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.
Координатор Национального объединения строителей (НОСТРОЙ) по Санкт-Петербургу Александр Вахмистров подвел итоги уходящего года и рассказал «Строительному Еженедельнику» о том, что ждет строительную отрасль в ближайшем будущем.
— Александр Иванович, как вы оцениваете влияние событий 2022 года на строительный комплекс Санкт-Петербурга и его перспективы в следующем году?
— Прежде всего надо отметить, что, несмотря на ограничения, связанные с введением санкций, строительный рынок Санкт-Петербурга продолжил активно развиваться. В новых экономических условиях застройщики показывают высокие темпы жилищного и социального строительства. Кроме того, система эскроу-счетов себя полностью оправдала — застройщики стараются как можно быстрее и с меньшими издержками вводить в эксплуатацию новые дома. Поэтому уверен — в этом году все обязанности перед покупателями квартир строителями будут выполнены.
Не могу не отметить также высокие темпы бюджетного строительства: уже третий год на рынке идет активное выполнение и перевыполнение планов капитального строительства за счет средств, выделяемых городом. Мы видим, как много в городе строится детских садов, школ, поликлиник и других социальных объектов. Хочу вспомнить и тот вклад петербургских строителей в развитие системы здравоохранения, который позволил городу не только успешно бороться с пандемией, но и в кратчайшие сроки заняться перепрофилированием больниц, созданием многопрофильных и специализированных клиник. Строительные работы тогда велись на пике заболеваемости, на стройплощадках были организованы медицинские центры, налажено снабжение средствами индивидуальной защиты, а также система сдачи ПЦР-тестов, вакцинация. Строительная отрасль научилась работать в сложных условиях, поэтому нет сомнений, что она преодолеет и новые вызовы.
— Эти новые вызовы не заставили себя долго ждать. Насколько остро, по вашему мнению, в этом году встала для строительного рынка проблема импортозамещения стройматериалов и оборудования? Можно ли выделить наиболее уязвимые позиции?
— Конечно, вводимые на протяжении 2022 года санкции оказали влияние на стройиндустрию. В основном они отразились на поставках импортного оборудования: лифтов, вентиляционных систем, насосного и электромеханического оборудования, трансформаторов, слаботочных систем.
Пока еще трудно до конца оценить глубину проблемы, так как в первые месяцы застройщики успели закупить оборудование за рубежом и законтрактованные поставки шли в течение года, хотя и с большим трудом. В то же время в отрасли началось активное импортозамещение, поиск аналогов и разработка собственной продукции. Так, например, ООО «МЛМ Невский Лифт» на сегодняшний день имеет собственное сборочное производство лифтового оборудования на заводе в Санкт-Петербурге. Компания даже стала победителем номинации «Лидер импортозамещения» в конкурсе «Строитель года». А ведь на лифтовой отрасли ограничение импорта отразилось особенно тяжело, и проблемы с комплектацией возникли даже у крупных производителей, поставляющих лифтовое оборудование для строительства жилья эконом-класса. Хотя в этом году все в основном справились с проблемами. Трудно оказалось подобрать замену и слаботочному оборудованию, программному обеспечению, системам автоматизации и диспетчеризации. Но и здесь нашлись вполне качественные и работоспособные аналоги.
Надо отдать должное правительству страны, которое активно поддерживает предприятия, ищущие свое место в освободившейся нише. И хотя в короткие сроки проблему импортозамещения целиком не решить, какое-то время она еще будет негативно влиять на работу отрасли, но пока я не знаю случаев остановки строительства из-за нехватки импортных материалов или оборудования.
— Сможет ли помочь в решении данной проблемы формируемый НОСТРОЙ Каталог импортозамещения?
— Каталог НОСТРОЙ необходим при подборе аналогов импортной продукции и стройматериалов, чтобы дать возможность специалистам компаний увидеть этот набор и оперативно отреагировать. Это такая подсказка, способ установить горизонтальные связи между торговыми домами и производителями. Но сам по себе каталог не гарантирует, что подобную замену можно будет осуществить без проблем — все-таки мощности российских производств небезграничны.
— Программа льготной ипотеки завершается в конце года. Минфин выступает против ее продления. Какие последствия для строительной отрасли города это повлечет, по вашему мнению? НОСТРОЙ собрался обратиться в Правительство РФ, чтобы программа была продлена. Как вы оцениваете шансы на успех обращения?
— Объемы ввода жилья — важнейший показатель состояния отрасли, и льготная ипотека является мощным стимулом спроса и ускорения жилого строительства. Но надеяться на то, что льготная ипотека будет длиться вечно, не приходится — это временная, вынужденная мера, а не инструмент рыночной экономики. Поэтому, скорее всего, решение будет приниматься по первым итогам состояния рынка в 2023 году. Кроме того, программы льготного ипотечного кредитования сохраняются для поддержки разных групп населения: многодетных семей, военнослужащих, жителей села, Дальнего Востока.
— Прокомментируйте, пожалуйста, как сегодня развивается процесс саморегулирования в отрасли?
— Саморегулирование в строительстве — это состоявшийся и устоявшийся институт, который будет совершенствоваться и меняться в соответствии с требованием времени. Один из нынешних трендов его развития связан с сокращением требований членства в СРО для небольших предприятий отрасли. Таким образом, части компаний с незначительными объемами работ и отсутствием рисков, подлежащих возмещению из компенсационных фондов СРО, уже не нужно быть членами саморегулируемых организаций.
Другое направление развития связано с информационной открытостью. НОСТРОЙ намерен сделать максимально удобным и прозрачным поиск информации о каждой компании, чтобы заказчик мог легко и быстро получить все необходимые ему данные: по допускам, по выполненным ранее работам, по численности работников, наличию специалистов в реестре НРС и т. д. Строительным организациям нужно будет только своевременно предоставлять статистические данные в информационный ресурс НОСТРОЙ.
— Как решаются сегодня кадровые вопросы в отрасли и с какой целью организуются конкурсы профессионального мастерства?
— Кадровые вопросы всегда были в центре внимания НОСТРОЙ. Определенная нехватка квалифицированных кадров в строительстве существует до сих пор, и в ближайшее время от этого никуда не деться. Чтобы привлечь в отрасль молодежь и повысить квалификацию специалистов, предпринимается ряд мер. В регионах созданы Центры независимой оценки квалификации, в которых каждые пять лет можно сдать экзамены, в том числе дистанционно, и подтвердить свою квалификацию. Большое внимание НОСТРОЙ уделяет профессиональным конкурсам, направленным на популяризацию строительных профессий. Причем в соревнованиях могут участвовать и уже состоявшиеся специалисты, и учащиеся отраслевых колледжей. Отрадно, что в этом году на II Международном строительном чемпионате в ходе Всероссийского этапа конкурса «Строймастер» команда из Петербурга заняла первое место. В личных зачетах представители петербургских строительных организаций тоже вошли в тройку лучших в стране.
— И напоследок несколько слов о перспективах строительного рынка в Санкт-Петербурге.
— Ситуация в отрасли складывается не самая простая, и строить прогнозы — неблагодарное занятие. Мы не знаем, стоит ли ждать новых вспышек заболеваний ковидом, не можем в полной мере оценить проблемы с отсутствием импортных материалов и оборудования, нам трудно предугадать, какими будут объемы строительства.
Тем не менее я смотрю в будущее с оптимизмом. Рынок жилья продолжит расти, несмотря на возможную стагнацию продаж. Перспективы финансирования за счет федерального и регионального бюджетов на ближайшие три года указывают, что Правительство планирует направить крупные средства на строительство социальных объектов, метро, транспортной инфраструктуры. Поэтому строительный рынок будет развиваться, несмотря ни на что.
В преддверии наступающего 2023 года хочу пожелать всем представителям строительного комплекса нашего города крепкого здоровья, выгодных контрактов и новых интересных объектов.
В начале ноября Правительство России утвердило Стратегию развития строительной отрасли. Документ предполагает, что к 2030 году сроки инвестиционно-строительного цикла сократятся на 30% по сравнению с показателями 2019 года, количество предоставляемых документов, сведений и согласований уменьшится вдвое, а большинство административных процедур будет оптимизировано и переведено в электронный вид. Собственно, часть задуманного уже реализована — Главгосэкспертиза запустила работу в режиме одного окна, согласно которому экологическая и строительная экспертиза проекта проходят параллельно. Об особенностях процедуры рассказала начальник Управления экологической экспертизы Главгосэкспертизы России Оксана Родивилова.
— Оксана Викторовна, каков новый порядок прохождения государственной строительной и экологической экспертиз в режиме «одного окна»?
— С 1 сентября вступили в силу положения двух нормативных документов, которые изменили для застройщика не столько порядок, а скорее ритм прохождения экспертизы. Так, Постановление Правительства № 711 от 22 апреля 2022 года исключает из 145-го постановления «О порядке организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий» подпункт «з» пункта 13, который требовал обязательного предоставления заключения экологической экспертизы при подаче документации на государственную экспертизу. Теперь проведение двух экспертиз стало возможным параллельно, а не обязательно последовательно, как было раньше.
Второе нововведение, которое вступило в силу с 1 сентября (по Постановлению Правительства РФ № 2366 от 20 декабря 2021 года), подразумевает синхронное проведение государственной экспертизы и государственной экологической экспертизы в рамках одного окна. Таким образом, заказчик может подавать один комплект документации в автоматизированную систему Главгосэкспертизы России. Дальше две экспертизы проходят параллельно с обязательной синхронизацией сроков. И на выходе заказчики получают два независимых заключения.
— В чем преимущества такой процедуры?
— Прежде всего в общем сокращении сроков проведения экспертизы, поскольку две независимые процедуры теперь проходят одновременно. Второе несомненное преимущество в том, что эксперты двух ведомств видят и оценивают один и тот же комплект документации.
— Насколько короче стал инвестиционный цикл благодаря синхронизации, «запараллеливанию» экспертиз?
— Он стал короче ровно настолько, сколько времени раньше занимало проведение экологической экспертизы — а это не менее 60 дней, плюс дополнительное время на приемку документов и другие процедурные вопросы, включая подготовку приказа Росприроднадзора по итогам экспертизы. И только после получения положительного заключения экологической экспертизы, то есть минимум через два месяца, можно было подавать документы на государственную экспертизу. Так что в случае «одного окна» экономия времени значительная: объект может выйти на стройку как минимум на два месяца раньше.
— Идет ли в данном случае речь о переформатировании института государственной экспертизы и как вообще изменился уровень входного контроля документации — он стал ниже или, наоборот, повысился и, соответственно, возросла нагрузка и степень личной ответственности экспертов?
— Речи о переформатировании института государственной экспертизы не идет в принципе. Согласно Постановлению Правительства № 2366, появилась возможность подачи документации в одно окно, а процессы экспертиз проводятся в соответствии с установленным регламентом. То есть в случае государственной экспертизы она как проводилась по 145-му постановлению, так и проводится теперь. Уровень входного контроля также остался прежним: в новых постановлениях об одном окне нет положений, которые бы что-то меняли в перечне предоставляемой на экспертизу документации. При этом контроль комплектности и достаточности документов осуществляется Росприроднадзором и Главгосэкспертизой в прежнем порядке и независимо друг от друга. Но так как постановлением Правительства предписано обязательное условие — начинать обе экспертизы одновременно, то, конечно же, для синхронизации придется ждать, пока будут полностью завершены процедуры предпроверки с обеих сторон.
Что касается дополнительной нагрузки и степени личной ответственности экспертов, то повторю, что поскольку не меняется наш основной регламентирующий документ — Постановление 145, где прописан порядок проведения государственной экспертизы, то никакой новой нагрузки на экспертов или каких-то шагов к повышению или понижению их ответственности также не происходит. Просто прежние задачи и функции специалистов Главгосэкспертизы и Росприроднадзора выполняются параллельно.
— Какая роль в работе одного окна отводится информационным системам Главгосэкспертизы и Росприроднадзора? Интегрированы ли они между собой для оценочных процедур и какая работа для этого проводится на подготовительном этапе?
— Информационная система Главгосэкспертизы действительно претерпела существенные изменения в связи с предстоящей работой одного окна. Например, для заказчиков там появились возможности подгружать комплекты необходимой документации для Росприродназора. Для этого наши системы были интегрированы друг с другом в подготовительный период. Кроме того, АИС «Главгосэкспертиза» все материалы, включая проектную, исходно-разрешительную и другую документацию, автоматически передает в систему Росприроднадзора. В тех точках, где необходим обмен статусами — на приемке документов, на стадии выдачи замечаний или подготовки заключения, — системы также взаимодействуют друг с другом. И я считаю большим плюсом, что в итоге такой межведомственной интеграции было принято решение о том, что проектная документация, откорректированная по замечаниям обеих экспертиз, все-таки загружается в одно окно, которым является в данном случае АИС «Главгосэкспертиза». И уже оттуда вся документация автоматически перенаправляется в информационную систему Росприроднадзора.
Таким образом, наша давняя идея о том, что эксперты должны смотреть в «один телевизор», реализована в нынешней архитектуре межведомственного взаимодействия.
— Правила редко бывают без исключений. Предусмотрены ли они в случае введения одного окна экспертизы и распространяются ли на особо охраняемые природные территории?
— Действующим законодательством никаких исключений в этом случае не предусмотрено. В отношении особо охраняемых территорий, наоборот, режим одного окна стал дополнительной гарантией неприкосновенности. Так как экологическая и государственная экспертизы проводятся параллельно, то все замечания государственной экспертизы тут же находят отражение в проектной документации, к которой ровно такой же доступ имеют эксперты Росприроднадзора. Поэтому они сходу понимают, насколько те или иные изменения в проекте влияют на компоненты окружающей среды и допустимы ли они в принципе.
Я думаю, это в целом большой прорыв — то, что застройщику не нужно после внесения изменений в проектную документацию по итогам государственной экспертизы возвращаться в экологическую экспертизу, чтобы обосновать свои решения с точки зрения природоохранных требований. Теперь все это происходит одномоментно в рамках одной экспертизы.
— Насколько готовы к новому формату заявители и какие вопросы чаще всего задают лично вам по поводу одного окна?
— С точки зрения алгоритма подачи документов на экспертизу для заявителей ничего не изменилось, во всяком случае, они могут пользоваться привычным функционалом личных кабинетов в АИС «Главгосэкспертиза». Кроме того, что там появилась еще одна кнопка — «зайти в режиме одного окна», также добавились поля, которые нужно заполнить для прохождения экологической экспертизы. Но все эти сведения наши заявители заполняли и раньше, когда подавали заявление на экологическую экспертизу отдельно, через систему Росприроднадзора. Теперь все те же данные вносятся при подаче документов и на государственную экспертизу.
— С момента вступления в силу нового положения прошло два месяца. Какие результаты уже получены по итогам введения режима одного окна?
— За три месяца на экспертизу подано 89 заявлений. Из общего числа проектов, поступивших на конец ноября в АИС «Главгосэкспертиза», 24 находятся в стадии формирования, 15 проходят параллельную экспертизу в Росприроднадзоре через систему взаимодействия с ПТК «Госконтроль».
По оставшимся проектам проводится совместная работа (проверка комплектности, формирование договоров) в двух ведомствах.
Заявленные за этот срок объекты капстроительства представляют практически все виды производственной деятельности с повышенными природоохранными требованиями. Большая часть из них — восемь объектов — планируется к реализации в сфере добычи, транспорта и хранения углеводородов.