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.
Региональный представитель Национального Лифтового Союза по СЗФО, генеральный директор ООО «МЛМ Нева трейд» Игорь Янукович рассказал «Строительному Еженедельнику» о выходе компании на региональные рынки, о связанных с этим сложностях, недобросовестной конкуренции и борьбе с ней, а также о том, почему «проблема-2020» превратится в «проблему-2025».
– Игорь Станиславович, в этом году ООО «МЛМ Нева трейд» выполняет контракт на территории Ленобласти. Это разовый заказ или начало региональной экспансии компании?
– Это, конечно, не случайный заказ. В конце прошлого года наша компания была включена в реестр квалифицированных подрядчиков, имеющих право осуществлять работы на территории Ленобласти, – и, соответственно, мы получили возможность участвовать в региональных тендерах на монтаж и ремонт лифтов.
Мы добивались этого примерно два года. Надо признать, что пройти соответствующие процедуры было нелегко. Областные власти, к сожалению, занимали вполне четкую позицию по недопущению на свой рынок «местных» компаний. Изменению этой политики, видимо, поспособствовал полный провал программы замены лифтов в Ленобласти на 2018 год, часть лифтового оборудования по которой не введена в эксплуатацию до сих пор. В результате страдают жители, у лифтовой отрасли складывается негативное реноме, недовольны люди и властями. Как бы то ни было, выводы были сделаны – и квалифицированные петербургские компании были допущены к работе в Ленобласти.
Мы (как любая компания, которая, с одной стороны, динамично развивается, наращивает потенциал и в компетенциях, и в трудовых ресурсах, а с другой – работает в очень конкурентной среде) заинтересованы в выходе на новые рынки, где мы сможем проявить себя и занять достойное место. Поэтому выход в регионы для нас – часть стратегии развития.
В настоящее время мы заканчиваем выполнение первого контракта в Ленобласти. Он небольшой – замена всего 20 лифтов. Но это очень важный для нас заказ, поскольку, во-первых, мы начинаем создавать себе имя на новом рынке, завоевывать репутацию, а во-вторых, есть некоторые отличия при работе в разных регионах, и нам нужен практический опыт взаимодействия с заказчиком, контролирующими органами и пр. Надеюсь, что успешное выполнение контракта наглядно продемонстрирует чиновникам эффективность нашей работы (как и других квалифицированных компаний) и на будущий год, участвуя в тендерах, мы сможем заметно увеличить объемы подряда в области.
– На очереди — другие регионы?
– Наша компания уже входит в реестр квалифицированных подрядчиков ряда регионов – весь Северо-Запад, а также часть ЦФО. Так что мы серьезно рассматриваем перспективу развития в этом направлении, поскольку уверены, что наш опыт и наши компетенции вполне могут быть там востребованы. Но есть ряд серьезных проблем. Поэтому пока мы наблюдаем за развитием ситуации, ждем, когда сформируется благоприятное положение для выхода на эти рынки.
– Что это за проблемы?
– Для понимания ситуации нужно знать сложившуюся практику формирования госзаказа на замену лифтов в регионах. Если кратко, положение сложилось примерно такое. В тендерах активно участвуют крупнейшие производители лифтового оборудования. Конечно, финансовые возможности крупных компаний по определению создают конкурентное преимущество на торгах, особенно в случае, если предмет торгов – крупные лоты или контракты по ускоренной замене лифтов.
Но после этого, чтобы сохранить экономику заказа, они стремятся минимизировать расходы на монтаж и нанимают, мягко говоря, не самых квалифицированных субподрядчиков. Результатом становятся те же проблемы, что и в ряде регионов, например, в Ленобласти: оборудование поставлено, но сроки монтажа и ввода сорваны. К тому же к субподрядчикам часто возникают претензии по качеству работ. И это явление практически повсеместное.
Конечно, в такой ситуации по-настоящему квалифицированным монтажным организациям (а любая квалификация, безусловно, стоит денег) очень сложно выиграть тендер и получить заказ. Высокая компетентность заводов как производителей оборудования не делает их специалистами в монтаже. А между тем тендеры проводятся не только на поставку лифтов, но и на их монтаж, пусконаладку и ввод в эксплуатацию, о чем и организаторам, и участникам неплохо бы помнить.
– Как, на Ваш взгляд, можно изменить ситуацию?
– Мне кажется, что на принципиальном уровне сейчас созданы все необходимые механизмы для предотвращения подобных эксцессов. Но чтобы эти механизмы заработали, необходима соответствующая позиция всех заинтересованных сторон.
Например, везде сформированы реестры квалифицированных подрядчиков, только после включения в которые можно выйти на рынок. Для попадания в них компании должны доказать уровень своей компетенции. Однако на практике сталкиваешься с тем, что в реестре фигурируют компании, созданные полгода назад и имеющие в штате двух человек. Можно ли признать их квалифицированными подрядчиками? Больше того, компании, которые в прошлом срывали сроки монтажа или выполняли работу некачественно, никуда из этого реестра не исчезают – и продолжают получать подряды.
Кроме того, за последние два года в лифтовой отрасли серьезно ужесточился контроль со стороны надзорных органов – и за серьезные нарушения деятельность подрядчика может быть даже приостановлена, не говоря уже о штрафных санкциях. Данные о выявлении некачественной работы поступают регулярно, но ни разу не поступала информация о том, что нерадивая организация каким-то образом привлечена к ответственности.
Вот и получается, что самого механизма для борьбы с недобросовестными подрядчиками мало – нужно, чтобы он применялся на практике. Кстати, в тех регионах, где созданный инструментарий по-настоящему работает – серьезных проблем с монтажом лифтов не существует.
– Если для выполнения заказов в Ленобласти специалисты могут ездить и из Петербурга, то при работе в других регионах такая схема вряд ли работоспособна...
– Если речь идет не о разовом заказе, а о выходе на региональный рынок на постоянной основе (а мы заинтересованы именно в такой работе) – то да, видимо, необходимо будет формировать местные подразделения нашей компании. Думаю, это будет непросто, но мы должны быть твердо уверены в компетенции нанятых сотрудников, их способности качественно и в срок выполнить необходимую работу. Возможен также вариант стратегического партнерства с какой-то компанией, уже существующей в регионе. Но только при тех же условиях – это должна быть компания, доказавшая свой профессионализм и квалификацию в сфере монтажа лифтов. Мы не можем рисковать добрым именем, репутацией своей компании.
– В отраслевом сообществе уже давно говорят о «проблеме-2020», то есть выполнении требований Технического регламента по лифтам Таможенного союза, в соответствии с которыми, к февралю 2020 года в РФ не должно остаться в действии лифтов с выработанным нормативным сроком эксплуатации (25 лет).
– Да, невозможность соблюдения нормы стала совершенно очевидна еще несколько лет назад. Причем не успеваем это сделать не только мы, но и наши партнеры по Таможенному союзу. Недавно на совещании под председательством заместителя Председателя Правительства Виталия Мутко было дано поручение внести изменения в Технический регламент, с целью увеличения срока приведения лифтов в соответствие требованиям безопасности, на пять лет – до февраля 2025 года.
– А к этому сроку, на Ваш взгляд, удастся решить вопрос?
– Не хотелось бы быть пессимистом, но, откровенно говоря, я несколько сомневаюсь и в этом. Причем я не хочу сказать, что назначение этих «крайних сроков» бесполезно. Нет, статистика совершенно четко показывает, что подписание Техрегламента по лифтам, с требованием привести лифтовый парк в нормативное состояние, серьезно подстегнуло работы в этом направлении. Модернизация пошла активнее, чем прежде, а значит, польза уже есть.
С другой стороны, та же статистика демонстрирует, что работы пока еще идут недостаточно быстро. Каждый год в России до исчерпания нормативного срока эксплуатации «доживает» примерно 10 тыс. лифтов. Меняется же – около 16 тыс. То есть «очередь» сокращается примерно на 6 тыс. лифтов. При этом сам объем этой «очереди» достигает примерно 110–120 тыс. лифтов. С учетом убыли в 6 тыс. единиц, на решение всей задачи нужно порядка 20 лет.
Чтобы сделать это за пятилетку, нужно значительно повысить интенсивность работ. А это, прямо скажем, серьезный вызов для всей отрасли. Для этого нужно кратно увеличивать не только финансовые затраты, но и выпуск лифтов (а значит, необходима модернизация производств, установка новых линий), а также сформировать пул компетентных монтажных организаций, укомплектованных профессиональными кадрами. Здесь есть очевидные проблемы. Кадров нет, профессия вымирающая. Тем не менее, есть надежда, что новый «дедлайн» обеспечит еще один толчок работе в этой сфере и постепенно проблему все-таки удастся решить.