Как применяют нанотехнологии в строительстве

Официальным началом развития нанотехнологий в России считается создание корпорации "Роснано" в 2007 году. Однако уже за несколько лет до этого на кафедре технологии строительных материалов и метрологии Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета (СПбГАСУ) были разработаны и внедрены в производство нанодобавки, существенно улучшающие характеристики бетона. О том, как работают нанотехнологии в строительстве, мы поговорили с заведующим кафедрой, доктором технических наук, профессором Юрием Пухаренко.

Юрий Пухаренко: Мы работаем над созданием наномодифицированных смесей примерно с 2003 года, то есть мы начали раньше, чем на это направление обратили внимание в масштабах всей страны. Однако в строительстве приходится говорить в первую очередь не о размере частиц, а о соотношении основного вещества и специальных добавок: вводим мизерное количество, а получаем макроэффект.

Примерно в 2003-2004 годах мы разработали и внедрили способы получения специальных наномодификаторов. Их вводят через целевые добавки буквально миллиграммами, но это позволяет решать самые разнообразные задачи, которые ставят перед нами строители.

Сейчас на базе кафедры с участием других подразделений университета, регионального отделения РААСН и передовых предприятий строительной индустрии Санкт-Петербурга создан Научно-образовательный центр (НОЦ) "Эффективные строительные материалы, конструкции и технологии для уникальных зданий и сооружений". А созданием новых наномодифицированных композитов занимаются в научной школе "Наноструктурное модифицирование и дисперсное армирование строительных изделий и конструкций".

То есть ваши разработки сразу попадают к строителям?

Юрий Пухаренко: Мы работаем в тесной связи с реальным производством, потому что заниматься тем, что никому не нужно, не имеет смысла. Например, в настоящее время на российском строительном рынке отмечается острая нехватка цемента. Такое уже было в 2004-2005 годах, и тогда наши добавки помогли предприятиям, с которыми мы сотрудничаем, существенно улучшить качество бетонной смеси и уменьшить расход цемента, тем самым преодолев его дефицит.

Но ведь внедрение новых технологий - это всегда дорого?

Юрий Пухаренко: "Сколько это будет стоить?" - такой вопрос нам всегда задают руководители строительных фирм. А мы отвечаем, что наши методы не просто не дороже - они дают экономию во времени, в расходе строительных материалов, то есть удешевляют производственные процессы.

Могут ли ваши разработки использоваться при импортозамещении?

Юрий Пухаренко: Разработкой наномодификаторов сегодня занимаются во многих странах, появляются их новые разновидности, например наноцеллюлоза, которой заинтересовались специалисты в Словакии, Испании, разумеется, в Китае. Однако они пошли по пути добавления двух-пяти процентов добавок от массы основного вещества, и у них мало что получилось. А нам помог опыт работы с углеродными наночастицами. Расчеты показали, что их нужно доли процента - примерно десять в минус четвертой степени. Ведь энергия зависит от площади поверхности, а у наночастиц она в совокупности огромная, и это дает интересный эффект, который в данном случае выражается в ускорении твердения, повышении прочности, снижении усадки и водопоглощения цементных систем - а это, как известно, увеличивает долговечность и эксплуатационную надёжность материалов.

Над чем еще вы работаете?

Юрий Пухаренко: Наноструктурное модифицирование и совершенствование фиброармированных бетонов - основные направления нашей работы. Однако сейчас мы планируем создать лабораторию архитектурного материаловедения. Она также будет решать прикладные задачи, связанные с сохранением объектов культурного наследия, прежде всего в Санкт-Петербурге.

Кстати

Разработки Юрия Пухаренко и его коллег, связанные с наноструктурным модифицированием бетонных смесей, широко используются в Санкт-Петербурге и Ленинградской области при строительстве мостов и путепроводов. В частности, наномодифицированные бетонные смеси применялись при строительстве второй очереди КАД и Западного скоростного диаметра.

Реклама

СПбГАСУ