Проект «Инноваторы» выходит при поддержке ООО «Омсктехуглерод», высокотехнологичного предприятия, имеющего свой научно-технический центр и понимающего важность продвижения молодых ученых.
Подведены итоги конкурса «УМНИК–2022». Одним из победителей, который получит грант в размере 500 тысяч рублей на реализацию проекта, стал аспирант СибАДИ Александр ЯВИНСКИЙ. Он создает гидрофобизирующую добавку для бетонов с золой гидроудаления. Из чего будет изготовлена добавка, как она повлияет на качество бетонов и что даст сочетание ее с золой, обозреватель еженедельника «Коммерческие Вести» Анастасия ИЛЬЧЕНКО узнала у автора проекта.
– Александр, расскажите о вашей добавке. Чем она отличается от существующих?
– Гидрофобизирующие добавки используются для снижения водопоглощения бетона и других строительных материалов. Они увеличивают морозостойкость. Обычно для этих целей служат битумы, мастики или другие добавки, которые производятся из «чистых» химических материалов. Но это дорого. Добавка, которую предлагаем мы, изготавливается из отходов маслопроизводства – жирных кислот и соапстока (отходы, образующиеся в процессе щелочной рафинации растительных масел и жиров). Синтезируя их, мы получаем состав, себестоимость которого дешевле аналогов. Без потери качества.
– Какую роль играет зола? Почему именно зола гидроудаления?
– Это зола удаляется на ТЭЦ в виде пульпы – вместе с водой. Отсюда и название. Но чаще всего говорят о золошлаковых отходах. Использование золы – это еще один способ сэкономить. Я планирую снизить стоимость материала, уменьшив долю цемента в бетоне, заменив часть его золой. Но поскольку зола имеет и негативные свойства, то их нужно компенсировать. Максимально дешево это можно сделать при помощи введения добавки на основе маслоотходов. В итоге получится комплексная переработка отходов.
– Какова готовность проекта на данный момент? Только идея или уже есть цифры?
– Мы синтезировали несколько опытных образцов добавок из разных материалов, нашли рациональное количество добавки. Пока делали образцы, используя золу и цемент, т. е. без бетона. Дело в том, что он при испытаниях формуется в большие образцы – кубики со стороной 10 см, а когда нет щебня и песка в качестве заполнителей, можно делать образцы по 2 см. Пока нам достаточно таких, поскольку для начала важно определить, насколько добавка работает. Сейчас смотрим за водопоглощением цементного камня: опускаем образец в воду и наблюдаем, насколько он стал тяжелее, какое количество воды впитал, сравниваем с контрольным образцом – без добавки. На данный момент видим, что у образца с добавкой водопоглощение уменьшается. Это значит, что она работает.
– Сколько на килограмм цемента требуется маслоотходов, чтобы продукт приобрел гидрофобизирующие свойства?
– 1% от массы цемента. При увеличении количества добавки ощутимого эффекта не будет, а при уменьшении – она не так хорошо работает.
– Какие еще свойства придают цементу маслоотходы? Подозреваю, что он начинает затвердевать позже.
– Мы же вводим не чистое масло, а синтезированную из него добавку. Маслоотходы – это равноценная альтернатива существующим добавкам для строек. В ходе эксперимента мы поняли, что с добавкой сроки схватывания цемента уменьшаются, то есть смесь может дольше сохранять подвижность, что позволяет транспортировать ее на большие расстояния.
– Где будет использоваться ваша разработка?
– Я хочу, чтобы из этого материала изготавливали дорожные плиты, и все испытания провожу под ГОСТ для дорожных плит. Кроме них можно делать поребрики, бордюры. Все это можно производить на заводах ЖБИ круглый год и не задумываться о сроках схватывания, о транспортировке материалов.
– Как планируете коммерциализировать проект? Часто слышу, что золошлаковые отходы выгодно использовать, но есть и другая точка зрения: экс-министр дорожного хозяйства региона Динар КУРМАНОВ считает, что экономический эффект будет,только если золоотвал расположен в радиусе 30 кмот строящейся дороги.
– Поэтому я и решил, что необходимо предприятие, работающее круглый год и находящееся недалеко от ТЭЦ, чтобы можно было транспортировать материал без лишних затрат. Большинство производств, которые работают с золой, ее еще и подготавливают к использованию. В моей разработке зола применяется в состоянии естественной влажности, без подготовки, чтобы не увеличивать затраты на сушку, перевозку, измельчение. А транспортировать готовые дорожные плиты – это вполне рентабельно. Мы рассчитываем снизить стоимость производства дорожных плит на 15-20%. Да, не так уж и много, однако при этом мы вовлекаем в производство достаточное количество отходов, таким образом улучшаем не только экономические показатели, но и экологические. Сейчас готовятся законопроекты по применению в России вторичных ресурсов, поэтому рано или поздно мы все равно придем к использованию той же золы.
– Планируете создать предприятие для производства дорожных плит? Какое оборудование потребуется?
– Сам я пока не собираюсь открывать предприятия. Существующие железобетонные заводы могут использовать для производства бетона по нашему рецепту свое обычное оборудование, т. е. дополнительные затраты не потребуются. Золу можно использовать так же, как песок, который они применяют сегодня, и добавки вводятся, как и любые химические – в процессе замешивания бетона.
– А сколько килограммов маслоотходов требуется для строительства, например, 1 км бетонной трехполосной дороги? Достаточно ли у аграриев маслоотходов для этого?
– На производство дорожных плит существующих отходов наверняка хватит, потому что они мало где применяются и зачастую просто сливаются. А при синтезе добавки их нужно не слишком много: условно на 400 кг цемента 4 кг добавки. А ведь она не на 100% состоит из масла, в ней есть и другие компоненты, таким образом, получается немного. На километр трехполосной дороги потребуется примерно 2 тонны добавки.
– На что вы потратите грант?
– Конечно, нам нужно оборудование: те же формочки, камеры нормального твердения. Будем закупать цемент, щебень, песок, химические добавки.
– Вам предстоит еще год работы. Какие цели ставите?
– Будем изучать влияние тепловлажностной обработки на образцы. На производстве, конечно, никто не ждет 28 суток, пока бетон затвердеет, поэтому применяется тепловая обработка изделия, ускоряющая процесс твердения. Бетон помещают в камеру, где пропаривают. После нее продукт уже готов к использованию. И нам нужно посмотреть, насколько изменится прочность наших изделий при тепловлажностной обработке, как поведет себя добавка. Хотим убедиться, что она не придаст бетону негативных свойств. Пока это самое главное. Конечно, дальше будем изучать и морозостойкость, и водостойкость, и водопоглощение, и прочность.
– Давно занимаетесь данной темой?
– Уже 4 года, с тех пор как начал учиться в магистратуре СибАДИ. В данный момент учусь в аспирантуре и готовлюсь к защите кандидатской диссертации по использованию золошлаковых отходов. Данные, полученные в ходе выполнения гранта, будут запатентованы и использованы в диссертации.
– Они уже получены? На что оформлены патенты?
– Технология получения масла уже расписана, но патентовать ее, пока не окончены все испытания, я не хочу. Первый патент будет на производство самой добавки, т.е. на процесс, второй – на состав бетонной смеси.
– Чем увлекаетесь в свободное время?
– Я преподаю в СибАДИ, а также работаю в «Центре компетенции в сфере использования вторичных материальных ресурсов в строительной отрасли», которым руководит Александр Александрович ЛУНЕВ. Мы занимаемся изучением золы, шлака, фосфогипса и других техногенных отходов. У меня очень много работы. И мне нравится то, что я делаю, поэтому ухожу домой всегда поздно.
Биография
ЯВИНСКИЙ Александр Викторович, аспирант СибАДИ
Александр ЯВИНСКИЙ родился 1 августа 1997 года в Омске. В 2015 году окончил лицей № 54 и поступил в СибАДИ. В 2019 году – в магистратуру, в 2021 году окончил ее с красным дипломом и поступил в аспирантуру СибАДИ. С 2022 года – инженер в Центре компетенции в сфере использования вторичных материальных ресурсов в строительной отрасли. С 2022 года работает преподавателем в СибАДИ.
Проект «Инноваторы» выходит при поддержке ООО «Омсктехуглерод».
