Перспективы использования изделий из пеностекла в основании зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах

Деградация вечной мерзлоты является причиной нарастания деформативности оснований зданий и сооружений, построенных на многолетнемерзлых грунтах. Необходима разработка геотехнических решений, гарантирующих обеспечение их эксплуатационной надежности в условиях потепления климата. Актуальным является внедрение пеностекла для использования в криолитозоне в качестве теплоизоляционных решений, позволяющих сохранить мерзлое состояние грунтов оснований. Это позволит ограничить применение материалов, имеющих меньшую долговечность. Рассмотрена существующая сфера применения пеностекла в России и перспективы использования изделий из пеностекла в зоне многолетней мерзлоты. Высокую перспективность использования пеностекла в основании зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах определяют его физико-механические и теплофизические характеристики, такие как долговечность, низкое водопоглощение и экологическая безопасность. Эти свойства пеностекла делают его перспективным материалом для использования в зоне многолетней мерзлоты. Основными преимуществами пеностекла по сравнению с его аналогами также являются низкая сорбционная способность и капиллярная всасываемость, высокая прочность, огнестойкость и устойчивость против агрессивных сред. При производстве пеностекла для применения в криолитозоне возможно использование альтернативных местных источников сырья – алюмосиликатных и кремнистых пород. Это снизит стоимость материала, сделает его более доступным и увеличит объемы реализации.

В.А. ИЛЬИЧЕВ¹, д-р техн. наук, академик РААСН, профессор;
Н.С. НИКИФОРОВА², д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.В. КОННОВ³, канд. техн. наук

¹ Российская академия архитектуры и строительных наук (127025, г. Москва, ул. Новый Арбат, 19)
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
³ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)

1. Nikiforova N.S., Konnov A.V. Forecast of the soil deformations and decrease of the bearing capacity of pile foundations operating in the cryolithozone // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. № 18 (1), pp. 141–150.
2. Бессонов И.В., Коротков Е.А., Говряков И.С., Горбунова Э.А., Тайчинов Д.Р. Исследование и оценка теплозащитных свойств щебня из пеностекла при использовании его в проблемных грунтах // Строительные материалы. 2024. № 6. С. 13–20. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-825-6-13-20
3. Бессонов И.В., Бруяко М.Г., Горбунова Э.А., Говряков И.С. Исследование модифицирующих добавок вспененного жидкого стекла // Строительные материалы. 2023. № 6. С. 16–20. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-814-6-16-20
4. Никифорова Н.С., Коннов А.В. Эффективность применения пеностекла для предотвращения деградации грунтов в криолитозоне // Материалы международной научно-технической конференции «Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении». Новочеркасск, 28–30 сентября 2022 г. С. 61–69.
5. Галкин А.Ф., Железняк М.Н., Жирков А.Ф. Повышение тепловой устойчивости дорожных одежд в криолитозоне // Строительные материалы. 2021. № 7. С. 26–31. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-793-7-26-31
6. Бессонов И.В., Жуков А.Д., Боброва Е.Ю. Исследования теплоизоляционных свойств щебня из пеностекла в основаниях автомобильных дорог в многолетнемерзлых и пучинистых грунтах // Транспортное строительство. 2022. № 2. С. 12–15.
7. Никифорова Н.С., Коннов А.В. Несущая способность свай в многолетнемерзлых грунтах при изменении климата // Construction and Geotechnics. 2021. Т. 12. № 3. C. 14–24. https://doi.org/10.15593/2224-9826/2021.3.02
8. Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Влияние преобразования грунтов криолитозоны на их температурное состояние в основании здания // Жилищное строительство. 2022. № 9. С. 12–17. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2022-9-12-17
9. Иванов К.С. Новый изоляционный материал для термостабилизации грунтов // Криосфера Земли. 2011. Т. XV. № 4. С. 120–122.
10. Бессонов И.В., Жуков А.Д., Боброва Е.Ю., Говряков И.С., Горбунова Э.А. Анализ конструктивных решений в зависимости от типа изоляционных материалов в дорожных покрытиях в многолетнемерзлых грунтах // Транспортное строительство. 2022. № 1. С. 14–17.
11. Ильичев В.А. Перспективы развития поселений Севера в современных условиях. М.: Российская академия архитектуры и строительных наук, 2003. 151 с.
12. Никифорова Н.С., Коннов А.В. Применение пеностекла для защиты деградирующих грунтов криолитозоны // Construction and Geotechnics. 2023. Т. 14. № 1. С. 99–110.
https://doi.org/10.15593/2224-9826/2023.1.08
13. Ilyichev V.A., Nikiforova N. S., Konnov A.V. Foamed polyethylene installation to prevent permafrost degradation. Smart Geotechnics for Smart Societies: Proc. of the 17th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (Astana, Kazakhstan, 14–18 August, 2023). 2023, pp. 1797–1802. https://doi.org/10.1201/9781003299127-270
14. Бессонов И.В., Боброва Е.Ю., Агафонова Н.З., Говряков И.С., Горбунова Э.А. Проектные решения и моделирование температурных полей в системах теплоизоляции в основаниях автомобильных дорог в многолетнемерзлых грунтах // Транспортное строительство. 2023. № 3. С. 32–34.
15. Овсянников С.Н., Околичный В.Н. Теплозащита многолетнемерзлых грунтов оснований зданий и сооружений. Материалы XIV Международной научно-практической конференции «Инвестиции, градостроительство, недвижимость как драйверы социально-экономического развития территории и повышения качества жизни населения». Томск, 12–14 марта 2024 г. С. 39–44.
16. Иванов К.С., Радаев С.С., Селезнева О.И. Диатомиты в технологии гранулированного пеностекла // Стекло и керамика. 2014. № 5. С. 15–19.
17. Vasileva D.V., Fedorov V.I., Mestnikov A.E. Physical and mechanical properties of granulated foam glass – Foam zeolite and light concrete based on it. AIP Conference Proceedings. 2015, 020109 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5055182