В НГУ создали новый экологичный строительный материал
Команда исследователей из НГУ создала новый экологичный строительный материал, который в перспективе может заменить традиционный цемент. Уже готовы первые опытные образцы, в планах — запустить промышленное производство нового материала. Проект под руководством аспиранта Геолого-геофизического факультета (ГГФ) НГУ Степана Денисова «Разработка однокомпонентного вяжущего материала на основе промышленного отхода золошлаков» стал победителем федерального конкурса «Студенческий стартап», объем предоставляемой поддержки на ближайший год составит 1 млн рублей.
Уникальность проекта состоит в том, что новый строительный материал полностью изготавливается из промышленных отходов, а именно золошлаков — это то, что образуется при сжигании твёрдого топлива (угля, торфа, сланцев) на тепловых электростанциях, котельных и других промышленных установках. Таким образом, отходы, которые годами копились на свалках и загрязняли окружающую среду, превращаются в полезный и качественный продукт для строительства.
— Идея проекта родилась на стыке двух больших проблем. Во-первых, это проблема отходов: в России только золошлаковых отходов накоплено около 2 миллиардов тонн, и каждый год их становится на 60 миллионов тонн больше. При этом перерабатывается лишь малая часть — около 15%. Эти отвалы занимают огромные территории. Во-вторых, это проблема экологии цементной промышленности: производство обычного цемента — это очень энергозатратный процесс, на который приходится около 8% всех мировых выбросов CO₂. Наш проект позволяет сразу решать две задачи: перерабатывать отходы и одновременно создавать «зеленую» альтернативу цементу, сокращая углеродный след, — рассказал Степан Денисов.
Работа над проектом началась более года назад и ведется на базе Климатического центра НГУ. Научным руководителем, который отвечает за общее направление разработки и который также вошел в команду стартапа, является Георгий Лазаренко, к.ф.-м.н., директор Климатического центра НГУ. Кроме того, в команде стартапа — магистрант ГГФ Матвей Трутнев, аспирант ГГФ Дмитрий Горяйнов и к.т.н. Яков Ермолов.
На текущий момент разработана лабораторная технология и получены первые опытные образцы материала. Суть технологии заключается в следующем: золошлаки, раздробленные в порошок, смешиваются со специальными активаторами. Далее при смешивании с водой между ними запускается химическая реакция — геополимеризация. В результате получается прочный камень, по свойствам аналогичный цементному, но имеющий свое преимущество.
Уже проведены предварительные испытания образцов, результаты которых показали, что по таким показателям, как прочность, водопоглощение, новый материал полностью соответствует заявленным требованиям.
— По прочности (50 МПа) он не уступает высокомарочным цементам М500, а по морозостойкости может достигать 300 циклов. Кроме того, продукт имеет низкое водопоглощение (менее 5%), в то время как у большинства конкурентов этот показатель колеблется от 5% до 18%. Наряду с этим, он предлагает гибкость в времени схватывания — от 5 минут до 7 часов, покрывая потребности как в быстром ремонте, так и в стандартном строительстве. При этом его себестоимость является одной из самых низких на рынке, конкурируя с обычными портландцементами М300-М400, но предлагая при этом качество и свойства, характерные для значительно более дорогих специализированных материалов, — добавил Степан Денисов.
Аналоги данного материала, представленные на рынке, — это так называемые геополимерные вяжущие материалы, которые производят как в России, так и за рубежом. Однако ключевыми преимуществом материала, разработанного в НГУ, является цена и экологичность, достигаемая за счет использования 100% золы в качестве сырья и полной утилизации отходов.
Разработка найдет применение в разных сферах строительства — везде, где используется цемент, — для стяжки полов, кладки кирпича, штукатурки, изготовления строительных блоков и т.д. Потенциальными потребителями являются как крупные промышленные предприятия, которые решают задачу утилизации отходов, так и строительные компании и частные лица, которые ищут более доступный по цене и экологичный материал.
Средства, которые получит команда в рамках конкурса «Студенческий стартап», будут направлены на проведение дальнейших, более углубленных испытаний образцов по всем строительным стандартам (морозостойкость, коррозионная стойкость и др.), закупку необходимых реактивов и материалов, патентование разработки и изготовление первой партии прототипов в товарной упаковке (мешках по 5, 10 и 25 кг). В перспективе рассматривается возможность запустить промышленное производство строительной смеси и перерабатывать до 100 000 тонн золошлаков в год.
Убираем лишние звуки: как выполнить шумоизоляцию фановой трубы
С шумом канализационных труб жители многоквартирных домов сталкиваются регулярно, и многие к нему привыкли, полагая, что сделать ничего нельзя. Но существует простой способ, позволяющий значительно снизить посторонние звуки из системы отвода стоков, и тем самым повысить уровень комфорта проживания.
В современных квартирах вопрос звукоизоляции фановой трубы достаточно актуален, так как зачастую при строительстве используются пластиковые конструкции, которые легко пропускают различные виды шума. Наибольший дискомфорт, как правило, испытывают жители нижних этажей многоэтажных зданий. Ведь чем ниже этаж, тем выше скорость падающей воды в канализационном стоке. Звук от канализации легко распространяется в соседние комнаты, и даже самый красивый и уютный интерьер перестает радовать, когда посторонние шумы отвлекают и мешают сосредоточиться. Выход в этой ситуации только один — качественная шумоизоляция труб канализации в квартире.
Цилиндры навивные ROCKWOOL 100 Кф (кашированные фольгой) помогут справиться с этой проблемой на раз-два-три. Они выполнены из каменной ваты — волокнистого материала, который благодаря своей структуре отлично гасит звуковые волны. Инженеры добились ещё большего совершенства, изготавливая цилиндры по навивной технологии, когда волокна последовательно наматываются на основу, и в результате в готовом продукте располагаются перпендикулярно звуковым волнам. Шум словно запирается внутри и не выходит наружу.
Натурные испытания Цилиндров навивных ROCKWOOL 100 Кф показали: до установки звукоизоляции шум от труб может достигать до 59 дБ, что сопоставимо с работающей офисной техникой, после — уже на расстоянии 30 см от коммуникаций звук глушится до уровня тихого шепота. Для удобства монтажа сбоку на изделиях выполнена прорезь, фольгированное покрытие обеспечивает эстетичный внешний вид.
Устанавливается звукоизоляция буквально в три шага. Для этого нужно:
- Надеть цилиндры на трубу вплотную друг к другу;
- Закрепить бандажом или вязальной проволокой (рекомендуется устанавливать не менее двух бандажей на один цилиндр с интервалом до 500 мм);
- Продольные и поперечные стыки проклеить алюминиевой лентой.
Материал пригодится не только для жителей городских квартир, но и для владельцев многоэтажных частных коттеджей, так как проблема шума канализационных труб актуальна для всех типов строений. Цилиндры ROCKWOOL из каменной ваты отмечены маркировкой Eco Material Absolute, которая подтверждает безопасность применения для внутренней отделки помещений.
Технологии КРЕДО для информационного моделирования транспортных объектов
«Сегодня в числе приоритетных задач, которые стоят перед дорожной отраслью, - реализация проектов, снимающих инфраструктурные ограничения для регионов. Это автомобильные обходы крупных городов, магистрали между областными центрами, подходы к федеральным трассам, ликвидация одноуровневых пересечений. Работа по их возведению выполняется в соответствии с поручением Президента Российской Федерации Владимира Путина по наращиванию объемов строительства автодорог, разгрузки городов от транзитных потоков и создания комфортной среды», — отметил заместитель министра транспорта РФ — руководитель Федерального дорожного агентства Андрей Костюк.
По словам Александра Яхнюка, начальника подведомственного Росавтодору ФКУ Упрдор Москва — Бобруйск, до конца 2024 года на трассе А-130 будет реализован ряд значимых проектов: строительство дороги на участке км 155 — км 165 (обход г. Медынь), капитальный ремонт участка км 166 + 477 — км 196 (от проектируемого обхода Медыни до поворота на д. Погореловка Юхновского района) с увеличением полос движения до четырех и разделением встречных потоков.
До 2025 года планируется реализовать два крупных проекта. Строительство обхода Медыни протяженностью 13 километров планируется начать в 2022 году. В соответствии с принятыми проектными решениями обход будет иметь IВ категорию с четырьмя полосами движения, тремя транспортными развязками в разных уровнях, один мост через р. Медынку, два арочных сооружения, две парные площадки отдыха.
По государственному контракту завершение проектных работ с получением заключения экспертизы по проектной документации определено на 22 ноября 2021 года. Отмечается, что этот обход поспособствует снижению числа аварий, поможет улучшить экологическую обстановку, сократить пассажирам время в пути и снизить количество вредных выбросов на территории жилой застройки.
Реализацией данного проекта занимается компания «ГЕО-ПРОЕКТ», которая успешно работает на рынке с 2007 года и входит в число крупнейших в России организаций по проектированию и инженерным изысканиям в области дорожно-транспортного строительства. На счету компании — более 3000 объектов различной категории сложности по всей территории России.
Роль компании «Кредо-Диалог» в проекте — не только тот факт, что он был выполнен в программных продуктах КРЕДО, но и помощь в реализации: структуры организации данных и среды общих данных (СОД), хранилища данных (ХД) — он же BIM-сервер. Также специалисты компании консультировали проектировщиков и помогали в создании BIM-модели.
Проектные работы велись в программах:
— КРЕДО ГЕОЛОГИЯ 2.6 — для создания объемной инженерной информационной геологической модели;
— КРЕДО ТОПОПЛАН 2.6 — для создания информационной модели изысканий;
— КРЕДО РАДОН 4.1 — для расчета дорожных одежд;
— КРЕДО ДОРОГИ 2.6 — для создания информационной модели дороги, инженерных коммуникаций, таксационных мероприятий, Сводной ТИМ-модели;
— КРЕДО СЪЕЗДЫ 2.6 — для быстрого и эффективного проектирования примыканий, пересечений в одном/разных уровнях, кольцевых пересечений;
— КРЕДО ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ 2.6 — для создания проекта расстановки ТСОДД;
— КРЕДО ЗНАК 6.0 — для быстрого проектирования знаков индивидуального проектирования.
Особенность актуальной версии КРЕДО ДОРОГИ 2.6 — над проектом «Дорога» одновременно трудилось несколько проектировщиков.
В процессе работы над проектом были созданы новые и модифицированы многие существующие элементы Классификатора КРЕДО для отображения их 3D-моделей и наполнения атрибутивной информацией. Те модели, которые невозможно либо сложно создать в системах КРЕДО, были импортированы в них через обменные форматы, к примеру, IFC, и/или напрямую в форматах 3ds и OBJ. Объекты инфраструктуры и ТСОДД в системе достигают высоких уровней детализации — LOD300-LOD400. Вместо моделей, представляющих собой сочетание элементов геометрии и классической триангуляции, сформированы новые объекты, которые позволяют не только смотреть красивые и реалистичные изображения, но и мгновенно вносить корректировки и получать необходимую информацию. Работа над всем объектом (транспортной развязкой) велась с постоянным контролем конструкций дорог и съездов в виде специальных 3D-тел.
Дополнительно были созданы послойные цифровые модели (ЦМ) для передачи в системы 3D-нивелирования дорожно-строительной техники. Это набор поверхностей и структурных линий по каждому слою земляного полотна при многослойном его обустройстве, по каждому из слоев дорожной одежды, а в случае проекта ремонта — и по поверхностям фрезерования, сохраняемых в одном из форматов, поддерживаемых практически всеми современными системами управления дорожно-строительными машинами.
В процессе строительства могут проводиться контрольные исполнительные съемки фактически построенной поверхности. Такие измерения могут выполняться как традиционными методами (тахеометрической съемкой), так и с применением набирающих популярность мобильных лазерных сканирующих систем. При необходимости КРЕДО позволяет легко загрузить результаты таких съемок и визуализировать их, показывая места, в которых отклонение от проектной поверхности превосходит допустимые значения.
Этот совместный проект был представлен нами на IV Всероссийском конкурсе «BIM-технологии 2019/20» и занял почетное второе место.
Источник фото: пресс-служба Федерального дорожного агентства