USD 08.11.2018 66.0918 +0.1006
USD ММВБ 20:22 67.2000  
EUR 08.11.2018 75.6817 +0.3659
EUR ММВБ 20:22 76.3385  
Нефть($) 18.12.2018 57.20 2.94
Нефть(p) 18.12.2018 3780.45 +199.77

Молодой ученый из Архангельска разработал «зеленый» стройматериал из отходов

Аспирант Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова Виктор Данилов получил легкий и прочный теплозвукоизоляционный строительный материал. Новая технология позволяет перерабатывать отходы с максимальной пользой и строить из нового материала недорогое, но качественное жилье, способное выдержать суровые условия северных регионов России.

Что делать с отходами производства и потребления в России и как переселить миллионы россиян из ветхого жилья? На сегодняшний день это две острые проблемы, которые необходимо решить в ближайшие годы.

Страна производит больше отходов, чем может переработать. Ежегодно в России образуется свыше 7 млрд. тонн отходов, из которых 90% отправляется бездарно гнить на полигонах и свалках, занимая гигантские территории, отравляя почву, воду и воздух. Площадь мусорных полигонов каждый год растет на 7-10 тыс. гектаров. Мощностей для переработки, чтобы не терять металлы, пластик, бумагу и прочее полезное сырье и экономить богатства страны, катастрофически не хватает. На всю Россию работает только пять мусоросортировочных комплексов и четыре мусоросжигательных завода. Причина бесхозяйственности – в несовершенной системе обращения с отходами, где нет ни планов по развитию «мусорной» инфраструктуры, ни внятных нормативов.

Подсчитав масштаб проблемы, власти и общественность забили тревогу – 2017 год указом президента России был объявлен годом экологии. Неповоротливая система стала потихоньку реформироваться. В том числе – за счет предписанного законом внедрения «зеленых» технологий на предприятиях. Это инженерные и производственные решения, которые сокращают количество отходов и выбросов в окружающую среду.

Переоборудование фабрик, комбинатов, заводов и рудников только в 2017 году обошлось почти в 140 млрд. рублей. Технологии эти дороги, и доступны не всем предприятиям, а только богатым лидерам отрасли.

Переработать или сжечь тоже можно далеко не все. Продолжить плодить горы отходов? Необязательно, если подойти к вопросу с научной точки зрения. Аспирант Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова Виктор Данилов изобрел инновационный стройматериал, который состоит из отходов, плохо поддающихся переработке.

Основа инновационного материала – сосновая кора, которую в избытке можно найти на деревообрабатывающих предприятиях севера, и базальтовая крошка – отход горнодобывающей промышленности, как связующий компонент. Из полиминерального песка, которым так богата Архангельская область, разработчик синтезировал огнезащитную добавку. Вода, как в случае с бетоном, превращает все компоненты в однородную смесь, из которой формируются готовые строительные блоки.

По данным Росприроднадзора, на территории страны ежегодно образуется около 5 млрд. тонн промышленных отходов, из которых 3 млрд. тонн приходится на добывающую промышленность. За долгие годы на территории страны накопилось 74 млрд. тонн неприкаянных отходов «промки».

Молодой ученый, не потратив почти ни копейки на компоненты, получил легкий и прочный теплозвукоизоляционный строительный материал. Новая технология позволяет не только с максимальной пользой перерабатывать отходы, но и строить из нового материала недорогое, но качественное жилье, в том числе – для суровых условий русского севера, а также дать оптимальную замену не особенно «чистому» бетону.

По данным Росстата 33% жилья (1,2 млрд. кв. метров) находится в крайне изношенном состоянии. Еще 5% (176 млн. «квадратов») – жилье, которое вовсе непригодно для проживания. То есть почти 40% жилья в России нуждается в ремонте, реконструкции либо сносе. При этом жилые здания, особенно в сложных климатических зонах, неумолимо ветшают, обрекая проживающих на средневековые условия существования.

Обновлять жилой фонд нужно быстро, качественно, при этом так, чтобы региональные бюджеты не уходили в глубокий минус. Строительный материал аспиранта САФУ Виктора Данилова призван решить этот вопрос – продукт дешев в производстве, но по качеству и потребительским свойствам соответствует строгим отечественным нормам строительства и высоким экологическим стандартам.

Разработка, дающая решение актуальных проблем России при минимальных затратах, стала финалистом на всероссийском инженерном конкурсе в области нанотехнологий – «ВИК.Нано – 2017». Мы побеседовали с автором технологии Виктором Даниловым, чтобы выяснить историю, значение и дальнейшие перспективы открытия.

Виктор, как вы пришли к этой разработке?

– После получения диплома специалиста я решил связать свою жизнь с научной деятельностью и поступил в аспирантуру – на кафедру композиционных материалов и строительной экологии. Видите, тут уже само название предопределяет характер будущих открытий. Мой научный руководитель в первый же год поручил мне разработать строительный материал из отходов, поставив жесткие условия: в составе не должно быть полимеров и компонентов, которые можно, условно, купить в магазине за деньги – как, например, тот же антипирен (жидкость или порошок для защиты от огня – прим. ред.). Все вторичное сырье – растительное и минеральное – предстояло самостоятельно добыть и синтезировать нужные компоненты в условиях наших лабораторий.

Как выбирали материалы? Почему именно кора и базальт?

– Я выбрал отходы, которые проще всего найти в моем регионе. В Архангельской области есть крупнейшее в России месторождение базальта Мяндуха – гора на берегу реки Онеги. Но в своей работе я использую отход добычи базальта – отсев, то есть некондиционный щебень, размером менее 5 мм. Он практически не используется в строительстве и складируется в отвалы.

В качестве отходов деревообработки я использовал кору сосны. Наши лесозаводы, разумеется, пытаются утилизировать, например, сжигать в ТЭЦ. Но с переменным успехом: у коры зольность выше, чем у древесины, и чтобы эффективно ее сжечь, нужно специализированное импортное, а значит, дорогостоящее оборудование. Технология производства стройматериала из кородревесных отходов придется очень кстати на лесоперерабатывающих производствах, не имеющих достаточных финансовых средств на модернизацию котельных.

Примечание редакции: установка современного котла для «чистой» утилизации коры и других древесных отходов (корьевой котел) обойдется предприятию в один млрд рублей.

Третий компонент – карьерный полиминеральный песок. Из него я синтезировал огнезащитную добавку полисиликат натрия. Она нужна затем, чтобы сделать древесную кору негорючей. Причем в дело идет не крупный качественный песок, а пылевидный, который по своим параметрам не годится для строительства. Последний компонент – вода.

Исходное сырье и образцы материала. Фото: предоставлено САФУ
 

А можно ли использовать другие отходы?

– Я полагаю, что можно использовать древесную кору других хвойных пород. В дальнейшем намерен испытать и другие горные породы, например, гранит. Нужны будут дополнительные исследования, чтобы понять, как изменения в составе скажутся на потребительских характеристиках материала.

И если вашу разработку повсеместно внедрят, какие острые задачи она решит?

– На мой взгляд, есть три основные задачи. Первая – это возможность строить доступное и экологичное жилье. Аварийного жилья много, и в Архангельской области и, как полагаю, в других регионах. А с помощью моего материала можно будет быстро и дешево строить. Даже в климатических условиях Севера.
Второе – утилизация отходов. Большое скопление коры на полигонах или отвалах – прямой вред для окружающей среды из-за ее частых возгораний. Как только начинается теплый летний сезон, эта проблема регулярно возникает.

Третье – переход на новые экологически чистые строительные материалы. Перед строительной отраслью стоит глобальная задача – постепенное ограничение объемов потребления и производства цемента, при котором в атмосферу выделяется колоссальное количество углекислого газа. Большинство материаловедов сейчас сходятся на том, что в будущем нам придется резко сокращать объемы его производства, а возможно даже полностью отказаться и переходить на что-то другое. В качестве одного из вариантов такой замены и выступает мой материал – в нем частицы коры связаны высокодисперсным базальтом, который уже успешно используется в строительстве.

Российский рынок строительных материалов на основе вторсырья и отходов производства пока что развит недостаточно. В других странах это уже давно является востребованным и актуальным. Нужно, чтобы практика рационального использования отходов в строительной отрасли закрепилась и у нас.

Образцы композита. Фото: предоставлено САФУ
 

Как долго проходили испытания материала?

– Они проходят уже пять лет, и продолжаются до сих пор. Чем больше я работаю с материалом, тем больше я о нем узнаю нового. Последние исследования показали, что на основе полисиликата натрия – моего антипирена, можно получать гидрофобные покрытия. На таких покрытиях вода не растекается, а скатывается в шарик, как на листе лотоса. Мне это пришлось очень кстати, и сейчас я работаю над внедрением данного покрытия в свой композит, чтобы сделать стройматериал водостойким.

Какова судьба «зеленой разработки», как считаете?

– Впереди у меня еще период апробации материала. На сегодняшний день есть партия образцов, которые я получил в лабораторных условиях. Сейчас же я планирую производство в промышленных масштабах, а получившимся материалом намерен утеплить, облицевать какое-либо помещение у себя в вузе. В Архангельске, при наших изменчивых температурах, мы и узнаем, как будет вести себя этот материал на практике.

В дальнейшем планируется, что на базе САФУ будет открыто малое инновационное предприятие, и на нем мы будем производить этот строительный материал. После – презентовать его на выставках, давать на испытания. На базе учебного заведения это сделать реальнее и быстрее, потому что университету легче договориться о поставке ресурсов – отходов производства.
Эксперты конкурса «ВИК.Нано» помогли мне с разработкой бизнес-плана – они считают, что мой проект, пожалуй, один из самых реализуемых и доступных. Безусловно, это вселяет в меня уверенность: все достижимо.

Все новости рубрики

    следующая
    следующая
    Все новости
    Наука
    YouDo в Санкт-Петербурге

    Лучшее в Петербурге

    Где в Петербурге купить необычные новогодние украшения

    «Санкт-Петербург.ру» выбрал пять мест, где продают отличные товары, которыми можно украсить елку или дом.

    Топ-5 старинных лифтов Петербурга, которые еще работают

    Возраст некоторых лифтов в Северной столице перевалил за сто лет, однако это не помеха для их работоспособности. Ценные породы дерева, чугунное литье, кожаное покрытие – это лишь некоторые атрибуты этих красавцев. «Санкт-Петербург.ру» рассказывает, где их можно найти.

    Жемчужины Эрмитажа: топ-8 экспонатов музея, которые нужно увидеть

    «Санкт-Петербург.ру» рассказывает о самых значимых экспонатах Эрмитажа, которые стоит увидеть каждому.

    Как это сделано

    написать письмо

    Как выбрать елку на Новый год

    Лучше выбрать живую или искусственную? На что обратить внимание при покупке? Что делать, если хочется самому срубить дерево? «Санкт-Петербург.ру» собрал несколько советов о том, как выбрать самую красивую елку.

    Проверено на себе

    Шесть главных марафонов мира: как пробежать и кто добежал

    В мире бега бесконечное количество стартов: от нескольких метров до тысяч километров, от стадионов до горных вершин. Забеги объединяются, разъединяются, меняют названия, дистанции, логотипы и спонсоров, но самой популярной серией марафонов уже несколько лет остается World Marathon Majors – шесть главных забегов мира, которые объединились, чтобы объединять других.

    Гид по Петербургу

    Топ-5 особняков на Невском, которые должен увидеть каждый

    Невский проспект – это сердце и главная артерия Петербурга. Он был заложен еще в 1710 году Петром I и имеет протяженность 4,5 км. На Невском огромное количество памятников архитектуры и неповторимых домов. «Санкт-Петербург.ру» сделал подборку особняков и дворцов центральной улицы города, которые отображают истинный стиль и дух Северной столицы.

    Пресс-релизы