ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
на тему: «Проект цеха попроизводству полимерпесчаной черепицы». Производительностью 4018м3 вгод (1,96 млн. шт. в год)».
Введение
Общиесведения о полимербетонах
Средикрупнейших потребителей полимерных материалов на одном из первых мест стоитстроительная индустрия. Широкому применению полимерных материалов встроительстве способствуют не только высокая химическая стойкость, хорошиедекоративные свойства многих из них, но и сравнительная простота применения,технологичность и другие свойства. Следует, однако, отметить, что на многихпромышленных предприятиях в условиях сильного агрессивного воздействияповышенного давления и температуры термопластичные полимерные материалы быстростареют, а незаполненные термореактивные, имея высокий коэффициент температурныхдеформаций, отслаиваются от защищаемых конструкций. Как показывает практикаэксплуатации многих промышленных предприятий, защита строительных конструкцийполимерными покрытиями малоэффективна и во многих случаях не обеспечиваетнеобходимой надежности и долговечности сооружений.
В связи сэтим в самых разнообразных отраслях промышленности все ощутимей сказываетсяотсутствие строительных материалов, которые сочетали бы высокую химическуюстойкость с высокой прочностью и долговечностью.
Успехи химиив области синтеза полимеров открывают практически неограниченные возможностидля изготовления материалов с самыми разнообразными свойствами. Открытие новыхспособов синтеза и модифицирования полимеров позволяет получать новые видымономеров и олигомеров, сополимеров – блоксополимеров и привитых сополимеров.
В то же времянеобходимо отметить, что полимерные материалы, и в том числе синтетическиесмолы, еще сравнительно дороги и дефицитны, поэтому применение их встроительстве наиболее рационально в виде высоконаполненных композиций.Полимербетоны представляют собой новые эффективные химически стойкие материалы,у которых степень наполнения минеральными наполнителями и заполнителями доходитдо 90–95% массы. Эти новые материалы, созданные советскими учеными, стоят внеконкуренции с другими наполненными полимерными композициями по расходуполимерного связующего, которое составляет всего 5–10% общей массы полимербетона;естественно, стоимость такого материала сведена к минимуму. При сравнительнонебольшом расходе полимерного связующего на единицу массы полимербетоныобладают высокой плотностью, прочностью, химической стойкостью и многимидругими положительными свойствами. Соответствующий выбор связующего,наполнителей и заполнителей позволяет получать полимербетоны с высокимидиэлектрическими характеристиками или, наоборот, обладающие хорошейэлектропроводностью. Разработаны составы специальных бетонов с высокими защитнымисвойствами от различных излучений. При этом высокая степень наполненияпозволяет резко снизить усадку, которая становится равной усадке цементных бетонов,и существенно повысить модуль упругости, что позволяет применять такие бетоны внесущих и весьма ответственных конструкциях. Например, разработаны составытяжелых полимербетонов плотностью 2200–2400 кг/м3, имеющих предел прочности насжатие: на основе фенолоформальдегидных смол 40–60, карбамидных 50–80,полиэфирных 80–120 и фураново-эпоксидных до 160 МПа.
Эксплуатацияполимербетонных изделий и конструкций, в том числе различных емкостей,травильных и электролизных ванн, в производственных условиях при воздействиивысокоагрессивных сред показала их высокую надежность и эффективность. Срединаиболее интересных областей применения в зарубежной практике следует отметитьиспользование полимербетонов для изготовления труб, коллекторов, емкостей дляхранения агрессивных жидкостей, при строительстве подводных сооружений, ремонтеи восстановлении строительных конструкций. Новым и весьма эффективным являетсяупотребление полимербетонов (вместо металла) для изготовления корпусовредукторов, центробежных насосов и тому подобных изделий, а также станинвысокоточных станков.
В настоящеевремя в зарубежных странах для изготовления полимербетонов применяют около 10типов различных мономеров или олигомеров, которые в комбинациях смодифицирующими добавками позволяют получить более 30 разновидностейполимербетонов. Однако наибольшее предпочтение по-прежнему уделяетсяполимербетонам на основе полиэфирных и эпоксидных смол и мономераметилметакрилата.
Расчетыученых показали, что если принять условные энергозатраты на единицу массы припроизводстве бетона равными 1, то для полимербетонов они будут составлять 2,5,стали 5–7, фарфора для изоляторов 5–10 и алюминия 7,5–10. Если ввестикоэффициент экономической эффективности (отношение экономического эффекта отулучшения свойств к стоимости материала) и принять его равным 1 для обычногобетона, то для бетонополимеров этот коэффициент доходит до 3, а дляполимербетонов до 4 и выше. Эти данные подтверждают высокую экономическуюэффективность применения полимербетонов в различных отраслях промышленности истроительства.
Классификацияполимербетонов
Поиск путейповышения прочности, плотности, химической стойкости и долговечности бетона ижелезобетона привели к созданию обширной группы полимербетонов с добавкамиполимеров или на основе полимеров, названия которых складывались произвольно ибез должного обоснования. Например, цементные бетоны с добавками полимеров одниавторы называли полимерцементными, другие цементно-полимерными бетонами, подчеркивая,что полимерные добавки только улучшают свойства цементного вяжущего.Бесцементные бетоны на синтетическом связующем (полимербетоны) именовалисьщебеночными пластбетонами, пластобетонами, органоминеральными бетонами и т.п.Иногда полимербетонами называли полимеррастворы, мастики и другие подобныематериалы. Такая произвольно сложившаяся терминология вносила путаницу, аиногда и затрудняла понимание описываемых явлений.
По настоящейклассификации специальные бетоны с добавками полимеров или на их основе(П-бетоны) делятся на следующие виды:
минералополимерныебетоны (МПБ) – бетоны с минеральными наполнителями, обработанными полимерами;
полимернаполненныебетоны (ПНБ) кроме минеральных наполнителей и заполнителей содержат полимерныенаполнители;
модифицированныебетоны (МБ) – бетоны с малыми добавками полимеров;
фибробетоны(ФБ) – бетоны, армированные стальным, стеклопластиковым или полимернымволокном;
полимерцементныебетоны (ПЦБ) представляют собой цементные бетоны, в процессе приготовлениякоторых в смесь добавляют кремнийорганические или водорастворимые олигомеры иполимеры, водные эмульсии типа поливинилацетатной, водорастворимые эпоксидныесмолы и др.;
полимерсиликатныебетоны (ПСИБ) – кислотостойкие бетоны на основе жидкого стекла, в составкоторых в процессе приготовления вводят полимерные добавки. Введение в составтаких бетонов фурилового спирта или некоторых других олигомеров делаетполимерсиликатные бетоны практически непроницаемыми для растворов различныхкислот;
бетонополимеры(БП) – цементные бетоны, которые после завершения процессов твердения иструктурообразования подвергают сушке и пропитке различными мономерами илиолигомерами с их последующей радиационной пли термокаталитическойполимеризацией в норовой структуре бетона. Пропитка цементных бетоновмономерами или олигомерами обеспечивает возможность получения бетонополимеров,обладающих высокими плотностью и прочностью;
серные иполимерсерные бетоны (ПСБ) – высоконаполненные композиции на основерасплавленной серы с различными модифицирующими добавками и минеральныхзаполнителей и наполнителей без использования минеральных вяжущих и воды;полимербетоны – высоконаполненные композиции, полученные на основесинтетических смол или мономеров и химически стойких наполнителей изаполнителей без участия минеральных вяжущих и воды.
Кбетонополимерам с определенной натяжкой можно отнести и бетоны, пропитанныесерой. Пропитка цементных бетонов расплавленной серой позволяет получать серныеи полимерсерные бетоны с более низкими прочностными характеристиками, чем убетонополимеров, но стоимость серы в 10 раз ниже стоимости мономеров, а процесспропитки значительно проще.
Полимербетонысодержат в своем составе не менее трех фракций наполнителей и заполнителей:мелкодисперсные наполнители с размером частиц менее 0,15 мм, заполнители –песок с размером зерен до 5 мм и щебень с размером зерен до 50 мм. Вотличие от полимербетонов полимеррастворы не содержат в своем составе щебня,мастики содержат только одну мелкодисперсную фракцию наполнителя.
Учитывая, чтополимербетоны обладают более высокими положительными характеристиками посравнению с другими видами П-бетонов и нашли наибольшее практическое применениев различных отраслях промышленности, этим материалам в дальнейшем и уделяетсяосновное внимание.
Основныесвойства полимербетонов определяются химической природой синтетической смолы,видом и содержанием мелкодисперсной фракции наполнителей. Крупные фракциизаполнителей (песок и щебень), выполняя в основном роль скелета, влияют наосновные физико-механические свойства в меньшей степени. Поэтому длянеармированных материалов после слова «полимербетон» указывают сокращенное названиеполимерного связующего и вид мелкодисперсного наполнителя; для армированныхматериалов перед названием материала упоминают вид армирования, напримерполимербетон ФАМ на андезите, полимербетон ПИ на маршаллите, сталеполимербетонФАМ на аглопорите и т.д.
Полимербетонымогут быть получены как на основе термореактивных, так и термопластичныхполимеров. В то же время следует отметить, что полимербетоны, предназначенныедля изготовления несущих строительных конструкций, изготовляют в основном наоснове термореактивных смол, термопластичные же полимеры в большинстве случаевиспользуются для полимербетонов, которые применяют в защитных облицовках и ввиде декоративно-отделочных материалов.
Из большогоразнообразия термореактивных и термопластичных смол эпоксидные и полиуретановыесмолы еще дороги и дефицитны, поэтому полимербетоны на фурановых, фенольных,полиэфирных, карбамидных смолах и мономере ММА в настоящее время находятнаибольшее распространение. Особенно перспективны для несущих конструкцийлегкие химически стойкие полимербетоны, на пористых заполнителях с плотностью =1600… 1800 кг/ /м3 и прочностью на сжатие = 60…80 МПа. Все шире используютсяполимербетоны на фенольных и ацетоноформальдегидных смолах. Полимербетоны нафураново-эпоксидных компаундах типа ФАЭД применяются в гидротехническихсооружениях.
Весьмацелесообразны сверхлегкие теплоизоляционные полимербетоны для ограждающихконструкций на основе карбамидных смол и полиизоцианатных композиций сиспользованием в качестве легких заполнителей перлита и пеностекла с плотностьюр = 400…500 кг/м3 и прочностью на сжатие =5…6 МПа.
Удобоукладываемостьполимербетона так же, как и цементных бетонов, определяется жесткостью смеси.Жесткость полимербетонных смесей зависит от вида и принятого количествасинтетической смолы, от дисперсности наполнителя и соотношения между фракцияминаполнителя и заполнителей. По жесткости полимербетонные смеси можно разделитьна четыре основные группы. При этом меньшие значения количества смолы относятсяк тяжелым бетонам, а большие – к легким на пористых заполнителях.
Перспективыразвития технологии полимербетонных изделий и конструкций
Анализ опытакрупносерийного производства армополимербетопных изделий и конструкций позволилопределить основные направления разработки более современной технологииизготовления армополимербетонных изделий и конструкций.
Припроизводстве полимербетонов одним из наиболее энергоемких процессов являетсятермообработка. Переход па термообработку с использованием теплоты, получаемойв результате саморазогрева полимербетонной смеси, позволил сократить расходэлектроэнергии.
Исследованиянизкочастотного виброформования высоконаполненных композиций свидетельствуют,что формование достаточно эффективно для армополимербетонных конструкций идолжно найти более широкое применение на вновь строящихся цехах и заводах.Анализ различных способов отверждения полимербетонов показывает, что отвердениеполимербетонов в обычных условиях при температуре 18–20 °С в течение 28–30сут не может обеспечить максимально возможную полноту полимеризации полимерногосвязующего. Прогрев конструкций или изделий в течение 6–10 ч при 60–70 °Спосле суточной выдержки в обычных условиях также не обеспечивает необходимуюполноту отверждения.
Предложенныйспособ – суточное отверждение при 18–20 °С и 20–24-часовой сухой прогревпри 80 °С – позволил получить максимально возможную на практике степеньполимеризации для широкой номенклатуры армополимербетонных изделий иконструкций. Этот способ нашел применение на большинстве действующихпредприятий по производству таких конструкций. Однако общее время отверждениясоставляет 44–48 ч, что существенно усложняет технологический процесс иудорожает стоимость полимербетонных конструкций.
На основаниимногочисленных исследований предложен новый способ термообработки, которыйзаключается в следующем: после окончания формования полимербетонные изделиявыдерживаются в форме при 18 – 20 °С в течение 1,5–2 ч. К этомувремени под действием тепловыделения за счет экзотермической реакцииполимеризации полимерного связующего температура полимербетонной смесиповышается до 60–70 °С. Разогретое изделие вместе с формой помещают вкамеру термообработки, в которой температуру поднимают до 80 °С. Приэтой температуре изделие выдерживается 16–18 ч, после чего температураплавно снижается до 20–25 °С в течение 3–4 ч.
Однакопотенциальные возможности полимербетонных смесей далеко не исчерпаны, ипервостепенное значение приобретает разработка такого процесса отверждення,который позволит полностью отказаться от термообработки в специальных камерахпри сохранении всех необходимых характеристик полимербетонов.
Известно, чтотермореактивные синтетические смолы в процессе отверждения в зависимости отвида смолы выделяют от 250–300 до 420–580 кДж на 1 кг ненаполненной смолы илиот 60 000 до 140 000 кДж на 1 м3 тяжелого полимербетона.
Саморазогревцементных бетонов растянут во времени и происходит плавно в течение несколькихсуток, что затрудняет использовать метод термоса при отверждении цементныхбетонов. У полимербетонов реакции полимеризации или поликонденсации полимерногосвязующего протекают очень интенсивно и время саморазогрева составляет 1,5–2 ч.
Такойхарактер кинетики саморазогрева полимербетонных смесей и значительноеколичество теплоты, выделяемой при этом, позволяют весьма эффективно использоватьметод «термоса» для отверждения полимербетонных изделий и конструкций.
Результатыэкспериментальной проверки показали, что при отверждении полимербетонов наоснове ФАМ и ПН-1 объемом 0,15–0,20 м3 в форме, изолированнойфенольным пенопластом толщиной 100 мм, в результате саморазогреватемпература полимербетонной смеси подымалась до 90–100 °С, и сохраняласьна этом уровне более 24 ч. При формовании изделия объемом больше 0,2 м3и отверждении с использованием метода «термоса» температура саморазогрева можетпревышать 100 °С. При такой температуре саморазогрева в изделиивозможно появление температурных трещин.
Дляисключения трещинообразования предложен следующий способ отверждения сиспользованием метода «термоса». Изделие объемом более 0,2 м3формуют в обычной металлической форме и выдерживают в ней 1,5–2 ч. К этомувремени в основном заканчиваются процессы экзотермических реакций полимерногосвязующего, и смесь разогревается до максимально возможной температуры дляданного вида полимербетона и принятой массы. После этого форму устанавливают натермоизолированный поддон, накрывают крышкой «термоса» (термоизолированнымкожухом) и выдерживают в «термосе» 16–18 ч. Затем крышку снимают и изделиеостывает до температуры 20–25 °С.
Физико-механическиесвойства полимербетонов, отверждениых методом «термоса», практически неотличаются от аналогичных свойств полимербетонов, прошедших термообработку повышеописанным режимам.
Внедрениеэтого способа отверждения на вновь строящихся заводах позволит существенно снизитьсебестоимость полимербетонных конструкций, сократить расход электроэнергии иснизить капитальные затраты на строительство, так как отпадает необходимость вкамерах термообработки.
Высокиедиэлектрические характеристики полимербетонов обусловливают высокуюэффективность использования энергии токов высокой частоты (ТВЧ) и сверхвысокихчастот (СВЧ-энергии) для ускоренного отверждения мелкоштучных полимербетонныхизделий. При этом нагреваемый материал характеризуется в основном двумяпараметрами: диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла диэлектрическихпотерь. Электрическая энергия, выделяемая в виде теплоты, пропорциональнапроизведению этих величин, и называется фактором или коэффициентом потерь.
Экспериментальныеисследования показали, что при использовании серийных генераторов ТВЧ времяполного отверждения полимербетонных кубиков с ребром 50 мм составляет 25–30 мин.К недостатку этого способа относится сравнительно большой расходэлектроэнергии, поэтому использование генераторов ТВЧ в промышленности можнорекомендовать в основном для отверждения контрольных образцов.
Исследованиявлияния СВЧ-нагрева на скорость отверждения полимербетонов свидетельствуют, чтообщее время СВЧ-нагревя полимербетонных смесей не превышает 3–4 мин.Характерная особенность СВЧ-нагрева – возможность получения достаточно высокойпрочности при минимальном количестве отвердителя. Более продолжительноевоздействие СВЧ-нагрева (более 3–4 мин) снижает прочностныехарактеристики, особенно для составов с повышенным содержанием отвердителя, чтосвидетельствует о появлении в образцах термической деструкции.
Максимальныезначения прочностных характеристик и модуля упругости полимербетонов былиполучены уже при трехминутном воздействии СВЧ-нагрева. При использованииСВЧ-нагрева расходуется значительно меньше электроэнергии по сравнению снагревом ТВЧ. К недостатку этого метода следует отнести отсутствие промышленныхустановок, пригодных для использования на предприятиях по производствуполимербетонных изделий и конструкций.
Следуетотметить, что для тонкостенных конструкций, имеющих небольшую массу и большуюповерхиость теплоотдачи, большинство из приведенных способов термообработки(кроме СВЧ-нагрева) недостаточно эффективно. К числу таких полимербетонныхконструкций относятся декоративно отделочные плиты, подоконные доски,лестничные марши, малые декоративные формы и др. Поэтому изысканиепринципиально новых путей экономии энергозатрат на стадии термообработки весьмаактуально.
Для решенияэтой проблемы весьма перспективно использование солнечной энергии в южныхрайонах страны. Не останавливаясь подробно на принципиальных возможностях иэкономической целесообразности использования энергии солнца для термообработкицементных бетонов, необходимо отметить, что в отличие от цементных бетонов полимербетонытребуют сухого прогрева, и в этом отношении использование энергии солнцанаиболее предпочтительно.
Исследованияв области использования энергии солнца для термообработки полимербетонныхизделий еще недостаточно широко распространены. Однако испытания гелиокамерыдля конвейерной термообработки полимербетонных изделий показали ее высокуюэффективность и универсальность, а также хорошие физико-механическиехарактеристики получаемых изделий.
Гелиокамерасостоит из корпуса, оснащенного теплоизоляцией, двухслойного прозрачногопокрытия, конвейера и электронагревателей. В течение солнечного дня температурав такой камере колеблется от 60 утром до 90 °С днем. Такая температуравполне достаточна для отверждения тонкостенных изделий за время движения формывнутри камеры.
Технико-экономическаяэффективность применения полимербетонов в строительстве
Стоимостьполимербетонов в основном определяется стоимостью полимерного связующего. Помере развития химической промышленности и увеличения производства мономеров иолигомеров их стоимость будет непрерывно уменьшаться. Улучшается и качествовыпускаемых продуктов, что позволило разработать ряд новых видов полимербетоновна более дешевых фенолоформальдегидных, карбамидных и других смолах. Работы вэтом направлении будут продолжаться и в дальнейшем. В то же время, судя поопыту ценообразования на мировом рынке, это снижение имеет определенные пределыи цены на смолы останутся в 10–20 раз выше цен на минеральные вяжущие. Какпоказала экономическая оценка, сравнение стоимости синтетических смол состоимостью портландцемента или других вяжущих приводит к неправильным выводам.Так как в полимербетонах количество связующего составляет не более 10% по общеймассе, а трудозатраты на изготовление примерно те же, что и при изготовлениицементных бетонов, более правильное представление дает отпускная стоимость конструкций,выполненных из тех и других материалов.
Расчетыпоказывают, что конструкции из тяжелых армополимербетонов дороже аналогичныхжелезобетонных в 2–4 раза. В то же время более высокая прочностьармополимербетонов позволяет значительно сократить материалоемкость. Внекоторых случаях объем армополимербетонных конструкций можно уменьшить в 1,5–2раза по сравнению с железобетонными. При этом отпадает необходимость в многодельнойи дорогостоящей химической защите железобетонных конструкций. С учетом сниженияматериалоемкости и стоимости химической защиты исходная стоимость армополимербетонныхконструкций приближается к стоимости железобетонных конструкций, а в некоторыхслучаях она может быть и ниже. Если учесть, что в условиях интенсивноговоздействия агрессивных сред долговечность армополимербетонных конструкций в 3–5раз выше железобетонных с химической защитой, то станет очевидна высокая ихнадежность и рентабельность.
Анализвнедрения конструкций и изделий из армополимербетонов в различных отрасляхпромышленности и народного хозяйства показал высокую экономическуюэффективность таких конструкций.
Следуетотметить, что учет экономических факторов при разработке и внедрении новыхпроизводств, а также новых материалов и конструкций на их основе может датьреальную картину экономической эффективности лишь при условии, что он опираетсяна достаточно обоснованные закономерности, отражающие реальную взаимосвязьмежду затратами труда, материалов, энергии, качеством и стоимостью конечногопродукта.
Технологическийпроцесс изготовления изделий и конструкций из бетонов в зависимости от типапроизводства, вида принятого связующего и применяемого оборудования может иметьразличные варианты. Поэтому при организации производства и разработкетехнологии исходя из реальных условий необходимо выбрать такой процесс, которыйбудет обеспечивать необходимую производительность при наименьшей себестоимостии высоком качестве выпускаемой продукции.
Известно, чтодля конкретного цеха или предприятия, приступающего к выпуску новой продукциииз полимербетонов, организация производства начинается с проведения необходимыхнаучно-исследовательских работ, проектирования комплекса из стандартного инестандартного оборудования, его изготовления, наладки и завершающей стадии – пускапромышленного предприятия.
Экономическийэффект от внедрения нового прогрессивного оборудования или строительнойконструкции обусловлен несколькими источниками.
Первымисточником экономии является увеличение производительности предприятия.Дополнительный эффект от этого источника получит и народное хозяйство,поскольку увеличение производительности предприятия эквивалентно строительствудобавочной производственной мощности.
Вторымисточником эффективности является экономия материалов и энергии. Кромеэкономии, получаемой предприятием, народное хозяйство также получитдополнительный эффект, так как уменьшение потребления материалов и энергииэквивалентно строительству новых производственных мощностей, производящихматериалы и энергию.
Третьимисточником экономии является экономия рабочей силы, которая особенно ощутима вотдаленных районах. Четвертым источником эффективности является улучшениекачества продукции. Если себестоимость продукции непосредственно зависит откачества, то предприятие реально ощущает этот эффект. В большинстве случаевцена продукции от ее качества не зависит. При такой системе предприятие,стремясь к снижению себестоимости продукции, оказывается заинтересованнымскорее в ухудшении качества, чем в его улучшении. С позиции народного хозяйствакачество определяет ценность изделия для потребления, так как улучшение качестваувеличивает надежность и срок службы конструкции. В конечном итоге качествооказывается эквивалентным количеству. Взаимную связь количество – качествоможно характеризовать коэффициентом качества.
Непременнымусловием экономической эффективности внедрения нового промышленного предприятияявляется определенный срок окупаемости капиталовложений. При правильновыбранном технологическом процессе и соответствующем оборудовании срококупаемости, как правило, ниже нормативного времени и составляет не более двух –трех лет.
1.Технологическая часть
1.1 Требованияк сырью для черепицы
номенклатура бетон контролькачество
Предлагаемая технология производства полимерпесчанойчерепицы из полимерных отходов не предполагает очистку и глубокуюсортировку сырья. Предлагается лишь придерживаться соотношения 40–50/60–50 такназываемых мягких (полиэтилены) и жёстких (полипропилены, полистиролы, АБСпластики, ПЭТ и пр.) полимеров. В таком примерно соотношении отходы и находятсяна свалках.
НЕ подходят тугоплавкие полимеры(поликарбонаты, фторопласты) и резины. Легкоплавкие, типа ПВХ, могут частичновыгорать, но на качество полимерпесчаной черепицы это не влияет. Также выгораютпримеси (бумага, пищевые отходы), испаряется влага Кроме отходов полимеров впроизводстве черепицы требуется песок. Он используется как наполнитель и долженбыть сухим, просеянным без глинистых и пылевидных включений. Не имеет значения,какого цвета песок и происхождения. Допустимая фракция песка до 3х мм. Может ииспользоваться другой наполнитель, более доступный в выбранной местности, нопрежде промышленного его использования необходимо исследовать его влияние накачество продукции. Таким образом, эта невероятная новая технология получениястройматериалов из бесплатного сырья. Для производства песчано-полимерныхизделий необходимо иметь сырье: отходы полиэтилена (полиэтилен высокого низкогодавления), песок (фракция не более 3 мм) и краситель (неорганическийтермостойкий). Полиэтилен желательно использовать высокого и низкого давления(бытовые отходы полиэтилена-банки, канистры, пленка, пакеты, стрейч пленка).Идеальным решением будет приобретение готового полимера. Песок используетсяречной, мытый фракция до 3 мм. Если песок сильно сырой и разной фракциииспользуется пескосушилка
1.2Процесс производства
Подготовкаполимерпесчаной массы.
После первогоизмельчения отходы пластиков попадают в экструзионную машину, где под нагревомперемешиваются. Любой химик скажет, что это невозможно и ненаучно – перемешатьразнородные полимеры; всё равно, что смешивать керосин с водой. Но такая задачаи не ставиться – перемешивать полимеры на молекулярном уровне, достаточноперемешать отходы пластиков, используя свойства вязкости расплавленныхполимеров.
В структуреполимерных отходов большое место занимают плёнки полиэтилена и полипропилена.Они без измельчения добавляются в экструзионную машину.
Полученнуюполимерпесчанную массу с консистенцией дрожжевого теста оператор рукавицейснимает на выходе из экструзионного узла линии, и, сваляв руками шар (агломератдо 100 мм.), бросает в воду для охлаждения. Вынутый из воды, не совсемостывший, но уже затвердевший агломерат быстро сохнет, остывая.
Случается,что происходит перегрев полимерной массы, и она вытекает из экструзионки напол, пока оператор не выключит нагрев. Остывшая такая масса, затем пригодна дляиспользования. Весь остывший агломерат подвергается повторному измельчению вщепу с размером фракции до 1–10 мм. Таким образом, получается готовоесырьё для полимерно-песчаной смеси.
Получениеполимерпесчаной массы и формовка черепицы
Этот этаппроизводства плитки завершающий. Некоторые отделяют его от заготовительногоучастка, располагают в отдельном помещении. Кроме эстетических соображений(заготовка полимерной усреднённой смеси сопровождается выделением газов, итребует обеспечения вытяжки), имеются ещё и практические выгоды: прощеосуществлять контроль и учёт. А в случаях работы в исправительных учреждениях,просто необходим из-за режимности предприятия.
Смешиваниепеска, полимеров и красителей происходит в термосмесительном агрегате (АгрегатПлавильно-Нагревательный). Важно поддерживать массу смеси в АПН постоянной,добавляя по мере расхода готовой массы новые порции. Измельчённаяполимерпесчаная масса смешивается с песком и красителями в разных пропорциях взависимости от выпускаемой продукции. Для, например, черепицы это соотношение:24/75/1, а для тротуарной плитки может быть 5/94/1.
Соотношениепеска и полимеров влияет и на производительность – та масса, которая имеет всоставе больше песка и нагреваться будет дольше.
Это свойствоследует учитывать при расчёте себестоимости и учёте продукции.
Важнополучить качественную смесь – частицы песка должны полностью обволакиватьсяполимерами, без пробелов. Это достигается уникальной конструкцией вала,рассчитанной «Полимер технологией» г. Орска. Точнее не рассчитанной, авымученной опытными конструкциями и научными исследованиями. В результателопасти на валу расположены так, что при вращении вала скорость продвижениямассы разная в 3х зонах нагрева, что обеспечивает полный расплав полимера икачественное смешивание с наполнителем.
Кстати, вэтом узле мы видим некоторые недостатки конструкции, изменение которых ведёт кповышению производительности всей линии.
Такимобразом, полученная полимерно-песчанная масса с температурой на выходе около170–190 градусов и консистенцией тугого пельменного теста выдавливается из машиныпосле открытия заслонки. Оператор отрезает ножом необходимое количество,взвешивает на весах, и получив нужное (около 2-х кг.), обычным совкомукладывает в форму.
Форма,установленная на прессе с подвижной нижней плитой, охлаждается по-разному.
Верхняя частьимеет температуру около 80 градусов, а нижняя 45, или охлаждается как можносильнее, для быстрейшего формования черепицы (30–50 сек).
Это сделанодля создания глянца на наружной стороне полимерно песчаной черепицы, полимеркак бы выдавливается вверх, заполняя поры между наполнителем.
В этом ещёодин секрет технологии. Хотя такое неравномерное охлаждение может привести кизгибу черепицы, для чего она укладывается на стол охлаждения и прижимаетсягрузом до окончательной формовки. Для получения матовой поверхностиполимерно-песчаной черепицы достаточно охладить верхнюю форму также сильно, каки нижнюю. Это применяется для производства полимерно-песчаной брусчатки.Краситель может и не добавляться, и изделие получается серым по цвету, какбетон.
2. Производственнаямощность предприятия и режим работы
Производственнаямощность предприятия равна 1.96 млн. штук цементно-песчаной черепицы в год.Принимаем следующий режим работы:
– количестворабочих суток в году 262;
– количестворабочих смен в сутки 1;
– длительностьрабочей смены 8 часов.
Годовой фонд рабочего времени определяемпо формуле:
/>, ч
где CP – расчетное количество рабочих суток в году;
с– продолжительность смены, ч;
п– количество смен.
/>, ч
Годовой фонд времени работыосновного технологического оборудования находим по формуле:
/>, дней
где Kоб – коэффициент использования оборудования, Kоб = 0,943.
/>, дней.
Годовой фонд работы основноготехнологического оборудования определяем по формуле:
/>,ч
/>,ч
Результат расчёта режимарабочего цеха сведём в таблицу 2.
Таблица 2. Режим работы цехаНаименование цеха Количество смен в сутки Количество дней в году Длительность рабочей смены, ч Коэффициент использования оборудования Годовой фонд рабочего времени, ч Годовой фонд эксплуатационного времени, ч Формовочный 1 262 8 0,943 2096 1977
Исходя из принятого режимаработы цеха, производим расчёт производственной программы изделий иполуфабрикатов.
Определяем суточную,сменную и часовую производительность по формуле:
– суточная и сменнаяпроизводительность:
/>, м3.
где Пгод – годовая производительность цеха, Пгод= 8200 м3/год.
/> м3.
– часовая производительность:
/> м3.
/> м3.
Далее производим расчет производственной программы по отдельнымтехнологическим переделам с учетом потерь, результаты сводим в таблицу 3.
Таблица 3: Производственная программа заводаНаименов. технол. передела Единица измерения Произв. Потери от брака, % Производительность В год В сутки В смену В час
Транспортировка
Формование
/>
/>
0,5
0,5
4058,2
4038,1
15,49
15,41
15.49
15,41
1,93
1,92
3. Потребность в сырье предприятия
Расчет потребности в сырьевых материалах выполняется с учетомпроизводственной программы и удельного расхода сырья. На 1м2 готовойпродукции из расчёта песок/ пластик/ пигмент 75/24/1 приходится 803 кг песка 268кг пластика и 11 кг пигмента «Bauer» Результаты представлены в таблице 4. 2,02м2продукции=1000 шт. черепицы.
Таблица 4: Потребность в сырьевых материалах.Наименование сырья Удельный расход сырья на тыс. шт. чер. Расход, кг в час в смену в сутки в год Пластик жёсткий 277,38 259,4 2075,5 2075,5 543772 Пластик мягкий 277,38 259,4 2075.5 2075,5 543772 Песок 1662,21 1554,7 12437,3 12437,3 3258574 Пигмент 22,77 21,3 170,37 170,37 44638
4. Расчёти подбор технологического оборудования
1. Дробилкарадиальная/>Дробилка радиальная – измельчитель пластика. Предназначенадля измельчениятвёрдых отходов полиэтилена (банки,бутылки, канистры и другие отходы полимеров) с толщинойстенки не более 8 мм.
Для переработки пленки и пленочныхотходов необходимо использовать агломератор.
Использование радиальнойдробилки позволяет сэкономить на полимере, т. к. стоимость отходовполимера на порядок ниже стоимости готового полимера.Табл. 5 Технические характеристики дробилки:Производительность 100 кг / час Установленная мощность 5,5 кВт Размер загрузочного проема 250 х 400 мм х мм Общее количество ножей 22 штук – подвижных 20 штук – неподвижных 2 штук Габаритные размеры 795 х 770 х 1300 мм х мм х мм Масса 500 кг
2. Агломератор
/>
Агломератор предназначен дляпереработки пленки и пленочных отходов полиэтилена вгранулы, с целью их вторичной переработки. Полученные гранулы используют впроизводстве полимерпесчаных материалов. Для переработки твердыхотходов полимера и пластика используют радиальную дробилку.
Использование агломератора позволяетсэкономить на полимере, т. к. стоимость отходов полимера на порядок нижестоимости готового полимера.Табл. 6. Технические характеристики агломератораПроизводительность 50…100 кг / час Величина получаемых гранул 2…8 мм Частота вращения ротора 1500 об / мин Общая мощность установки 30 кВт Напряжение 380 В Габаритные размеры д х ш х в 1800 х 950 х 1465 мм х мм х мм Размер загрузчоного проема 200 мм Общее количество ножей 12 шт. – подвижных 4 шт. – неподвижных 8 шт. Масса 400 кг
3. Пескосушилка
/>
Пескосушилка – установкадля просеивания и просушки песка с целью дальнейшего использования сухого пескас фракцией не более 3 мм. Исходным материалом является песок сестсественной влажностью ГОСТ 8736–77, очищенный от посторонних предметов.
Является вспомогательным оборудованием влинии МАСТЕК-Полимерпласт. Используется при не возможности приобретатьпесок с фракцией до 3 мм и обычной влажности.Табл. 7. Технические характеристики пескосушилкиПроизводительность 150…300 кг / час Величина фракции песка на выходе, не более 3* мм Входящая влажность песка любая Влажность песка на выходе, не более 1 % Частота вращения барабана 4 об / мин Общая мощность установки 9 кВт Температура нагрева камеры 120
о Время разогрева камеры 40 мин Время сушки 10…12 мин Количество загружаемого материала 50 кг Габаритные размеры, д х ш х в 2475 х 950 х1465 мм х мм х мм Масса 1000 кг
4 Экструдер
/>
Экструдер – установка дляперемешивания и разогрева компонентов полимерпесчаногокомпозита (песок, полимер, краситель) и получения однороднойтестообразной массы (термопласткомпозита), с определеннойтемпературой.Основные преимущества экструдера.
· полностью автоматическое управление нагревом – автоматическийпроцесс контроля за температурой контролерами при приготовлениитермопласткомпозита, исключается человеческий фактор (ошибки в технологиинагрева), экономия эл. энергии
· индукционный нагрев, нагрев происходит с помощью трех индукционныхкатушек (отличие индукционного нагрева от нагрева ТЭНами:высокая терморегуляция во всем объеме смеси, абсолютно безинерционная система(тэны после отключения продолжают нагревать смесь и происходит нарушениетехнологии), равномерный нагрев смеси по диаметру со всех сторон иизнутри от шнека (тэны греют односторонне), большой ресурс работы,(катушки вечные, в отличии от ТЭНов, которые необходимо периодически менять), экономичныйрасход эл. энергии)
· большая производительность по готовой массе (приготовленного термокомпозитахватает для работы более двух прессов), это связанно с большим диаметромтрубы (камеры перемешивания) и ее длиною
· малый расход эл. энергии, за счет эффективной схемы нагрева и ееполной автоматизации (полностью соответствует выбранному президентом Россииприоритету развития российской экономики – ВЫСОКОЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ!)
· мощный надежный привод и шнек, вынесенныенеобслуживаемые подшипниковые узлы. Шнек покрыт изностойким наплавомТабл. 8 Технические характеристики экструдераПроизводительность по готовой массе 500…600 кг / час Скорость вращения шнека 25 об / мин Диапазон регулирования температуры 100…400 град Погрешность температуры 0,1 град Направление вращения шнека по часовой стрелке со стороны редуктора Общая мощность установки экструдер: 37 кВт – мощность привода экструдера 11 кВт – мощность индукционных нагревателей 24 (8 х 3) кВт Напряжение питания \ Частота 380 \ 50 В \ Гц Габаритные размеры д х ш х в 4200 х 680 х 1200 мм х мм х мм
5. Прессформовочный
/>
Пресс формовочный с усилием 100тонн и разными размерами рабочего стола – основной элемент оборудованиядля производства черепицы и полимерпесчаных материалов. Полученная масса вэкструдере перемещается в пресс-форму, дальше происходит формованиематериалов (время формования зависит от вида изготавливаемого материала),после формовки изделие выпрессовывается из пресс-формы (пресс-форма спринудительным охлаждением) и укладывается на стол для дальнейшеговылеживания.
Если у Вас есть пресс с усилием 100тонн, то Вы можете использовать его.Табл. 9 Технические характеристики на пресс формовочныйНоминальное усилие пресса 100 тс Ход ползуна 400 мм Размеры стола 630 х 630 мм х мм Цикл работы полуавтоматический Установленная мощность 5,5 КВт Габаритные размеры 1740 х 1185 х 2780 мм х мм х мм Масса 2750 кг
Расчётоборудования производим в порядке установки отдельных машин в технологическомпотоке от подачи сырья до выхода готовой продукции, основываясь на данных производственнойпрограммы по каждому технологическому переделу.
Формула длятехнологического расчёта оборудования имеет вид:
/>
Пм –количество машин подлежащих установке, шт.
Пm – требуемая часоваяпроизводительность по данному технологическому переделу.
Пп –паспортная производительность.
Квп –0,8.
Дляобеспечения часовой программы по дробилкам радиальным устанавливаем формуле определяемтребуемое количество дробилок:
/>, принимаем 4 шт.
Дляобеспечения часовой программы по агломераторам:
/>, принимаем 4 шт.
Дляобеспечения часовой программы по пескосушилкам:
/>, принимаем 7 шт. (принеобходимости сушить весь песок).
Дляобеспечения часовой программы по экструдерам:
/>, принимаем 5 шт.
Таблица 10. Ведомостьоборудования цехаНаименование и краткая хар-ка оборудования Количество Примечание 1. Дробилка радиальная 4 N=5,5кВт 2. Агломератор 4 N=30кВт 3. Пескосушилка 7 N=9кВт 4. Экструдер 5 N=11кВт 5. Пресс формовочный 5 N=5,5кВт
5. Стандартизация
Главнымицелями и задачами стандартизации является повышение эффективности труда,повышение качества готовой продукции, полная автоматизация, повышение уровня потехнике безопасности на производстве.
Изготавливаемаяпроектируемым цехом черепица стандартна. В цехе производится серия однотипных элементов.Технологический процесс при этом совершенствуется, снижается трудоёмкостьизготовления и стоимость изделий, улучшается их качество.
Принятое дляработы в цехе оборудование стандартное.
На протяжениивсего технологического процесса осуществляется контроль за выполнениемопераций. Согласно действующим стандартам контролируется также качество готовойпродукции.
6. Контрольтехнологического процесса и качества готовой продукции
Производственныйконтроль на заводах подразделяется на 3 вида: входной, пооперационный,выходной.
Входнойконтроль позволяет исключить из технологического процесса материалы,неудовлетворяющие требованиям ГОСТов и тем самым снизить количество некачественнойпродукции.
Пооперационныйконтроль позволяет выявить нарушения технологических режимов на стадииизготовления изделий и снизить возможность появления брака.
Выходнойконтроль позволяет не допустить появления некачественной продукции и поставкиеё потребителю.
Производственныйконтроль изготовления панелей приведён в таблице 11.
Таблица 11.Контроль технологического процесса и качества готовой продукции.Контролируемые параметры Периодичность Методика контроля Место отбора проб Исполнитель Входной контроль
Пигмент:
– наличие паспорта.
– соответствие цвета
– соответствие хим. состава
Каждая партия.
То же
Визуально.
Хим. анализ
Склад
То же
То же
ОТК
Лаборатория
То же
Заполнители:
– наличие паспорта
– зерновой состав.
– водопотребность песка.
– влажность.
– пустотность.
Каждая партия
То же
То же
То же
То же
Соответствие паспортным данным.
Рассев на стандартных ситах.
.Высушивание до пост. массы
Расчётом
Склад
То же
То же
То же
То же
ОТК
Лаборатория
То же
То же
То же Контролируе мые параметры Периодичность Методика контроля Место отбора проб Исполнитель
Пластик
– Наличие недопустимых включений
– Соотношение твёрдых и мягких пластиков
Каждая партия.
То же
То же Визуально, выборка
Склад
То же
ОТК
Лаборатория
То же Пооперационный контроль -консистенция расплавленной массы Каждая загрузка экструдера Пробная выборка Цех Оператор экструдера температура массы Каждая загрузка экструдера Термометром Цех. 1. Мастер ОТК. Охлаждающая температура подушек пресса 2 раза в смену. Термометром Цех. Мастер ОТК. Выходной контроль Наличие дефектов на черепице В течение всего формования Визуально склад Лаборант, ОТК /> /> /> /> /> />
7. Охранатруда
Правилатехники безопасности должен знать и тщательно соблюдать каждый рабочий напроизводстве.
Вопросыобеспечения нормальных санитарно – гигиенических условий труда на предприятиях являютсяважнейшими, они закладываются ещё при проектировании завода и должны строгособлюдаться при его эксплуатации.
В цехе должнапредусматриваться естественная или принудительная вентиляция.
Уровень шумаи вибрации на рабочих местах не должен превышать допустимые пределы, иначе –должны приниматься меры по снижению уровня шума.
Оборудованиеи отдельные его механизмы, являющиеся источником выделения пыли, должны бытьукрыты и максимально герметизированы. Пыль, пар, вредные газы, выпускаемые ватмосферу должны быть подвергнуты эффективной очистке. Также необходимопредусматривать естественную или принудительную вентиляцию.
Длявыполнения противопожарных требований необходимо:
– обеспечитьвозможность подъезда пожарной машины с любой стороны,
– использоватьсети водоснабжения для огнетушения, для чего во всех сетях должны быть пунктыпожарного водозабора,
– обеспечитьвсе объекты первичными средствами огнетушения,
– должнабыть обеспечена возможность безопасной эвакуации.
8.Технико-экономические расчёты и основные показатели
Расчётпотребности в энергоресурсах
Дляопределения расхода электроэнергии используем технические характеристики основногои транспортного оборудования.
Для каждоговида оборудования определяем коэффициент загруженности, который отражаетиспользование мощности двигателя, установленного при данном оборудовании взависимости от степени загрузки его в период работы. Если оборудованиезагружается полностью в соответствии с технической характеристикой, то этот коэффициентравен 1. Величину этого коэффициента определяем по формуле:
/>
где Пф, Пт –производительность оборудования фактическая и техническая.
/> — коэффициент, зависящий отстепени загрузки оборудования.
Коэффициентиспользования двигателя по времени (/>)отражает отношение времени фактической работы оборудования в смену к продолжительностисмены.
Результатырасчёта сведены в таблице 12.
Таблица 12.Ведомость оборудования цехаНаим. оборуд.
Кол-во
ед-ц. Мощность, кВт
Ки
К3
Час. расход эл. эн. с учётом Ки и К3 Расход эл-эн., кВт Ед-цы общая В смену В сутки В год 1. Дробилка радиальная 4 5,5 22 0,7 0,64 9,86 78,88 78,88 20666,6 2. Агломератор 4 30 120 0,8 0,64 61,44 491,62 491,62 128778,2 3. Пескосушилка 7 9 63 0,8 0,74 37,3 298,4 298,4 78172,4 4. Экструдер 5 11 55 0,7 0,7 269,5 2156 2156 564872 5. Пресс формовочный 5 5,5 275 0,8 0,7 154 1232 1232 322784
Штатнаяведомость цеха
Штатнаяведомость цеха включает явочный состав производственных рабочих и цеховойперсонал.
Штатнаяведомость цеха представлена в таблице 13.
Таблица 13.Штатная ведомость цехаНаименование профессии Количество рабочих Длитель-ность смены, ч Кол-во чел.-час 1 см 2 см 3 см Всего В сутки В год Производственные рабочие.
1. Оператор дробилки
2. Оператор агломератора
3. Оператор пескосушилки
4. Рабочий экструдера
5. Рабочий пресса
6. Контролёры-браковщики.
7. Слесарь.
8. Дежурный электромонтёр.
Итого:
4
4
2
5
5
2
1
1
-
-
-
-
-
-
-
4
4
2
5
5
2
1
1
24
8
8
8
8
8
8
8
8
32
32
16
40
40
16
8
8
8384
8384
4192
10480
10480
4192
2096
2096
50304 Цеховой персонал.
1. Начальник цеха.
2. Мастер смены
3. Уборщица.
Итого:
1
1
1 -
-
-
-
1
1
1
28
8
8
8
8
8
8
2096
2096
2096
56592 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Технико-экономическиепоказатели работы цеха
Трудоёмкостьпроизводство единицы продукции определяется по формуле:
/> (21)
где, З –годовой объём чел.-час отработанных производственными рабочими.
П – производительностьцеха, />.
/>
Производительностьтруда определяется по формуле:
/> (22)
где, Пг –годовая производительность цеха, />.
К –количество производственных рабочих.
/>/>
Удельныйрасход электроэнергии определяется по формуле:
/> (23)
Энерговооруженностьопределяется по формуле:
/> (24)
где, n – число производственныхрабочих.
/>
Всепоказатели сведены в таблице 14.
Таблица 14.Технико-экономические показатели цехаНаименование показателей Ед-цы измерения Количество единиц измерения
1. Трудоёмкость выработки единицы продукции.
2. Производительность труда.
3. Удельный расход эл. энергии.
4. Энерговооруженность.
5. Производительность.
6. Съём с единицы производственной площади цеха:
/>
/>
кВт /м3
кВт/чел.
/>
/>//>
21,51
167,4
277,57
46469,7
4018
Съём сединицы производственной площади цеха:
/>
9. Разработкастроительного генплана
Мероприятия,обеспечивающие оптимальное размещение цехов
Проектированиегенерального плана завода, расположение зданий и сооружений, а такжетранспортных путей на территории завода построено таким образом, чтодостигается наибольшая экономичность и целесообразность производственных процессовна минимальной территории. Завод разделен на предзаводскую, производскую,подсобную и складскую зоны.
Впроизводственной зоне расположен главный производственный корпус. Насосная,котельная, компрессорная располагаются в подсобной зоне. В предзаводской зонерасположены: административно-бытовой корпус, гараж, стоянки служебного иличного транспорта. Склады цемента и готовой продукции расположены в складскойзоне. На территории завода один основной выезд. Ширина проезжей частисоставляет не менее 5 метров.
Производственнаязона и складская зона находятся в непосредственной близости друг от друга, чтопозволяет сократить транспортные потоки.
Территорияпредприятия озеленена деревьями, кустарниками, многолетними травами и газонами.Озеленение рассчитывалось как одно из средств уменьшения вредностей, связанныхс производственной деятельностью предприятия: уменьшением шума, защитойпешеходных путей от пыли, а также стен и окон зданий от перегрева, улучшениемусловий труда и отдыха рабочих.
Основныепроизводственные цеха (длина х ширина х высота, м):
1) Главныйпроизводственный корпус (110х25х12);
Вспомогательныепроизводства, здания и сооружения:
1) административноездание (28х17х8);
2) бытовоездание (13х5.5х5);
3) стоянкадля л/а (32х18);
4) Котельная(12х8х5);
5) Компрессорная(12х14х5);
6) Столовая(14х13х4);
7) Гараж(20х14х5)
Складскаязона:
1) Склад ГСМ и комплектующих(43х26х8);
2) Склад сырья (72х107х8);
3) Открытый склад сырья I (95.5x110);
4) Открытый склад сырья II (200х115).
Технико-экономическиепоказатели генерального плана:
1) площадьтерритории предприятия
/> м2;
2) площадьзастройки
/>
3) площадьпод автомобильные дороги
/> м2;
4) площадьозеленения
/> м2;
5) коэффициентиспользования территории
К=/>%.
10. Бизнес-планизготовления полимер-песчанной черепицы
Полимер–песчаныеизделия – это изделия, произведенные с использованием отходов полимеров(полиэтиленовые пакеты и ПЭТ-бутылки).
Выгодно лизаниматься этим производством и насколько быстро оно окупится?
Основныеформы полимер-песчаных изделий – это облицовочная и тротуарная плитка,бордюрный камень, черепица и изредка канализационные люки.
Полимер-песчаныеизделия обладают рядом полезных свойств:
Высокой ударопрочностью(по сравнению с цементно-песчаными изделиями) – они не бьются при монтаже, ипри транспортировке;
долговечностью– срок их службы превышает 100 лет;
легкостью – полимер-песчаныеизделия в два раза легче цементно-песчаных аналогов;
дешевизна;
нераспространение пламени и электричества;
устойчивостьк воздействию внешней среды – они выдерживают перепады температуры от -60 до+200 градусов, устойчивы к воздействию ультрафиолета, хорошо поглощают звук, ив этом их преимущество перед металлическими кровлями. Полимер-песчаная черепицане впитывает влагу, хорошо моется, не накапливает снега, до 30-ти лет сохраняетпервоначальный цвет.
В Европе – этополимер-песчаная черепица ANDERA, получившая признание на разных выставках иодобрение Шведской ассоциации потребителей (SVK).
Технология производстваполимер-песчаных материалов очень проста. Они состоят из полимера песка икрасителя. Соотношение для черепицы – 24/75/1, для тротуарной плитки – 5/94/1.
Для работывам будут нужны мягкие (пакеты, полиэтиленовая пленка) и жесткие (полистирол,полипропилен, ПЭТ-бутылки) полимеры. Их соотношение – 50/50. Нельзяиспользовать резину и тугоплавкие полимеры – поликарбонат, фторопласт.
Сырье длябизнеса можно найти на обычной свалке или пунктах приема вторсырья. Можнопокупать отсортированные и очищенные отходы, но это обойдется значительнодороже, да и нужды большой в этом нет, потому что бумага и пищевые отходывыгорают и не окажут никакого влияния на качество продукции.
1 тоннанеочищенных отходов в среднем по России – 3 тыс. рублей.
В качественаполнителя для готовой продукции используется песок. Влажность песка должнабыть не более 10%, а содержание глины не более 20%. Допустимая фракция – до 3 мм.
1 тонныпросеянного сухого песка стоит в среднем по России – 300 рублей.
Третийкомпонент – это краситель «Bayerferrox» (компания Bayer). Его средняя стоимость– 90 руб./кг. Если работать без красителя то готовое изделие будет иметь серуюокраску (бордюрный камень, тротуарная плитка).
Основныеэтапы технологического процесса:
Дроблениеполимерных отходов. Используем аппарат – дробилка полимеров ПТ 2003.00.000(производительность 900 кг/час).
Полученнуюмассу помещаем в экструзионную машину (Экструзионная машина ПТ 2004.00.000производительностью 85 кг/час), там полимеры нагреваются и перемешиваются.Готовая масса остывает и слегка затвердевший конгломерат вновь помещается вдробилку для получения уже мелкой однородной фракции до 10 мм.
Полученнаямасса полимера, приготовленный песок и краситель смешивается и засыпается вагрегат плавильно-нагревательный (АПН ПТ 2002.00.000 производительностью 250 кг/час).Этот этап – самый ответственный, здесь происходит смешивание, нагревание массыи обволакивание каждой частицы песка полимером. Это достигается своеобразнойконструкцией вала, лопасти которого продвигают массу с разной скоростью в трехзонах нагрева, и это приводит к качественному перемешиванию массы.
Полученнуюмассу консистенции тугого пельменного теста помещаем в формовочный пресс, таммассу кладем в пресс-формы, и под давлением (250 тонн) она охлаждается. Дляполучения тротуарной плитки масса охлаждается равномерно. Для получениячерепицы, для придания ей блеска нижняя часть формы охлаждается быстрее, чемверхняя.
Средняяпроизводительность такой производственной линии составляет 100 кв. м в сутки(две рабочие смены по 8 часов).
Для производствавам потребуется помещение площадью от 150 кв. м с приточной вентиляцией. Высотапотолков – 4 м. Аренда такого помещения обойдется вам в среднем 15 тыс.руб./месяц.
Так какпродукция и оборудование своеобразны и нестандартны, сертификатов и лицензиидля производства не требуется.
Расчеты на100 м2 продукции:
полимер 520кг х 3 р/кг = 1560 рублей
песок 1580 кгх 0,3 р/кг = 474 рубля
краситель12,5 кг х 100 р/кг = 1250 рублей
электричество25 кВт х 16 часов х 1,8 р/кВтч = 720 рублей
зарплата – 8человек по 8000 р. = 64000 рублей в месяц: 30 =2133 рубля
водоснабжение– 100 рублей в день
арендапомещения – 15000: 30 = 500 рублей в день
транспортныерасходы – 300 рублей в день (рассчитываются индивидуально).
Итогосебестоимость 100 м2 готовой продукции составит 7037 рублей.
Стоимостьготовой продукции по разным производителям 250–400 рублей за 1 кв. м. Чтобызарекомендовать себя и войти в рынок нужно взять нижнюю цену – 250 рублей за 1 кв.м. Следовательно, 100 кв. м. мы продадим за 25 тыс. рублей. Чистый доход завычетом себестоимости – 17963 руб. в сутки.
Средняястоимость производственной линии полимер-песчаных материалов (по разнымпроизводителям) – 900 000 рублей + 100 000 на транспортировку.
Следовательно,окупаемость линии при средней загруженности и работе в две смены – 1 000000:17963 = 55 рабочих дней (3 календарных месяца).
Далее делаетезаказ на изготовление всего оборудования по приобретенным чертежам на любоминструментальном предприятии или машиностроительном заводе в вашем городе. Срокизготовления всей линии зависит от мощностей завода и, как правило, непревышает 2 месяцев, и при этом ее производство будет стоить нам не более 200тысяч рублей.
Подсчитаемокупаемость: (200000+20000 за чертежи): 17963 = 12,2 раб. дня.
То есть срококупаемости при выборе этого способа получения оборудования уменьшится почти впять раз.
Такимобразом, производить полимер-песчаные материалы крайне выгодно и начать бизнесдостаточно просто. К тому же производство полимер-песчаных изделий – это эффективноерешение проблемы пластикового мусора.
Характеристикаотдельных видов кровельных материалов в общем объеме кровельных покрытий
Кровельный сегмент
Материал
Преимущественная сфера применения
Объем рынка (млн. кв. м)
Доля рынка
Доля в общем объеме скат-ных крыш (%)
Рыночная характеристика Мягкая рулонная кровля Рубероид и другие рулонные битуминозные материалы Многоквартирное домостроение, промышленные и социальные объекты 560 38,5 – Рост – 4–5% Листовая кровля Кровельное железо и профнастил Многоквартирное и частное домостроение и промышленные объекты 70 (КЖ) + 80 (ПН) = 150 10,3 16,8 Рост – 15% в год Металлочерепица частное домостроение (нижний и средний ценовой сегмент) 50 3,4 5,6 Средние темпы роста Асбестоцементные листы (шифер) Многоквартирное и частное домостроение (нижний ценовой сегмент) 645 44,4 72,2 Стабильный рынок «Еврошифер» и его аналоги Частное домостроение (средний ценовой сегмент) и промышленное строительство 40 2,8 4,5 Средние темпы роста – 10–11% Черепичная кровля (штучная) Битумная черепица Загородное домостроение (средний ценовой сегмент) 7 0,5 0,8 Высокие темпы роста Керамическая черепица Загородное домостроение (верхний ценовой сегмент) 1,9 0,1 0,2 Рост – 10%
Заключение
Спроектированныйв работе цех, удовлетворяет заданной годовой программе – 4018 м3/год. Приведенные технико-экономические показатели позволяют говорить обэффективности принятых технических решений и о целесообразности производства полимерпесчанойчерепицы экструзионно-прессовым способом.
В результатепроектирования были получены следующие технико-экономические показатели:
– трудоёмкостьвыработки единицы продукции 1,52 />
– производительностьтруда 1296,3/>
– удельныйрасход электроэнергии 26,44 />
– энерговооруженность29856,4 кВт/чел.
– съём сединицы производственной площади 0.04 />.
Литература
1. Монфред Ю.Б. Организацияи планирование производства строительных конструкций. М.: Высшая школа, 1995 –322 с.
2. Дикман Л.Г. Организация,планирование и управление строительным производством. Учебник для строительныхвузов. М., Высшая школа, 1976
3. Технологическийрегламент на процесс производства цементно-песчаной черепицы БРААС. ТР – 41546053–1–1–2005
4. Технические условия напроизводство цементно-песчанной черепицы ТУ 5756 – 002 – 41546053 – 03 (взаменТУ 5756 – 001 – 41546053 – 98)
5. Дикман Л.Г. Организациястроительного производства / Учебник для строительных Вузов / – М.: ИздательствоАСВ, 2003. – 512 стр.