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.
Кровля под защитой
Правильный подбор и профессиональный монтаж кровельной системы обогрева, считают специалисты компании «Антилед-Групп», помогут не только продлить срок службы крыши, но и обеспечить безопасность здания и прилегающей территории в зимний период.
В последние годы наблюдается заметный рост интереса к кровельным системам обогрева. Этот тренд связан с множеством факторов, включая изменения климата, растущие требования к энергоэффективности зданий. Развитие новых технологий также играет важную роль в росте спроса на кровельные системы обогрева.
С увеличением интереса к данным системам на рынке появляется все больше производителей и поставщиков. Это создает здоровую конкуренцию, что приводит к снижению цен и улучшению качества продукции. Потребители получают возможность выбирать из множества вариантов, что также способствует росту спроса.
В настоящее время на рынке, отмечают в компании «Антилед-Групп», занимающейся организацией обогрева зданий и открытых площадок, представлено несколько решений для кабельного обогрева кровли. Их можно разделить на несколько подвидов.
Первый — это системы на основе резистивного нагревательного кабеля. Они работают по принципу преобразования электрической энергии в тепло. Данные системы могут быть установлены как на плоских, так и на скатных крышах. В свою очередь, они могут быть как с одножильным, так и двухжильным кабелем. Второй подвид — это системы на основе саморегулирующегося кабеля, которые имеют свойство автоматически регулировать выходную мощность в зависимости от температуры окружающей среды. Это позволяет экономить электроэнергию и предотвращает перегрев. Наиболее эффективна такая система при обогреве водостоков. В определенных случаях они также хорошо зарекомендовали себя при прокладке обогрева края кровли.
Наиболее популярным и эффективным решением для кабельного обогрева кровли является гибридный вариант с использованием саморегулирующегося и резистивных кабелей, считают специалисты «Антилед-Групп». Саморегулирующиеся системы привлекают внимание благодаря своей энергоэффективности и простоте монтажа. Резистивные кабели, в свою очередь, обеспечивают надежное и равномерное обогревание больших площадей, эффективнее всего использовать их при обогреве края кровли.
По словам экспертов, выбор конкретного решения зависит от особенностей крыши, климатических условий и бюджета. Важно учитывать, что правильный выбор системы обогрева поможет не только продлить срок службы крыши, но и обеспечить безопасность в зимний период.
Перед установкой системы обогрева необходимо провести тщательную оценку состояния кровли. Проверить ее на наличие повреждений и устранить их. Оценить уклон кровли: он влияет на скорость стока воды и снега. Расположение нагревательных элементов также имеет решающее значение для эффективности системы. Для автоматизации и оптимизации работы системы обогрева кровли рекомендуется установить терморегулятор либо метеостанцию.
Хотя установка системы обогрева кровли может показаться простой задачей, подчеркивает коммерческий директор компании «Антилед-Групп» Максим Павлов, важно доверить ее профессионалам с большим опытом установки данных систем. Вот несколько причин, почему это важно.
Опыт и квалификация: профессионалы знают, как правильно установить систему, чтобы избежать ошибок, которые могут привести к быстрому выходу системы из строя. Они учитывают все нюансы и особенности конструкции кровли при монтаже системы, которые помогут избежать нецелесообразных и неэффективных технических решений.
Специалисты соблюдают строительные нормы и стандарты, что бывает иногда сложно при самостоятельном монтаже.
«Важный фактор — и профессиональная гарантия. Наша компания “Антилед-Групп” предоставляет гарантию на установленные нами системы, что обеспечивает дополнительную защиту для владельца. Также мы осуществляем, в том числе, и постгарантийное обслуживание, выполняем поиск и устранение неисправностей в работе систем электрообогрева. Не забывайте, что доверять монтаж профессионалам — это не только вопрос удобства, но и безопасности, а также долгосрочной экономии».
В целом, добавляет Максим Павлов, можно с уверенностью говорить о росте спроса на кровельные системы обогрева. В условиях современных вызовов, таких как экстремальные погодные условия и необходимость снижения углеродного следа, кровельные системы обогрева становятся не просто удобством, а необходимостью для многих владельцев зданий. Ожидается, что в будущем этот рынок будет продолжать расти, предлагая новые решения и технологии для повышения комфорта и безопасности.
Как выполнить гидроизоляцию фундамента при технологии вертикального ограждения котлована
В условиях плотной городской застройки устройство традиционных котлованов с откосами часто невозможно, так как есть угроза осадки или обрушения ближайших зданий. Поэтому используют технологию возведения вертикального ограждения котлована («стена в грунте», шпунтовое ограждение и др.). Правда в том, что все эти технологии усложняют процесс гидроизоляции.
Раньше это действительно вызывало серьезные проблемы: стандартные методы не обеспечивали надежного сцепления гидроизоляционного слоя с фундаментом. Малейшее повреждение материала могло приводить к отказу гидроизоляционной мембраны и к последующей миграции воды по всей конструкции, создавая риски для долговечности здания. Решение появилось с выходом на рынок инновационного рулонного материала с обратной адгезией к бетонному основанию — ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ.
Как он работает и почему способен кардинально изменить подход к защите фундаментов в стесненных условиях городской застройки — разберем в этой статье.
Проблема традиционных методов гидроизоляции
Обычно применяют два метода крепления гидроизоляционного материала.
- Наплавление. Требуется предварительная огрунтовка основания. Невозможно наплавлять материал на влажный бетон.
- Механическая фиксация. Жесткие требования к ровности поверхности и защите гидроизоляционной мембраны. При повреждении мембраны влага распространяется по всей конструкции под гидроизоляцией.
В условиях реальной стройки не всегда возможно применить традиционные методы монтажа гидроизоляции. Это связано с трудностью монтажа гидроизоляционной мембраны в ограниченном пространстве между вертикальной ограждающей конструкцией и возведенной изолируемой конструкцией здания.
Технология, которая решает проблему
Для предотвращения проникновения влаги потребовался материал, который надежно соединялся бы с бетоном и не позволял воде распространяться даже при повреждении слоя. Таким решением стала рулонная гидроизоляция ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ с адгезионным сцеплением с бетонными конструкциями.
Ее особенность — специальный верхний слой с крупной посыпкой в виде гранул, обработанный инновационным составом. При заливке бетона этот слой буквально срастается с конструкцией. Адгезия между материалом и бетоном достигает 0,79 МПа — это значительно больше, чем при классических методах гидроизоляции (методом наплавления или свободной укладкой с механической фиксацией). Кроме того, этот материал позволяет уйти от обустройства деформационной петли в зоне перехода гидроизоляционной мембраны с горизонтальной поверхности бетонной подготовки на вертикальную поверхность стен подвала.
Доказанная надежность: испытания и научные подтверждения
Чтобы подтвердить высокие эксплуатационные характеристики материала, были проведены лабораторные испытания в «ВНИИСТРОМ-НВ» на сопротивление распространению воды под гидроизоляционной мембраной при возможном повреждении. Было смоделировано гидростатическое давление 1 Мпа — эквивалент нагрузки 100 метров водяного столба. В исследовательском центре воспроизвели реальные условия эксплуатации, при которых традиционные гидроизоляционные системы пропускают влагу.
Результаты тестов показали: вода не распространяется между мембраной ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ и бетонной конструкцией даже под экстремальным давлением. Это означает, что при любом механическом воздействии изоляционная система остается прочно приклеенной к бетону.
Дополнительные лабораторные испытания подтвердили ключевые преимущества инновационного материала:
- срок службы более 100 лет, что делает его одним из самых долговечных решений на рынке;
- высокая морозостойкость — монтаж можно проводить при температуре до минус 25 °C, что значительно расширяет возможности использования в разных климатических зонах;
- прочность сцепления с бетоном (0,79 МПа) — в разы выше по сравнению с наплавляемыми и механически закрепляемыми мембранами;
- устойчивость к подвижкам конструкции — материал остается герметичным даже при осадке здания или деформациях фундамента за счет скользящего слоя между вертикальной ограждающей конструкцией и гидроизоляционной мембраной.
Лабораторные испытания доказали, что ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ дает максимальную защиту, исключая протечки даже в самых сложных условиях эксплуатации.
Подводим итог
Гидроизоляция фундаментов в условиях плотной городской застройки долгое время оставалась сложной задачей. Традиционные методы не гарантировали надежного сцепления с бетоном и вызывали сложности монтажа, что приводило к рискам проникновения влаги и разрушения конструкции.
Система гидроизоляции ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ зарекомендовала себя как надежное решение для защиты фундаментов при возведении котлованов с вертикальным ограждением. Материал не только обеспечивает герметичность, но и буквально сцепляется с внешним монолитным контуром фундамента и заглубленных частей здания.
Выбирая ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ АДГЕЗИВ, строители получают не просто гидроизоляцию, а уверенность в том, что фундамент и заглубленные части здания будут защищены от агрессивного воздействия влаги на несколько десятилетий.