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.
Глава Группы компаний «ГЕОИЗОЛ» Елена Лашкова дает интервью нечасто, но всякий раз это реакция руководителя на текущую ситуацию в отрасли здесь и сейчас. А сейчас, по ее мнению, обстановка в строительстве лучше, чем год назад, хотя объективных предпосылок к этому нет.
— Елена Борисовна, в одном из недавних интервью вы говорили, что в Группу компаний «ГЕОИЗОЛ» стоят длинные очереди из заказчиков.
— Мир изменился, сегодня выбираем не мы, а нас. Как и другие строительные компании, мы боремся за заказы на тендерах, иногда проигрываем, иногда выигрываем контракты на не самых выгодных для себя условиях, но это единственная возможность развиваться и наращивать свои компетенции. С другой стороны, может, к нам очередь уже не стоит, но и мы пороги не обиваем, ниже определенного уровня себестоимости не падаем и имеем неплохой портфель проектов. У нас сложился основной пул из государственных заказчиков, поэтому особенно бережно и внимательно мы сегодня относимся к договорам с коммерческими компаниями.
— Что сейчас, в нынешних экономических и политических условиях, является самым сложным для такого крупного высокотехнологичного бизнеса, как Группа компаний «ГЕОИЗОЛ»? Какие проблемы пришлось решать компании в последние месяцы?
— Прежде всего растут цены на стройматериалы и технику. Конечно, по проектам с бюджетным финансированием мы получаем поддержку от государства и имеем возможность по ряду контрактов компенсировать дополнительные расходы согласно Постановлению Правительства РФ № 1315, но кассовый разрыв все равно возникает, а это негативно сказывается на оборотных средствах.
Падает качество проектно-сметной документации. Приходится переделывать: заново проводить обследования, менять технические решения, проходить экспертизу — а это время наших проектировщиков, сметчиков и это наши прямые затраты.
Работа с госсектором и Минобороны предполагает жесткую ответственность. Договориться, как это случалось с коммерческими заказчиками, здесь не получится, значит, необходимо усиливать дисциплину в компании.
Наконец, если раньше мы старались не отстать от передовых изменений в строительной отрасли, то теперь резко ускорились процессы, связанные с замещением импорта. Получается, что сегодня то и дело меняется логистика параллельного импорта материалов и оборудования, а завтра уже приходится искать зарубежным поставкам аналоги в других странах или самим производить, сертифицировать и внедрять, чтобы не сорвать проект. Утешаемся тем, что мозг всегда в работе.
— Рынок строительных работ, скорее всего, сократится. Это означает, что профессиональные компетенции компаний станут еще важнее в условиях конкуренции. Насколько сложно сегодня поддерживать квалификацию персонала, приобретать новое оборудование, вкладываться в ПО?
— Сегодня как никогда важно, в каком состоянии оборудование, особенно для специализированных работ — как обстоят дела с запчастями, нужно ли брать технику в аренду, а цены у арендодателей астрономические. Спасает Пушкинский машиностроительный завод, который входит в Группу компаний. Там налажен выпуск комплектующих и деталей, разрабатывается свое оборудование по новым направлениям работы компании.
Если говорить о конкурентоспособности, то мы вступили в это непростое время с уже сформированными специализациями. Это реставрация, гидротехника, нулевой цикл, инженерная защита территории и общестроительные работы. За исключением общестроя (на этом рынке мы далеко не единственные) у нас собраны действительно уникальные специалисты. К примеру, лучших профессионалов по гидроизоляции в Петербурге не найти. Или возьмем управление механизации — «УМ ГЕОИЗОЛ». Это мобильная структура, руководители которой в основном выходцы из военной среды. Они умеют работать вахтовым методом в любых условиях и в любом регионе и, главное, абсолютно самостоятельно. Компания специализируется на нулевом цикле, устройстве «щебеночных», буронабивных свай, «стены в грунте» и пр. Не побоюсь сказать, что в этом «УМ Геоизол» имеет самую высокую квалификацию в стране.
«ГЕОИЗОЛ» — генподрядчик. При этом до 50% работ мы делаем собственными силами. Но генподряд сейчас продать сложно — рынок наводнен организациями, которым кажется, что можно выиграть тендер, а уже потом позаботиться о подрядчиках. На самом деле генподрядчик обязан разбираться во всем. Для этого надо обрастать грамотными специалистами, что мы всегда делали и продолжаем делать. Ведь 90% успеха в генподряде — это квалификация управленцев и линейного персонала.
— Новые разработки и методы, которые «ГЕОИЗОЛ» выводит на рынок, — это ответ на сложность проектов, локализация зарубежного опыта или поиск оптимальных решений?
— «ГЕОИЗОЛ» всегда идет за рынком: если требуются новые технологии, то мы будем их осваивать или разрабатывать самостоятельно. Сегодня мы можем позволить себе спокойно относиться к зарубежному опыту — в настоящее время для нас нет непознанного. Да, есть проблемы с инженерным оборудованием или слаботочкой, но это не катастрофа. Звучит парадоксально, но ситуация в строительстве сегодня лучше, чем казалась год назад, хотя объективных предпосылок к этому нет. Думаю, что, помимо усилий со стороны государства и Центробанка, которые постарались снивелировать последствия санкций, огромную роль сыграли инициативность и живучесть российского бизнеса. Больше всего в настоящее время не хватает линейного персонала. Не знаю, правильно ли сегодня мне и моим замам возвращаться в прорабы, но время того требует.
— Вас практически в каждом интервью спрашивают о наиболее значимых или интересных проектах. Какие из них запоминаются больше: удачные, неудачные, масштабные, необычные?
— Может быть, это прозвучит несправедливо по отношению к нашим знаковым объектам, но мне запоминаются самые неудачные. Кажется, что удачный проект дается легко, он приносит прибыль и награды, становится новым достижением. Знаете, за проектом всегда стоит команда, и, по моему опыту, любой проект можно вытянуть, если есть хорошие исполнители, заточенные на его выполнение. А неудача — это всегда недоработка руководителя: он изначально принял неверное решение, понадеялся на авось, ошибся в кадрах… Я помню каждый свой провальный проект (к счастью, их единицы), но заказчик об этом никогда не узнает, ведь нужный результат — реализованный проект — мы дали.
— Расскажите, пожалуйста, о перспективах деятельности дочерних компаний «ГЕОИЗОЛ» в качестве резидентов особой экономической зоны в Калининградской области. Инвестиции в эти стартапы значительные…
— Мы давно работаем в Калининградской области над несколькими масштабными проектами: завершили строительство нового променада в Светлогорске, сейчас идет реконструкция набережной и намыв пляжа шириной 70 м с защитными сооружениями, приступаем к строительству грузопассажирского порта со зданием пассажирского терминала в городе Пионерском по заказу «Росморпорта».
Под этот пул заказов мы создали в ОЭЗ отдельное подразделение — «ГЕОИЗОЛ ФРАХТ», приобрели гидротехническое оборудование для работ в шельфовой зоне, формируем производственный кластер на базе филиала Пушкинского машиностроительного завода для обслуживания техники и производства всего необходимого на месте. Также планируем частично перевести туда управляющую компанию. Работать в калининградском анклаве, развивать новые компетенции и уже оттуда масштабировать гидротехнические проекты — экономически более выгодно.
Получается, что мы вкладываем средства в экономику другого региона, но и Калининград много инвестирует в свое развитие: область возглавляет молодой прогрессивный губернатор с амбициозными планами, например, по созданию туристического кластера, превосходящего Юрмалу.
— Какой опыт вы получили, занимаясь реставрацией?
— Прежде всего это ощущение причастности к большому, благородному и вдохновляющему делу. Благодаря таким проектам понимаешь, что жизнь в профессии прожита не зря. Все-таки у нас не так много поводов для радости. Поэтому говорить о проблемах, неизбежных сегодня для реставраторов, даже не хочется.
Приезжайте в Федоровский городок через год, когда мы начнем делать интерьеры, иконостас, мебель, церковную утварь. В этом году мы должны закончить общестроительные работы, а в следующем начнем заниматься «красотой».
Приступая к реставрационным работам на объекте культурного наследия, генподрядчик должен понимать, что тем самым он вписывает свое имя в историю города. Это не только почетно, но и очень ответственно.
— Какие задачи стоят перед Группой компаний «ГЕОИЗОЛ» на ближайшее будущее?
— Если кратко, необходимо уделять внимание производственному и финансовому планированию, потому что все наши проекты по времени реализации длительные. Четко и вовремя эти планы выполнять. Время совершать ошибки прошло. Нет ничего важнее сегодня, чем выполнить законтрактованные договоры — объекты культурного наследия «Форт «Кроншлот» в Кронштадте, Федоровский городок в Пушкине, кадетский корпус Следственного комитета РФ в Петергофе, учебный корпус Северо-Западного института управления — филиала РАНХиГС на Каменноостровском пр., 66, и другие, не менее знаковые. Ну и получить новые объекты.