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.
Об историческом пути, пройденном холдингом, его сегодняшнем дне и перспективах дальнейшего развития «Строительному Еженедельнику» рассказала генеральный директор ООО «Содружество», президент и председатель совета директоров группы компаний «Звезда» Наталья Бармина.
— Расскажите, пожалуйста, о возглавляемой вами компании. Каковы главные вехи ее истории? В чем ее основная специализация?
— ГК «Звезда» постепенно выросла из одной небольшой компании, начавшей работать на строительном рынке Санкт-Петербурга в далеком уже 2008 году. Первые несколько лет штат и объем выполняемых работ были небольшими. В основном мы занимались специализированными субподрядными заказами, нанимаясь к более крупным подрядчикам. В то время, имея довольно скромный опыт, без налаженных эффективных связей с заказчиками и не располагая достаточным объемом оборотных средств, мы сталкивались с большими трудностями. Однако упорство и труд постепенно сделали свое дело. Мы накопили практический опыт, наработали контакты, доказали рынку свою способность качественно и в срок выполнять взятые на себя обязательства.
Наша специализация — внутренние инженерные сети и системы. На мой взгляд, это один из самых важных и ответственных участков при возведении любого объекта — хоть жилого комплекса, хоть торгового или делового центра, хоть завода или склада. Ведь инженерные сети для здания — это то же самое, что нервная или кровеносная системы для человеческого организма. Именно они обеспечивают нормальное функционирование. Каким бы прочным ни был фундамент и качественными стены и кровля, жить в сооружении, не имеющем надлежащим образом функционирующих систем вентиляции, отопления, водоснабжения или канализации, просто невозможно.
Прорывным для нас стал 2011 год, когда мы выиграли тендер у одного из лидеров строительного рынка Петербурга — ГК «РосСтройИнвест» (РСТИ). Нам доверили монтаж инженерных систем в ЖК «Князь Александр Невский» — самом высоком жилом здании Северной столицы, каковым оно остается и поныне. Корпуса № 1 и № 3, на которых мы смонтировали сети, имеют высоту в 130 м (35 жилых этажей). Не говоря о МДЦ «Лахта Центр» (который по своим характеристикам относится к сверхвысоким объектам), таких сложных высотных объектов в нашем городе всего два: ЖК «Князь Александр Невский» и бизнес-центр «Лидер Тауэр» на площади Конституции.
В 2018 году нам удалось принять участие и в другом интересном проекте. Вместе с заказчиком — ООО Seven Suns Development — нами был произведен монтаж инженерных систем на еще одном знаковом проекте Петербурга — апарт-отеле Apart Cruise. Впечатляют масштаб и сложность этого объекта: восемь этажей паркинга, четырнадцать жилых этажей, восемь входов и 1450 юнитов, 86 тыс. кв. м жилой площади. На сегодняшний день это один из самых больших таких объектов в Петербурге. Поэтому мы гордимся, что силами специалистов ГК «Звезда» в нашем прекрасном городе произведен монтаж инженерных систем в двух столь интересных зданиях.
Всего же за время работы компании наша команда участвовала строительстве объектов жилой и коммерческой недвижимости суммарной площадью примерно 2 млн кв. м. Среди других наших заказчиков такие известные девелоперы, как «Еврострой», «НСК», «СтройИмпульс», «ЛенСпецСтрой», «Л1» «Стройкомплекс XXI Век», ГК «Пионер», ДСК-1 и другие. Многие застройщики плодотворно сотрудничают с нами уже не один год. В числе объектов Петербурга и Ленобласти, на которых мы работали, жилые комплексы «Славянка», «Утренняя Звезда», «Империал», «Медный всадник», «Брусничный», «Привилегия», «Фламинго», «Светлый мир. Я — романтик» и многие другие. Также мы монтировали инженерные системы на объектах Мурманска и Архангельска.
Везде, где нам сопутствовал успех, мы опирались прежде всего на хорошие партнерские отношения с заказчиками, а также профессионализм и трудолюбие своих сотрудников. Качественно произвести монтаж и пусконаладочные работы, сдать горы исполнительной документации мы, безусловно, не смогли бы без наших специалистов. Некоторых из них я хотел бы назвать и в этом интервью. Прежде всего это наш учитель, душа всей компании, ветеран труда Российской Федерации, вице-президент ГК «Звезда» Лев Моисеевич Каплан, а также старшие производители работ — Д. Б. Кулагин, С. Р. Мирзоев, начальники участков — З. А. Абдуллоев и Х. И. Абаев, руководители проектов — А. Ю. Шихтин и А. М. Сергеев. Практически все они работают до сих пор. Некоторые наши работники по тем или иным причинам уходили из компании, но многие из них потом возвращались. А некоторые наши бывшие сотрудники начали собственный бизнес и сейчас возглавляют серьезные компании города.
— Были ли на этих объектах какие-то особо сложные, уникальные задачи и проблемы, которые стояли перед вашей компанией? Как удалось их решить?
— Каждый объект по-своему уникален, неповторим и имеет какие-то свои специфические особенности. И на любом из них возникают те или иные проблемы, которые необходимо решать. Многое, конечно, зависит от качества проектирования, но даже самые грамотные проектировщики не всегда способны заранее предусмотреть все нюансы и частности, с которыми сталкиваешься уже непосредственно при монтаже.
Но, как я говорила, у нас профессиональный коллектив — и ИТР и специалисты-монтажники. Поэтому со всеми появляющимися проблемами мы успешно справляемся, и никаких особых сложностей непосредственно в сфере нашей профессиональной деятельности у нас нет.
Пожалуй, наибольшие проблемы, с которыми столкнулась наша компания, были связаны с заказчиками, из-за недобросовестности или некомпетентности которых мы, к сожалению, несли финансовые убытки и попадали в сложные ситуации. Это такие печально известные застройщики, как О2 Development и «Строительное Управление». Эти компании обанкротились, и те деньги, которые мы в них вкладывали, не вернулись. Это создало определенные проблемы, которые, впрочем, мы сумели преодолеть.
Сложности не сломали нас, а, напротив, только сделали сильнее. Хотя это и были крайне неприятные для нас ситуации, мы смогли извлечь из них ценные уроки. Исходя из полученного негативного опыта, теперь мы более тщательно выбираем партнеров и анализируем состояние дел у наших заказчиков.
— Вы много работали не только в Петербурге, но и в Москве. В реализации каких крупных и интересных проектов вы принимали участие?
— Действительно, с 2019 года мы благодаря нашему строительному партнеру ООО «Сотэкс» (входит в ГК «Балтрос») вышли на столичный строительный рынок. Отмечу сразу, что он, конечно, существенно больше, чем петербургский, но и конкуренция на нем очень жесткая. Так что найти свое «место под солнцем» довольно непросто, но мы, как мне кажется, достаточно успешно справляемся с этой задачей.
Из проектов, в реализации которых мы принимали участие в столице, надо отметить жилой квартал «LIFE-Варшавская» от ГК «Пионер», а также современные жилые дома в Ватутинках.
— Сегодня большую роль играет внедрение современных технологий. Какие из них вы успешно используете в своей работе?
— В нашей компании постоянному повышению профессионального уровня сотрудников уделяется особое внимание. Это не только требование нормативов, но и обязательное условие эффективной работы на современном рынке. Поэтому наша команда постоянно отслеживает новости строительного комплекса, новых технологий производства, сверяясь с запросами заказчиков и на основании полученных данных разрабатывает грамотные и эффективные решения для увеличения скорости (без ущерба качеству) работ с сохранением конкурентной цены.
— Какие задачи вы ставите перед компанией на перспективу? Планируется ли выход в какие-то еще сегменты рынка? Намечается ли расширение географии присутствия?
— Мы уже третий год активно работаем на строительном рынке нашей столицы. И уходить с него не собираемся. Как я уже говорил, московский рынок очень конкурентен, но при этом там реализуется много важных знаковых проектов, участие в которых для нас интересно, в том числе и с финансовой точки зрения.
Наша работа в столице уже наглядно доказала свою перспективность и экономическую эффективность. В результате в настоящее время объем выручки нашей ГК «Звезда» в Москве вдвое превышает аналогичный показатель по Петербургу. И это несмотря на сложности, привнесенные в жизнь строительной отрасли, да и всей страны пандемией коронавируса и мерами, направленными на борьбу с ней.
На сегодняшний день годовой оборот нашей компании превышает 400 млн рублей. Мы ставим перед собой амбициозную, но, на наш взгляд, вполне достижимую цель — увеличить за ближайшие два года этот показатель до 1 млрд рублей. По нашим оценкам, для этого у нас имеются все необходимые предпосылки. У нас есть отличный ИТР-состав, прекрасные монтажники в количестве 200 человек, свой автопарк и склады в Петербурге и Москве.
Кроме того, мы планируем в ближайшее время расширить географию своего присутствия. Прежде всего хотим выйти на строительный рынок Крыма, который, по нашему мнению, имеет огромный потенциал. И пусть там есть свои трудности, нас это не смущает. Мы верим, что со временем экономические и политические вопросы в Крыму будут решены и полуостров станет одним из лидеров российского строительного рынка.