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.
Остекление для вокзалов, хабов и аэропортов: надежно и эстетично
Светопрозрачные конструкции (СПК) с профилями из алюминия сегодня украшают фасады зданий практически любого назначения: торговых и развлекательных центров, административных и офисных корпусов, промышленных предприятий и учреждений социальной сферы.
Обсуждаем особенности применения алюминиевых СПК для объектов транспортной инфраструктуры. Наш собеседник – Иван Безрученко, директор по развитию компании «АФК Лидер», которая специализируется на проектировании, производстве и монтаже алюминиевых СПК, а также витражном остеклении фасадов различных типов и любой сложности.
– Сегодня светопрозрачные конструкции не только выполняют свою техническую функцию, но и играют важную эстетическую роль в формировании архитектурного облика здания. Так, например, в зависимости от замысла архитектора они могут подчеркивать лаконичность фасада или, наоборот, декоративную насыщенность. Наряду с другими конструктивными и декоративными элементами СПК фактически создают среду, в которой существует человек. Это актуально для аэропортов, вокзалов, транспортно-пересадочных узлов, где важен комфорт и эстетика, с тем чтобы пассажиры не столько уставали от дороги, сколько получали приятные впечатления и наслаждались процессом путешествия.
– А в чем состоит особенность проектирования, производства и монтажа СПК для объектов транспортной инфраструктуры?
– Светопрозрачные конструкции для таких объектов сложнее остальных, потому что к ним предъявляются более строгие требования. Прежде всего это связано с постоянной вибрацией и дополнительными ветровыми нагрузками, поэтому и на стадии проектирования, и в процессе производства, и тем более при выполнении монтажа таких конструкций приходится учитывать эти факторы.
– Расскажите об опыте компании по реализации проектов в транспортной инфраструктуре. Какие из них для вас наиболее значимы, чем вы гордитесь?
– Мы очень продуктивно работаем с «Российскими железными дорогами»: наши проекты реализованы на многих станциях Московских центральных диаметров (МЦД) в столице и Подмосковье. Особенно хотелось бы отметить следующие непростые, но интересные и впечатляющие объекты: железнодорожный вокзал аэропорта Шереметьево (терминал В), транспортно-пересадочные узлы (ТПУ) «Щукинская», «Белорусская», «Внуково», станция «Стрешнево». Впрочем, все объекты нам дороги. Каждый по-своему.
– Можете назвать объемы производства для этих объектов?
– Назову три самых крупных в порядке возрастания. На станции «Внуково» площадь остекления составила 2900 м2, на ТПУ «Щукинская» – 4900 м2, а для железнодорожного вокзала аэропорта Шереметьево – уже 8000 м2. Думаю, по этим цифрам можно представить себе и оценить объемы производства.
– Какие системы фасадного остекления наиболее востребованы для объектов транспортного строительства?
– По нашему опыту в СПК для фасадов транспортных объектов в 90% случаев применяются стоечно-ригельная и структурная системы, а 10% приходится на спайдерное остекление. Стоечно-ригельная система наиболее экономична, состоящая из стеклопакетов, закрепленных с помощью прижимных планок. Структурное остекление очень эстетично, его еще называют «панорамным», когда фасад представляет собой цельную сплошную стеклянную поверхность, на которой не видны элементы крепежа. Спайдерная система остекления – новая современная технология, где стеклянные блоки крепятся специальными кронштейнами, «спайдерами», без использования удерживающего профиля. Мы работаем со всеми системами, применение того или иного решения зависит от конкретного проекта. Для этого у компании «АФК-Лидер» имеются все технологические и технические возможности.
– Можете немного подробнее рассказать про возможности вашего производства: что за оборудование вы используете, в чем его преимущества?
– Наш парк состоит из самого современного оборудования 2022–2023 годов выпуска. Отдельно хочу акцентировать внимание на наличии в нашем парке двухплоскостной пилы сложных резов AS-Р-650 GRAULE – таким оборудованием располагают всего две-три компании в России.
Также напомню, что «АФК-Лидер» выполняет весь комплекс услуг по остеклению, включая не только производство, но и проектирование на стадии рабочей документации, а также монтаж на площадке. Наша команда располагает собственным проектно-конструкторским отделом плюс имеется команда высококвалифицированных монтажников и специалистов, обладающих большим опытом работ по остеклению фасадов, поэтому мы всегда поможем заказчику определиться с оптимальным вариантом остекления фасада и, если нужно, возьмем на себя разработку проекта, подготовку всей необходимой технической документации, монтаж объекта в соответствии со всеми особенностями проекта. Практически исполнение под ключ.
– А какую информацию должен предоставить заказчик, чтобы ваша компания выполнила полный цикл работ? Что нужно указать в техническом задании?
– Все зависит от возможностей заказчика. Если у него нет готового проекта или ТЗ, то мы оперативно выезжаем на объект, составляем ТЗ и разрабатываем проект.
– Что вы можете порекомендовать заказчикам в сфере транспортной инфраструктуры, исходя из опыта компании? Как правильно выбрать исполнителя, материалы и техническое решение остекления?
– Выбирая подрядчика по проектированию, изготовлению и монтажу остекления, нужно изучить имеющуюся информацию о компании, в том числе портфель выполненных объектов. Нужно отдавать предпочтение тем, у кого есть опыт реализации сложных технических решений. Также важно понять, какие гарантийные обязательства берет на себя подрядчик и как они выполняются. При проектировании, производстве и монтаже остекления на площадке строительства транспортного объекта должны строго соблюдаться нормативы – строительные правила, ГОСТы и т. д.
– Чем могут обернуться ошибки при выборе подрядчика?
– Неправильно подобранная формула стеклопакета приводит к потерям тепла, слабой освещенности помещения, плохой шумоизоляции. Хочу особенно подчеркнуть необходимость испытаний на коэффициент теплопотерь, которым должны подвергаться все светопрозрачные конструкции. Мы всегда в обязательном порядке проводим испытания на приведенное сопротивление теплопередаче каждой конструкции. Это важно!
Сверхгабаритное стекло в архитектуре: вызовы и решения при остеклении
Визуально легкие стеклянные фасады и широкоформатное остекление – многолетний глобальный архитектурный тренд, актуальный и для России. Стекло в формате oversize смотрится очень эффектно: визуально увеличивает пространство и пропускает в помещение много света. И если до недавнего времени крупногабаритное архитектурное стекло приходилось импортировать из Европы, то сегодня активно развиваются не только производственные площадки компаний - производителей архитектурного стекла, но и возможности компаний - переработчиков.
Тем не менее остекление oversize-формата более 6 м пока продолжает считаться сложным процессом: выбрав такое стекло для проекта, можно столкнуться с некоторыми особенностями при транспортировке, переработке и эксплуатации. О том, что необходимо учесть, выбирая сверхгабаритное стекло на проект, рассказывает технический специалист Larta Glass Михаил Голиков.
Вес стеклоизделия. Большой формат означает большой вес, который сильно влияет на остальные составляющие ограждающей светопрозрачной конструкции. Конструкция может не выдержать собственного веса.
Чтобы нивелировать эту проблему, важно подобрать подходящую профильную систему. При выборе профильной системы отталкивайтесь от формулы стеклоизделия или стеклопакета, а не от ограничений профильной системы по возможной толщине заполнения.
Чрезмерный прогиб из-за ветровых нагрузок и недостаточного крепления может привести к потере устойчивости стеклоизделия.
Используйте триплекс и более толстые монолитные стекла, например, толщиной 8, 10 и 12 мм, а также выполняйте специализированный расчет для оценки вероятных значений прогибов и напряжений в стеклоизделии.
Оптические искажения и деформации, влияющие на визуальное восприятие фасада, могут возникнуть после термообработки стекол большого формата и недостаточной толщины.
Чтобы минимизировать эффект деформации, связанный с термообработкой, используйте более толстые наружные стекла. Например, наружное стекло толщиной 12 мм или триплекс из закаленных или термоупрочненных стекол толщиной 10 мм и более.
Энергоэффективность. При остеклении больших проемов важно знать: сопротивление теплопередаче у стены выше, чем у ограждающей светопрозрачной конструкции. Чем больше процент остекления, тем труднее обеспечивать требуемые показатели энергоэффективности.
Применяйте стекла с многофункциональными покрытиями. Они повышают энергоэффективность зданий: пропускают максимум солнечного света и одновременно могут помочь защитить помещение от жары летом и снизить теплопотери зимой. Для достижения оптимального результата можно использовать несколько различных видов стекла.
Переработка. Не все переработчики готовы работать с форматом oversize.
Уточните актуальную информацию по производителям стеклоизделий у регионального менеджера по архитектурным продажам или специалистов технической поддержки клиентов в Larta Glass.
Доступность и ремонтопригодность. Ранее формат oversize был исключительно импортной позицией, что накладывало на заказчика и исполнителей множество вызовов, связанных с доставкой стекла к переработчику или готовых стеклоизделий на объект. Кроме того, разрушение готового изделия на этапе строительства либо в процессе эксплуатации объекта – еще более серьезная проблема. Заказчик может столкнуться с трудностями по доставке аналогичного изделия, а поставщик не всегда может обеспечить своевременную замену. При проектировании остекления в формате oversize важно знать не только переработчиков, но и поставщиков стекол.
Оценивайте риски, выбирая поставщиков, и ориентируйтесь на возможности локальных поставщиков. Например, в линейке продуктов Larta Glass есть стекла с архитектурным покрытием сверхгабаритного формата длиной до 9,5 м. Ширина остается неизменной и равна 3,21 м.
Стекло oversize-формата требует более сложной переработки, но результат того стоит: сочетание сверхгабаритного формата стекла и энергоэффективного покрытия позволит реализовать смелые архитектурные решения и при этом обеспечить соответствие требованиям по энергоэффективности светопрозрачных конструкций.
О компании
Larta Glass — один из крупнейших произво- дителей листового стекла, стекла с покрытием и зеркала в странах СНГ. Три завода компании в Рязани, Раменском и Ростовской области входят в число самых современных предпри- ятий по производству листового стекла.
Стекло, изготовленное на заводах Larta Glass, можно увидеть на объектах в Сочи, спортивных площадках чемпионата мира по футболу, аэропортах Москвы и крупных российских городов и во множестве других проектов.