Разработка инновационных технологий для получения материалов из опал-кристобалитовых пород и устройств для повышения устойчивости сооружений на мерзлоте
Опал-кристобаллитовые породы широко распространены в Западной Сибири. Их использование в качестве сырья для строительных материалов для улучшения надежности при эксплуатации объектов на сезонномерзлых и сезонноталых грунтах не проводится. Применение материалов с такими уникальными характеристиками позволит существенно изменить качество оснований авто- и железных дорог, любых других объектов на грунтах, подверженных сезонному промерзанию и оттаиванию пород. Для исследования свойств строительных материалов из опал-кристобаллитовых пород создана лаборатория в ТюмНЦ РАН, проводятся эксперименты на автомобильных дорогах на юге Тюменской области и в Ямело-Ненецком округе (арктической зоне). В дальнейшем планируется существенно расширить спектр экспериментов за счет расширения лабораторной базы, увеличения объектов исследования при проведении строительства, совершенствования оборудования для производства строительных материалов и увеличения типов материалов с заданными эксплуатационными свойствами.
Инновационные строительные материалы из опал-кристобалитовых пород для условий как на талых, так и многолетнемерзлых грунтах арктической зоны РФ принципиально улучшают эксплуатационные свойства и качество оснований, фундаментов и строительных конструкций
Цель НИОКР Разработка инновационных материалов и технологий предотвращения воздействий криогенных процессов на объектах строительства.
Задачи
- Разработка методики проведения исследований. Обучение и подготовка персонала. Создание лаборатории по получению и исследованию инновационных строительных материалов из опал-кристобалитовых пород. Проведение экспериментов с образцами инновационных строительных материалов в процессе строительства и эксплуатации объектов на талых и мерзлых грунтах АЗРФ и юга Тюменской области. Подготовка статьи Scopus, WoS.
- Проведение исследований в лаборатории инновационных строительных материалов из опал-кристобалитовых пород. Подготовка патента на изобретение новых материалов. Подготовка документации на экспериментальное производство строительных материалов из опал-кристобалитовых пород. Подготовка статьи Scopus, WoS.
- Организация экспериментального производства строительных материалов из опал-кристобалитовых пород. Подготовка статьи Scopus, WoS. Подготовка патента на изобретение на производство и применение новых строительных материалов.
Изложение сущности и степени новизны НИОКР, а также преимуществ конечного инновационного продукта по сравнению с аналогами.
Получение теплоизоляционных материалов с заданными функциональными свойствами на основе опал-кристобалитовых пород АЗРФ и технологий предотвращения воздействия криогенных процессов на объектах строительства, разработка рекомендаций по их применению в АЗРФ.
Преимущества
- Наличие сырьевой базы опал-кристобалитовых пород в АЗРФ (Ямало-Ненецкий автономный округ) и на юге Тюменской област
- Щиирокая сфера применения инновационных материалов: автомобильные и железные дороги (применяется в насыпях, водоотводных лотках, дренажах и т.п.), теплоизоляция трубопроводов, получение высокопрочных бетонов и композиционных материалов.
Описание ожидаемого научного и научно-технического результата НИОКР
Исследование воздействия инновационных материалов на свойства сезонномерзлых и сезонноталых грунтов для предотвращения неблагоприятных и опасных криогенные процессов при строительстве в АЗРФ. Создание экспериментального производства инновационных материалов.
Описание возможностей реализации инновационного проекта на территории Тюменской области (включая описание возможности открытия производства и создания рабочих мест, оказания услуг и производства новой продукции)
Перспектива применения инновационных теплоизоляционных материалов из местных сырьевых ресурсов охватывает как АЗРФ, так и юг Тюменской области, т.е. районы с сезонным оттаиванием или промерзанием грунтов. Объектами строительства являются автомобильные и железные дороги (применяется в насыпях, водоотводных лотках, дренажах и т.п.). Для производства инновационных строительных материалов требуются новые производственные мощности и квалифицированные специалисты.
Описание имеющегося задела для НИОКР
Наличие публикаций WOS, Scopus, защита кандидатской диссертации, лабораторное моделирование технологий получения инновационных теплоизоляционных материалов из опал-кристобалитовых пород и технологий предотвращения воздействий криогенных процессов в грунтах. Проведение натурных экспериментов на юге Тюменской области в сезонномерзлых грунтах и в Ямало-Ненецком округе – в сезонноталых грунтах.
Степень влияния результатов проекта на выполнение показателей ПРОУ и приоритетного проекта «Вузы как центры пространства создания инноваций» (на какие показатели и какими действиями результаты проекта влияют)
Публикации WOS, Scopus, РИНЦ, патенты, практикумы студентов в лаборатории моделирования и на экспериментальном производстве инновационных теплоизоляционных материалов.
Научный коллектив
- Мельников Владимир Павлович, Руководитель, Д.г-м.н., академик РАН, Зав. кафедрой криологии Земли, Руководитель и соавтор научных и прикладных разработок по теме исследований, производства и применения строительных материалов из опал-кристобалитовых пород, публикации Web of Science и Scopus, патенты.
- Иванов Константин Сергеевич, к.т.н., В.н.с., ТюмНЦ РАН, Проведение экспериментов в лаборатории и в дорожном строительстве. Руководство защищенной диссертационной работой. Публикации Web of Science и Scopus, патент.
- Иванова С.Ю., Н.с., ТюмНЦ РАН, Проведение экспериментов в лаборатории и в дорожном строительстве.
- Галямов Д.Р., Аспирант ИКЗ, Проведение экспериментов в лаборатории и в дорожном строительстве, публикации РИНЦ.
- Лукьянчиковова Ю.Н., Н.с., ТюмНЦ РАН, Проведение экспериментов в лаборатории.
