Полимерная сера гидроизоляция

Актуальность
Одной из актуальных проблем нового строительства и
эксплуатации существующих зданий и сооружений является
гидрозащита и восстановление несущей способности
строительных конструкций. Вода действует на строительные
конструкции с наружной или внутренней стороны (атмосферная
и грунтовая).
В весенний период оттаивания повышается уровень
грунтовых вод (УГВ), которые, взаимодействуя с
минеральными и органическими частицами, изменяют свой
химический состав и концентрацию. Колебания УГВ
активизируют выщелачивание извести в бетонных
конструкциях. Дождевая вода захватывает из атмосферы
большое количество газообразных производственных
выбросов. Дождь превращается в кислотный раствор,
разрушающий бетон, мрамор, силикатный кирпич, при этом
увеличивается количество пор, капилляров, трещин.
Для защиты различных строительных конструкций от
поверхностного износа и трещин, т.е. от вредного воздействия
воды и агрессивной внешней среды используют различные
гидроизоляционные материалы ( на цементной основе,
битумные, полимерные).
Актуальность
Актуальной экологической и техникоэкономической проблемой в ряде
регионов России и за рубежом является
утилизация серы, образующейся как
отход переработки нефти и газа,
объем которого растет с каждым
годом, достигая нескольких миллионов
тонн.
Происходит загрязнение окружающей
среды пылевидной серой, которое в
ветреную погоду разносится на
значительные расстояния. Часто
происходят взрывы пыли серы.
Переработка дешевой серы
экономически целесообразна и
позволила бы решить
экологическую проблему в
регионе.
ООО «Губкинский инженерно-технический центр»
разработал уникальный продукт –
гидроизоляционное покрытие на основе полимерной
модифицированной серы, который позволит решить
сразу 2 проблемы:
1
• - проблема нового строительства и эксплуатации
существующих зданий и сооружений, связанная с
гидроизоляцией и ремонтом строительных
конструкций (фундамента и пр.), подвергающихся
воздействию подземных, поверхностных и
техногенных вод, неблагоприятных природноклиматических факторов
2
• - проблема утилизации серы,
образующейся как отход
переработки нефти и газа, объем
которого растет с каждым годом
Области применения гидроизоляционного
покрытия на основе полимерной
модифицированной серы
Наружная и внутренняя
защита подземных
сооружений
Гидроизоляция
подводных,
гидротехнический
сооружений
Гидроизоляция
строительных
конструкции при
захоронении химических
отходов
Гидроизоляция плотин,
опор мостов,
набережных
Гидроизоляция
бассейнов,
водохранилищ,
водоемов
Примеры сооружений, где может
использоваться гидроизоляционное покрытие
на основе полимерной модифицированной
серы:
Гидротехнические сооружения:
•
•
•
•
•
•
•
•
Резервуары (открытые, обвалованные
и т.д.)
Бассейны (открытого и закрытого
типа)
Колодцы
Доки
Причалы
Конструкции очистных сооружений
(аэротанки, отстойники, коллекторы,
насосные и т.д.)
Бетонные дамбы
Плотины и т.д.
Объекты гражданского строительства:
•
•
•
•
•
Фундаменты
Подвальные помещения
Подземные сооружения
(парковки, гаражи, переходы и
т.д.)
Балконы
Лифтовые шахты
Примеры сооружений, где может
использоваться гидроизоляционное покрытие
на основе полимерной модифицированной
серы:
•
•
•
•
•
•
•
Сооружения промышленного и
агропромышленного назначения:
Производственные помещения
Бассейны градирен
Хранилища
Дымовые трубы
Шахты
Бункеры
Бетонные сооружения,
подверженные агрессивному
воздействию и т.д.
Объекты энергетического
комплекса:
•
•
•
•
•
•
Бассейны выдержки ОЯТ
Насосные станции
Хранилища ОЯТ
Каналы
Эстакады топливоподачи
Кабельные тоннели
Примеры сооружений, где может
использоваться гидроизоляционное покрытие
на основе полимерной модифицированной
серы:
Бетонные сооружения,
подверженные радиационному
воздействию и т.д. Объекты
транспортной инфраструктуры:
Объекты ГО и ЧС:
•
•
Убежища
Пожарные резервуары и т.д.
•
•
•
Тоннели (автомобильные,
железнодорожные, пешеходные и
т.д.)
Метрополитены
Элементы мостов и дорог и т.д.
Преимущества инновационного продукта:
Экономичность
Эффективность,
надежность,
долговечность
Безопасность и
экологичность
Возможность
работы при
отрицательных
температурах
окружающей среды
Возможность работать
с различными
строительными
материалами (бетон,
кирпич и др.)
Отсутствие этапа
предварительной
обработки
строительных
материалов
Спрос
• Строительство является одной из наиболее важных отраслей
отечественной экономики. Её состояние во многом определяет
уровень развития общества и его производственных сил.
• Вместе с развитием строительной индустрии происходит рост
потребности в высокоэффективном гидроизоляционном
покрытии. Существующие сейчас на рынке гидроизоляционные
материалы имеют ряд недостатков, таких как, высокая
стоимость, низкая эффективность, недолговечность, низкая
стойкость к агрессивным средам и др.
• Таким образом, инновационный продукт – гидроизоляционное
покрытие на основе полимерной модифицированной серы
составит достойную конкуренцию существующим
гидроизоляционным материалам на рынке и ожидаемый спрос
на него будет высоким.
Направления использования
инновационного продукта
Гидроизоляция на
этапе изготовления
строительных
материалов
Гидроизоляция на
этапе ремонта
готовых
сооружений
Таким образом, реализация технологии нанесения
гидроизоляционного покрытия может быть осуществлена на
заводах, путем ввода дополнительного цеха, а также
непосредственно в местах нахождения объекта, применяя
компактное оборудование, необходимое для нанесения
гидроизоляционного покрытия.
Технологии нанесения гидроизоляционного
покрытия на основе полимерной
модифицированной серы на строительные
материалы:
Полная пропитка
•
По первому способу пропитку осуществляется
методом окунания изделий в пропиточную
камеру с расплавом полимерной
модифицированной серы. Такая технологическая
схема наиболее подходит для стационарного
размещения, например, на действующем заводе
железобетонных изделий в качестве
дополнительного технологического участка, на
котором часть изделий, выпускаемых заводом,
может обрабатываться в расплаве полимерной
модифицированной серы. Возможно
использование этого способа при эксплуатации
мобильной установки, на которой пропитку
изделий выполняют на строительной площадке
непосредственно перед их монтажом (например,
пропитку свай перед их забивкой или элементов
нулевого цикла перед их монтажом). Первый
способ используется при обработке сборных, как
правило, новых, еще не смонтированных
изделий. Глубина пропитки обеспечивается
режимом и контролируется по расходу раствора в
ванне за цикл пропитки.
Поверхностная пропитка
•
По второму способу расплав
полимерной модифицированной
серы наносят на поверхность
конструкций кистью, валиком,
распылителем или с помощью
другого аналогичного приема.
Способ может применяться как
для сборных, еще не
смонтированных конструкций,
так и для элементов
существующих зданий, в т. ч. при
их ремонте или реконструкции.
Варианты реализации
инновационного продукта
1
• Строительство установки по производству полимерной
модифицированной серы и сбыт данного гидроизоляционного
материала на заводы, изготавливающие строительные
материалы, и частным лицам для ремонта готовых
строительных сооружений.
2
• Строительство установки по производству полимерной
модифицированной серы и сопровождение выпуска нового
товарного продукта на заводе, изготавливающем строительные
материалы, и, соответственно, сбыт нового продукта –
«строительного материала с гидроизоляционным покрытием».
Произведен расчет строительства установки по
производству полимерной модифицированной серы
производительностью – 6 000 тонн/год. Это позволит
получить следующие объемы освоения технологии:
Пропитка бетона
• Полная пропитка требует расхода
на 1м3 строительного материала
примерно 6кг, что позволит
обработать около 1000 тыс. м3
строительных изделий.
• Расход расплава полимерной
модифицированной серы на 1м2
при поверхностной обработке
составляет 0,8-1,0 кг. Это позволит
обработать более 6 000 тыс. м2
поверхности.
Пропитка кирпича
•
•
•
•
Полная пропитка одного кирпича
требует расхода 0,11кг полимерной
модиф. серы, что позволит обработать
почти 54млн.шт кирпича.
В 1м2 кладки содержится 51 кирпич,
отсюда расход расплава полимерной
модиф. серы на 1м2 при полной
обработке составляет 51*0,11 = 5,61 кг.
Расход расплава полимерной модиф.
серы на 1м2 при поверхностной
обработке составляет 0,8-1,0 кг. Это
позволит обработать более 6 000 тыс.
м2 поверхности.
В 1м3 кладки содержится 394 кирпича,
отсюда на 1м3 кладки кирпича при
полной обработке потребуется
примерно 394*0,11 = 43,34кг.
Технологическая схема установки
по получению полимерной
модифицированной серы в 3D
Обзор оборудования, необходимого для
получения полимерной модифицированной
серы
1. Емкости для хранения серы и стабилизатора, снабженные лопастными
мешалками с электроприводом и рубашкой обогрева; теплоноситель –
перегретый водяной пар.
2. Реактор-смеситель для получения композиции жидкой серы и
стабилизатора: снабжен лопастной мешалкой с электроприводом и
рубашкой обогрева; теплоноситель – перегретый водяной пар.
3. Холодильник-кристаллизатор скребкового типа, в межтрубное
пространство которого поступает хладагент: оборотная вода или
жидкий пропан с пропанового холодильного цикла. Пары пропана
возвращаются на прием компрессоров пропановой холодильной
установки.
4. Подогреватель - теплообменник скребкового типа;-теплоноситель –
перегретый водяной пар;
5. Насосы
6. Дозировочные устройства.
Безопасность и экологичность
проекта
На данный инновационный продукт разработаны
ТУ 21 1220 - 001 - 91846079-12
•
•
В твердом виде полимерная модифицированная сера - трудногорючее
вещество, нетоксична, класс опасности 4. Жидкая сера нетоксична.
Температура плавления- 120 ° С, температура самовоспламенения
575° С по ГОСТ12.1.041.
•
Твердая полимерная модифицированная сера находится в
стеклообразном состоянии и серной пыли не образует.
•
Жидкая полимерная модифицированная сера при переливе и хранении
(при непосредственном контакте с кислородом воздуха) образует
диоксид серы (SO2) в незначительном количестве (в пределах предельно
допустимой концентрации). Предельно допустимые концентрации
(ПДК) в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-76 составляют: для
сероводорода 10 мг/м3, сернистого газа - 10 мг/м3, серной пыли - 2 мг/м3.
Контроль за ПДК осуществляется местным отделением санэпидстанции.
•
Полимерная модифицированная сера не образует дополнительных
токсичных соединений в воздушной среде и сточных водах в
присутствии других веществ и не обладает кумулятивными свойствами.
Безопасность и экологичность
проекта
Обслуживающий персонал должен пройти
обучение Проверка знаний по
промышленной безопасности и охране
труда, по технике безопасности при работе
с полимерной модифицированной серой, а
также ознакомлен с соответствующими
инструкциями и разделами плана
ликвидации аварий (ПЛА).
При работе с полимерной
модифицированной серой обслуживающий
персонал должен быть обеспечен средствами
индивидуальной защиты (СИЗ) и средствами
индивидуальной защиты органов дыхания
(СИЗОД) (спец. одеждой, защитными
очками, резиновыми перчатками,
респираторами и противогазами).
Расчет доходов от реализации
полимерной модифицированной серы
Наименование
статей
Количество, Цена за единицу,
тонн/год
тыс. руб. /тонна
Итого,
тыс.руб./год
Сера полимерная модифицированная, в
т. ч:
6 000
- сера газовая
5 940
1,5
8 910
- стабилизатор
60
75
4 500
Всего сырье
6 000
Полимерная модифицированная сера
6 000
Итого доход
13 410
8
48 000
34 590
Технико-экономические показатели
строительства установки по производству
полимерной модифицированной серы
производительностью 6000тонн/год
Единица
измерения
час.
№
Показатели
Ед.
1
Годовой режим работы
2
Товарная продукция в
натуральных единицах:
2.1
Полимерная модиф. сера
тонн/год
6 000
3
Стоимость товарной
продукции
тыс. руб.
48 000
4
Прирост товарной продукции
тыс. руб.
34 590
тыс. руб.
13 996,29
тыс. руб.
4 118,74
6
Дополнительные
эксплуатационные затраты
Налог на прибыль
7
Чистая прибыль в год
тыс.руб.
16 474,97
8
Капитальные затраты
тыс. руб.
17 299,9
9
Срок окупаемости
лет
1,05
5
Динамика роста тарифов на сырье,
зарплату, эксплуатационные затраты и
стоимость товарного продукта
норматив,
через
через
через
через
через
показатель
%
ед. изм. сегодня
1год
2года
3года
4года
5лет
тыс.руб.
заработная плата
8
/год 10 186,85 11001,80 11881,94 12832,49 13859,09 14967,82
тыс.руб.
расход эл.энергии
2,5
/год
3120
3198,00 3277,95 3359,90 3443,90 3529,99
эксплуатац.затраты
(транспорт, запасные
материалы,
обслуживание)
затраты на сырье
цена товарного
продукта
2
1,5
2,3
тыс.руб.
/год
567,12
тыс.руб.
/год
13 410
тыс.руб/
тонн
8
578,46
590,03
601,83
613,87
626,15
13611,15 13815,32 14022,55 14232,89 14446,38
8,18
8,37
8,56
8,76
8,96
Динамика роста зарплаты,
страховых взносов и налоговых
отчислений
тыс. руб.
Технология производства
строительных материалов с
гидроизоляционным покрытием
• Данная технология заключается в полной пропитке
строительных материалов расплавом полимерной
модифицированной серы и может быть
осуществлена непосредственно на заводах,
выпускающих строительные материалы.
• Ниже приведены результаты расчетов внедрения
данной технологии для пропитки бетона и кирпича.
Расчет для каждого строительного материала
ведется отдельно.
Расчет капитальных затрат на внедрение
установки по нанесению гидроизоляционного
покрытия на строительные материалы
№
Наименование
оборудования и затрат
1
Основное оборудование:
1.1
Обогреваемая емкость для жидкой серы
1.2
Конвейер-транспортер
1.3
Прочее оборудование
Итого основное оборудование
КИП
Запорно-регулирующая и
предохранительная арматура
Итого оборудование
Транспортные, заготовительно-складские
расходы
Демонтаж-монтаж
Проектные работы
Итого капитальные затраты
2
3
4
5
6
Количес
тво, шт.
Норматив
% от
стоимости
Цена за
единицу,
тыс. руб.
Сумма, тыс.
руб.
1
650
650
1
2 000
2 000
20
100
2 750
550
30
825
1 375
10
412,5
15
50
618,75
2 062,5
7 218,75
Расчет доходов от реализации строительных
материалов с гидроизоляционным покрытием
Гидроизоляция бетона
Наименование
статей
Гидроизоляция кирпича
Цена за
Количество,
Итого,
единицу,
тонн (м3)
тыс.
тыс.руб./
/год
руб./год
тонна (м3)
- полимерная сера
1 000 000
4
4 000 000
6 000
8
48 000
Всего сырье:
бетон с
гидроиз.покрытием
Итого доход
Итого,
тыс.
руб./год
Сырье, в т.ч:
Сырье, в т.ч:
- бетон
Наименование
статей
Цена за
Количество,
единицу,
тонн
тыс.руб./
(тыс.шт)
тонна
/год
(тыс.шт)
1 000 000
4,4
- кирпич
- полимерная сера
4 048 000
Всего сырье:
4 400 000
кирпич с
гидроиз.покрытием
352 000
Итого доход
53 932,58
12
647 191
6 000
8
48 000
695 191
53 932,58
13,5
728 090
32 899
Технико-экономические показатели работы
установки по нанесению гидроизоляционного
покрытия на строительные материалы
Гидроизоляция бетона
№
Показатели
Единица
измерения
1
Годовой режим работы
час.
2
Товарная продукция :
Ед.
Гидроизоляция кирпича
№
Показатели
Единица
измерения
1
Годовой режим работы
час.
2
Товарная продукция:
Ед.
6
бетон с
гидроиз.покрытием
Стоимость товарной
продукции
Прирост товарной
продукции
Дополнительные
эксплуатационные
затраты
Налог на прибыль
7
Чистая прибыль в год
тыс. руб.
13 177,72
7
Чистая прибыль в год
тыс.руб.
3 874,35
8
Капитальные затраты
тыс.руб.
7 218,75
9
Срок окупаемости
лет
0,55
8
9
Капитальные затраты
Срок окупаемости
тыс.руб.
лет
7 218,75
1,86
2.1
3
4
5
м3
1 000 000
2.1
тыс. руб.
4 400 000
3
тыс.руб.
352 000
4
тыс. руб.
335 527,85
5
тыс.руб.
3 294,43
6
Кирпич с гидроиз.
покрытием
Стоимость товарной
продукции
Прирост товарной
продукции
Дополнительные
эксплуатационные
затраты
Налог на прибыль
тыс.шт
53 932,58
тыс. руб. 728 089,89
тыс.руб.
32 898,88
тыс.руб.
28 055,94
тыс.руб.
968,59
Динамика роста тарифов
Гидроизоляция бетона
показатель
норматив
,%
ед.изм.
сегодня через 1год через 2годачерез 3годачерез 4года через 5лет
8
тыс.руб./
год 10 186,85 11 001,80 11 881,94 12 832,49 13 859,09 14 967,82
расход эл.энергии
эксплуатац.затраты
(транспорт,
запасные
материалы,
обслуживание)
2,5
тыс.руб./
год
325000 333 125,00 341 453,13 349 989,45 358 739,2 367 707,67
затраты на сырье
1,5
цена товарного
продукта
1,7
заработная плата
2
тыс.руб./
год
280,5
286,11
291,83
297,67
303,62
309,69
тыс.руб./
год 4 048 000 4 108 720,0 4170350,80 4 232 906,1 4 296 399,7 4360845,65
руб./м3
4,4
4,47
4,55
4,63
4,71
4,79
Динамика роста тарифов
Гидроизоляция кирпича
показатель
норматив
,%
заработная плата
8
тыс.руб./год10 186,85 11 001,80 11 881,94 12832,49 13 859,09 14 967,82
расход эл.энергии
2,5
тыс.руб./год17 528,09 17 966,29 18 415,45 18875,84 19 347,73 19 831,43
эксплуатац.затраты
(транспорт, запасные
материалы,
обслуживание)
2
затраты на сырье
1,5
цена товарного
продукта
1,7
ед.изм.
через
сегодня через 1год через 2года 3года
тыс.руб./год 280,5
286,11
291,83
297,67
через
4года
303,62
через 5лет
309,70
тыс.руб./год 695 19 705 618,88 716 203,2 26 946,2 737 850,4 748 918,16
руб./шт
13,5
13,73
13,96
14,20
14,44
14,69
Динамика роста зарплаты,
страховых взносов и налоговых
отчислений
Гидроизоляция бетона
Гидроизоляция кирпича
тыс. руб.
ООО «Губкинский инженернотехнический центр»
http://gubkin-etc.ru/
заключение:
Необходимая информация от заказчика для
проектирования установки по производству полимерной
модифицированной серы:
1. Производительность установки;
2. Информация о начальной температуре сырьевой серы,
поступающей на установку;
3. Тип хладагента (пропан, аммиак, вода) и его параметры
(t, Р);
4. Выбор отгрузки (фасовки) готового продукта (тип,
размеры тары).
Сравнительная характеристика
гидроизоляционных материалов и расстановка
мест согласно критериям оценки
Критерии оценки
Инновационный
продукт
(гидроизоляция на
основе ПМС)
Экономичность
(цена/расход)
8руб/м2
Эффективность
(показатель
водопоглощения)
Долговечность
1
Вид гидроизоляционного материала
Гидроизоляция на
Битумная
цементной основе
гидроизоляция
70руб/м2
2
Соизмерима со
сроком жизни
строит.материала
3
2
1
3
130руб/м2
4
1
1
2
Соизмерима со
сроком жизни
строит.материала
Полимерная
гидроизоляция
4
600руб/м2
2
3
4
15лет
20-30лет
4
Необходимость
3
1
2
предварительной
обработки
Предварит. обработка требуется подготовка требуется подготовка -требуется тщательная
не требуется
поверхности
поверхности
подготовка поверх.
Безопасность и
4
1
2
экологичность
3
- работа при
- работа при
повышенных
повышенных
температурах;
температурах
- вредные выбросы
в атмосферу
Стойкость к
2
2
3
3
1
4
агрессивным
средам
Итого:
3
1
2
4