Бормотов А.Н. Полимерные композиционные материалы для защиты от радиации

Подождите немного. Документ загружается.

Технология изготовления полимерных композитов специального назначения

251

Фонд оплаты труда (ФОТ) производственного и административно-

управленческого персонала приведен в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Расходы на заработную плату

Должность, профессии

Количество,

чел.

Оклад,

руб.

ФОТ в ме-

сяц, руб.

Административно-управленческий персонал

Директор 1 5000 5000

Мастер 1 4000 4000

Бухгалтер 1 3000 3000

Технолог 1 3000 3000

ИТОГО ФОТ: 15000

Производственный персонал

Дозировщик 3 3500 10500

Рабочий мельницы 2 3000 6000

Крановщик (водитель подъемника) 2 3500 7000

Формовщик 4 3000 12000

Рабочий склада сырья 1 2000 2000

ИТОГО ФОТ: 37500

ИТОГО ФОТ на 1 м

бетона: 52,3

Расчет затрат произведен, исходя из мощности производства радиа-

ционно-защитного полимербетона:

 в сутки − 50 м

;

 в месяц − 1000 м

;

 в год − 12000 м

Транспортные расходы рассчитаны из условия доставки сырья арен-

дованным транспортом, периодичности поставок, пробега и стоимости

аренды.

При расчете амортизации основных фондов применены следующие

нормы:

 здание − 5%;



оборудование − 8%.

Расходы на содержание оборудования заложены в расчет ориенти-

ровочно в сумме 500 руб./месяц.

Расходы на содержание здания включают:

Глава 7

252

 отопление − 0,63 ГДж на 1 м

продукции;

 электроэнергия (непроизводственное потребление) − 40 кВт/ч;

 вода, канализация − 10 м

/ч.

Налоги:

− на пользователей автодорогами − 1% от выручки;

− на имущество − 2% годовых от стоимости имущества;

− отчисление за загрязнение окружающей среды − 5,0 тыс.

руб./год.

Прочие расходы включают расходы на горюче-смазочные материалы

(ГСМ), другие непредвиденные расходы начисляются исходя из суммы

500 руб./сут. Учитывая сложившиеся затраты и с учетом рентабельности и

налога на добавленную стоимость, цена реализации за 1 м

радиационно-

защитного полимербетона на эпоксидном вяжущем составит 55736,55 руб.

(табл. 7.3).

Таблица 7.3

Калькуляция цены 1 м

изделий (плитка 10×10×5 см)

из радиационно-защитного полимербетона

№ Статьи затрат

Единица

измерения

Расход

на 1 м

Цена

единицы,

руб.

Общие

затраты,

руб.

1 2 3 4 5 6

Эпоксидная смола

ЭД-16

кг 322,4 100,00 32240,00

2. Отвердитель ПЭПА кг 48,4 60,00 2904,00

3. Пластификатор ММ кг 32,2 50,00 1610,00

4. Модификатор СМС кг 16,1 30,00 483,00

5. Заполнитель ТФ-110 кг 3224,2 0,20 644,84

Итого основные материалы (

Σ 1– 5)

37881,84

7. Вспомогательные материалы (10 % от п. 6) 3788,18

Электроэнергия на

технологические

нужды

кВт/ч 44 1,21 53,24

Всего материалы (

Σ 6 – 8)

41723,26

10. Зарплата основная руб. 32,62

11.

Начисления на зар-

плату (32 %)

руб. 12,68

12.

Дополнительная

зарплата (10 % п. 10)

руб. 3,26

13.

Итого прямые расходы (

Σ 9 – 12)

41771,82

Технология изготовления полимерных композитов специального назначения

253

Продолжение таблицы 7.3.

1 2 3 4 5 6

14.

Расходы на освоение

и подготовку произ-

водства

(0,3 % от п. 13)

руб. 125,32

15.

Амортизационные

отчисления

(80 % от п. 10)

руб. 26,10

16.

Цеховые расходы

(45 % от п. 10)

руб. 14,68

17.

Общезаводские рас-

ходы (75 % от п. 10)

руб. 24,47

18.

Итого прямые производственные расходы (

Σ 13 – 17)

41962,39

19.

Прочие производст-

венные расходы

(1,2 % от п. 18)

руб. 503,55

20.

Итого заводская себестоимость (

Σ 18 – 19)

42465,94

21.

Внепроизводственные

расходы

(2,5 % от п. 20)

руб. 1061,65

22.

Полная себестоимость (

Σ 20 – 21)

44589,24

23.

Прибыль

(25 % от п. 22)

руб. 11147,31

24.

Расчетная цена продукции (Σ 22 – 23)

55736,55

25.

Расчетная цена изделия (плитка 10×10×5 см)

27,87

Необходимо заметить, что высокая цена изделий из радиационно-

защитного полимербетона обусловлена высокой стоимость органических

компонентов, а именно, эпоксидной смолы, составляющей 85 % стоимость

всех материалов. Если предлагаемый защитный материал на эпоксидном

вяжущем сравнить с баритовым бетоном на цементном вяжущем, цена ко-

торого на сегодняшний день составляет около 12000 руб./м

, то очевидного

экономического эффекта по материалам не наблюдается, однако, область

применения полимербетонов предусматривает столь высокие требования к

свойствам композитов, что традиционные материалы принципиально не

подходят для решения подобных задач.

Предлагаемые композиционные материалы на эпоксидном, резорци-

но-формальдегидном и др. полимерных вяжущих обладают большим на-

бором уникальных защитных, эксплуатационных и физико

-механических

свойств, оправдывающих затраты на исходные компоненты подобных ма-

Глава 7

254

териалов. Отсюда со всей очевидность следует, что сравнение предлагае-

мых композитов с аналогами по себестоимости является не корректным, и

единственно возможным является сравнение по функциональной эффек-

тивности и эксплуатационным свойствам.

Сравнительный анализ функциональной эффективности предлагае-

мых РЗКМ с регулируемыми параметрами структуры и свойств выполнен

в таблице 7.4. В качестве аналога выбран традиционный

баритовый бетон

на цементном вяжущем.

Таблица 7.4

Основные эксплуатационные свойства защитных материалов

Характеристики

Предлагаемый

РЗКМ на эпоксид-

ном вяжущем

Традиционный

баритовый бетон

на цементном

вяжущем

Средние от-

клонения

свойств, %

Плотность, кг/м

4200 – 4500 3500 – 3700 + 120

Прочность, МПа 120 – 140 10 – 50 + 280

Коэффициент ослаб-

ления

γ-излучения,

см

-1

0,35 – 0,36 0,2 – 0,21 + 175

Приведенная толщина

защиты для энергии

1 МэВ, см

60 150 + 250

Коэффициент радиа-

ционной стойкости

0,9 0,8 + 110

Себестоимость 1 м

руб.

55 736,55 12 000 – 460

Суммарное положительное отклонение свойств

+ 935

Суммарное отрицательное отклонение свойств

– 460

Итого + 475

Из таблицы 7.4. видно, что общее суммарное улучшение основных

эксплуатационных свойств радиационно-защитных полимерных компози-

тов составляет 475 %, даже с учетом удорожания материалов. Это означа-

ет, что, несмотря на увеличение стоимости материалов, использование

предлагаемых материалов для защиты от ионизирующих излучений будет

более чем в 4,5 раза эффективней (а без учета стоимости – почти в 10

раз!),

чем применение традиционных материалов.

Дополнительно выполним расчет технико-экономической эффектив-

ности применения радиационно-защитного полимербетона для изготовле-

ния футеровочных плит (табл. 7.5).

Стоимость приготовления 1 м

баритового бетона на цементном вя-

жущем составляет 12000 руб., а 1 м

радиационно-защитного эпоксидного

Технология изготовления полимерных композитов специального назначения

255

полимербетона − 55736,55 руб. (табл. 7.3). Тогда стоимость одной футеро-

вочной плиты из баритового бетона на цементном вяжущем равна:

4,21297000217,0009,1

ЦБpЦБ

⋅

=⋅

⋅

= CTVkC руб./шт.,

где

− объем плиты, м

;

k − коэффициент расхода бетонной смеси, рав-

ный 1,009;

ЦБ

CT − стоимость приготовления 1 м

баритового бетона на

цементном вяжущем.

Таблица 7.5

Техническая характеристика плиты

Форма

− равносторонний шестиугольник

с ребром 350 мм

Высота, м

− 7⋅10

-2

Площадь основания, м

− 31⋅10

-2

Объем плиты, м

− 2,17⋅10

-2

Масса плиты (при средней плотности

бетона 3700 кг/м

), кг

− 80,29

Расчетная стоимость футеровочной плиты из радиационно-защитного

эпоксидного полимербетона составляет:

(

)

пфсффренCБpCБ

СССkCTVkC

⋅⋅= ,

где

− объем плиты, м

;

k − коэффициент расхода бетонной смеси, рав-

ный 1,009;

CБ

CT − стоимость приготовления 1 м

радиационно-защитного

эпоксидного полимербетона;

С − стоимость формования плиты;

сф

С −

стоимость содержания формы;

пф

С − стоимость подогрева форм;

рен

k −

коэффициент, учитывающий среднеотраслевую рентабельность и расходы

по реализации конструкций, равный 1,177.

Стоимость формования плиты равна произведению стоимости формо-

вания 1 м

радиационно-защитного эпоксидного полимербетона на объем

плиты:

28,00217,09,12

фф

⋅

⋅= VсС руб.

Стоимость содержания формы равна произведению стоимости содер-

жания 1 м

полезного объема форм на объем плиты:

12,00217,04,5

сфсф

⋅

⋅= VсС руб.

Стоимость подогрева форм равна произведению стоимости подогрева

1 м

формы на объем плиты:

07,00217,02,3

пфпф

⋅

⋅= VсС руб.

Отсюда стоимость футеровочной плиты из радиационно-защитного

эпоксидного полимербетона равна:

Глава 7

256

(

)

./шт.руб1220,8947,0117,155,557360217,0009,1

пфсффренCБpCБ

=⋅+⋅⋅=

+⋅

⋅

= СССkCTVkC

Ввиду того, что затраты на укладку плит в сравниваемых вариантах

одинаковы, они не рассматриваются. Сравнение производится по стоимо-

сти материалов и долговечности изделий. Стоимость плиты из баритового

бетона на портландцементном вяжущем составляется 263,27 руб., а на ра-

диационно-защитном серном бетоне

− 1220,9 руб. Нормативная долговеч-

ность цементного бетона составляет 5 лет. Прогнозируемая долговечность

эпоксидного полимербетона составляет 25 лет. Тогда экономическая эф-

фективность составит:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−=

СБ

ЦБ

CБЦБ

Э CC 19,09 руб./шт.

Одна плита занимает площадь 0,31 м

, поэтому экономический эф-

фект на 1 м

пола составляет 61,58 руб./м

Библиографический список

257

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Иванов В.С. Радиационная химия полимеров. – Л.: Химия, 1988. –

320 с.

2. Дубровский В.Б., Аблиевич З. Строительные материалы и конс-

трукции для защиты от ионизирующих излучений. – М.: Стройиздат,

1983. – 240 с.

3. Дубровский В.Б. Радиационная стойкость строительных материалов.

– М.: Стройиздат, 1977. – 240 с.

4. Комаровский А.Н. Строительство ядерных установок. – М.: Стройиз-

дат, 1972. – 240 с

5. Защита от ионизирующих излучений. Т.1. Физические основы защиты

от излучений / Под ред. Н.Г. Гусева. – М.: Энергоатомиздат, 1969. –

367 с.

6. Защита от радиоактивных излучений / Под ред. А.В. Николаева. –

М.: Металлургиздат, 1961. – 404 с.

7. Болт Р., Кэррол Дж. Действие радиации на органические материалы /

Под. ред. В.Л. Карпова. – М.: Атомиздат, 1965. – 499 с.

8. Пожидаев

Е.Д., Саенко В.С. Радиационная химия полимеров. – М.:

МИЭМ, 1988. – 80 с.

9. Паркинсон Дж. Действие радиации на органические материалы. – М.:

Атомиздат, 1965. – 158 с.

10. Дьяков Е.М., Лосев В.И. Действие излучений ускорителей на прочно-

стные свойства полиэтилена и полипропилена. Материалы и конст-

рукции защит ядерных установок: Сб. трудов МИСИ. – № 114. – С.

126–135.

11. Дьяков Е.М. Радиационное старение полиэтилена в строительных

конструкциях: Автореф. дис… канд. техн. наук. – М.: 1981. – 20 с.

12. Waddingston F. B. Oil and Colour Chemist, Assoc., 1961, 44, № 3. – P.

179–187.

13. Сидякин П.В., Карпов В.Л., Егоров Б.И. Радиационная стойкость

эпоксидных покрытий: Тезисы докладов на совещании по радиацион-

ному модифицированию полимеров (9-13 декабря 1968 г.). – М.: Нау-

ка, 1968. – С. 70–71.

14. Облегченные защитные

материалы. USA, Newtron, III, № 3, 1970.

15. Нейтронная защита. Пат. ФРГ, кл. 21,21/32, № 1167459, 20. V. 1960-

1964, Yoodyear Fire and Rubber Co.

Библиографический список

258

16. Защитный материал для атомных реакторов и способ его изготовле-

ния. Пат. Франция, кл. Y 21 f, № 1448730 31.1, 1964-1966, S. A. Al-

setex.

17. Mike T. M., Steierman B. L., Degering E. F. J. Am. Ceram. Soc., 43, 405,

(1960).

18. Влияние облучения на материалы и элементы электронных схем /

Под. ред. В.Н. Быкова, С.П. Соловьева. – М.: Атомиздат, 1967. –

427 с.

19. Бреховских С.М., Викторова Ю.Н., Гринштейн Ю.Л. и др. Основы ра-

диационного

материаловедения стекла и керамики. – М.: Стройиздат,

1971. – 256 с.

20. Бюргановская Г.В., Варгин В.В., Леко Н.А. и др. Действие излучения

на неорганические стекла. – М.: Атомиздат, 1968. – 242 с.

21. Худяков В.А. Разработка и исследование свойств модифицированных

эпоксидных композитов для защиты от радиации: Автореф. дис…

канд. техн. наук. – Пенза: ПГАСИ, 1994. – 24 с.

22.

Тимофеева С.Ю. Стеклокерамика специального назначения: Автореф.

дис… канд. техн. наук. – Пенза: ПГАСИ, 1995. – 24 с.

23. Соломатов В.И. Технология полимербетонов и армополимербетонных

изделий. – М., 1984. – 144 с.

24. Скупин Л. Полимерные растворы и пластбетоны. – М.: Стройиздат,

1967. – 185 с.

25. Вяземская Н.И., Калинин Е.В., Лазарова А.П. и др. Исследование

эпоксидных полимербетонов на новом

аминосланцевом отвердителе

АСФ-10 для ремонта влажного бетона гидротехнических сооружений.

– В кн.: Применение полимерных материалов в гидротехническом

строительстве. – Л.: 1979. – С. 16–19.

26. Фанталов А.М., Патуроев В.В. Высокомеханизированное изготовле-

ние полимербетонных конструкций // Бетон и железобетон. – 1979.

– № 8. – С. 16–18.

27. Вильтес Л.В., Исакович Т.А., Смелянский В.Л. Поризованные пласт-

бетоны для

лёгких ограждающих конструкций // Строительные мате-

риалы. – 1975. – № 6. – С. 18–19.

28. Братчун В.И. Дёгтеполимерные вяжущие и бетоны на их основе. – В

кн.: Применение полимерных материалов в гидротехническом строи-

тельстве. – Л., 1979. – С. 87–88.

29. Патуроев В.В. Технология полимербетонов. – М., 1977. – 236 с.

30. Прошин А.П. Пластификация эпоксидных полимеррстворных смесей

поверхностно-активными воздействиями // Изв. Вузов. Строительство

и архитектура. – 1979. – № 1. – С. 78–80.

Библиографический список

259

31. Gamski K. Dilatation thermique des mortiers resineux. RILEN, Paris,

1967.

32. Podgorski D. Evolution dans le temps des caracteristiques mecaniques des

resines epoxydes. RILEM, Paris, 1967.

33. Ionescu I., Enculescu M. Betons a base de resines synthetiques sans liants

mineraux. RILEM, Paris, 1967.

34. Hiwley G.C. HAR-mice-new muscle for plastics // Plastics world. 1976,

Vol. 34, ¹/4. – pp. 36–39.

35. Липатов С.С. Межфазные явления в полимерах. – Киев: Наукова дум-

ка, 1980. – 259 с.

36. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физикохимии по-

лимеров. – М.: Химия, 1967. – 230 с.

37. Соломатов В.И. Структурообразование и технология полимербетонов

// Строительные материалы. – 1970. – № 9. – С. 33–35.

38. Соломатов В.И., Выровой

В.Н. Физические особенности формирова-

ния структуры композиционных строительных материалов // Известия

вузов. Строительство и архитектура. – 1984. – № 8. – С. 59–64.

39. Липатова Т.Э. Влияние твердой поверхности на процесс формирова-

ния некоторых полимеров. Композиционные полимерные материалы.

– Киев: Наук. думка, 1975. – С. 28–38.

40. Бобрышев А.Н., Соломатов В.И., Прошин А.П. Механизм усиления

прочности полимерных

композитов дисперсным наполнителем. Хи-

мия и технология реакционноспособных олигомеров. – Л.: ЛГИ, 1984.

– С. 8–11.

41. Кошкин В.Г., Фиговский О.Л., Смокин В.Ф. и др. Монолитные

эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные покрытия полов. – М.:

Стройиздат, 1975. – 120 с.

42. Зубов П.И., Сухарева Л.А. Структура и свойства полимерных покры-

тий. – М.: Химия, 1982. – 255 с.

43.

Соломатов В.И., Бобрышев А.Н., Прошин А.П. О влиянии размерных

факторов дисперсного наполнителя на прочность эпоксидных компо-

зитов. Механика композитных материалов. – Рига: Зинатне, 1982. – С.

1008–1013.

44. Соломатов В.И., Бобрышев А.Н., Химмлер П.Г. Полимерные компо-

зиционные материалы в строительстве. – М.: Стройиздат, 1968. –

312 с.

45. Логинов В.С., Кашковская Е

.А., Миронов А.А. и др. Некоторые свой-

ства пластбетона на полиэфирных смолах // Бетон и железобетон. –

1964. – № 5.

Библиографический список

260

46. Мощанский Н.А. Повышение стойкости строительных материалов и

конструкций, работающих в условиях агрессивных сред. – М.: Строй-

издат, 1961.

47. Селяев В.П., Соломатов В.И., Ерофеев В.Т. Структурные напряжения

в полимербетонах. Применение полимерных материалов в гидротех-

ническом строительстве. – Л.: Энергия, 1980. – С. 125–129.

48. Селяев В.П., Герасимов В.И. Усадочные деформации и

напряжения в

эпоксидных композициях. Вопросы применения полимерных мате-

риалов в строительстве. – Саранск: МГУ, 1976. – С. 22–26.

49. Сухарева Л.А. Долговечность полимерных покрытий. – М.: Химия,

1984. – 240 с.

50. Яблоков Г.А., Сухарева Л.А., Киселев Р.М. и др. Влияние густоты

пространственной сетки и надмолекулярных структур на свойства по-

лиуретановых покрытий // Коллоидный журнал. – 1970. – Т.

ХХХII. –

№ 1. – С. 137–140.

51. Сухарева Л.А., Воронков В.А., Зубов П.И. Исследование механизма

формирования надмолекулярных структур в эпоксидных покрытиях //

ВМС. – 1969. – Т. (А), 11. – № 2. – С. 407–412.

52. Зубов П.И., Сухарева Л.А. Физико-химические пути понижения внут-

ренних напряжений при формировании полимерных покрытий // Кол-

лоидный журнал. – 1976. – Т.38. – № 4. – С. 643–655.

53. Соломатов

В.И., Селяев В.П. Химическое сопротивление композици-

онных строительных материалов. – М.: Стройиздат, 1987. – 264 с.

54. Зуев В.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред. –

М.: Химия, 1972. – 229 с.

55. Каримов А.А., Пошенский А.А., Череватский А.М. и др. Структурные

предпосылки для физической модификации эпоксидных полимеров.

Полимерные строительные материалы. – Казань: КХТИ, 1980. – С

62–64.

56. Мощанский Н.А., Путляев И.Е., Пучнина Е.А. и др. Химически стой-

кие мастики, замазки и бетоны. – М.: Изд-во литературы по строи-

тельству, 1968. – 184 с.

57. Барашков Н.Н. Полимерные композиты: получение, свойства, приме-

нение. – М.: Наука, 1984. – 128 с.

58. Рахимов Р.З., Муртазин Н.З., Валнев А.К. и

др. К исследованию пове-

дения пластмасс при длительном действии механических нагрузок и

жидких сред. Полимерные строительные материалы. – Л.: ЛИСИ,

1976. – С. 55–57.

59. Рудакова Т.Е., Зайков Г.Е. Действие агрессивной среды и механиче-

ского напряжения на полимеры // ВМС. – 1987. – ХХIV.– № 1. – С. 3–

17.