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.
На российском строительном рынке сложно найти специалиста, который был бы более погружен в изучение и реализацию принципов нового урбанизма, чем Михаил Голубев, генеральный директор «Северо-Западной строительной корпорации», эксперт по городскому развитию «Агентства стратегических инициатив» (АСИ), участник НП «Клуб лидеров по продвижению инициатив бизнеса», девелопер проекта ЖК «Прибрежный Квартал». Приверженец устойчивой, гармоничной, соразмерной человеку жилой среды говорит о том, как повлияли недавние события на развитие малоэтажного жилья, и о его перспективах.
— Михаил Викторович, эксперты уверены в том, что за период пандемии тренд на загородную жизнь сформировался раз и навсегда. Каковы ваши прогнозы в отношении малоэтажного жилья на текущий год и на будущее?
— По статистике, рост объемов индивидуального жилищного строительства и малоэтажного строительства продолжается. В 2021 году ввод ИЖС составил около 53% от общего объема нового жилья плюс таунхаусы и «квартирники» до четырех этажей. Будет около 56%. По итогам первого квартала 2022 года эта доля индивидуального жилья фактически достигла исторического рекорда — 63%. То есть малый бизнес и граждане обеспечивают две трети ввода жилья в стране. Этот тренд, безусловно, сохранится и будет развиваться: малоэтажное и индивидуальное жилье — это более комфортные условия, более устойчивые, более подходящие людям.
— В марте были законодательно определены понятия «дом блокированной застройки», «многоквартирный дом» и «малоэтажный жилой комплекс». Вступили в силу поправки, которые ввели нормы регулирования строительства малоэтажных жилых комплексов, аналогичные строительству многоквартирного жилого дома: с применением эскроу-счетов, с определением общего имущества. Как это скажется на малом бизнесе застройщиков?
— Федеральный закон от 30.12.2021 № 476-ФЗ с этими поправками был пролоббирован крупными застройщиками и банками, чтобы упорядочить процессы в строительстве индивидуального жилья и так называемых коттеджных поселков. Теперь есть опасения, что многоэтажные «человейники» развернутся не вверх, а по горизонтали. Похожая активизация была в 90-х — начале нулевых.
Практика показала, что крупный строительный бизнес находится на уровне, мало подходящем для «индивидуализации подходов», которые необходимы для развертывания комфортного гармоничного малоэтажного жилья. Он не способен в своих организационно-структурных системах реализовывать подобные программы. Себестоимость малоэтажного жилья в этом случае резко возрастает, так как у холдинга, «заточенного» на строительство «валового» квартирного жилья, нет возможности обслуживать уровень индивидуальных запросов клиентов и создание архитектурного, инфраструктурного и сервисного многообразия такой застройки.
Гражданам законодательные новации помогут, так как у них появится ипотека и процедура строительства индивидуального дома упростится. Но, насколько это будет содействовать развитию бизнеса, в первую очередь крупного, пока неясно. Посмотрим.
— За последние два месяца вступили в силу различные антикризисные меры поддержки строительной отрасли на федеральном и региональном уровнях. В какой мере они смогут нивелировать последствия негативных изменений в экономике?
— На мой взгляд, единственное удачное решение — повышение максимальной суммы покупки по ипотеке для Москвы и Санкт-Петербурга, сохранение семейной ипотеки, а также желание создать федеральный проектный офис по развитию ИЖС. Из самого последнего прорывного — это возможность кредитоваться на строительство хозяйственным способом индивидуального жилого дома
— Как вы считаете, такие элементы загородного жилья, как устойчивость, экологичность, энергоэффективность, сегодня вынужденно отойдут на второй план? Или, наоборот, именно сейчас начнется активный поиск решений по повышению эффективности жилья и энергосбережению, что может стать конкурентным преимуществом для малого бизнеса?
— Пока складывается впечатление, что про «зеленую» энергетику в мире все забыли. Разговоры о ресурсосбережении сменились обсуждением стоимости углеводородов. В такой сложной экономической ситуации самый главный вопрос для собственника жилья — на какие деньги построить дом и как эти деньги заработать.
— Вы участник Комиссии по развитию ИЖС федеральной программы «Трансформация делового климата» (ТДК), знакомы с деятельностью «Бюро пространственного развития» (БПР), которое как раз и создавалось с участием Агентства стратегических инициатив (АСИ) и НП «Клуб лидеров по продвижению инициатив бизнеса». Есть ли у этих организаций действенная возможность донести до властных структур информацию о проблемах бизнеса и о том, что происходит в отрасли, в городском развитии? Насколько федеральные и региональные власти открыты для диалога с бизнесом, особенно с малым?
— Роль институтов, связанных с городским развитием и планированием взаимодействия субъектов, значительно возрастает: эти структуры должны создать коммуникацию в условиях «новой реальности». Именно с этой целью БПР придумали на форсайтах АСИ еще пять лет назад, и сегодня развить эту деятельность крайне актуально.
В связи со сменой индустриальных укладов и со всеми нынешними изменениями в стране и в мире мы испытываем колоссальную потерю темпов перехода к иной жизни с ее гуманистическими идеями устойчивости, комфортной и качественной городской среды. Эту передовую и во многом очень либеральную повестку создавали и реализовывали специалисты, которые находились на пике модной урбанистики. Повестка и раньше продвигалась непросто из-за новизны, а сейчас, когда многие из этих людей уехали, «потеряли запал», вообще находится под вопросом. Как ее дальше развивать, кто будет это делать?
Я считаю, что повестку необходимо вернуть в города, а для людей комфортную и качественную среду подать как один из главных драйверов улучшения жизни в стране на сегодняшнем переходе. Необходимо развивать конкуренцию в направлении проектирования городской среды, вовлекать больше молодых городских планировщиков, архитекторов, дизайнеров пространств. Открытость и синхронное взаимодействие власти и бизнеса становятся важным способом развития страны во время тотальных санкций «недружественных стран». На таком переходе основными вопросами становится привлечение инвесторов малого и среднего предпринимательства в комплексное развитие территорий, да и в обыкновенное тоже, поддержка инновационных проектов городского развития, защита их от лишнего административного давления, волокиты с согласованиями и выходом на реализацию, помощь в сохранении баланса интересов в культурном наследии и идентичности, работе с жителями. Ни для кого не секрет, что сегодня на волне излишне либеральной повестки общественных обсуждений и «разгула» отдельных личностей в социальных сетях появились организации и группы сообществ, которые в «политической повестке» ради личной выгоды тормозят полезные и интересные для общества проекты городского развития. Бюро пространственного развития как раз и предлагает системные предложения и методологию для ускорения развития городов и территорий, аккумулируя лучшие практики.
— Чем эти предложения смогут сегодня заинтересовать застройщиков?
— В первую очередь перегруппировкой градостроительных подходов к системному развитию поселений и территорий. Этим уже занимается ДОМ.рф в продвижении Стандарта комплексного развития. А во-вторых, правильной работой со стейкхолдерами и работой по появлению большого количества объектов для инвестиций разных функций. Все эти годы строительство развивалось по двум траекториям: многоэтажное строительство эконом-жилья (назовем его «архаичным») и малоэтажное и индивидуальное строительство (новая комфортная городская среда). По каждому из этих направлений в создание жилья вовлечены все акторы: инвесторы, жители, власти, распределяющие государственный бюджет, крупный и малый бизнес, застройщики — физические лица. Статистика по вводу квадратных метров и сама сложившаяся система показывают, что малый бизнес и граждане-застройщики строят сами, им никто не помогает, хотя они не уступают по объемам ввода многоэтажному жилью. Именно такие процессы и этих застройщиков и следует поддержать сейчас в первую очередь с учетом «новой реальности».
Несмотря на ситуацию в экономике, люди и предприниматели ждут возможности реализовать себя в небольших инвестиционно-строительных проектах, связанных с малоэтажным строительством, сопутствующей инфраструктурой и сервисами. А по факту мы опять почувствовали усиление административного давления. Например, в Санкт-Петербурге очевидны процессы бюрократической «реакции». Работа Росреестра и КГА в направлении малых и средних инвесторов и заявителей по межеванию участков и выдачи справки об Архитектурно-градостроительном облике (АГО) начинает снова вызывать вопросы касательно административных барьеров. Мы этот хитрый «пинг-понг» уже проходили десять лет назад. Зачем тормозить процесс появления небольших объектов инвестиций на стадии межевания участков, когда на более высоких уровнях градостроительных согласований, можно отработать все эти же неопределенности в получении разрешений и согласований.
При всех сегодняшних проблемах в работе на рынке девелопмента и инвестиций (а одно из разрешений на строительство мы получали больше года) я все-таки позитивно оцениваю процессы работы власти со строительным бизнесом в Санкт-Петербурге. Отмечу хороший профильный уровень руководителей администрации в этом направлении, взаимодействие Службы государственного надзора и экспертизы с заявителями, развитие электронного документооборота с использованием Единой системы строительного комплекса (ЕССК). В перспективе агломерационных процессов уже сегодня необходимо создание в регионе Центра по развитию малоэтажного строительства и ИЖС.
Конечно, и у многоэтажного жилья есть структурные проблемы, вызванные архаичностью самой траектории: порядка 70% продаж — это студии и однокомнатные квартиры, продающиеся в ипотеку. Средний размер такого жилья продолжает уменьшаться. Покупатели зависят от возросших ставок ипотечного кредитования. Крупные строительные компании обложили проектным финансированием, что привело к росту себестоимости. Плюс рост стоимости строительных материалов. При этом итоги продаж в марте-апреле этого года показали, что рыночный спрос на жилье в многоэтажных МКД значительно сократился. Но потребность в нем никуда не делась: в стране есть миллионы жителей, которым необходимо улучшить жилищные условия. Но я уверен, что наши граждане по мере стабилизации и улучшения экономики, а это обязательно произойдет в ближайшие год-два, уже серьезно, с учетом всей «новой реальности», зададутся резонными вопросами о качестве жилья, его параметрах, окружающей среде, сопутствующей инфраструктуре. И о том, как мы жили в городах и поселениях до «спецоперации», и как мы хотим и планируем жить дальше, особенно в ближайшем будущем.
Считаю, что государству следует озадачиться дофинансированием тех институтов, которые будут спасать строительную отрасль многоэтажного типового жилья, может быть, оптимизировав количество застройщиков до 5–10 на регион. Поэтому норматив в рамках национального проекта «Жилье и городская среда» на 120 млн кв. метров ввода к 2030 году может быть уточнен и пересмотрен. Но нужно обязательно реализовать огромный потенциал малоэтажного строительства (до четырех этажей) и ИЖС и дать возможность для синхронного спланированного городского развития в этой траектории. Необходим переход от количества к качеству и жилья, и городской среды. Сейчас можно потерять в количестве, но дать людям стратегическое понимание движения государства к новому высокому качеству жизни в стране.
