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.
О своем жизненном пути, о том, чем военная служба помогает в руководстве компанией и какие качества нужны хорошему топ-менеджеру «Строительному Еженедельнику» в преддверии Дня защитника Отечества рассказал президент Группы «Эталон» Геннадий Щербина.
— Геннадий Филиппович, ваша биография делится на два больших периода — военная служба и строительство. Как так сложилось?
— Я поступил в Балашовское высшее военное авиационное училище после школы, в 1972 году. Там я освоил пилотирование трех типов самолетов — Л-29, Ан-24 и Ан-12, мне присвоили квалификацию «военный летчик 3-го класса». После этого я был направлен служить в Военно-воздушные силы Тихоокеанского флота. Тогда я думал, что вся дальнейшая моя жизнь будет связана с военной авиацией. Наш полк базировался во Владивостоке. Я летал на самолетах Ан-12, Ан-24, Ан-26 — сначала правым пилотом, затем командиром корабля, командиром отряда, командиром эскадрильи. Были интересные дальние рейсы, участие в спасательных операциях. В 1987 году я продолжил профессиональное обучение: учитывая специфику места службы, я поступил на авиационный факультет Военно-морской академии.
В Петербурге (тогда еще Ленинграде) меня и застали глобальные изменения, происходившие в нашей стране в тот период. Многие полки тогда были расформированы, что и вынудило меня остаться в академии, сначала адъюнктом, потом я работал на кафедре, а затем возглавил авиационный факультет.
— Как же получилось, что вы пришли в строительную отрасль?
— Надо понимать, что 1990-е годы были очень сложным периодом практически для всех сфер деятельности, в том числе для Вооруженных сил. В итоге в 1999 году в звании полковника я принял решение уйти в отставку и попробовать себя в гражданской работе. Если б не пертурбации того периода, я бы, наверное, до сих пор летал.
Не могу сказать, что при выборе дальнейшего пути я сознательно остановился на строительной отрасли, оценив ее перспективность или имея к ней какой-то особый интерес. Скорее так распорядилась судьба. Мне предложили работу именно в строительной сфере. Но могу прямо сказать, что жалеть мне ни о чем не пришлось. Получив первый опыт в небольшой компании, в 2003 году я пришел в Группу «Эталон», под руководство ее основателя Вячеслава Адамовича Заренкова, где и работал сначала в должности главного инженера, а затем генерального директора дочерней компании. В 2007 году возглавил «ЛенСпецСМУ» — ключевую операционную компанию холдинга на тот момент, а с 2018 года руковожу всей Группой «Эталон».
— Насколько военная подготовка и служба в Вооруженных силах помогли сделать успешную карьеру в строительной отрасли?
— На мой взгляд, это стало одним из ключевых факторов моей успешной работы в строительстве. Во-первых, пилот — это по умолчанию очень стрессоустойчивая профессия. Мы не боимся трудностей, «держим удар», не впадаем в панику. Во-вторых, подготовка военного летчика позволяет, в том числе, правильно оценивать обстановку, учитывать все действующие факторы, просчитывать разные варианты действий и на основе проведенного анализа принимать решения. Вообще, армейская школа принятия решений — это очень серьезная подготовка. В гражданских вузах, к сожалению, этому не учат, хотя для руководителя это совершенно необходимый навык. Сейчас стали появляться тренинги, коучи, но тогда обучения в этой сфере фактически не было. В-третьих, приняв решение, ты приступаешь к его выполнению — твердо, обдуманно, последовательно. Наконец, ты готов нести ответственность за это решение.
Во всех этих моментах армейская школа, особенно авиационная, дает очень хороший навык, грамотный подход к решению возникающих проблем. Кстати, у нас в компании более 100 сотрудников в свое время служили офицерами в Вооруженных силах. И это не потому, что мы как-то специально отбираем на работу отставников. Просто многие качества, привитые на службе, дают прекрасный результат и в строительной отрасли.
— Так получилось, что вы сначала сделали успешную карьеру в военной авиации, а затем — не менее успешную — в строительном бизнесе. На ваш взгляд, какие ключевые подходы к управлению необходимы для достижения такого результата?
— По моему мнению, есть несколько ключевых моментов, необходимых для того, чтобы успешно выполнять любую работу, которая на тебя возложена. Первый из них — это знания. Это фундамент. Нужно иметь ясное понимание, что именно ты делаешь, знать специфику, нюансы, особенности всех ключевых процессов. Соответственно, необходимо профильное образование. Это важно еще и для того, чтобы коллектив тебя принял, чтобы стать не просто начальником, назначенным руководить, а коллегой, профессионалом, понимающим, о чем идет речь, имеющим свое мнение и способным его отстоять. Поэтому, придя работать в отрасль уже на руководящие должности, я пошел учиться в СПбГАСУ сначала по специализации «Промышленное и гражданское строительство», а затем — «Экономика и управление на предприятии строительства». Полученные знания мне были необходимы, с одной стороны, для ясного понимания строительных процессов, а с другой — как руководителю в крупном бизнесе. Теперь я могу «на одном языке» говорить с профессионалами в разных сферах.
Второй важнейший момент — надежная команда. Без нее, на мой взгляд, вообще сложно достигнуть какого-то серьезного результата. Это должны быть настоящие профессионалы, чувствующие себя частью коллектива, нацеленные на решение поставленных задач. Причем отношения должны быть взаимными. Ты чувствуешь себя частью команды, и люди знают, что ты их не бросишь, не уйдешь, разделишь все тяготы и добьешься победы. И этот подход, кстати, тоже из авиации — в самолете у тебя есть экипаж, и ты его часть, результат всех ваших действий будет общим. Поэтому и в девелоперской компании я в течение нескольких лет формировал надежную команду, в которой я уверен, с которой мне комфортно работать. И это — очень большая составляющая нашего общего успеха.
— Строители нередко сравнивают каждый реализованный проект с рождением ребенка. У вас есть любимые «дети»?
— Могу прямо сказать, что мне не стыдно ни за один проект, который был построен нашей компанией. У нас есть четкие критерии качества — и по архитектуре, и по квартирографии, и по используемым материалам и технологиям, и по инфраструктуре объектов, которые мы строго соблюдаем. Из самых сложных и интересных проектов, над которыми мне довелось работать, я, пожалуй, выделил бы КВЦ «Экспофорум» на Пулковских высотах. Это, конечно, грандиозный комплекс, огромная по масштабам стройка, серьезный опыт и очень достойный, на мой взгляд, результат.
А вообще, не зря говорят, что самый интересный объект — тот, над которым еще только предстоит работать. Недавно Группа «Эталон» приняла новую стратегию развития до 2024 года. У нас огромные планы, в том числе и по выходу в регионы. Интересно, что тут наша позиция совпала с мнением Правительства страны, которое недавно призвало активнее развивать жилищное строительство в различных субъектах РФ. В целях расширения мы сейчас рассматриваем несколько городов-миллионников в разных регионах. Думаю, в среднесрочной перспективе мы сможем заявить о первых проектах, которые Группа «Эталон» намерена там реализовать.
Биографическая справка
Геннадий Щербина родился в 1955 году. В 1976 году окончил Балашовское высшее военное авиационное училище летчиков. В 1990 году окончил Военно-морскую академию им. А. Гречко, в 1994-м ему была присуждена ученая степень кандидата военных наук. В 2009 году окончил Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет по специальности «Промышленное и гражданское строительство», а в 2012 году по специальности «Экономика и управление на предприятии строительства». В 2014 году ему присуждена ученая степень доктора экономических наук.
В 2003 году пришел работать в энергетическую компанию «Теплогарант» (входит в Группу «Эталон») на должность главного инженера, а в 2006 году занял пост гендиректора компании. В 2007 году стал генеральным директором ЗАО ССМО «ЛенСпецСМУ», в августе 2016 года — вице-президентом Группы «Эталон». В декабре 2018 года решением совета директоров назначен генеральным директором Группы.
В 2009 году награжден почетной грамотой Минрегионразвития РФ, в 2014 году почетным знаком «Строительная слава» и орденом «За заслуги в строительстве», в 2019 году медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени и почетным знаком «Строителю Санкт-Петербурга» I степени. Является заведующим базовой кафедрой «Управление проектами в строительстве» СПбГАСУ.