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.
Комплексные системы для навесных фасадов: проблемы и их решения
Комплексные фасадные решения, в том числе для навесных фасадов, приобретают все большую популярность. Они избавляют проектировщиков и монтажников от головной боли с подбором и заказом конструкций, экономят силы и время. Тем не менее, проблемы остаются. Даже при покупке готовой системы строители часто сталкиваются с необходимостью доработки и покраски деталей. Если объект возводится в регионе с неблагоприятной для металла средой, важным становится подтверждение коррозионной стойкости металлических частей. А оно есть не у каждого системодержателя. О том, как преодолеваются эти сложности, рассказывает Василий Аксенов, руководитель технической поддержки направления «Минеральная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ.
Комплексные сложности
Строительные компании все чаще отдают предпочтение производителям, предлагающим комплексные фасадные системы. Эти решения включают необходимые компоненты и описание технологии монтажа, что значительно упрощает процесс проектирования и возведения зданий, а также гарантирует соответствие строительным нормам и стандартам безопасности.
Но даже у комплексных систем есть недостатки. Например, возникают вопросы, связанные с законодательным регулированием. Так, в 2023 году в силу вступил ГОСТ Р 70071-2022 «Конструкции подоблицовочные вентилируемых навесных фасадных систем и их соединения. Общие требования защиты от коррозии и методы испытаний». В нем установлены требования по балльной системе к стойкости металлических подконструкций НФС к воздействию внешней среды. В результате в регионах, оценивающийся по этому параметру на 7-8 баллов (среднеагрессивных), использование окрашенной оцинкованной системы становится нереальным. При этом опыт практического применения в таком климате есть, но до сих пор на рынке не было решений, имеющих документальное подтверждение этой возможности.
Классификация регионов, приведенная в документе, также вызывает разночтения. Например, среда в Санкт-Петербурге отличается от Сочи или Новороссийска несмотря на такую же близость моря. Если первый относится к неагрессивным и слабоагрессивным, то южные города попадут в категорию среднеагрессивных. Соответственно, и требования к НФС здесь должны быть разными.
Еще одна частая проблема связана с тем, что некоторые детали навесных фасадных систем требуют дополнительной обработки. Например, угловые элементы конструкции приходится формировать и резать вручную, причем ножницами по металлу, так как использование болгарки может повредить цинковое покрытие.
Источник: пресс-служба компании ТЕХНОНИКОЛЬ
Новинка рынка
Учитывая эти потребности отрасли, ТЕХНОНИКОЛЬ разработала новую комплексную навесную фасадную систему для профессионального строительства – ТН-ФАСАД ВЕНТ. Ранее компания вывела на рынок решения для тонкослойных штукатурных фасадов и кровли. Растущий спрос позволил ей двигаться дальше.
Металлические части подконструкции новой НФС выполнены из оцинкованной стали с полимерным покрытием, что обеспечивает ей высокую коррозионную стойкость. Заключение, которое ТЕХНОНИКОЛЬ получила в НИТУ МИСиС, подтверждает соответствие системы ГОСТ Р 70071-2022 «Конструкции подоблицовочные вентилируемых навесных фасадных систем и их соединения. Общие требования защиты от коррозии и методы испытаний», в том числе по балльной системе оценки агрессивности среды в разных регионах РФ. Таким образом, ТН-ФАСАД ВЕНТ имеет документальное подтверждение и может устанавливаться в большинстве регионов страны, в том числе в местах со среднеагресснивной средой.
Под каждого заказчика проект НФС рассчитывается индивидуально. Разработанная ТЕХНОНИКОЛЬ система навесного фасада включает элементы подконструкции, утеплитель и крепёжные изделия. Она предусматривает однослойную или многослойную теплоизоляцию (один, два и более слоев). В качестве нижнего слоя рекомендуется минеральная изоляция на основе стекловолокна или каменной ваты лёгких марок, а в качестве основного или верхнего — каменная вата повышенной прочности. Это позволяет скорректировать стоимость проекта, а также позволяет за счет упругости внутреннего материала компенсировать неровности стены и благодаря прочности верхнего – выдерживать значительные ветровые нагрузки.
ТН-ФАСАД ВЕНТ прошла серию испытаний. Все элементы подконструкции в отдельности и система целиком имеют сертификаты и заключения экспертов, в том числе по пожарной безопасности. Кроме того, ТЕХНОНИКОЛЬ разработала альбомы технических решений и деталей конструкции, а также получила добровольный сертификат соответствия СП 522.1325800.2023 «Системы фасадные навесные вентилируемые. Правила проектирования, производства работ и эксплуатации».
Источник: пресс-служба компании ТЕХНОНИКОЛЬ
Разновидности системы
Существует шесть основных модификаций ТН-ФАСАД ВЕНТ: две вертикальные, с небольшой металлоемкостью, но повышенными требования к точности монтажа, две пространственные и две системы для крепления в межэтажные перекрытия.
Выбор зависит от особенностей конструкции здания, качества стен и квалификации монтажников. Так, самый простой, с наименьшей металлоёмкостью, вариант представляет собой вертикальные направляющие и небольшие кронштейны. Он предназначен для ровных оснований, так как не дает возможности существенно корректировать расстояние от стены.
Более сложные варианты помогут исправить вид неидеальных стен за счет удлинителей, которые регулируют вылет от основания и обеспечивают ровный крепеж облицовки. Они также предусматривают усиленные кронштейны, способные выдерживать повышенные нагрузки.
Чтобы компенсировать ошибки монтажа или отсутствие геодезического оборудования, используют конструкцию с горизонтальными направляющими. Пространственная система позволяет двигать вертикальные рейки и исправлять недочёты непосредственно при монтаже облицовки.
Ещё одна разновидность нового комплексного решения для НФС – межэтажная. Ее применяют при утеплении основания с недостаточными характеристиками по прочности, которое не выдержит вес конструкции. Межэтажная система крепится с помощью усиленных кронштейнов. Их устанавливают на большом расстоянии друг от друга в монолитные перекрытия здания.
Источник: пресс-служба компании ТЕХНОНИКОЛЬ
1000 мелочей
В отличие от многих аналогов, где небольшие детали приходится дорабатывать на месте, ТН-ФАСАД ВЕНТ поставляется готовой к установке. Это позволяет минимизировать количество операций на стройплощадке, снижает риск ошибок, ускоряет процесс строительства и исключает дополнительные расходы. Например, угловые элементы сгибают и нарезают еще на производстве, также в состав системы входят все необходимые прокладки, шайбы и т.п.
Источник: пресс-служба компании ТЕХНОНИКОЛЬ
Варианты облицовки
Новая система поддерживает четыре наиболее распространённых вида облицовки, что позволяет удовлетворить потребности многих строительных проектов. Среди доступных вариантов – фиброцементные панели, керамогранит, металлокомпозитные и металлические панели или кассеты с разными креплениями, включая скрытые. В будущем появятся решения и для других облицовочных материалов.
Востребованность навесных фасадов
Навесные фасадные системы традиционно пользуются спросом в холодных климатических зонах, поскольку, в отличие от штукатурных, их можно монтировать при минусовой температуре. Так, в Уральском федеральном округе на долю НФС приходится 15% фасадов, в Сибирском – 13%. Но больше всего навесные фасады востребованы в Москве, где они занимают 30% рынка. Поэтому именно эти регионы станут на первом этапе приоритетными для ТЕХНОНИКОЛЬ. Но это не значит, что отгрузки будут ограничены только этими направлениями. Компания полагает, что в итоге освоит до 15% сегмента НФС.
Будущее строительного рынка, безусловно, связано с комплексными решениями. Они экономят средства и снижают трудозатраты, что делает их всё более востребованными. Производители разрабатывают варианты для разных климатических условий и строительных задач. А это значительно упрощает жизнь проектировщикам и рабочим непосредственно на площадке.
Звукоизолирующая способность каменной ваты для систем дымоудаления
В НИИ Строительной физики РААСН прошли акустические испытания систем дымоудаления с изоляцией из каменной ваты. Исследования подтвердили высокую звукоизолирующую способность этого материала. Его акустическая эффективность составляет 20-37 дБ в зависимости от толщины минваты и диаметра трубы.
Эксперты НИИ Строительной физики провели исследование звукоизолирующих покрытий на трубах систем дымоудаления диаметром 200 и 400 мм. Специалисты проверили акустические свойства прошивных матов из каменной ваты ТЕХНОНИКОЛЬ толщиной 30 и 60 мм. Испытания показали, что акустическая эффективность матов толщиной 60 мм на трубах 400 и 200 мм достигает 37 и 30 дБ соответственно. При толщине материала 30 мм она составляет 28 и 20 дБ соответственно.
За счет этого прошивные маты могут быть рекомендованы в качестве звукоизолирующих покрытий не только для систем дымоудаления, но и для воздуховодов систем вентиляции.
Исследование проводились согласно ГОСТ 31274-2004 (ИСО 3741:1999) «Шум машин. Определение уровней звуковой мощности по звуковому давлению. Точные методы для реверберационных камер».
Прошивные маты из каменной ваты предназначены для тепло- и звукоизоляции трубо- и паропроводов, газоходов, дымовых труб и электрофильтров, а также промышленного, энергетического и высокотемпературного оборудования, емкостей, резервуаров и инженерных систем. Кроме того, материал используют для огнезащиты и повышения предела огнестойкости воздуховодов, вентиляционных каналов и систем дымоудаления.
«Проведенные исследования в очередной раз подтвердили, что каменная вата ТЕХНОНИКОЛЬ, помимо пожарной безопасности, отличается хорошими звукоизолирующими свойствами. При создании систем дымоудаления проектные организации должны учитывать эти характеристики огнезащитных материалов. Это одно из ключевых требований, поскольку при пожаре работают мощные вентиляторы, шум которых при плохой звукозащите может помешать людям услышать сообщения об эвакуации», – отметил Александр Керник, директор по исследованиям и развитию направления «Минеральная изоляция», ТЕХНОНИКОЛЬ.