На форуме в ИРНИТУ обсудили применение химии в строительстве

В ИРНИТУ 14 мая состоялась Всероссийская конференция «Строительная химия. Технологии и оборудование». Студенты подготовили доклады, посвященные модернизации энергоконтейнеров, 3D-печати бетоном, модификации битумов, подбору безопасных антисептиков для древесины, химической утилизации строительных отходов.

Форум курировала кафедра инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения во главе с Михаилом Толстым. Мероприятие в гибридном формате объединило студентов из ИРНИТУ и НИ ТПУ (Томск). Многим из участников предстоит строить нефтегазопроводы и нефтегазохранилища, проектировать системы вентиляции и водоотведения.      

Открыла форум начальник управления научной деятельности Елена Панасенкова. Она подчеркнула, что строительство является одной из важнейших отраслей промышленности Приангарья. Существование индустрии невозможно без химии. С развитием отраслевых технологий появляются вопросы и проблемы, которые предстоит решать молодым исследователям, в том числе участникам конференции.

Директор Института архитектуры, строительства и дизайна Виталий Пешков также назвал строительство локомотивом экономики. Он напомнил о том, что четыре года назад политех начал готовить бакалавров по программе «Проектирование, строительство и эксплуатация нефтегазопроводов и нефтегазохранилищ». Эта специальность тесно связана со строительной химией. Чтобы расширить свои компетенции, в том числе исследовательские, студентам важно участвовать в подобных мероприятиях.

Соорганизатором события является профессор кафедры химической технологии им. Н.И. Ярополова Светлана Дьячкова. Она ведет у студентов занятия по курсу «Химия нефти и газа». По её словам, тема форума крайне актуальна, поскольку химия стройматериалов касается многих отраслей  промышленности: 

«Новые результаты, достойные мирового уровня, появляются на стыке наук. Это мы видим на примере данной конференции. Сегодня особенно перспективны такие направления, как 3D-печать в строительстве, разработка новых композитов, сорбентов, битумов, красок, а также полимеров, обладающих «памятью»».

Участников форума приветствовал профессор, заведующий кафедрой городского строительства и хозяйства Виктор Чупин. Отметив, что  строительная химия - активно развивающаяся высокотехнологичная отрасль, он пожелал докладчикам успешного выступления, а организаторам - сделать форум ежегодным.

Студент выпускного курса Роман Лызин в рамках программы «Стартап как диплом» представил проект, посвященный использованию микробнотопливного элемента (МТЭ) в энергоконтейнере. Проектом заинтересовалась иркутская компания «Инженерный центр». Исследование основано на способности МТЭ преобразовывать химическую энергию органических веществ в электричество. Роман Лызин, Михаил Толстой, а также их коллеги из Байкальского музея СО РАН провели тематические эксперименты. Они добавляли бактерии в осадки стоков душевых, тем самым, получив электрический ток для нагрева воды и освещения.

Проект Романа Лызина тесно связан с мобильным энергоконтейнером, созданным ранее учеными ИРНИТУ для автономного обеспечения электричеством удалённых территорий. Установка включает в себя комплекс ячеек, задача которых - очистка питьевой воды и сточных вод, обеспечение горячего водоснабжения, генерация и накопление электроэнергии. МТЭ, помещённый в контейнер, преобразует энергию за счет анодной камеры.

 Новизна исследования Романа заключается в использовании осадка сточных вод для получения дополнительной энергии. Даже небольшое количество тока позволит поддерживать автоматизацию установки, используя её для подзарядки сотовых телефонов и освещения.

Аудиторию привлёк доклад Евгения Путейчева и Романа Рахвалова, рассказавших о преимуществах нафтената меди при обработке древесины строительных конструкций. По словам политеховца, дерево незаменимо при возведении опор ЛЭП, свай, мостов, шпал. Чтобы уберечь природный материал от разрушения, его пропитывают специальными составами. В качестве антисептиков ранее часто использовали креозот (продукт перегонки дёгтя) и медный купорос. Однако креозот обладает канцерогенными свойствами и относится к веществам высокого (2 класса) опасности, а медный купорос стоит недорого, но быстро вымывается.

Достойной, а главное – безопасной альтеративой, как утверждают студенты, является нафтенат меди. Это вязкая темно-зелёная паста на основе медных солей нафтеновых кислот. Нафтенат меди гидрофобен, имеет 4 класс опасности (в США его применяют при изоляции водопроводных систем). Опоры ЛЭП, пропитанные такой пастой, при контакте с грунтом сохраняются до 65 лет. Для сравнения: срок службы таких конструкций, пропитанных креозотом, не превышает 54 лет, а при нанесении водных антисептиков - максимум 20 лет.

Максим Киселёв и Роман Кочаев рассказали о применении 3D-печати в строительстве. Как отмечают студенты, существует три вида нанесения «строительных чернил». Базовый метод (экструзия с послойным формированием) предполагает укладку смеси валиками. Не менее интересно распыление, когда на обрабатываемую поверхность наносят композит из песка и вяжущего. Благодаря этому удаётся получить изделия с самой замысловатой геометрией и разнообразным рельефом. Третьим способом является селективное лазерное спекание, когда луч лазера плавит песчинки, формируя твёрдые объекты с особой детализацией.

В последнее время популярны печать при помощи геополимеров, пенобетонов и полимеров. Из полимерных материалов делают несъёмную опалубку, малые архитектурные формы и объекты городской инфраструктуры, включая шумозащитные экраны. Такая 3D-печать популярна за рубежом. Например, в Германии напечатали двухэтажное здание за 100 часов. В США (штат Техас) строят малоэтажный комплекс, где на создание стен одного дома уходит около трёх недель.

Второкурсницы Анастасия Бутькунова и Яна Острикова представили обзорный доклад об использовании битумов в строительстве. По информации авторов, обычный битум хрупок на морозе обладает низкой теплостойкостью и слабой прочностью. Повысить его качество и увеличить срок службы позволяет модификация. Так, в южных регионах с влажным и жарким климатом в нефтепродукт добавляют атактический полипропилен. Это делает стройматериал идеальным для производства кровли. В дорожном строительстве, на аэродромных покрытиях и мостах оптимально использовать СБС-модификацию синтетическим каучуком.

Анастасия Бутькунова и Яна Острикова учатся проектировать и обслуживать нефтепроводы и хранилища. О свойствах битумах они много узнали на лекциях Светланы Георгиевны Дьячковой по «Химии нефти и газа». Это важно, поскольку в будущем им придётся сталкиваться с битумами, которые применяют для гидроизоляции трубопроводов. Студентки признаются, что благодаря занятиям и подготовке к форуму они сделали первый шаг в науку. В следующем семестре Анастасия и Яна планируют углубить исследования, сделав их прикладными.

Мы в популярных социальных сетях