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 том, какие изменения произойдут в городе в ближайшие десятилетия, как справляются с новыми вызовами строители, насколько успешно реализуются планы по развитию социальной инфраструктуры и о многих других вопросах строительной отрасли рассказывает вице-губернатор Санкт-Петербурга Николай Линченко.
— Николай Викторович, из года в год Санкт-Петербург вводит в строй около 3 млн кв. метров жилья. Этому не помешали даже ограничения, связанные с пандемией. Как вы считаете, сохранит ли город набранные темпы по новому строительству в текущем году?
— Мы ориентируемся на запланированные объемы ввода жилья, которые были изначально определены в Стратегии социально-экономического развития города и отмечены в соглашении с Минстроем РФ в 2021 году. По итогам первого квартала более миллиона кв. метров уже введено, поэтому плановый показатель в 3 млн 415 тысяч кв. метров на 2022 год будет достигнут со 100%-ной вероятностью. Если судить по выданным разрешениям на строительство, запланированным объектам комплексного территориального развития, решениям градостроительной комиссии, то получается около 9 млн кв. метров, находящихся в стройке, что позволит поддерживать темпы ввода жилья на три года вперед.
В целом количество и объемы проектов, которые находятся в процессе согласования и проработки, сопоставимы с показателями прошлого года, когда строители работали на фоне пандемии. Правда, новые вызовы заставили подкорректировать планы девелоперов и объемы продаж, в основном из-за увеличения ключевой ставки Центробанка с 28 февраля (с 26 мая ставка снижена до 11%. — Ред). Со своей стороны Правительство приняло меры поддержки, призванные нивелировать негативное воздействие на экономику строительной отрасли.
— Какие шаги в этом направлении приняты на федеральном и на региональном уровнях?
— Прежде всего просубсидирована ипотечная ставка до 12%, с 1 мая она снижена до 9%, а программа льготного ипотечного кредитования продлена до конца года. Сохранены повышенные лимиты кредитов: до 12 млн рублей для Москвы, Подмосковья, Санкт-Петербурга и Ленинградской области и до 6 млн для остальных регионов. Кроме того, в столичном регионе, Санкт-Петербурге и Ленинградской области можно воспользоваться господдержкой, если взять в ипотеку до 30 млн рублей, в остальных регионах — до 15 млн рублей. В Санкт-Петербурге эти лимиты покрывают львиную долю сделок по покупке жилья.
Постановлением губернатора временно до конца года увеличены размеры авансирования по госконтрактам до 50%, в том числе на поставку товаров, выполнение работ и оказание услуг в рамках реализации Адресной инвестиционной программы, что позволит поддержать подрядчиков, работающих на социальных объектах.
Региональные меры поддержки отрасли чрезвычайно актуальны в настоящее время и встречают понимание на федеральном уровне. Будучи членом рабочей группы при Минстрое РФ по решению вопросов совершенствования нормативной правовой базы в строительстве, я отмечаю влияние региональных предложений на «дорегулирование» нормативной базы. В свою очередь эти законодательные нормы сразу же принимаются в работу на местах и ускоряют воплощение федеральных инициатив. Например, на федеральном уровне продлены на три года арендные отношения, которые должны были завершиться до конца 2023 года, и теперь они автоматически пролонгированы Комитетом имущественных отношений Санкт-Петербурга. Еще один пример: мы в марте ходатайствовали о возможности заключения отдельных договоров для застройщиков с иностранными учредителями, чтобы эти компании смогли без проблем вести свою деятельность в рублевой зоне, заключать новые договоры участия в долевом строительстве и купли-продажи квартир в уже построенных объектах. Правительственная комиссия на федеральном уровне эти решения поддержала.
— Как вы оцениваете возможные проблемы с поставками или удорожанием стройматериалов в связи с уходом с рынка некоторых зарубежных производителей?
— Строительство — одна из максимально импортозамещенных отраслей российской экономики. По некоторым позициям материалов или сырья, которые ввозились из-за рубежа, сегодня началась переориентация на другие рынки поставок и выстраивание новых логистических цепочек. Была проведена полная инвентаризация по поставщикам, подрядным организациям, девелоперским группам, выявлены возможные риски со сложно замещаемым оборудованием (лифтами, системами управления), запущен поиск аналогов. Ключевая роль в организации этой работы принадлежит корпорации ДОМ.РФ, которая занимается информационным сопровождением строительного рынка по всему комплексу мер поддержки, а также мониторингом промышленности стройматериалов и оборудования, включая лифтовое.
С коллегами из Комитета по труду и занятости нами были проработаны дополнительные меры по сохранению и созданию необходимого количества рабочих мест в строительстве, чтобы избежать возможных увольнений. На региональном уровне были подготовлены поправки в Постановление Правительства № 656 о возобновлении нормы предоставления участков инженерно подготовленных промышленных территорий, потому что это прямая мера поддержки для развития промышленности стройматериалов и увеличения количества рабочих мест.
Серьезный вклад в формирование адекватных цен на строительном рынке сегодня вносит Федеральная антимонопольная служба, которая начала проверку ценообразования стройматериалов. К примеру, процедура по определению добавочной стоимости на каждом этапе, начиная с добычи и получения сырья до продажи конечного продукта в розницу, была проведена для корпорации, производящей изоляционные материалы. В итоге антимонопольщики пришли к корректировке конечной цены, сопоставимой со средним изменением цены на рынке, а не кратному росту, который попытались предпринять торговые дома.
Напомню, что в 2022 году планируется завершить реформу сметного ценообразования в строительстве, когда будет полностью доработана ФГИС ЦС и обеспечена возможность получения качественной информации о ценах на строительные ресурсы, а также интеграция системы с ГИС Федеральной налоговой службы для получения данных о фактических сделках как источнике налогообложения. В первую очередь это коснется заключения контрактов в рамках 44-ФЗ и 223-ФЗ, но и остальные участники рынка заинтересованы в том, чтобы располагать достоверными ценами для прохождения экспертизы проектов. Прозрачность в ценообразовании необходима, чтобы избежать ценовых перекосов, как произошло в прошедшем году с существенным удорожанием арматуры и других стройматериалов. В результате вплоть до принятия Постановления Правительства РФ от 09.08.2021 № 1315, которое позволило компенсировать расходы застройщиков, участники строительства не могли урегулировать сметы по проектам, которые ранее уже были законтрактованы.
— Прошел почти год с начала деятельности Градостроительной комиссии. Что можно сказать о результатах работы этой новой структуры?
— Надо отдать должное строительному бизнесу: у него есть правильное понимание ответственности в отношении строительства социальной, инженерной, транспортной инфраструктуры. Нет ни одного застройщика, который не знал бы наизусть, сколько мест предусмотрено в детских и учебных заведениях или посещений в поликлинике в расчете на 1000 жителей.
Более того, решая вопросы привлекательности жилых комплексов, застройщики берут дополнительные обязательства. Где-то строят центры образования, где-то пытаются участвовать в развитии объектов улично-дорожной сети. Я приветствую развитие транспортной сферы, потому что движение — это жизнь города. В нем надо обязательно запустить систему непрерывного трафика, используя набережные и водные пути. Хорошо, что стартовало строительство Восточного скоростного диаметра. Есть договоренность с девелопером СЭТЛ ГРУПП по проектированию, подготовке к прохождению экспертизы в ФАУ Главгосэкспертиза и строительству Большого Смоленского моста. Крупных транспортных объектов у нас более двадцати, согласно Генеральному плану Санкт-Петербурга до 2050 года. В нем, кстати, предусмотрено возвращение к строительству Орловского тоннеля, который соединит Смольную и Свердловскую набережные. В Санкт-Петербурге подобные переправы жизненно необходимы по стратегическим и экономическим соображениям.
— Как, согласно Генплану, будет меняться город, развиваться жилое и промышленное строительство, создаваться зеленые зоны в ближайшие 30 лет?
— Первый этап по внесению изменений в проект и общественное обсуждение состоятся летом. Многие решения по развитию города, например, по территории намыва, были зафиксированы в законе о правилах землепользования, утверждены на публичных процедурах общественного обсуждения и одобрены решением Совета Федерации еще в нулевые годы. Тогда же были приняты ПЗЗ для северной части намыва как смешанной застройки. Поэтому для этой территории характерно создание объектов жилья синхронно с инженерией, дорогами, благоустройством и социальной инфраструктурой. А для развития южной части пришлось административными мерами заключать соглашения с девелоперами о создании социальных объектов, начиная с 2019 года. Что касается градостроительного облика намыва, то участие пяти ведущих архитектурных бюро само по себе вселяет уверенность, что Градостроительному совету будет представлено оптимальное решение.
По перспективным территориям на южном и северном направлениях застройки города подразумевается комплексность развития. Но в чем тут особенность? У нас за 2010-е годы накопился достаточно высокий дефицит выполнения Адресной инвестиционной программы. В 2021 году ее реализация впервые составила 98,3%. Этот объем позволяет решать вопросы сокращения дефицита. Как уже говорилось, строительство социальной инфраструктуры застройщиками не вызывает вопросов, предметом дискуссий с девелоперами становятся инженерные сооружения и транспорт — именно с ними приходится увязывать дальнейшее развитие территорий. Если на текущий год намечена сдача 3,4 млн кв. м, то в 2023 году этот показатель составит 2,78 млн, а в 2025-м — 2,57 млн кв. м с выходом на ежегодный ввод 2,5–3 млн кв. м. Это тот объем строительства, который позволит осваивать новые территории и одновременно с жильем строить новые дороги, поликлиники, детские сады и школы.
— В прошедшем году были сданы 22 многоквартирных жилых дома из числа проблемных объектов, в этом планируется завершить еще десять. Насколько город близок к тому, чтобы навсегда избавиться от долгостроя?
— Практически со всеми 104 объектами социальных и жилых недостроев Комитету по строительству за три года удалось разобраться. Восемь социальных объектов были перепроектированы, в том числе Центр социальной реабилитации на Камской улице, начато строительство Центра современного искусства имени Курехина на Васильевском острове.
Что касается жилой недвижимости, то в конце 2018 года объем проблемных долгостроев в городе достигал почти миллиона кв. метров. Федеральная система учета таких объектов изменилась с 1 июля 2020 года, и теперь в реестр ДОМ.РФ автоматически попадают жилые дома, по которым нарушены от полугода сроки ввода хотя бы по одному договору долевого участия. Таких домов в Петербурге осталось совсем немного, меньше 100 тысяч кв. метров, но в их числе самые «тяжелые» долгострои вроде объектов компании «Норманн» или ЖК «Ломоносов» в Петродворцовом районе. Все объекты из реестра сейчас в работе, и по ним приняты управленческие решения по завершению строительно-монтажных работ до конца 2023 года.