Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

TECHNICAL AND ECONOMIC ASSESSMENT OF THE AERATED CERAMIC PRODUCTION

Dmitriev K.S. 1
1 Centre of building materials and technologies «INFOSMIT» Limited Liability Company
1234 KB
The present article concentrates on the issues of the effectiveness of aerated ceramic goods production. The basic area of application of the aerated ceramics based building materials and the potential market for them is determined, considering the information about wall materials production in Russia in 2017. The composition of output for the ceramic brick production is researched in the federal districts of Russia. The basic technological priorities and market trends are shown for the aerated ceramic goods production, there physical and mechanical properties and end-user performances are listed. The production technology is based on the non-waste industry principals allowing to use different industrial side-products as the thinning agent without using any traditional cementing medium as stabilizing agent. The basic indexes for 1 m3 of the aerated ceramic formula processing into 1 m3 of the end product are listed: volume shrink index, calibration factor, and standard flaw factor. The benchmark data are determined for the technical and economical project calculation: high-risk group, prime cost, and investments. The cost effectiveness factors of the aerated ceramic brick production project are determined with the mean density of the brick of 0.55 g/cm3 for 1 NF type bricks based on the actual manufacturing complex. Rated capacity of the processing line is 30 million bricks per year, the margin of profit is 13.9, and the payback period is 37 month.
manufacturing process
prime cost
cost effectiveness
aerated ceramic brick
dispersed reinforcement
aerated ceramics

Главной областью применения строительных аэрированных керамических изделий (АКИ) являются стеновые ограждающие конструкции зданий и сооружений. Основными потребителями продукции выступают крупные строительные компании, работающие в секторе высотного и малоэтажного домостроения, а также частные застройщики [1]. Потенциальный рынок потребления АКИ имеет широкую географию с возможностью их применения в любых климатических условиях. АКИ позиционируется как новый строительный материал, обладающий уникальными свойствами и превосходящий существующие аналоги по ряду характеристик. Обобщенная структура производства основных стеновых материалов в России за 2017 г., выраженная в млн м3, представлена на рис. 1.

dmitr1.tif

Рис. 1. Обобщенная структура производства стеновых материалов в России за 2017 г.

Рост внутреннего производства и восстановление экономики определит увеличение спроса на строительно-монтажные работы и строительные материалы. Соответственно, с 2018 г. и в последующие годы будет расти потребность и в строительных стеновых материалах с улучшенными тепловыми характеристиками. Прогнозируемое развитие АКИ позволяет реализовать на территории России строительство нескольких заводов общей производительностью около 0,25 млн м3 в год, что составляет около 1,9 % рынка керамических кирпичей или около 0,5 % российского рынка всех стеновых материалов [2–4].

Цель исследования заключается в осуществлении расчета технико-экономических показателей производства аэрированных керамических изделий на базе существующего предприятия по выпуску керамических изделий.

Материалы и методы исследования

В исследовании использовались достижения ведущих отечественных и зарубежных ученых (исследователей) в области разработки и производства керамических изделий высокой эффективности. Емкость российского рынка стеновых материалов определялась по данным аналитических отчетов специализированных маркетинговых агентств. Расчет технико-экономических показателей производства аэрированных керамических изделий производился согласно действующим методическим рекомендациям по составлению бизнес-плана для инвестиционных проектов.

Результаты исследования и их обсуждение

Технология изготовления АКИ базируется на осуществлении замкнутого производственного цикла, в котором исключаются побочные продукты: бракованные изделия возвращаются обратно в технологический процесс. Кроме того, возможно использование в качестве отощающей добавки различных некондиционных (бракованных) керамических изделий, а также побочных продуктов промышленности. Новым решением является и сам принцип создания аэрированной структуры изделий, который не использует в качестве стабилизационных добавок традиционные вяжущие вещества, а наиболее полно раскрывает природные свойства глин. Аэрированные керамические изделия в виде полнотелого кирпича формата 1НФ и декоративной облицовочной плитки с размерами 250*85*10 мм представлены на рис. 2.

dmitr2.tif

Рис. 2. Фотография АКИ средней плотности 0,6 г/см3 в виде кирпича и плитки

dmitr3.tif

Рис. 3. Распределение производства керамического кирпича по федеральным округам России

Физико-механические показатели АКИ средней плотности от 0,4 до 0,8 г/см3 находятся в достаточно широких пределах и зависят в первую очередь от минералогического и химического составов глинистого сырья:

– предел прочности при сжатии: 3,0–10,5 МПа;

– предел прочности при изгибе: 1,2–3,1 МПа;

– коэффициент теплопроводности в сухом состоянии: 0,09–0,18 Вт/(м× °С);

– коэффициент паропроницаемости: 0,16–0,22 мг/м×ч×Па;

– водопоглощение: 48,5–135,0 % по массе;

– марка по морозостойкости: F50–F100;

– общая пористость: 63,30–81,65 %.

Основные технологические приоритеты:

1. Минимальное образование побочных продуктов при производстве.

2. Вторичное использование как отходов собственного производства, так и побочных продуктов других производств.

3. Сокращение выбросов углекислого газа в атмосферу за счет применения более совершенного оборудования и очистных систем.

4. Оптимизация всех технологических процессов с точки зрения энергоресурсов, вибрации, шума, пыли и пр.

Основные рыночные тренды:

1. Использование натуральных строительных материалов (дерево, керамика, природные камни).

2. Строительство зданий и сооружений с высокими теплотехническими показателями.

3. Скорость возведения, удобство монтажа и ценовая доступность ограждающих конструкций.

4. Долговечность конструкций с целью сокращения капитальных затрат, сроков и трудоемкости выполнения капитальных ремонтов [5–7].

Конечными потребителями АКИ являются две основные категории лиц, занимающихся строительными и отделочными работами: строительные организации (корпоративный сектор); частные ремонтные бригады и физические лица.

Для корпоративного сегмента характерны регулярные закупки строительных материалов, поскольку АКИ относятся к рынку строительных материалов «массового спроса». Спрос на стеновые материалы стабилен, сезонность присутствует, так как строительные работы на крупных жилых и промышленных объектах осуществляются круглогодично.

Для реализации АКИ принимаются к использованию два канала продаж: прямой (через сбытовые структуры производителя) и селективный (через ограниченное число посредников). АКИ относятся к основным строительным материалам, без которых невозможно осуществление строительства, что позволяет использовать как короткие, так и более длинные каналы дистрибуции.

Средняя доля производства за 2015–2017 гг., приходящаяся на каждый федеральный округ Российской Федерации, представлена на рис. 3.

Широкая распространенность глинистого сырья на всей территории России позволяет организовать производства АКИ во всех регионах, кроме того, установившийся в течение продолжительного времени «доверительный» спрос на керамические изделия, как со стороны отечественных, так и со стороны западных потребителей, позволяет прогнозировать большую экспортную привлекательность изделий из аэрированной керамики [8, 9]. Развитые европейские страны (Германия, Франция, Швеция и др.), а также Китай, США, Канада, ОАЭ – основные возможные зарубежные потребители АКИ.

Основные технологические и потребительские свойства АКИ, которые учитываются при экономическом расчете проекта:

1. Огнестойкость, т.е. применение для строительства зданий и сооружений с наивысшими требованиями к классу пожарной опасности конструкций.

2. Геометрическая неизменяемость, т.е. завершение всех усадочных деформаций после обжига.

3. Низкая отпускная влажность, т.е. равновесная влажность в конструкции устанавливается сразу после монтажа и составляет не более 5 %.

4. Долговечность, т.е. сохранение эксплуатационных характеристик в течение всего срока службы зданий и сооружений.

5. Влагостойкость, т.е. использование в помещениях с мокрым режимом эксплуатации.

6. Комфорт, т.е. естественная регуляция тепло-влажностного режима в помещении.

7. Теплоизоляция, т.е. соответствие современным требованиям норм строительной теплофизики при сохранении высоких прочностных показателей.

8. Экологичность, т.е. отсутствие любых органических примесей и вредных веществ благодаря высокотемпературному обжигу изделий.

При расчете проекта принимаются следующие группы рисков:

1. Технологические риски: не выявлены.

2. Организационные и управленческие риски: ошибки в подборе персонала, утрата или порча имущества, низкий спрос на производимую продукцию, высокая цена на реализуемую продукцию.

3. Риски материально-технического обеспечения: не выявлены.

4. Финансовые риски: риски неплатежей и недостатка финансирования проекта.

5. Экономические риски: существенное изменение в системе налогообложения.

6. Экологические риски: не выявлены.

Керамические кирпич (рядовой, лицевой, клинкерный) и камень на момент 2017 г. в России выпускают свыше 300 предприятий, что соответствует выпуску более 6,5 млрд шт. условного кирпича в год [10].

Расширение номенклатуры продукции за счет строительства необходимых технологических переделов для выпуска АКИ на базе существующего предприятия является наиболее рациональным решением: собственные сырьевые запасы и механизированные комплексы по подготовке глинистого сырья, а также полностью отлаженная организация керамического производства приводят к существенной минимизации инвестиционных вложений.

Стоимость сырьевых компонентов на производство 1 м3 готовых АКИ средней плотности 0,55 г/см3 сведена в табл. 1.

Таблица 1

Расчетная стоимость компонентов для изготовления 1 м3 АКИ

Наименование компонента

Ед. изм.

Стоимость, руб.

Расход на 1 м3 АКИ

Стоимость на 1 м3 АКИ

Глина

кг

0,3

458,38

137,51

Отощающая добавка

кг

0,1

129,28

12,93

Армирующая добавка

кг

146,5

2,15

314,98

Воздухововлекающая добавка

л

85,2

5,29

450,71

Разжижающая добавка

л

18,4

11,17

205,53

Вода техническая

м3

6,2

0,36

2,23

Переходные коэффициенты расхода компонентов от 1 м3 АКМ к получению 1 м3 АКИ: коэффициент объемной усадки ку = 1,364, калибровочный коэффициент кк = 1,1, стандартный коэффициент брака кб = 1,031.

Общая себестоимость 1 м3 АКИ составляет 2079 руб. (при соотношении производственной и сырьевой себестоимости – 0,85), что в пересчете на условные кирпичи соответствует 4,06 руб/шт.

Показатели экономической эффективности проекта по реализации технологии аэрирования в существующий производственный комплекс предприятия АО «БКСМ» (Боровичский комбинат строительных материалов) с плановым годовым объемом производства АКИ 30 млн шт. усл. кирпича (58,6 тыс. м3) представлены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели экономической эффективности проекта

Наименование показателя

Ед. изм.

Значение показателя

Годовой объем производства

м3

58500

Среднемесячный объем производства

м3

4875

Расчетная отпускная цена

руб/м3

руб/шт.

4300

8,39

Точка безубыточности

%

10

Точка безубыточности ежемесячных продаж

млн руб.

2,512

Операционный рычаг

%

67

Коэффициент рентабельности валовой прибыли

%

60

Коэффициент рентабельности операционной прибыли

%

57

Коэффициент рентабельности чистой прибыли

%

45

Объем продаж, в мес.

млн руб.

25,132

Объем текущих расходов, в мес.

млн руб.

9,994

Чистая прибыль, в мес.

млн руб.

9,643

Денежный поток, в мес.

млн руб.

10,051

Общие инвестиции

млн руб.

130,004

Период планирования

мес.

180

Чистый доход (ЧД, PV) без дисконта

млн руб.

1679,169

Внутренняя норма доходности (ВНД, IRR) в год

%

75

Чистый дисконтированный доход (ЧДД, NPV)

млн руб.

428,638

Чистый дисконтированный доход (ЧДД, NPV) с терминальной стоимостью (TV)

млн руб.

641,332

Срок окупаемости

мес.

37

Индекс доходности

13,9

Анализ расчетных показателей экономической эффективности свидетельствует о высокой инвестиционной привлекательности проекта: положительное значение чистого дисконтированного дохода, составляющее 428,638 млн руб. без учета терминальной стоимости и 641,332 млн руб. с учетом терминальной стоимости; высокое значение внутренней нормы доходности 75 %; проект окупается в течение 37 месяцев.

Заключение

По итогам исследования рассчитана себестоимость изготовления АКИ средней плотности 0,55 г/см3: 2079 руб/м3 или
4,06 руб/шт. усл. кирпича. Данный стоимостной показатель сопоставим с общей себестоимостью традиционного полнотелого керамического кирпича, но расход глинистого сырья для производства кирпича аэрированного керамического в несколько раз меньше, что позволяет дольше использовать имеющиеся мощности глиняного карьера при сохранении проектной производительности предприятия. Установлена положительная технико-экономическая оценка проекта по производству кирпича аэрированного керамического с размерами 250×120×65 мм: инвестиционные затраты составляют 130,004 млн руб., чистый доход без дисконта за 15 лет – 1679,169 млн руб., срок окупаемости проекта – 37 месяцев.