Пеностекольный щебень в дорожном строительстве

Обновлено: 28.04.2024

Термоизолирующие прослойки из пеностекольного гравия в конструкциях дорожной одежды могут применяться как альтернатива устройству традиционных морозозащитных слоев для снижения деформации пучения при промерзании конструкции, как альтернатива устройству повышенных насыпей или устройству термоизоляции из торфа в зоне вечной мерзлоты, исключающая просадки полотна при оттаивании его основания.

Бесспорный эффект использования в качестве теплоизолирующего слоя гранулированного пеностекла заключается в снижении как стоимости и сроков строительства дорог, так и последующей их эксплуатации. Это достигается за счет следующих факторов:
Уменьшение объема материалов, используемой дорожной одежды;
Повышение долговечности конструкции, достигаемой исключением периодически возникающих деформаций морозного пучения;
Понижение рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действуют ограничения СНиП по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли;
Снижение требуемой толщины дренирующего слоя за счёт исключения поступления воды снизу или оттаивания земляного полотна;
Понижение расчётной влажности грунта земляного полотна и повышение расчётных значений прочностных характеристик грунта за счёт снижения влагонакопления при процессе морозного пучения;
Исключение необходимости замены грунта в основании дорожной одежды в выемках и уменьшение объёмов привозимого грунта при сооружении земляного полотна;
Сокращение затрат на уплотнение грунта.

Схема конструкции дополнительного слоя основания (ДСО) с применением теплоизоляции из пеностекла:

Материал слоя	Толщина, м	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°C)
Плотный асфальтобетон	0,05	1,4
Пористый асфальтобетон	0,15	1,05
Известняковый щебень	0,3	1,39
Пеностекольный гравий	0,06	0,053
Среднезернистый песок	0,2	2
Тяжелые пылеватые суглинки	0,5

Предлагаемая структура дорожного полотна обеспечивает достаточное термическое сопротивление дорожной одежды для условий Пермского края, при котором не происходит промерзания грунтов.

Мировой опыт применения насыпного пеностекла для теплоизоляции дорог

По данным Statens vegvesen - Норвежская государственная дорожная администрация

На протяжении боле двадцати лет щебень из пеностекла широко используется при строительстве и ремонте дорог различного назначения в таких странах, как Германия, Швеция, Норвегия, Финляндия.

В России щебень из пеностекла в конструкциях дорожных покрытий начал использоваться относительно недавно, однако учитывая положительный европейских опыт применения пеностекольного щебня нет сомнений, в том, что применение этого материала в рамках федеральных программ позволит существенно повысить безремонтный срок эксплуатации дорожных покрытий.

Эффективность применения щебня из пеностекла подтвеждена Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский дорожный научно-исследовательский институт» (ФГУП «РОСДОРНИИ»).

По итогам анализа области рационального применения и разработки предложений по применению пеностекла при строительстве (реконструкции), капитальном ремонте, ремонте и содержании автомобильных дорог и искусственных сооружений сделы следующие выводы:

1. Подтверждено, что конструктивный слой из пеностекольного щебня может быть использован при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог III-V технических категорий в I-III дорожно-климатических зонах.

2. На существующей сети автомобильных дорог общего пользования федерального значения потенциальная возможность применения пеностекольного щебня имеется на 48,4 % их протяженности (42,5 % площади).

3. Кроме применения в качестве конструктивного слоя при устройстве дорожной одежды пеностекольный щебень также может быть использован:

в качестве теплоизоляционного материала на откосах насыпей и выемок в сложных мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условиях во избежание нарушения теплового режима;
как теплоизолирующая прослойка при устройстве водопропускных труб.

4. Эффект от использования в качестве теплоизолирующего слоя пеностекольного щебня заключается в следующем:

повышение долговечности конструкции, достигаемой исключением периодически возникающих деформаций морозного пучения;
понижение рабочих отметок насыпей на участках, где при традиционных конструкциях действуют ограничения СНиП по минимальному возвышению насыпи над уровнем подземных или поверхностных вод, а также над уровнем земли;
снижение требуемой толщины дренирующего слоя за счёт исключения поступления воды снизу или оттаивания земляного полотна.

Поперечный разрез дороги с конструктивными слоями из пеностекольного щебня и среднезернистого песка

Пример конструкции дороги IV технической категории с конструктивными слоями из пеностекольного щебня (а) и среднезернистого песка (б)

Прочность щебня из пеностекла

Примеры применения пеностекла в дорожном строительстве

Новое видео

Более 300 видео о пеностекле - на нашем канале на YouTube. Подпишитесь!

УТЕПЛЕНИЕ ОТМОСТКИ ОБРАТНОЙ ОТСЫПКОЙ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА

ДРЕНАЖ ГРУНТОВЫХ ВОД — ФУНДАМЕНТ

Несущая стена;
Гидроизоляция;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Грунт.

ДРЕНАЖ ГРУНТОВЫХ ВОД

Грунт;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Перфорированная асбестоцементная труба.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ СТЕН

Несущая стена;
Пароизоляция;
Засыпка щебня из пеностекла;
Облицовка.

ПЛОСКАЯ НЕЭКСПЛУАТИРУЕМАЯ КРОВЛЯ ПО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОМУ ОСНОВАНИЮ

Кровельный ковер в 2 слоя (ЭПП +ЭКП);
Праймер;
Цементно-песчаная армированная стяжка;
Разделительный слой;
Пеностекольный щебень;
Геотекстиль;
Пароизоляция;
Монолитная железобетонная плита.

ПЛОСКАЯ НЕЭКСПЛУАТИРУЕМАЯ КРОВЛЯ ПО ПРОФЛИСТУ

Кровельный ковер в 2 слоя (ЭПП +ЭКП);
Праймер;
Цементно-песчаная армированная стяжка;
Разделительный слой;
Пеностекольный щебень;
Геотекстиль;
Пароизоляция;
Сплошной настил (СМЛ);
Профилированный настил.

ПЛОСКАЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМАЯ КРОВЛЯ — ПЕШЕХОДНАЯ НАГРУЗКА

Плитка керамогранитная;
Cухая цементно-песчаная смесь;
Кровельный ковер в 2 слоя (ЭПП+ЭКП);
Праймер;
Цементно-песчаная армированная стяжка;
Разделительный слой;
Пеностекольный щебень;
Геотекстиль;
Пароизоляция;
Монолитная железобетонная плита.

ПЛОСКАЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМАЯ КРОВЛЯ — АВТОМОБИЛЬНАЯ НАГРУЗКА

Плитка керамогранитная;
Сухая цементно-песчаная смесь;
Кровельный ковер в 2 слоя (ЭПП+ЭКП);
Праймер;
Монолитная железобетонная плита;
Разделительный слой;
Пеностекольный щебень;
Геотекстиль;
Пароизоляция;
Монолитная железобетонная плита.

ПЛОСКАЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМАЯ «ЗЕЛЕНАЯ» КРОВЛЯ ИЛИ СТИЛОБАТ

Растительный слой;
Почвенный слой;
Геотекстиль;
Профилированная мембрана;
Кровельный ковер в 2 слоя (ЭПП+ЭКП);
Праймер;
Цементно-песчаная армированная стяжка;
Разделительный слой;
Пеностекольный щебень;
Геотекстиль;
Пароизоляция;
Монолитная ж/б плита.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ТЕРРАС, БАЛКОНОВ

Плитка;
Цементная стяжка;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Гидроизоляция;
Бетонное перекрытие с разуклонной поверхностью.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПЛОЩАДКИ

Асфальто-бетонное покрытие;
Несущий слой;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Грунт.

ПЕШЕХОДНЫЕ ДОРОЖКИ

Плитка (брусчатка);
Несущий слой;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Грунт.

ЭКСПЛУАТИРУЕМЫЕ КРОВЛИ

Промытый гравий;
Оцинкованная сетка с ячейкой 20 мм;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Гидроизоляция;
Бетонное перекрытие с разуклонной поверхностью.

ПЛОЩАДКИ С ПОДОГОРЕВОМ, «ТЕПЛЫЕ» ПОЛЫ

Отделка пола (наливные полы, плитка);
Гидроизоляция;
Цементная стяжка (внутри система отопления);
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Грунт.

ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА В ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Грунт с зелеными насаждениями;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал.

ГАБИОНЫ — ШУМОИЗОЛЯЦИЯ

Щебень из пеностекла является инновационным наполняющим материалом для габионов и элементов каменного забора. Он имеет приятный внешний вид и хорошо подходит для различных видов строительства в общественных и частных помещениях. Благодаря низкому весу загруженные пеностеклом габионы легко манипулируемы и могут быть поставлены даже на крышах и террасах.

УТЕПЛЕНИЕ ГРУНТА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Плодородный слой с саженцами;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Грунт.

ЛЕДОВЫЕ АРЕНЫ

Система охлаждения;
Гидроизоляция;
Цементная стяжка;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Грунт.

БАССЕЙНЫ

Отделочное покрытие бассейна;
Бетонная стена бассейна;
Гидроизоляция;
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Геотекстильный материал;
Грунт.

ЗАГЛУБЛЕННЫЕ ЕМКОСТИ И РЕЗЕРВУАРЫ

Уличное покрытие (асфальт, плитка, газон);
Несущий слой (грунт);
Геотекстильный материал;
Пеностекольный щебень;
Стенка емкости с нанесенной гидроизоляцией и защищенная геотекстильным материалом.

АРОЧНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

ДОРОЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

Поперечный разрез дороги с конструктивными слоями из пеностекольного щебня и среднезернистого песка

Пример конструкции дороги IV технической категории с конструктивными слоями из пеностекольного щебня (а) и среднезернистого песка (б)

В том числе смотрите видео о монтаже.

Новое видео

Более 300 видео о пеностекле - на нашем канале на YouTube. Подпишитесь!

Щебень из пеностекла — это специально произведенный теплоизоляционный материал из вспененного стекла в виде небольших целых частей пеностекла неправильной формы.

Основное и главное отличие пеностекольного щебня от крошки из пеностекла — целенаправленное производство теплоизоляционного материала в виде щебня с заданными характеристиками.

Крошка из пеностекла — это отходы (вторичный материал), которые образуются в результате нарезки фасонных изделий из блочного пеностекла или дробленое блочное пеностекло характеристики которого не соответствуют заявленным в технических условиях производителя (бракованное).

Пеностекольный щебень Крошка из пеностекла

Свойства пеностекольного щебня

Высокие теплоизоляционные свойства — низкая теплопроводность;
Высокие шумоизоляционные свойства;
Низкая плотность (низкие нагрузки на конструкции);
Высокая прочность на сжатие — 0,95-4,8 МПа;
Широкий диапазон рабочих температур − от – 200°С до + 550°С;
Водонепроницаемость — не впитывает воду;
Паронепроницаемость — не конденсируется влага внутри материала;
Долговечность — срок службы пеностекольного щебня не ограничен;
Неизменность характеристик в процессе всего срока эксплуатации;
Пожаробезопасность — негорючий материал (НГ, КМ0);
Экологическая безопасность (100% стекло без органики);
Морозоустойчивость;
Химическая стойкость;
Стойкость к агрессивным средам;
Не востребован грызунами, насекомыми и микроорганизмами;
Возможность повторного применения после демонтажа;
Низкая стоимость — стоимость конструкций дешевле традиционных решений).

Свойства пеностекла

Прочность на сжатие

Несмотря на легкий вес, материал способен выдерживать высокое давление. Прочность на сжатие 0,95-4,8 МПа.

Засыпка пеностекольного щебня с легкостью выдерживает вес дорожного катка.

Применение щебня из пеностекла

Гражданское строительство Промышленное строительство Агропромышленное строительство

Спортивные объекты Дорожное строительство Ландшафтный дизайн

Сельское хозяйство Промышленое оборудование Инженерные коммуникации

Тепло- и шумоизоляция гражданских и промышленных зданий и сооружений (засыпная теплоизоляция в строительных конструкциях: кровли, фундаменты многоквартирных домов до 5 этажей, отмостки, полы, перекрытия и др. конструкции);
Тепло- и шумоизоляция в малоэтажном строительстве (засыпная теплоизоляция в строительных конструкциях: кровли, стены, фундаменты, полы, отмостки, перекрытия);
Устройство дренажа грунтовых вод;
Засыпная тепло- и шумоизоляция заглубленного технологического оборудования (емкости, резервуары, трубопроводы и т.д. );
Засыпная тепло- и шумоизоляция в ЖКХ (теплотрассы, реконструкция кровель, устройство автомобильных стоянок и пешеходных дорожек);
Теплоизоляционный наполнитель в легких бетонах с применением добавок, снижающих ПСР (блоки, монолит, гидротехнические бетонные конструкции);
Дорожное строительство;
Формирование рельефа в ландшафтном дизайне (рельеф, дорожки с греющим кабелем, в системах снеготаяния).

Пеностекольный щебень в малоэтажном строительстве

Видео о применении пеностекольного щебня

Новое видео

Более 300 видео о пеностекле - на нашем канале на YouTube. Подпишитесь!

Разнообразие видов сыпучих материалов позволяет выбрать оптимальный вариант для решения любой задачи. Щебень находит широкое применение при реализации различных по сложности и масштабу проектов. Отдельные виды щебня более востребованы по разным причинам.

Например, гранитный и базальтовый обладают прекрасными характеристиками и свойствами, гравийный, вторичный и шлаковый отличает достаточно низкая стоимость, мраморный активно применяется в ландшафтном дизайне благодаря привлекательному внешнему виду, месторождения известнякового располагаются во многих регионах, что делает материалы доступными. Большая часть видов щебня представляет собой продукцию природного происхождения. Однако, предприятия предоставляют и «искусственные» материалы, в частности, черный, цветной, а также пеностелькольный, о котором пойдет речь далее.

Что из себя представляет материал

Пеностекло представляет собой застывший прочный вспененный материал с пористой структурой. Материал был изобретен в первой половине 20-го века. Однако, долгое время технология изготовления не была четко отлажена. Сегодня пеностекло, производимое в России, импортируют и применяют для выпуска широкого перечня продукции: плиты и блоки, скорлупы, гранулированное пеностекло, гравий и щебень.

Пеностекольный щебень — это инновационный сыпучий материал, представляющий собой вспененную стекломассу. Сырьем для изготовления служит обыкновенное стекло, а точнее стеклобой, которое вначале очищается, из массы отделяются все нестеклянные элементы. Следующий этап — это измельчение сырья, в результате получается стекольная мука, в которую добавляется глицерин, выступающий в качестве экологического газообразователя. Затем готовое сырье подается в печь, где оно запекается при температурах, достигающих 950 градусов.

Стекло вспенивается и покидает печь уже в форме пеностекла, в составе которого отсутствует глицерин, он испаряется под действием высоких температур. Пеностекло резко охлаждается и распадается на отдельные фрагменты. Размер фракций (мелкие, средние и крупные) и плотность материалов регулируется производителем.

Готовая продукция состоит из стекла, содержащего большое количество закрытых воздушных ячеек. Именно они обеспечивают уникальные характеристики пеностекольного щебня, в частности, малый вес и прекрасная теплоизоляция.

Характеристики и свойства

1) Отличные теплоизоляционные свойства.

Пеностекло известно прежде всего как надежный теплоизоляционный материал.
Теплопроводность щебня составляет всего 0,064-0,08 Вт/мК.
Диапазон рабочих температур для щебня составляет от -260 до +650 градусов. Разные производители предлагают материалы, температуры применения которых отличаются.

2) Пожаробезопасность. Пеностекольный щебень относится к негорячим материалам, маркировка — НГ.

3) Экологическая безопасность. Сырьем для щебня является обыкновенное стекло, которое не содержит вредных и/или опасных для человека примесей как на этапе производства, так и во время эксплуатации. К тому же применение стеклобоя обеспечивает использование вторичного сырья.

4) Насыпная плотность является важным показателем, с помощью которого возможно выполнить расчет нужного объема, проверить количество доставленного компанией-поставщиков материалов. Показатель для пеностекольного щебня отличается в зависимости от размера фракций и от производителя. Данные варьируются в значительных пределах, предприятия предоставляют показатели транспортной плотности, которая составляет 110-140 кг/куб.м., эксплуатационной плотности при уплотнении на 10-20% — 110-170. Максимальный показатель насыпной плотности составляет 1350 кг/куб.м. Истинная плотность — справочная величина, на практике применяющаяся редко, составляет порядка 2200 кг/куб.м.

5) Низкое водопоглощение. Способность материалов впитывать влагу, для щебня из пеностекла показатель не превышает 3%.

6) Высокие шумоизоляционные свойства. Испытания демонстрируют, что применение щебня при обустройстве плавающих стяжек обеспечивает улучшение шумоизоляции более чем на 21 дБ.

7) Малый вес. Пеностекольный щебень отличает небольшой вес одного кубического метра, данный показатель варьируется в пределах от 100 до 160 кг.

8) Высокая прочность на сжатие. Несмотря на свою легкость щебень обладает высоким показателем прочности — 0,95-4,8 МПа.

9) Пеностеклу и продукции из него присуща долговечность, обеспечивающаяся следующими свойствами:

стойкость к воздействию агрессивных сред;
химическая и биологическая инертность;
легко переносит перепады температур;
не привлекает грызунов.

10) Морозостойкость — показатель, демонстрирующий количество циклов заморозки и оттаивания, которые способен выдержать щебень без потери собственных характеристик. Морозостойкость пеностекольных материалов составляет примерно 100 циклов.

11) Экономичность. Использование пеностекольного щебня упрощает процесс выполнения работ и уменьшает объем требуемых расходных материалов. Кроме этого, долговечность, легкость и стойкость к агрессивным воздействиям позволяет экономить на транспортировке и хранении.

Сферы применения

Важной характеристикой пеностекольного щебня является универсальность, что позволяет использовать его для решения широкого спектра задач в различных сферах деятельности:

1) Дорожное строительство. Щебень выполняет одновременно несколько функций, является несущим выравнивающим материалом, дренажом и теплоизоляционным слоем, что позволяет сэкономить на стоимости работ. Пеностекольный щебень подходит для строительства дорожных покрытий на подвижных и слабых грунтах.

2) Тепло- и шумоизоляция многочисленных элементов гражданских и промышленных зданий и сооружений: кровли, фундаменты домов этажностью не более 5 этажей, полы, стены, перекрытия, отмостки, балконы, подвалы, подземные парковки.

3) Строительство агропромышленных объектов: теплоизоляция грунта в теплицах, утепление полов.

4) Строительство спортивных объектов и бассейнов: теплоизоляция ледовых арен, фундаментов, подвалов и парковок, устройство площадок, устройство кровель и теплых полов.

5) Тепло- и шумоизоляция инженерных коммуникаций и заглубленного оборудования: емкостей, резервуаров, трубопроводов.

6) Тепло- и шумоизоляция объектов в сфере ЖКХ: теплотрассы, пешеходные дорожки, автомобильные стоянки.

7) В качестве теплоизоляционного наполнителя в легких бетонах.

8) Ландшафтный дизайн: утепление подземных резервуаров и заглубленных емкостей, формирование рельефа, обустройство пешеходных дорожек, в частности, подогреваемых.

Отличия от пеностекольного гравия

Пеностекольный гравий может производиться как из стеклобоя, так и из минерального сырья, что частично отличает его от щебня. Температура вспенивания при производстве гравия и щебня составляет 750-850 градусов. Размер фракций гравия составляет от 0,1 до 10 мм., щебня — 5-20 и 30-60. Форма зерен также различается, гравий — шарообразный, щебень имеет произвольную, неправильную конфигурацию.

При сравнении основных характеристик материалов невозможно выделить фаворита, так как показатели минимальной насыпной плотности, прочности, теплопроводности и влагостойкости примерно равны. Гравий находит применение при решение обширного перечня задач, но в основном используется для тепло- и шумоизоляции.

Где купить

Производством и продажей щебня различных видов, в том числе и пеностекольного, занимаются компании, представленные здесь.

Читайте также: