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.
Спецтехника в тренде
По словам экспертов, несмотря на нестабильную ситуацию в строительном секторе, рынок отраслевой спецтехники продолжает расти. Все более востребованными становятся новые технологичные транспортные средства и оборудование.
По данным Ассоциации европейского бизнеса, рынок строительной спецтехники в России в первом полугодии 2019 года вырос на 11% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Было реализовано 5,7 тыс. ед. российского, импортного и локализированного на отечественных предприятиях специализированного транспорта и оборудования. Правда, в первом полугодии 2018-го в сравнении с 2017-м объемы продаж выросли на 36%.
Оптимизм сохранился
По словам самих игроков рынка, спецтехника остается в тренде, и в дальнейшем снижения продаж не будет, а по отдельным сегментам они в ближайшее время даже подрастут. Генеральный директор ООО «Либхерр-Русланд» Николай фон Зеела отметил, что в сегменте строительной техники Liebherr в России сейчас востребованы башенные и мобильные краны, бульдозеры, экскаваторы, колесные погрузчики, бетоносмесительная техника, а также оборудование для фундаментных работ. В частности, за первое полугодие 2019 года относительно того же периода 2018-го рост продаж башенных кранов составил 16%, мобильных – 31%.
Аслан Умаров, руководитель направления аренды «Ферронордик Машины» (официального дилера Volvo Construction Equipment), считает, что спрос на гусеничные экскаваторы и асфальтоукладочные машины сейчас растет, в том числе благодаря реализации федеральной программы развития дорожной сети.
Менеджер по продажам строительной и индустриальной техники ООО «МАНИТУ ВОСТОК» Евгений Прокопенко сообщил, что из линейки машин Manitou сейчас наиболее востребованными у строителей являются подъемные платформы. «Данный вид техники относительно новый для российского строительного рынка, но очень быстро набирает популярность. Подъемники незаменимы при выполнении работ на высоте. Их можно увидеть при строительстве различных объектов, таких как торговые центры, аэропорты, мосты и прочее. Могут использоваться более 30 подъемных платформ, операторы которых будут осуществлять отделку фасадов, прокладку электрокабелей, монтаж вентиляции, освещения и т. д», – добавил он.
Рынок строительной спецтехники помимо классических общеизвестных экскаваторов и бульдозеров включает также и мобильные осветительные мачты, которые используют, когда необходимо строить в темное время суток, напомнила генеральный директор ООО «Аргус-М» Екатерина Степанова. «Эта техника решает как вопрос безопасности персонала, так и вопрос эффективности проведения работ. Мы серийно производим, продаем и сдаем в аренду данный вид спецтехники, и рост нашего бизнеса был обусловлен в том числе взятым курсом на импортозамещение», – подчеркнула она.
Обновление 2.0
Эксперты считают, что продажи спецтехники не должны снижаться, так как многие строительные и дорожные компании в настоящее время взяли курс на обновление своего парка. Причем многим из них теперь нужны не типовые транспортные средства или оборудование, а более современные и технологичные. Их улучшенные характеристики могут ускорить и удешевить реализацию проекта.
Директор по развитию JCB Russia Сергей Харитонов отметил, что в этом году запущен абсолютно новый продукт для нашего рынка – JCB Hydradig. «Это разновидность полноповоротного колесного экскаватора. Принципиальным отличием его от классического является конструкция с двигателем, встроенным в раму машины, и отсутствие противовеса в поворотной башне. За счет этого достигается самая высокая в классе скорость передвижения по дорогам – 40 км/ч – и лучшая в классе круговая обзорность из кабины оператора», – сообщил он.
По словам Аслана Умарова, большее развитие получает создание электрифицированных машин на гибридной или полностью электрической тяге. «Мы уже объявили об отказе от дальнейших разработок компактных экскаваторов и погрузчиков, оснащенных дизельными двигателями. Весной этого года мы представили на крупнейшей в мире выставке Bauma в Мюнхене новые машины с электроприводом: экскаватор ECR25 и колесный погрузчик L25. Поставки серийных машин начнутся в июне 2020 года», – сообщил специалист.
Николай фон Зеела рассказал, что на Bauma среди других новинок Liebherr внимание посетителей привлек и самый мощный в своем сегменте гусеничный кран LR 1800-1.0 базовой шириной 3 м с системой VarioTray для быстрого демонтажа части противовеса и новой направляющей рамой. Также на выставке была презентована программа обмена данными INTUSI, позволяющая подключать землеройную и перевалочную технику к сети и совмещать операционную систему с искусственным интеллектом.
Взять в аренду
Игроки рынка также отмечают: несмотря на стагнацию строительного рынка, спрос на аренду спецтехники также сохраняется. Правда, данный сегмент бизнеса за последние несколько лет потерял ряд компаний.
Менеджер по аренде АК «Сокол» Юрий Выборнов сообщил, что для рынка аренды характерны сезонные колебания. В летний период востребованность техники высока, а конкуренция минимальна. В зимний период происходит снижение объемов строительства, спрос на аренду падает, а конкуренция возрастает. «Разумеется, также многое зависит от экономической ситуации в стране. В кризис рынок аренды растет, а в благоприятное время компании предпочитают приобретать технику в собственность. Особенностью последнего кризиса стал передел рынка. Многие арендные компании обанкротились, и на их место пришли другие. В итоге остались самые крупные игроки, у которых большой парк собственной техники. В целом же, даже на сегодняшний день при стабилизации курса многие компании берут технику в кредит, в лизинг и таким образом расширяют свой парк», – резюмирует он.
Мнение
Виктор Казаков, член правления РСПП, генеральный директор ГК «КрашМаш»:
– Мы крайне ответственно выбираем технику и оборудование, которые становятся частью нашего уникального специализированного парка. На крупнейших мировых выставках заказываем топовые инновационные модели, которые способны обеспечить безопасность сотрудников, высокую эффективность работ и минимизировать негативное воздействие на людей и окружающую среду. Как сказал Стюард Бранд: «Когда на нас надвигается новая технология, тот, кто не стал частью парового катка, становится частью мостовой». Именно поэтому сейчас можно перечислить весь наш парк, и каждая его модель будет по-своему уникальной. Например, этим летом мы первыми ввезли в Россию партию из 10 гидроножниц Arden Jet с интегрированной системой пылеподавления. Закупили высокопроизводительные мобильные комплексы Kleemann с пониженным уровнем шума и выброса пыли. Они способны быстро перерабатывать и сортировать строительные отходы во вторичный продукт для его дальнейшего использования, согласно стандартам «умного сноса». Наш Caterpillar 390DLME, самый большой в России экскаватор-разрушитель с собственной системой пылеподавления, давно стал легендой и был задействован на самых знаковых объектах страны. А телескопический высотный самоходный подъемник Teupen LEO 50 GTX способен поднять оборудование весом 400 кг на высоту 50 метров. Он постоянно задействован при сносе особо сложных высотных зданий. При этом наш парк высокомобильный: он оснащен мощными тралами, такими как модульный Faymonville грузоподъемностью 150 т, для безопасной перевозки тяжелой техники в разные регионы страны.
На взлетной полосе
Аэродромные железобетонные плиты все чаще применяются при строительстве сверхпрочных дорог и площадок для тяжелой спецтехники.
С середины XX века советские заводы ЖБИ начали активно заниматься производством плит для аэродромов. Их номенклатурное название – плиты аэродромные гладкие (ПАГ) – сохранилось до наших времен. Массовый выпуск был обусловлен политической ситуацией. Государство нуждалось в большом количестве полевых военных аэродромов, которые должны иметь быстровозводимые взлетные полосы для приема тяжелой авиатехники. После распада СССР объемы производства ПАГ в России свелись к минимуму.
Однако сейчас выпуск этой продукции вновь начал расти, но в основном по вполне мирным причинам. Аэродромные плиты используют при строительстве и реконструкции взлетных полос гражданских аэропортов. Кроме того, их по достоинству оценили компании, возводящие сверхпрочные временные и постоянные автомобильные дороги, а также площадки для использования тяжелой строительной техники. К тому же такие плиты активнее стали использовать при строительстве морских портов, терминалов, крупных логистических комплексов.
Принять все
ПАГ должны соответствовать ГОСТ 25912.0-91 и ГОСТ 25912-2015. Они регулируют качество бетона и свойства плиты в целом. Сейчас выделяют три вида плит: ПАГ-14, ПАГ-18 и ПАГ-20. Отличаются они между собой показателем толщины (140, 180 и 200 мм). Все они рекомендованы для устройства постоянных и временных покрытий аэродромов, городских дорог и территорий с рабочей нагрузкой до 75 тонн на кв. м. При производстве этих изделий используется бетон марки B30 М400 с коэффициентом класса морозостойкости F200.
Как рассказали «Строительному Еженедельнику» в ООО «ЖБИ №1 Рыбацкое», главные преимущества ПАГ – прочность и долговечность. Принять они могут очень высокую нагрузку, в том числе моментальную. Кроме того, ПАГ имеют четкие пропорции по ширине и длине, а шероховатое покрытие создает хорошее сцепление колес с их поверхностью. Устанавливать, эксплуатировать и заменять конструкции можно в любое время года. За счет габаритов они удобны для транспортировки железнодорожным и автомобильным транспортом.
По характеристикам, рассказывают в АО «ПО «Баррикада», ПАГ идеально подходят для суровых, жестких и агрессивных условий эксплуатации. Для получения прочностных показателей и устойчивости к воздействию низких температур и воды при изготовлении этих изделий предусматривается предварительное натяжение рабочей продольной арматуры, а также использование бетонной смеси и собственно бетона особого состава. Укладка плит происходит в короткий промежуток времени, что является еще одним их преимуществом. Они соединяются в единую плиту за счет сварки, а также путем замоноличивания соединительных швов цементно-песчаным составом и битумной мастикой. Иногда новое покрытие укладывается на старое, тем самым повышая несущую способность взлетно-посадочных полос. При этом использование ПАГ может быть неоднократным, так как они, даже бывшие в употреблении, не теряют своих характеристик.
Новые возможности
Игроки рынка отмечают, что некоторые заводы ЖБИ имеют полувековую традицию выпуска ПАГ и по праву заслуживают высокую оценку качества производства. При этом некоторые предприятия сейчас совершенствуют выпуск аэродромных плит.
Так как ПАГ имеют свою специфику, их выпускают далеко не все производители ЖБИ. Тем не менее количество организаций, занимающихся данным направлением деятельности, растет. Коммерческий директор АО «ПО «Баррикада» Алексей Мицул помимо своего предприятия среди производителей в СЗФО выделяет ООО «СИБ Центр», ООО «ПТК-ДорСтрой», ООО «Перспектива», ООО «СТК-Модуль». Среди компаний из других регионов – ООО «ХК «Башбетон», ООО «ТПК «Очаковский комбинат ЖБИ», ООО «Моревский завод железобетонных изделий». Также присутствуют игроки рынка из Беларуси: комбинат ЖБИК (ОАО Оршанский Строительный трест №18), ОАО «Барановичский комбинат ЖБК».
По мнению специалистов, производителей ПАГ могло быть еще больше, но пока не сформировался рынок сбыта. Генеральный директор ООО «СТД» ЖБИ Сергей Нестеров полагает, что основная проблема – это отсутствие специалистов среди проектировщиков, которые умело могли бы задействовать новинки ЖБИ, если бы изучали процессы производства и технологии монтажа. «На сегодняшний день очень редко можно встретить хороших конструкторов, которые могут сделать сложные расчеты для применения ЖБИ в строительстве. До сих пор в производстве и сборке применяются технологии советских времен. Это хорошо и надежно. Но есть уже усовершенствованные технологии производства, обеспечивающие более высокое качество продукции. Однако проектировщики не задействуют такие изделия, и поэтому все приходится делать по старинке. Таким образом, страдают и заказчик, и производитель», – считает он.