Geosyntetika se používají v inženýrském stavitelství místo tradičních geomateriálů, jejichž výhodou je nízká cena, trvanlivost, snadná a jednoduchá instalace a krátký výrobní cyklus. Mezi geosyntetiky jsou nejběžnějšími syntetickými materiály geomříže a geotextilie. Víte tedy, jaký je mezi nimi rozdíl?
V tomto článku, QIVOC podrobně představí rozdíly mezi geomříží a geotextilií.
Přehled geosyntetik
Co jsou geosyntetika?
Geosyntetika je souhrnné označení pro různé výrobky ze syntetických materiálů používané v geotechnickém a inženýrském stavitelství. Protože se používají hlavně v geotechnickém inženýrství, nazývají se "geosyntetika" se slovem "geo", aby se odlišily od přírodních materiálů. Jako stavební materiál se jedná o syntetické polymery (např. plasty, chemická vlákna, syntetický kaučuk atd.) jako suroviny, vyrobené z různých typů výrobků, umístěné uvnitř půdy, na povrchu půdy nebo v různých půdách mezi tělesy, které mají hrát roli při zpevňování nebo ochraně půdy.
Geosyntetika byla kdysi známá jako "geotextilie" a "geomembrány". Vzhledem k potřebám projektu se tyto materiály stále rozšiřují o nové odrůdy, jako např. geomříže, geonety a geotechnické pytle, geonetové rohože, geobelty, geomembrány, kompozitní geomembrány, bentonitové hydroizolační přikrývky, kompozitní drenážní síť, atd., původní název nemůže přesně pokrýt všechny výrobky, takže v následujícím období se nazývají "geotextilie, geomembrány a související výrobky". Takový název není vhodný jako technický nebo akademický termín. Z tohoto důvodu byl v roce 1994, kdy se v Singapuru konala pátá mezinárodní konference o geosyntetice, název těchto materiálů oficiálně označen jako "geosyntetika" (geosyntetika).
Surovinou geosyntetik jsou polymery (polymer). Vyrábějí se z chemických látek získaných z uhlí, ropy, zemního plynu nebo vápence, které se dále zpracovávají na vlákna nebo desky ze syntetických materiálů a nakonec na různé výrobky. Hlavními polymery používanými při výrobě geosyntetik jsou polyethylen (PE), polyester (PET), polyamid (PER), polypropylen (PP) a polyvinylchlorid (PVC), chlorovaný polyethylen (CPE) a polystyren (EPS).
Hlavní použití a funkce geosyntetik
Obory geosyntetiky jsou geotechnické inženýrství, stavební inženýrství, vodohospodářské inženýrství, inženýrství životního prostředí, dopravní inženýrství, komunální inženýrství a inženýrství mořských zábran.
V těchto oblastech plní geosyntetika především roli výztuže zeminy, ochrany proti průsakům, proti korozi, izolace a zesílení.
Zvýšení pevnosti půdního tělesa
Geosyntetika mají vysokou pevnost v tahu a ve smyku, takže mohou v zemním tělese vytvořit výztužnou vrstvu a zlepšit celkovou pevnost a stabilitu zemního tělesa. Například v silničním stavitelství může položení geosyntetik na dno vozovky účinně odolávat působení zatížení vozidly a zabránit propadání a deformaci povrchu vozovky.
Zlepšení technických vlastností půdy
Geosyntetika mají vynikající filtrační a drenážní vlastnosti, které mohou zlepšit drenážní kapacitu a odolnost půdy proti průsakům. V projektu zemních a skalních hrází lze položením geosyntetik uvnitř tělesa hráze zlepšit odolnost tělesa hráze proti průsakům, a zabránit tak průsakům vody a výronům.
Zlepšení odolnosti půdy proti vymývání
V říčním a pobřežním stavitelství mohou geosyntetika účinně odolávat vymývání vodou, zabraňovat erozi půdy a zanášení sedimentů a chránit stabilitu a bezpečnost inženýrských staveb.
Hraje roli izolace a ochrany proti korozi
V podzemním stavitelství může instalace geosyntetik do půdy izolovat proudění vody a migraci částic mezi různými vrstvami půdy a zabránit znečištění podzemních vod a sesedání půdy. V ekologických projektech, jako jsou skládky odpadů, mohou geosyntetika hrát roli při prevenci koroze a průsaků a chránit bezpečnost a zdraví okolního prostředí.
Zvýšení dostupnosti půdy
Přidáním geosyntetik do půdy lze změnit fyzikální a chemické vlastnosti půdy, zlepšit její úrodnost a propustnost a zajistit příznivé podmínky pro zemědělskou produkci a obnovu vegetace.
Geomříž
Co je geomřížka
Geomříž je typ geosyntetického materiálu s jedinečnými vlastnostmi a účinností. Běžně se používá jako vyztužená půdní konstrukce z žebrového materiálu nebo kompozitních materiálů, jako je např.
Geomříže se dělí do čtyř kategorií: plastové geomříže, ocelové geomříže, geomříže ze skleněných vláken a polyesterové geomříže pletené z polyesterové osnovy. Mřížka je vyrobena z polypropylenu, polyvinylchloridu a dalších polymerů termoplastickou nebo lisovanou dvourozměrnou mřížkou nebo určitou výškou trojrozměrné mřížkové sítě, pokud se používá jako inženýrské sítě, známé jako geomřížka.
Vlastnosti a struktura geomříží
Geomříž má následující vlastnosti
1, vysoká pevnost, malá deformace;
2, malá plíživost;
3, odolnost proti korozi, dlouhá životnost;
4, pohodlná a rychlá konstrukce, krátký cyklus, nízké náklady;
Struktura geomříže zahrnuje:
Jednoosé
Jednoosá tahová plastová geomříž má extrémně vysokou pevnost v tahu a modul pružnosti v tahu. Tento druh plastové geomříže je vyroben z vysokohustotního polyethylenu (HDPE) jako hlavního materiálu, který je extrudován do tenkého plechu, děrován do pravidelné mřížky a poté podélně natažen.
Biaxiální
Biaxiální geomříže mají značnou pevnost v tahu v podélném i příčném směru. Biaxiální monolitické geomříže se vyrábějí z polypropylenu (PP) nebo polyethylenu (PE), jsou změkčené, extrudované, perforované a natažené v podélném i příčném směru.
Víceosé
Víceosá geomříž vyniká zvýšenou stabilitou a účinností a poskytuje racionálnější stav napětí. Zajišťuje nejen stabilitu základu, ale její výhodou je i dostatečná pevnost v tahu a smyku. Tato vrstva plastové geomříže má rovinnou strukturu sítě vytvořenou vytlačováním plastu, děrováním a čtyřcestným protahováním.
Hlavní scénáře použití geomříží
Zpevňování silničních a železničních základů
Úkolem geomříží pro vozovky dálnic a železnic je zpevnit, aby se obnovila jejich únosnost a hladkost, a také posílit stabilitu zemního tělesa vozovky, prodloužit životnost a omezit běžnou údržbu.
Polymer geomříže může dodat vozovce velmi vysoký stupeň stability a zlepšit celkovou pevnost půdního tělesa, výztuž může výrazně zlepšit pevnost štěrkové půdy a destruktivní kmen a destrukce půdy má zpožděný účinek. Při stejné úrovni destrukčního namáhání se výrazně snižuje osová deformace a příčná deformace vyztuženého vzorku štěrkové zeminy. Vyztužující účinek štěrkové zeminy se snižuje s nárůstem obvodového tlaku a vyztužující účinek souvisí také se stupněm zvětrání, měkkostí a tvrdostí částic štěrku.
Stabilizace stěn a svahů
Zdi a svahy jsou vystaveny velkému tlaku zeminy a geomříže mohou tento tlak rovnoměrně rozložit na celou konstrukci opěrné zdi, a tím zvýšit celkovou stabilitu opěrné zdi. Geomříže zároveň mohou zabránit sesouvání a erozi půdy a zachovat celistvost opěrné zdi.
Zemětřesení je běžnou přírodní katastrofou, která představuje velké nebezpečí pro stabilitu zdí a svahů. Geomříž má dobrou pružnost a tažnost, která může účinně pohlcovat a rozptylovat nárazy způsobené zemětřesením, snižovat vibrace opěrné zdi a zlepšovat její seizmické vlastnosti.
Důležitým faktorem při stavbě stěn a svahů je propustnost vody. Pokud není propustnost stěn a svahů dobrá, vede to k hromadění tlakové vody a zvyšování tlaku, což ovlivňuje jejich stabilitu. Geomříže mají naproti tomu dobrou propustnost vody a mohou účinně odvádět vodu, čímž snižují dopad tlaku vody na opěrné zdi.
Stěny a svahy musí často dlouhodobě odolávat tlaku půdy a vlivům vnějšího prostředí, proto je důležitým faktorem jejich trvanlivost. Geomříže se vyznačují odolností proti korozi a stárnutí, což může účinně prodloužit životnost stěn a svahů.
Další informace o geomřížkách naleznete v tomto článku "Rozplétání struktury geomříží: A Comprehensive Guide (Komplexní průvodce) ”
Geotextilie
Co je geotextilie
Geotextilie je propustný syntetický materiál vyrobený ze syntetických vláken (např. polypropylenových vláken, polyesterových vláken, skleněných vláken) jehlou nebo tkaním. Jako propustná textilie může při použití v kombinaci s půdou oddělovat, filtrovat, zpevňovat, chránit nebo odvodňovat. Jako taková se široce používá v pozemním stavitelství a různých stavebních projektech zaměřených na dosažení specifických funkcí v geotechnických a environmentálních aplikacích.
Hlavní charakteristiky a typy geotextilií
Vlastnosti geotextilií
Vysoká pevnost: Díky použití plastových vláken si zachovává dostatečnou pevnost a prodloužení za sucha i za mokra.
Odolnost proti korozi: Vykazuje dlouhodobou odolnost proti korozi v půdách a vodách s různou úrovní pH.
Dobrá propustnost vody: Přítomnost mezer mezi vlákny zajišťuje vynikající propustnost vody.
Dobré antimikrobiální vlastnosti: Zůstává nepoškozený mikroorganismy a hmyzem.
Pohodlná konstrukce: Díky své lehkosti a měkkosti se snadno přepravuje, pokládá a staví.
Vynikající vlastnosti proti stárnutí: Vyznačuje se výjimečnou odolností proti stárnutí, včetně vlastností proti ultrafialovému záření, ozónu a oxidaci, což zajišťuje stabilní použití v různých klimatických podmínkách.
Šetrné k životnímu prostředí: Složení: převážně ze syntetických vláken, což snižuje spotřebu přírodních zdrojů.
Lehké: V porovnání s tradičními stavebními materiály je lehčí a usnadňuje přepravu, instalaci a výstavbu.
Dobrá izolace: Účinně izoluje půdu od písku a půdu od betonu a další aplikace.
Dobrá filtrace/reverzní filtrace: Účinně zachycuje částice půdy, jemný písek, drobné kameny atd., čímž zajišťuje stabilitu vodního a půdního inženýrství.
Typy geotextilií
Tkaná geotextilie je vyrobena z přízí složitě spletených do pravidelného vzoru. Díky rovnoměrnému rozložení vykazuje ve srovnání s netkanou geotextilií mimořádnou pevnost a rozměrovou stabilitu. Tyto tkaniny se používají především k zabránění pohybu půdy, omezení podzemního odvodnění a posílení kontroly struktury, ale také ke stabilizaci železničních tratí.
Netkaná geotextilie je vyrobena z tepelně vázaných syntetických vláken, která mají lehké a poddajné vlastnosti. Netkané textilie, které se používají především pro separační a filtrační aplikace, zpevňování opěrných zdí, stabilizaci půdy a protierozní ochranu, se vyznačují propustností, vynikající odolností proti průrazu, střední pevností v tahu a působivou průtažností.
Polypropylenová geotextilie:
Polypropylenová geotextilie je netkaná textilie určená především k separaci. Mají sice propustnost a drenážní schopnosti, ale neposkytují žádnou výztuž pro projekty. Polypropylenová geotextilie se běžně označuje na základě své životnosti a často se používá jako bariéra proti plevelu.
Spunbond geotextilní tkanina:
V oblasti výroby tkanin je proces spunbond považován za nejrychlejší metodu výroby netkaných textilií. Při tomto procesu se extrudovaná vlákna spřádají do archů a spojují se pomocí zahřátých válců. Podobně jako polypropylenové geotextilie nabízejí spunbondové tkaniny drenážní schopnosti, ale postrádají výztuž. V přepočtu na hmotnost se obvykle používají jako bariéry proti plevelu nebo jako drenážní tkaniny.
Pletená geotextilní tkanina:
Tyto textilie vykazují vynikající flexibilitu a vysokou hospodárnost. Navzdory jejich nižšímu využití poptávka po "odvodnění a protierozní ochraně" neustále roste. Pletené geotextilie se vyrábějí technikou pletení a někdy se při jejich výrobě používá také tkaní.
Kompozitní geotextilní tkanina:
Ty vznikají kombinací dvou nebo více geotextilií, které tvoří materiál s jedinečnými vlastnostmi. Například kompozitní geotextilie mohou kombinovat netkanou geotextilii s tkanou geotextilií a vytvářet tak pevný, odolný a vysoce propustný materiál.
Polyesterová geotextilie:
Polyesterová geotextilie je vyrobena ze stočených krátkých polyesterových vláken o jemnosti 6-12 denierů a délce 54-64 milimetrů. Výrobní proces zahrnuje otevírání, mykání, míchání (proplétání krátkých vláken), kladení pásu (standardizované uzlování a fixace) a techniky vpichování pomocí zařízení na výrobu netkaných textilií, které slouží k vytvoření tkaniny.
Geotextilní tkanina z polyesterových vláken:
Polyesterová geotextilní tkanina se vyrábí z polyesterové geotextilní tkaniny spřádáním a děrováním jehlou. Vykazuje vynikající tepelnou odolnost a odolnost proti světlu.
Geotextilie z nekonečných vláken:
Tyto geotextilie jsou vyrobeny z nekonečných vláken bez nutnosti použití jednotlivých přízí nebo střižových vláken. Geotextilie z nekonečných vláken se používají pro aplikace, kde je nezbytná vysoká pevnost v tahu a filtrace.
Biologicky rozložitelné geotextilie:
Biologicky odbouratelné geotextilie jsou navrženy tak, aby se časem rozložily a poskytly dočasnou podporu při zakládání vegetace. Tyto geotextilie se běžně používají v oblastech citlivých na životní prostředí a pomáhají regulovat erozi, dokud ji nepřevezme přirozená vegetace. Jako například geotextilie z přírodních vláken.
Hlavní scénáře použití geotextilií
Separace a filtrace
Využití geotextilie k izolaci stavebních materiálů (např. zeminy a písku, zeminy a betonu atd.) s různými fyzikálními vlastnostmi (velikost částic, rozložení, konzistence a hustota atd.). Tak, aby se dva nebo více druhů materiálů neztrácely, nemíchaly, aby se zachovala celková struktura a funkce materiálu, aby se posílila nosnost stavby.
Když voda proudí do hrubé vrstvy půdy z jemné vrstvy půdy, využívá se geotextilie pro její dobrou propustnost vzduchu a vody, aby voda mohla protékat, a zároveň účinně zachycuje částice půdy, jemný písek, drobné kameny atd., aby se zachovala stabilita půdy a vodního díla.
Odvodnění a kontrola průsaků
Geotextilie má dobré vodivostní vlastnosti, může uvnitř půdního tělesa vytvářet drenážní kanálky a odvádět přebytečnou kapalinu a plyn ze struktury půdy.
Funkce regulace průsaku geotextilií se týká především prevence infiltrace vody nebo škodlivých kapalin. Tento druh geotextilie se skládá především z netkané textilie a geomembrány. Používá se hlavně k regulaci průsaku přehradních nádrží a skládek, například k regulaci průsaku šikmých stěn přehrad, berem a regulaci průsaku koryt.
Kontrola eroze
Geotextilie lze použít k regulaci proudění vody a k prevenci eroze půdy způsobené střídáním sucha a povodní na březích řek, říčních korytech a plážích.
Během výstavby mohou geotextilie zabránit sedání půdy způsobenému tradičními metodami hutnění.
V silnicích, mostech, tunelech, základech věží atd. lze geotextilie použít ke zpevnění nebo vyztužení zeminy, čímž se stane pevnější a stabilnější.
Další informace o geotextiliích naleznete v tomto článku "Demystifikace síly geotextilií”
Rozdíl mezi geomříží a geotextilií
Geomříže se používají hlavně pro zpevnění a stabilizaci.
Geomříž může účinně zlepšit stabilitu půdy. Přidáním geomříže do zeminy může vzniknout efekt vyztužené zeminy, která uzamkne částice zeminy v mřížce mříže, čímž se výrazně zlepší smyková pevnost a únosnost zeminy. To je důležité pro prevenci eroze půdy, sesuvů půdy a propadů základů.
Geotextilie se používají hlavně k separaci, filtraci a odvodnění.
Mechanismus separace geotextilie je následující: za prvé, geotextilie je umístěna mezi dvěma různými geotechnickými materiály, což hraje roli izolace mezi oběma materiály a zabraňuje vzájemnému ovlivňování materiálů mezi různými vrstvami. Za druhé má zabránit znečištění a korozi mezi vrstvami, aby byl zajištěn vysoký standard inženýrské výstavby.
Filtrační mechanismus geotextilie spočívá v tom, že za prvé zajišťuje, aby kapaliny a plyny nebyly při volném odtoku zachyceny; za druhé účinně zadržuje malé částice půdy při průtoku vody a chrání půdu před poškozením.
Geotextilie může plnit funkci odvodnění půdy, podobně jako drenážní kanál. Odvádí vodu ve všech směrech půdy a shromažďuje a transportuje vodu nebo jiné kapaliny při geotechnických pracích.
Rozdíly ve struktuře a materiálu
Geomříže mají mřížkovou strukturu
Síťová struktura geomříží zahrnuje především jednoosé, dvouosé a víceosé struktury.
Geotextilie je souvislá struktura vláken
Spojitá struktura vláken geotextilie se vyrábí především procesem děrování jehlou nebo tkaním dvou typů geotextilií.
Jedním typem je netkaná textilie, protože netkaná geotextilie je opakovaně jehlou vyráběná, takže má trojrozměrnou strukturu pórů, která se obvykle nazývá ekvivalentní velikost pórů.
Druhým typem je tkaná geotextilie, která je utkána do tkaniny propletením osnovních a útkových přízí pomocí různých tkalcovských zařízení a postupů.
Rozdíl v prostředí aplikace
Geomříže jsou vhodné pro projekty s vysokými požadavky na pevnost.
1. Silniční projekt
V silničním projektu lze geomříže použít ke zpevnění podloží, zlepšení únosnosti povrchu vozovky a zabránění vzniku trhlin na povrchu vozovky. U dálnic, městských komunikací a dalších projektů může použití geomříže ke zpevnění výrazně zlepšit životnost povrchu vozovky a bezpečnost jízdy.
2. Železniční projekt
V železničním projektu lze geomříž použít ke zpevnění kolejového lože a ke zvýšení stability a bezpečnosti železniční trati. V projektech těžké železnice, vysokorychlostní železnice a dalších projektech může použití geomříže pro zpevnění účinně zabránit usazování a deformaci vozovky a zlepšit provozní účinnost a bezpečnost železničních tratí.
3. Projekt ochrany vod
Ve vodohospodářském stavitelství lze geomříže použít ke zpevnění náspů, k zabránění eroze břehů řek, ke zpevnění hrází nádrží atd. V říčních
řízení, výstavby nádrží a dalších projektů může použití geomříží pro vyztužení zlepšit stabilitu a bezpečnost projektu, ochránit životy lidí a bezpečnost majetku.
4. Stavební inženýrství
Ve stavebnictví lze geomříže použít pro vyztužení základů, hydroizolaci suterénu, stabilizaci půdních svahů apod. U výškových budov, sklepů a dalších projektů může použití geomříže pro vyztužení zlepšit únosnost a stabilitu základů a zajistit tak bezpečnost a stabilitu budovy.
Geomříže jsou vhodné pro scény, které vyžadují separaci a filtraci.
1. Výstavba silnic
Při stavbě silnic se často používá kámen jako materiál pro vozovky. Položením geotextilie do vrstvy kamene může plnit úlohu separace, filtrace a zlepšování a prodloužit tak životnost vozovky.
2. Projekt ochrany vod
U projektů na ochranu vodních zdrojů lze geotextilii položit na vnitřní stranu náspu, aby chránila konstrukci náspu. Současně ji lze položit i na kamennou hráz, aby se zvýšila stabilita kamenné hráze a odolala vymývání vodou.
3. Těžební projekt
V těžebním projektu lze mezi kamenné stupně položit geotextilii, která posílí únosnost kamenných stupňů a zabrání uvolnění kamene.
Kombinovaná aplikace
Při stavbě silnic lze použít kombinaci geomříže a geotextilie.
Například geomříž se pokládá na dno vozovky a pod asfaltovou povrchovou vrstvu se při opravě silnice pokládá vláknitá geotextilie.
Geomříž položená na podloží vozovky může zvýšit únosnost vozovky a zabránit propadání měkkého podloží.
Geotextilie položená pod asfalt může zabránit praskání povrchu vozovky a prodloužit její životnost.
Souhrn
Hlavní rozdíl mezi geomřížemi a geotextiliemi spočívá především v rozdílech v realizovaných funkcích, typech, strukturálních vlastnostech apod. Přestože patří do stejné kategorie geosyntetik, jedná se o dva zcela odlišné geotechnické výrobky.
V neposlední řadě uvádíme příklady použití těchto dvou produktů v kombinaci. Při výběru materiálů je proto třeba volit podle potřeb projektu nebo kombinovat výhody různých materiálů pro kombinované použití.
V budoucnu bude vyvinuto více typů geosyntetik a společnost QIVOC aktivně zkoumá možnosti vývoje geosyntetik s lepší kvalitou a univerzálností.
