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.
Губернатор Ленинградской области Александр Дрозденко отмечает 55-летие. В преддверии юбилея он рассказал «Строительному Еженедельнику» об основных приоритетах регионального развития и реализуемых проектах, а также о задачах, которые стоят перед областью на ближайшие годы.
– Александр Юрьевич, в последние годы Ленобласть сделала большие успехи в улучшении инвестиционного климата, о чем свидетельствуют результаты рейтинга АСИ. Благодаря чему удалось достигнуть таких результатов? Какие еще меры в этом направлении намечается предпринять? Какие крупные инвесторы планируют прийти в область?
– Оказаться в первой десятке рейтинга Агентства стратегических инициатив было непросто. Еще в 2017 году Ленинградская область была на двадцатом месте, в 2018-м уже на двенадцатом, и вот теперь – на девятом. Это результат системной работы. Нам важно было не только снять разнообразные препоны, на которые наталкивался бизнес, вроде сложной процедуры получения технических условий или подведения инженерных коммуникаций, важно было поменять психологию чиновников, отвечающих за работу с инвесторами. Они должны были перестать мыслить как плохие чиновники, для которых хороший отчет важнее реального результата.
Для начала – всю команду, которая отвечает у нас за инвестиции, я пересадил из Дома правительства в бизнес-центр. Чтобы они «варились» именно в бизнес-кухне, видели, как работают предприниматели, общались с ними, чувствовали ритм и нерв бизнеса. И это, кстати, принесло свои плоды. Затем мы, совместно с Агентством стратегических инициатив, ознакомились с лучшими практиками регионов и применили их в Ленинградской области. Сократили количество процедур, необходимых для регистрации юридических лиц, регистрации прав собственности и прав на недвижимое имущество, упростили процесс подключения к электросетям.
Мы одними из первых в России объединили все институты поддержки малого бизнеса в единую организационную структуру. Более того, мы в нее включили новый инструмент – региональный Фонд промышленности. Новый Фонд оказывает комплекс услуг, сервисов и мер поддержки субъектам малого и среднего предпринимательства, в том числе финансовую, кредитную, гарантийную, лизинговую поддержку, консультационные и образовательные услуги, поддержку в создании и модернизации производств.
Большим подспорьем явились цифровизация государственных услуг для бизнеса и введение режима «одного окна». Многофункциональные центры госуслуг, которые пользуются большой популярностью у граждан, успешно предоставляют услуги и бизнесу. Это очень многое изменило. Настолько, что нашим опытом интересуются и зарубежные коллеги. Прозвучит парадоксально, но даже в некоторых передовых странах – не только для бизнеса, но и для населения – нет таких комплексных центров госуслуг, как наши МФЦ.
Конечно, войдя в десятку лучших, важно понимать, что работа по созданию комфортной среды для бизнеса далеко не окончена. У бизнеса есть к нам вопросы по получению разрешений на строительство, регистрации прав собственности, есть сложности с естественными монополиями: будем работать дальше, чтобы не просто удержаться в топ-10 рейтинга, но и подняться выше.
Что касается новых инвестиционных проектов, то в этом году на Петербургском международном экономическом форуме мы подписали соглашения на общую сумму более 1 трлн рублей. Это и крупные проекты – комплекс «РусХимАльянса» по переработке газа в Усть-Луге, новые химические заводы компании «ЕвроХим» в Кингисеппе, портовые терминалы в Высоцке и небольшие современные производства.
За каждым таким проектом – новые рабочие места, развитие территорий районов, налоговые отчисления, которые позволяют нам выполнять социальные обязательства: строить школы, детские сады, медицинские учреждения.
И еще – вместе с новыми предприятиями в Ленинградскую область приходит и совершенно новая культура производства. Недавно немецкие инвесторы построили во Всеволожском районе предприятие по сборке мотор-редукторов. Я был на церемонии открытия – могу с уверенностью сказать: это образцовый современный завод с по-настоящему научной организацией труда и производства.
– Ленобласть – один из лидеров среди субъектов РФ по вводу жилья на жителя региона. Но это создает и проблемы, связанные с обеспечением новых микрорайонов инфраструктурой. Область уже активно участвует в программе «Стимул». Какие еще меры будут предприниматься регионом для решения проблем в этой сфере?
– Да, совсем недавно были опубликованы данные, согласно которым наибольший объем жилья в пересчете на одного жителя с июля 2018-го по июнь 2019-го был введен в Ленинградской и Московской областях – 1,221 и 1,111 кв. м на человека соответственно. Это с учетом разницы в количестве населения в двух регионах почти в четыре раза. Активное строительство в Ленинградской области началось с 2012 года, за это время появились целые города. Социальное строительство также развивается огромными темпами: с 2012 по 2018 годы введено в эксплуатацию более 60 детских садов.
Мы ожидаем, что в ближайшие несколько лет уровень ввода стабилизируется на уровне 2–2,3 млн кв. м – и это позволит нам подтянуть «социалку». Программа «Стимул» дает нам свыше 1 млрд рублей федерального финансирования ежегодно – это как минимум три хороших объекта. По программе «Социальные объекты в обмен на налоги» запланировано возведение более 100 детских садов и школ до 2036 года.
2019 год был вообще беспрецедентным по количеству введенных детских садов – до конца 2019-го их будет открыто больше двадцати, пятнадцать из которых приходятся на территории интенсивной застройки во Всеволожском районе.
– В рамках нацпроекта по жилью ставятся задачи не только увеличивать объемы ввода, но и создавать комфортную среду. Как в регионе решаются эти вопросы? Какие стратегические задачи ставит область в этой сфере?
– Реализуемых проектов благоустройства с каждым годом становится все больше, и сами они становятся все более творческими.
В этом году в проекте «Формирование комфортной городской среды» принимают участие 83 муниципалитета. Всего благоустраиваются 122 территории – 73 общественные и 49 дворовых. Бюджет проектов внушительный: в 2019 году на благоустройство направлено 1,3 млрд рублей, из них около 400 млн рублей – это средства федерального бюджета, примерно 700 млн рублей – средства Ленинградской области, еще порядка 180 млн рублей – деньги муниципалитетов.
В следующем году мы планируем увеличить количество благоустраиваемых территорий на треть – и на треть будет увеличено и финансирование со стороны региона.
Определяя один из городов столицей на один год, мы концентрируем там финансовые и организационные ресурсы региона для ремонта, реконструкции и благоустройства. Так, в этом году жители Бокситогорска получили по итогам праздника, по сути, новый город.
Чтобы избавиться от столь любимых строителями и ремонтниками авралов, мы теперь решили несколько расширить горизонт планирования, определив столицы области на два года вперед: в 2020-м это будет Всеволожск, в 2021-м – Тосно.
Мы уже создаем региональный Центр компетенций по развитию городской среды. Он позволит расширить возможности общественного участия. Специалистам центра предстоит изучить территорию, население, его потребности и жизненные ценности, выявить и привлечь общественных активистов к участию в развитии поселений, совместной разработке и реализации проектов благоустройства.
– Проблема долгостроев, к сожалению, продолжает сохранять актуальность. В то же время регион стал одним из пионеров, наладившим контакты с Фондом защиты дольщиков. Как развивается сотрудничество, в какие сроки регион рассчитывает закрыть вопрос с проблемными объектами?
– Ленинградская область – один из первых субъектов РФ, который создал региональный Фонд помощи обманутым дольщикам, мы передали в аналогичный федеральный Фонд всю информацию о наших проблемных объектах, неоднократно принимали у себя руководство Фонда и его специалистов. Мы подготовили соглашение с этой федеральной структурой о взаимодействии, выделяем на эти цели 2,8 млрд рублей на три года. Сопоставимый объем средств будет направлен компенсационным фондом. Конечно, руководство страны понимает, что в одиночку регионам будет не справиться с этой общероссийской проблемой, поэтому масштабы помощи ощутимые. Я уверен, что до конца года механизм будет отлажен, первые деньги пойдут в стройку, и в течение трех лет, я надеюсь, мы полностью закроем проблему застройщиков-банкротов.
– Регион занимает уникальное географическое положение, делающее его одним из важнейших транспортных коридоров в стране. Но успешное развитие в этой сфере невозможно без совершенствования дорожной сети – как общегосударственного, так и регионального уровня. Ленобласть подала заявки на федеральное софинансирование ряда стратегических транспортных объектов, но пока центр готов выделить лишь незначительный объем средств. Как может быть решена эта проблема?
– Область в следующем году начнет строить два моста — через р. Волхов в Киришах и р. Свирь в Подпорожье. Мы уже получили принципиальное согласие федерального центра на софинансирование обеих строек. Кроме того, ожидаем содействия Минтранса и Росавтодора в вопросах строительства обхода Мурино в створе Пискарёвского проспекта и расширения Колтушского шоссе. Все работы рассчитываем начать в следующем году. Уже строятся путепровод во Всеволожске, развязка и обход Мурино в створе Гражданского проспекта. Росавтодор продолжает реконструкцию трасс «Скандинавия» и «Сортавала», планируется ремонт Московского шоссе. Мы понимаем, что дороги сегодня – это кровеносные артерии развития экономики, как Ленинградской области, так и всей страны.
– Цифровизация стала одним из направлений государственной политики. Известно, что Гатчина и Сосновый Бор должны стать «умными городами». Как идет эта работа? Какие еще проекты в сфере цифровизации реализует регион?
– Летом мы подписали несколько соглашениий с высокотехнологичными компаниями о взаимодействии в сфере информационных технологий. Среди важных проектов могу назвать создание Региональной системы управления данными (РСУД), которая будет сводить воедино информацию из более чем 80 информационных систем региона. Уже давно и успешно реализуется проект «Безопасный город», скоро все его системы также будут объединены. Кстати, наш регион одним из первых в стране начнет использование систем видеоаналитики с возможностью распознавания лиц, отслеживания возникновения ЧС и других данных.
– В целом нельзя не признать, что регион развивается динамично. По прогнозу социально-экономического развития Ленобласти, темпы роста основных показателей в ней намечаются даже большие, чем в среднем по России. Какие стратегические задачи на ближайшие годы видите перед собой Вы как глава региона?
– Мы должны достичь к 2024 году целей, поставленных майским указом Президента РФ. Сегодня на это сориентирована вся моя команда. Мы обновили Стратегию социально-экономического развития Ленинградской области: региональные задачи синхронизированы с целями 12 национальных проектов.
Каждое действие, каждый шаг чиновника мы рассматриваем с одной точки зрения: работает ли это на решение конкретной проблемы, имеющей стратегическую важность для людей и для экономики, и соответствует ли национальным целям и задачам майского указа.