К.т.н. Шитова И.Ю.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»

Практические аспекты применения серных композиционных материалов на аппретированном кремнеземсодержащем наполнителе, предназначенных для защиты от коррозии

Технология изготовления стойких к коррозии серных материалов на аппретированном кремнеземсодержащем наполнителе во многом сходна с технологией изготовления асфальтобетонов. Вследствие этого, для их изготовления вполне можно использовать оборудование асфальтобетонных заводов [1, 2].

Главной отличительной особенностью производства серных композиционных материалов является приготовление и формование смеси при температуре 160±10оС.

Технологический процесс изготовления серных материалов на аппретированном кремнеземсодержащем наполнителе, предназначенных для защиты от коррозии, состоит из последовательности операций:

первая - подготовка исходных компонентов;

вторая - приготовление расплава серы;

третья - приготовление серной мастики;

четвертая - формование изделий;

пятая - охлаждение изделий, распалубка форм, контроль качества и складирование изделий.

Рассмотрим каждую операцию более подробно.

Подготовка исходных компонентов. Исходные материалы, применяемые для изготовления серных материалов, должны иметь технические паспорта и соответствовать основным требованиям ГОСТ и ТУ. Материалы с просроченным гарантийным сроком допускаются к использованию после проверки пригодности по требованиям, соответствующим ГОСТ и ТУ. Предварительно отмытый кремнеземсодержащий наполнитель подвергается помолу в шаровой мельнице до удельной поверхности 180±20 м2/кг. Измельчённая кремнеземсодержащая мука просушивается в сушильных камерах до влажности 0,5%. Одновременно проводиться приготовление раствора аппрета (в качестве аппрета, то есть материала, блокирующего активную поверхность кремнеземсодержащей муки используем каучук марки СКДН-Н, ТУ 38.103551-82; в качестве растворителя – керосин, ТУ 10227–86). Приготовленный раствор аппрета при непрерывном перемешивании вводится в наполнитель. Аппретированный наполнитель может храниться в закрытых ёмкостях до трех суток.

Приготовление расплава серы. Техническую серу расплавляют в плавителях или в стальных котлах с форсунками для нагрева жидким топливом. Отдозированное количество серы измельчают на куски 80...100 мм. Получаемый расплав серы нагревают до температуры не ниже 165±5оС.

Приготовление серной мастики. Серную мастику получают добавлением в расплав серы аппретированного наполнителя. Наполнитель следует загружать порциями при непрерывном перемешивании массы. Серу с аппретированным наполнителем выдерживают при температуре 165±5оС в течение 3 ч.

Формование изделий. Полученную серную мастику выгружают в предварительно подготовленную металлическую форму (форма очищается от грязи, смазывается машинным маслом и подогревается до температуры не менее 130±5оС непосредственно перед формованием).

Охлаждение изделий, распалубка форм, контроль качества и складирование изделий. Отформованные изделия должны охлаждаться со скоростью приблизительно 15оС/ч. Распалубка изделий может производиться при температуре поверхности изделия не более 40оС. После раскрытия форм изделия охлаждаются до температуры окружающей среды. Затем производится приёмка ОТК изделия. По требованию заказчика для определения физико-технических показателей коррозионно-стойкого серного композита проводят испытания контрольных образцов по соответствующим ГОСТ. После приёмки ОТК изделия поступают на склад готовой продукции или отгружаются потребителю.

Технико-экономическую эффективность применения серных композиционных материалов на аппретированном кремнеземсодержащем наполнителе, предназначенных для защиты от коррозии определяли на примере плиток покрытия, имеющих геометрические размеры 250´250´50 мм. Сравнение производили с плиткой из полимербетона, имеющей геометрические размеры 250´250´20 мм.

Стоимость 1 м3 предлагаемого серного материала составляет 15968,30 руб. (табл. 1). Стоимость 1 м3 полимербетона на эпоксидном вяжущем составляет 61310,00 руб. (табл. 1).

Таблица 1

Калькуляция себестоимости

Компонент

Расход на 1 м3, кг

Стоимость, руб.

1

2

3

Предлагаемый серный материал

Сера

1242

9315,00

Кварцевая мука

1060

2120,00

Каучук

7,45

4098,60

Керосин

17,39

434,70

Итого:

2326,84

15968,30

Полимербетон

Эпоксидная смола ЭД-20

360

57600,00

Кварцевый песок

1855

3710,00

Итого:

2215

61310,00

 

Стоимость одной плитки составит:

– из полимербетона (Спб):

Спб =  V ´ Kр ´ Спб ´ Kпер= 0,00125 ´ 1,009 ´ 61310 = 77,33 руб./шт.,

где V – объём плиты, м3; Kр – коэффициент расхода бетонной смеси, равный 1,009; Спб – расчётная стоимость 1 м3 полимербетона.

– из серного материала (Сск):

Сск = (V ´ Kр ´ Србс + (Сф + Ссф + Спф) ´ Kрен) ´ Kпер = (0,003125 ´ 1,009 ´ 15963,30 + (0,483 + 0,183 + 0,143) ´ 1,177 = 51,30 руб./шт.,

где Србс – расчётная стоимость 1 м3 серного материала; Сф – стоимость формования плиты, равная произведению стоимости формования 1 м3 смеси на объём плитки Сф = 154,58 ´ 0,003125 = 0,483 руб.; Ссф – стоимость содержания формы, равная произведению стоимости содержания 1 м3 полезного объёма форм на объем одной формы:  Ссф = 58,43 ´ 0,003125 = 0,183 руб.;  Спф – стоимость подогрева форм, равная произведению стоимости подогрева 1 м3 формы на объём одной формы: Спф = 45,62 ´ 0,003125 = 0,143 руб.; Kрен – коэффициент, учитывающий среднеотраслевую рентабельность и расходы по реализации конструкции, равный 1,177.

Ввиду того, что затраты на укладку плиток в сравниваемых вариантах не рассматриваются, экономическая эффективность применения коррозионно-стойких серных материалов на аппретированном кварцевом наполнителе равна:

Э = (Спб – Сск) ´ Тск/Тнк = (77,33 – 51,30)´1 = 26,03 руб./шт.,

где  Спб, Сск – себестоимость сравниваемых вариантов, соответственно, руб.; Тск, Тнк – долговечность нового и базового материалов, соответственно (в расчётах принято Тск = Тнк).

Одна плита занимает площадь 0,0625 м2, таким образом, экономический эффект составляет 416,50 рублей на 1 м2 пола.

Литература:

1.                 Волгушев, А.Н. Производство и применение серных бетонов [Текст] / А.Н. Волгушев, Н.Ф. Шестеркина // Обзорная информация. Материально техническое снабжение. Серия 1. Экономия и рациональное использование сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов. – М.: ЦНИИТЭИМС. – Вып. 3, 1991. – 51 с.

2.                 Волгушев, А.Н. Производство и применение серных бетонов [Текст] / А.Н. Волгушев, Н.Ф. Шестеркина. – М.: ЦНИИТЭИМС, 1985. – 60 с.