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.
По итогам 2023 года потребление минерального утеплителя вырастет на 7%
В 2023 объем потребления минеральной изоляции увеличится на 7% по сравнению с прошлым годом. В денежном выражении этот показатель достигнет 182 млрд руб. Сегмент теплоизоляции из минеральной ваты полностью восстановился после падения в 2022 и продолжил развитие. Драйвером спроса в профессиональной сфере стало строительство жилья, в рознице – рост социальных выплат и покупательной способности населения.
Рост потребления минеральной ваты во 2 полугодии 2023 относительно аналогичного периода прошлого года составил 8%. Сказалось не только восстановление рынка, но и продление строительного сезона за счет теплой погоды в октябре в большинстве регионов России.
При этом сегмент промышленного и гражданского строительства (ПГС) рос более высокими темпами, чем коттеджного и малоэтажного (КМС). Потребление в ПГС увеличилось на 10%, в КМС – 5%.
«В первом полугодии 2023 наблюдался ажиотажный спрос на все виды теплоизоляции: как на минеральную вату, так и на PIR и XPS. Во второй половине года ситуация стабилизировалась. При этом часть строителей решала проблему нехватки материалов, корректируя проекты и заменяя утеплитель на доступный в их регионе. Но большинство предпочло перенести сроки сдачи объектов на конец года. В итоге мы увидели продление сезона, что также повлияло на показатели потребления», – прокомментировал Василий Ткачев, руководитель направления «Минеральная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ.
Основным драйвером потребления минеральной ваты в ПГС-сегменте в 2023 стало жилищное строительство. Стройку традиционно поддерживали госпрограммы. Также благодаря государственному финансированию увеличился ввод объектов социальной инфраструктуры.
Кроме того, отмечается активное строительство складов и логистических центров. Потребность в них возникла из-за оживления торговли и перенаправления товарных потоков – основные поставки идут теперь с востока на запад. В связи с процессами импортозамещения расширяются и появляются новые отечественные сельскохозяйственные и производственные комплексы, увеличиваются объемы строительства животноводческих ферм, теплиц и промышленных зданий.
На увеличение потребления в рознице оказали влияние как отложенный спрос 2022 года, так и повышение покупательной способности населения в 2023. Ее поддерживают социальные выплаты, а также опережающий рост зарплат, образовавшийся из-за кадрового дефицита практически во всех отраслях.
Согласно прогнозам экспертов ТЕХНОНИКОЛЬ, рост потребления минеральной изоляции в 2024 замедлится и составит 5%.
На повестке дня — самый главный строительный материал
В первый день зимы в Санкт-Петербурге состоялась XIV ежегодная научно-практическая конференция «Полипласт Северо-Запад». В конференц-зале отеля Airportcity Plaza St. Petersburg собрались почти 200 специалистов бетонной промышленности: представители заводов по выпуску технологического оборудования, торговых компаний и цементных предприятий из разных регионов России от Калининграда до Якутии. Они обсудили сегодняшние особенности развития отрасли и перспективные разработки отечественных компаний.
Настоящее и будущее отраслевого рынка
Обширный блок выступлений был посвящен текущему состоянию рынка цемента, строительной химии, товарного бетона и железобетонных изделий.
— Сейчас в России реализуются 46 тысяч проектов на сумму 143,6 трлн рублей, — обнадежил собравшихся генеральный директор инвестиционно-аналитического агентства «ПКР» и цифровой платформы «Инвестиционные проекты» Даниил Новицкий. — При этом в активной стадии проектирования и строительства находятся проекты на сумму 123,7 трлн рублей.
По его словам, инвестирование делится почти поровну на проекты гражданского строительства, промышленности и инфраструктуры. На Северо-Западе львиная доля инвестиций приходится на Санкт-Петербург и Ленобласть: почти 10 из 15 триллионов, 2605 активных инвест-проектов. Следующий год и 2025-й обещают быть еще более активными, так как строители приступят к реализации уже заявленных и профинансированных проектов, заверил эксперт.
Неожиданный для цементной отрасли рост рынка в 2023 году подтвердила Наталья Стржалковская, руководитель департамента технического маркетинга АО «Цемрос» (в недавнем прошлом «Евроцемент груп). Разница в производстве цемента между первыми десятью месяцами 2022 и 2023 годов составила 3 млн тонн, а пиковый прирост на уровне миллиона тонн в месяц еще никогда не фиксировался в истории отрасли, что стало одной из причин дефицита цемента в ряде регионов, отметила она. Необычным, хотя и объяснимым, оказалось распределение потребления цемента по округам: от –2,8% на Северо-Западе до +17% на Дальнем Востоке. В этих условиях компания приняла решение о возобновлении производства в Новоульяновске и изменила логистическую модель.
По словам представителя казанской компании «ТензоТехСервис» Рауфа Амирханова, в 2023 году из-за дефицита цемента и роста цен количество заявок на терминалы для перевалки цемента увеличилось в пять-шесть раз, на цементные силосы — в два-три раза. Большим спросом начали пользоваться силосы для хранения золы уноса, которая применяется в качестве добавки к цементу. Судя по примерам, которые привел докладчик, благодаря приобретенному оборудованию производителям удалось достичь снижения цены на 10–12% от стоимости вяжущего. В 2024 году при сохранении роста стоимости цемента экономический эффект от использования зольных добавок может составить до 15%.
Не отстают от специалистов цементной отрасли и производители строительной химии: в компании «Полипласт Северо-Запад» отмечают рост этого рынка в объеме 15–20%. Генеральный директор Алексей Щелканов рассказал о технологическом перевооружении предприятий и новых направлениях развития компании. По его словам, упор делается на производстве поликарбоксилатов, в том числе в виде сухих продуктов, синтезировании новых модификаций суперпластификаторов, разработке добавок для нефтяной отрасли, выпуске сухих строительных смесей для ремонта и гидроизоляции.
Качество и безопасность
Традиционно большой интерес слушателей вызвали вопросы обязательного подтверждения соответствия продукции, что обусловлено изменениями нормативной базы.
— Речь идет о разработке и введении нового ГОСТ Р 58763 по оценке соответствия бетонных смесей и строительных растворов, новой схеме декларирования 8Д и законопроекте по восстановлению государственного контроля за соблюдением обязательных требований в отношении отдельных видов продукции. Сегодня разумное, прозрачное, понятное регулирование необходимо однозначно, — пояснил директор НА «Союз производителей бетона» Дмитрий Пожаров. Он напомнил, что на рынке товарного бетона работают от 3,3 тысячи до 7 тысяч производителей и всего 34 аккредитованные лаборатории, которые могут проводить сертификацию бетонных смесей.
Тему декларирования соответствия бетонных смесей продолжили эксперты ассоциации Сергей Коноплев и заместитель директора по качеству ГК «Девиз» Анна Миронова, которая представила подробный доклад об особенностях доказательной базы для подтверждения соответствия.
Вопросы стандартизации прозвучали также в презентациях НИИЖБ имени А. А. Гвоздева. Заместитель директора института Андрей Бучкин рассказал о практике применения нормативной базы для ремонта дефектов железобетонных конструкций, а также представил первые результаты НИОКР по изменению методики определения морозостойкости бетона по ГОСТ 10060.
В бетонировании мелочей не бывает
Значительная часть выступлений, само собой, касалась технологических особенностей приготовления и укладки бетонных смесей. Непосредственно в ходе конференции сотрудники «Полипласт Северо-Запад» в режиме реального времени продемонстрировали убедительные результаты применения пластифицирующих замедлителей для бетонных смесей с глинистыми песками и шлаковыми добавками.
Возможности современной строительной химии кажутся безграничными. Например, в Научно-исследовательском институте строительных материалов и технологий (НИИ СМиТ) готовы синтезировать эксклюзивную добавку под конкретные требования технологов, если потребуется решить нестандартные строительные задачи.
— Два года назад перед нами была поставлена задача сохранить удобоукладываемость смеси в течение 18 часов, а через 24 часа получить необходимую прочность бетона. Думаю, что 99% бетонщиков в этом зале скажут, что подобное недостижимо, но 1% согласится, что возможно, и это будут те, кто работают с нами, — сообщила генеральный директор НИИ СМиТ Татьяна Садомова, которая рассказала о новинках и тенденциях на рынке полимерных добавок.
Одна из этих добавок, ПФМ-21, с успехом применяется для дорожных и аэродромных бетонных покрытий и оснований, о чем сообщил руководитель технической поддержки «Полипласт Северо-Запад» Всеволод Пачезерцев.
Но даже самый совершенный бетон требует строгого соблюдения технологий при укладке, отметила в своем докладе Саназ Эгбалник, доцент кафедры «строительные материалы и технология строительства» Белорусского национального технического университета.
Завершила конференцию наиболее обсуждаемая на всех профессиональных площадках тема взаимодействия между застройщиками и производителями бетонной продукции. Свое видение возникающих при этом проблем и их преодоления представили Антон Большаков, владелец федерального холдинга бетонных заводов BAV-GROUP, и Ольга Рудавская, руководитель испытательной лаборатории «КВС-Строй» — одного из крупнейших застройщиков Петербурга.
МНЕНИЯ
Дмитрий Пожаров, директор НА «Союз производителей бетона»:
— Подобные мероприятия проходят неизменно с большим интересом со стороны участников. Здесь собираются лидеры рынка и наиболее заинтересованные специалисты. Сегодня события на рынке меняются очень быстро, и такие конференции дают возможность оперативно обменяться оценками и спрогнозировать будущее.
Андрей Бучкин, зам. директора НИИЖБ им. А. А. Гвоздева:
— Для нас конференция — это один из эффективных методов общения с отраслью и получения реальной связи с практиками. Например, поднятые на конференции в прошлом году вопросы заставили нас пересмотреть один из стандартов с точки зрения применения метода испытаний бетонных и железобетонных конструкций как для поставщиков монолитного бетона, так и для производителей климатических камер. Сегодня мы отчитываемся по проделанной работе по улучшению этого метода испытаний.
Светлана Турутова, директор по сбыту и маркетингу «Полипласт Северо-Запад»:
— Конференция создает площадку для наших единомышленников, чтобы они могли обменяться идеями, новостями, достижениями и объединиться вокруг одной общей цели: дальнейшего развития строительства и решения задач по импортозамещению. Вместе с коллегами из регионов мы продолжаем эту традицию и надеемся, что с каждым годом наше мероприятие будет вызывать еще больше интереса со стороны отраслевых участников.
Татьяна Садомова, генеральный директор НИИ СМиТ:
— Конференция — актуальное, живое, представительное мероприятие. Участники активно участвуют в дискуссионных беседах, это говорит о том, что заявленные на конференции темы важны и необходимы для развития отрасли.