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.
Renga Software подготовила шаблон проекта для прохождения экспертизы
Технологии информационного моделирования поступательно развиваются в нашей стране. Об этом говорит и постоянный рост запросов от пользователей с просьбами разъяснить, как подготовить модель в Renga по требованиям той или иной региональной экспертизы. Чтобы помочь в этом вопросе, компания Renga Software подготовила для проектировщиков, работающих в Renga, пример шаблона, который поможет чётче понять все аспекты подготовки цифровой информационной модели к прохождению в экспертизе.
Первая часть этой большой работы была создана при поддержке пользователей Renga. Проектная компания ООО «КС-Девелопмент» (г. Ростов-на-Дону) предоставила свой проект в качестве основы для разработки шаблона. Стоит отметить, что первоначальный проект уже проходил госэкспертизу в формате проектной документации.
Кроме этого, большую поддержку в процессе работы оказали специалисты отдела внедрения технологий информационного моделирования СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы» (г. Санкт-Петербург). Стоит отметить профессионализм сотрудников СПб ГАУ ЦГЭ – очень грамотные требования к ЦИМ.
Шаблон представляет комплект материалов, в который вошли:
- Модель многоквартирного жилого дома, смоделированная полностью в Renga.
- Файлы сопоставления типов и параметров, которые понадобятся для экспорта из Renga в IFC.
- Шаблон для создания проекта, настроенный по требованиям СПб ГАУ ЦГЭ, который в последующем можно передать на экспертизу в формате ЦИМ.
- Подробная инструкция по работе с шаблоном.
Эталонная модель
В качестве примера был взят проект односекционного многоквартирного жилого дома. Первым этапом была разработана модель архитектурных решений и базовая модель (модель строительных объёмов и зон), которая входит в состав ЦИМ, передаваемая на экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ в формате IFC.
Также данные модели представлены и в формате IFC.
Разработка проекта продолжается. На следующих этапах в модели будут появляться конструктивные решения, инженерное оборудование и системы.
Файлы сопоставления
Это правила, без которых формирование модели IFC по требованиям экспертизы не может быть осуществлено. Вместе с моделью также подготовлены файлы сопоставления типов и параметров для правильного экспорта в IFC.
Шаблоны проектов
На основе выполненных моделей, созданы шаблоны проектов для основной и базовой моделей. Они пригодятся для создания собственных проектов, которые будут проходить экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ.
Они формируют информационную модель по действующим на данный момент времени требованиям СПб ГАУ ЦГЭ (версия 3.0). Файлы сопоставления (для экспорта в IFC) настроены для работы именно с этой моделью данных.
Большой проект стартовал. Надеемся, что он послужит точкой опоры для многих проектировщиков и повысит уровень знаний по информационным технологиям. Первую часть уже можно скачать c сайта Renga Software. По мере разработки следующих разделов, комплект материалов будет обновляться. В перспективе он может быть масштабирован до требований других экспертиз.
В СПбГАСУ придумали новый метод для расчета трубобетонных конструкций
Специалисты СПбГАСУ разработали программу для расчета трубобетонных конструкций «обратным» методом. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022663635.
Трубобетонные конструкции применяются там, где есть высокие нагрузки, – при строительстве мостов и большепролётных зданий, в высотном строительстве. Благодаря своей внешней стальной оболочке трубобетонные конструкции позволяют ускорить строительство, поскольку на этапе возведения здания часть нагрузки, возникающей при монтаже, берёт на себя стальная труба. Другим важным преимуществом трубобетонных конструкций является повышенная несущая способность.
В современных нормативных документах трубобетонную конструкцию при внецентренном сжатии рассматривают как железобетонную. Григорий Белый, профессор-консультант кафедры железобетонных и каменных конструкций СПбГАСУ, и Алёна Ведерникова, старший преподаватель кафедры архитектурно-строительных конструкций СПбГАСУ, разработали более точный метод для ее расчета. Кроме того, этот метод ускоряет расчеты в несколько раз.
«Новый метод точнее, поскольку при каждом расчете учитывает фактическую жесткость. Он приближен к методам нелинейного расчета, как, например, в программе ANSYS. Вторая его особенность в том, что он обратный. В прямых методах неизвестна нагрузка и то, как поведет себя конструкция. В обратном методе меньше неизвестных. Мы задаем предельную деформацию, считая стержень абсолютно упругим, а потом выделяем фактическую и фиктивную нагрузку в общем упругом загружении. У нас простая форма расчета – маленькая таблица в Exсel и лаконичный программный код. Такая форма удобна, наглядна и еще не применялась для решения подобных задач», – прокомментировала Алёна Ведерникова.
В настоящий момент пройден этап регистрации второй версии программы.
