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 факторе социальной ответственности в деле обслуживания лифтов, проблеме низких тарифов и ее влиянии на городское лифтовое хозяйство «Строительному Еженедельнику» рассказал директор по сервису и модернизации компании «МЛМ Нева трейд» Андрей Васильев.
– Андрей Александрович, сколько лифтов в настоящее время находится в обслуживании у компании?
– Мы обслуживаем лифты в трех северных районах Санкт-Петербурга: больше всего – в Выборгском, несколько меньше – в Приморском и в Калининском. Суммарно – почти 3 тыс. единиц. Большая часть из них расположена в жилищном фонде, также есть лифты в коммерческих и социальных объектах. Число машин, находящихся в нашем обслуживании, постепенно растет, но незначительно. Компания не ставит задачи по увеличению этого показателя. Дело в том, что бизнес по обслуживанию лифтового оборудования при существующих на сегодняшний день тарифах не то что недоходный, а фактически нерентабельный. Исключение составляют коммерческие объекты и некоторые жилые комплексы верхних сегментов недвижимости, в которых готовы достойно платить за дополнительный уровень сервиса. Работу же с обычными «Жилкомсервисами» можно смело назвать планово-убыточной.
– Зачем же «МЛМ Нева трейд» вообще этим занимается?
– Тут, пожалуй, надо выделить два основных фактора. Первый из них связан с социальной ответственностью компании. Это не лозунг или красивые слова. Это определенная ментальность, может быть, несколько инерционная, имеющая основы в прошлом. Мы, лифтовики, десятилетиями занимались обслуживанием лифтов – и бросить их на произвол судьбы мы просто не можем. Поэтому работа эта продолжается даже тогда, когда компании она приносит одни убытки.
Второй фактор – надежда не перспективу. Хочется верить, что существующее положение с тарифами изменится. Напомню, что в Петербурге, далеко не самом бедном городе страны, они самые низкие в России. Сделано это в свое время было для того, чтобы минимизировать расходы граждан на оплату жилищно-коммунальных услуг. В то же время очевидно, что нормальным существующее положение назвать нельзя. Ведь сейчас в Петербурге за обслуживание телевизионной антенны люди платят больше, что за пользование лифтом. Тарифные ставки должны обеспечивать, как минимум, самоокупаемость выполняемых работ, а лучше давать хотя бы небольшую прибыль сервисным организациям. В конце концов, нам надо платить сотрудникам достойную зарплату, иметь возможность покупать материалы, инструменты, оборудование и т. д. Высоких доходов обслуживание лифтов никогда не давало, но необходимо выйти хотя бы на уровень рентабельности этих работ.
– Как же компании удается обеспечивать высокий уровень сервиса при таких низких тарифах?
– Фактически работа по обслуживанию лифтов в «МЛМ Нева трейд» (как, добавлю, и в других крупных компаниях этого рынка) субсидируется из тех средств, которые мы зарабатываем на монтаже лифтов. Эта сфера деятельности имеет положительную рентабельность, что и дает дополнительные возможности. Интересно, что в большинстве западных стран ситуация ровно противоположная. Там установка лифта может иметь нулевую рентабельность или даже приносить убыток, но это покрывается многолетней достаточно высокой оплатой сервиса.
– В целом, по Вашей оценке, каково состояние городского лифтового хозяйства? Что может дать повышение тарифов?
– Как известно, в рамках выполнения требований Технического регламента Таможенного союза «Безопасность лифтов» к февралю 2020 года в России не должно было оставаться в действии лифтов с выработанным нормативным сроком эксплуатации (25 лет), не приведенных в соответствие с требованиями регламента. Уже пару лет назад стала очевидна нереализуемость этой задачи на практике. Сейчас планируется отложить выполнение этого требования до 2025 года. Реалии, однако, таковы, что и к этому сроку уложиться вряд ли получится. В частности, в Петербурге сейчас порядка 12 тыс. лифтов выработали нормативный срок. К ним ежегодно добавляется до 1,5–2 тыс. подъемников. Программа замены включает не более 1 тыс. единиц, а необходимо менять 3–4 тыс.
Таким образом, перед городом стоит серьезная задача по поддержанию в работоспособном состоянии возрастного лифтового парка, приведению его к современным требованиям по безопасности, энергоэффективности и комфорту пользования. Вот на решение этих важнейших задач (помимо обеспечения рентабельности работы обслуживающих компаний) и могли бы быть направлены дополнительные средства, полученные от повышения тарифов.
– В случае повышения тарифов хотя бы до уровня рентабельности готова ли компания «МЛМ Нева Трейд» увеличивать парк обслуживаемых лифтов?
– Конечно. Любой бизнес стремится к расширению. Имеющиеся ресурсы в принципе позволяют нам обеспечить качественное обслуживание большего числа лифтов, чем сегодня. Кроме того, помимо экстенсивного пути развития, связанного с наращиванием количества машин, есть и интенсивный – повышение качества сервиса, модернизация оборудования. Например, почти не тронутое сегодня поле деятельности – обеспечение в лифтах безбарьерной среды для маломобильных групп населения, инвалидов. Это и увеличение дверных проемов там, где это технически возможно, и установка голосовых сообщений, и установка постов приказов со азбукой Брайля, и многое другое.
– «Болевая точка» отрасли – кадры. Как компании удается сохранить коллектив высокопрофессиональных работников?
– В целом в отрасли такая проблема действительно существует. Поэтому обеспечение организации квалифицированными кадрами – одна из постоянных забот руководства компании. В результате у нас сложился крепкий, сплоченный коллектив. Костяк составляют опытные работники, уже много лет проработавшие в отрасли. Есть и немало талантливой молодежи. Можно отметить интересный фактор позитивного взаимодействия сотрудников разных возрастов. Старшее поколение может поделиться накопленным опытом практической работы. А молодежь – навыками освоения цифровых технологий и программного обеспечения, ведь современный «умный» лифт укомплектован специальными системами электроники. Такой вот интересный выстраивается баланс. Ну и, разумеется, проводится дополнительное обучение в рамках подготовки к проводимой каждые три года проверке квалификации. Наша компания прилагает большие усилия в этом направлении, и со всей ответственностью могу заявить, что нам удалось сформировать и сохранить высокопрофессиональный кадровый состав.
– Какие еще существуют проблемы в этой сфере?
– Сложностей немало. Они, к сожалению, носят хронический характер. Прежде всего, это касается эксплуатации лифтов. Она предполагает соблюдение определенных требований по влажности, температурному режиму и ряду других факторов. Они, к сожалению, не всегда выполняются из-за небрежного отношения жилищно-коммунальных служб. Не лучше порой ведут себя и сами пользователи лифтов. Несмотря на то, что кабины теперь делаются антивандальные, случаев хулиганства, нанесения повреждений и прочего по-прежнему немало. Добавили проблем «коммунальные войны», связанные с решением законодателей о том, что в одном доме должно быть одно товарищество собственников жилья. Замысел, вроде, правильный, но отсутствие прописанного в законе механизма реализации приводит к конфликтам жильцов, появлению нескольких ТСЖ и УК, претендующих на весь объект, судебным разбирательствам и т. д. А для нас это создает проблемы с обслуживанием лифтов, находящихся в этих домах.
– Год подходит к концу. Расскажите, пожалуйста, о его основных итогах в Вашей сфере работы.
– Несмотря на то, что разговор у нас получился больше о проблемах отрасли, в целом итоги года я могу оценить положительно. Мы смогли обеспечить нормальное функционирование находящегося у нас на обслуживании лифтового хозяйства. Удалось избежать крупных аварий, возникающие поломки чинились быстро, в предусмотренные нормативами сроки. На заявления жильцов реагируем оперативно, длительных простоев не было. Работу делаем ответственно и профессионально. Люди пользуются своими лифтами, а значит – свою задачу мы выполняем.