Керамзитобетонные панели: Страница не найдена — Бетон

Автор

Содержание

Керамзитобетонные Стеновые Панели: Размеры, Характеристики

Строительство дома из керамзитобетонных панелей

Строительство из крупногабаритных панелей привлекает скоростью возведения зданий и снижением расходов на него. Но обычные железобетонные изделия не соответствуют современным требованиям по теплоизоляции.

Вместо них часто используют керамзитобетонные стеновые панели – размеры, вес, прочность и эксплуатационные характеристики этих элементов позволяют возводить недорогие и теплые дома в самые сжатые сроки.

Содержание статьи

Преимущества и недостатки панелей из керамзитобетона

Цифровые значения основных характеристик вряд ли что-то скажут обычному человеку, не связанному со строительством. Давайте лучше посмотрим, чем стеновая керамзитобетонная панель отличается от других популярных материалов для возведения стен.

  • По сравнению с обычным бетоном, у керамзитобетона ниже теплопроводность, поэтому он лучше удерживает температуру внутри помещения;
  • Весит он меньше, чем бетон или кирпич, что не только облегчает его транспортировку, монтаж и такелаж, но и снижает нагрузку на фундамент и перекрытия;

Небольшой вес позволяет многие работы производить без использования грузоподъемной техники

  • Цена керамзитобетонных панелей гораздо ниже, чем железобетонных;
  • Такие показатели, как прочность, плотность, влаго- и морозостойкость выше, чем у других ячеистых бетонов, но ниже, чем у тяжелых непористых бетонов.

Обратите внимание. Недостаточная прочность и влагостойкость не позволяет использовать керамзитобетон для устройства фундаментов и крупногабаритных несущих конструкций.

К положительным свойствам этих строительных элементов также можно отнести негорючесть, устойчивость к агрессивным химическим веществам и экологичность.

Выбор стеновых панелей по основным характеристикам

Собираясь своими руками строить дом из керамзитобетонных панелей, важно правильно выбрать их по назначению, размеру, прочности и прочим показателям. Поэтому для начала нужно разобраться в их видах.

Виды панелей

Ассортимент керамзитобетонных панелей очень широк. Это обусловлено разным назначением изделий, их конструктивными отличиями, соотношением компонентов в составе бетона и т.д.

Например, по назначению они подразделяются на конструкционные, теплоизоляционные и конструкционно-теплоизоляционные плиты:

  • Конструкционный керамзитобетон обладает наибольшей прочностью (до 500 кг/кв.м.), плотностью (до 1800 кг /куб.м.) и морозостойкостью (до 500 циклов). Из него производят наружные стеновые панели из керамзитобетона для возведения цокольных и нижних этажей зданий.

Цокольный этаж из керамзитобетонных панелей

  • Теплоизоляционный материал, напротив, отличаются минимальной прочностью (до 25 кг/кв.м.) и плотностью (не более 600 кг/куб.м.). Плиты из него используют для теплоизоляции наружных стен и формирования внутренних конструкций.

Перегородочные панели

  • Конструкционно-теплоизоляционные изделия, применяемые для возведения стен надземных этажей и мансард, самые распространенные. Их плотность (700-1200 кг/куб.м.), прочность (350-1000 кг/кв.м.) и морозостойкость (до 100 циклов) являются вполне подходящими для малоэтажного строительства и использования в качестве навесных ограждающих конструкций.

Конструкционно-теплоизоляционные стеновые панели с проемами

Также ГОСТ керамзитобетонные панели стеновые классифицирует их по следующим признакам:

  • По статической схеме функционирования – на несущие, самонесущие и навесные.
  • По конструкции – на сплошные (отлитые целиком) и сборные (собранные из отдельных блоков, скрепленных сваркой, раствором или клеем).

Коробка дома построена из сборных стеновых панелей

Обратите внимание. Сборные панели обладают повышенной трещиностойкостью, их можно разрезать на элементы требуемых габаритов.

  • По количеству слоев – на одно-, двух- и трехслойные. Однослойные – с внутренней воздушной полостью и отделочными слоями: наружным из паропроницаемого бетона и внутренним из тяжелого цементного раствора. Двухслойные состоят из несущего слоя плотного легкого или тяжелого бетона и утепляющего слоя из легкого ячеистого бетона. В трехслойных панелях между этими слоями находится теплоизоляция из слоя пенопласта, пеностекла или стекловаты.

Для справки. Все керамзитобетонные панели ГОСТ 11024-84 подразделяет на наружные для неотапливаемых зданий, однослойные и слоистые из тяжелого бетона с теплоизоляцией, и перегородочные из бетона разных марок.

  • По разрезке на элементы панели выпускаются в виде однорядных угловых и рядовых, а также полосовых элементов вертикальной и горизонтальной разрезки.

На рисунке 2 – панель полосовая горизонтальная, 3 – панель цокольная, 4 – панель угловая, 5 – вертикальная межоконная вставка

  • По марке прочности – от М10 до М500.

Прочность и плотность панелей зависят от рецептуры бетона, количества слоев, вида теплоизоляционного наполнителя. Эти и другие характеристики должны по максимуму соответствовать тому, какое место в конструкции здания займет та или иная стеновая панель: будет это перегородка, несущая стена цоколя или мансардного этажа.

Элемент ограждения из стеновых панелей

Например, обладающие отличной шумоизоляцией, трехслойные панели, из-за невысокой прочности, не используются в качестве несущих ограждающих конструкций. Только навесных в каркасно-панельном домостроении. Инструкция требует обязательных расчетов нагрузки, приходящихся на такие плиты, и её соотнесения с их характеристиками.

На фото – строительство каркасно-панельного керамзитобетонного дома

Размеры и вес

Один из важных факторов, в соответствии с которым выбирают керамзитобетонные стеновые панели – вес изделия. Он влияет на общую массу сооружения, выбор конструкции фундамента и даже на процесс монтажа. В среднем их применение позволяет снизить общий вес здания на 30% по сравнению с таким же сооружением из железобетонных панелей.

Основные параметры, влияющие на то, сколько весят керамзитобетонные панели – размеры плит и марка бетона, пошедшего на их изготовление. Габаритные размеры в свою очередь зависят от назначения элемента, к тому же у разных производителей они могут отличаться.

Обратите внимание. В маркировке стеновых панелей используются округленные размеры длины и высоты в дециметрах, а толщины – в сантиметрах. Например, двухслойная наружная стеновая панель с размерами 3995х2650х30 мм обозначается 2НСН 40.27.30.

Панели стеновые керамзитобетонные  – размеры L и H в дм, B в см

Для сравнения приведем несколько примеров массы разных по габаритам панелей, изготовленных из бетона М50:

Длина, мм Ширина, мм Толщина, мм Вес плиты, кг
5980 1180 30 2510
5980 1780 30 3760
1180 1180 30 500
6330 1180 30 2660
5980 880 40 3920
5980 1180 40 5250
6430 1180 40 5640
6430 1780 40 8420
2980 1180 40 2600
2980 1780 40 3950

Заключение

Как возводятся дома из керамзитобетона, вы можете посмотреть на видео в этой статье. И убедиться, что они могут быть построены полностью из этого материала, но каждая стеновая керамзитобетонная панель должна занимать место, соответствующее её назначению и характеристикам.

размеры, цены на стеновые и перегородочные плиты, фото

Дата: 18.05.2014

Керамзитобетон характеризуется рядом достоинств в сравнении с бетоном – относительно низким уровнем теплопроводности, повышенной влагоустойчивостью и стойкостью к химическим агентам. Однако пористая структура не позволяет использовать его для сооружения фундамента и габаритных объектов.

Керамзитобетонные панели выпускаются блочными элементами со стандартными размерами, которые зависят от типа нарезки и варьируются от 300 до 7 200 мм в длину, от 300 до 8 100 мм в высоту. Широко используются при возведении сооружений в качестве внешних стен и внутренних перегородок. Также их применяют в железобетонных объектах для заполнения каркаса.

Оглавление:

  1. Характеристики, ГОСТ
  2. Монтаж
  3. Стоимость панелей

Классификация

Существует несколько классификаций по характеристикам и признакам.

1. По назначению выделяют панели: для надземного этажа, цоколя и чердака.

2. По статической схеме работы их делят на: несущие, самонесущие, навесные.
К достоинствам последних можно отнести надежность возводимых конструкций, низкую себестоимость, высокий уровень тепло- и звукоизоляции, влагоустойчивости, прочности, ускоренные темпы.

3. Согласно ГОСТ 11024-84 выделяют:

  • наружные стеновые панели из керамзитобетона, используемые в неотапливаемых сооружениях. Они производятся из бетона различных марок;
  • слоистые, получаемые из тяжелого бетона с теплоизоляционным слоем, и однослойные;
  • панели перегородок, производимые из различных типов бетона.

4. По устройству они делятся на: сплошные и сборные.
Последние составлены из ряда исходных элементов (например, блоки) и соединены клеем, раствором, свариванием. Их чаще используют, что связано с повышенной трещиностойкостью, возможностью применения резательной технологии.

5. По количеству слоев панели бывают: одно-, двух- и трехслойные.


Воздушная прослойка называется экраном. Однослойные панели производятся из керамзитобетона с низкими показателями теплопроводности. Их прочность обусловливается требуемыми нагрузками, а толщина – климатическими условиями.

6. По разрезке стен на элементы выделяют: однорядные рядовые и угловые, полосовые горизонтальной и вертикальной разрезки.

Обозначение и технические характеристики

В связи с широкой классификацией при сочетании различных признаков имеется множество типов и их обозначений:

  • 1НСН – однослойная наружная стеновая несущая однорядной разрезки;
  • 1НГО – однослойная наружная стеновая панель горизонтальной разрезки;
  • 2НГП – двухслойная наружная стеновая панель горизонтальной разрезки и т.д.

ГОСТ 23009 регламентирует обозначение марок панелей цифрами и буквами — тип, номинальная длина, высота в дециметрах и толщина в сантиметрах. Через дефис ставится класс керамзитобетона по прочности на сжатие и вид бетона. Третья группа символов показывает дополнительные характеристики – наличие отверстий, вырезов. Например, 2НСН 40.27.30-15К – панель двухслойная наружная стеновая несущая однорядной разрезки, ее длина составляет 3 995, высота 2 650, толщина 300 мм, керамзитобетон класса по прочности на сжатие В15.

Характеристики:

  1. Высокая теплопроводность. Ее уровень аналогичен кирпичной кладке 100 – 120 см.
  2. Плотность напрямую зависит от числа слоев. Например, однослойные панели имеют показатель 900 – 1 100 кг/см3.
  3. Вес керамзитобетонных панелей для стен зависит от марки бетонной составляющей. Также влияют размеры блока. Данные изделия позволяют снизить массу железобетонной конструкции. Некоторые цифры приведены в таблице.
  4. Высокая прочность, которая составляет порядка 35 – 100 кг/см2.
  5. Морозостойкость до 500, что соответствует до 500 циклов замораживания и оттаивания.

Правила выбора и монтаж

При выборе стоит исходить из назначения материала. То есть марка зависит от места установки – стены здания, цокольный этаж, чердак. Для сооружения жилых домов не желательно использовать однослойные панели, так как они паропроницаемые. Для повышения теплоизоляционных свойств помещения рекомендуется подбирать трехслойные с утеплителем. Это также повысит уровень шумоизоляции.

Монтаж панелей совершается без применения специализированного оборудования в следующем порядке:

  1. Устанавливают стеновые панели.
  2. Прикрепляют к закладным деталям колонн.
  3. Устанавливают простеночные панели и прикрепляют к колоннам или ранее смонтированным конструкциям.
  4. Монтаж последующих рядов рекомендуется сопровождать прокладкой горизонтальных стыков пороизолом. Это необходимо для повышения прочности строения.
  5. Вертикальные стыки заделывают пороизолом и цементным составом.

Панели совмещаются между собой пазогребневым соединением. Это позволяет уменьшить погрешность при установке, и обеспечить быстрый монтаж здания.

Поставщики и цены

Производство панелей для возведения стен и каркаса строения имеет два основных направления – стендовое и конвейерное.

Второй способ заключается в том, что весь процесс разбивается на составляющие операции, которые выполняются параллельно на различных рабочих местах. Преимуществом данного метода можно назвать его максимальную степень автоматизации и эффективное использование производственной площади. Недостатками являются – сложные оборудование и переналадка на другой тип изделий.

Стендовый метод заключается в изготовлении крупных, предварительно-напряженных панелей в стационарных формах.

Серия панелей для стен ИИ-04-5 предусматривает выпуск материалов для надземной и подземной частей здания. Первые проектируются толщиной 240 и 320 мм и применяются в зависимости от климата. Цокольные – 220 и 300 мм, подвала – 220 мм.

Среди производителей керамзитобетонных блоков и стеновых панелей можно назвать – Завод ЖБИ Росатомснаб (Москва), ЗАО «Завод модульных конструкций «Магнум» (Екатеринбург), ЗАО Завод стеновых материалов и керамзита (Верхнерусское), ОАО «Стройизделия» (Ставрополь), КСК «Ржевский».

Цена на стеновые панели зависит от исходного сырья, размеров и технических характеристик.

Размер, мм Вес, кг Цена, рубkb
2980х885х300 1110 5600 — 6850
5980х885х300 3975 11650 – 14200
5980х1185х300 5325 14750 – 18000
5980х1185х350 1980 18200 – 22250

Панели и блоки из керамзитобетона имеют ряд преимуществ:

  • Низкий расход цементной составляющей.
  • Ускоренные темпы возведения.
  • Увеличение площади помещения за счет уменьшения толщины стены. Несущая способность кладки при этом остается высокой.
  • Экологичность материала.
  • Себестоимость строительства снижается.

Керамзитобетонные панели: вес, размеры, монтаж

На сегодняшний день керамзитобетонный материал широко используется в строительной сфере. Приравнивают его к бетонному сырью, но керамзитобетон отличается лучшими техническими показателями, в число которых входят слабый уровень проводимости тепла, устойчивость к действию химических составов, противостояние воздействию воды. Структура керамзитобетонных изделий пористая, так что применять его при строительстве больших объектов и фундаментных оснований не рекомендуется. Строительный рынок сегодня предлагает керамзитобетонные панели, особенности которых необходимо разобрать отдельно.

Что это такое

Керамзитобетонные панели стеновые представляют собой блочные конструкции, обладающие определенными размерами. Зависят они от способа резки, меняются в промежутке от 30 до 720 см по длине, и от 30 до 810 см по высоте.

Панели часто применяют для строительства конструкций, отводя им место для перегородок и несущих стен.

Керамзитобетон представляет собой облегченный бетон, основным наполнителем в котором является керамзит. В качестве связующего компонента применяется цемент. Есть технологии, предусматривающие добавки в виде негашеной извести и гипса. Кроме указанных компонентов, в сырье входит песок. Существующие производственные методы позволяют получать изделия с различным уровнем плотности.

Классифицируются керамзитобетонные панели на:

  • легкие;
  • крупнопористые;
  • тяжелые.

Технические характеристики

Стеновые панели из керамзитобетона армируются, для чего применяют арматурные прутья и проволоку. Закладные элементы и петли для монтажа тоже изготавливаются из стального материала, отвечающего требованиям стандартов. Наружные и внутренние слои двухслойных панелей из керамзитобетона соединяются бетонными, стальными и неметаллическими связями.

Стройматериал широко известен своими полезными качествами:

  • легким весом;
  • способностью противостоять высоким температурам, достигающим 1 000 градусов;
  • низким уровнем теплопроводности;
  • экологической чистотой;
  • паропроницаемостью;
  • устойчивостью к низким температурным режимам;
  • способностью защищать от посторонних шумов;
  • устойчивостью к появлению грибка и плесени;
  • достаточной прочностью;
  • устойчивостью к агрессивным воздействиям;
  • приемлемой стоимостью;
  • не подверженностью процессу усадки;
  • хорошей скоростью выполнения монтажных работ.

При выборе строительного материала рекомендуется учитывать, что пористость керамзитобетона не подходит для обустройства фундаментной основы.

Кроме прекрасных функциональных особенностей керамзитобетонные панели обладают и негативными моментами. К примеру, конструкция из данного материала нуждается в обустройстве гидроизоляционных слоев. Внешне изделие, не имеющее декоративного покрытия, смотрится непрезентабельно.

Панели плохо переносят нагрузочные воздействия ударного характера. Во время перевозки или при обработке материала его можно с легкостью повредить.

Область применения

Керамзитобетонный панельный материал нашел себе применение в строительстве стен и перегородок в объектах. Кроме того, панели активно используются для наполнения каркасных оснований в железобетонных конструкциях.

Своим легким весом панели понижают нагрузочное воздействие на фундаментное основание, облегчают монтажные работы. Типовые элементы изготавливаются с соединительным крепежом типа «паз – гребень», что ускоряет процесс монтажа и улучшает качество строительных работ.

Пористость материала дает возможность использовать его в строительстве частных домов и коттеджей. Уменьшение финансовых расходов на быстрый монтаж привлекает много строительных компаний. Используя такой материал, можно снизить расходы на двадцать процентов по сравнению с бетоном, и почти на тридцать – с кирпичом.

Если соблюдены все технологические особенности, то здание из керамзитобетонных панелей прослужит несколько десятилетий.

Размеры

Довольно часто определяющим условием по выбору керамзитобетонной плиты считается ее вес, что существенно влияет на монтажные работы и общую массу сооружения. Использование такого материала позволяет уменьшить общий вес объекта на тридцать процентов.

Приведем типовые характеристики керамзитобетонных плит:

Длина, смШирина, смТолщина, смМарка бетонной массыВес изделия, т
59811830М 502.51
59817830М 503. 76
11811830М 500.5
63311830М 502.66

Размеры керамзитобетонных плит определяются способом резки. К примеру, серия толщиной в 30 см используется для цоколей и подвалов.

По индивидуальному заказу некоторые производители изготавливают панели, толщина которых равна 400 мм.

Монтаж

Керамзитобетонные изделия для стен и перегородок крепятся к опорным столбам и иным конструкциям с применением закладных элементов.

Для повышения долговечности объекта рекомендуется устроить горизонтальные стыки до установки последующего верхнего ряда пароизоляционным материалом и выполнить вертикальную обработку стыковочных участков цементным раствором.

Как правило, монтаж керамзитобетонных стеновых панелей не вызывает сложностей.

На период хранения керамзитобетонные плиты следует укрыть от воздействия влаги, чтобы избежать нарушений в конструкции.

Для проведения самостоятельного ремонта керамзитобетонного материала пользуются определенными методиками:

  • для ликвидации трещин изделие расшивают, обрабатывают раствором из цемента, песка и извести. Плотность растворной массы должна соответствовать плотности ремонтируемой плиты;
  • если есть расслоения внутреннего характера, рекомендуется воспользоваться нагелями, стяжными болтами, сеточкой для проведения штукатурных работ;
  • когда обнажившийся арматурный каркас начал покрываться коррозией, стержни вырезаются и заменяются. При этом новые элементы привязываются проволокой и покрываются антикоррозийным составом. Деформированные участки панели удаляют, восстановление выполняется по методике пробки или кладки.

Виды панелей

Производители предлагают разные виды изделий, разделяющиеся по определенным признакам:

  1. Назначением. Основное достоинство материала – длительная эксплуатация. Его можно применять для обустройства стен, цокольных и других этажей, строительства мостов.
  2. Статической рабочей схемой. По такому параметру плиты могут быть навесными, несущими и самонесущими. Заложенные в производстве свойства керамзитобетонного материала дают возможность для реализации достаточной для определенного здания нагрузочной способности с сохранением главных эксплуатационных показателей.
  3. Устройством. Большие панели могут формироваться двумя методами. Их выливают цельными либо собирают из определенного количества отдельных блоков. Во втором случае для сборки используют раствор, клеевой состав, сварочный аппарат.
  4. Количеством слоев. Плиты имеют один, два и даже три слоя. Многослойность создает определенные эксплуатационные параметры. Панель в три слоя имеет теплоизоляционную прослойку, наружные стены изготовлены из легких и тяжелых бетонных составов. Изделия с двумя слоями состоят из тяжелого бетона и ячеистого утеплителя. Однослойное изделие отличается наличием воздушных полостей, используемых в качестве теплоизоляционной прокладки. В изготовлении используется сырье с низким уровнем теплопроводности и хорошей прочностью.
  5. Требованиями ГОСТа. Панели керамзитобетонные стеновые одной серии могут применяться в необогреваемых объектах. Стандартами нормировано изготовление панелей однослойного типа и перегородочных изделий.
  6. Резкой на элементы. Для формирования разнообразных конструкций стеновые панели разрезают на определенные конструкции:
  • рядовые;
  • однорядные;
  • угловые;
  • вертикальные;
  • горизонтальные.

Отзывы

Как стало известно из многочисленных отзывов, керамзитобетонные панели при монтаже не требуют большого количества приспособлений и трудозатрат, если проводить сравнение с другими строительными аналогами. Опытные мастера рекомендуют с керамзитобетоном обращаться осторожно, чтобы не нанести повреждений. Плиты хоть и могут выдерживать приличные нагрузки, но в некотором смысле они считаются хрупким материалом, который не может переносить механические воздействия без явных следов порчи.

Не стоит упускать из виду, что панели представлены пористым стройматериалом, пагубное воздействие на который оказывает скапливающаяся внутри вода. Рекомендуется проявить заботу о добавочных слоях, защищающих от воздействия влаги и помогающих сохранять в помещениях тепло.

Керамзитобетонные панели давно используются в строительстве, считаются недорогим и удобным материалом для ведения работ. Многие компании используют именно их, возводя большие объекты. Кроме этого, имеющиеся отрицательные признаки керамзитобетона легко спрятать, воспользовавшись вспомогательными веществами.

Как уверяют опытные профессионалы, построить здание из керамзитобетонных стеновых панелей можно, если использовать изделия по прямому предназначению, принимая во внимание их характерные особенности.

Дом строится целиком из плит с заданными параметрами плит, изготовленными по индивидуальным габаритам заказчика. Это значительно экономит финансовые расходы и время строительных работ.

Помните, что любое нарушение технологического процесса повлечет за собой негативные последствия.

общие сведения, характеристики и виды панелей, обозначения, особенности монтажа

Керамзитобетон обладает множеством достоинств, поэтому строительство с его использованием в последнее время получило широкое распространение. В частности определенную популярность приобрели панели из керамзитобетона. Так как ГОСТ на керамзитобетонные панели допускает их изготовление разных видов, область применения данного материала довольно обширная.

Далее мы ознакомимся с особенностями этих панелей, их видами и технологией применения.

Панели из керамзитобетона

Общие сведения

Керамзит является природным материалом, который представляет собой гранулы вспененной глины, прошедшей термическую обработку. В результате прочности и пористости, керамзит часто используют в качестве наполнителя для бетона, что позволяет наделить его определенными свойствами.

Среди достоинств керамзитобетона, можно отметить следующие его особенности:

  • Хорошие теплоизоляционные свойства;
  • Повышенная влагоустойчивость;
  • Стойкость к химическим веществам;
  • Доступная цена.

Единственное, в результате пористой структуры, он обладает недостаточной прочностью для возведения габаритных строений или сооружения фундамента.

Керамзит

Панели из керамзитобетона изготавливают блочными элементами. Размеры керамзитобетонных панелей зависят от вида нарезки и варьируются в пределах 300 — 7200 мм в длину, и 300 — 8100 мм в высоту.

Чаще всего их используют при возведении внешних стен и обустройства внутренних перегородок. Кроме того, материал нередко применяют для заполнения каркаса в железобетонных конструкциях.

Структура керамзитобетона

Особенности панелейХарактеристики

Панели из керамзитобетона обладают следующими характеристиками:

  • Высокой теплопроводностью. Один блочный элемент толщиной 30 см аналогичен кирпичной кладке толщиной 100 – 120 см.
  • Плотность изделий зависит от количества слоев. К примеру, плотность однослойных блоков находится в пределах 900 – 1 100 кг/см3
  • Вес материала во многом зависит от марки бетона, который использовался при его изготовлении. Кроме того, масса зависит от размеров блоков. В целом же данный материал относится к числу легких бетонов.
  • Высокая прочность – этот показатель составляет около 35-100 кг на квадратный сантиметр.
  • Хорошая морозостойкость – материал способен выдерживать до 500 циклов замерзания и оттаивания.
  • Экологичность – в составе блоков нет вредных компонентов для здоровья человека.
  • Паропроницаемость – благодаря свойству «дышать», в помещениях из керамзитобетона формируется благоприятный микроклимат.

Виды

Стеновые панели из керамзитобетона по характеристикам и признакам делятся на несколько классов.

По назначению панели бывают:

  • Для цоколя;
  • Для надземного этажа;
  • Для чердака.

На фото — стеновые панели

Кроме того, их делят по статической схеме работы.

Они могут быть:

  • Навесными;
  • Самонесущими;
  • Несущими.

По устройству они бывают:

  • Сплошными
  • Сборными– состоят из множества элементов, к примеру,блоков. Исходные элементы могут быть связаны раствором, клеем или путем сваривания. Чаще всего используют именно их, так как они обладают повышенной трещиностойкостью.

Совет!
Как уже было сказано выше, рассматриваемый материал обладает невысокой стоимостью.
Однако, если требуется возвести технические или подсобные сооружения, можно еще больше удешевить строительство – использовать керамзитобетонные стеновые панели б у.

Утепленный керамзитобетонными панелями фасад

По количеству слоев они делятся на:

  • Однослойные;
  • Двухслойные;
  • Трехслойные.

Однослойные панели выполняют из керамзитобетона с низкими показателями теплопроводности. Их толщина зависит от климатических условий, а прочность бетона – от предполагаемых нагрузок.

Обозначения

ГОСТ на керамзитобетонные стеновые панели № 23009 регламентирует обозначение их марок цифрами и буквами.

Причем, обозначение изделия содержит в себе следующую информацию:

  • Тип панели;
  • Номинальную длину;
  • Высоту, которая обозначается в дециметрах;
  • Толщину в сантиметрах;
  • Класс керамзитобетона, который ставится через дефис;
  • Дополнительные характеристики, такие как наличие вырезов, отверстий и т.д.

К примеру, имеется панель 2НСН 40.27.30-15К. Обозначение 2НСН говорит о том, что она двухслойная, наружная стеновая.

Цифры до дефиса обозначают размеры керамзитобетонных стеновых панелей, в данном случае они следующие:

  • Длина – 3995 мм;
  • Высота – 2650 мм;
  • Толщина – 300 мм.

Число после дефиса говорит об использовании керамзитобетона класса В15.

Строение из керамзитобетонных панелей

Монтаж стеновых панелей

Монтаж данного строительного материала выполняется без использования специального оборудования.

Краткая инструкция выглядит следующим образом:

  • Блоки устанавливаются на место и прикрепляются к закладным деталям установленных заранее колонн.
  • После этого устанавливаются простеночные панели и также закрепляются к колоннам либо другим смонтированным конструкциям.
  • Затем, поверх рядов блоков укладывается слой пароизоляции, что позволяет повысить прочность строения.
  • После возведения стен, вертикальные стыки обрабатываются пароизолом и цементным составом.

Совет!
Зачастую керамзитобетон используется совместно с железобетоном.
Для механической обработки последнего используют инструмент с алмазными насадками.
В частности, зачастую выполняется резка железобетона алмазными кругами или алмазное бурение отверстий в бетоне для подведения коммуникаций.

Таким образом, возвести стены вполне возможно своими руками, причем данная процедура занимает гораздо меньше времени, чем, к примеру, кладка. Правда, монтаж может быть осложнен большими габаритами.

Вывод

Популярность керамзитобетонных панелей обусловлена рядом вышеперечисленных достоинств и особенностей. Единственное, отдавая предпочтение этому материалу, необходимо учитывать разнообразие его видов.Использовать можно только блоки соответствующего назначения.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

Керамзитобетонные стеновые панели : видео, фото

Керамзитобетонные стеновые панели представляют собой блоки, изготовленные из самой плотной разновидности керамзитобетона. Но его удельный вес меньше, чем обычного бетона.

Добавьте заявку на установку стеновых панелей и получите предложения со скидкой до 40 % от проверенных мастеров вашего города через 20 минут.

Керамзитобетонные панели обладают общей шириной в шестьдесят сантиметров. Они даже могут быть изготовлены индивидуально для каждой стены. То есть, если стена имеет высоту 230 сантиметров, то керамзитобетонный блок будет иметь ту же высоту.

Керамзитобетонные панели имеют несколько более высокую теплопроводность, чем обычный бетон, а стоимость материала немного ниже.

При остальных равных физико-механических свойствах (плотность, прочность и проч.) показатель теплопроводности лучше, чем у ячеистого бетона.

Керамзит характеризуется большой влагостойкостью и выдерживает агрессивные химические среды. Поскольку это пористый материал, то его плотность, морозостойкость и прочность несколько ниже, чем у тяжелых видов бетона. Поэтому материал не применяется для укладки фундамента, возведения слишком больших конструкций. В этих целях используют бетон.

Применение керамзитобетонных панелей

Керамзитобетонные стеновые панели более всего подходят для возведения стен частных домов, коттеджей, создания перегородок между квартирами и комнатами. Они применяются и для заполнения каркаса в строительстве домов из железобетона.

В сравнении с силикатным кирпичом керамзитобетонные панели имеют некоторые преимущества. Расход цемента на кладку значительно уменьшен, ведь стандартный керамзитобетонный блок равен семи кирпичам. Каменщик способен уложить три кубических метра стены, что превышает кирпичную кладку в три раза.

Однако, если для вас важен показатель влагостойкости, то лучше использовать ламинированные стеновые панели, которым нет равных в данном параметре.

Керамзитобетонные стеновые панели увеличивают используемую площадь помещения, ведь толщина стен уменьшается на 50%. Несущая способность керамзитобетонной кладки выше на 20%, чем предусматривается стандартами СниП.

Экологические свойства материала равны керамическому кирпичу. Теплоизоляционные свойства позволяют применять его в холодном климате. Керамзитобетон «дышит» и регулирует влажность воздуха внутри помещений.

Себестоимость всех работ по возведению малоэтажных зданий сокращается примерно от 25 до 45 процентов. Дополнительное удобство этот материал создает при прокладке коммуникаций в стенах. Он полый внутри, поэтому достаточно проделать входное отверстие и протянуть провод.

Керамзитобетон имеет морозостойкость, соответствующую марке М-75/50, и прочность М-30, 50 и 100.

Керамзитобетон

Керамзитобетон

№ п/п

Марка бетонной смеси

1

Керамзитобетон В 7,5 Д 1300

Керамзитобетон: области применения и изделия из него

В России существуют заводы крупноразмерных изделий, изготовляемых из легких бетонов. Применение таких бетонов (например керамзитобетона) позволяет снизить вес зданий и конструкций до 30% и достигнуть ряда положительных технико-экономических показателей. Легкие бетоны на пористых заполнителях стали основным материалом ограждающих конструкций и особенно стеновых наружных панелей и блоков.

Керамзитобетон представляет собой легкий бетон на пористом заполнителе.Вообще, керамзит- это ячеистый материал в виде гравия или щебня. Сырьем для его производства служат суглинки и глина, содержащие окислы железа и органические примеси.Керамзит используют как заполнитель для легкого бетона и железобетона, а также теплоизоляционного материала в виде засыпок.

Домостроительных комбинаты используют для изготовления крупноразмерных изделий легкие бетоны на пористых заполнителях. Легкобетонные изделия широко применяются в жилищном, промышленном и сельскохозяйственном строительстве, а также отчасти в мостостроении.

Ведущее место в производстве искусственных пористых заполнителей занимает керамзит. Практика показывает, что сейчас имеется возможность, применив добавки, выпускать керамзиты с заданными свойствами. Наибольшее применение после керамзита найдут шлаковая пемза (в металлургических районах), аглопорит (в районах, где отсутствуют вспучивающиеся глины), природные пористые заполнители и вспученный перлит.

Опыт крупнопанельного строительства подтвердил, что легкий бетон — наиболее подходящий материал для крупнопанельных наружных ограждающих конструкций. В крупнопанельном строительстве используются архитектурно-планировочные решения, обеспечивающие посемейное заселение жилых домов бескаркасной конструкции высотой 5 и более этажей. Господствующая конструктивная схема — с панельными перекрытиями, опирающимися по контуру на несущие перегородки, — лучше всего отвечает конструктивным качествам легких бетонов на пористых заполнителях.

В настоящее время имеется тенденция к конструктивному решению зданий с широким шагом поперечных несущих стен, что позволяет обеспечить свободную планировку квартир.

В климатических условиях России применение однослойных наружных стен из легкого бетона дает возможность эффективно использовать его физико-механические и теплофизические свойства. Легкобетонные элементы наружных ограждений стыкуются проще и надежнее, чем панели из других материалов.

Легкобетонные двухслойные стены со слоем конструктивного бетона толщиной 6—8 см эффективны в условиях сейсмостойкого строительства или при наличии просадочных грунтов. Конструкции со слоями из плотного конструктивного и крупнопористого теплоизоляционного легкого бетона особенно выгодно применять в совмещенных крышах. Крупнопористый легкий бетон теплоизоляционного слоя крыши обладает положительным качеством — быстрой десорбцией в сложных условиях ее эксплуатации.

Применение легкого бетона во внутренних конструкциях зданий — перекрытиях и несущих перегородках — не менее эффективно, чем в наружных. Это позволяет снизить собственный вес конструкций и таким образом заметно сократить расход арматуры и цемента. Расширение объема применения легкобетонных внутренних конструкций позволит экономить значительное количество стали и цемента.

Имеется положительный опыт применения комплексных крупнопанельных керамзитобетонных междуэтажных перекрытий с высокой заводской готовностью.

Перекрытия выгодно устраивать из бетонов, изготовляемых не только на легких заполнителях, но и на более тяжелых, так как по мере повышения марки бетона влияние объемного веса заполнителя на объемный вес бетона уменьшается.Однослойные легкобетонные межквартирные стены толщиной 18 см обеспечивают нормативную звукоизоляцию.

Достижения в области производства керамзита и технологии керамзитобетона позволили построить эффективные крупнопанельные дома. Уже введены в действие типовые проекты 5-этажных жилых домов из керамзитобетона серии 1-464А, № 58, 59, 60 и 61. Построены 9- и 12-этажных бескаркасные дома из керамзитобетонных панелей. Проектирование показывает, что эффективность применения легкого бетона с увеличением этажности повышается.

Эффективность панельных конструкций и домов из легких бетонов предопределяется конструктивной схемой зданий, технологией производства панелей, показателями легкого бетона, видом и качеством заполнителей.

Наибольшее и заслуженное распространение приобрел керамзитобетон, производство и применение которого развивается бурными темпами. Новые виды керамзитобетона, разработанные в СССР, в корне отличаются от применявшихся до последнего времени в США, где керамзитобетон известен с 1917 г. и до сих пор рассматривается как тяжелый бетон, в котором щебень заменен керамзитом.(1966 г.)

Разработка технологических принципов получения требуемой структуры теплоизоляционного, теплоизоляционно-конструктивного и конструктивного легких бетонов применительно к их назначению, использование производственных факторов заводской технологии для обеспечения необходимых эксплуатационных характеристик конструкций — главные достижения строительной науки в области легких бетонов.Используется и такое изделие из керамзитобетона как однослойные стеновые панели вместо двухслойных.

Развитие производства легких бетонов приобретает особое значение для Казахстана и, в частности, для его южных районов в связи с высокой их сейсмичностью. В этих условиях снижение веса отдельных конструкций, а также зданий и сооружений в целом за счет применения легких бетонов может рассматриваться как одна из мер повышения их сейсмостойкости.

Легкие бетоны, как известно, представляют для нашего строительства значительный практический интерес. По сравнению с тяжелым бетоном они имеют ряд преимуществ. Наиболее важным из них является более низкий объемный вес. Так, объемный вес легкого бетона высоких марок примерно в 1,5 раза меньше, чем тяжелого. Разница в весе легких бетонов невысокой прочности по сравнению с тяжелым будет еще больше и может доходить до 2—3 раз. В этом случае легкие бетоны приобретают и другое весьма важное преимущество—хорошие теплозащитные свойства.,

Выбор типа конструкции из легких бетонов определяется качеством пористого заполнителя, а также условиями их эксплуатации. По условиям работы они подразделяются на несущие или ограждающие.

Конструкции из легких бетонов целесообразно изготовлять по возможности максимальных размеров.

По причине меньшего веса легкобетонных элементов по сравнению с железобетонными значительно упрощаются условия их транспортирования и монтажа. Так, например, вместо двух панелей из железобетона автомашина может перевести больше, а кран поднять три панели из легкого бетона.

В жилищно-гражданском строительстве легкие бетоны наиболее широко применяются для панелей наружных стен. Такие конструкции, имея ряд преимуществ перед большинством конструкций из других материалов, изготовляются главным образом однослойными из бетона марок 50—75, объемным весом 800 — 1500 кг/м3, а в ряде случаев—двухслойными или трехслойными. Более просты в изготовлении, естественно, однослойные элементы.

В последнее время сравнительно широко стали применять легкобетонные пустотелые панели с предварительно напряженной арматурой для перекрытий. Такие панели весьма рациональны и заслуживают всемерного распространения.

В настоящее время на заводах железобетонных изделий уже изготовляются пустотелые панели из легких бетонов не только с предварительно напряженной стержневой арматурой, но и с предварительно напряженной высокопрочной проволокой.

Совмещенная кровля из керамзитобетона коробчатого сечения (с засыпкой) разработана и применяется московскими строительными организациями. Известны и другие решения совмещенной крыши из легких бетонов. Целесообразно при известных условиях изготовлять из легких бетонов также чердачные перекрытия и перекрытия над неотапливаемыми подвалами.

Учитывая специфические особенности легких бетонов (невысокий объемный вес и хорошие теплоизоляционные свойства), панели стен и покрытий из них наиболее целесообразно применять в отапливаемых промышленных зданиях. При этом легкобетонные элементы будут выполнять одновременно несущие и теплоизоляционные функции, не требуя для изготовления и монтажа сложного оборудования и большого количества рабочих. Применение легких бетонов для стен и покрытий неотапливаемых промышленных зданий позволит снизить вес элементов по сравнению с железобетонными и за счет этого сократить транспортно-монтажные расходы.

Крупноразмерные плиты проезжей части мостов в случае выполнения их из легкого бетона могут иметь такую же конструкцию и те же размеры, что и из тяжелого бетона. Характер армирования конструкций из легкого бетона, как правило, меняться не будет. За счет применения для таких конструкций бетона более низкой марки будет получена экономия стали и даже цемента. Это относится к элементам как с ненапрягаемой, так и с предварительно напряженной арматурой.

Имеющийся у нас опыт применения легкого бетона в мостостроении относится в основном к автодорожным мостам. Работ, посвященных этому вопросу применительно к железнодорожным мостам, значительно меньше.

Проведенные исследования и опыт экспериментального строительства показали, что из легких бетонов целесообразно изготовлять большое число конструкций для судостроения. К. ним следует отнести элементы корпуса и надстройки отдельных типов судов внутреннего плавания. Тип, размеры и характер их армирования могут не отличаться от конструкций из тяжелого бетона. Корпуса судов указанных типов из легкого бетона примерно на 20% легче железобетонных. Это позволяет помимо снижения транспортно-монтажных расходов уменьшить их осадку, что существенно упрощает их движение по соединительным морским каналам.

В последнее время у нас было построено несколько корпусов и дебаркадеров из керамзитобетона и бетона на шлаковой пемзе.

Легкие бетоны экономически выгодно использовать также для опор линий элеитропередачи, шахтной крепи и в ряде других отраслей строительства. Это позволит значительно облегчить конструкции и при известных условиях снизить стоимость бетона. После окончания исследований определятся рациональные типы конструкций указанного назначения и их размеры.

Для сельскохозяйственного строительства можно рекомендовать большинство разработанных и проверенных типов конструкций производственных зданий, которые будут удовлетворять условиям их эксплуатации. Кроме того, для таких зданий, по нашему мнению, бесспорный интерес представляют своды из плоских плит или элементов двоякой кривизны. Эти элементы являются одновременно и несущей конструкцией, и теплоизо-лятором. После окончания исследований такие конструкции могут быть рекомендованы для массового применения.

Как использовать гранулы из вспученной глины в вашем саду | by Rivashaa Eco Design Solution

При нагревании глина превращается в LECA или легкий наполнитель из вспененной глины (LECA), который образуется из газов, которые расширяют глину через маленькие пузырьки. Образование пузырьков во время тепловой процедуры образует сотовую структуру. LECA Growing Medium - одна из самых популярных сред для гидропоники и аквапоники.

Обожженная глина помещается во вращающиеся печи при очень высокой температуре примерно 1200 градусов по Цельсию и превращается в круглые гранулы.Это очень легкий вес с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что он не будет уплотняться в течение определенного периода времени. Гранулы из керамзитовой глины также известны как шары из керамзита и являются экологически устойчивыми, инертными и многоразовыми, что делает их оптимальными для использования в качестве питательной среды.

Концепция гидропоники
Гидропоника - это концепция выращивания растений инновационным методом, существующая с древних времен. Было обнаружено несколько новых методов реализации гидропоники, однако концепция осталась прежней.Это метод выращивания растений без почвы или с небольшим количеством почвы и имеет широкий спектр применения. Некоторые из популярных применений включают имплантацию в космос по проектам НАСА, выращивание растений там, где нет почвы, выращивание растений в помещении.

Преимущества использования гранул из вспененной глины
Использование гранул дает множество преимуществ. Решения Rivashaa Eco Design - это профессионалы в области легкого керамзитового заполнителя. Мы - консультант по архитектуре и строительному дизайну, предлагающий инновационные решения для экологически безопасных строительных решений.Мы твердо убеждены в том, что производим экологически чистые и экологически чистые продукты. Наша компания - это больше, чем просто LECA, мы также предлагаем множество других продуктов, таких как термоизоляционный раствор ECA, строительные блоки ECA, легкие бетонные панели
и многое другое.

Вот некоторые из перечисленных здесь преимуществ:

Он имеет хороший отвод воды, который помогает слить лишнюю воду, но в то же время поддерживает правильное питание растений.

Обладает способностью удерживать влагу, что особенно полезно при нехватке воды.

Поскольку они легкие и пористые, они способны удерживать воздух. Это жизненно важно для улучшения аэрации корневой системы любого растения.

Это также очень безвредно для окружающей среды.

Эффективность керамзита как переносчика бактерий для самовосстанавливающегося бетона | Прикладная биологическая химия

В этом исследовании керамзит (ЭК) был предложен в качестве переносчика бактерий для кабонатогенеза в бетоне. То есть ЭК в качестве носителя может защитить бактерии от агрессивной среды бетона, так что в трещине бетона образуется больше осадков карбоната кальция, чем без носителя.Чтобы ЭК был носителем, он должен показать, что штамм бактерий YS11 может проникать или иммобилизоваться в каналах внутри ЭК, в которых бактерии могут быть защищены от суровых условий механического стресса, высокого pH и температуры. На рис. 1А показано СЭМ-изображение внутренней части пористого ЭК, на которой наблюдались обильные пустые каналы и пространство. То есть внутри ЭК наблюдались пространство или каналы размером приблизительно от 10 до 100 мкм микрометров. Когда бактерии YS11 попали во внутреннюю часть ЭК, наблюдалось прикрепление ряда бактерий к внутренней поверхности ЭК (рис.1Б).

Рис. 1

Изображения керамзита с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) без бактерий YS11 ( A ) и с бактериями YS11 ( B ). Стрелка в B указывает на бактерии YS11 в форме стержня

.

Чтобы узнать, сколько бактерий может попасть в ЭК, необходимо измерить иммобилизирующую или удерживающую способность (КОЕ / г сухого ЭК) ЭК. Около 10 частей ЭК были погружены в раствор PBS, содержащий 1,0 × 10 6 , 1,0 × 10 7 и 1.0 × 10 8 бактериальных клеток / мл. Затем ЭК с иммобилизованными бактериями стерилизовали поверхность и сушили, как описано в разделе «Материалы и методы». Три разных типа иммобилизованных ЭК были разбиты на мелкие кусочки. Каждые 1,0 г осколков использовали для измерения колониеобразующей единицы (КОЕ). Иммобилизирующая способность (КОЕ / г сухой ЭК) керамзита составляла приблизительно 0,80 × 10 5 , 1,08 × 10 6 и 0,82 × 10 7 КОЕ / г сухой ЭК при 1,0 × 10 7 , 1 .0 × 10 8 и 1,0 × 10 9 клеток бактерий / мл соответственно (рис.2). Это означает, что приблизительно 1% бактериальных клеток в каждом мл бактериального раствора иммобилизовали в 1 г сухого ЭК.

Рис. 2

Анализ колониеобразующих единиц (КОЕ) бактерий YS11, которые были иммобилизованы в керамзит с использованием различных концентраций бактерий. Керамзит погружали в PBS, содержащий различные концентрации бактерий (1,0 × 10 6 , 1,0 × 10 7 , 1.0 × 10 8 клеток / мл) и степень иммобилизации измеряли с помощью анализа КОЕ (n = 30).

Керамзит имеет недостаток в качестве носителя бактерий, так как имеет очень ограниченное пространство для иммобилизации бактерий. Однако, в отличие от других носителей, способность выдерживать внутреннюю среду (т.е. тепло и давление) бетона является одним из наиболее важных преимуществ самовосстанавливающегося бетона как переносчика бактерий [17]. Чтобы изучить степень жизнеспособности иммобилизованных бактерий, был проведен анализ FDA (рис.3). Иммобилизованные бактерии, полученные погружением ЭК в раствор свободных бактерий, содержащий 1,0 × 10 8 клеток / мл, имели приблизительно 53,6% активности контрольного раствора, содержащего 1,0 × 10 7 клеток / мл. Степень жизнеспособности иммобилизованных бактерий была несколько выше (11,6%), чем у свободных бактерий, содержащих 1,0 × 10 6 клеток / мл. Результаты показали, что иммобилизованные бактерии живы, а также обладают ферментативной активностью, так что они могут обладать способностью к кабонатогенезу; то есть способность к самовосстановлению трещин в бетоне [11].Поскольку ЭК был погружен в 1,0 × 10 8 клеток / мл, предполагалось, что ЭК с иммобилизованными бактериями будет иметь приблизительно 1,0 × 10 6 КОЕ / г сухой ЭК и соответствующую жизнеспособность. Как и ожидалось, ЕС-иммобилизованные бактерии имели почти такую ​​же степень жизнеспособности, что и свободные бактерии, содержащие 1,0 × 10 6 клеток / мл. Это может быть связано с тем, что ЭК с иммобилизованными бактериями были разбиты на мелкие кусочки для эксперимента. Таким образом, он может подвергаться воздействию вне ЕС, более непосредственно, чем ЕС, без нарушения.

Рис. 3

Анализ диацетата флуоресцеина (FDA) бактерий, иммобилизованных на керамзите. Степень активности микробных ферментов измеряли на свободных бактериях 1 (1,0 × 10 7 клеток / мл), свободных бактериях 2 (1,0 × 10 6 клеток / мл) и иммобилизованных ЕС бактериях, погруженных в раствор бактерий 1,0 × 10 8 клеток / мл. Относительную абсорбцию (%) рассчитывали путем сравнения с абсорбцией свободных бактерий 1 (1,0 × 10 7 клеток / мл)

Для подтверждения активности биоминерализации или карбонатогенеза иммобилизованными ЕС бактериями степень потребления ионов кальция измеряли в течение 24 дней. h с использованием электрода, селективного к ионам кальция (ISE), поскольку нет прямого метода измерения степени образования карбоната кальция в пределах EC [18, 19] Как показано на рис.4, снижение концентрации ионов кальция наблюдалось со свободными бактериями (1,0 × 10 6 клеток / мл) и бактериями с иммобилизованными ЭК (1,0 × 10 6 клеток / г сухих ЭК). Степень уменьшения иона кальция с течением времени была очень похожей и составляла примерно 14,8 ppm / ч для свободных и иммобилизованных бактерий без статистической разницы. Этот результат предполагает, что, хотя контрольная среда и ЭК не обладали только активностью карбонатогенеза, иммобилизованные на ЭК бактерии были активны в отношении образования карбоната кальция в такой же степени, как и свободные бактерии.

Рис. 4

Изменение концентрации ионов кальция во времени. Использовали свободные бактерии (1,0 × 10 6 клеток / мл) и ЕС-иммобилизованные бактерии (1,0 × 10 6 клеток / г сухой ЭК). Керамзит погружали в бактериальный раствор 1,0 × 10 8 клеток / мл и обрабатывали, как описано в разделе «Материалы и методы». Никакой активности карбонатогенеза не наблюдалось для контрольной среды и только EC

.

В этом исследовании израсходованная глина (ЭК) была испытана как переносчик бактерий, которые обладают способностью к самовосстановлению трещин в бетоне.Предотвращение или заживление трещин необходимо для снижения затрат во время строительства. Трещины в бетонных материалах со временем образуются постепенно, так что включение бактерий для способности к самовосстановлению трещин может потребоваться во время строительства здания [20]. Однако направленное включение бактерий в бетон проблематично из-за тепла во время отверждения и давления со стороны бетона. Кроме того, в бетоне нет пищи для бактерий. Таким образом, использование бактериального носителя необходимо для правильного схватывания бетона.Для этой цели может быть много носителей [21, 22], а также для сельскохозяйственных целей [23]. Здесь мы подтвердили, что израсходованная глина может быть подходящим носителем бактерий для самозаживления трещин в бетоне. Во-первых, часть бактерий легко попадает в ЭК при погружении, что подтверждается наблюдением с помощью SEM и тестом КОЕ (рис. 1, 2). Во-вторых, бактерии L. boronitolerans YS11 были жизнеспособны после иммобилизации в пределах ЕС, как было проверено FDA (рис. 3). В-третьих, бактерии YS11 образовали карбонат кальция, как предполагалось, за счет потребления иона кальция.Все результаты предполагают, что ЭК можно использовать в качестве переносчика бактерий для самовосстановления бетона. Однако в будущем необходимо провести больше испытаний для других типов ЭК, поскольку на рынке имеется много других ЭК, производимых различными компаниями [24].

Конструкция стены для защиты от шума дорожного движения

Определение

Несмотря на многолетний опыт применения шумозащитных стен, неопределенность в отношении срока службы стеновых панелей практически одинакова для панелей, изготовленных из традиционных и новых материалов, которые - из-за стремления повысить устойчивость шумозащитных стен - развиваются. во все более быстром темпе.Представленный метаанализ данных, собранных в ходе систематического обзора акустических и неакустических характеристик бетонных, металлических и деревянных панелей, долгосрочных характеристик и устойчивости на всех этапах, направлен на снижение этой неопределенности и поддержку процесса шума. проектирование стен и управление ими путем смещения акцента при принятии решений с затрат на строительство на долгосрочную устойчивость проекта снижения шума дорожного движения. Многокритериальный анализ показал, что при выборе панели следует отдавать предпочтение тем, кто использует легкие бетонные материалы.

1. Введение

Согласно данным, предоставленным Европейским агентством по окружающей среде (ЕАОС), шумовое загрязнение является серьезной проблемой для здоровья окружающей среды в Европе [1] , которая вызывает такие проблемы, как нарушения сна, ведущие к периоду нежелательного пробуждения [2] , обучение нарушения [3] [4] [5] [6] , гипертония ишемическая болезнь сердца [7] [8] [9] и особенно раздражение [10] [11] .Дорожное движение является основным источником шума в городских и пригородных районах. Согласно Директиве по шуму окружающей среды (END) 2002/49 / EC, государства-члены ЕС должны определять воздействие шума окружающей среды от основных источников транспорта и промышленности с помощью стратегических карт шума [12] . Стратегические карты шума являются основой для подготовки, принятия и публикации планов действий по предотвращению и сокращению вредного воздействия шума, а конкретные меры, включенные в планы действий, принимаются на уровне государства-члена [12] [ 13] .

В последние несколько лет планы действий по снижению шума были направлены на повышение осведомленности о шуме как об экологической проблеме и содействие использованию более экологически чистых видов транспорта (электромобили, автомобили с более тихими двигателями и малошумные шины. [14]) ). Кроме того, были предложены новые системы смягчения последствий для дорожного движения (основного источника шума), и несколько проектов были посвящены производству расширенных измерений шума в реальном времени для получения реалистичной картины распределения шума по городским районам [15] .Тем не менее, дорожный шум остается серьезной экологической проблемой: около 100 миллионов человек в государствах-членах ЕС подвергаются воздействию дорожного шума с уровнем шума выше 55 дБ (A) Lden, а 32 миллиона человек подвергаются воздействию очень высокого уровня шума выше 65 дБ (A). Lden [1] . Lden определяется как «дескриптор уровня шума, основанный на уровне энергетического эквивалента шума (Leq) в течение всего дня со штрафом в 10 дБ (A) для ночного шума (23.00–7.00) и дополнительным штрафом в 5 дБ ( А) для вечернего шума (19.00–23.00) » [16] .

Шум дорожного движения в основном возникает в результате взаимодействия дороги с шиной [17] , и наиболее важными параметрами, влияющими на уровень шума, являются модель шины [18] , возраст покрытия [19] [20] и текстура покрытия [21] [22] [23] и смесь [24] [25] . Из-за вышеупомянутых факторов обычным решением для снижения шума дорожного движения, используемым как в городской, так и в загородной среде, является нацеливание на источники шума посредством управления дорожным движением, напримерg. путем замены дорожных покрытий и использования дорожных покрытий с низким уровнем шума, улучшения транспортного потока и снижения ограничений скорости. В городских агломерациях за этой мерой следуют меры, связанные с землепользованием и городским планированием. Вторая наиболее часто используемая мера, применяемая к основным дорогам («региональная, национальная или международная дорога, обозначенная государством-членом, по которой проходит более трех миллионов транспортных средств в год» [12] ), расположенная за пределами жилых районов, меняет пути распространения шума за счет создания шумовых барьеров между источником шума и приемником [14] .Термин «шумовой барьер» может использоваться для обозначения любого типа конструкции, используемой для снижения шума, включая земляные насыпи, шумозащитные стены и их комбинации [26] . Недавно были разработаны новые типы шумовых барьеров - звуковые барьеры для шума кристаллов. [27] [28] [29] . Все эти конструкции отличаются друг от друга конструктивными элементами. Земляной холм имеет берму наверху и на наклонных сторонах, шумозащитные стены построены из горизонтально уложенных друг на друга панелей [26] , в то время как звуковые барьеры для шума кристаллов представляют собой неоднородные структуры, созданные из расположения рассеивателей в периодической конфигурации с квадратами, прямоугольные или треугольные узоры [27] .

Применение шумозащитных экранов для дорожного движения началось более 50 лет назад как в США, так и в Европе [30] [31] . Поведение шумовых стен при эксплуатации, ремонте и / или частоте замены старых или изношенных стеновых панелей стало важной проблемой в последнее десятилетие. Однако, несмотря на многолетний опыт применения шумозащитных стен (и исследования устойчивости шумозащитных экранов, а также другие меры по снижению шума) [32] [33] [34] [35] [36] ), при выборе материала панели, который будет использоваться на этапе проектирования, проектировщики все еще сталкиваются с многочисленными неопределенностями, связанными с эксплуатационными характеристиками шумовых стен, построенных из панелей, изготовленных из различных материалов [37] , включая их устойчивость. , долговечность и устойчивость к огню, ударам и атмосферным воздействиям.Главный вопрос заключается в том, как неизбежная деградация панелей повлияет на эффективность конструкции стены, затраты на ее жизненный цикл и ее долгосрочную устойчивость в определенных местах и ​​условиях. Для изготовления панелей доступен широкий спектр материалов (дерево, арболит, бетон, стекло / стеклобетон, камень / кирпич, алюминий / сталь, акрил и т. Д.), И все панели можно систематизировать по четырем основным типам: бетон , металл, дерево и прозрачный. Неопределенность в качестве срока службы панелей почти одинакова между панелями, изготовленными из традиционных материалов, и панелями, изготовленными из новых материалов, которые в настоящее время развиваются все более быстрыми темпами из-за стремления повысить устойчивость шумозащитных стен [37]. .

На выбор материала панели влияет несколько факторов, включая размеры шумозащитных стен, расположение и местные условия окружающей среды, эстетические требования (включая местные архитектурные соображения, общественное восприятие и приемлемость конструкции) и цену [38] . Согласно [39] , при выборе панельного материала в разных странах ЕС используются разные подходы. В северных странах ЕС ландшафтный подход является наиболее распространенным, в центральных странах ЕС сначала используется технический подход (функциональность и долговечность стены), затем архитектурный подход, а в южных странах ЕС - экономичный. подход (критерий наименьшей цены) доминирует при выборе панельного материала [39] .

2. Справочная информация

Несмотря на доступность различных типов строительных материалов, на европейском рынке преобладают три типа шумоизоляционных стеновых панелей: бетонные, металлические и деревянные. [40] . Более 80% стран-членов ЕС используют один из этих трех основных типов материалов или их комбинации [41] . Такая же ситуация наблюдается в США, где, согласно инвентаризации [42] Федерального управления автомобильных дорог (FHWA), стены, построенные из одного материала (бетона, металла или дерева), составляют 84% всех шумозащитных стен. .Бетонные панели состоят из двух слоев: несущих панелей толщиной до 20 см, слоя железобетона и поглощающего слоя из легкого пористого бетона (с зернами заполнителя керамзита толщиной 3–5 мм, древесными волокнами и резиновыми гранулами). ), обычно толщиной до 15 см. Металлические панели изготавливаются из (оцинкованной) стали, нержавеющей стали или алюминия и состоят из двух лакированных пластин толщиной 0,5 или 1 мм, между которыми уложена каменная вата (толщиной 50, 80 или 100 мм). Деревянные панели изготавливаются из цельного или клееного дерева или фанеры.Панели с фасадом из ивы и внутренней отделкой из каменной ваты также в некоторых публикациях считаются деревянными. В связи с вышеизложенным настоящий обзор литературы и стандартов ограничивается стеновыми панелями, изготовленными в основном из бетона, металла и дерева.

2.1. Характеристики бетонных, металлических и деревянных панелей

При проектировании шумозащитных стенок все государства-члены ЕС должны соблюдать внутренние правила CEN / CENELEC - Европейские стандарты для устройств снижения шума дорожного движения, действующих на распространение воздушного шума, написанные CEN / TC 226 / WG 6 [43] .Этот пакет можно разделить на четыре основных подпакета: акустические характеристики, неакустические характеристики, долговечность и устойчивость устройств снижения шума дорожного движения [38] [40] [44] . Ниже приводится обзор характеристик, требуемых для этих пакетов, на основе которого дается дальнейшее сравнение эффективности и устойчивости шумозащитных стен по сравнению с материалами, из которых они изготовлены.

2.1.1. Акустические характеристики

Для обеспечения акустической эффективности шумозащитной стены положение и высота стены должны препятствовать прямой видимости между источником шума и приемником, а ее панели должны быть достаточно толстыми и изготовлены из акустически подходящего материала (по плотности и пористость). Требуемые акустические характеристики устройств снижения шума дорожного движения приведены в наборе стандартов EN 1793 [43] . Основными параметрами, описывающими акустические свойства стены, являются звукопоглощение / отражение (DL α ) и звукоизоляция (DL R ).Эффективность стенок по снижению шума выражается параметром вносимых потерь (IL).

Звукопоглощающая способность стеновых панелей имеет решающее значение для эффективности шумоизоляционных стен. Чем больше способность панели поглощать звук, тем меньше отражение звуковой волны от стены в направлении объектов на противоположной стороне дороги и обратно в сторону транспортных средств (источник шума). Панели, у которых DL α больше 10 дБ, считаются обладающими хорошими абсорбционными свойствами [38] .Непоглощающие или отражающие шумовые стены позволят звуку распространяться по шумовой стене после многократных отражений между стеной и транспортными средствами. Из-за такого поведения звуковой волны использование панелей с небольшими поглощающими свойствами или без них (например, прозрачных панелей) может привести к увеличению уровня звука в непосредственной близости от приемника за шумовой стеной. Увеличение уровня шума в приемнике из-за таких отражений может достигать +3 дБ (A) [38] .

Свойство звукоизоляции определяется потерей звуковой энергии, которая возникает, когда звуковая волна проходит непосредственно через стену.Звукоизоляция, обеспечиваемая барьером, зависит от многих факторов, таких как поверхностная плотность, жесткость, коэффициенты потерь и угол падения звука. Наиболее важным из них является поверхностная плотность барьера [26] . Считается, что панель обладает достаточными изоляционными свойствами, если ее поверхностная плотность составляет 20 кг / м. 2 или выше [45] .

Вносимые потери определяются как снижение уровня шума в дБ (A) в данном месте из-за размещения шумоподавляющего устройства на пути прохождения звука между источником звука и этим местом.Правильно спроектированная шумовая стена должна достигать IL, приближающегося к 10 дБ (A), что эквивалентно воспринимаемому уменьшению громкости вдвое для первого ряда домов непосредственно за стеной [46] . Полевые исследования, проведенные в [47] , показали, что корреляция между вносимыми потерями в стенах и типом материала является наибольшей среди наблюдаемых местоположений и характеристик стен, таких как высота стены и ее расстояние от проезжей части, температура и влажность воздуха, общий трафик. объем и средняя скорость.

2.1.2. Неакустические характеристики

Требуемые неакустические характеристики устройств снижения шума дорожного движения приведены в наборе стандартов EN 1794 [43] . Общие требуемые технические характеристики шумозащитных стен включают механическую стойкость, устойчивость и характеристики безопасности.

Характеристики безопасности касаются огнестойкости, отражения света, риска падения мусора и аварийных выходов. Требуемая огнестойкость шумозащитной стены отражена в ограничениях, установленных для использования как легковоспламеняющихся, так и негорючих материалов, которые могут выделять токсичные газы или переносимые ветром угли при воздействии открытого огня в результате лесного пожара или дорожно-транспортных происшествий.Огнестойкость - главная проблема безопасности деревянных панелей. В случае гладких металлических панелей серьезной проблемой безопасности является отражение света, например блики, которые могут беспокоить участников дорожного движения. Это негативное явление более выражено при использовании панелей более светлых тонов и возникает как днем ​​(утром и вечером, когда солнечные лучи находятся под небольшим углом), так и ночью (из-за использования света, что особенно ярко выражено, если поверхность панели мокрая). Использование панелей с более шероховатой поверхностью и более глубоким рельефом, таких как бетонные панели, может уменьшить или устранить эту проблему.

Требования к механическим характеристикам и устойчивости шумозащитных стен обеспечиваются правильной конструкцией и установкой стеновых элементов (панелей, колонн и фундаментов). Постоянная нагрузка в виде собственного веса панели, которая в основном зависит от материала панели, особенно важна при проектировании стен на виадуках, мостах, подпорных и опорных конструкциях. Если в такие конструкции невозможно внести изменения, которые обеспечили бы их более высокую несущую способность, обычно выбирают легкие панели.Помимо постоянной нагрузки, наибольшая нагрузка, которую может выдержать стеновая конструкция, определяется ветром. Ветровая нагрузка зависит от географического положения конструкции, а также может зависеть от соотношения высоты расположения и окружающей топографии. Если стена расположена очень близко к дороге, необходимо учитывать дополнительные динамические нагрузки, такие как аэродинамические силы из-за проезда тяжелых транспортных средств, силы из-за возможного удара транспортных средств и летящих по воздуху обломков на конструкцию и горизонтальное давление от снег скопился вдоль нижних частей конструкции стены после расчистки дороги от снега.

Бетонные панели

обладают множеством преимуществ, в том числе высокой прочностью, стабильностью и устойчивостью, а также многочисленными вариантами крепления и конструкции панелей. Им также можно придать самые разные формы, чтобы их можно было легко вписать в любой ландшафт. Значительный вес бетонных панелей, хотя и благоприятен с точки зрения сопротивления и устойчивости окончательной конструкции (особенно в местах с высокими ветровыми нагрузками), может быть проблемой. Этот вес может увеличить расходы на транспортировку на большие расстояния и часто требует специальных методов установки и оборудования.Их вес также делает такие панели непригодными для установки на виадуках и мостах. Стандартная ширина панели 4 м (шаг колонн) требует меньших затрат на строительство фундаментов и колонн. Работа с тяжелыми бетонными панелями требует использования кранов, которые, если монтаж выполняется с проезжей части, препятствуют движению во время установки.

Металлические панели из-за их меньшего веса обычно используются для установки на мостах и ​​путепроводах, на существующих подпорных стенах с ограниченной несущей способностью, а также при необходимости увеличения высоты существующих шумозащитных стен.Стоимость доставки этих панелей на строительную площадку невелика по сравнению с затратами на бетонные стены. При установке алюминиевых панелей необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить прямого контакта алюминия с другими металлами (в первую очередь со сталью), поскольку алюминий реагирует аналогично цинку в процессах цинкования, т.е. он действует как «жертвенный» элемент, который вскоре распадется. Антикоррозийное покрытие металлических панелей обязательно при сильном воздействии соли и влаги. Более того, поскольку все металлические панели являются токопроводящими, их установка рядом с электрическими линиями нежелательна, если невозможно обеспечить надлежащее заземление всех металлических компонентов.Металлические панели легко устанавливаются с помощью кранов. Возможное перекрытие дорожного движения при возведении таких стен довольно непродолжительно, но для выполнения креплений необходимо предусмотреть строительные леса, установка которых может потребовать значительного количества места, работы и времени. Обычная длина металлических панелей 3 м требует более высоких затрат на строительство фундамента и колонн по сравнению с бетонными панелями.

Деревянные панели часто выбирают ландшафтные архитекторы. из-за их небольшого веса затраты на их транспортировку на строительную площадку невелики.Деревянные панели вставляются между столбами и затем скрепляются гвоздями или шурупами, которые предпочтительно изготовлены из неагрессивного металла (нержавеющей стали или алюминия). Основным преимуществом этого метода крепления является возможность быстрого и легкого монтажа и демонтажа шумозащитной стены, поэтому перекрытия проезжей части во время строительства короткие. Эти панели легко устанавливаются с помощью кранов, но, как и в случае металлических панелей, необходимо предусмотреть строительные леса для выполнения креплений.

2.1.3. Долгосрочная производительность

Стандартизированные процедуры оценки долгосрочных акустических и неакустических характеристик устройств снижения шума дорожного движения были опубликованы в 2015 году в виде набора стандартов EN 14389. В целом, материал панели и конструкция стены должны обеспечивать долгосрочную стойкость к воздействию погодных условий и различных климатических изменений, длительный срок службы при минимальном обслуживании (или отсутствии обслуживания), эффективную возможность снятия стены для ремонта или в конце. - долговечные и стабильные акустические характеристики на протяжении всего срока службы панели.

Прочность и устойчивость к возможным воздействиям изменения климата влияют на акустические и неакустические характеристики шумозащитных стен и определяют, как часто они требуют капитального ремонта или замены. Выбор подходящего материала панели зависит, прежде всего, от обязательств проектировщика по соблюдению установленных технических требований для обеспечения длительного срока службы конструкции в местных условиях. При этом необходимо учитывать устойчивость материала к возможным явлениям замерзания и оттаивания, влияние дорожной воды, воздействие УФ-излучения и поведение материала при местных экстремальных температурах.

Срок службы шумозащитной стены можно определить как время, в течение которого стена продолжает оптимально выполнять свою задачу. Это период беззаботности [37] , в котором не произошло серьезных изменений акустических и физических свойств или внешнего вида панелей, то есть времени от строительства стены до момента, когда стена должна быть заменена. Это время в основном зависит от материала панели: ожидаемый срок службы бетонных панелей - 40 лет, металлоконструкций - 20-25 лет, металлического алюминия - 30 лет, а древесины - 20 и более лет, в зависимости от вид защиты [40] [48] .

Техническое обслуживание шумозащитной стены жизненно важно для обеспечения ее оптимальных характеристик в течение всего срока службы и для обеспечения любого необходимого ремонта, вызванного естественным атмосферным воздействием или физическим повреждением. В то время как в большинстве стран-членов ЕС есть какая-то форма общей программы обслуживания существующих дорог, менее 20% из них имеют специальные протоколы по содержанию шумозащитных стен [41] . Следующие эксплуатационные характеристики и проблемы технического обслуживания в течение срока службы шумозащитной стены были зарегистрированы в [40] [47] [49] [50] [51] .

Бетонные панели очень устойчивы к повреждениям, вызванным ударами транспортных средств и обломков, давлению от отложений при удалении снега и другим явлениям во время технического обслуживания. Шероховатые поверхности этих панелей не привлекают художников-граффити, потому что они требуют использования большего количества краски, поэтому вандализм обычно не является проблемой. Поскольку они очень хорошо выдерживают резкие перепады температур, ультрафиолетовое излучение, влагу, лед и соль, техническое обслуживание, связанное с структурной и эстетической целостностью такой конструкции стены, выполняется редко.В случае абсорбирующего слоя из древесных волокон возможно повреждение этого слоя в нижних частях конструкции (1 м от поверхности земли) из-за влаги. Абсорбирующий слой из керамзита также может отслаиваться при ударе и не устойчив к замерзанию.

Металлические панели постепенно ржавеют из-за большого количества влаги и соли в воздухе. Если панели не покрыть антикоррозийной краской или не оцинковать, ржавчина с панелей очень быстро распространится на другие элементы стены.Даже при низких напряжениях панели, вызванных нормальными изменениями температуры, может возникнуть коробление, если внутри панели нет армирующих стержней. Кроме того, низкое сопротивление и небольшая толщина металлических пластин делают эти панели очень уязвимыми к повреждениям в результате вандализма, обломков или транспортных средств; регулярное содержание дорог; и уборка снега. Из-за своей гладкой поверхности они часто становятся мишенью художников-граффити.

Деревянные панели не обладают прочностью конструкции и легко разрушаются в случае столкновения с автомобилем.Более того, они нестабильны по размерам; они деформируются и сжимаются со временем из-за атмосферных воздействий (солнца, влаги) или нападений насекомых. Это вызывает появление трещин вдоль стыков, особенно если древесина не была достаточно высушена перед изготовлением панели, что снижает эффективность защиты стены от шума. Проблема коробления во время эксплуатации пропорциональна толщине панелей. Несмотря на то, что в их производстве используется пропитанная древесина, деревянные панели требуют периодического нанесения покрытия, в первую очередь для обеспечения защиты панелей от влаги и насекомых, а также из-за выцветания их первоначального цвета.Ремонт или замена поврежденных частей являются интрузивными, если они не выполняются с использованием элементов, которые были закуплены одновременно с установкой стены и подвергались воздействию тех же погодных условий в течение этого времени. Существует высокая вероятность того, что металлические крепления со временем будут химически неблагоприятно реагировать при контакте с некоторыми типами защитных покрытий. Пропитка или покрытие древесины является серьезной проблемой в случае пожара из-за выброса вредных газов в окружающую среду.

2.1.4. Устойчивое развитие от Cradle-to-Gate

Постановление о строительной продукции (305/2011 / EU-CPR) [52] , вступившее в силу со второй половины 2013 года, продвигает новый подход к квалификации продукции, основанный на декларации рабочих характеристик по семи основным требованиям. Устойчивость строительных материалов была определена как новое седьмое основное требование. Тема устойчивого развития вошла в рамки стандартов ЕС на устройства шумоподавления в 2014 году, но стандарты еще не опубликованы. [43] .

Устойчивость устройств шумоподавления на протяжении всего их жизненного цикла (на этапах планирования и проектирования, производства и строительства, технического обслуживания и ремонта, демонтажа и сноса) была рассмотрена в проекте QUIESST [53] , где были представлены руководящие принципы для первый жизнеспособный метод оценки устойчивости устройства шумоподавления. Однако из-за отсутствия доступных данных об использовании, обслуживании и удалении шумовых стен, связанных с материалом панели, только влияние производства панелей, т.е.е., устойчивость от колыбели до ворот в количествах, соответствующих длине стены 1 км и высоте 2 м, была проанализирована в этом проекте [40] . Были проанализированы углеродный след производства панелей, водный след, использование первичной энергии (определяемое природными ресурсами до того, как они могут измениться в результате и для нужд человека) и потребление энергии из-за транспортировки панелей (предполагая транспортировку по железной дороге на расстояние более 1 км). В ходе анализа учитывались расчетное среднее акустическое демпфирование, толщина, вес и поверхностная плотность панели по отношению к материалу с дополнительными соображениями о возможности повторного использования материала и предполагаемой долговечности.В рамках проекта QUIESST были сделаны следующие выводы об устойчивости панелей от колыбели до ворот и их влиянии на окружающую среду в процессе производства.

Производство бетонных панелей имеет наибольший углеродный след, но в то же время наименьший водный след. Производство деревянных панелей из ивы имеет наименьший углеродный след, но в то же время наибольший водный след. Производство металлических панелей также требует значительного количества воды.Для деревянных панелей потребление первичной энергии является самым низким. Негативный эффект транспорта в виде энергопотребления наиболее выражен для бетонных панелей из-за максимального общего веса материалов, необходимых для их производства. Был сделан вывод, что с точки зрения устойчивости наиболее неблагоприятным процессом является производство деревянных панелей из-за очень небольшого количества перерабатываемых материалов, которые могут быть использованы в производственном процессе, и большого количества воды, необходимой для роста и роста. переработка этого природного ресурса.

Все материалы, рассматриваемые в анализе, можно либо переработать, либо использовать переработанные компоненты, но для алюминиевых, стальных и деревянных панелей должны быть предусмотрены специальные процедуры утилизации, поскольку они содержат минералы или каменную вату, материал, не подлежащий переработке. Проблема вторичной переработки особенно остро стоит в деревянных панелях. Удаление и утилизация деревянных панелей может быть опасной для окружающей среды из-за различных защитных покрытий, которые используются при производстве и обслуживании таких панелей.Деревянные панели также горят, как и любое другое дерево, а дым и зола, которые выделяются в окружающую среду при сгорании обработанной древесины (мышьяк, бензол, хром, креозот и пентахлорфенол), считаются токсичными. В конце своего жизненного цикла из-за воздействия погодных условий деревянные панели обычно не имеют достаточного качества для повторного использования или переработки. Тем более, что вопрос вырубки лесов поднимается недавно.

2.2. Тенденции в отношении материалов панели

Противошумные стены были созданы в качестве решения по снижению шума на основных дорогах в странах-членах ЕС и в США в течение многих лет, и их положительные и отрицательные характеристики, зарегистрированные за это время, отражают тенденции в их применении.Поскольку не было найдено никаких систематизированных исторических данных о применении определенного типа панелей на дорожной инфраструктуре на уровне ЕС, в этом исследовании использовались исторические данные (с 1973 по 2017 год) из общедоступной инвентаризации шумовых стен FHWA [ 42] . Результаты анализа данных за год, в который были возведены стены, и указанный первичный строительный материал (бетон, металл или дерево) показаны в.

Рис. 1. Тенденции в отношении материалов для панелей за последние пять десятилетий строительства стен, снижающих шум дорожного движения (с 1973 по 2017 год).

Из этого видно, что в последние десятилетия тенденция к выбору материалов полностью сместилась с дерева на бетонные панели, хотя с точки зрения устойчивости углеродные следы бетонных панелей от колыбели до ворот являются наихудшими среди наблюдаемые типы панелей. Согласно предыдущим исследованиям, если рассматривать весь жизненный цикл, основное воздействие бетонных панелей на окружающую среду связано с процессами производства вяжущего и, в меньшей степени, заполнителя.Возможным способом снижения воздействия производства бетона на окружающую среду является использование вторичного сырья в качестве исходных материалов для бетона либо в качестве связующих (измельченная летучая зола или измельченный гранулированный доменный шлак), либо в качестве заполнителей (лом пенополиуретана, не содержащий железа. гранулят резины для шин, заполнитель из смешанных пластмасс или вспененные смешанные пластики) [54] [55] [56] [57] . Кроме того, поскольку самые низкие минимальные средние значения были зарегистрированы для звукопоглощения бетонных панелей, дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на характеристиках звукопоглощающих панелей из легкого бетона.

2.2.1. Легкие бетонные панели

В настоящее время звукопоглощающий (пористый) легкий бетон является обычным материалом для строительства звукопоглощающих неструктурных слоев бетонных шумозащитных стен, и его характеристики снижения шума и применения в области гражданского строительства были подробно исследованы. [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] .

Легкий бетон - это бетон с плотностью в сушильном шкафу от 800 до 2000 кг / м. 3 . Это свойство достигается либо заменой плотных природных заполнителей на легкие заполнители (бетон из легких заполнителей), путем создания пустот в бетоне, либо путем удаления мелкого заполнителя из бетонной смеси [67] [68] . Пористость этого типа бетона достигается за счет создания в материале открытых пустот, которые возникают в результате удаления или уменьшения мелких заполнителей и снижения содержания вяжущего.В то время как звуковые волны распространяются в этих открытых пустотах, их энергия преобразуется в тепловую, таким образом уменьшая шум на стороне приемника [61] .

Легкие заполнители, используемые при производстве легкого бетона, определяются как любые заполнители с плотностью частиц менее 2,0 мг / м 3 или насыпной насыпной массой в сухом состоянии менее 1200 кг / м 3 [67] . Легкие заполнители можно разделить на две группы: готовые к использованию только с механической обработкой, т.е.д., дробление, резка, измельчение и просеивание (например, пемза, диатомит, шлак, вулканические шлаки, гранулы отработанного каучука и пластиковые гранулы) и те, производство которых требует термической обработки (например, керамзит, сланец, сланец, шлак, диатомовые сланец, перлит и вермикулит) [68] [69] .

С точки зрения устойчивости шумоизоляционных стен остается большой выбор заполнителей, используемых при производстве поглощающих пористых слоев бетонных стеновых панелей, обращенных к проезжей части.В следующем разделе дается более подробный обзор характеристик материалов, используемых при производстве легкобетонных панелей.

2.2.2. Легкие агрегатные типы

Легкие заполнители керамзита и легкие заполнители растительной биомассы - распространенные типы легких заполнителей, которые сегодня используются для производства звукопоглощающего, неструктурного слоя шумозащитных стен. Использование переработанных заполнителей резины для шин в качестве экологически безопасного решения для производства легкого бетона привлекает все большее внимание в последние годы [57] [70] [71] [72] [73] [74] ] .

Легкие заполнители керамзита производятся из специальной пластичной глины без содержания извести или с очень небольшим содержанием извести. В процессе производства глина сушится, нагревается и обжигается во вращающихся печах при температуре 1100–1300 ° C. Газ выделяется внутри гранул при нагревании и захватывается гранулами при охлаждении, в то время как органические соединения сгорают, заставляя гранулы расширяться. Этот процесс приводит к производству керамических гранул с пористыми, легкими и высокими характеристиками сопротивления раздавливанию, а также с однородной структурой пор и круглой формой благодаря круговому движению печи.Легкие керамзитовые заполнители могут иметь разные размеры, подходящие для мелких или крупных заполнителей [75] [76] .

Легкие агрегаты растительной биомассы включают отходы лесной промышленности, полученные при распиловке, распиловке или измельчении древесины в виде частиц (опилки твердых или мягких пород древесины, стружки, обрезки и коры) или древесной щепы, полученные из круглых бревен. Дерево - очень пористый и очень прочный материал, который необходимо обработать перед использованием в качестве заполнителя.Необработанная растительная биомасса влияет на процесс твердения цемента, в результате чего возникают смеси, которые имеют большие трудности при получении фиксированного состава. [77] [78] [79] [80] .

Агрегаты из переработанной резины для шин производятся путем обработки отработанных автомобильных шин с помощью процесса механического измельчения или процесса криогенного измельчения. Производство пылевидных шин с помощью процесса механического измельчения включает три этапа механического измельчения, при котором шины разрываются на куски и путем постепенного измельчения подвергаются процессу разделения.В этом процессе основные компоненты автомобильных шин (резиновые детали, сталь и текстильные волокна) разделяются. После этого резиновые детали поступают в гранулятор, где перерабатываются в агрегаты разной степени очистки. Производство покрышек методом криогенного измельчения включает два этапа механического измельчения. Первый этап - это механическое измельчение, а второй этап - дальнейшее измельчение до измельченного материала в криогенных условиях, благодаря чему легче получить желаемый размер частиц [54] [57] [81] .

Шумозащитные стены, представленные и сравниваемые в следующих параграфах, включают Liadur, Faseton и RUCONBAR. Liadur - это шумоизоляционная стена, панели которой состоят из легкого бетона из заполнителя Liapor MLB 2 (750 кг / м 3 ) в абсорбирующем слое. Лиапор - легкий агрегат с немецкой торговой маркой и происхождением. Изготовленный из глинистых сланцев, добытых в Германии, керамзит используется по лицензии в производстве агрегатов Liapor MLB 2 [78] .Шумопоглощающие слои шумоизоляционных стеновых панелей Faseton изготовлены из деревянного цемента, который содержит древесную стружку различных размеров. RUCONBAR был разработан факультетом гражданского строительства Загребского университета в ходе проекта, который проводился под эгидой инициативы Eco-Innovation и Исполнительного агентства Рамочной программы конкурентоспособности и инноваций (CIP). Панели RUCONBAR имеют звукопоглощающий слой, который содержит 40% резиновых гранул, полученных в процессе механической переработки отработанных шин [72] .

2.2.3. Акустические характеристики

С точки зрения управления шумом дорожного движения и его снижения, наиболее важным свойством описанных шумозащитных перегородок является их способность поглощать шум. Испытания их впитывающих свойств в соответствии со стандартами HRN EN ISO 354: 2004 и HRN EN 1793-1: 1999 проводились на образцах указанных систем в рамках проекта RUCONBAR в 2013 году. Анализируемые образцы имели сходную поперечную поглощающую поверхность. -секции и поглощающие слои толщиной 10 см.Согласно результатам измерений, все три проанализированные шумоизоляционные стеновые панели относятся к классу звукопоглощения А2 на основании значения звукопоглощения в диапазоне от 4,4 до 7 дБ [70] [71] . Более высокие классы звукопоглощения достигаются при использовании различных поперечных сечений поглощающей поверхности, как показано в [82] [83] [84] .

Таблица 1. Классы звукопоглощения для различных сечений поглощающей поверхности.

Продукт Форма поверхности Толщина абсорбирующего слоя (см) DL α (дБ) Класс звукопоглощения 1
Лиадур плоский 15 8 A3
низкая волна 11 8 A3
средние волны 13 10 A3
высокая волна 22 16 A5
Фасетон блок 7, 9 10 A3
низкая волна 11 10 A3
высокая волна 12 18 A5
гриб 16 15 A4
РУКОНБАР плоский 20 6 A2
трапециевидная 13 9 A3
высокая волна 12 9 A3
2.2.4. Устойчивое развитие от Cradle-to-Gate

Предыдущие исследования показали, что коэффициенты выбросов CO 2 -экв при производстве бетонных компонентов для анализируемых шумозащитных стен являются следующими. Коэффициент выбросов CO 2 -экв для древесной щепы, произведенной из круглого леса, составляет 7,9 г CO 2 -экв / кг [85] , что для керамзитовых заполнителей составляет 320 г CO 2 -экв / кг. [56] , а для покрышек, измельченных в порошок, составляет 122 г CO 2 -экв. / Кг [81] .

Исследования, проведенные в [56] , показали, что углеродный след на 1 м 3 бетонных блоков (плотность от 1000 до 1400 кг / м 3 ) с керамзитом Liapor составляет 290 кг CO 2 -eq на основе оценки от колыбели до ворот, и что потребление энергии при расширении глины в значительной степени отвечает за это значение. В то же время углеродный след бетонных блоков с заполнителями из резины составляет 205 кг CO 2 -экв.

3. Обсуждение

Среди наблюдаемых панелей бетонные панели обладают наивысшей механической прочностью, наибольшим сроком службы, наименьшими затратами на жизненный цикл и наименьшим водным следом. Они также очень хорошо соответствуют всем требуемым характеристикам безопасности, т. Е. Обеспечивают хорошую огнестойкость (практически не содержат токсичных газов или выбросов углекислого газа в случае пожара), не имеют отражения света (блики, которые могут беспокоить участников дорожного движения) обычная проблема для металлических панелей) и обладают лишь небольшим риском падения обломков в случае столкновения с автомобилем (они не разбиваются, как металлические или деревянные панели).Кроме того, анализ исторических данных о применении различных типов шумозащитных стен показал, что в последние десятилетия выбор материалов, используемых при производстве панелей, полностью изменился с дерева на бетон. Следовательно, дальнейшие исследования были сосредоточены на характеристиках бетонных панелей, особенно для панелей со звукопоглощающими слоями, сделанными из обычно используемых легких заполнителей (керамзит и растительная биомасса) и заполнителей из переработанной резины для шин.

Согласно имеющимся данным, углеродный след бетонных блоков с заполнителем из керамзита в пять раз превышает углеродный след бетонных блоков с заполнителями из резины для шин при подходе от колыбели до могилы.В то же время подход «от колыбели до могилы» при сравнительной оценке жизненного цикла панелей со средней толщиной абсорбирующего слоя 7 см и идентичным структурным слоем привел к значительно меньшим различиям в углеродных следах. Это было вызвано исключением из анализа экологических выгод от использования переработанной резины (предотвращение воздействия процессов утилизации старых шин).

Результаты выполненного анализа основаны в основном на общедоступных данных о шумозащитных стенах, построенных в Северной и Центральной Европе и США, и, как таковые, могут быть недостаточно конкретными, чтобы дать подробное представление о практике и опыте Южной Европы.Чтобы лучше понять эффективность срока службы шумозащитных стен и панелей, а также улучшить процесс проектирования и управления шумозащитными стенами в странах Южной Европы, дальнейший анализ данных производства, применения и утилизации панелей будет проводиться с уделением особого внимания этим странам. Более того, для дальнейшего изучения потенциальных преимуществ и ограничений применения легких бетонных панелей необходимо изучить влияние формы и толщины звукопоглощающего слоя на акустические свойства этих панелей, а также влияние изменения климата на их долговечность. рассмотрены подробно.

Запись от 10.3390 / su13020536

Фрактальная модель влияния макроструктуры пенобетона на его прочность

[1] Мандельброт, Б.Б. (1982). Фрактальная геометрия природы. Нью-Йорк – Сан-Франциско: Фриман.

[2] Волчук, В., Клименко, И., Кровяков, С., Орешкович, М. (2018). Методика оценки качества материалов с использованием мультифрактального формализма. Tehnički glasnik - Технический журнал, 12 (2), 93-97. https://hrcak.srce.hr/202359.

DOI: 10.31803 / tg-20180302115027

[3] Ван З.С., Ван Л. Дж. И Су Х. Л. (2011). Экспериментальные исследования по зернистости мелкого заполнителя в каркасном бетоне. Advanced Materials Research, 163-167, 1085-1089. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.163-167.1085.

DOI: 10.4028 / www.scientific.net / amr.163-167.1085

[4] Волчук, В.М. (2017). О применении фрактального формализма для ранжирования критериев качества многопараметрических технологий. Металлофизика и Новейшие технологии, Международный научно-технический журнал Института физики металлов. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 39 (7), 949-957. (на русском языке) https://doi.org/10.15407/mfint.39.07.0949.

DOI: 10.15407 / мфинт.39.07.0949

[5] Большаков В.И., Волчук В.М., Дубров Ю. И. (2018). Регуляризация одной условно III задачи добывающей металлургии.Металлофизика и Новейшие технологии, Международный научно-технический журнал Института физики металлов. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 40 (9), 1165-1171. https://doi.org/10.15407/mfint.40.09.1165.

DOI: 10.15407 / mfint.40.09.1165

[6] Кровяков, С., Волчук, В., Заволока, М., Крыжановский, В. (2019). Поиск подходов к ранжированию критериев качества керамзитобетона. Форум по материаловедению, 968, 20-25. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.968.20.

DOI: 10.4028 / www.scientific.net / msf.968.20

[7] Чжао, Л., Ван В., Ли З. и Чен Ю. (2015). Микроструктура и фрактальные размерности пор повторно используемого теплоизоляционного бетона. Тестирование материалов, 57, 349-359. https://doi.org/10.3139/120.110713.

DOI: 10.3139 / 120.110713

[8] Мишутн, А., Кровяков, С., Пищев, О., Сольдо, Б. (2017). Модифицированные керамзитобетоны легкие для тонкостенных железобетонных плавучих конструкций. Tehnički glasnik - технический журнал, 11 (3), 121-124. https://hrcak.srce.hr/186657.

[9] Большаков, В., Волчук В., Дубров Ю. (2016). Фракталы и свойства материалов. Саарбрюккен, Германия: Lambert Academic Publishing.

[10] Хаусдорф, Ф.(1919). Dimension und äußeres Maß. Mathematische Annalen, 79, 157-179.

[11] Крауновер Р.М. (1995). Введение в фракталы и хаос. Бостон, Лондон: Jones and Bartlett Publishers, Inc.

[12] Много.Y., Tang, W.C., Cui, H.Z. (2007). Влияние свойств заполнителя на легкий бетон. Строительство и окружающая среда, 42 (8), 3025-3029. https://doi.org/10.1016/j.buildenv. 2005.06.031.

DOI: 10.1016 / j.buildenv.2005.06.031

[13] Ключ., Бокур, А.Л. Ортола, С., Дюмонте, Х., Кабрильяк, Р. (2009). Влияние объемной доли и характеристик легких заполнителей на механические свойства бетона. Строительные и строительные материалы, 23 (8), 2821-2828. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.02.038.

DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2009.02.038

[14] Большаков, В.И., Дворкин Л. И. (2016). Структура и свойства строительных материалов. Швейцария: Trans and Technical Publication Ltd.

[15] Большаков, В.И., Дубров Ю. И. (2002). Оценка применимости фрактальной геометрии для описания языка качественного преобразования материалов. Вестник Национальной академии наук Украины, 4, 116-121. (на русском).

[16] Большаков, В.И., Волчук В. Н. (2011). Материаловедческие аспекты использования вейвлет-мультифрактального подхода к оценке структуры и свойств низкоуглеродистых низколегированных сталей. Металлофизика и Новейшие технологии, Международный научно-технический журнал Института физики металлов. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 33 (3), 347-360.

[17] Цзэн, К., Ли, К., Фен-Чонг, Т., Дангла, П. (2010) Поверхностный фрактальный анализ пористой структуры цементных паст с большим объемом золы-уноса. Прикладная наука о поверхности. 257 (3), 762-768 https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.07.061.

DOI: 10.1016 / j.apsusc.2010.07.061

[18] Пиа, Г., Санна, У. (2013) Геометрическая фрактальная модель пористости и теплопроводности изоляционного бетона. Строительные и строительные материалы. 44, 551-556.

DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.03.049

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *