Geosintetički materijali-Općenito za sintetičke materijale koji se koriste u građevinarstvu

Geosintetski materijali

------Opći termin za upotrijebljene sintetičke materijale

u primjeni u građevinarstvu

 

Geosintetički materijali su opšti naziv za sintetičke materijale koji se koriste u građevinarstvu. Kao vrsta građevinskog materijala, izrađuje se od umjetno sintetiziranih polimera (kao što su plastika, sintetička vlakna, sintetička guma itd.) kao sirovina, a razne vrste proizvoda se postavljaju unutar, na površinu ili između različitih vrsta tla za jačanje ili zaštitu tla.

 

Tehnička specifikacija za primenu geosintetičkih materijala deli geosintetičke materijale na geotekstile, geomembrane, geosintetičke specijalne materijale i geosintetičke kompozitne materijale, kao i na vrste kao što su geotekstili, fiberglas mreža i geosintetičke podloge.

 

Geosintetički materijali su skupni naziv za različite proizvode napravljene od sintetičkih materijala koji se koriste u geotehničkom inženjerstvu i niskogradnji. Budući da se uglavnom koriste u geotehničkom inženjerstvu, nazvani su "geosintetika" kako bi se razlikovali od prirodnih materijala. Geosintetički materijali su se nekada nazivali "geotekstilima" i "geomembranama". Sa potrebama inženjeringa, nove varijante takvih materijala nastavljaju da se pojavljuju, kao što su geomreže, geotekstili i geotekstilne vreće, geotekstilne prostirke, geotekstili, kompozitni geotekstili, bentonit vodootporni pokrivači, kompozitne drenažne mreže, itd. Originalni nazivi više ne mogu precizno pokriti svi proizvodi. Stoga se u narednom periodu nazivaju "geotekstilima, geotekstilima i srodnim proizvodima". Očigledno, takav naziv nije prikladan kao tehnički ili akademski termin. Stoga je na 5. međunarodnoj konferenciji o geosintetičkim materijalima održanoj u Singapuru 1994. godine naziv ove vrste materijala službeno određen kao "Geosintetički materijali". Sirovina geosintetičkih materijala je polimer. Napravljene su od hemikalija ekstrahovanih iz uglja, nafte, prirodnog gasa ili krečnjaka, dalje prerađene u vlakna ili listove od sintetičkog materijala, i konačno napravljene u različite proizvode. Polimeri koji se koriste za proizvodnju geosintetičkih materijala uglavnom uključuju polietilen (PE), poliester (PET), poliamid (PER), polipropilen (PP) i polivinil hlorid (PVC), klorirani polietilen (CPE), polistiren (EPS) itd.

Drugi naziv za geotekstil je geotekstil. Rani proizvodi su bili oskudni, što je značilo materijal sličan tkanini koji se koristio u geotehničkim radovima.

 

Proces proizvodnje geotekstila uključuje prvo preradu polimernih sirovina u svilu, kratka vlakna, pređu ili trake, a zatim izradu ravno strukturiranih geotekstila. Geotekstil se prema načinu proizvodnje može podijeliti na tkani geotekstil i netkani geotekstil. Tekstilni geotekstili se sastoje od dva paralelna niza isprepletenih ortogonalnih ili dijagonalnih niti osnove i potke. Netkani geotekstili se izrađuju usmjeravanjem ili nasumično slaganjem vlakana, a zatim ih obrađuju. Prema različitim metodama povezivanja vlakana, razlikuju se tri vrste načina povezivanja: hemijsko (lepljivo) povezivanje, termičko povezivanje i mehaničko povezivanje.

 

Izuzetne prednosti geotekstila su mala težina, dobar ukupni kontinuitet (može se napraviti u većim površinama kao cjelina), pogodna konstrukcija, visoka vlačna čvrstoća, dobra otpornost na koroziju i otpornost na mikrobnu eroziju. Nedostatak je što je bez posebnog tretmana anti ultraljubičasta sposobnost niska. Ako je izložena van, lako je stariti pod direktnim ultraljubičastim zračenjem, ali ako nije direktno izložena, anti-aging i izdržljivost su i dalje visoki.

 

Geomembrane se općenito mogu podijeliti u dvije kategorije: asfalt i polimeri (sintetički polimeri). Geomembrane koje sadrže asfalt su uglavnom kompozitne (uključujući tkane ili netkane geotekstile), pri čemu se asfalt koristi kao vezivo za vlaženje. Polimerne geomembrane se dijele na plastične geomembrane, elastične geomembrane i kompozitne geomembrane na bazi različitih glavnih materijala.

 

Veliki broj inženjerskih praksi je pokazao da geomembrane imaju dobru nepropusnost, jaku elastičnost i prilagodljivost deformacijama, mogu biti pogodne za različite građevinske uslove i radna naprezanja, te imaju dobru otpornost na starenje. Trajnost geomembrana u podvodnom i zemljišnom okruženju je posebno istaknuta. Geomembrane imaju izvanredna svojstva protiv prodiranja i vodootpornosti.

 

Gustoća: Gustoća ovisi o materijalu koji se koristi za njegovu proizvodnju, pa čak i ako polimeri koji se koriste za proizvodnju geomembrana pripadaju istoj kategoriji, često postoje značajne razlike. Na primjer, polietilenski materijali se mogu klasificirati u različite kategorije kao što su ultra-niska gustoća, niska gustoća, srednja gustina i visoka gustoća, što rezultira razlikama u gustoći PE geomembrana. Raspon gustine geomembranskih polimera je približno 0.85mg/L do 1.50mg/L, a uobičajena gustina u inženjerstvu je općenito iznad 0.94mg/L.

Debljina: Debljina se odnosi na rastojanje između vrha i dna membrane pod normalnim pritiskom od 20kPa. Za glatke geomembrane (bez utiskivanja ili šara na površini), metoda mjerenja debljine je slična onoj kod geotekstila, ali za mjerenje treba koristiti precizniji mikrometar. Svaki uzorak treba izmjeriti na najmanje tri različita položaja, a prosječnu vrijednost treba uzeti kao debljinu PE kompozitne geomembrane.

 

Geomreža je glavni geosintetički materijal, koji ima jedinstvene performanse i efikasnost u poređenju sa drugim geosintetičkim materijalima. Geomreže se obično koriste kao armaturni materijali za ojačane strukture tla ili kompozitne materijale. Geomreže se dijele na dvije vrste: staklena vlakna i poliesterska vlakna.

 

Plastika

 

Ova vrsta geomreže je polimerni mrežasti materijal kvadratnog ili pravokutnog oblika formiranog rastezanjem, koji se može podijeliti u dva tipa na osnovu različitih smjerova istezanja tokom proizvodnje: jednosmjerno rastezanje i dvoosno istezanje. Probija se na polimerne listove (uglavnom od polipropilena ili polietilena visoke gustine) koji su ekstrudirani, a zatim podvrgnuti usmjerenom istezanju pod uvjetima zagrijavanja.

 

Mreže jednosmjernog rastezanja izrađuju se samo rastezanjem duž smjera dužine lima, dok se dvosmjerne rastezljive mreže izrađuju nastavkom rastezanja jednosmjerne rastezljive mreže u smjeru okomitom na njegovu dužinu.

 

Zbog preraspodjele i orijentacije polimernih polimera tokom procesa zagrijavanja i istezanja u proizvodnji geomreža, pojačava se sila veze između molekularnih lanaca, čime se postiže cilj poboljšanja njihove čvrstoće. Njeno izduženje je samo 10% do 15% originalne ploče. Ako se geomreži dodaju materijali protiv starenja kao što je čađa, ona će imati bolju izdržljivost kao što su otpornost na kiseline, otpornost na alkalije, otpornost na koroziju i otpornost na starenje.

 

Klasa fiberglasa

 

Ova vrsta geomreže je napravljena od staklenih vlakana visoke čvrstoće, ponekad u kombinaciji sa samoljepljivim ljepilom koji osjeća pritisak i obradom površinske impregnacije asfalta, kako bi se geomreža i asfaltni kolovoz čvrsto integrirali. Zbog povećane sile spajanja između tla i kamenih materijala unutar geomreže, koeficijent trenja između njih značajno raste (do 0.8-1.0). Otpor na izvlačenje geomreže ugrađene u tlo značajno se povećava zbog jakog trenja i sile ugriza između geomreže i tla, što ga čini dobrim materijalom za ojačanje.

 

Istovremeno, geomreža je lagan, fleksibilan plosnati mrežasti materijal koji se lako reže i spaja na licu mjesta, a može se i preklapati i preklapati. Lako se konstruiše i ne zahteva posebne građevinske mašine ili stručno tehničko osoblje.

 

1 Geomembranska vrećica

 

Geomembranska vreća je kontinuirani (ili pojedinačni) materijal nalik vrećama napravljen od dvoslojne polimerizirane tkanine od sintetičkih vlakana. Koristi pumpu visokog pritiska za ulivanje betona ili maltera u vreću, formirajući strukturu u obliku ploče ili nekog drugog oblika. Obično se koristi u zaštiti kosina ili drugim projektima obrade temelja. Membranske vreće su podijeljene u dvije kategorije na osnovu materijala i tehnika obrade: mehaničke i jednostavne membranske vreće. Mehanizovane membranske vreće mogu se podijeliti u tri tipa na osnovu njihovog prisustva ili odsustva točaka za filtriranje drenaže i njihovog oblika nakon naduvavanja: membranske vreće za filtriranje, vreće za drenažu bez filtracije, betonske membranske vreće bez drenaže i membrane tipa šarke. .

 

2.Geonet

 

Geonet je mreža geosintetičkih materijala s velikim porama i visokom krutošću u ravnoj ili trodimenzionalnoj strukturi, tkanih od traka sintetičkog materijala, grubih niti ili presovanih sintetičkom smolom. Koristi se za meku armaturu temeljnog jastuka, zaštitu kosina, sadnju trave i kao podloga za izradu kompozitnih geotehničkih materijala.

 

3. Geomesh prostirke i geomrežne komore

 

Geomesh jastučići i geomreže su trodimenzionalne strukture posebno napravljene od sintetičkih materijala. Prvi je uglavnom trodimenzionalni propusni polimerni mrežasti jastuk sastavljen od dugih vlakana, dok je drugi trodimenzionalna struktura saća ili rešetke sastavljena od geotekstila, geomreža ili geomembrana i trakastih polimera. Obično se koristi za prevenciju erozije i inženjering zaštite tla. Geoćelije visoke krutosti i kapaciteta bočnog zatvaranja često se koriste u ojačanim slojevima jastuka, slojevima kolovoza ili stazama.

 

4. Polistirenska pjena (EPS)

 

Polistirenska pjena (EPS) je razvijen ultra lagani geosintetički materijal. Formira se dodavanjem sredstva za pjenjenje u polistiren, prethodno pjenjenje određene gustine, a zatim sušenjem čestica pjene u silosu prije punjenja u kalup i zagrijavanja. EPS ima prednosti male težine, otpornosti na toplotu, dobrih kompresijskih performansi, niske apsorpcije vode i dobrih samonosivih svojstava, te se obično koristi kao punilo za željezničke nasipe.

 

Geotekstil, geomembrane, geomreže i određeni specijalni geosintetički materijali nastaju kombinacijom dva ili više materijala kako bi se formirali geosintetski materijali. Geokompozitni materijali mogu kombinovati svojstva različitih materijala kako bi bolje zadovoljili potrebe specifičnog inženjeringa i mogu igrati različite funkcionalne uloge. Kompozitni geotekstil je kombinacija geotekstila i geotekstila izrađena prema određenim zahtjevima.

Među njima, geotekstil se uglavnom koristi za sprječavanje prodiranja, a geotekstil igra ulogu u ojačavanju, drenaži i povećanju trenja između geotekstila i površine tla. Drugi primjer su geotekstilni kompozitni drenažni materijali, koji su drenažni materijali sastavljeni od netkanog geotekstila, geotekstilnih mreža, geotekstilnih membrana ili geosintetičkih materijala jezgre različitih oblika. Koriste se za konsolidaciju drenaže mekih temelja, uzdužnu i poprečnu drenažu korita puta, podzemne drenažne cijevi u zgradama, sabirne bunare, zidnu drenažu pratećih zgrada, tunelsku drenažu, drenažne objekte s nasipa itd. je vrsta geosintetičkog kompozitnog drenažnog materijala.

 

Geosintetski kompozitni materijali koji se široko koriste za puteve u inostranstvu su fiberglas poliesterska tkanina protiv pucanja i pletena pletena kompozitna tkanina protiv pucanja. Može produžiti vijek trajanja puteva, značajno smanjujući troškove popravke i održavanja. Iz perspektive dugoročnih ekonomskih koristi, potrebno je da Kina aktivno usvoji i promovira geosintetičke kompozitne materijale.

 

Geosintetički materijali imaju različite karakteristike za različite proizvode i mogu se primijeniti u mnogim oblastima inženjerstva.

 

Oblasti koje su primijenjene uključuju geotehničko inženjerstvo, građevinarstvo, vodoprivredu, inženjerstvo zaštite okoliša, transportno inženjerstvo, komunalno inženjerstvo i meliorativno inženjerstvo.

 

U pogledu zaštite:

Erozija tla je prirodni proces uzrokovan hidrauličkim silama i silama vjetra, s brojnim utjecajnim faktorima kao što su tlo, vegetacija i topografija. Pod određenim uslovima, ljudske aktivnosti takođe mogu ubrzati ovaj proces. Ako se ovaj efekat erozije ne tretira na odgovarajući način, može uzrokovati značajnu štetu postojećim zgradama i okolišu.

 

U smislu kontrole erozije tla, geosintetika se može primijeniti na zaštitu padina, zaštitu vodonosnih kanala, zaštitu obale, rekultivaciju muljevite površine, obnovu vegetacije, zaštitnu mrežu od odrona i izgradnju brana za kontrolu poplava. Prema karakteristikama projekta i uslovima lokacije, inženjering kontrole erozije može uključivati ​​jedan ili više proizvoda geosintetičkog materijala.

 

U inženjerstvu zaštite kosina, pored upotrebe nekih geosintetičkih materijala, potrebni su ekseri za tlo, pa čak i šipke za sidrenje za stijene kako bi se osigurala stabilnost zaštitnog sistema. U nekim slučajevima se za učvršćivanje zaštitne površine koriste i geotekstilne vreće napunjene teškim malterom, a sjeme trave se ubacuje u rupe zaštitne konstrukcije kako bi se uzgajala vegetacija i spriječila erozija tla.