В декабре 2017 года по итогам конкурса «У.М.Н.И.К.» (участник молодежного научно-инновационного конкурса) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере эксперты отметили 13 проектов молодых омских ученых и рекомендовали их для финансирования
Победители получат по 500 тысяч рублей на реализацию своих идей. «Коммерческие вести» продолжают знакомить читателей с авторами наиболее интересных проектов.
Ремонт дорог в декабре – это уже не анекдот, а реальные возможности современных технологий дорожного строительства. «Разработка материалов для зимнего ремонта автомобильных дорог на основе золошлаковых смесей» – так назывался проект победителя конкурса «УМНИК» аспиранта СибАДИ Александра ЛУНЕВА. О том, какие проблемы можно решить при помощи инновационных материалов, автора расспросила корреспондент «КВ» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Александр Александрович, неужели появились методы ремонта дорог зимой или это не касается условий Сибири?
– Большинство современных технологий зимнего ремонта требует высокого нагрева асфальтобетонных слоев. Наша же основана не на битумах, а на жидком стекле, в которое вводятся противоморозные добавки. Теоретически, варьируя содержание добавок, можно добиться отвердения при температуре до – 30 градусов. Жидкое стекло не нужно нагревать, оно само по себе имеет текучее состояние.
– Но жидкое стекло будет ложиться на традиционный асфальтобетон… Как они взаимодействуют?
– В этом и состоит особенность. Если обычный битум слипается с ремонтным покрытием за счет нагревания, то жидкое стекло проникает в микротрещины и в процессе кристаллизации закрепляется в них, создавая достаточно сильную адгезию.
– А весной, при оттаивании, что произойдет?
– Материал на холоде не кристаллизуется, как вода, а твердеет за счет кристаллической структуры и образует монолит. Поэтому данную смесь можно использовать для ремонта не только асфальтобетонных покрытий, но и цементобетонных, что является инновацией.
– Речь идет только о ремонте трещин в дорожном покрытии? Расскажите, как будет выглядеть весь процесс?
– Трещины как раз заливают битумом, забивать в них смесь будет достаточно трудоемко. Мы ориентируемся в основном на ремонт выбоин. Сейчас подрядные организации часто забивают их снегом, так дорога повышает свои эксплуатационные свойства, но весной, когда все оттаивает, наблюдается разрушение дорожного покрытия. Наша же смесь позволит выполнять своевременный ремонт, чтобы не допускать развития повреждения.
В выбоину заливается жидкое стекло с различными противоморозными агентами, затем вносится двухкомпонентная сухая смесь из золошлаков и цемента. За счет оптимально подобранного гранулометрического состава (по крупности частиц) происходит капиллярное поднятие. Слои до шести сантиментов поднимаются буквально за 5– 10 минут, и происходит отвердение. При этом материал незначительно нагревается, поэтому небольшое количество льда в выбоине тает.
– Какие выбоины подлежат ремонту?
– До 6 – 7 см толщиной. Площадь не так важна. Возможна двухслойная методика, но она пока нами не отработана.
– Использование золошлаков – это веяние времени или они действительно играют важную роль в данной рецептуре?
– У них есть как назначение экологического характера – на территории РФ огромное количество золошлаков (около полутора миллиардов тонн), так и положительные особенности микроструктуры. В отличие от песчаных смесей золошлак имеет не окатанную, а шероховатую форму, которая дает более плотную связку.
– Вы уже проводили испытания материала?
– Были сделаны предварительные пробные ремонты – лабораторные. Готовили небольшие образцы и испытывали их на гидравлическом прессе на сжатие. Смесь оказалась слабее бетона, но прочнее асфальта в 2 – 3 раза. Были проведены опыты и в морозильной камере: оторвать застывшее в асфальте жидкое стекло мы не смогли даже долотом.
– Наверное, битый кирпич засыпать в выбоину проще и быстрее, чем двухкомпонентную смесь… Вы просчитывали экономическую целесообразность метода?
– Дело в том, что битый кирпич не выполняет главную функцию – не защищает от воды. В покрытие постоянно проникает лишняя влага, и грунт быстрее теряет свою несущую способность. Наш же материал водонепроницаемый, он может держаться на дороге 7– 8 лет вплоть до момента, когда битум состарится и асфальт начнет ломаться.
– А вы не рассматривали использование материала для полной замены верхнего слоя асфальта?
– Его основной экономический эффект достигается именно зимой. Для ремонта в холодное время года применяются в принципе и другие технологии: литой асфальтобетон (его используют в основном в Московской области, Санкт-Петербурге), корейские смеси на основе битума «Hard Rock». Но если сравнивать цены, то литой асфальтобетон стоит около 8 тысяч рублей, «Hard Rock» при закупке из Кореи – 54 тысячи за тонну, а наша смесь – около 4 тысяч. В корейской смеси интересно подобраны битумы: мы не смогли разгадать, что там намешано. Установить состав углеводородов можно, а вот технологию изготовления, пропорции не получается.
– Золошлаковые отходы в качестве материала для дорожного строительства исследуют уже лет 40, а вот построенных с их применением дорог единицы. Почему?
– Все дело в правовом статусе. Экологи считают, что золошлаки – это отходы, что по закону о недрах их нельзя применять, дорожники говорят, что нет ГОСТа для их использования (по крайней мере, в чистом виде) для насыпи земляного полотна. Но когда мы закупаем отход и создаем смесь, то получаем материал с соответствующей документацией. Вот на строительстве Западного обхода в Омске использовалась золоминеральная смесь. Но есть и прецеденты применения золошлаков в чистом виде.
Два года назад к нам обратились коллеги из Москвы, из дочерней организации «Интер РАО», по вопросу проектирования насыпи из золошлака. Мы выполнили расчеты, им удалось построить опытный участок на Каширской трассе. На транспортной развязке они утилизировали около миллиона кубометров золошлаков. В 2016 году мы делали расчеты подобного проекта в Люберецком районе Московской области. Так вот, там правовой вопрос решил губернатор Московской области: он дал указ использовать этот материал, и в техническое задание на проектирование дороги были внесены соответствующие изменения. А пробивать эту тему снизу не получается.
– Как возникла идея создания материала для зимнего ремонта дорог?
– Я занимаюсь утилизацией золошлаковых отходов уже лет пять. Писал диплом по применению таких смесей в качестве материала для вертикальной планировки левобережных территорий. Там большие заболоченные территории, чтобы на них строить, необходимо выровнять и поднять. Песка в Иртыше уже практически не осталось, поэтому разрабатывалась идея использования золошлаков. Для кандидатской диссертации, которую пишу под руководством профессора СибАДИ Виктора Владимировича СИРОТЮКА, взял тему использования золошлаковых смесей для земляного полотна автомобильных дорог. Момент вдохновения случился, когда в 2016 году в Новосибирске в холод пытались отремонтировать покрытие с помощью золобетонной смеси. Сделали в Академгородке кусочек дороги, собрали журналистов, губернатора, дали кучу интервью, а по весне участок «растаял».
– Почему?
– Они сегодня положили, а на следующий день температура – 20. Цемент затвердел – все порадовались. А веной он растаял, потому что бетон зимой не твердеет, в нем просто вода кристаллизуется. Идея хорошая, золобетоном можно ремонтировать дороги низких категорий, но летом. Мы решили их задумку немного доработать.
– Как планируете развивать проект дальше?
– Сейчас главная задача – подобрать рецептуру, сочетание компонентов, понять, как морозозащитные агенты влияют на кристаллизацию жидкого стекла, и выявить процентное соотношение всех компонентов. Грант «У.М.Н.И.К.а» пойдет в основном на покупку оборудования и проведение исследований.
– Александр Александрович, а как видите коммерциализацию проекта?
– На этапе подготовки заявки мы плотно работали с кластером по утилизации золошлаков, который организовала ГК «Основа Холдинг». Она сама использует золошлаковые материалы при изготовлении блоков Вармит и Сибит. Планируем работать с кластером и дальше. Я в качестве юридического лица надеюсь сотрудничать с ним и производить данные смеси.
– Насколько это предприятие может быть прибыльным?
– Когда я летом обсуждал свой проект с министром транспорта РФ, он сказал, что сегодня необходимо создавать что-то новое, потому что гарантийные обязательства по ремонту дорог будут ужесточаться.
– Вы общались с федеральным министром?
– Участвовал в конкурсе «Моя страна – моя Россия», и как победителю в категории «Транспорт» мне дали возможность поговорить с Максимом Юрьевичем СОКОЛОВЫМ. Ему был представлен макет проекта.
– А кроме беседы с вип-персоной, другие награды были?
– Наградные часы с гравировкой от Министерства транспорта. Вот ношу их – приятно, престижно.
– Ваш выбор профессии не случаен?
– У меня дед всю жизнь проработал инженером, строил дома, в том числе тот, где я жил, поэтому у меня изначально была тяга к кранам, стройкам.
– Почему же вы пошли в дорожное строительство?
– Воля судьбы (смеется). Я при поступлении вместо ПГС поставил «галочку» на АДМ. И ни капли пока не пожалел.
– Чем занимаетесь в свободное время?
– Пару лет назад увлекся моделированием: собираю модели кораблей из дерева, пластика, раскрашиваю. Любимая – шхуна Harvey 1847 – однопалубная, 12-пушечная. Самая первая модель, очень много труда в нее вложено. Только представьте: пушечка размером с ноготок состоит из восьми деталей.
СПРАВКА
Александр ЛУНЕВ родился 18 мая 1993 года в Омске. В 2010 году окончил школу № 149 (при СибАДИ) и поступил на факультет «Автомобильные дороги и мосты» СибАДИ. В 2015 году получил диплом по специализации «Строительство автомобильных дорог и автодромов». В том же году поступил в очную аспирантуру СибАДИ. С 2016 по 2017 годы преподавал в СибАДИ.
Материал подготовлен при организационной и финансовой поддержке ООО «Омсктехуглерод»
