Сергей Иноземцев: «Асфальтобетон со свойством самовосстановления»
Группа молодых ученых из Московского государственного строительного университета представила отечественную разработку – самовосстанавливающийся асфальтобетон. Особый компонент умного материала позволяет ликвидировать часть образовывающихся в процессе эксплуатации трещин, тем самым увеличивая сроки нормативного состояния отдельных участков дорог. Подробнее о самовосстанавливающихся асфальтобетонах «Строительному еженедельнику» рассказал руководитель исследований Сергей Иноземцев, кандидат технических наук, доцент кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ.
– Сергей Сергеевич, как пришла идея заняться разработкой и созданием этого умного материала?
– Мы наблюдали, как у классического щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-15 в некоторых случаях проявляется эффект естественного восстановления, связанный с термопластичными свойствами битума преимущественно за счет легких фракций. Однако самовосстановление показателей происходит при повышенных температурах, что не дает возможности использовать данный потенциал, ведь нельзя позволить «размягчить» дорогу до такой степени, чтобы она восстановилась. И мы приступили к работе над тем, чтобы данный эффект кратно усилить и научиться им управлять, получили поддержку от Российского научного фонда и сформировали команду ученых, которая занялась исследованием этой проблемы.
– Какую технологию самовосстановления удалось разработать вашей команде?
– Ключевым компонентом нашей технологии являются специальные капсулы-контейнеры с полимером внутри, которые добавляются в асфальтобетонную смесь. Они предназначены для того, чтобы запасать вещество внутри себя, и, как только в процессе эксплуатации асфальтобетон начнет разрушаться и будут формироваться дефекты и трещины, из капсул высвободится полимер, который, полимеризуясь, склеит берега трещин и вернет асфальтобетону способность сопротивляться нагрузкам. Таким образом достигается эффект самовосстановления.
Мы апробировали капсулу на щебеночно-мастичных смесях ЩМА-15 и определили, что оптимальная концентрация капсул на уровне 3% от количества битума позволяет достичь максимального восстановительного эффекта.
– Какой полимер заложен в основу технологии? И самое главное – это российский продукт?
– С самого начала наших исследований на данную тему мы применяли только те компоненты, которые производят в России. В качестве активного компонента мы рассматривали несколько веществ и в конечном итоге выбрали тот, что дает лучший эффект самовосстановления. Производят этот AR-полимер в Казани, и я не уверен, что за рубежом есть аналоги.
– На данный момент в МГСУ есть опытные образцы?
– Да, конечно. Исследовательская работа еще не завершена, поэтому мы преимущественно работаем на опытных образцах, созданных в лаборатории.
На конкретных дорожных участках пока не работаем, но если представители отрасли будут заинтересованы в том, чтобы на текущем этапе осуществить работы по апробации, то мы готовы в этом направлении двигаться, чтобы достаточно быстро подготовить и необходимые материалы, и документы.
– В целом на каком этапе сейчас находится научная работа?
– Проект поддержан Российским научным фондом и рассчитан на несколько лет. Суть заключается в том, чтобы разработать общую концепцию того, как создавать подобного рода материалы. Не просто разработать самовосстанавливающийся материал, а сформулировать общие подходы, для того чтобы у отрасли были инструменты для создания собственного варианта подобного материалов.
На данный момент сама концепция принципиально готова, и у нас достаточно материалов, чтобы перейти к созданию промышленной партии. Вопрос в заинтересованности отрасли.
– Подобный материал существует в российской и зарубежной практике? Это импортозамещение или отечественное открытие?
– Само по себе исследование в области умных материалов, включая и самовосстанавливающиеся, является общемировой тенденцией в строительном материаловедении. За последние десять лет количество работ, посвященных данной теме, выросло в 3–3,5 раза, и в их числе есть ряд зарубежных и отечественных.
Иностранные исследователи предлагают использовать в качестве запасающего вещества внутри капсул различного рода масляные отходы, тогда как наше решение предлагает в качестве активного компонента применять полимер. В своих исследованиях мы сравнивали два этих подхода и доказали, что капсулы с полимерным активным веществом значительно превосходят масляные и обладают бо́льшим преимуществом.
– В чем заключается различие двух активных веществ и почему выбран именно полимер?
– Прежде всего отличается механизм воздействия на структуру асфальтобетона. Если в качестве восстанавливающего агента в капсулах используются масла, то в момент разрушения происходит следующий процесс: вещество высвобождается, смачивает стенки трещин, частично диффундируя, – по сути, разжижает материал омолаживая битум. В результате этого процесса происходит некоторое восстановление пластичности асфальтобетона.
В случае с применением полимера механизм действия иной. При разрушении капсул высвобождается полимер, который также смачивает берега трещин, частично диффундируя полимеризуется. В результате полимер изнутри склеивает часть дефектов, и за счет этого мы получаем не просто увеличенную пластичность, но и восстановленные связи внутри материала. В этом случае показатели самовосстановления асфальтобетона выше.
– Пластичность асфальтобетона иногда грозит образованием колейности на дороге. Как разрешаются эти риски?
– Как раз одним из главных недостатков применения масляных капсул является неблагоприятная пластичность, которая может привести к образованию колей. И для того, чтобы отойти от данного риска, нами было принято решение найти другой механизм действия. В случае с полимерным наполнителем капсулы склеивание трещин позволяет не допускать разжижения матрицы, давая лучшие показатели упругости и сопротивления.
– По информации МГСУ, подрядчики используют подобные технологии?
– Время от времени в прессе встречаются заголовки, посвященные умным материалам и нанотехнологиям в дорожном строительстве, но в России нет примеров внедрения или апробации асфальтобетонов со свойствами самовосстановления.
Знаю, что китайские коллеги запустили производство промышленного продукта в виде подобных капсул с масляным веществом внутри, однако информации об успешной реализации пока нет.
– Наверняка в вашей работе есть раздел, посвященный технико-экономическому обоснованию и целесообразности использования технологии самовосстанавливающихся асфальтобетонов. Можете поделиться данными расчетов?
– Разумеется, мы сделали экономические расчеты, которые основаны на оценке себестоимости и технического эффекта. Согласно нашим расчетам, использование капсул позволяет получать асфальтобетон, который не просто соответствует всем требованиям стандартов, но и обладает дополнительным набором уникальных свойств. Все это позволяет эксплуатировать участок дороги больший период времени. По сравнению с классическими щебеночно-мастичными смесями, несмотря на незначительное удорожание себестоимости материала, технико-экономическая эффективность достигает не менее 33%.
– В данном случае, что вкладываете в понятие эффективности?
– Мы исследовали стабильность во времени структурно-чувствительных параметров, таких как прочность. Со временем в процессе эксплуатации она уменьшается, то есть под воздействием различных факторов происходит разрушение материала и деструктивные процессы отражаются на показателях. Наблюдая за работой капсул, мы видим, что в период самовосстановления прочность возрастает, а технические показатели стремятся к первоначальным значениям. Этот эффект позволяет продлить время достижения момента, когда показатели достигнут критического значения, то есть дороге потребуется ремонт. По нашим оценкам, технология позволяет увеличить данный период нормативного состояния асфальтобетона более чем в 2–2,5 раза.
– Россия – очень большая страна, территории которой находятся в различных климатических зонах (отличаются погода, грунты, интенсивность движения и другое). В связи с этим вопрос: где и в каких условиях лучше всего проявят себя самовосстанавливающиеся асфальтобетоны?
– Не хочется сейчас необоснованно как-то ограничивать применимость разработки, поскольку предстоящий этап внедрения как раз выявит наилучшие условия. Сами капсулы способны ликвидировать в асфальтобетоне часть дефектов и трещин, и мы считаем, что смеси с такими компонентами целесообразно использовать при устройстве верхних слоев одежды автомобильных дорог в условиях, которые провоцируют трещинообразование. Достаточно широкая формулировка, но это могут быть и северные территории, где при низких температурах асфальтобетон становится хрупким, и южные, где трещины образовываются по другим причинам, например, из-за старения вяжущего.
– Насколько сложен процесс производства самовосстанавливающихся асфальтобетонов, ведь не секрет, что подрядчики сами готовят смеси вблизи объектов строительства, ремонта или реконструкции.
– Мы достаточно давно занимаемся разработкой строительных материалов и понимаем, как важно, чтобы методика производства менялась в минимальной степени или вообще не менялась. Технология создания самовосстанавливающихся асфальтобетонов несложная и вполне может быть осуществлена на существующих асфальтобетонных заводах. Условно говоря, дополнительный компонент можно вводить в смесь как обычную добавку с помощью отдельного бункера с дозатором. Никакого специфического оборудования для этого не требуется.
Что касается самого синтеза капсул, то и он может быть организован с использованием отечественного оборудования. В своих исследованиях мы использовали компоненты российского производства, которые сегодня присутствуют на рынке.
Специалисты архитектурного бюро Bricks Project за 17 лет обследовали и запроектировали более миллиона квадратных метров зданий, в том числе объектов капитального ремонта. Об особенностях подготовки проектов капремонта рассказывает генеральный директор Алла Кравцова.
— Алла Валентиновна, что, по вашему мнению, отличает Bricks Project от других компаний на рынке проектирования работ по капитальному ремонту?
— Поскольку Градостроительный кодекс РФ позволяет выполнять капитальный ремонт без проекта, то заказчик просто составляет ведомость дефектов, что становится для строительной организации основанием для выполнения работ. Если в ведомости написано, что повреждена окраска стен, то их покрасят заново. При таком подходе устраняются последствия, но не причина повреждения. А причиной может быть нарушение температурно-влажностного режима помещения из-за неисправной вентиляции, и тогда очень скоро отремонтированные стены снова придут в негодное состояние.
К счастью, в настоящее время почти все заказчики требуют перед физическим проведением капремонта разработку проекта. Но даже в этих случаях проектирование зачастую сводится к визуальному осмотру здания и составлению спецификаций, которые, по сути, дублируют ведомость дефектов.
Наш подход к проекту капитального ремонта принципиально другой. Во-первых, проект создается на основании серьезного обследования здания, все разделы выполняют профильные штатные специалисты. Это гарантирует высокое качество работ, эффективность и согласованность проектных решений, их соответствие требованиям конструктивной, пожарной и экологической безопасности, что подтверждается положительными заключениями государственной экспертизы, обязательной в случае бюджетного финансирования капремонта.
Во-вторых, именно в силу проработанности проекта мы никогда не бросаем заказчиков и строителей на полдороге, мы сопровождаем ремонтные работы вплоть до их окончания, оперативно решаем появляющиеся проблемы, оптимизируем усилия и затраты строителей и заказчика.
— Насколько важно при капремонте выполнить предпроектное обследование здания, включая испытания стройматериалов и конструкций?
— Капитальный ремонт здания можно сравнить с лечением человека: если не поставить правильного диагноза, то оно не будет эффективным. Поэтому проектирование всегда начинается с подробного обследования конструкций и инженерных сетей здания профильными специалистами, строго в соответствии с действующими сводами правил и ГОСТами, с применением методов неразрушающего и разрушающего контроля. У нас создан отдел обследования, состоящий из инженеров с профильным образованием и многолетним опытом, есть приборно-лабораторная база для проведения всех видов испытаний и контроля. При оценке технического состояния конструкций всегда выполняются проверочные расчеты с использованием лицензированного ПО.
— Проблемы капитального ремонта МКД связывают с такими трудностями, как низкая активность собственников и при этом необходимость согласования с ними работ по капитальному ремонту. Может ли проектировщик повлиять на эти факторы?
— Точнее, имеют место две противоположные, но одинаково серьезные проблемы. В ряде домов — это низкая активность жителей, а в ряде — наоборот, высокая, связанная с преувеличенными ожиданиями от будущего капремонта. Условием контрактов с Фондом капремонта многоквартирных домов г. Москвы является обязательное согласование проекта с жителями. На этой стадии, увы, обжигаются многие проектные организации. У нас для решения этих вопросов есть отдел согласования, задача которого наладить коммуникации с жителями. Наши специалисты стараются вовлечь в работу собственников жилья, проводят с ними собрания, подробно рассказывают о предстоящем ремонте, переводя проекты со строительного языка на понятный. Функция скорее просветительская, ведь далеко не все понимают, что такое капремонт, что можно и что нельзя выполнить на средства, складывающиеся из ежемесячных взносов. Приходится объяснять, что мы законодательно не можем в рамках капремонта сделать эксплуатируемую кровлю вместо обычной или переоборудовать подвал здания под кладовые помещения. Работа с жителями — задача трудная, но мы с ней успешно справляемся.
Петербург — большой город, который все время растет и развивается, в том числе за счет нового строительства, стараясь сохранить при этом свою историческую часть. Безусловно, не обходится без проблем. Как они решаются, «Строительному Еженедельнику» рассказал Николай Линченко, вице-губернатор Петербурга.
— Застройщики нередко говорят об отсутствии больших участков в центре Петербурга и даже в спальных районах. Можно ли говорить об активизации строительства в пригородах?
— Я бы не стал утверждать, что в пригородах строительство активизируется. В настоящее время на рассмотрении Градостроительной комиссии Санкт-Петербурга находятся два обращения застройщиков для реализации двух проектов жилищного строительства в Колпинском районе общей площадью 81,4 тыс. кв. м и два обращения по Курортному району общей площадью 61,9 тыс. кв. м.
Рекомендации комиссии по обеспеченности проектов жилищного строительства выданы по трем проектам жилищного строительства в Колпинском районе с общей площадью жилья 167,4 тыс. кв. м и по четырем проектам в Курортном районе с общей площадью квартир / номерного фонда 479,6 тыс. кв. м.
Отмечу также то, что из этих проектов три территории, расположенные в Курортном и Колпинском районах, были предоставлены застройщику на основании заключенного с Санкт-Петербургом договора развития застроенных территорий еще в 2010 году.
— Может быть, активность застройщиков сдерживает отсутствие инфраструктуры в пригородах?
— Чтобы не допустить дефицита социальных объектов, мы заблаговременно принимаем меры для определения источников финансирования объектов обслуживания жилой застройки, по подбору и последующему взаимодействию с потенциальными инвесторами для создания социальных объектов. Также ведется постоянный контроль над проектированием и строительством таких объектов.
Дефицит социальных объектов есть. Чтобы погасить его, проведена значительная совместная работа ИОГВ и инвесторов, приняты необходимые управленческие решения, утверждены источники финансирования и определены сроки создания объектов социальной инфраструктуры. Поэтому сегодня по ряду проблемных территорий социальная напряженность заметно снизилась.
Однако пока сохраняется дефицит мест в объектах образования и здравоохранения на локальных территориях в границах Санкт-Петербурга — на участке, ограниченном Пулковским шоссе, Дунайским проспектом, Московским шоссе и Южным полукольцом Октябрьской железной дороги, в Московском районе; на территории Невской губы Финского залива западнее Васильевского острова. По этим территориям продолжается активная работа по координации взаимодействия между ИОГВ и застройщиками для скорейшего устранения дефицита и снижения напряженности среди граждан.
Инфраструктурная составляющая
— Есть ли районы Петербурга, которые можно отнести к проблемным с точки зрения инфраструктурного обеспечения?
— В Санкт-Петербурге все желающие обеспечены услугами образовательных организаций, однако некоторые функционируют с превышением расчетной мощности. Так, детские сады в городе переполнены: превышение фактической наполняемости над расчетной — до 9% в Выборгском, Приморском, Красногвардейском и Невском районах.
Аналогичная ситуация и в школах. В Красносельском, Приморском, Невском, Пушкинском, Калининском и Выборгском районах школы переполнены сверх нормы на 18%.
По результатам проведенного Комитетом по экономической политике и стратегическому планированию мониторинга обеспеченности горожан объектами социальной инфраструктуры и прогноза потребности в них сформирована Адресная программа обеспечения объектами социальной инфраструктуры. Программа содержит информацию об объектах социальной инфраструктуры, которые необходимо построить до 2027 года.
В Адресную программу по состоянию на 1 февраля текущего года включены 286 объектов, в том числе 151 детский сад, 93 школы, 42 поликлиники, которые необходимо построить в первоочередном порядке.
— Застройщики не слишком любят Градостроительную комиссию — относительно новую структуру в городе. Заметен ли эффект от ее работы?
— За период работы комиссии с 2021 года достигнуты положительные результаты при реализации государственной политики в сфере обеспечения объектами обслуживания проектов жилищного строительства.
В 2021–2022 годах по рекомендации комиссии заключены 323 соглашения, предусматривающие создание объектов социальной и транспортной инфраструктуры, объектов благоустройства с дальнейшей передачей их в собственность города.
— Насколько добросовестно исполняют обязательства по социалке застройщики?
— Надо отдать должное строительному бизнесу: у него есть правильное понимание ответственности в отношении строительства социальной, инженерной, транспортной инфраструктуры. Нет ни одного застройщика, который не знал бы наизусть, сколько мест предусмотрено в детских и учебных заведениях или посещений в поликлинике в расчете на тысячу жителей.
Более того, решая вопросы привлекательности жилых комплексов, застройщики берут дополнительные обязательства. Где-то строят центры образования, где-то пытаются участвовать в развитии объектов улично-дорожной сети.
Историческая составляющая
— В последнее время часты суды, которые обязывают пользователей объектов культурного наследия провести те или иные работы. Причина — внимание Следственного комитета?
— Когда выявляются незаконные действия, связанные с попыткой причинения вреда объекту культурного наследия или сноса исторического здания, их пресекает КГИОП в рамках, установленных законом.
В 2022 году нарушения такого характера послужили основанием для составления КГИОП 339 протоколов об административных правонарушениях и 63 заявлений о преступлениях.
В большинстве случаев суды удовлетворяют исковые требования КГИОП об устранении нарушений, в том числе о восстановлении испорченного перестройками облика памятников и исторических зданий. В прошлом году КГИОП предъявил 388 исков.
Кроме того, в 2023 году КГИОП в целях предупреждения противоправных действий в адрес различных организаций направил 830 предостережений о недопустимости нарушения обязательных требований законодательства об объектах культурного наследия.
— Вокруг каких объектов и почему идут судебные споры?
— Здание по адресу: Рижский проспект, 26 («Дом Лапина»), не является и никогда не являлось объектом культурного наследия. В 2021 году в КГИОП был представлен эскизный проект реконструкции под многоквартирный дом, которым предусматривается сохранение конструкций, исторических зданий (лит. Б2 и Б7); разборка аварийных конструкций исторических зданий, не формирующих уличный фронт (лит. Б5, Б10, Б12, Б13); разборка конструкций неисторических зданий (лит. А, Б1, БЗ, Б4, Б6, Б8, Б9 и Б11).
Тогда же КГИОП выдал заключение о соответствии проектных решений требованиям режима зон охраны.
Почти через год, в августе 2022-го, Куйбышевский районный суд Петербурга отказал в удовлетворении исковых требований о признании незаконным заключения КГИОП. Уже в начале 2023 года городской суд оставил это решение без изменений.
Здание на 20-й линии В.О., 19, лит. А («Манеж лейб-гвардии Финляндского полка»), не является и никогда не являлось объектом культурного наследия. Правообладатель — ООО «Легенда». Бывшее здание манежа в конце 1960-х перестроено и приспособлено под хлебозавод Свердловского района. В результате изменился архитектурный облик и утрачено объемно-пространственное решение.
В декабре 2019 года в КГИОП поступило заявление о включении здания в перечень выявленных объектов культурного наследия. Комиссия по установлению историко-культурной ценности пришла к выводу, что здание не представляет исторической, архитектурной и градостроительной ценности. КГИОП отказал заявителю.
В сентябре 2021 года Куйбышевский районный суд признал незаконными технический учет здания (ПИБ Василеостровского района, 2012); заключение КГИОП о соответствии режимам зон охраны; разрешение на строительство, выданное Госстройнадзором Петербурга в конце 2020 года.
В апреле прошлого года в результате рассмотрения апелляционных жалоб КГИОП и ПИБ Василеостровского района городским судом решение от районного суда отменено, в удовлетворении требований административных истцов отказано в полном объеме.
В настоящее время на рассмотрении Санкт-Петербургского городского суда находится административный иск по обжалованию распоряжения КГИОП об отказе включить объект в перечень выявленных ОКН. Первое заседание назначено на 13 июня.
К объектам культурного наследия КГИОП отказывается отнести здание на Малом проспекте Петроградской стороны, 4, — Бани Екимовой, корпус бывшего Васильевского винного городка на Уральской улице и т. д. Все они подвергались перестройке в то или иное время и утратили особенности, которые стали основанием для включения их в реестр объектов культурного наследия. По этому поводу и проходит много судов.
— Есть ли какой-то результат по делу о сносе зданий-памятников?
— КГИОП в рамках своих полномочий сотрудничает со следствием и предоставляет объективную информацию по уголовным делам, которые в настоящее время находятся в стадии расследования.
При этом высокая степень политизированности темы сохранения наследия негативно влияет на готовность инвесторов работать с памятниками истории и культуры. А это, в свою очередь, крайне неблагоприятным образом сказывается на их сохранности.
Современная составляющая
— Решена ли, по-вашему, проблема импортозамещения в строительном комплексе?
— По данным Минстроя РФ, материалы для массового строительства сегодня по большей части производят в России. Материалы среднего и высокого ценового сегмента имеют весомую часть импорта. От импорта зависит и значительная часть инженерных систем: кондиционирование, вентиляция, насосное оборудование, системы пожарной безопасности, оповещения, запорная и регулирующая сантехническая арматура, системы автоматического управления. Доля иностранного программного обеспечения субъектов строительной отрасли составляет 40%.
Но процесс импортозамещения в строительстве начался еще в 2014 году, поэтому сегодня российские застройщики несущественно зависят от зарубежных поставок материалов и техники. Подавляющее большинство компаний прошли через более ранние кризисы и сумели адаптироваться, уже тогда придерживались политики импортозамещения в своем сегменте и снизили зависимость от импортных строительных материалов.
В итоге в массовом сегменте удалось заменить до 90% материалов, комплектующих и оборудования. Несмотря на уход ряда иностранных компаний из России, на рынке существуют альтернативы в лице производителей из Китая, Турции, Индии, Беларуси и других стран.
Хотя в премиальном сегменте недвижимости доля импорта может достигать 50% от общей стоимости строительно-монтажных работ.
— Как вы оцениваете инвестиционный климат Петербурга? В каком направлении надо еще работать?
— Петербург всегда был и остается в числе лидеров по инвестиционному климату и условиям ведения бизнеса среди регионов.
Инвестиционная привлекательность имеет важное значение в нашей работе, т. к. именно она свидетельствует об устойчивости региона к кризисным явлениям. И в этом мы смогли убедиться, как говорится, на практике.
Чтобы остаться на плаву в условиях беспрецедентного санкционного давления и экономических виражей последних лет, безусловно, решающим фактором стала эффективная адаптация к новым реалиям.
И в этом нам помогает деловое сообщество. В Петербурге выстроена масштабная система мер поддержки для предпринимателей всех уровней, налажены прямые каналы обратной связи, что позволяет быстрее получать запрос со стороны бизнеса.
Результатом стали новые инструменты получения налоговых и имущественных льгот, усовершенствование законодательства — мы устраняем избыточные административные барьеры и помогаем в более короткие сроки запустить инвестпроекты.
Яркий пример — Региональный инвестиционный стандарт, все элементы которого были разработаны совместно с предпринимательским и экспертным сообществом Санкт-Петербурга. Это новый инструмент поддержки инвестиционных проектов федерального уровня, концепция которого сформирована Минэкономразвития России.
Другим трендом региональной инвестиционной политики становится расширение федеральной поддержки инфраструктурных проектов. Это и инфраструктурные бюджетные кредиты, благодаря которым в Петербурге сейчас строятся новые развязки, линии метро, идет обновление трамвайного состава, а также инфраструктурные облигации и средства Фонда национального благосостояния. Федеральное софинансирование получают и ГЧП-проекты в социальной сфере: в Петербурге уже пять концессионных школ прошли отбор по госпрограмме «Развитие образования».
Отмечу, именно инвестиционный вектор, связанный с реализацией, позволит Петербургу в будущем не только сохранить устойчивость экономики, но и трансформироваться в динамичный и современный мегаполис.