ПОЛИМЕРБЕТОНЫ

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРБЕТОНОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В настоящее время стоимость синтетических смол и мономеров все еще довольно высока, поэтому стоимость полимербетонов в основном определяется стоимостью полимерного связующего. По мере развития химической промышленности и увеличения производства мономеров и олигомеров их стоимость будет непрерывно уменьшать­ся. Улучшается и качество выпускаемых продуктов, что позволило разработать ряд новых видов полимербетонов на более дешевых фенолоформальдегидных, карбамид- ных и других смолах. Работы в этом направлении будут продолжаться и в дальнейшем. В то же время, судя по опыту ценообразования на мировом рынке, это снижение имеет определенные пределы и цены на смолы останут­ся в 10—20 раз выше цен на минеральные вяжущие. Как показала экономическая оценка, сравнение стоимо­сти синтетических смол со стоимостью портландцемента или других вяжущих приводит к неправильным выводам. Так как в полимербетонах количество связующего состав­ляет не более 10% по общей массе, а трудозатраты на изготовление примерно те же, что и при изготовлении цементных бетонов, более правильное представление да­ет отпускная стоимость конструкций, выполненных из тех и других материалов (табл. 79).

Расчеты показывают, что конструкции из тяжелых армополимербетонов дороже аналогичных железобетон­ных в 2—4 раза. В то же время более высокая прочность армополимербетонов позволяет значительно сократить материалоемкость. В некоторых случаях объем армопо- лимербетонных конструкций можно уменьшить в 1,5— 2 раза по сравнению с железобетонными. При этом от­падает необходимость в многодельной и дорогостоящей химической защите железобетонных конструкций. С уче­том снижения материалоемкости и стоимости химиче­ской защиты исходная стоимость армополимербетонных конструкций приближается к стоимости железобетонных конструкций, а в некоторых случаях она может быть и ниже. Если учесть, что в условиях интенсивного воздей­ствия агрессивных сред долговечность армополимербе. тонных конструкций в 3—5 раз выше железобетонных с химической защитой, то станет очевидна высокая их на­дежность и рентабельность.

Анализ внедрения конструкций и изделий из армо - полимербетонов в различных отраслях промышленности и народного хозяйства, выполненный НИИЖБом, Гип - роцветметом, Донецким ПромстройНИИпроектом, Ин­ститутом сейсмостойкого строительства и другими орга­низациями, показал высокую экономическую эффектив­ность таких конструкций.

Например, при внедрении легких, химически стойких полимербетонных плит для покрытия пола в животно­водческих комплексах Краснодарского края в зависимо­сти от вида используемого связующего экономическая эффективность составляет 2,5—9,6 руб/м2. Внедрение декоративно-отделочных плит из полимербетона на по­лиэфирных смолах, изготовляемых в Ашхабадском цехе обеспечивает годовой экономический эффект 25 руб/м2. Годовой экономический эффект от внедрения тюбингов из полимербетонов на основе фенолоформальдегидных смол на шахтах объединения «Прокопьевуголь» около 40 руб/м3. Анализ показал, что наибольшая экономия была получена при внедрении армополимербетонных конструкций и баковой аппаратуры на предприятиях цветной металлургии. Применение полимербетонов при изготовлении баковой аппаратуры только на двух пред­приятиях дало возможность отказаться от различных футеровок, сэкономить около 1000 т свинца и большое количество графитовых блоков, уменьшить трудоемкость изготовления аппаратуры в 5—15 раз, увеличить срок службы конструкций в 5 раз, снизить расход электро­энергии при эксплуатации каждой ванны примерно на 1000 кВт-ч в год, сократить утечку блуждающих токов в 10 раз, а также повысить качество получаемого цвет­ного металла [1161. Внедрение полимербетона в цехах с сильноагрессивной средой обеспечивает годовую эконо­мию от 200 до 600 руб. на каждый кубометр полимер­бетона.

Приведем пример расчета экономической эффектив­ности внедрения армополимербетонных ванн в цехах электролиза меди средней мощности в сравнении с тра - дицийнным вариантом, когда ванны изготовлены из же­лезобетона, а в качестве химической защиты использу­ются вкладыши из винилпласта.

Годовая экономическая эффективность определялась по формуле:

3 = (Сс+Ян/Сс)-(Сн+£н/Сн), (76)

Где Сс и Сн — годовые эксплуатационные расходы по старым (эта­лонным) и новым конструкциям ванн; Кв и Ка — капиталовложе­ния по старым (приведенным) и новым конструкциям ванн', £н — нормативный коэффициент для предприятии медной промышленно­сти, Еп=0,15.

I. Капитальные затраты К

J. Стоимость изготовления и установки армополимербетонной ванны, руб.:

TOC o "1-3" h z стоимость изготовления ванны — 672

« арматуры — 27

« установки (монтаж) ванны ______ — 24

Итого —723

Начисления 25,08% — 182

Всего —905 Кн = 905 руб. • 2472 шт. = 2337160 руб.

2. Стоимость изготовления и установки железобетонной ванны с вкладышем из винипласта, руб.:

Стоимость изготовления ванны —215

« установки ванны —16

« обеспыливания и окраски бетонной по­

Верхности битумным лаком № 177 (в 3 слоя) —9

« оклейки наружных стен ванны стекло - —114

Тканью эпоксидной мастикой (в 2 слоя)

« футеровки ваины винипластом — 445

Итого —799 Начисления 25,08% —200

Всего — 999

Так как срок эксплуатации полимербетонных ванн в 3 раза больше, чем у железобетонных, а затраты на капитальный и теку­щий ремонт в 3 раза ииже, приведенные капитальные затраты по старым конструкциям вани составят:

К с = 999 руб. • 3 • 2472 = 7408584 руб.

II. Общие годовые эксплуатационные расходы С В соответствии с «Методикой и нормами для определения стоимости эксплуатации промышленных зданий на стадии их проек­тирования» (ЦНИИпромзданий. — М.: 1971) годовые эксплуата­ционные расходы определяют по формуле:

С = Сам -)- Стп - f - Сст -(- Сс. (77)

1. Годовой объем амортизационных отчислений

Can = С0 р <Яре« + Якр)/Ю0, (78)

Где Сор — сметная стоимость сооружения (приведенная); Ярсм — норма отчислений на полное восстановление сооружения, Н-рем = Ю; Ню— норма отчислений на капитальный ремонт, Якр=4.

Годовой объем амортизационных отчислений при эксплуатации, новых конструкции ванн (армополимербетонных)

= 2337160 (10 + 4)/100 = 313204 руб.

Годовой объем амортизационных отчислений при эксплуатации старых конструкций ваші:

CL = 7408594 (10 + 4)/100 = 1037201 руб.

2. Годовой объем текущих расходов

Стр=К КтрПОО, (79)

Где Ктр — показатель годового объема текущих ремонтов, Лтр = = 2,3%.

Годовой объем текущих расходов при эксплуатации новых кон­струкций ванн:

С*р = КнК? р/І00 — 2337160 • 2,3/100 = 51454,7руб.

Годовой объем амортизационных отчислений при эксплуатации старых конструкций ванн:

С£р = Кс КТр/100 = 7408584 • 2,3/100= 170397,4 руб.

3. Годовой объем расходов на эксплуатацию санитарно-техни - ческих систем Стр и санитарно-гигиенические работы Ссг принима­ют в размере 1 % сметной стоимости С0р

Тогда для новых конструкций ванн:

Сст + Ссг = 2337160/100 = 23371 руб.

Для старых конструкций ванн:

С£т + С£г = 7408584/100 = 74086 руб.

Общий объем годовых эксплуатационных расходов составляет: С с = 1037201 + 170397 + 74086= 1281684 руб.; Сн=313204+51454+22371 =387029 руб.

III. Годовая экономическая эффективность от внедрения по­лимербетонных ванн в данном цехе:

Э = [1281684 + (0,15 • 7408584)] — [387029 + (0,15 -2337160)] = = 1655368 руб.

Таким образом, замена железобетонных ванн с винипластовым вкладышем на полимербетонные в действующем цехе электролиза меди средней мощности обеспечивает ежегодную экономическую эффективность более 1,6 млн. руб.

В Гипроцветмете выполнены расчеты экономической эффектив­ности для большинства армополимербетонных конструкций, кото­рые применяются в цветной металлургии. Основные виды этих кон­струкций и их экономические показатели приведены в табл. 80.

При строительстве нового цеха электролиза цветных металлов такой же мощности, в котором кроме электролизных ваин будут ис­пользованы и другие виды армополимербетонных конструкций, го­довая экономия составит около 7 млн. руб.

Следует отметить, что учет экономических факторов при разработке и внедрении новых производств, а также новых материалов и конструкции на их основе может дать реальную картину экономической эффективности лишь при условии, что он опирается на достаточно обос­нованные закономерности, отражающие реальную взаи­мосвязь между затратами труда, материалов, энергии, качеством и стоимостью конечного продукта.

Таблица 80. Экономическая эффективность внедрения конструкций

Из армополимербетонов

Вид зданий и сооружений

Количество элементов конструкций на цех сред­ней мощности, шт.

Уменьше­ние трудо­емкости на цех, чел.-дн.

По стоимости

I на цех на элемент средней конструк - мощности, ции, руб. | тыс руб

Одноэтаж­ные промыш­ленные здания

Баковая ап­паратура

Сваїя

Фундамент Колонна Подкрано­вая балка Покрытие Увлажни­тельная башня

До недавнего времени вопросам конкретной экономи­ки в строительстве не уделялось должного внимания, и это во многих случаях приводило к тому, что действу­ющие цены не отражали фактических затрат труда на производство того или иного изделия и не учитывали их срока службы. Следовательно, такие цены не могли быть положены в основу строгого экономического расчета или анализа.

Существовавшая методология ценообразования, учи­тывала лишь затраты труда и стоимость материала при изготовлении изделия, принимала заключенный в обору­довании труд овеществленным, т. е. бесплатным, и не учитывала качество выпускаемого изделия и его срок службы. Такая методология порождала ряд экономиче­ских противоречий между интересами конкретных пред­приятий и народным хозяйством в целом.

Сущность этих противоречий можно показать на сле­дующем примере. Замена железобетонных колонн под-
ванных эстакад с многодельной химзащитой на армо - полимербетонные не только резко снижает материало­емкость и трудозатраты на их изготовление и монтаж, но и приводит к значительному повышению качества и долговечности таких конструкций. Однако эффект по­вышения качества и срока службы не только не пред­ставляет интереса для строительных трестов, поскольку действующая система ценообразования не предусматри­вает дифференциации цен в зависимости от их качества и срока службы, но во многих случаях снижает для них показатели выполнения плана в рублях.

Мы остановились на этих вопросах потому, что при дальнейшем экономическом анализе нам придется столк­нуться с недостаточно обоснованными ценами на исход­ные материалы и калькуляциями заводской себестоимо­сти, которые составлены с учетом интересов только дан­ного предприятия, но не всего народного хозяйства в це­лом.

Технологический процесс изготовления изделий и конструкций из бетонов в зависимости от типа произ­водства, вида принятого связующего и применяемого оборудования может иметь различные варианты. Поэто­му при организации производства и разработке техноло­гии исходя из реальных условий необходимо выбрать такой процесс, который будет обеспечивать необходимую производительность при наименьшей себестоимости и высоком качестве выпускаемой продукции.

Известно, что для конкретного цеха или предприятия, приступающего к выпуску новой продукции из полимер­бетонов, организация производства начинается с прове­дения необходимых научно-исследовательских работ, проектирования комплекса из стандартного и нестандарт­ного оборудования, его изготовления, наладки и завер­шающей стадии — пуска промышленного предприятия. Для определения экономической эффективности и целе­сообразности всех произведенных затрат лучше всего воспользоваться методиками расчета, предложенными АН СССР и акад. В. А. Трапезниковым. Для правиль­ного использования этой методики применительно к на­шим конкретным случаям необходимо остановиться на основных положениях и предпосылках, которые заклю­чаются в следующем.

Экономический эффект от внедрения нового прогрес­сивного оборудования или строительной конструкции обусловлен несколькими источниками. Их следует рас­сматривать как с точки зрения интересов предприятия, так и с точки зрения интересов всего народного хозяй­ства.

Первым источником экономии является увеличение производительности предприятия. Дополнительный эф­фект от этого источника получит и народное хозяйство, поскольку увеличение производительности предприятия эквивалентно строительству добавочной производствен­ной мощности.

Вторым источником эффективности является эконо­мия материалов и энергии. Кроме экономии, получаемой предприятием, народное хозяйство также получит допол­нительный эффект, так как уменьшение потребления материалов и энергии эквивалентно строительству но­вых производственных мощностей, производящих мате­риалы и энергию.

Третьим источником экономии является экономия ра­бочей силы, которая особенно ощутима в отдаленных районах.

Четвертым источником эффективности является улуч­шение качества продукции. Если себестоимость продук­ции непосредственно зависит от качества, то предпри­ятие реально ощущает этот эффект. В большинстве слу­чаев цена продукции от ее качества не зависит. При та­кой системе предприятие, стремясь к снижению себесто­имости продукции, оказывается заинтересованным ско­рее в ухудшении качества, чем в его улучшении. С пози­ции народного хозяйства качество определяет ценность изделия для потребления, так как улучшение качества увеличивает надежность и срок службы конструкции. В конечном итоге качество оказывается эквивалентным количеству. Взаимную связь количество — качество мож­но характеризовать коэффициентом качества.

Непременным условием экономической эффективно­сти внедрения нового промышленного предприятия явля­ется определенный срок окупаемости капиталовложений. При правильно выбранном технологическом процессе и соответствующем оборудовании срок окупаемости, как правило, ниже нормативного времени и составляет не более двух — трех лет.

При расчете экономической эффективности необхо­димо учитывать также фактор времени, который сказы­вается в том, что экономия, полученная в разные сроки, неэквивалентна: чем позднее получен экономический эф­фект, тем меньше его ценность. Например, 1 руб., сэко­номленный через 10 лет, эквивалентен 39 коп., сэконом­ленным сегодня, а через 20 лет эквивалентен лишь 15 коп. Чтобы учесть это обстоятельство, необходимо разновре­менные экономические эффекты привести к одному мо­менту при помощи функции выгод. В простых случаях функцию выгод определяют по формуле сложных про­центов:

Е(„ = (1+а)-'. (80)

Коэффициент а рекомендуется принимать равным 0,1.

За начало времени отсчета (т = 0) может быть при­нят момент пуска предприятия, тогда время т до пуска системы следует принимать с отрицательным знаком. За начало отсчета времени можно считать и момент вло­жения средств. В этом случае т всегда положительно. Каждый из этих способов имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Доходы или расходы могут быть единовременными, пропорциональными времени и со сложной зависимостью от времени. В первом случае доходы (расходы) равны 2/?(0)т, где R— единовременный доход (расход) при т~ 0.

Второй случай характеризует, например, эксплуата­ционные издержки. Пусть их экономия составит И руб. в год. Суммарная экономия издержек за время т, приве­денная к моменту пуска предприятия:

R'= +a)-*dx, (81)

О

Где R' — текущий доход (расход) в единицу времени в момент т.

Обозначив v= (1/ln) (1+а), из формулы (81) можем найти

Я' = #т(1 — е-*/*). (82)

При а^0,15 и—1,02/а (погрешность в пределах ±3%).

Третий случай характеризуется затратами, например, на создание оборудования. Тогда стоимость оборудова­ния, приведенная к моменту пуска системы С', согласно выражению (81), будет

С; = СУ(1 +a)°'5ty, (83)

Где С у — общая стоимость комплекса оборудования (без учета про­центов) .

Расчет эффективности использования комплекса обо­рудования для изготовления армополимербетонных кон-

Струкдий можно характеризовать диаграммой экономи­ческой эффективности (рис. 79).

На диаграмме линия А характеризует затраты, свя­занные с созданием и пуском оборудования. С момента ввода в эксплуатацию оборудования оно начинает давать определенный экономический эффект, который на диа­грамме показан линией Д. Одновременно с этим пред­приятие начинает вести расходы на содержание (обслу­живание, ремонт и амортизацию), показанные линией Б. Линия В изображает капитальные затраты на оборудо­вание. Сложив линии Б я В, мы получим линию Г, кото­рая характеризует общие затраты на оборудование. Ис­ключив расходы на содержание оборудования из соот­ветствующих сумм экономического эффекта, определяют экономию эксплуатационных издержек — линия И. Эта линия получается в результате вычитания линии Б из линии Д.

В течение определенного времени после пуска обору­дования получаемый доход (экономия издержек) идет на покрытие капитальных затрат. Исключение капиталь­
ных затрат из дохода обусловливает перемещение осно­вания линии И из точки 2 в точку 1, после чего она зай­мет положение, обозначенное на диаграмме линией Э. Эта линия характеризует окончательный экономический эффект, получаемый предприятием в результате внедре­ния нового оборудования и прогрессивных строительных конструкций. Точка 3 в месте ее пересечения с осью вре­мени т характеризует срок окупаемости данного пред­приятия Го. гір, годы, который может быть определен по формуле:

Т0.пр = С/И. (84)

Еще более ощутимые результаты будут получены, если рассматривать эту систему с позиций народного хозяйства. В этом случае в большей степени повышается экономия эксплуатационных издержек и значительно со­кращаются сроки окупаемости капитальных затрат.

Из приведенных технико-экономических расчетов вид­но, что переход на изготовление химически стойких ар­мополимербетонных строительных конструкций, особен­но баковой аппаратуры для промышленных предприятий с наличием высоко агрессивных сред, вместо железобе­тонных с многодельной химической защитой позволяет сократить до минимума расход пока еще дорогих и дефи­цитных полимерных материалов, снизить общую матери­алоемкость конструкций, в 2—3 раза уменьшить трудо­емкость, в десятки раз сократить утечку электротока и в 3—5 раз увеличить срок службы. Перечисленные преи­мущества позволили на действующих предприятиях по­лучить реальный экономический эффект от 200 до 600 руб. на 1 м3 внедренного армополимербетона.

[1] К бетонополнмерам с определенной натяжкой можно отнести и бетоны, пропитанные серой. Пропитка цементных бетонов расплав­ленной серой позволяет получать серные н полнмерсерные бетоны с более низкими прочностными характеристиками, чем у бетонополи­меров, но стоимость серы в 10 раз ниже стоимости мономеров, а про­цесс пропнткн значительно проще.

[2] Этот термин в настоящее время объединяет несколько соста­вов, отличающихся системой отверждения, видом наполнителей и заполнителей, видом пластификатора, стабилизатора и областью их применения.

[3] Следует отметить, что разделение компонентов на наполните­ли и заполнители диктуется не только требованиями уточнения терминологии, но и достаточно физически обоснованно, исходя из роли наполнителя, удельная поверхность которого составляет 98— 99%, а заполнителей только 1—2%.

[4] Диплом открытия № 190.

[5] Следует отметить, что применительно к полимербетонам эти исследования, имеющие большое теоретическое и практическое зна­чение, впервые были выполнены автором совместно с Институтом физической химии АН СССР (II. И. Зубов, Л. Л. Сухарева). Анало­гичные исследования как в Советском Союзе, так и за рубежом не проводились.

[6] Зак. 251

[7] Для состава 4 допускается применение песков из пористых материалов.

[8] После тепловой обработки олигомеров при ^=80°С в течение 24 ч.

[9] При прогнозировании роста производства серы не учтены та­кие потенциальные ресурсы, как получение серы из топочных газов, чего в настоящее время настоятельно требует программа защиты окружающей среды.

Теплопроводность твердой и жидкой' серы незначитель­на, поэтому для ее расплава и подогрева требуются зна­чительные энергетические затраты в пределах 190 кДж/г на 1 кг твердой серы.

V Зак. 251

[12] Для бак-мешалки с конусным днищем содержание Си -

[13] На основании этой теории МИИТ совместно с Гипроцветметом и НИИЖБом разработали ряд нормативных документов, в том числе: «Инструкцию по проектированию и изготовлению баковой аппаратуры и армополпмербетоиов» и «Руководство по проектиро­ванию армополимербетонных конструкций с напрягаемой и нена - прягаемой арматурой».

Полиэфирматеинатные

Полиметилметакрилатные

Эпоксидные

Полиуретановые

Фенолоформальдегидные

Мочевиноформальдегидные

Фурфуроиацетоновыф

[14] В Институте сейсмостойкого строительства Госстроя TCCP.

249

[15] НИИЖ. Б совместно с Гипроцветметом.