Строительные материалы и изделия

Строительные материалы и изделия

Комар А. Г.

Настоящий учебник составлен в соответствии с учебной программой курса «Строительные материалы и изделия» для специальности «Экономика и управ­ление в строительстве» высших учебных заведений, утвержденной Учебно-ме­тодическим управлением по высшему образованию Минвуза СССР.

В книге даются научные основы строительного материаловедения во взаимо­связи с данными прикладного характера, касающимися технологии производ­ства строительных материалов, изделий и конструкций. Теоретические вопросы излагаются с использованием фундаментальных наук — физики, химии, меха­ники.

Построение учебника обусловлено программой курса и принятой классифика­цией. Каждая глава объединяет определенную группу материалов, что позволяет выявить общие закономерности формирования их структуры и физико-техниче­ских свойств. В учебнике даются сведения об основных направлениях развития отрасли в соответствии с решениями XXVII съезда КПСС. Особое внимание уделено вопросам эффективности и качества строительных материалов, использо­ванию побочных продуктов промышленности, снижению трудовых и топливно - энергетических затрат, показана необходимость применения в индустриальном строительстве крупноразмерных изделий ц, конструкций, а также объемных элементов полной заводской готовности.

В учебнике вопросы материаловедения и технологии строительных матери­алов рассматриваются в тесной связи с экономикой их производства и исполь­зования с целью развития у студентов и специалистов экономического подхода при изучении столь важной области народного хозяйства, каковой является производство строительных материалов и изделий. Вопросы экономического характера — технико-экономический анализ отдельных технологических схем и пути дальнейшего развития производства строительных материалов — даны в доступной для студентов форме, отвечающей современному состоянию и перспек­тивам развития отдельных отраслей промышленности строительных материалов. Определенный акцент сделан также на методах технико-экономического анализа для определения оптимальных видов строительных материалов, наиболее раци­ональных в конкретных условиях службы зданий и сооружений.

Настоящее, пятое, издание учебника отличается от. предыдущего сведениями о последних достижениях науки и техники. В частности, в книге на современном научном уровне изложена связь внутреннего строения и свойств твердых тел, показано влияние структуры на физико-технические свойства материала. Во всех разделах освещены новые технологии в производстве строительных материалов и изделий и основные направления их совершенствования. Например, в цементной промышленности предусматривается развитие сухого способа про­изводства цемента в печах, оборудованных циклонными теплообменниками.

Промышленность строительных материалов непрерывно развивается, расширяется ассортимент изделий, внедряются новые методы оптимизации техно­логии, поэтому студентам наряду с работой над учебником следует пользоваться новейшей литературой — монографиями и журналами.

В написании учебника (гл. 6 и 7) принимал участие канд. техн. наук А. А. Комар.

Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры строительных материалов Московского инженерно-строительного института им. В. В. Куйбы­шева (зав. кафедрой — д-р техн. наук, проф. Г. И. Горчаков) за цеииые замеча­ния, сделанные при рецензировании рукописи.

Автор

Значение промышленности строительных материалов в народ­ном хозяйстве нашей страны огромно — от уровня производства их всецело зависят темпы и качество строительных работ.

Динамика роста производства основных строительных мате­риалов и изделий дана в табл. В. 1.

Таблица В.1. Выпуск основных строительных материалов и изделий в СССР с 1940 по 1985 г.

Для быстрого развития производства строительных материа­лов в послевоенный период исключительно важное значение имели постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР по вопросам строительства и производства строительных мате­риалов. Советский Союз опередил развитые капиталистические страны по выпуску ряда важнейших строительных материалов. Еще в 1962 г. наша страна обогнала США по производству цемента и вышла на первое место в мире по производству

сборного железобетона, асбестоцементных листовых материалов и труб, оконного стекла и др.

XXVII съезд КПСС наметил дальнейшее увеличение про­изводства строительных материалов в двенадцатой пятилетке. Главными направлениями технического прогресса промышлен­ности строительных материалов являются: создание новых и совершенствование существующих технологических процессов, обеспечивающих получение продукции с минимальными затра­тами энергетических, материальных и трудовых ресурсов; получе­ние новых видов строительных материалов и изделий с задан­ными свойствами, отвечающими самым высоким требованиям строительства; широкое внедрение малоотходных и безотходных технологий, использование вторичных продуктов производства.

Большие задачи поставлены перед промышленностью строи­тельных материалов Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1985—1990 годы и на период до 2000 года. Намечено увеличить объем продукции этой отрас­ли, предусмотреть преимущественное развитие производства из­делий, обеспечивающих снижение металлоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, а также уменьшение массы зданий, сооружений и повышение их теплозащиты, произвести в 1990 г.

140.. . 142 млн. т цемента. Однако применение строительных мате­риалов далеко не ограничивается использованием их только для целей строительства. Без них не может существовать ни одна область техники.

XXVII съезд КПСС обратил внимание на необходимость внедрения гибкой технологии в промышленность строительных материалов, позволяющей быстро и эффективно перестраивать производство на изготовление новой продукции, а также получе­ние материалов с заранее заданными свойствами, широкое применение безотходных и энергосберегающих технологий.

Задачи технического перевооружения отрасли в свете страте­гии ускорения социально-экономического развития страны по­ставлены в решениях пленумов ЦК КПСС 1984—1986 гг.

Решением июньского (1987 г.) Пленума ЦК КПСС намечен ряд исключительно важных мер по социально-экономическому развитию страны, перестройке всего механизма хозяйствования.

Наряду с дальнейшим развитием централизованных начал в управлении для решения задач стратегического характера, осу­ществляются меры по повышению роли, расширению ответст­венности и заинтересованности предприятий и объединений, не­уклонному и последовательному переводу их на полный хозяй­ственный расчет и самоокупаемость.

Важным этапом этой работы стало принятие Верховным Советом СССР Закона о государственном предприятии (объеди­нении), проект которого был всенародно обсужден и одобрен ■на июньском (1987 г.) Пленуме ЦК КПСС. Принятые решения должны обеспечить повышение эффективности и в такой крупной и важной отрасли как промышленность строительных материа­лов. Это относится в равной мере как к повышению рентабель­ности и ликвидации убыточных предприятий, так и к более полному учету интересов потребителя, переводу отрасли на вы­пуск более эффективной для народного хозяйства видов продук­ции — материалов высокого качества и изделий полной завод­ской готовности. Должно быть улучшено и управление — в каж­дом крупном регионе создан комплекс отраслей строительных материалов, обеспечивающих нужды капитального строительства и ремонта, а также потребности населения.

Различные эксплуатационные условия зданий и сооружений, параметры технологических процессов обусловливают разно­образные требования к строительным материалам, а отсюда вытекает и весьма обширная номенклатура их свойств: прочность при нормальной или высокой температуре (последняя характери­зует жаро- или огнестойкость материала), водостойкость, стой­кость против действия различных солей, кислот и щелочей, шлакостойкость (имеющая особую значимость в металлургиче­ских процессах) и т. д. Не менее важна в строительстве и тех­нике проницаемость (или непроницаемость) материалов для жид­костей, газов, тепла, холода, электрического тока, радиоактивных излучений. Наконец, материалы для отделки помещений жилых и общественных зданий, садов и парков должны быть красивыми, долговечными и прочными.

Получить материал с универсальными свойствами пока еще невозможно — это проблема будущего. В технике и строитель­стве применяются различные материалы, отличающиеся видами исходного сырья и технологическими приемами получения. Эти два условия положены в основу деления строительных мате­риалов на отдельные группы (керамические, лесные, вяжущие материалы, изделия на основе полимеров и т. д.). Показатель специфических свойств строительных материалов также положен в основу их подразделения. Например, минеральные вяжущие вещества разделяются на воздушные и гидравлические вяжущие, а бетоны — на обыкновенные, жароупорные, гидротехнические, декоративные и др.

Важнейшие свойства строительных материалов определяют области их применения. Только глубокое и всестороннее знание свойств материалов позволяет рационально и в техническом, и в экономическом отношениях выбрать материал для конкрет­ных условий использования.

На каждый строительный материал имеются ГОСТы или ТУ, в которых даются определение (название) материала, важней­шие свойства и требования, предъявляемые к нему, методы испытаний (установление свойств и их показателей), правила приемки, транспортирования и хранения. Наряду с ГОСТами или ТУ строители пользуются также строительными нормами и правилами (СНиП).

По мере совершенствования технологии и строительного про­изводства повышаются требования к качеству материалов,

расширяется ассортимент их. В связи с этим указанные доку­менты периодически пересматриваются.

Значение стандартизации огромно. Оно определяет выпуск материалов и изделий качеством не ниже обусловленного, что позволяет уже при проектировании создавать надежные и долго­вечные конструкции независимо от технологии изготовления материалов. Однако значение стандартизации не ограничивается только этим фактором, а является важнейшим стимулом совер­шенствования промышленных предприятий, каждый новый или пересмотренный стандарт предъявляет более высокие требования к материалам, чем предыдущий. В результате для обеспечения выпуска материалов стандартного качества должна соответ­ствующим образом перестраиваться промышленность.

Таким образом, развитие промышленности строительных материалов происходит не только количественно, но и каче - ственно — с ростом производства традиционных материалов возникает производство новых, более эффективных изделий. Важной задачей является технико-экономическое сопоставление (в заданных конкретных условиях их применения) конкурирую­щих видов изделий, с тем чтобы обеспечить наиболее экономи­чески эффективным из них преобладающее развитие.

В настоящее время производство многих строительных мате­риалов еще отстает от их потребности в строительстве, и поэтому другой важной задачей является дальнейшее опережающее развитие промышленности строительных материалов, неуклонное снижение себестоимости их изготовления и удельных капиталь­ных вложений.

Себестоимость строительных материалов и конструкций сла­гается (по статьям калькуляции): из затрат на сырье, основные и вспомогательные материалы с учетом затрат на перевозку их до завода и внутризаводским транспортом; затрат на топливо и электроэнергию, а также другие виды энергетических ресурсов, необходимых для изготовления материалов; заработной платы производственных рабочих с начислениями на социальное стра­хование и оплату отпусков; цеховых расходов — заработной платы цехового административно-технического персонала и вспо­могательных рабочих с начислениями на нее; затрат на отопле­ние, освещение и вентиляцию цеха, на охрану труда, смазочные материалы, возобновление мелкого инвентаря и инструмента,, на текущий ремонт оборудования цеха и др; общезаводских расходов — заработной платы общезаводского персонала с на­числениями на нее; затрат на отопление, освещение и вентиля-' цию общезаводских зданий, например заводоуправления, гара­жа, затрат на текущий ремонт этих зданий и сооружений и обо­рудование в них.

В состав цеховых и общезаводских расходов входят также соответствующие амортизационные затраты по основным фондам (машины, механизмы, здания, сооружения, силовое и производ­ственное оборудование, транспортные средства и Др.). Часть

их необходима для периодически производимого капитального ремонта оборудования и зданий, без чего они не смогут прорабо­тать весь установленный для них срок службы, а другая часть — как отчисления на полное восстановление. Эти отчисления необходимы для того, чтобы к окончанию срока службы здания или оборудования накопить сумму, необходимую для возмещения его первоначальной стоимости.

Каждое из слагаемых себестоимости может быть существенно уменьшено. Наиболее значительное снижение себестоимости достигается при увеличении мощности завода. Так, при увеличе­нии мощности завода крупнопанельного домостроения с 35 до 140 тыс. м2 жилой площади в год себестоимость продукции снижается на 10%, а при увеличении мощности завода, выпуска­ющего мягкие кровельные материалы (толь, рубероид),— с 25 до 125 млн. м2, примерно на 15...20%.

Значительное снижение себестоимости сырья достигается использованием в качестве сырья отходов других производств, например металлургических или топливных шлаков, высокой механизацией добычи и транспортирования сырья, приближе­нием промышленных предприятий к источникам получения сырь­евых материалов.

Снижение затрат на топливо и энергию может дать значи­тельный экономический эффект, так как тепловая обработка полуфабриката является неотъемлемой частью производства многих строительных материалов. Этого снижения достигают строгим поддержанием заданной технологии сушки, обжига, автоклавной обработки и других тепловых процессов; использо­ванием отработанного тепла для отопления, горячего водоснаб­жения и других цеховых нужд и применением новых методов обработки полуфабрикатов, обеспечивающих экономию топлива и электроэнергии.

Снижение относительной величины заработной платы про­изводственных рабочих на единицу продукции (при росте средней заработной платы на одного рабочего) достигается механизацией и автоматизацией технологических процессов производства строительных материалов. Уменьшения цеховых и общезаводских расходов добиваются путем возможного сокращения штата цехового и общезаводского административно-технического и обслуживающего персонала и улучшения качества проводимых ремонтов.

Существенным резервом снижения себестоимости продукции является устранение брака.

Поскольку амортизационные отчисления составляют опре­деленную часть от капиталовложений, уменьшение их относи­тельной величины возможно только за счет снижения последних на основе сокращения удельных капитальных вложений и улуч­шения использования основных производственных фондов.

Величина удельных капиталовложений, т. е. затрат на созда­ние единицы прироста производственных мощностей или вы­пуска продукции, зависит прежде всего от мощности завода. Так, при увеличении мощности завода крупнопанельного домо­строения с 35 до 140 тыс. м2 площади в год удельные капи­тальные вложения уменьшаются почти на 40%, а увеличение мощности завода оконного стекла с 4...6 до 26...30 млн. м2 обес­печивает снижение их примерно на 20...25%. Это происходит в основном за счет сокращения удельных затрат на склады сырья и готовых материалов, транспортные связи, инженерные комму­никации (водопровод, канализацию, теплопроводы, электрохо­зяйство и др.), вспомогательные цехи, гаражи, котельную и пла­нировку территории. С возрастанием единичной мощности обо­рудования значительно снижаются удельная его стоимость и удельная кубатура соответствующего цеха.

Важным фактором уменьшения удельных капиталовложений является специализация производства, в результате которой сокращается число выпускаемых типоразмеров изделий, растет выпуск продукции, приходящейся на I руб. производственных основных фондов, и снижается себестоимость этих изделий. Специализация завода дает возможность осуществить изготовле­ние соответствующего материала или изделия по прогрессивным технологическим схемам. Во многих случаях при этом при­ходится выбирать наиболее целесообразную из нескольких возможных технологических схем, обеспечивающих наименьшую величину издержек производства.

Критерием экономической эффективности развития про­изводства строительных материалов и конструкций является степень снижения затрат общественного труда, имеющих место при их изготовлении, транспортировании и возведении из них зданий или сооружений. Однако общественный труд затрачива­ется и при эксплуатации зданий и сооружений (ремонт, отопле­ние и т. д.). Учет затрат труда на стадии эксплуатации обычно делают лишь в тех случаях, когда они на этой стадии суще­ственно различны по величине.

Непосредственное определение затрат общественного труда является в настоящее время весьма сложным, поэтому их ис­числяют косвенно в денежной форме как сумму капитальных затрат на организацию производства строительного материала (создание соответствующей сырьевой базы и возведение завода или цеха, на котором его будут вырабатывать) и себестоимости этого материала.

Промышленные предприятия, в том числе заводы строитель­ных материалов, должны приносить прибыль, которая в течение ряда лет окупит затраты, ранее сделанные на организацию про­изводства материалов. В настоящее время нормативный срок окупаемости капитальных вложений принят равным 8,3 года, и, следовательно, в каждый год должно окупаться примерно 12% произведенных капитальных вложений в производство. Поэтому при экономическом сопоставлении различных матери­алов следует складывать себестоимость (С) их годовой продук­

ции на заводе и 12% от капиталовложений (К) в заводы. Такая сумма называется приведенными затратами (П) и выра­жается формулой П = С + 0,12 К (руб.). Более целесообразным (при принятых значениях С и К) будет тот материал, для которого величина П минимальна.

Важным вопросом при определении экономической эффек­тивности мероприятий по внедрению новой техники. является выбор базы сравнения. На различных этапах освоения новых материалов выбор исходной базы будет различен. Так, на пред - проектной и проектной стадиях, когда решается вопрос, должно ли внедряться данное мероприятие и насколько оно прогрессивно, принимаются лучшие отечественные и зарубежные образцы.

После внедрения опытного образца и получения уточненных эксплуатационных показателей расчет экономической эффек­тивности осуществляется в сравнении с заменяемой техникой или наиболее часто применяемым в отрасли образцом (для рас­чета реального эффекта, получаемого народным хозяйством).

Если при использовании сопоставляемых материалов имеет место различная стоимость строительно-монтажных работ (на­пример, монтаж стеновых панелей или кладка стен из кирпича), то в величину приведенных затрат в соответствии с действу­ющими методами вводят затраты на производство строительных работ, а также величину капиталовложений строительно-мон­тажной организации на машины, механизмы и приспособления, необходимые для выполнения этих работ.

При различных затратах на эксплуатацию возведенной из сопоставляемых материалов конструкции приведенные затраты определяются с учетом эксплуатационных издержек.

Снижения затрат на эксплуатацию конструкции добиваются путем улучшения качества соответствующих строительных мате­риалов или изделий. Так, качество стеновых панелей опреде­ляет размер затрат на их ремонт и величину потерь через них тепла из помещений. Чтобы здания и сооружения имели оптимальные технические и экономические показатели и были эффективны в технико-экономическом отношении, экономисты - строители должны располагать широкими знаниями номенкла­туры строительных материалов и оптимальных условий их при­менения исходя из важнейших свойств материалов и иметь достаточные представления о технологии изготовления стро­ительных материалов. Задачей экономиста-строителя является овладение не только знаниями в области технологии изготовле­ния строительных материалов, но и наиболее целесообразными направлениями развития предприятий строительной индустрии.

Овладев комплексом этих знаний, инженер-экономист, специа­лизирующийся в области строительства, становится активным участником в совершенствовании строительного производства и технологии производства строительных материалов.