CC BY
37
УДК 697.341
Ю. А. Горинов, А. Н. Чемоданов, С. Я. Алибеков, Р. С. Сальманов, Е. А. Ехлакова, А. В. Маряшев
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА ПРОИЗВОДСТВО КОМПОЗИТНЫХ
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННО-БАЛЛАСТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
Ключевые слова: композитные теплоизоляционно-балластные материалы на основе древесных отходов, технология
производства, расчет затрат на производство.
Представлена технология получения и расчет затрат на производство композитных теплоизоляционно-балластных материалов на основе древесных отходов.
Keywords: heat-insulation ballast wood composite, production technology, cost. Production technology and calculating the cost heat-insulation ballast wood composite.
Введение
Развитие современной техники невозможно без применения композитных материалов. В отличие от традиционных «чистых» материалов композиты обладают более широким спектром физико-механических свойств. Это позволяет применять именно те материалы, характеристики которых, максимально отвечают специфическим требованиям эксплуатации. К таким материалам можно отнести композиты на основе древесины и ее отходов, имеющих разнообразное назначение: для теплоизоляции [1], для звукоизоляции [2], для строительства [3], для отделочных работ [4], для защиты от рентгеновских излучений [5] и т.д. С целью расширения области применения данной группы материалов, разработан композиционный
теплоизоляционно-балластный материал, дающий возможность использования в качестве покрытия подводных теплопроводов. [6,7,8,9,10]. В настоящее время в качестве теплоизоляции теплопроводов широко распространены минеральная вата с плотностью 75-150 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,055 Вт/(м-°С), пенополиуретан (ППУ), имеющий плотность 80-100 кг/м3 и коэффициент теплопроводности 0,03 Вт/(м-°С), другие материалы [10]. Тем не менее, для подводной прокладки теплопроводов по дну водоемов указанные материалы не применимы ввиду малой плотности и ряда других причин. Для изготовления материала, который обладает требуемыми теплоизоляционными свойствами и плотностью были использованы портландцемент марки М400, баритовая руда с размером частиц от 0,01 до 160 мкм, древесная стружка с размером частиц от 0,5 до 20 мм и вода. В получаемом материале портландцемент выполняет роль связующего между наполнителями. Баритовая руда имеет высокую плотность 4300 кг/м3, тем самым повышает удельный вес полученного материала. Древесная стружка имеет низкий коэффициент теплопроводности 0,07 Вт/(м*К), придает
полученному материалу высокие теплоизоляционные свойства. Дозировка компонентов на м3 изделия, масс.%:
• портландцемент М 400 - 17-25
• баритовый концентрат - 35-56
• дробленка - 5-12
• вода - 20-30
Технология производства композита
Технология производства композитного теплоизоляционно-балластного материала на основе древесных отходов является традиционной для изготовления древесно-цементных изделий и включает в себя следующие технологические операции:
1. подготовка древесного сырья;
2. сортировка, окорка, разделка на заготовки определенных размеров, изготовление или прием привозной щепы;
3. переработка древесного сырья в специально изготовленную стружку;
4. подготовка древесных частиц (сушка, сортировка, смешивание с другими компонентами);
5. заполнение опалубки полученной композитной массой;
6. формование и уплотнение вибрированием;
7. выдержка в форме;
8. снятие опалубки;
9. сборка трубопроводной конструкции.
Схема производства композита представляет собой последовательное выполнение следующих технологических операций: древесные отходы в пакетах со склада сырья подаются в рубильную машину типа НМ 6-300 для приготовления технологической щепы. Затем, технологическая щепа поступает в циклон и далее в барабанную сушилку. Высушенная технологическая щепа, пройдя циклон, попадает в молотковую мельницу типа ДМ-30, где превращается в дробленку. А кора, хвоя и гниль превращается в пыль, которая отсасывается и может быть использована на технологические нужды (например, для сжигания в топке барабанной сушилки). Выйдя из молотковой мельницы, дробленка подается в циклон и далее на сортировку в ситовый сепаратор. Крупная фракция направляется обратно на молотковую мельницу, а средняя подается в бункер сухой стружки. Далее пневмотранспортом сухая стружка подается в дозатор, откуда поступает в бетономешалку. Также в бетономешалку из
дозаторов подается цемент, баритовый концентрат и вода. После смешение компонентов, готовая композитная масса с помощью насоса подается в межтрубное пространство, образованное стальной трубой с нанесенным антикоррозионным покрытием и разборной формой, имеющей температуру не более 40 0С. Композитный материал в заполненной форме в течение 5 мин уплотняется с помощью вибростола. Композит выдерживается в форме в течение 5 суток при температуре не ниже 150С и относительной влажности воздуха 60-80 %. Затем разборная форма снимается и конструкция, состоящая из стальной трубы с нанесенным композитным покрытием, по роликовым направляющим вводится в полиэтиленовую трубу, являющуюся защитной оболочкой трубопроводной конструкции. После 28 суток выдерживания на промежуточном складе трубопроводная конструкция поступает на склад готовой продукции и далее на отгрузку заказчику.
Расчет затрат на производство композитного материала
Для расчета стоимости производства композитного теплоизоляционно-балластного
материала представлен состав работ и элементов затрат (табл.1) согласно [11]. Состав работ:
1. укладка в емкость и перемешивание цемента, барита, древесной стружки;
2. затворение сухой композитной смеси водой с перемешиванием.
Таблица 1 - Элементы затрат на 1 м3 композитного материала
Для расчета себестоимости готовой продукции важным ценообразующим фактором является стоимость сырьевых компонентов, принятая по состоянию на 01.01.2014 для Республики Марий Эл [12]:
1. Портландцемент ЦЕМ 11/А-П 32.5 Н ОАО «Мордовцемент» - 4050.00 руб/т
2. Баритовый концентрат АО «Жайремский ГОК» -12300.00 руб/т
3. Древесная стружка - 330.00 руб/м3
4. Вода по ГОСТ 23732-79 - 11.65 руб/м3
Результаты расчета сведем в таблицу 2.
Таблица 2 - Расчет стоимости производства
1 3
1 м композитного материала.
Наименование элемента затрат Ед. измер. Кол-во
ЗАРАБОТНАЯ ПЛАТА
Оператор пульта БСУ 4 разряд Моторист БСУ 4 разряд Слесарь-ремонтник 5 разряд чел.-ч чел.-ч чел.-ч 0.371 0.185 0.185
МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
Бетоносмесители принудительного действия стационарные 250 л маш.-ч 0.371
МАТЕРИАЛЫ
Портландцемент марки 400 Баритовый концентрат Древесная стружка Вода Электроэнергия т т т м3 кВтч 0.251 0.382 0.013 0.327 3.52
Статьи затрат Сумма, руб.
Материалы, итого 5768.23
Машины и механизмы, итого 7.73
Заработная плата, итого 89.22
Начисления на заработную плату 30.2 % 26.94
Итого 5892.12
Плановые накопления 10% 589.21
Всего 6481.33
НДС 18% 1166.64
Всего с НДС 7647.97
Выполненный расчет показал, что стоимость производства композитного материала ниже стоимости других широко применяемых теплоизоляционных материалов: пенополиуретана - 18750 руб/м3, минеральных матов прошивных -17857 руб/м3 [12].
Выводы
1. Технологическая схема производства композитных теплоизоляционно-балластных материалов на основе древесных отходов является традиционной для получения древесно-цементных изделий и включает в себя широко применяемые машины и механизмы.
2. Стоимость производства композитного материала составляет 7647.97 руб/м3, что ниже стоимости других теплоизоляционных материалов, применяемых для трубопроводов тепловых сетей и, следовательно, разработанный композит может рассматриваться при выполнении технико-экономического расчета выбора типа тепловой изоляции.
Литература
1. Вторичные материальные ресурсы лесной и деревообрабатывающей промышленности (образование и использование): Справочник. - М.: Экономика, 1983. - 224с.
2. Батаев А.А. Композиционные материалы: строение, получение, применение, изд. Логос, 2006. - 398 с.
3. Худяков В.А. Современные композиционные строительные материалы, изд. Феникс, 2007. 224 с.
4. Коротаев Э.И., Симонов В.И. Производство строительных материалов из древесных отходов. М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 144 с.
5. Ветошкин Ю.И., Яцун И.В., Мялицин Ан.В. О возможности применения композиционных материалов «фанотрен» и «плитотрен» на основе древесины в качестве защитных для медицинских рентгенкабинетов. Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник, ISSN 1727-3749, 2008. № 3 (60). С. 145 - 147.
6. Патент РФ №122746 (2012)
7. Патент РФ №130119 (2012)
8. Патент РФ №136518 (2012)
9. Поздеев А.Г., Горинов Ю.А., Чемоданов А.Н., Алибеков С.Я., Хайруллина Э.Р. Арболитовая
теплоизоляция подводных трубопроводов
централизованного теплоснабжения Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т.17, №4 10. Горинов Ю.А., Чемоданов А.Н., Алибеков С .Я., Маряшев А.В., Сальманов Р.С. Прогнозирование свойств композитных теплоизоляционно-балластных материалов на основе древесных отходов. Казанского
технологического университета. 2014. Т.17, №5
11. ГЭСН 81-02-06-2001 Бетонные и железобетонные конструкции монолитные. - М., ФГУ ФЦЦС, 2009 -72 с.
12. Информационно-аналитический бюллетень по вопросам ценообразования в строительстве Республики Марий Эл. Выпуск №1(64)-2014.-Йошкар-Ола, ГБУ РМЭ ЦЦС, 2014 - 76 с.
© Ю. А. Горинов - асп. каф. ДОП Поволжского госуд. технол. ун-та, gelios62@mail/ru; А. Н. Чемоданов - д-р техн. наук, проф., зав. каф. ДОП Поволжского госуд. технол. ун-та; Е. А. Ехлакова - канд.эконом. наук, доцент каф. МП КГЭУ; С. Я. Алибеков - д-р техн. наук, проф., зав. каф. ММ Поволжского госуд. технол. ун-та; А. В. Маряшев - канд. техн. наук, доцент каф. ЭОП Поволжского госуд. технол. ун-та; Р. С. Сальманов - канд. техн. наук, доцент каф. физики КНИТУ.
