Кирилл Шулдяков: «Знаю секрет долговечных дорог»
Интересное признание сделал ученый Южно-Уральского государственного университета. Кандидат технических наук Кирилл Шулдяков в детстве ловил себя на мысли: «Надо бы создать что-то удивительное, монументальное. Чтобы, когда меня уже не будет, это «что-то» оставалось и еще долго служило людям». Прямо скажем, не самая обычная детская мечта… Между тем молодой исследователь готов воплотить ее в жизнь. Причем в Арктике.
Справка «АН»:
Кирилл Владимирович Шулдяков, к. т. н., доцент кафедры строительных материалов и изделий. В 2014 году с отличием окончил магистратуру ЮУрГУ по направлению «строительство». Основная преподаваемая дисциплина и сфера научных интересов —технология бетона. В 2023 году выиграл грант Российского научного фонда на проведение инициативных исследований молодыми учеными. Был стипендиатом президента России, губернатора Челябинской области и Законодательного Собрания Челябинской области. Награжден благодарственным письмом Челябинской городской Думы. Победитель областного конкурса научно-исследовательских работ молодых ученых и конкурса «УМНИК». Автор более 50 научных публикаций, в числе которых 12 на английском языке.
Альтернативы не предвидится
— Я учился в физико-математическом классе, — вспоминает Кирилл Владимирович. — Подготовка была достаточно мощная. Участвовал и побеждал в олимпиадах, в шахматы неплохо играл. Получив аттестат, университет выбрал сразу, а по поводу направления обучения было много раздумий…
— То есть и физика, и математика нравились?
— Не сказал бы, что сильно нравились, но, во всяком случае, они мне давались легко. В итоге выбрал инженерные дела — направление «строительство», специалитет. Решил пойти по стопам деда, который был строителем и длительное время заведовал кафедрой строительных материалов в ЮУрГУ. На даче он делал все своими руками, и я с детства ему помогал. Вместе баню в саду строили, дом чинили. Как показывает жизнь, выбор я сделал точный. Так и работаю по своей специальности.
— Ваша специализация — бетоны. По каким критериям выбирали тему из большого спектра строительных материалов?
— Спектр, действительно, очень большой. Древесина, утеплители всевозможные, кирпич, керамика… Обо всем этом многообразии я, конечно, общее представление имею, дисциплины даже преподаю соответствующие, но бетоны — можно сказать, моя стихия. Это основной конструкционный строительный материал, по объемам самый производимый в мире. Остальная строительная продукция узкоспециализированная. Думаю, в ближайшее время альтернативы бетону не предвидится. Как занимал лидирующую позицию по соотношению цены и качества на строительном рынке, так и будет занимать. Плюс еще безвредность для человека. Можно, конечно, и из титана дома строить. Наверное, они будут и безвредные, и прочные, но во много раз дороже. Либо из пластика, но это будет неэкологично, неполезно для здоровья.
Бетон состоит исключительно из природных компонентов. По сути, это искусственный камень. Древние люди жили в пещерах, а мы теперь себе «пещеры» из бетона строим. Сырьевая база для производства цемента практически не ограничена. Известняк и глина есть во всех уголках мира. Это еще один плюс.
— Древние римляне знали об этих плюсах?
— При строительстве, допустим, римского Пантеона они использовали бетон, но только бесцементный. Для производства цемента требуется высокотемпературный обжиг, до 1450 градусов Цельсия. Они не могли себе такого тогда позволить. Брали пепел горы Везувий, перемешивали с известью и получали известковую пуццолановую вяжущую смесь. Как мы видим, древнеримский бетон прошел проверку временем — 2000 лет отстоял.
Далеко не все современные бетоны лучше, чем то, что применяли древние римляне. Но ведь тогда и строительство было немассовым. Сейчас, конечно, его темпы несопоставимы. Особенно в советский период цемента хорошего не хватало, это была проблема. Поэтому приходилось идти на ухищрения — экономить, разбавлять, что плохо сказывалось на качестве строительства и долговечности.
Загадочный термин
— Долговечность — термин загадочный. Каковы его параметры?
— Интересный термин. Его механика в приложении к бетону не до конца понятна. Нельзя сказать, что бетон определенной прочности простоит, условно говоря, 63,5 года. Такого прямого пересчета в годы как бы нет.
— То есть никто не знает, сколько он прослужит?
— По большому счету — никто. Хотя, понятное дело, у проектировщиков есть определенные нормативы. И, как мы видим, в целом, это работает. Дома не падают. У нас на кафедре научная деятельность достаточно сильно развита, и студентов привлекают для выполнения различных работ, в том числе и договорных. Если есть желание, можно в свободное от учебы время потрудиться, даже денежку за это получить.
Понятно, что профессор не будет таскать кубики бетонные и давить на прессе. У него другие задачи. Нужны рабочие руки. Будучи студентом, я был привлечен к этой деятельности. Для челябинского метрополитена испытывал образцы бетона. Станция «Комсомольская площадь», насколько мне известно, была им залита.
Благодаря этим работам уже на третьем курсе опубликовал свою первую научную статью. А еще активно участвовал в различных конкурсах. Бывало, побеждал, даже какие-то деньги мне доставались. А когда получил диплом, как и после школы, снова встал вопрос выбора: что делать дальше? Решил продолжить обучение, пошел в магистратуру и начал подготовку кандидатской диссертации, тем более что начало было положено еще в специалитете. И, собственно, тема диссертации «выросла» из хоздоговора.
Если уж совсем по-простому сформулировать, я занимался бетонами высокой морозостойкости. Смотрите, тут какая история... С обычным рядовым бетоном все более-менее понятно. А область высокопрочных бетонов мало изучена. У нас на кафедре есть научная школа по этому направлению. И меня увлекли исследования.
— Выходит, вторая ваша любовь — это морозы?
— Скорее, Арктика (смеется). Где же эти бетоны еще применять? Хотя, конечно, их можно использовать для автомобильных дорог. Верхнее покрытие очень требовательно к качеству материала. Там же много воздействий, природных и механических — антиобледенители опять же. Поэтому к покрытию особые требования предъявляются, гораздо жестче, чем при строительстве гражданских зданий или основания дороги. И марка морозостойкости относительно высокая требуется.
Я участвовал в хоздоговорной работе, когда планировали строить высокоскоростную железнодорожную магистраль Челябинск — Екатеринбург. Нужно было разработать составы морозостойкого бетона, и наш коллектив успешно решил эту задачу. Я тогда, конечно, больше в роли рабочих рук выступал. Таскал мешки с цементом, замешивал смеси. В то время и начал задумываться, как в перспективе свои знания применить, осуществив детскую мечту.
Тут как раз тема Арктики стала популярной и актуальной. Там действительно есть потребность в таких материалах. И в первую очередь речь о береговых сооружениях, зоне приливов-отливов. На морских платформах нефтяных компаний тоже суровые условия, агрессивные среды. При этом главная характеристика — морозостойкость, а остальное приложится, поскольку такой бетон априори высокопрочный….
- «Остальное» — это опять-таки пресловутая долговечность?
- И на нее можно выйти, и на другие параметры. Уже, в принципе, у ученых были попытки рассчитать срок службы материала по количеству циклов морозостойкости. Сколько лет выдержит бетон в определенных климатических условиях? Однако широкого распространения такие исследования не получили.
Это, вообще, отдельный вопрос. Много споров. Дело в том, что в разных странах методики определения морозостойкости сильно отличаются. В научных кругах, в публикациях это дискуссионная тема. Полгода замораживать, полгода оттаивать или как-то по-другому вести исследования? На самом деле, наверное, наиболее опасные осенний и весенний периоды, когда днем солнышко все нагревает, а ночью все замерзает при минусовой температуре.
Окончание следует