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.
Способы производства трубы PE-Xa
Последние годы основным фокусом завода РОСТерм является наращивание мощностей производства трубы PE-Xa.
Предприятие изначально сделало ставку на высокую технологическую оснащенность производства и собственной лаборатории, так как пероксидная технология требует самого строгого соблюдения всех параметров процесса.
Производство PE-Xа
Сшитый полиэтилен — это производная от полиэтилена, в химическую структуру которого включается активный элемент, усиливающий конечные свойства трубы по температуре и давлению. Сам химический элемент и способы его катализации и определяют методы сшивки: PE-Xа — пероксидный, PE-Xb — силановый, PE-Xc — радиационный.
В процессе экструзии изначально сформированной массы с добавлением пероксида под воздействием температуры как катализатора происходит изменение химической структуры полиэтилена с образованием дополнительных связей между основными молекулами — C=C. Именно эти дополнительные связи и называются сшивкой.
В методе А эти связи линейные, что проявляется большим эффектом памяти относительно других методов сшивки.
На сегодняшний день на производстве РОСТерм существуют две технологии производства сшитого полиэтилена PE-Хa:
- эталонная технология производства пероксидной сшивкой (методом Томаса Энгеля);
- новая технология, имеющая название Fast PEX, или сшивка при помощи инфракрасной печки.
Разница технологий состоит в способе достижения связей и, что самое главное, в скорости производства трубы PE-Xa.
Самой первой технологией сшитого полиэтилена PE-Xa стал метод Томаса Энгеля. Секрет Энгеля заключался в применении высокого давления и температуры с участием пероксидного катализатора. Труба выходит уже сшитой с заданным процентом сшивки (в пределах 60–80%). Скорость невысокая, 3 м в минуту на двух лучах из-за того, что сшивка происходит за счет давления, температуры и резкого сжатия, другими словами, через ударное воздействие.
В случае Fast PEХ идет непрерывная работа на высоких скоростях. Эта технология подразумевает сшивку трубы, вышедшей из экструдера, в инфракрасной печке на высоких скоростях. Линия РОСТерм оснащена уникальными технологиями для непрерывного контроля геометрии и степени сшивки трубы.
Линия Fast PEX выдает до 20 м в минуту PE-Xa 16 мм.
За прошедшие годы производимые компанией РОСТерм трубы PE-Xа доказали свою эффективность и стали очень популярными на рынке. Завод уже обеспечил своими трубами PE-Xа не одну сотню крупных жилых комплексов комфорт-, бизнес- и элит- класса, построенных в Москве, Санкт-Петербурге и в других регионах страны. Трубы PE-Xа гибкие и прочные, они идеально подходят для внутренних систем внутридомового горячего, холодного водоснабжения и отопления. Их отличает устойчивость к морозам, перепадам температур, высокому давлению, стойкость к коррозии и ржавчине, образованию отложений. Для этих труб завод РОСТерм производит широкий ассортимент фитингов PPSU и гильз PVDF.
За счет эластичности, позволяющей создавать сложные повороты и изгибы трассы трубопровода, с их помощью можно смонтировать скрытую систему с минимальными затратами времени и соединений.
Важным достоинством труб PE-Xа является значительный срок службы — 50 лет, ведь наружная поверхность изделий покрыта кислородозащитным барьерным слоем EVOH. Он ограждает систему от диффузии кислорода в теплоноситель, тем самым повышая износостойкость и долговечность отдельных частей системы.
Сегодня РОСТерм обладает современным оборудованием и большим опытом проведения лабораторных испытаний, что дает возможность поставлять на стройку России качественное проверенное оборудование.
Путешествие по Поднебесной: первая поездка на завод BDR Thermea в Китае!
В начале июля состоялась первая поездка руководителей подразделений компании «БДР Термия Рус» на современный завод BDR Thermea Group в городе Цзясине.
В ходе визита российская команда посетила завод и логистический комплекс, обсудила с руководителями подразделений основные вопросы в части развития партнерского сотрудничества и новых бизнес-проектов.
Готовность к будущему на 100%
Всех поразила экскурсия по заводу: применение инновационных разработок, автоматизация производственных линий, использование новейших технологий и цифровых решений для мониторинга и контроля работы на каждом этапе сборки.
На заводе производятся как стандартные котлы, так и котлы высокой эффективности (конденсационные котлы). Производственный комплекс обустроен по последнему слову техники. Две сборочные линии имеют единую зону функциональных испытаний с множеством проверочных стендов. На каждой из двух линий каждые 90 секунд собирается один котел.
Для укладки продукции на поддоны, упаковки и маркировки, для хранения или отправки используется полностью роботизированная производственная линия. Вся информация о продукте считывается с этикеток на упаковке, после чего определяется, на какую линию упаковки нужно отправить котел, какой поддон выбрать и в какое количество рядов можно штабелировать данный тип котлов.
Общая максимальная производительность завода на сегодняшний день составляет 200 тысяч котлов в год. На будущее уже предусмотрено место для двух дополнительных линий, чтобы увеличить производительность до 400–500 тысяч котлов в год.
В прошлом году также было налажено производство конденсационных котлов под торговой маркой De Dietrich с номинальной мощностью до 2,8 МВт в единичном исполнении и возможностью каскадных решений свыше 20 МВт.
Шаг вперед к автоматизации. Готовность к «Индустрии 4.0»
При проектировании и строительстве данного завода были использованы передовой опыт и знания всех подразделений Группы BDR Thermea по всему миру.
С целью сохранения данных и мониторинга выполнения ежедневного плана каждая рабочая станция оснащена сенсорным экраном, подключенным к системе управления производством.
В инновационных лабораториях инженеры RnD-центра (отдел разработок) создают и тестируют оборудование, искусственно создавая различные режимы по температуре (от –30 °С до +40 °С) и влажности.
В июне этого года Центр компетенций BDR в Китае был удостоен сертификата муниципального Центра высокотехнологичных исследований и разработок Jiaxing (Цзясин) 2023.
Условия труда
При строительстве завода и офисного центра при заводе, при организации работы внимательно отнеслись к сотрудникам, которые участвуют в изготовлении и сопровождении продукции. Бережливое производство и комфортная безопасная среда стали важной частью корпоративной культуры компании не только на заводе, но и в офисных помещениях комплекса. Установленная автоматика и ответственные сотрудники поддерживают комфортный климат и строго следят за соблюдением норм температуры, влажности и скорости движения воздуха.
Хочется отметить дружескую атмосферу и единение китайской команды BDR Thermea. Коллеги не только вместе работают, но и активно занимаются спортом, организуют совместные тренировки и командные соревнования по бадминтону и настольному теннису.
Стратегические сессии
Во время деловой поездки состоялся целый ряд внутренних совещаний сотрудников российского и китайского подразделений BDR Thermea Group. Были обсуждены вопросы по всем основным направлениям работы: стратегия и развитие бизнеса, коммерческие показатели и каналы дистрибьюции, логистика и маркетинг, введение новых продуктов и прогноз изменений HVAC-индустрии (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).
Обмен опытом, профессиональное личное общение и налаживание коммуникации двух подразделений BDR Thermea Group будут способствовать выстраиванию долгосрочных и эффективных партнерских отношений в будущем и окажут позитивное влияние на устойчивость бизнеса компании «БДР Термия Рус» в России.
Инновации и незабываемые впечатления
Благодарим коллег из отдела маркетинга китайского подразделения BDR Thermea Group за знакомство с инновационным флагманским Центром впечатлений, за прекрасную экскурсию на теплоходе по вечернему Шанхаю с видом на сияющие огнями небоскребы и исторические памятники.
Китай завораживает, удивляет и поражает своим стремительным развитием.