Золошлаки станут строительным материалом
В России начинают испытывать золошлаки в дорожном строительстве.
Правительство Российской Федерации в соответствии с положениями федерального проекта «Экономика замкнутого цикла» и отраслевыми программами, связанными с вовлечением вторичных ресурсов в промышленный оборот и строительство, планирует запустить процесс, направленный на масштабное использование золошлаков ТЭЦ при возведении зданий и объектов транспортной инфраструктуры. Сейчас на пилотных участках дорог специалисты используют или планируют к использованию золошлаковые материалы (ЗШМ), чтобы детально изучить их техническую и экономическую эффективность, а по итогам испытаний оценить эксплуатационные характеристики дорожной одежды из золошлаков. Ожидается, что результаты исследований лягут в основу нового предварительного национального стандарта (ПНСТ) в части применения вторсырья.
Существующая нормативная база давно позволяет применять шлаки в дорожном строительстве. Например, для зол-уносов документы, регламентирующие их применение, появились еще в 1975 году, а в 2013-м к ним добавились рекомендации Росавтодора, изложенные в ОДМ 218.2.031–2013 «Методические рекомендации по применению золы-уноса и золошлаковых смесей от сжигания угля на тепловых электростанциях в дорожном строительстве». Однако на практике проекты с использованием этих материалов встречаются достаточно редко.
Сегодня есть намерение изменить ситуацию, так как применение вторсырья становится все актуальнее. «Личное мое мнение – тема очень перспективна, особенно в дорожном строительстве, ‒ заявил заместитель Председателя Правительства РФ Марат Хуснуллин во время выступления в Совете Федерации. ‒ Это даст возможность использовать более дешевые материалы, более качественные. Тему надо «толкать», я ее поддерживаю». По словам вице-премьера, для запуска массового использования необходимо урегулировать нормативную базу, наладить взаимоотношения между всеми участниками процесса и провести работу с подрядчиками. Собственно, эти процессы сейчас идут полным ходом.
Новый взгляд на золошлаки
Тема получила развитие прошлой осенью, когда в ходе работы X Международной специализированной выставки-форума «Дорога 2022» с предложением о сотрудничестве с Росавтодором выступили представители Сибирской генерирующей компании (СГК). Ежегодно на собственных производственных площадках она образует более 8,5 млн тонн золошлаковых отходов, и представители компании выразили намерение поставлять дорожникам не отходы, а конкретный материал для использования.
Устные договоренности были оформлены Меморандумом о взаимодействии, и в настоящее время перешли в плоскость разработки и утверждения проектов и опытных испытаний. Вблизи золошлакоотвалов СГК строители подобрали пилотные объекты, на которых приступили к изучению возможностей различных видов материала. «Не секрет, что характеристики золошлаков на каждом из предприятий могут быть различными. Соответственно и подходы для их применения должны быть разными. По большому счету нам надо показать дорожникам, как работать с данным материалом», ‒ отметил начальник Управления научно-технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обеспечения Росавтодора Сергей Гошовец.
В целях комплексного подхода к вовлечению золошлаковых материалов в дорожное строительство специалисты Росавтодора подготовили, согласовали и утвердили план мероприятий (дорожную карту) по расширению применения золошлаковых материалов, а также дорожно-строительных технологий и материалов. Для того чтобы мероприятия согласно дорожной карте имели конкретные результаты, к работе были привлечены генерирующие компании, научно-исследовательские отраслевые институты, ТК 418 «Дорожное хозяйство», ППК «Российский экологический оператор», Национальная ассоциация развития вторичного использования сырья (АРВИС). Были сделаны запросы в регионы по планам применения ЗШМ на опытных участках, получена информация о потенциальных объектах, на которых возможно использование золошлаковых материалов.
В настоящее время уже сформирован перечень перспективных объектов, на которых можно провести технико-экономическое сравнение вариантов проектных решений применения ЗШМ при разработке и экспертизе проектной документации в регионах Российской Федерации.
Проекты находятся в разной степени готовности, и это во многом зависит от генерирующих компаний, которые отвечают за состояние золошлаковых отвалов, а также от позиции региональных властей, которые заинтересованы в сокращении объемов хранения ЗШМ.
Важно отметить, что все задействованные организации согласились с необходимостью системного и вдумчивого подхода. Нельзя допустить, чтобы проекты готовились наспех, ведь это может привести к технологическим ошибкам, а значит, будет иметь негативный эффект как для дорожного хозяйства, так и для решения экологических проблем, связанных с применением вторичных ресурсов.
Требуется глубокая проработка проектов с учетом характеристик и особенностей ЗШМ на различных объектах генерации, а также логистических, технологических и иных аспектов. Логистические цепочки, способствующие вовлечению вторичных ресурсов в дорожное строительство, могут быть определены при разработке конкретных проектов с учетом экономической, технологической и технической целесообразности приоритетного применения местных материалов и вторичных ресурсов.
Таким образом, Росавтодор в рамках своих полномочий проводит работу по созданию условий для вовлечения вторичных материалов в хозяйственный оборот в сфере строительства.
Пилотные проекты
Осенью 2023 года СГК предоставила золы-уносы в объеме 100 тонн с расположенной неподалеку Барнаульской ТЭЦ-3 для реконструкции 200-метрового участка трассы Павловск ‒ Колыванское ‒ Ракиты ‒ Топчиха. Дорожники Алтайского края включат вторсырье в состав вяжущей смеси, заменив часть цемента на золы-уносы с модификаторами, увеличивающими прочность материала, а затем с помощью ресайклера восстановят и стабилизируют дорожное полотно по всей толщине. Как поясняет Сергей Голиков, руководитель дорожных проектов СГК, используемая зола бурого угля обладает вяжущими свойствами и позволяет улучшить показатели бетонной смеси при замене до 30% цемента.
На Кузбассе, где нет песчаных карьеров, специалисты предлагают испытывать шлаковый песок фракцией 1–5 мм с Томь-Усинской ГРЭС на опытном участке стратегической автодороги Шарап ‒ Восточный. Согласно результатам совместных исследований СибАДИ и СГК материал может стать хорошей заменой естественному песку, а за счет сокращения расходов на логистику обеспечит экономию при строительстве данного объекта до 100 млн рублей. Ожидается, что строительные работы начнутся до конца текущего года.
«Мы представили коллегам-дорожникам все необходимые расчеты, и уже в этом году должен быть выполнен опытный участок дороги с применением нашего материала, ‒ говорит директор по реализации золошлаковых материалов СГК Петр Саньков. ‒ Если он подтвердит свои качественные характеристики и экономическую целесообразность, можно рассчитывать, что значительная часть дороги может быть построена с использованием этого техногенного песка».
Рассматривается возможность применения золошлаковых материалов Новосибирской ТЭЦ-5 в рамках третьего этапа реконструкции Чуйского тракта. На сегодняшний день материал прошел необходимые испытания, которые подтвердили возможность его применения в земляном полотне.
Еще один вариант использования золошлаков для устройства насыпи дорожники планируют испытать в Новосибирске при реализации проекта по строительству подъезда к Плющихинскому жилому массиву по улице Доватора. В данном случае дорогостоящий покупной грунт предлагается заменить на более выгодный золошлак. По данному проекту выполнено технико-экономическое обоснование, доказывающее техническую и экономическую эффективность решения.
В Хакасии при реконструкции улицы Белых Облаков в пригороде Абакана было предложено применять крупнообломочный золошлак, имеющий согласно исследованиям СибАДИ способность к набору прочности. Однако сейчас определяется экономическая целесообразность реализации этого проекта ввиду наличия в регионе дешевых природных материалов.
ФАУ «РОСДОРНИИ» ведется работа с правительством Томской области. Специалисты субъекта РФ разработали региональную программу по повышению объемов использования ЗШМ, в том числе на объектах дорожной инфраструктуры. Решение этого вопроса позволит определить возможность применения золошлаковых отходов Северской ТЭЦ.
Уральским филиалом ФАУ «РОСДОРНИИ» проводилась работа по испытаниям грунтов и подбору рецептов смесей с ЗШМ для применения на пилотных объектах дорожной инфраструктуры в Свердловской, Кемеровской и Томской областях, а также в Республике Бурятии.
Методика использования золошлаков
Классификация золошлаков вместе со способом применения каждого из видов вторсырья будет прописана в нормативном документе, над которым сегодня работает Ассоциация «Р.О.С.АСФАЛЬТ» вместе с Сибирской Генерирующей Компанией. Новый ПНСТ в области применения золошлаков в дорожном строительстве планируется создавать в четыре этапа, а с основными тезисами участники отрасли смогут ознакомиться в июле 2024 года. К этому времени золошлаки различных видов уже применят при строительстве пилотных проектов.
Отметим, что при изучении вторичных ресурсов специалисты намерены внимательно следить не только за качеством строительства, но и оценивать экономический эффект от использования данного материала. Это важно, ведь к месту работ шлаки будут доставлять из расположенных неподалеку золоотвалов. Для некоторых пилотных объектов цена может составить 1 рубль за 1 кубометр при условии загрузки золошлаков на отвалах. Такие расценки действуют уже не первый год, что выгодно выделяет материал из общего списка крупнотоннажных материалов для строительства. Однако важно учесть, что золошлаки должны отвечать требованиям к дорожным материалам и быть стабильными по качеству. И их подготовка к использованию порой влечет за собой значительные затраты.
По словам Петра Санькова, положительный эффект от использования золошлаков, полученный при работе над пилотными проектами, позволит пробить стену непонимания и распространить применение вторсырья в сфере дорожного строительства. При этом речь не идет о том, чтобы обязать подрядчиков применять золошлаки на каждом объекте. Использовать материал предлагается только там, где это оправдано экономически. Например, при реконструкции дороги вблизи золоотвала. Если говорить про хранилища золошлаковых материалов СГК, то они расположены в Новосибирске, Красноярске, Абакане и Барнауле.
Ожидается, что на следующих этапах испытаний к работе подключатся и другие теплогенерирующие компании, чтобы дополнить базу данных исследований. Согласно дорожной карте по расширению применения золошлаковых материалов, а также дорожно-строительных технологий и материалов АРВИС является ответственной организацией за формирование перечня поставщиков золошлаков, которые соответствуют требованиям к дорожно-строительным материалам, для последующего использования органами управления дорожным хозяйством федерального и регионального подчинения и проектными организациями.
Изученные золоотвалы специалисты АРВИС наносят на интерактивную карту, размещенную на официальном сайте Минэнерго России. Сервис включает данные о расположении золоотвалов, физико-технические свойства указанной золы, химический состав и возможности ее применения и отгрузки.
Бизнес-парки, которые набирают популярность в Москве, — прообразы городов будущего, решили специалисты – участники Первого ежегодного форума РБК о развитии инфраструктурных проектов в России и инвестициях в это направление.
За последние 5 лет этот сегмент офисной недвижимости в столице вырос в полтора раза и составляет 1,2 млн. кв. м. Растут бизнес-парки и по масштабу: самый первый столичный бизнес-парк «Крылатские холмы» был построен в 2006 году, его площадь составляла 15,5 тыс.кв.м. Бизнес-парк «Ростех-Сити», введенный в эксплуатацию в этом году, в 17 раз больше. Крупнейший бизнес-парк класса А в России построен всего за 2,5 года компанией «ASTERUS» в Тушинской пойме и создает 20 тыс. рабочих мест, а все архитектурные и технологические решения соразмерны человеку и отвечают его запросам.
Глава компании-девелопера Карима Нигматулина-Мащицкая поясняет, что «Ростех-сити» станет деловым ядром района с жилой застройкой, социальными и спортивными объектами. 2/3 территории объекта отдано на благоустройство «зеленых» зон, что в 5 раз больше, чем в обычном бизнес-строительстве. По мнению девелопера, Москва – уникальная площадка для таких проектов, — здесь их можно реализовывать динамично и быстро. «У нас есть большие территории бывших промзон, где такие новые полицентры можно создавать, вносить элемент новшества в городскую ткань. В европейских городах такой возможности нет, и аппетиты девелоперов очень умеренные в этом смысле», - подчеркнула она.
Бизнес-парки отвечают запросам людей XXI века и Москва следует примеру других мировых мегаполисов, которые создают несколько центров притяжения, за счет чего сокращается время на перемещение дом-работа и концентрация людей в офисах, что особо актуально в условиях пандемии, подчеркнул руководитель отдела организации рабочих пространств компании JLL Гузман де Ярза Бланш.
Футуролог, председатель совета директоров группы компаний «Русские инвестиции» Кирилл Игнатьев считает, что бизнес-парки вытеснят традиционные офисы, чья локация в центре сейчас кажется непререкаемой. «Через 30-40 лет население Москвы приблизится к 50 млн человек, а границы мегаполиса будут проходить по линии ЦКАД. Так что Тушино и другие нынешние мегапроекты застройки окажутся в центральном поясе нашего города», - прогнозирует эксперт.
В основе флагманских московских проектов бизнес-парков концепция WORK.LIVE.PLAY.LEARN, максимально комплиментарная человеку. Свобода и «гибкость» пространств, «зеленость», развитая инфраструктура и эстетические wow-эффекты – то, что привлекает в них экономически активных людей. Здесь есть все для продуктивной работы, саморазвития и комфортного времяпровождения. Корпорации-работодатели используют такие локации в конкурентной борьбе на рынке труда за талантливых и перспективных сотрудников.
Потенциал бизнес-парков огромен, считает директор офисной недвижимости PPF Real Estate Russia Никола Обайдин. «Буквально перед началом пандемии мы начали строительство второй фазы нашего офисного парка Comcity, но не сомневались, что он будет востребован. Сегодня люди стали возвращаться в такие офисы с удовольствием, это связано с тем, что люди чувствуют себя в такой среде спокойнее», - пояснил он.
Директор по аренде управления недвижимости компании Milhouse Елена Малиновская отметила, что спрос на бизнес-парки в ближайшие два года возрастет, потому что арендаторы столкнутся с нехваткой качественных офисных площадей.
Участники Форума сошлись во мнении, что развитие бизнес-парков отвечает общественным запросам и несет очевидные множественные выгоды: для города и его жителей, работодателей – арендаторов и их сотрудников, инвесторов проектов, строительной и смежных отраслей.
Намывные территории – это искусственно созданные участки суши. Технология намыва широко используется с давних времен. Многие страны, имеющие береговую линию- Япония, Голландия, Кипр, США, Китай, Сингапур и другие, использовали и продолжают активно применять этом метод для расширения территорий. В настоящее время флагманом в данной сфере выступает Дубай. В России наиболее известные проекты по намыву реализуются в Санкт-Петербурге.
Зачем люди формируют намывные территории
Основная задача, которую решают при помощи намыва – это расширение или создание новых пригодных для использования участков суши. Перенаселения нашей планеты приводит к необходимости искать новые способы освоения территорий. Наиболее глобально это касается островных стран, либо государств, чья полезная площадь ограничена в силу природных факторов (пустыни, горы). Так же земельный вопрос актуален для старых городов, где необходимы новые площади для создания инфраструктуры, отвечающей новым стандартам жизни людей.
Намывные территории используют для:
- Строительства жилья.
- Улучшения инфраструктуры районов, строительства дорог, общественных зданий, школ, кинотеатров и других объектов социального назначения.
- Возведения защитных сооружений в сейсмоопасных районах, гидротехнических сооружений в подтапливаемых зонах.
- Создания искусственных эко-зон.
- Строительства рабочих поселков, размещения технологического оборудования при добыче нефти и газа на шельфе.
- Организации популярных курортных зон.
Второй аспект намыва – это дешевизна территорий, и, соответственно, построек. 1 га намыва обходится дешевле, чем приобретение или аренда земли в материковых частях. А это значит, что застройщики и инвесторы получают сверхприбыли от реализации недвижимости, а покупатели получают возможность приобрести доступное жилье.
Самые известные намывные территории в мире
ОАЭ – Дубай и Абу-Даби за последние десятилетия значительно расширили свои территории за счет создания намывных островов. Архипелаги Мир и Вселенная, а также Пальмовые острова привлекают инвесторов и туристов. Самым известным пальмовым островом является Пальма Джумейра, где расположились роскошные отели, виллы класса люкс, небоскребы, торговые молы, яхт клубы и пляжи.
В Сингапуре процесс намыва идет постоянно. Территория города-государства уже на 1/5 состоит из искусственно созданных участков суши. Интересно, что для расширения городских районов используют мусорный отходы, которые после переработки применяют в качестве строительного материала.
Япония также использует технологию переработанного мусора. Создано 7 искусственных архипелагов. На самом большом – Одайба разместился тематический парк развлечений. А на остров Кансай вынесли за черту города международный аэропорт Осако.
Голландская провинция Флеволэнд также располагается на трех намывных островах. Город Эйбург стал спутником Амстердама за счет осушения каналов вокруг столицы. Еще один знаменитый проект – остров Камферс-Дам, специально созданный для содержания и разведения фламинго.
В России самыми известными проектами стало строительство «Лахта Центра», порта «Морской фасад» и квартала «Балтийская жемчужина» в г. Санкт-Петербург. В настоящий момент ведутся работы по намыву Васильевского острова, где предполагается расположить жилой микрорайон с развитой инфраструктурой. Еще один российский проект - создание пляжной зоны отдыха на водохранилище в г. Воронеж.
Технологии строительства в Дубае и Санкт-Петербурге
В основе технологий, используемых в Дубае и Петербурге, лежит один и тот же принцип строительства. Он заключается в перемещении природных материалов с одного участка на другой. Однако сами технологии значительно отличаются. Это обусловлено особенностями намыва. В Дубае намываются островные территории в открытом море. В Санкт-Петербурге расширяется береговая линия.
При строительстве в Дубае первоначально создается контур из природных камней. Прочные горные породы укладываются на дно океана, образуя фундамент. Контур засыпается песком. Песок добывают с морского дна в Персидском заливе и Аравийском море. Для засыпки используют танкеры, оборудованные установками для распыления песка под определенным углом. Для контроля процесса засыпки применяют системы наблюдения GPS. На следующем этапе проводится виброуплотнение. Специальные установки создают мощную вибрацию для уплотнения слоев. Это гарантирует устойчивость намыва и делает возможным использование го для строительства объектов.
В Санкт-Петербурге с учетом болотистой местности применяют технологию свайного фундамента. Сваи забиваются глубоко в грунт, чтобы зафиксировать основание в стабильных породах. Создается система водоотводных каналов. Далее по периметру отсыпается контур, который послойно наполняют специальной смесью. Для смеси используют речной песок, который не содержит глиняных и известковых примесей. Песок смешивают с водой на борту гидроперегружателя и подают по трубопроводам на площадку. После с помощью технологии вертикального дренажа воду откачивают. Песок оседает и создают плотную подушку, на которую укладывают следующий слой. Количество слоев зависит от глубины засыпки.
Проблемы намывных территорий
Использование намывных территорий, с одной стороны, решает проблему перенаселения и нехватки территорий. С другой стороны, создание новых участков суши вносит значительные изменения в ландшафт и природную среду. Такое вмешательство человека в естественную экологическую микросферу может привести к различным негативным экологическим последствиям, изменению климата и природным катаклизмам.
Уже сейчас экологи утверждают, что создание намывных островов в ОАЭ стало причиной нарушения баланса в Аравийском море и Персидском заливе. Температура воды повысилась на несколько градусов, что привело к изменению морской экосистемы. Дноуглубительные работы и мелиорация земель вызвали разрушение коралловых рифов и устричных русел. Это, в свою очередь, вызвало сокращение популяций рыбы и объемов коммерческого рыболовства.
Коралловые рифы также выступали в качестве естественного барьера для волн и оберегали прибрежную зону от эрозии. Возведение искусственных островов повлекло исчезновение естественной среды обитания птиц. Например, редкий вид морского баклана - персидский, сейчас находится на грани вымирания.
Еще одной проблемой выступает нарушение естественного контура береговой линии – волны не доносят песок до материковых территорий, разбиваясь об искусственные преграды. Таким образом, материковые очертания могут претерпеть значительные изменения и быть затоплены морем.
Намыв территорий в Санкт-Петербурге так же не обходится без урона экологии. Ученые обеспокоены, что создание намывных территорий может спровоцировать значительное загрязнение вод Финского залива. Эксперты полагают, что изменится роза ветров, а это приведет к замедлению течения Невы. Изменение скорости течения скажется на популяциях рыб, в том числе корюшки. Помимо этого, стоит вопрос о работоспособности Комплекса защитных сооружений. Это комплекс был спроектирован и возведен с учетом размеров водной акватории. Ее уменьшение может привести к неэффективности работы КЗС, и как следствие – увеличению числа и интенсивности наводнений в других частях города. Уже сейчас осушение дельты Невы, где ранее гнездовались перелетные птицы, привело к изменению их миграционных путей и потере некоторых видов.
Помимо экологических проблем жители Санкт-Петербурга могут столкнуться также и с социальной напряженностью. Намыв производят в элитных районах, жители которых приобретали недвижимость с учетом престижа. Кроме того, застройка линии горизонта лишит их панорамных видов на Финский залив.
Еще один вопрос касается безопасности строительства. Болотистая структура грунта и подземные воды, даже при незначительном отступлении от технологии, спровоцируют проседание пород и, соответственно, возведенных зданий и сооружений.
Использование намывных территорий в Дубае и Санкт-Петербурге
В Дубае намывные территории используют для обустройства престижных районов и курортных зон. Жилая застройка не такая плотная как на материковой части. Хорошо развитая транспортная инфраструктура обеспечивает доступность к основным городским объектам. Застройщики предлагают роскошные виллы и апартаменты, оборудованные по последнему слову техники. Каждый кондоминиум представляет собой мини город с собственными бассейнами, магазинами, СПА, школами, гимназиями, барами, тематическим парками, яхт-клубами, пляжными зонами и т.д. Территории защищены специальными экранами. Создаются каналы для отвода грунтовых вод и зеленые зоны для консолидации грунта и защиты от выветривания. Инвесторы охотно вкладывают деньги в развитие намывных территорий, так как стоимость недвижимости на островах значительно выше, чем в городе.
В Санкт-Петербурге намывные территории используют в двух направлениях. Первое — это создание дополнительной инфраструктуры в старых и густонаселенных районах города- в основном автомобильных дорог. Второе – строительство нового жилья. В отличие от Дубая, в Петербурге строятся спальные районы. Это высотные многоэтажки с большим количеством квартир. Их преимущество – близость к центру города и сравнительно невысокая стоимость. Можно сказать, что это жилье эконом класса с плохо продуманной логистикой, высокой плотностью застройки и нехваткой объектов социального назначения – школ, больниц, культурных центров, магазинов. Еще одним недостатком намывных территорий является плохая экология. Постоянные ветра, приносят смог и отходы промышленных объектов. Очень часто в районах не проведены работы по благоустройству и закреплению грунта, не созданы защитные экраны, как в том же Дубае. А это значит, что поверхностный слой песка будет подниматься ветрами. Часто для консолидации грунта используют строительный мусор, что также благоприятно не сказывается на экологии.