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.
Оконные системы международного концерна Deceuninck («Декёнинк») уже давно зарекомендовали себя на российском рынке. О новых перспективных решениях, интересных продуктах, а также том, как компании удается эффективно развиваться во время кризиса, рассказывает коммерческий директор ООО «Декёнинк Рус» Олег Осипчук.
Различных оконных систем сейчас в России существует немало. Как Deceuninck чувствует себя на этом конкурентном рынке и в чем отличительные особенности его продукции?
Конкуренция в этом сегменте рынка действительно очень высока. Несмотря на это, позиции Deceuninck традиционно сильны и стабильны, что позволяет чувствовать себя вполне уверенно. В значительной степени это связано с тем, что конкуренция между производителями систем сейчас идет не только по линии качества продукции, но и по уровню обслуживания клиентов. А это одна из самых сильных наших сторон. Мы не просто продаем качественный продукт, мы предоставляем нашим клиентам целый комплекс услуг, связанных с его грамотным использованием. Мы предлагаем строительным компаниям и девелоперам расчеты по статике, даем рекомендации по выбору профильных систем, рекомендуем какие стеклопакеты, фурнитура и механизмы открывания будут наиболее целесообразны в каждом отдельном случае, и главное - как можно оптимизировать себестоимость окна без ущерба для его потребительских свойств. То есть, отталкиваемся от конкретного проекта, чтобы обеспечить оптимальный результат. Для этого в нашей компании собрана по-настоящему сильная команда, как экспертов в профиле, так и специалистов из смежных отраслей, чтобы иметь возможность предложить нашим клиентам готовое, всесторонне выверенное решение. Оно учитывает все важные факторы – особенности архитектуры, размеры проемов, региональную климатическую специфику, ветровые нагрузки и многие другие детали проекта.
Хотелось бы отдельно остановиться на преимуществах работы с «Декёнинк» для строительных компаний:
- Возможность работы в любых сегментах: от элитного, до бюджетного
- Соблюдение единого стандарта качества окон
- Техническое сопровождение
- Возможность оперативного обеспечения остекления любых объёмов в рамках проекта
- Формирование единой ценовой политики на окна в рамках проекта:
- Подбор клиентов-производителей окон с оптимальным уровнем цены
- Предоставление вышеуказанным клиентам специальных цен на профиль ПВХ.
- Влияние на формирование конечной цены на окна с помощью смежных структур в рамках проекта (проведение переговоров при участии ООО «Декёнинк Рус» с производителями стеклопакетов, фурнитуры, армирования и др. комплектующих).
Однако, и качество самого продукта очень важно. Сегодня, например, к оконным системам предъявляются всё более серьёзные требования по энергоэффективности. Как с этим показателем обстоят дела у вас?
Действительно, с 15 июня 2019 года вступил в силу новый Свод правил «Строительная климатология», который существенно повысил требования к теплоизоляционным свойствам окон на всей территории России. В частности, по новым нормам в Московском регионе коэффициент приведенного сопротивления теплопередаче оконной конструкции должен составлять 0,66 м2×°С/Вт. Показатели наших профильных систем существенно превосходят требование норматива. И этим, в том числе, объясняется рост популярности нашей продукции у застройщиков.
Одним из самых востребованных продуктов стала профильная система «Фаворит Спэйс». Монтажная глубина у неё 76 мм, а коэффициент сопротивления теплопередаче составляет 0,87 м2×°С/Вт. Это очень высокий показатель, который даже позволяет нивелировать незначительные ошибки при монтаже. Высокие показатели энергосбережения обеспечиваются благодаря шестикамерному профилю, возможности установить широкий стеклопакет (до 49 мм) и, конечно, дополнительному 3-му контуру уплотнителя, который исключает продувания даже в проблемной зоне петли. Кроме того, система «Фаворит Спэйс» отличается прекрасными свойствами касательно звукоизоляции, долговечности использования и экологичности. А главное - эта инновационная система является идеальным решением с точки зрения соотношения цена-качество.
Интересна она и широкой цветовой гаммой, которая обеспечивает оригинальный внешний облик, и позволяет строителям предлагать необычные архитектурные решения. В целом, интерес к ламинированным профилям растёт. Изначально все делали их белыми, но постепенно европейские тренды пришли и в нашу страну. На сегодняшний день мы предлагаем нашим клиентам более 35 цветов ламинационной плёнки и 3 цвета основы профилей – белый, серый и коричневый
Какие ещё ваши оконные системы популярны у застройщиков, и почему?
Из наиболее востребованных сегодня систем могу назвать также «Баутек НЕО» шириной 71 мм с 5-ю воздушными камерами. Кстати, могу отметить, что на Северо-Западе России, особенно в Санкт-Петербурге, строители практически полностью отказались от тонких профилей, глубиной 60 мм, предпочитая более эффективные серии 71 и 76 мм.
Ещё одним интересным трендом можно назвать увеличение размеров конструкций. Для них стандартные решения уже не подходят, и наша компания предлагает усиленный импост с замкнутым армированием (толщина металла – 2,4 мм). Благодаря этому оконная система «Баутек НЕО» устойчива к ветровым нагрузкам даже в высотных зданиях, и подходит для остекления больших оконных проёмов.
Какие новые продукты вы представляете на рынке в настоящее время?
Весной прошлого года на выставке «Mosbuild» в Москве мы презентовали потребителям нашу новую систему «Элегант», отличающуюся высочайшими показателями энергосбережения и оригинальным утонченным дизайном, напоминающим строгие грани алюминия. Профиль «Элегант» вышел на глобальный рынок совсем недавно, но уже успел получить признание экспертов (награды в рамках премий Red Dot Award 2019 и MosBuild Awards 2019). Система разработана на платформе профилей, включающих раму 76 мм, и два варианта створок: шириной 80 мм и 92 мм. Главные профили системы имеют 6 воздушных камер, а створка шириной 92 мм – дополнительную 7-ю камеру. Благодаря своим характеристикам система «Элегант» может быть использована в проектах пассивных домов.
Расскажите, пожалуйста, о каких-то интересных, знаковых объектах, на которых использовалась продукция Deceuninck?
За время работы ООО «Декёнинк Рус» по всей России были остеклены сотни объектов, как частного инвестирования, так и объектов муниципального значения, а так же федерального масштаба, с применением профильных систем «Декёнинк» такими строительными компаниями как: «ДОНСТРОЙ», ООО СК «Лидер», ЗАО «БЛОК», СК STRABAG, ФГУП «ГУСС ”Дальспецстрой" при Спецстрое России», Мособлстрой, КапТехноСтрой. В настоящее время «Декёнинк» сотрудничает с такими строительными компаниями как: СЭТЛ Сити, ЛСР, Лидер Групп, Полис, Аквилон Инвест, КВС, Ленспецстрой, Группа компаний ПИК, Строительный Трест, Газпроминвест, ЮИТ Строй, ГК Балтрос, Норман и т.д.
Наши оконные системы используются в разных частях нашей страны, география поставок очень широкая – от Калининграда до Сахалина, и интересных объектов немало. На Дальнем Востоке это, например, объекты академгородка на острове Русский, рядом с Владивостоком. Наши системы использовались в жилых домах и коттеджах для преподавателей Дальневосточного федерального университета, иных объектах. Применялась наша продукция в зданиях городка космодрома Восточный. Есть интересные объекты в Казахстане, Киргизии и других странах ближнего зарубежья.
Эпидемия коронавируса затронула все сегменты строительной отрасли. Как она отразилась на работе вашей компании? Появились ли новые сложности и как вы их преодолеваете?
Конечно, эпидемия внесла свои корректировки в нашу работу. Если раньше осуществлялось ежемесячное планирование деятельности всех наших структур, то сейчас из-за пандемии ситуация меняется слишком быстро. И последствия для бизнеса самые серьёзные - вплоть до полной остановки строительных работ. Кроме того, в регионах ситуация отличается, и меры безопасности принимаются везде разные. То есть, нынешнее положение потребовало от нас нарастить оперативность реагирования на целый конгломерат стремительно меняющихся факторов. Мы разработали схему регулярных совещаний через Zoom – начиная с Дальнего Востока, продолжая Сибирью и Уралом, и заканчивая Европейской частью страны. Кризис научил нас быть более быстрыми и более гибкими.
При этом важно, что обсуждаем мы не только свои планы и действия, но и меры, которыми мы могли бы помочь своим партнерам в разных частях страны. Эффективные практики, сформированные в одном месте, распространяются на другие регионы. Например, очень успешным стало решение помочь в строительстве инфекционных клиник. Наша продукция прошла испытания, получила необходимые допуски и использовалась на целом ряде таких объектов. Работа на них позволила нам сохранить производство, несмотря на то, что, например, в Москве и Подмосковье, строительные работы некоторое время были полностью остановлены.
Каков Ваш взгляд на перспективу, и какие планы на будущее строит компания?
Экспертные оценки весьма пессимистичны, все ждут, что рынок просядет. На сколько именно – мнения расходятся. В основном, говорят о снижении в диапазоне 20-30%. Со своей стороны, мы мобилизовались, стали более интенсивно коммуницировать с крупными застройщиками, которые могли бы стать нашими партнёрами. Это позволило нам за последнее время привлечь целый пул новых клиентов из разных регионов – Башкирия, Нижегородская, Тюменская области и пр. Конечно, задачу роста по сравнению с 2019 годом, которую ранее мы ставили перед собой на этот год, нам решить вряд ли удастся, но сохранить объёмы продаж на уровне прошлого года мы намерены.
Перспективным нам кажется и рынок коттеджного и малоэтажного строительства. Интерес к этим сегментам, на наш взгляд, простимулировала вынужденная самоизоляция. Спрос на наши энергосберегающие системы в этом сегменте растёт. Интересные перспективы связаны с созданием продукции, обеспечивающей повышенную безопасность. Сейчас в этой сфере мы разрабатываем систему с использованием закалённого стекла и триплекса, с хорошей противовзломной фурнитурой. Тестирование показало, что вскрыть такое окно меньше, чем за 40 минут, без достаточно шумных действий практически невозможно. Это станет ответом на растущий тренд на обеспечение безопасности дома.
Кроме того, для загородного строительства мы предлагаем Подъемно-сдвижные двери – HS-порталы от Deceuninck – это инновационный и доступный продукт для остекления больших проёмов. Основные его характеристики – это высокие показатели энергоэффективности, шумоизоляции, и безопасности (защита от взломов по стандарту WK2). Комфортное использование HS-порталов обеспечивается особой системой приводов и кареток: двери открываются и закрываются с минимальными усилиями. Двери также доступны в трёх цветах в сочетании с ламинационной плёнкой, что подходит для интерьера в любом стиле и цвете. Конструкция выглядит безупречно как в закрытом виде, так и в открытом – когда просматриваются боковые пазы.
Справка
Международный концерн Deceuninck Group, основанный в 1937 году, входит в ТОП-2 мировых производителей ПВХ систем и композитных материалов для строительной промышленности. Штаб-квартира концерна находится в Бельгии. Сегодня концерн обслуживает более 4 тыс. клиентов в 91 стране, имеет 15 заводов и 22 склада в 19 странах в США, Южной Америке, Европе и Азии. Общее число сотрудников – 3,6 тыс. человек. Российское подразделение холдинга ООО «Декёнинк Рус» располагает центральным офисом в Москве, крупным производством в Протвино (Московская область) и представительствами в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Новосибирске, Владимире, Казани, Ростове-на-Дону, Владивостоке, а также в Алматы (Казахстан).