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.
Люки дымоудаления: во имя безопасности
Различные системы обеспечения пожарной безопасности в последнее время получают все большее распространение в России. И люки дымоудаления не являются исключением. О том, на что надо обратить внимание при выборе и монтаже этого оборудования, а также ситуации на рынке рассказали эксперты.
Свобода выбора
Сегодняшний рынок предлагает разнообразие систем обеспечения пожаробезопасности. «Выбор типа системы дымоудаления регламентирован в п 7.10 СП 7.13130 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности» (СП7). Естественное дымоудаление можно применять в одноэтажных однообъемных зданиях, таких как торговые центры, производственные и складские здания, выставочные комплексы, или на верхних этажах многоэтажных зданиях. С вводом в действие изменения №1 к СП 7 в августе 2020 года в одноэтажных зданиях допускается применять системы с механическим побуждением тяги, ранее это было запрещено», - рассказывает технический специалист ООО «Меркор-ПРУФ» Артем Минин.
По его словам, целесообразность выбора именно естественного дымоудаления определяется его преимуществами и особенностями по сравнению с механическими системами. «Люки дымоудаления позволяют существенно экономить время на монтаже, так как для них не нужно организовывать сеть из огнестойких воздуховодов. Малый вес также упрощает монтаж люков и снижает нагрузку на несущие конструкции зданий. Люки менее требовательны к энерговооруженности здания, так как электроприводы люков потребляют значительно меньше электроэнергии и только во время открывания створок (не более 90 секунд), что позволяет применять более доступные и простые решения основного и резервного электроснабжения для противопожарных систем. А также с помощью люков можно организовать проветривание и естественное освещение помещений дневным светом. В конечном итоге, система естественного дымоудаления обойдется дешевле, сэкономит время и деньги при монтаже, а также позволит повысить энергоэффективность и комфорт здания», - отмечает эксперт.
Со своей стороны генеральный директор ООО «Керапласт» Игорь Гусаков отмечает, что не совсем корректно противопоставлять эти решения. «Это не конкурентные системы, они друг друга могут дополнять, а не взаимоисключать. Но когда проектировщик «ОВ» определяет объем дыма, который потенциально может возникнуть в помещении, он принимает и решение, какую систему ДУ можно применить, чтобы этот объем был удален для безопасной эвакуации людей. Можно обойтись без принудительного дымоудаления и использовать только естественное, если увеличить площадь открываемых люков», - говорит он.
Эксперт отмечает также, что при выборе оборудования надо учитывать ряд характеристик, как то: сертификация продукции в ведомствах пожарного надзора; история и имидж производителя; реальный опыт использования предлагаемой продукции; удобство для технического отдела; гарантия на оборудование и реакция производителя на возникающие вопросы. Не менее существенно понимать конкретные условия эксплуатации. «Важно обратить особое внимание на угол открывания, мощность привода и время открывания створки под нагрузкой. Согласно требованиям ГОСТР Р 53301 люки должны открываться на 90 градусов относительно первоначального положения створки не более чем за 90 секунд преодолевая при этом снеговую нагрузку согласно СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия». Также немаловажно правильно подобрать утепление для основание люка и тип заполнения створки люка с учетом тепловой защиты зданий, чтобы избежать негативных последствий образования конденсата внутри помещений», - добавляет Артем Минин.
Нюансы монтажа
Эксперты подчеркивают, что даже с самым качественным оборудованием могут возникнуть проблемы в случае неграмотного монтажа. Со своей стороны изготовители должны стремиться обеспечить максимальную сборку системы на производстве. «Предпочтение надо отдавать готовой к монтажу конструкции, чтобы на месте проводить минимум работ, как по вскрытию кровли (если это старое здание), так и сборке самого люка вне заводских условий», - подчеркивает Игорь Гусаков.
«Нередко на этапе проектирования забывают производить теплотехнические расчеты, в результате чего на зенитных фонарях или люках образовывается конденсат из-за неправильно выбранного утепления и светопрозрачного заполнения», - констатирует Артем Минин.
При установке систем, по его словам, основная проблема – это несоблюдение инструкции и рекомендаций по монтажу. «В результате этого к нам обращаются заказчики с жалобами на протечки или некорректную работу люков», - говорит эксперт. К самым распространенным ошибкам он относит: неотрегулированые приводные системы; неустановленные по забывчивости уплотнители; непротянуые гайки и прочие крепежные элементы; ошибки с монтажом гидроизоляции на кровле; неверное позиционирование относительно проема в кровле, несоблюдение проектных решений; установку вверх ногами поликарбонатных панелей, защитным УФ-слоем вниз.
Игорь Гусаков в числе проблем называет недостаточное понимание технических особенностей продукции покупателем, а также попытки «сэкономить». «Иногда берут самый дешевый вариант на уровне рассмотрения КП. Часто непрофессионалы начинают «дорабатывать» систему по своему усмотрению, не понимая специфики оборудования. В итоге это выливается в переделки и высокие затраты при монтаже», - отмечает он.
Эксперты единодушно призывают в случае отсутствия компетентных монтажников, воспользоваться услугами производителя по установке оборудования: это позволит избежать ошибок, переделок и в конечном итоге обойдется дешевле.
Спрос растет
Востребованность люков дымоудаления, по словам экспертов, растет год от года. «Повышение интереса и нельзя назвать каким-то сверхбыстрым или скачкообразным. И тем не менее, спрос на эти системы стабильный и имеющий тенденцию к росту, особенно в последние 3-4 года», - отмечает директор ООО «Лерон Технолоджи» Ольга Мазенкова.
С ней соглашается Игорь Гусаков. «Люки дымоудаления становятся все более популярны. Мы наблюдаем положительную динамику и спокойный, но приятный рост продаж. Даже несмотря на сравнительно небольшие объемы производства нашей компании, география поставок продукции очень широка: от Калининграда до Сахалина и от Мурманска до Дагестана и Чечни. Оборудование находит применение на производственных объектах, складах, торговых и деловых центрах, словом во всех зданиях, где предполагается большое скопление людей», - рассказывает он.
По мнению Ольги Мазенковой, вотребованность этого оборудования связана с тем, что в России были ужесточены требования к вопросам пожарной безопасности. «Думаю, значительным фактором в этом вопросе стали громкие трагедии, произошедшие при пожарах в клубе «Хромая лошадь» и в торговом центре «Зимняя вишня». Они стали печальным примером того, чем может обернуться небрежность в вопросе обеспечения пожаробезопасности. Сейчас и при строительстве, и при реконструкции различных общественных объектов – торгово-развлекательных и деловых центров, промышленных и складских помещений, спортивных комплексов и др. – этому вопросу стали уделять гораздо более серьезное внимание», - говорит эксперт.
Она отмечает, что характерным рыночным трендом последнего времени постепенный стал рост цены на люки дымоудаления. «И можно ожидать, что эта тенденция продолжится. Отчасти это связано с колебаниями курса рубля по отношению к ведущим мировым валютам. Дорожает и сырье, в котором есть импортная составляющая, и материалы у отечественных производителей. В последние два-три месяца цены существенно выросли у поставщиков алюминия, оцинкованной стали (примерно в 1,5 раза), поликарбоната (на 10%). Разумеется, в этих условиях не может не увеличиваться и цена нашей продукции, хотя мы и предпринимаем меры для сдерживания этого процесса, чтобы продукция была доступна более широкому кругу потребителей», - констатирует Ольга Мазенкова.
Ситуация стимулирует процесс импортозамещения. «Мы постоянно ищем варианты, как предложить более интересные варианты своему покупателю без потери качества. Сейчас есть такие поставщики на российском рынке, продукция которых, как нам кажется, ничуть не уступает датским и немецким аналогам, а в некоторых показателях даже сильно превосходят. И это не говоря уже о цене», - добавляет Игорь Гусаков.
ПЕНОПЛЭКС®: оптимальный заполнитель деформационных швов для Северо-Запада
Теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС® успешно применяется для обустройства деформационных швов на строительных объектах различного назначения Северо-Запада России.
Деформационные швы призваны предупреждать возможные смещения и разрушения вследствие различных нагрузок на здание, включая температурные колебания, что особенно актуально в районах с переменчивым климатом, в частности, в Санкт-Петербурге и других регионах Северо-Запада России.
Город на Неве не зря называют северной столицей нашей страны. Он распложен на широте всего лишь двумя градусами южнее Якутска. И только влияние Северо-Атлантического течения (продолжения Гольфстрима) спасает Петербург от лютых сибирских холодов, но при этом вносит в погоду переменчивость и непредсказуемость. Утром трескучий двадцатиградусный мороз, вечером оттепель — такие погодные капризы для Петербурга не редкость. Для подобных условий нужны материалы, устойчивые к температурным перепадам на протяжении всего срока службы.
Деформационный шов заполняют материалами, осуществляющими различные функции. Это — герметизирующие мастики, уплотнители, ленточные материалы и утеплители. Последние необходимы для предотвращения существенных потерь тепла и поддержания заданной энергоэффективности объекта. Теплоизоляция из экструзионного пенополистирола уместна уже хотя бы из-за высоких теплозащитных свойств на фоне других ходовых утеплителей. Теплопроводность плит ПЕНОПЛЭКС® в условиях эксплуатации Б не превышает 0,034 Вт/м∙°С.
Среди других характеристик теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС®, важных для заполнения деформационных швов, следует выделить высокую прочность на сжатие (от 120 кПа при 10%-й деформации), гидрофобность (водопоглощение не более 0,5% по объему), упругость (модуль упругости 15 МПа) и устойчивость к перепадам температур, в том числе знакопеременным.
Последнее качество материала, как уже было сказано выше, особенно актуально для Петербурга и других регионов Северо-Запада России. Данный параметр был определен количественно в ходе испытаний в лабораториях НИИ Строительной физики РААСН.
Образцы теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС® замораживали до –40°С, затем прогревали до +40°С, потом снова замораживали и выдерживали в воде. Один такой цикл длился сутки, графически он выглядит так:
Теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС® выдержали 90 таких циклов без изменения технических характеристик.
Сегодня материал находит успешное применение при заполнении деформационных швов на зданиях и сооружениях Северо-Запада. В частности, из относительно недавних объектов можно назвать петербургские ЖК «Георг Ландрин», «Московский», «Полюстрово», «LIFE-Лесная», «Приморский квартал», «Питер», «Оазис», апарт-отель Zoom Apart в Санкт-Петербурге. Среди объектов других регионов Северо-Запада, где применены дефшвы с ПЕНОПЛЭКС®, следует отметить жилые комплексы «Энфилд» в Ленинградской области, «Флагман» в Вологде, «Кристалл» в Череповце, «Александровский» в Петрозаводске и т.д.