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.
| 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.
Пеностекло представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый спеканием стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием порообразователя.
В настоящее время пеностекло завоевало определенное место как строительный, теплоизоляционный и технический материал. Особенности и сочетание различных свойств пеностекла позволяют широко применять его в виде блоков, плит, деталей, крошки, гранул.
По признанию экспертов пеностекло является единственным энергосберегающим материалом обладающим совокупностью всех необходимых для теплоизоляции качеств.
- Структура и химический состав. Пеностекло представляет собой вспененное при температуре 750 – 800 °C стекло. Оно состоит из газонаполненных ячеек разделенных тончайшими перегородками. Эти перегородки, в отличие от пено и газобетонов не рыхлые и пористые, а сплошные, гладкие и оплавленные. По химическому составу пеностекло соответствует обычному стеклу.
- Высокие теплоизоляционные свойства. Для наиболее распространенных видов гранулированного пеностекла с насыпной плотностью 150-200 кг/м3, показатель теплопроводности колеблется в пределах 0.045 – 0.053 Вт/(м °C ).
- Пожаробезопасность и стойкость к высоким температурам. Пеностекло как чисто минеральный неорганический материал является абсолютно не горючим. Гарантированный температурный диапазон эксплуатации пеностекла от -200 до +500 °C. Пеностекло начинает разрушаться при температуре размягчения 600-800 °C.
- Долговечность. Как правило, для пеностекла заявляется срок службы 50 – 100 лет или «на весь срок службы строения». Дома построенные из блоков пемзы, ближайшего природного аналога пеностекла стоят сотни и, даже, тысячи лет (ФАКТ). Первое здание, в котором использовано искусственное пеностекло (пемза), было построено 1942 году. С тех пор прошло 66 лет! Проверочные вскрытия показывают, как неизменность самого материала, так и постоянство коэффициента теплопроводности.
- Высокая прочность. Пеностекло обладают уникальным для минеральных пористых материалов соотношением прочность – плотность. Ни один минеральный пористый материал не обладает столь высокой прочностью на сжатие (0.7 – 1.0 МПа без каких-либо деформаций!) при столь низкой плотности (150 – 200 кг/м3).
Высокие звукоизоляционные свойства. Пористая структура гранулированного пеностекла обеспечивает отличные звукоизоляционные свойства.
- Водостойкость. Пеностекло изготавливаются из стекол высоких гидролитических классов, поэтому даже, несмотря на столь сильно развитую поверхность, коэффициент размягчения пеностекла находится на уровне не ниже 0.95 (практически гранит).
Химическая стойкость. Пеностекло стойко к агрессивным средам. Пеностекло растворяется только плавиковой кислотой и концентрированными растворами щелочей. В остальных случаях ИНЕРТНО!
- Биологическая и бактериологическая стойкость. Пеностекло, будучи полученным при температурах порядка 750 – 800 °C, является стерильным. Вследствие полного отсутствия органики, оно не содержит питательной среды для флоры и фауны, включая микроорганизмы. Непроницаемость, либо крайне низкая проницаемость пеностекла для жидкостей и, в первую очередь, для водных растворов препятствует заражению пеностекла микроорганизмами, спорами и бактериями.
- Стабильность физических свойств. Пеностекло сохраняет стабильность физических параметров во всем диапазоне температур применения, а также в различных жестких условиях эксплуатации (например, повышенная влажность, обводненность, температурные колебания и пр.)
Простота монтажа. Пеностекло может крепиться с помощью практически любых растворов, вяжущих и клеев. За счет исключительно развитой ячеистой поверхности, пеностекло может быть приклеено даже вяжущим, обладающим низкой адгезией к стеклу.
Основные уникальные свойства пеностекла в сравнении с традиционными теплоизоляционными материалами заключаются в низкой теплопроводности при высокой прочности и удобстве обработки и монтажа при экологической безопасности и долговечности.
