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.
Архитектурная мастерская «Евгений Герасимов и партнеры» образована в 1991 году. За 30 лет существования создано более 80 проектов и объектов в Санкт-Петербурге и Москве. Это правительственные комплексы, жилые дома, офисные центры, отели, выставочные, музейные и театральные здания, объекты реставрации и реконструкции. Евгений Герасимов, руководитель мастерской, поделился мыслями о профессии архитектора и обо всем, что ей сопутствует.
— Что для вас значит понятие «современная архитектура»?
— Очень простой ответ на простой вопрос. Это архитектура, которая создается сегодня.
Это не стиль, это время — все, что сегодня производится на планете.
— Может быть, есть архитектурные стили, которые наиболее интересны для вас лично, для мастерской?
— Кто знаком с творчеством нашей компании, думаю, понимает: нам тесно в рамках одного стиля. Мы работаем в модернистской и традиционной архитектуре. Традиционная — та, которая оперирует традиционными приемами: черпает их в зодчестве предыдущих времен (ордерная система, кирпичный стиль, «а ля рус»). Эта архитектура переосмысляет то, что делалось раньше, в другие эпохи, от архитектуры Древней Греции до сталинского ампира. «Искусства не нового не бывает», — констатировал Александр Блок. Но есть произведения, в основе которых заложена архитектура предыдущих эпох, а есть некий альтернативный поиск. Нам интересно все. Например, наш проект жилого дома на улице Победы, 5, — переосмысление архитектуры Московского района. Первый в Санкт-Петербурге коворкинг, построенный с нуля, Avenue Page на Аптекарской набережной — это модернистский образ и попытка найти архитектурное выражение новой типологии общественных зданий.
Есть такая профессия — проектировать города
— Есть зодчие, на которых надо равняться, в том числе современные?
— Есть такие. Из современных мне очень импонирует творчество нескольких британских архитекторов — Питера Барбера (Peter Barber Architects), Ниалла МакЛохлина (Níall McLaughlin Architects), а также интересны проекты Адама Карузо и Питера Сент-Джона (Caruso St John Architects), Сергея Чобана (СПИЧ и Tchoban Voss Architekten) и Сергея Скуратова (Sergey Skuratov architects).
Долго можно перечислять имена архитекторов, работавших в Ленинграде, Петербурге. Это великие зодчие от Жан-Франсуа Тома де Томона, Александра Лишневского, Симы Минаша, мастеров русского стиля — таких, как Николай Никонов, Николай Султанов, до архитекторов советского времени — Олега Гурьева, Евгения Левинсона… Это очень большой список.
Равняться на них нужно. Хочется быть на том же профессиональном уровне, дотянуться до той планки, которую задали эти зодчие. Научиться ясности подхода, ясности приемов, качеству деталей, качеству рисования. Тянуться к тому же уровню мастерства.
— У вас и вашей команды огромный опыт. Можете ли сказать о себе, что вы — уже мастер, профессионал?
— Я 40 лет назад окончил Ленинградский инженерно-строительный институт и все это время занимаюсь архитектурным проектированием без отрыва. Смею надеяться, что стал профессионалом — какого уровня, не мне решать.
— Но чему-то все равно приходится учиться?
— Конечно. Всегда учишься у мастеров прошлых времен, у современных. Учиться надо все тому же - бесконечно: ясности мышления, качеству рисования, адекватности решения задач в конкретных проектах. Учиться находить ответы в бесконечном процессе поиска архитектурного решения. Главное — не останавливаться в поиске, не успокаиваться, не штамповать отработанные приемы.
— Я имела в виду в том числе освоение новых приемов работы, например, 3D-моделирования…
— 3D-моделирование — это инструмент. У Кваренги не было компьютера, была тушь, акварель, кисточка. У него параллельно шло двадцать строек. То есть дело не в скорости проектирования.
Компьютер сам ничего не придумывает. Это быстрый, точный, удобный, но инструмент. Наша компания уже безвозвратно перешла на 3D, все проекты воплощаются в программе Revit.
Это все равно, что раньше в печке на углях готовили, а теперь на кухне современные приборы используют. Но фантазии и мастерства повара никто не отменял, и ничто не может это заменить.
Отдать долги
— Вы издаете книги, альбомы, организуете выставки. Чем вам интересна такая сфера?
— Я чувствую внутреннюю потребность это делать. Никто никогда до нас не издавал монографии об архитекторах Александре Лишневском, Дмитрии Крыжановском, Борисе Костыгове, а это были интересные личности с удивительными судьбами, о которых мало что известно.
Мы знаем громкие имена архитекторов, построивших заметные объекты, но плохо знаем людей, которые возвели в Петербурге в разы больше. Их имена не на слуху. Мы любим их здания, но часто не знаем, кто их строил. Вернуть полузабытые имена — наш долг. Отдать дань уважения великим коллегам, предшественникам, которые создавали наш город.
Это потрясающей красоты альбомы с архивными документами, современными фотографиями, снятыми с квадрокоптера. Благотворительный фонд поддержки культуры и искусства DICTUM FACTUM, который я основал вместе с моей женой Юлией, издает такие книги. Авторы разыскивают в архивах чертежи. 90% рисунков, чертежей публикуются впервые. Несколько альбомов уже издано, и мы продолжаем серию.
— В Петербурге есть Союз архитекторов, но вы выступили одним из организаторов Объединения архитектурных мастерских, которое к тому же инициировало биеннале «Архитектура Петербурга». Зачем это архитектору?
— Союз архитекторов — это объединение профессионалов-персоналий, это скорее похоже на профсоюз, задача которого поддерживать своих членов. На 75% члены Союза — люди пенсионного возраста.
Но архитектурный контент создают не отдельные лица, а проектные компании. Поэтому Ассоциация «Объединение архитектурных мастерских» (ОАМ) — объединение не частных, а юридических лиц. Если сравнивать с футболом, то Союз — ассоциация игроков, ОАМ — ассоциация клубов.
Контент создают мастерские и бюро, у которых схожие проблемы, общие задачи. И, чтобы общаться между собой и с заказчиками, обмениваться информацией, мы организовали ОАМ. Ни в коем случае не в противовес Союзу, а только в помощь.
Мы возродили издание «Архитектурного ежегодника», который выходил в 1906–1940-е гг. в Санкт-Петербурге — Петрограде — Ленинграде под эгидой творческого объединения архитекторов — Императорского общества архитекторов-художников. В этом году мы представили юбилейный, 20-й выпуск. Раз в два года проводим биеннале. Не стали организовывать биеннале в 2021 году — пандемия не способствовала. Но в 2022-м с 23 по 27 ноября всех милости просим в Мраморный зал Этнографического музея на VIII биеннале «Архитектура Петербурга». Будет большая выставка, в антураже которой всех ждет насыщенная деловая программа (дискуссии, круглые столы, презентации), а также параллельная культурная программа на разных площадках Петербурга.
Я сейчас занимаюсь биеннале по долгу службы. Коллеги облекли меня доверием и избрали председателем ОАМ на 2022–2023 годы. У нас жесткая ротация.
— Например, что будет обсуждаться на круглых столах?
— Попытаемся понять, как совместить в новой архитектуре Петербурга эстетику и комфорт. Как развивать современный вдохновляющий нас город, опираясь на мощный культурный код. Выставка лучших проектов и построек, реализованных петербургскими проектными компаниями за последние три года, превратится в пять тематических дней диалога: архитектурное образование, реконструкция и реставрация, девелопмент новостроек, центр Петербурга, ландшафт и синтез искусств в архитектуре.
В этом году на биеннале будет представлено более 90 проектов, планируется выступление 100 экспертов.
Две очень разные столицы
— Ваша команда работает и в Петербурге, и в Москве. Есть ли разница в проектировании объектов в двух столицах?
— Есть разница, это разные города. Они по-разному устроены, по-разному создавались. Москва — город, в котором главенствуют отдельные объекты: от дома к дому, усадьбы, церкви, но главное — дома. Бесконечное сочетание отдельных домов — это и есть Москва.
В Петербурге главное — пустота. От площади к площади, от пустоты к пустоте. Например, дома на Гороховой улице ничем не выделяются, но эта улица — центральный луч «Нептунова трезубца», заключающего три главные магистрали, ведущие от Адмиралтейства.
Это разные города, и подход к проектированию разный. В Петербурге главное — общее, в Москве — отдельный дом.
В Петербурге центр — это особый слепок «идеального» ансамбля, который необходимо сохранять, а отсутствующие части — восполнять.
— Есть немало желающих перетрясти центр Петербурга…
— Трясти не нужно, и, слава Богу, ни у кого это не получится. При советской власти пытались, ничего не получилось. Даже у большевиков с волей и хорошим административным ресурсом.
Большие архитектурные свершения — всегда и везде административная инициатива. И пирамиды при фараонах, и ансамбли в разных городах мира. Возьмем Петербург. Превратить Адмиралтейский луг в Дворцовую площадь было невозможно без императорской воли. Или пробить улицу Зодчего Росси прямо по частным землям. Была воля государя — имеем архитектурные ансамбли.
— В каких еще регионах приходилось работать? Какие работы больше всего запомнились?
— Наш опыт показывает, что нет большого архитектурного интереса или вызова, адекватной оплаты. Не готовы девелоперы за пределами Москвы и Петербурга строить заметные проекты. Поэтому нет ни творческого, ни финансового интереса.
— Вы работаете со всеми девелоперами или есть любимчики, единомышленники?
— Для девелоперов — это в первую очередь бизнес. Они становятся единомышленниками, если стараются качественно воплощать проекты. Интересные проекты мы реализовали с компаниями «Охта Групп», RBI, LEGENDA Intelligent Development, «БЕСТ», Setl City, «Группа ЛСР»… Со многими девелоперами работаем. Любимчиков нет, ко всем клиентам надо относиться одинаково.
Были исключения, которые в общем подтверждают правила. Мы стараемся работать с компаниями, с которыми возможно прогнозировать результат. Мы смотрим, что они делают в других проектах.
А некоторые к нам просто не обращаются. Это не значит, что мы для них слишком хороши или они для нас плохи — наверное, они работают с другими архитекторами.
— За какой проект возьметесь с большим удовольствием — масштабный жилой комплекс в чистом поле или строительство в историческом центре Петербурга?
— Миллионы квадратных метров в бывших картофельных полях — это неинтересно, это дизайн упаковки квадратных метров.
Нам интересны эксперименты. У нас десятки проектов в центре города. С одной стороны, надо не нарушить общее выражение, с другой — что-то добавить от себя. Вот эта постоянная борьба за сохранение общего «лица» улицы, образа города, плюс некий довесок от себя, который бы что-то добавлял, делал бы часть города законченной, сложившейся, — это всегда интересно.
Мы занимаемся благотворительностью не только в книгоиздании, но и проектировании. По нашему проекту строится храм святого праведного Иоанна Кронштадского на пересечении проспектов Стачек и Ленинского. Мы также предложили архитектурную концепцию нового здания Литературно-мемориального музея Ф. М. Достоевского. Фонд «Петербург Достоевского» закончил выкуп всех трех коммунальных квартир, которые были на одной лестнице с музеем. Думаю, теперь можно приступать к возведению нового здания и организации расширения музея. Надеемся, что город согласится принять от фонда такой подарок.
— Какие проекты мастерской считаете самыми сложными?
— Они бывают сложными по разным причинам. Жилой дом Art View House на набережной реки Мойки, 102, был сложным проектом. Сложен был тем, что место ответственное, там все сошлось: геология, слияние Мойки и Крюкова канала, необходимость устроить двухэтажный паркинг, остатки фундамента Литовского замка, идущие под Мойкой силовые кабели.
Технически достаточно сложным был наш совместный с Сергеем Чобаном проект «Невская ратуша». Конкурс на проектирование мы выиграли еще в 2008 году. Сейчас первая очередь построена, вторая заканчивается, третья начата. Время показывает, что мы были правы, предложив проект, который лучше реализовать частями. Здесь много сложностей с окружением, технические особенности. Я даже не знаю примеров такой сложности — купол, панорамный лифт, опять же двухэтажный паркинг.
Непростой проект Верховного суда на проспекте Добролюбова. Ансамбль Тучкова буяна в процессе реализации. Мы видим, что готова коробка здания судебного департамента, здание театра активно строится.
— Какие проекты считаете самыми важными — определенными вехами?
— Вех много. Вехами был и офисно-жилой комплекс в Ковенском переулке, 5, рядом с храмом Лурдской Божией Матери, — архитектурно интересный, технически сложный; жилой комплекс «Русский дом» в Басковом переулке был знаковым проектом; конгрессно-выставочный комплекс «Экспофорум» (совместно с Сергеем Чобаном и бюро СПИЧ) тоже был определенной вехой. Конечно, это офисное здание на площади Островского, только что законченный ЖК Futurist у Левашовского хлебозавода, жилой дом «Институтский, 16» у Серебряного пруда.
И проекты в Москве — МФК «Царев сад» напротив Кремля, сейчас заканчивается строительство небоскреба МФК Alcon Tower на Ленинградском проспекте.
Это разные девелоперы и разные проекты — по месту, по стилю, по подходу, но все они иллюстрируют разнообразие приемов и интересов нашей компании.
