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.
В традиционном интервью ко Дню строителя заместитель председателя Правительства Ленобласти по строительству и ЖКХ Михаил Москвин рассказал «Строительному Еженедельнику» о влиянии пандемии коронавируса на отрасль, перспективы ее развития, участие региона в федеральных программах, а также работе, направленной на повышение комфортности проживания граждан.
— Михаил Иванович, как ни печально, но уже второй год страна живет в условиях пандемии коронавируса, и уже традиционным стал вопрос: как это влияет на ситуацию в строительной отрасли?
— Пандемия затронула все без исключения сферы жизни, не обошла и строительство. Закрытые границы привели к резкому дефициту рабочей силы, что подняло стоимость самих работ и явилось одним из факторов в росте цены квадратного метра. Проявился и дефицит иностранных комплектующих, прежде всего — электроники, также в сфере инженерии. Люди болеют — процессы стали замедляться, это тоже факт.
Но в целом мы видим, что отрасль на подъеме — стартуют новые проекты, невероятно растет цена квадратного метра, застройщики в плюсе. Это, конечно, связано с тем, что в любое нестабильное время люди хотят вкладываться в недвижимость. Динамичному росту отрасли способствовало и действие льготной ипотеки. Поэтому последствия коронавируса на практике оказались не такими однозначными.
— На федеральном уровне принят закон о комплексном развитии территорий. Есть ли в Ленобласти такие инициативы, в каком состоянии они находятся?
— По факту у нас работает законодательство о комплексном развитии территорий — эти вопросы регулируются проектами планировок территорий для частных строек, то есть в ручном режиме. Таким же порядком происходит решение и экономических вопросов. Предложений по КРТ мы давно ждали. Они позволяют совместить все градостроительные вопросы в одном мастер-плане.
В то же время закон о комплексном развитии территорий предписывает внести изменения и принять несколько новых нормативных актов на региональном уровне. Этим сейчас занимается Комитет по градостроительной политике.
— Российские власти запускают программу «Агрессивное развитие инфраструктуры». Какие инструменты из предлагаемого меню регион намерен использовать?
— Мы планируем участвовать во всем. Сейчас наиболее готовая часть этой программы — инфраструктурные облигации.
В настоящий момент Правительство Ленобласти совместно с застройщиком ПАО «Группа ЛСР» и единым институтом развития в строительной сфере АО «ДОМ.РФ» рассматривает возможные варианты реализации пилотного проекта по финансированию путем выпуска инфраструктурных облигаций для строительства объектов инженерной и транспортной инфраструктуры на территории перспективного жилого комплекса «Ржевка» в пос. Ковалево Всеволожского района. Срок погашения в 10–15 лет. Сейчас мы готовим документы для выпуска, основные условия уже согласованы. Президент России Владимир Путин в ежегодном послании Федеральному собранию сообщил, что строители смогут получать через механизм инфраструктурных облигаций средства под 3–4% годовых от института развития ДОМ.РФ. Предполагается, что будет выдан кредит на строительство инженерной инфраструктуры внешних сетей водоснабжения и водоотведения к территории ЖК «Ржевка» в размере 4,2 млрд рублей.
— Программа «Стимул» сегодня переориентирована на развитие инфраструктуры. Планирует ли Ленобласть участие в обновленной программе?
— Мы готовы к участию в любых федеральных программах. На место «Стимула» пришла программа «Развитие современного образования», куда мы уже заявили три школы — в Мурино и в Заневке. К сожалению, мы заканчиваем уже объекты по «Стимулу» — по этой программе ежегодно выделялось около 1,5 млрд рублей, на этот год — всего 500 млн.
Непосредственно в «Стимул» мы предлагаем четыре дорожных проекта в местах массовой застройки. Положительные заключения экспертизы на эти проекты уже получены, заявки уйдут.
— В последнее время слышно много жалоб подрядчиков на стремительный рост цен на стройматериалы, что делает их работу убыточной. Чем власти региона могут помочь в этой ситуации?
— Бьем в набат. Регулирование системы госзакупок, заключение контрактов и макроэкономические рычаги находятся в руках федерального центра. Мы не можем с Суворовского из Дома Правительства ввести пошлины на металл и стройматериалы. Эта ситуация у нас вызывает опасение, так как по некоторым контрактам у нас есть риск неисполнения — их фактическая стоимость выходит за рамки разрешенной дельты колебания цены контракта. При таком росте стоимости рабочей силы и цены материалов по закону нужно расторгать контракты и объявлять заново. Это было бы плохо. Мы просим Минстрой РФ разрешить учитывать реальную рыночную стоимость при корректировке проектов. Это сняло бы проблему.
— Что делается в сфере расселения аварийного жилья?
— В программу «Переселение граждан из аварийного жилищного фонда на территории Ленинградской области в 2019–2025 годах» включены дома, признанные аварийными с 2012 по 2017 год. На территории 88 муниципальных образований до 1 сентября 2025 года будет расселено около тысячи аварийных многоквартирных домов общей площадью 240 тыс. кв. м, в которых проживало более 15,5 тыс. человек. Для расселенцев планируется строительство 51 многоквартирного дома. Напомню, что ранее было принято решение именно возводить новые дома, а не покупать имеющееся жилье на рынке. Дело в том, что собственное строительство экономически более эффективно и позволяет более оптимально распорядиться выделенными на эти нужду средствами.
Кроме того, в регионе реализуется программа «Ликвидация аварийного жилищного фонда на территории Ленинградской области», по которой расселению подлежат дома, признанные аварийными с 2017 по 2019 год, и непригодный для проживания жилищный фонд, признанный таковым до 1 января 2019 года и не включенный в иные программы.
По результатам всех программ по переселению граждан из ветхого жилья в Ленобласти в 2019 году расселено 5,2 тыс. кв. м аварийного жилья, где проживали 345 человек, в 2020 году — 24,6 тыс. кв. м, где жили 1577 человек. В 2021 году предполагается расселение 20 тыс. кв. м аварийного жилья, где живет 1,1 тыс. человек. На 1 июня 2021 года расселено 6,5 тыс. кв. м и 690 человек, что составляет 32% от плана.
— В регионе приняты нормативы, ограничивающие высотность строящегося жилья двенадцатью этажами. Чем обусловлены такие меры? Возможны ли исключения из общего правила?
— Ленобласть последовательно регулирует отношения в сфере градостроительства и идет по пути создания комфортной среды и понижения этажности. Основные этапы таковы. В 2012 году были приняты Региональные нормативы градостроительного проектирования, установившие единые стандарты для всех территорий. В 2015 году произошло перераспределение полномочий: муниципалитеты перестали выдавать разрешения на строительство многоквартирных домов, было введено обязательное согласование документов территориального планирования в Комитете градостроительной политики. В 2018 году было введено ограничение этажности в перспективных проектах до девяти этажей в селах, до двенадцати — в городских поселениях. Речь шла о тех проектах, где еще не начата стройка. Летом 2018 года вышло поручение губернатора не выдавать разрешения на строительство для тех проектов, которые противоречат РНГП. Наконец весной 2021 года этот процесс был завершен: был принят нормативный акт, отменяющий проекты планировок свыше нормативов. Исключение предоставляется для компаний-доноров, которые завершают долгострои.
— Кстати, о долгостроях. Что уже сделано в этом году? И с какими итогами по этой теме регион рассчитывает завершить год?
— С 2018 года без использования средств бюджета и механизмов Фонда защиты прав граждан — участников долевого строительства введены в эксплуатацию 66 проблемных многоквартирных домов на 14,4 тыс. квартир. В этом году — уже 1,3 тыс. квартир.
Также мы активно сотрудничаем с Фондом защиты прав дольщиков. Наблюдательный Совет этого Фонда принял решение в отношении 81 дома. 56 домов будет достроено, дольщики 25 объектов получают денежную компенсацию. В этом году только совместными усилиями региона и фонда будет введено шесть домов. Кроме того, до конца года планируется ввести не менее десяти проблемных домов в рамках других механизмов достройки. У нас также на разных стадиях готовности находятся соглашения инвесторов с Правительством Ленобласти еще по восемнадцати объектам.
— Помимо строительства, вы курируете также сферу ЖКХ. Известно, что регион активно участвует в Годе воды и соответствующих программах. Что делается в этой сфере?
— Да, губернатор Ленобласти Александр Дрозденко объявил 2021 год в регионе Годом чистой воды. Главная задача — надежное обеспечение жителей качественным водоснабжением и водоотведением. Этот год является стартовым для многих важных проектов.
По федеральной программе «Чистая вода» нацпроекта «Жилье и городская среда» мы проектируем и строим системы водоснабжения в Ленобласти. Объекты определены на основе анализов, проведенных Роспотребнадзором. Программа рассчитана до 2024 года, бюджет — 3,5 млрд рублей. Первые работы уже завершены: в Торошковичах Лужского района появился новый водопровод протяженностью почти 10 км, в Раздолье Приозерского района построены резервуары чистой воды, станция водоочистки, магистральные сети — 30 июня они введены в эксплуатацию.
Сейчас ведется строительство двух магистральных водоводов в Тосненском районе: в Ульяновке и Никольском. Там же строятся новые резервуары чистой воды — работы завершим в этом году. Заканчивается проектирование водоочистных сооружений Выборга, Волхова, Лодейного Поля, поселков Паша и Колчаново. Решаем многолетний вопрос с ВОС в Кингисеппе — предстоит разработать проект их масштабной реконструкции.
Кроме того, в Ленобласти работают региональные программы «Чистая вода» и «Обеспечение устойчивого развития объектов коммунальной инфраструктуры». Средства областного бюджета выделяются на проектирование, реконструкцию, строительство, капремонт сетей и сооружений.
Для небольших поселений в Ленобласти по этой программе воплощают свое решение — быстрое и эффективное. Это модульные станции очистки питьевой воды и стоков. Каждая такая станция может эффективно очищать воду либо стоки для 5 тыс. человек. Она изготавливается на заводе, под параметры воды из конкретных скважин или водоемов, а на месте достаточно установить ее и подключить к сетям. Получается раз в пять быстрее, чем со стационарными очистными сооружениями. Работа полностью автоматизирована, вода на выходе соответствует нормам СанПиН. В регионе уже работают 30 новых модульных станций очистки питьевой воды — они установлены в Лужском, Волховском, Сланцевском, Выборгском и других районах. Завершается монтаж четырех канализационных модулей. В ближайшие годы планируется установить 108 станций для очистки питьевой воды и 31 — для очистки стоков.
В Год чистой воды мы вошли с единым водоканалом. Леноблводоканал работает уже в четырнадцати районах региона. Вместо десятков небольших предприятий создан единый центр, где сконцентрированы специалисты, техника, воплощается четкая стратегия по развитию систем водоснабжения и водоотведения. С приходом предприятия идет развитие инфраструктуры, работает круглосуточная диспетчерская служба, вся необходимая спецтехника, при устранении аварий подвозят питьевую воду для жителей.
Еще одна особенность Года чистой воды — мы провели субботники на водоемах. Сотрудники всех комитетов и подведомственных предприятий Правительства Ленобласти, органы местного самоуправления и жители собрали тонны мусора с побережий сотни рек и озер. Кроме того, стартовал экологический проект «Чистые родники Ленинградской области». В 2021 году за счет гранта губернатора жители благоустроят территории у пятнадцати родников Ленинградской области. Первым стал родник в Сертолово.
— Регион является одним из лидеров по созданию комфортной среды проживания. Как этого удалось добиться? Какие перспективы развития в этом направлении вы видите?
— С 2017 года в Ленобласти благоустроено около 600 дворов и общественных пространств: парков и скверов, набережных и площадей, многофункциональных спортивных и детских площадок. С каждым годом повышаем темп и качество развития городской среды.
Например, в 2020 году благоустроено 78 общественных пространств во всех районах Ленинградской области. На всероссийском конкурсе проектов для малых городов и исторических поселений выиграли сразу семь наших заявок — Новая Ладога, Волхов, Ивангород, Кириши, Сясьстрой, Сосновый Бор и Гатчина. Проекты начинаем воплощать в этом году при поддержке федерального Минстроя. В Выборге благодаря победе в конкурсе уже облагородили набережную и пляж Смоляного мыса, в Луге — Заречный парк. В этом году за победу будут бороться одиннадцать городов: Всеволожск, Мурино, Светогорск, Сосновый Бор, Подпорожье, Шлиссельбург, Тихвин, Луга, Коммунар, Пикалево, Лодейное Поле.
В регионе растет качество городской среды: Кудрово, Кингисепп, Никольское, Гатчина и Кировск по итогам 2020 года стали лидерами. Индекс качества городской среды в Ленобласти за год вырос на семь пунктов и составил 192 балла. Среднее значение в России — 177 баллов. Эксперты оценили сервисы и уровень доступности городской среды для маломобильных групп населения, озеленение, освещение и оформление городского пространства, точки притяжения.
Ленобласть заняла первое место в реестре лучших практик Минстроя России по благоустройству — 2020. В лидерах — двенадцать территорий, благоустроенных в прошлом году: центральные площади в Тосно, Ивангороде и Лебяжьем, набережные в Луге, в парке «Оккервиль» в Кудрово и в Коммунаре в районе ФОК «Олимп», спортивная зона со скейтпарком в Новом Девяткино, спортивный парк в Тосно и Аэропарк со скейтпарком в Гатчине, общественная территория в Пикалево, дорожка вдоль Советского проспекта в Никольском, двор на Красносельском шоссе, 6, в поселке Новоселье. Проекты, включенные в реестр лучших практик Минстроя, берут на вооружение в других регионах России.
В этом году мы не сбавляем темпа. Уже ввели в строй первую пятерку объектов — 2021. В Дубровке Всеволожского района завершились работы в Невском парке и парке «Надежда» (2 этап) — там установлен интерактивный фонтан, малые архитектурные формы, провели мощение дорожек. В деревне Большой Двор Бокситогорского района заработала долгожданная детская площадка. В Любани Тосненского района благоустроена территория вокруг местного дома культуры. В Новом Девяткино завершились работы в Капральевом парке и в Охтинской долине — сделаны прогулочные зоны с малыми архитектурными формами. Всего в этом году благоустроим 77 общественных территорий.
Жители Ленобласти — люди активные и неравнодушные, они с интересом приняли участие в онлайн-голосовании по объектам благоустройства на 2022 год. Больше 107 тыс. человек в апреле-мае проголосовали за дизайн-проекты благоустройства городской среды. 27 проектов-победителей в городах с населением больше 10 тысяч жителей также планируется реализовать по программе «Формирование комфортной городской среды».