МОЛОДОЙ УЧЕНЫЙ ИЗ АРХАНГЕЛЬСКА РАЗРАБОТАЛ...

Просмотров: 254
Средняя оценка: 0.00
Комментариев: 0
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.

 

Информация об источнике


Ключевые слова: Молодой ученый из Архангельска разработал «зеленый» стройматериал из отходов,
Описание: