Когда смыслом жизни становится строительное материаловедение

Доцент кафедры прикладной механики и материаловедения кандидат технических наук Валентин Шеховцов – один из успешных молодых ученых Томского архитектурно-строительного университета. Ведет активную исследовательскую работу, связанную с применением низкотемпературной плазмы для получения уникальных строительных материалов. Кроме того, преподает в ТГАСУ.

Вместе со своим наставником проректором по учебной работе профессором Олегом Волокитиным участвует в научных конференциях, заключает хоздоговоры, выигрывает различные конкурсы. Словом, в полной мере влился в исследовательскую и преподавательскую деятельность, причем весьма и весьма продуктивно.

«Ровняйсь! Смирно!» отменяются

Трудно поверить, но он мог выбрать совсем другую стезю, и ТГАСУ мог лишиться столь перспективного молодого ученого.

– Моя мама была учителем, отец – военный, – рассказывает Валентин Шеховцов. – Сначала решил пойти по стопам отца. Учился в кадетском корпусе, затем в летной школе в Барнауле. Однако по медицинскому предписанию пришлось оттуда уйти, поскольку были проблемы со зрением. Когда поступил на механико-технологический факультет ТГАСУ на специальность «Автомобили и автомобильное хозяйство», у меня было лишь общее понимание, что такое наука. А как эта наука делается, как за нее браться, было для меня загадкой.

В университете состоялась встреча, которая определила его дальнейшую судьбу как ученого и преподавателя.

– Мой научный консультант и руководитель Олег Геннадиевич Волокитин, – продолжает Валентин, – вел у нас дисциплину «Теория механизмов и машин». Он был молодой, очень интересно преподавал, мог по-настоящему увлечь исследовательской работой, поэтому проблем с предметом у меня не было. Как-то у нас зашел разговор о науке, об участии в конференциях, работе над экспериментами. Я заинтересовался, и он предложил поработать в лаборатории плазменных технологий при кафедре «Прикладная механика и материаловедение». Мне понравилось, особенно ставить эксперименты. И вообще, я больше тяготею к экспериментальной работе. Как говорится, эксперимент определяет все. Хочется анализировать, получать результаты. К тому же мне нравится работать руками. Потом Олег Геннадиевич начал постепенно подключать к работе на конференциях, я стал выступать с докладами.

Молодому ученому запомнилась первая конференция, в которой он участвовал. Организатором был Томский политехнический университет. Ее проводил известный ученый в области физики плазмы профессор Геннадий Ремнев, заведующий научно-производственной лабораторией импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий, ведущий научный сотрудник исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ. За свой доклад на первой в жизни научной конференции Валентин получил диплом. Потом он стал участвовать в научных конкурсах, которые часто выигрывал. За это получал стипендии, гранты.

Валентин очень благодарен своим учителям, которые не только дали знания и практические навыки, но и вложили душу, сделали из него настоящего ученого. Это Геннадий Георгиевич Волокитин, Олег Геннадиевич Волокитин, Нелли Карповна Скрипникова, Валерий Куприянович Чибирков.

– Сотрудники кафедры прикладной механики и материаловедения настоящие труженики, – не без гордости говорит Валентин Шеховцов, – в восемь утра приходим, в восемь вечера уходим. Поддерживает ли молодых ученых руководство вуза? Кто по-настоящему работает, занимается перспективными исследованиями, тех безоговорочно поддерживает. Кроме того, в ТГАСУ существует система кадрового резерва для подготовки кандидатских и докторских диссертаций. Это большое подспорье для научной молодежи.

И теория, и практика

В прошлом и позапрошлом году в жизни и научной карьере Валентина Шеховцова произошло два важных события.

В декабре 2019 года, в возрасте 27 лет, он защитил диссертацию «Физические процессы формирования микросфер на основе агломерированных тугоплавких оксидов в потоке термической плазмы» на соискание ученой степени кандидата технических наук. Работа связана с плазменными технологиями, получением с их помощью полых микрочастиц, которые можно использовать для создания новых строительных материалов. В диссертации органично сочетаются принципы фундаментальной и прикладной науки, в ней есть место как теоретическим изысканиям и расчетам, так и научным экспериментам.

В 2020 году произошло не менее важное событие. Молодежный коллектив ТГАСУ выиграл грант Российского научного фонда «Разработка научных основ плазменной технологии получения нано- и микроразмерных сферических частиц различной структуры, предназначенных для производства композиционных материалов алюмосиликатной группы».

Его руководитель – проректор по учебной работе профессор кафедры прикладной механики и материаловедения, советник РААСН Олег Волокитин. Соисполнитель – доцент этой же кафедры Валентин Шеховцов. Работа проводится в рамках президентской программы исследовательских проектов по разделу «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых». Ученые исследуют процессы получения с помощью низкотемпературной плазмы микро- и наноразмерных порошков, которые не производятся из силикатных материалов. В результате изысканий исполнители получат новые материалы с уникальными свойствами

– Сейчас идет второй год гранта РНФ, – поясняет Валентин. – Мы описываем физику и химию процессов получения нанопорошков алюмосиликатной группы. Третий, последний год гранта будет посвящен применению этих порошков для получения строительных материалов с заданными свойствами. Когда грант закончится, будем продолжать исследования низкотемпературной плазмы, находить способы применения плазменных технологий в строительном материаловедении. В частности, займемся высокотемпературной, термостойкой керамикой. Поскольку получение низкотемпературной плазмы очень энергозатратный процесс, ее применение должно быть обос­новано. Возможно, будем изучать золошлаковые и металлургические отходы с перспективой их утилизации и применения в строительном материаловедении. Будем исследовать и другие материалы.

На связи – Австрия

Сейчас на исследователей кафедры прикладной механики и материаловедения вышел крупный холдинг из Австрии, который специализируется на строительных материалах и смесях. Предлагают на базе ТГАСУ провести серию экспериментов в области плазменной обработки строительных материалов. Также кафедра активно налаживает сотрудничество с Институтом физики плазмы Академии наук КНР (Хэфэй, КНР).

Очевидно, что грант РНФ для молодого ученого далеко не последний. Как говорится, у Валентина Шеховцова с коллегами все впереди. Как сообщил герой нашего материала, итоги трехлетней работы по гранту лягут в основу будущей докторской диссертации.

Автор: Андрей Карыпов
Фото предоставлены пресс-службой ТГАСУ

От инвестиционных проектов до безопасной упаковки: студенты и школьники на научных площадках ТГАСУ предлагают решения серьезных вопросов

В рамках Pro Science недели в Томском государственном архитектурно-строительном университете прошел цикл научно-­образовательных мероприятий для молодых исследователей: международная научно-практическая конференция, бизнес-игра «Обоснование инвестиционного проекта развития инфраструктуры поселка индивидуальной жилой застройки», школьная научная секция.

Учесть интересы

В этом году в бизнес-игре приняли участие команды ТГАСУ и Сибирского федерального университета (Красноярск).

По правилам игры ребятам выдается легенда, по которой они и должны создавать свой проект. Каждый год легенда и условия игры разные, поэтому подготовиться заранее командам не удается. Тем и интереснее результат. В этом году бизнес-игра была посвящена проблеме формирования комфортной среды жизнедеятельности людей и повышения качества жизни населения. Актуальность проблемы обусловлена тем, что вокруг крупных городов стали расти поселки индивидуальной жилой застройки, в которых практически отсутствуют объекты социальной инфраструктуры, что сказывается на качестве жизни населения. Организаторы предложили следующую легенду: администрация региона объявила конкурс на подготовку проекта развития инфраструктуры поселка индивидуальной жилой застройки. Ребятам необходимо было учесть интересы сторон-партнеров. То есть повысить качество жизни населения поселка и улучшить качество жилой среды, при этом сделать так, чтобы частный инвестор получал постоянную прибыль с реализации данного проекта.

Красноярцы предложили построить в поселке, находящемся менее чем в десяти километрах от центра края, спортивный комплекс и развлекательно-торговый центр. Ребята предположили, что для занятий спортом в поселок будут приезжать жители не только заявленного поселения, но и окрестных населенных пунктов. Такую же роль отвели и развлекательному комплексу, где будут размещены игровые зоны, кафе, магазины и сетевой продуктовый супермаркет.

Томичи решили начать развитие большого коттеджного поселка близ города с постройки частного детского сада. Особенностью их проекта стала прилегающая к территории садика большая рекреационная зона. Она будет обу­строена и должна превратиться в зону отдыха и спорта на открытом воздухе для жителей поселка.

– Пять часов – срок небольшой, но главное, что за это время у наших студентов формируются представления о том, как создавать и защищать проекты. Они могут глазами профессионалов посмотреть на городское пространство, – отметила председатель оргкомитета доктор экономических наук, профессор ТГАСУ Татьяна Овсянникова.

Уже в науке…

Ровесник Pro Science недели в ТГАСУ – школьная научная секция, где помимо детей принимали участие студенты профильных техникумов. Секция традиционно побила рекорды по количеству докладчиков – 33. Что касается тематики, то она точно соответствовала статусу конференции – мультидисциплинарная.

География участников обширна: средние школы г. Томска № 33, 23 и 30, Мариинская школа № 3, Северская гимназия, Первомайская средняя школа, Томский политехнический техникум и так далее. Впервые свои доклады представили учащиеся Новокузнецкой гимназии.

Организаторы отметили практическую направленность и актуальность работ. Молодые исследователи представили разно­образные актуальные темы – от переработки крышек пластиковых бутылок и экономии электроэнергии в рамках одной улицы до вопросов финансовой грамотности и систем аварийного прогнозирования в нефтегазовой отрасли.

Особый интерес и живое обсуждение вызвали темы, касающиеся развития инфраструктуры устойчивого (зеленого) транспорта в Томске, начала карьеры, а также области строительства и оптимизации работы нефтегазовых станций.

– Подобные мероприятия дают многое ученым и начинающим исследователям. Это обогащение новыми идеями и опытом, укрепление научных контактов и договоры о сотрудничестве, – подвела итог Татьяна Овсянникова.

– Хочу выразить огромную благодарность нашим соорганизаторам и финансовым партнерам: Национальному объединению проектировщиков и изыскателей, СРО «Томское проектное объединение», научно-экспертному бюро «Аналитика». И конечно же, коллективу кафедры «Экспертиза и управление недвижимостью» ТГАСУ, который вот уже в одиннадцатый раз берет на себя все организационные хлопоты по проведению таких масштабных мероприятий.

Автор: Мария Корнева

Ученые ТГАСУ предлагают бюджетные технологии производства дорожных работ

Экспериментальный километр

Два года назад в томском предместье появились экспериментальные участки по ремонту автомобильных дорог, общая протяженность которых составляет около километра. В течение этого периода на трассе Богашево – Лучаново – Стеклозавод проводятся исследовательские работы, призванные без значительных финансовых затрат увеличить несущую способность дорожных конструкций.

Инициаторами проекта выступили администрация Томской области, ректор ТГАСУ Виктор Власов, ОГКУ «Томскавтодор», сотрудники и студенты ТГАСУ. В результате был подписан договор между ТГАСУ и «Томскавтодором» на выполнение научно-исследовательской работы «Разработка технологии ремонта автомобильных дорог Томской области, мониторинг прочности и устойчивости дорожных одежд с основаниями из укатываемого бетона и регенерированного композита асфальтогранулобетона (АГБ)».

Не секрет, что сеть автомобильных дорог 70-го региона была сформирована в основном в 80-х годах прошлого столетия и соответствует нормам того времени. Но за последние десятилетия значительно изменился состав, интенсивность движения и осевые нагрузки от транспортных средств.

По мнению производственников и ученых ТГАСУ, одним из решений дорожного вопроса может стать усиление дорожных одежд с использованием в основании АГБ с последующим устройством слоев покрытия на ремонтируемых участках дорог.

Рецепт для дороги мечты

Практика применения переработанного асфальтобетонного покрытия на шоссейных дорогах начинается с 1915 года в США, при этом она не была распространена до 1970 года, когда из-за арабского нефтяного эмбарго выросли цены на вяжущие для асфальтобетонной смеси. В России первый опыт применения технологии повторного использования асфальтобетонного покрытия относится к концу 90-х годов прошлого столетия на участке автомобильной дороги М1 «Беларусь».

Несмотря на то что технология известна и не нова, она всегда нуждается в адаптации под конкретные условия, о чем свидетельствует опыт США. Там до сих пор ведутся работы по испытаниям различных вариантов составов и применения АГБ.

А может ли эта технология прописаться на томских дорогах?

– При устойчивом росте цены на дорожно-строительные материалы возникает необходимость поиска экономически эффективной технологии ремонта дорожных покрытий автомобильных дорог, – рассказывает один из исполнителей проекта доцент кафедры «Автомобильные дороги» кандидат технических наук Владимир Чурилин. – Асфальтобетонная смесь состоит из битума, минерального порошка, песка и щебня. На территории нашего региона карьеров щебня практически нет, его доставляют к нам из соседних регионов. Получается довольно затратно. Если вспомнить классический ремонт автомобильных дорог, то он в основном проводился путем укладки новых слоев асфальтобетонного покрытия. Предлагаемая к применению на территории Томской области технология поз­воляет повторно использовать существующее покрытие путем его переработки с добавлением незначительного количества щебня, битума или битумной эмульсии с цементом (комплексные вяжущие) в качестве основания. Варианты могут быть самые разные. К слову, на экспериментальных участках используются различные конструктивные решения.

Дыхание дороги

Осенью прошлого года на экспериментальных участках автомобильной дороги Богашево – Лучаново – Стеклозавод специалисты дорожно-строительного факультета ТГАСУ организовали восемь постов мониторинга за водно-тепловым режимом (ВТР) грунтов земляного полотна.

– На этих участках установлены датчики объемной влажности и температуры TEROS 11/12, – Владимир Чурилин расчехляет приборы с тремя шипами длиной 8 см, на каждом по три датчика. – Они устанавливаются на определенных глубинах от низа дорожной одежды в грунте земляного полотна. Первая отметка установки датчиков находится на глубине 40 см от низа дорожной одежды. Вторая отметка – 70 см. Третья выведена еще ниже, на 140 см. Изначально такая разбивка была принята из шведского опыта мониторинга за ВТР грунтов земляного полотна.

Работу датчиков специалисты ТГАСУ отслеживают на месте. Раз в неделю они посещают экспериментальный километр в любую погоду, независимо от мороза, метели, дождя.

– Эти замеры мы выполнили осенью прошлого года, – разработчик демонстрирует на экране монитора сложные графики. – Регистратор подключается к компьютеру и перебрасывает в виде xls-файла c данными по влажности и температуре в конкретные часы и дни. Дальше обработанная информация пойдет в отчет для заказчика.

Конечная цель ученых-дорожников заключается в том, чтобы определить наиболее оптимальные варианты ремонта покрытия с применением технологии асфальтогранулобетона с учетом особенностей водно-теплового режима грунтов земляного полотна автомобильных дорог Томской области.

Для Томской области, отмечает Владимир Чурилин, это новое решение в дорожном ремонте. К концу текущего года специалисты ТГАСУ передадут итоговый отчет заказчику, а вместе с ним и стандарт организации, где будут даны рекомендации по ремонту дорог с применением технологии переработанного асфальтобетонного покрытия.

Автор: Татьяна Александрова
Фото: Мария Онопенко