Правительство нашей страны утвердило программу перехода к экономике замкнутого цикла, в которой отходы будут являться ресурсом для получения новых продуктов или сырья для промышленного производства. В рамках этого курса приняты рабочие программы применения вторичного сырья и продукции из отходов в строительстве, сельском хозяйстве и промышленном производстве.
Одним из таких направлений является использование отходов в дорожном строительстве. В настоящей статье будет рассказано о различных областях применения стеклобоя в дорожном строительстве.
Содержание
Актуальность вторичного использования стеклобоя
В нашей стране ежегодно образуется около 4 млн тонн отходов стекла, а перерабатывается немногим более 20%.
Наиболее выгодно повторное использование стеклобоя в стекольной промышленности для выпуска новой стеклянной упаковки или листового стекла. Это позволяет уменьшить энергопотребление и обеспечить экономию природных ресурсов. Однако, не всегда удается выполнить достаточно жесткие требования, предъявляемые к сырью для вторичного использования в стекольной промышленности.
Наиболее широкие возможности применения стеклобоя открывает его использования в дорожном строительстве.
Применение в дорожном строительстве
Измельченный стеклобой может использоваться в дорожной разметке, в дорожных основаниях для замены щебня и песка. Замена до 50% минерального наполнителя на тонкоизмельченный стеклобой позволяет создать инновационный асфальтобетон, который укладывается при более низкой температуре и обладает повышенной долговечностью.
Дорожная разметка
В дорожной разметке может быть использован тонкоизмельченный до фракции менее 50 мкм. Материал используется для посыпки свеженанесенной дорожной разметки для создания эффекта световозвращения (повышения видимости в свете фар в темное время суток). Однако, болеее эффективно применение специальных микростеклошариков.
Они добавляются в объем маркировочных составов для дорожной разметки в количестве 10-20% или посыпаются на поверхность свеженанесенной разметки из расчета 200-300 г/кв. м.
Стеклянные микросферы получают из расплавленного тонкоизмельченного стеклобоя при распылении капель в воздухе. Микростеклошарики могут использоваться в составе материалов для нанесения дорожной разметки, как лакокрасочных, так и пластиковых. Стеклянные микросферы должны удовлетворять требованиям ГОСТ Р 53173-2022 «Дороги автомобильные общего пользования. Изделия для дорожной разметки. Микростеклошарики».
Согласно ГОСТ коэффициент преломления стекла должен быть не менее 1,5, а содержание дефектных сфер не должно превышать 20%. Дорожная разметка с содержанием микростеклошариков обеспечивают:
- хорошую видимость разметки в темное время суток;
- увеличение сроков службы покрытий на 10-15%;
- повышение безопасности дорожного движения;
- увеличение пропускной способности автодорог.
Стеклянные микросферы также применяются для изготовления светоотражающих дорожных знаков в соответствии с ГОСТ 32946-2014 «Знаки дорожные».
Замена песка и щебня в дорожных основаниях
Применение стеклобоя в нижних слоях дорожных покрытий вместо песка или щебня не требует его предварительной сортировки. Могут использоваться отходы стекла, которые не используются для повторного применения в стекольной промышленности, например, триплекс или зеркальное стекло.
Для использования достаточно измельчить стеклобой и рассеять его на требуемые фракции. Для дорожного строительства используют средние и крупные фракции песка с модулем крупности 2-3.5 мм, так как более мелкие фракции могут вымываться грунтовыми водами. При замене песка стеклобой должен иметь тот же модуль крупности и удовлетворять требованиям ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ».
При использования стеклобоя вместо щебня применяется фракция 40-70 мм в качестве основной и фракций 10-20 мм и 5-10 мм в качестве расклинивающих фракций. Допускается в качестве расклинивающей фракции использовать стеклобой фракции 5-20 мм согласно ГОСТ 25607-2009 «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов».
Таким образом, измельченный стеклобой может эффективно использоваться в дорожном строительстве. Это особенно важно, когда его транспортирование до стекольных заводов не рентабельно.
Создание инновационных долговечных дорожных покрытий
Асфальтобетон с измельченным стеклом
Применение измельченного стеклобоя в качестве минерального порошка асфальтобетонных покрытий снижает расход битума и каменных материалов и способствует получению более долговечных покрытий.
Согласно Своду правил СП 78.13330.2012 «Автомобильные дороги» содержание стеклобоя может составлять до 50% от массы минерального порошка. Для повышения адгезии поверхности измельченного стекла с асфальтом его поверхность обрабатывают специальными добавками. В качестве таких добавок используются:
- нефтеполимерная смола в количестве до 15% от массы стеклобоя;
- известь-до 2%;
- катионные поверхностно-активные вещества-2-3% и др.
Минеральному порошку из стеклобоя свойственны развитая поверхность, отсутствие пористости и гигроскопичности, высокая теплопроводность. Наличие измельченного стекла в минеральной смеси асфальтобетона улучшает ее способность удерживать тепло. Это позволяет уменьшить температуру его изготовления на 10-20 град. С.
Стеклонаполненный асфальтобетон имеет ряд преимуществ:
- лучше виден в темное время суток за счет отражения света фар от частиц стекла;
- укладывается при более низких температурах;
- имеет лучше тормозные характеристики;
- существенно увеличивает срок эксплуатации дорожного покрытия.
Гласасфальт
За рубежом описано применение инновационного дорожного покрытия, названного гласасфальт (стеклоасфальт). Он содержит 45-73% измельченного стеклобоя и только 5% асфальта, остальное-тонкоизмельченная каменная мука. Такой асфальт можно укладывать при низких температурах за счет увеличения количества циклов его уплотнения.
Он обладает целым рядом преимуществ:
- значительно сокращается доля дефицитного и токсичного битума;
- укладывается при низких температурах;
- имеет высокое сцепление с колесами автомобилей;
- обладает отличной видимостью в темноте благодаря отражению света мелкодисперсными частицами стекла;
- длительный срок службы.
Заключение
Большие объемы дорожного строительства позволяют использовать значительные количества различных промышленных отходов, включая стеклобой. Особенно просто применить отходы стекла для замены песка и щебня в основаниях дорожных покрытий.
Если удастся широко внедрить инновационные материалы дорожных покрытий (асфальтобетон с тонкоизмельченным стеклом, гласасфальт и др.), то стеклобой станет очень востребованным материалом для вторичного использования.
