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.
Управляющие компании, обслуживающие жилищный фонд, испытывают серьезные сложности с подбором кадров. Но, пожалуй, даже более важной проблемой является отношение к УК со стороны граждан, а порой и органов власти. Об этом «Строительному Еженедельнику» рассказал генеральный директор ОАО «Управляющая компания» Валерий Калюжный.
– Валерий Юрьевич, какие основные проблемы существуют в ситуации с кадрами в сфере жилищно-коммунального комплекса? В чем их причины?
– Пожалуй, основной проблемой с кадрами в сфере ЖКХ можно назвать низкую квалификацию линейного персонала (сантехники, электрики, сварщики и т. д.). Она приводит к низкой производительности труда, а как следствие – невысокой заработной плате. Прибавим к этому экономически необоснованные тарифы на оказание жилищных услуг – и мы получим некий замкнутый круг.
Заниженные (если называть вещи своими именами) тарифы приводят к невозможности привлекать квалифицированные кадры, которые хотят достойной оплаты их труда. А тот уровень зарплаты, который УК могут позволить себе платить линейному персоналу, приводит к необходимости привлечения к работе людей с низкой квалификацией. Производительность их труда по определению не позволяет им претендовать на большую зарплату. Круг замыкается.
– По Вашему мнению, ситуация в этой сфере улучшилась или ухудшилась по сравнению с тем, что было пять или десять лет назад?
– Наша компания работает на этом рынке уже 12 лет. Могу точно сказать, что за последние пять лет ситуация с персоналом в сфере ЖКХ однозначно улучшилась. Во-первых, конкурентная борьба среди управляющих компаний (как частных, так и муниципальных) привела к повышению требований к персоналу. Любой руководитель понимает, что сантехник – это «лицо» УК. Поэтому компании стали более чутко реагировать на мнение жильцов о таких работниках.
Во-вторых, применение новых материалов (полипропиленовые трубы, новые кровельные материалы и т. д.) заставляет линейный персонал повышать квалификацию, иначе он становится невостребованным на рынке.
В-третьих, активное участие государства в сфере ЖКХ путем законодательного регулирования отрасли заставляет участников рынка больше уделять внимание качеству обслуживания и, как следствие, качеству работы персонала.
Можно добавить также, что за пятнадцать лет открытого рынка в сфере ЖКХ многие управляющие компании выработали свои стандарты обслуживания, схемы обратной связи от населения, системы быстрого реагирования на запросы граждан, а без слаженного и работоспособного коллектива соблюдать такие стандарты очень сложно.
– Что, на Ваш взгляд, нужно сделать, чтобы добиться позитивных изменений с кадровой ситуацией?
– Думается, что основная задача, которая по плечу и управляющим компаниям, и собственникам, и органам государственной власти, – это найти компромисс, который устроил бы все стороны, взаимодействующие на рынке ЖКХ. Не секрет, что долгое время из управляющих компаний в средствах массовой информации и даже в некоторых органах власти делали «плохих парней». Сформировалось представление, что во всех УК воруют, везде криминал и обман. Отсюда невысокий статус УК в обществе, предвзятое отношение. И конечно, и современным молодым людям, и опытным специалистам не хочется работать в таких компаниях.
Как и в любой сфере человеческой деятельности, существуют недобросовестные участники рынка, но, по сути, они давно стали редкостью, рынок «выдавил» их. Необходимо всем понять, что управляющая компания содержит жилые дома ровно на столько, сколько жители за это платят. Никто ж не приходит в салон «Мерседеса» в расчете купить новую машину по цене «Запорожца». Так же в сфере ЖКХ: если собственники жилья платят за минимальный набор услуг в рамках утвержденных тарифов, то только его они и получают. Повышение качества обслуживания должно быть оплачено дополнительно.
Как только прекратятся попытки все проблемы сваливать на УК и жители осознают, что качество обслуживания их жилья зависит только от них (и оно, в свою очередь, напрямую влияет на стоимость этой собственности), то престиж и авторитетность УК вырастет. Как следствие, в эту сферу появится возможность привлечь высококвалифицированные кадры и молодых специалистов, что, в свою очередь, повысит качество обслуживания. Снова получится замкнутый круг, но уже иной, позитивно влияющий на ситуацию.
Также, на мой взгляд, необходимо повышение правовой грамотности собственников жилья. В жилищно-коммунальной сфере большое количество участников: поставщики ресурсов, операторы, специализированные организации. У каждого из них своя специфика работы и свои границы зон ответственности, в соответствии с действующими законодательными актами.
Обычно жителю очень тяжело разобраться, кто за что отвечает и «куда бежать». Отсюда и возникает ощущение беспорядка и хаоса, что порождает проблемы и негативное отношение ко всем отраслям коммунального комплекса.
Раньше, во времена социализма, гражданину не нужно было думать и беспокоиться о своей квартире, доме или дворе, это делала за них власть. В настоящее время мы живем в капиталистическом строе, где каждый имеет прямо пропорционально своим знаниям, чертам характера и ответственности.
Повысив грамотность населения, мы получим тенденцию к исправлению «концепции вражды» между гражданами и коммунальщиками, губительной для сферы ЖКХ в целом.