочих в смену. Количество выпускаемой продукции на одного человека на силикальцитного заводах вдвое больше, чем на бетонных заводах. Все это делает производство силикальцита дешевым. Но и это еще не все. На изготовление 1 м3 силикальцитных изделий затрачивается вдвое меньше извести, чем цемента на изготовление такого же количества бетона. При одинаковой степени механизации же производство цемента вдвое дороже извести. Отсюда уже разница в 4 раза. Для производства силикальцита употребляется любой дешевый природный песок, производство же бетона требует особенно чистого песка с подходящим зерновым составом и хорошего щебня. Учитывая все это, понятно, почему при производстве на заводах равной мощности силикальцит, по меньшей мере, в 2 раза дешевле бетона. Это означает, что завод, построенный за сумму, в 2,5 раза меньшую, дает постоянно из года в год более качественную, чем бетон, и в 2 раза более дешевую продукцию. Не будет ли этой целой революцией? И при теперешней оценке разницы в стоимости изделий мы поступим так же неправильно, если забудем большие возможности развития силикальцита.

В‑четвертых. При равных показателях прочности бетонные изделия примерно на 30 % тяжелее силикальцитных. Например, высоко прочный силикальцит, о котором упоминалось выше, имеет объемный вес только 1900 кг/м3. Бетон с прочностью в 5 раз меньшей имеет объемный вес не меньше 2200 кг/м3. Эта большая разница в весе конструкции существенно снижает расходы на транспорт и позволяет за счет удешевления фундаментов домов и несущих конструкций получить немалую экономию.

В‑пятых. За короткую историю силикальцита уже был случай, когда завод был построен и пущен за 6 месяцев. Это было в Лодейном Поле. И это совсем не маленький завод. На постройку цементного и бетонного заводов обычно уходит не менее двух лет. Учитывая крайнюю простоту заводов силикальцитных изделий, здесь нечему особенно удивляться. Это позволяет создать в СССР уже в течение одного года вполне достаточную базу для разрешения любых строительных задач. Только бы, наконец, те лица, от которых это зависит, поняли проблему силикальцита во всей ее полноте.

В‑шестых. Практически для производства силикальцита пригодны любые извести и пески. В Узбекистане силикальцит делают ив лёсса, глинистого грунта, на котором хорошо растут хлопок и фрукты. В будущем году будут выпускать силикальцит из местного песка и извести в Якутии, куда до сих пор строительный материал подвозится на самолетах. В Институте силикальцита были проведены соответствующе испытания этого сырья, давшие хорошие результаты. В общей сложности произведены исследования песков свыше 1100 месторождений, в том числе песков из Италии, пустыни Сахары, Бразилии, Японии, Венгрии, в сумме из 20 стран. Из них всех оказалось возможным производить силикальцит. До сих пор мы выбраковали сырье по экономическим соображениям только в двух случаях, в том числе итальянский пуццолан. Сырье для цемента и подходящий щебень, и песок имеются не всюду. Итак, экономичное производство силикальцита можно организовать во всем мире.

В‑седьмых. Приняв во внимание, что в производстве силикальцита требуется, в основном, лишь единственная машина – агрегат для приготовления смеси, можно организовать также подвижные, экономично работающие заводы. Один такой завод уже показал свою целесообразность. Несколько лет назад в Москве был построен завод на старом речном судне. Из силикальцитной продукции этого завода уже построено немало больших пятиэтажных жилых домов – целый новый поселок Нагатино…

В‑восьмых. Силикальцит как бы создан для производства индустриальных деталей. Даже наиболее крупноразмерные детали затвердевают в автоклаве без напряжений и не изменяют своих размеров. Обычный же бетон при твердении уменьшается в объеме.

В‑девятых. Практический опыт показывает, что армированные силикальцитные изделия с большим пролетом имеют гораздо большую жесткость, чем жесткость по расчетам для железобетонных деталей. В связи с этим несущие конструкции из силикальцита требуют меньше стали для армирования, чем бетонные. Это интересное явление объясняется тем, что при высокой температуре при автоклавном твердении арматурная сталь удлиняется и при работе при нормальной температуре она находится в преднапряженном состоянии. Таким образом, достигается преднапряжение арматуры абсолютно без дополнительных затрат.

…Принимая все это во внимание, понятно, почему около года назад мистер Хольт, английский специалист, после ознакомления с силикальцитом с заметной горечью пошутил примерно так: «Если вы здесь в Таллине умеете делать любые детали из извести и песка и при этом дешевле и лучше, то ведь выходит, что наш изобретатель Асплин напрасно изобрел портландцемент. Тогда ведь это открытие было ошибкой». На это нам осталось только вежливо улыбнуться».

 

Обманчивый успех

 

То есть, Йоханнес Хинт создал то, что мы в «Третьем проекте» называем «закрывающей технологией». Или подрывной, революционной инновацией. То есть, новшество, которое закрывает целые отрасли старой, энергоемкой и менее производительной, промышленности. В данном случае Хинт хоронил цементную и бетонную промышленность, невиданно удешевляя и ускоряя строительство.

Свои чудо‑мельницы (с роторами, крутившимися навстречу друг другу) Хинт назвал дезинтеграторами. За ним к концу жизни будет 62 зарегистрированных в Советском Союзе изобретения и 28 иностранных патентов. В 1961 году Йоханес Александрович создает Технологический институт силикальцита, до 1966‑го работая его директором. В 1974‑м он – основатель хозрасчетного, работающего уже на рыночных началах, предприятия: СКТБ «Дезинтегратор» (SKTB «Desintegraator»). Именно «Дезинтегратор» с австрийской фирмой «Simmering‑Graz‑Paucker» в 1977 году основали международную компанию «Dessim». Механохимик Хинт удостоился Ленинской премии в 1962 году, в 1963‑м – стал доктором технических наук. По всей стране открывались заводы с его силикальцитной технологией.

И поныне работы Хинта не утратили своей важности. Ведь его дезинтеграторы можно применять и для производства цемента, который он так не любил. Вот что пишут уже современные специалисты.

«…В отличие от струйных мельниц, в дезинтеграторе разгоняются не частицы материала, а помольные стержни, пальцы‑била, установленные на роторах, вращающихся навстречу друг другу.

Для дезинтеграторов также характерно получение частиц осколочной формы с зазубренными краями. Истирающее взаимодействие частиц обрабатываемого материала, как и в случае с мельницами струйными, невелико по тем же причинам.

На сегодняшний день именно ударная дезинтеграция цементного клинкера позволяет реализовать на практике в промышленных масштабах наиболее эффективные приемы активации рассматриваемые выше.

Выход некоторых современных моделей дезинтеграторов на высокоскоростные (около 100 мс) режимы ударного измельчения позволил вывести процессы активации портландцемента на качественно новый уровень. При этом активность портландцемента повышается наиболее рациональными методами: получение частиц цемента осколочной формы, повышение массовой доли частиц цемента размером 0‑20 мкм, относительно небольшое увеличение удельной поверхности, практически полное отсутствие переизмельченного цементного зерна.

Исследования, проведенные М.В. Векслером (МП «ТЕХПРИБОР») показали, что при измельчении цемента на дезинтеграторе со скоростью обработки 2 кгс его активность повышается на 67 %.

Применение дезинтегратора относительно небольшого помольного эффекта позволило разработать методику увеличения марочной прочности шлакопортландцемента производства ОАО «Липецкий цементный завод» с М 400 до М 550…»

Хинт шел в применении своих механохимических устройств гораздо дальше. Он назвал их УДА – универсальными дезинтеграторами‑активаторами. Их использование выходило, как и в случае с А. Чижевским, за границы одной отрасли. Хинт нашел, как использовать свои дезинтеграторы во многих областях промышленности и сельского хозяйства. Тут было производство тампонажных материалов и буровых растворов, чёрная и цветная металлургия, химическая, нефтехимическая и микробиологическая промышленности, приготовление тонкодисперсных наполнителей, удобрений, комбикормов и протеинового концентрата, переработка отходов! Везде измельчение давало необычные результаты.

«…В 1978–1981 СКТБ «Дезинтегратор» даже разрабатывал и выпускал биологические препараты (на основе изобретений Урмаса Алтмери и выращенной им микробиологической культуры). Два биологических препарата, АU‑8 (для внутреннего применения как средство, поддерживающее иммунную систему человека) и И‑1 (для наружного применения, способствующее быстрому заживлению ран и ожогов), были очень популярны в СССР и продавались по контрактам в Австрию и Германию…»

Оно и понятно: механохимия теперь железно доказала, что наноизмельчение веществ наделяет их необычными свойствами.

Нет ничего удивительного в том, что Хинт, как и Чижевский, как и Капица‑старший, вызвал ненависть «признанных ученых» и ратей завистливой серости. Казалось бы, СССР благодаря талантливому Инженеру получил возможность строить намного больше и лучше, причем с теми же затратами. Он мог вдохнуть новую жизнь во многие отрасли. Но государство Хинта защитить не смогло.

С самого начала он столкнулся с «цементно‑бетонной мафией». С теми, кто совсем не желал списания в архив старых технологий. Она начала обвинять его в шарлатанстве.