Geosintéticos se utilizan en la construcción de ingeniería en lugar de los geomateriales tradicionales, que tienen las ventajas de su bajo precio, durabilidad, instalación fácil y sencilla, y ciclo de producción corto. Entre los geosintéticos, la geomalla y el geotextil son los materiales sintéticos más comunes. ¿Sabe cuál es la diferencia entre ellos?
En este artículo, QIVOC presentará en detalle cuáles son las diferencias entre geomalla y geotextil.
Perspectiva general de los geosintéticos
¿Qué son los geosintéticos?
Geosintéticos es un término colectivo para diversos productos fabricados con materiales sintéticos utilizados en la construcción geotécnica y de ingeniería civil. Como se utilizan principalmente en ingeniería geotécnica, se denominan "geosintéticos" con la palabra "geo" para distinguirlos de los materiales naturales. Como material de ingeniería civil, es un polímero sintético (como plásticos, fibras químicas, caucho sintético, etc.) como materia prima, hecho de varios tipos de productos, colocado dentro del suelo, la superficie del suelo, o una variedad de suelo entre el cuerpo, para desempeñar un papel en el fortalecimiento o la protección del suelo.
Los geosintéticos se conocían antes como "geotextiles" y "geomembranas". Con las necesidades del proyecto, estos materiales siguen teniendo nuevas variedades, tales como geomallas, geonets y bolsas geotécnicas, esteras geonet, geobelts, geomembranas, geomembranas compuestas, mantas impermeabilizantes de bentonita, red de drenaje compuestoetc., el nombre original no puede abarcar con exactitud todos los productos, por lo que en el periodo posterior se denominan "geotextiles, geomembranas y productos relacionados". Tal nombre no es adecuado como término técnico o académico. Por esta razón, en 1994, celebrada en Singapur, la Quinta Conferencia Internacional de Geosintéticos, el nombre de tales materiales se identificó formalmente como "geosintéticos" (geosintéticos).
Las materias primas de los geosintéticos son polímeros. Se fabrican a partir de sustancias químicas derivadas del carbón, el petróleo, el gas natural o la piedra caliza, que posteriormente se transforman en fibras o láminas de materiales sintéticos y, finalmente, en diversos productos. Los principales polímeros utilizados en la fabricación de geosintéticos son el polietileno (PE), el poliéster (PET), la poliamida (PER), el polipropileno (PP) y el cloruro de polivinilo (PVC), el polietileno clorado (CPE) y el poliestireno (EPS).
Principales usos y funciones de los geosintéticos
Los campos de aplicación de los geosintéticos son la ingeniería geotécnica, la ingeniería civil, la ingeniería hidráulica, la ingeniería medioambiental, la ingeniería de transportes, la ingeniería municipal y la ingeniería de recintos marítimos.
En estos campos, los geosintéticos desempeñan principalmente las funciones de refuerzo del suelo, antidrenaje, anticorrosión, aislamiento y mejora.
Aumentar la resistencia del suelo
Los geosintéticos tienen una gran resistencia a la tracción y al cizallamiento, por lo que pueden formar una capa de refuerzo en el suelo y mejorar la resistencia y estabilidad general del suelo. Por ejemplo, en la ingeniería de carreteras, la colocación de geosintéticos en la parte inferior del firme puede resistir eficazmente la acción de la carga de los vehículos y evitar el hundimiento y la deformación de la superficie de la carretera.
Mejora del rendimiento de la ingeniería del suelo
Los geosintéticos tienen excelentes propiedades de filtración y drenaje, que pueden mejorar la capacidad de drenaje y la resistencia a la filtración del suelo. En los proyectos de presas de tierra y roca, mediante la colocación de geosintéticos en el interior del cuerpo de la presa, se puede mejorar la resistencia a las filtraciones del cuerpo de la presa, evitando que se produzcan filtraciones de agua y desbordamientos.
Mejora de la resistencia del suelo a la socavación
En ingeniería fluvial y costera, los geosintéticos pueden resistir eficazmente la socavación del agua, evitar la erosión del suelo y la sedimentación de los sedimentos, y proteger la estabilidad y seguridad de las estructuras de ingeniería.
Aislamiento y anticorrosión
En ingeniería subterránea, la instalación de geosintéticos en el suelo puede aislar el flujo de agua y la migración de partículas entre las distintas capas del suelo y evitar la contaminación de las aguas subterráneas y el hundimiento del suelo. En proyectos medioambientales como vertederos, los geosintéticos pueden desempeñar un papel en la prevención de la corrosión y las filtraciones, protegiendo la seguridad y la salud del entorno circundante.
Aumentar la disponibilidad del suelo
Al añadir geosintéticos al suelo, se pueden modificar sus propiedades físicas y químicas y mejorar su fertilidad y permeabilidad, lo que proporciona condiciones favorables para la producción agrícola y la restauración de la vegetación.
Geomalla
Qué es la geomalla
Geomalla es un tipo de material geosintético con propiedades únicas y eficacia. Comúnmente se utiliza como estructura de suelo reforzado del material de la costilla o materiales compuestos, tales como el material de la costilla.
La geomalla se divide en cuatro categorías: geomalla de plástico, geomalla de acero, geomalla de fibra de vidrio y geomalla de poliéster tejida por urdimbre. Rejilla está hecha de polipropileno, cloruro de polivinilo y otros polímeros por termoplástico o moldeado rejilla bidimensional o una cierta altura de la pantalla de rejilla tridimensional, cuando se utiliza como ingeniería civil, conocida como geomalla.
Propiedades y estructura de las geomallas
La geomalla tiene las siguientes características
1, alta resistencia, pequeña deformación;
2, pequeña fluencia;
3, resistencia a la corrosión, larga vida útil;
4, construcción cómoda y rápida, ciclo corto, bajo coste;
La estructura de la geomalla incluye:
Uniaxial
La geomalla plástica de tracción uniaxial tiene una resistencia a la tracción y un módulo de tracción extremadamente altos. Este tipo de geomalla plástica está fabricada con polietileno de alta densidad (HDPE) como material principal extruido en una lámina fina, perforada para formar una rejilla regular y, a continuación, estirada longitudinalmente.
Biaxial
Las geomallas biaxiales tienen una resistencia a la tracción significativa tanto en sentido longitudinal como transversal. Los productos de geomalla monolítica biaxial están hechos de polipropileno (PP) o polietileno (PE), plastificados, extruidos, perforados y estirados longitudinal y transversalmente.
Multiaxial
La geomalla multiaxial destaca por su mayor estabilidad y eficacia, proporcionando un estado de tensión más racional. No sólo garantiza la estabilidad de la cimentación, sino que también presenta las ventajas de una resistencia suficiente a la tracción y al cizallamiento. Esta capa de geomalla plástica tiene una estructura de malla plana formada por extrusión plástica, punzonado y estiramiento en cuatro direcciones.
Principales escenarios de aplicación de las geomallas
Refuerzo de cimientos de carreteras y vías férreas
La función de la geomalla para firmes de carreteras y vías férreas es reforzar para restaurar su capacidad portante y suavidad, así como fortalecer la estabilidad del cuerpo del suelo del firme, aumentar la vida útil y reducir el mantenimiento rutinario.
Geomalla de polímero puede añadir un muy alto grado de estabilidad a la calzada, y mejorar la resistencia global del cuerpo del suelo, el refuerzo puede mejorar significativamente la resistencia del suelo de grava y la tensión destructiva, y la destrucción del suelo tiene un efecto retardado. Al mismo nivel de tensión destructiva, la deformación axial y la deformación lateral del espécimen de suelo de grava reforzado se reducen significativamente. El efecto de refuerzo del suelo de grava disminuye con el aumento de la presión perimetral, y el efecto de refuerzo también está relacionado con el grado de meteorización, la blandura y la dureza de las partículas de grava.
Estabilización de muros y taludes
Los muros y taludes están sometidos a una gran presión del suelo, y las geomallas pueden distribuir uniformemente esta presión a toda la estructura del muro de contención, aumentando así la estabilidad general del muro. Al mismo tiempo, las geomallas también pueden evitar el deslizamiento y la erosión del suelo y mantener la integridad del muro de contención.
Los terremotos son una catástrofe natural común, que supone una gran amenaza para la estabilidad de muros y taludes. La geomalla tiene buena flexibilidad y ductilidad, lo que puede absorber y dispersar eficazmente el impacto causado por el terremoto, reducir la vibración del muro de contención y mejorar su comportamiento sísmico.
La permeabilidad al agua es una consideración importante en la construcción de muros y taludes. Si la permeabilidad de muros y taludes no es buena, provocará la acumulación de presión de agua y aumentará la presión, lo que afectará a su estabilidad. Las geomallas, en cambio, tienen una buena permeabilidad al agua y pueden drenarla eficazmente, reduciendo el impacto de la presión del agua en los muros de contención.
Los muros y taludes a menudo tienen que soportar la presión del suelo y la influencia del entorno exterior durante mucho tiempo, por lo que su durabilidad es una consideración importante. La geomalla se caracteriza por su resistencia a la corrosión y al envejecimiento, lo que puede prolongar eficazmente la vida útil de muros y taludes.
Para más información sobre las geomallas, lea este artículo "Desentrañando el tejido de las geomallas: Una guía completa ”
Geotextil
Qué es un geotextil
Un geotextil es un material sintético permeable fabricado con fibras sintéticas (por ejemplo, fibras de polipropileno, fibras de poliéster, fibras de vidrio) mediante agujado o tejido. Como textil permeable, puede separar, filtrar, reforzar, proteger o drenar cuando se utiliza en combinación con el suelo. Como tal, se utiliza ampliamente en ingeniería civil y en diversos proyectos de construcción destinados a lograr funciones específicas en aplicaciones geotécnicas y medioambientales.
Principales características y tipos de geotextiles
Propiedades de los geotextiles
Alta resistencia: Mantiene una amplia resistencia y elongación tanto en condiciones húmedas como secas, gracias al uso de fibras de plástico.
Resistencia a la corrosión: Presenta resistencia a la corrosión a largo plazo en suelos y aguas con distintos niveles de pH.
Buena permeabilidad al agua: La presencia de huecos entre las fibras garantiza una excelente permeabilidad al agua.
Buenas propiedades antimicrobianas: Permanece intacta frente a microorganismos e insectos.
Construcción cómoda: Su naturaleza ligera y suave hace que sea fácil de transportar, colocar y construir.
Excelentes propiedades antienvejecimiento: Presenta una excepcional resistencia al envejecimiento, incluyendo propiedades anti-ultravioleta, anti-ozono y anti-oxidación, asegurando un uso estable en diversas condiciones climáticas.
Respetuoso con el medio ambiente: Compuesto principalmente de fibras sintéticas, lo que reduce la dependencia de los recursos naturales.
Ligero: En comparación con los materiales tradicionales de ingeniería civil, es más ligero y facilita el transporte, la instalación y la construcción.
Buen aislamiento: Aísla eficazmente la tierra de la arena y la tierra del hormigón, entre otras aplicaciones.
Buena filtración/filtración inversa: Intercepta eficazmente las partículas de tierra, arena fina, piedras pequeñas, etc., garantizando la estabilidad del agua y la ingeniería del suelo.
Tipos de geotextiles
El geotextil tejido se elabora a partir de hilos intrincadamente entretejidos en un patrón regular. Debido a su distribución uniforme, presenta una resistencia y una estabilidad dimensional extraordinarias en comparación con el geotextil no tejido. Empleados principalmente para evitar el movimiento del suelo, restringir el drenaje subterráneo y reforzar el control de la textura, estos tejidos también se utilizan para estabilizar las vías férreas.
El geotextil no tejido se fabrica a partir de fibras sintéticas unidas térmicamente, ofreciendo características de ligereza y flexibilidad. Utilizados principalmente para aplicaciones de separación y filtración, refuerzo de muros de contención, estabilización de suelos y control de la erosión, los geotextiles no tejidos poseen propiedades de permeabilidad, excelente resistencia a la perforación, moderada resistencia a la tracción e impresionantes propiedades de elongación.
Tejido geotextil de polipropileno:
La tela geotextil de polipropileno es una tela no tejida diseñada principalmente para la separación. Aunque poseen capacidades de permeabilidad y drenaje, no proporcionan ningún refuerzo para los proyectos. La tela geotextil de polipropileno se conoce comúnmente en función de su vida útil y se utiliza con frecuencia como barrera contra las malas hierbas.
Tejido Geotextil Spunbond:
En el ámbito de la fabricación de tejidos, el proceso de spunbond se considera el método más rápido para producir telas no tejidas. En este proceso, los filamentos extruidos se hilan en láminas y se unen mediante rodillos calentados. Al igual que los geotextiles de polipropileno, los tejidos spunbond son drenantes, pero carecen de refuerzo. Calculados por peso, suelen utilizarse como barreras antihierbas o tejidos de drenaje.
Tejido geotextil de punto:
Estos textiles presentan una excelente flexibilidad y una gran rentabilidad. A pesar de su menor uso, la demanda de "drenaje y control de la erosión" aumenta constantemente. Los tejidos geotextiles de punto se fabrican mediante técnicas de tricotado, y a veces también se emplea el tejido en su fabricación.
Tejido geotextil compuesto:
Se crean combinando dos o más tejidos geotextiles para formar un material con propiedades únicas. Por ejemplo, los geotextiles compuestos pueden combinar geotextiles no tejidos con geotextiles tejidos para producir un material resistente, duradero y altamente permeable.
Tejido geotextil de poliéster:
El geotextil de poliéster se fabrica a partir de fibras cortas rizadas de poliéster, con una finura de fibra de 6-12 deniers y una longitud de 54-64 milímetros. El proceso de producción implica la apertura, el cardado, la mezcla (entrelazado de fibras cortas), la colocación de la banda (anudado y fijación normalizados) y técnicas de punzonado mediante equipos de producción de telas no tejidas para crear el tejido.
Tejido geotextil de filamentos de poliéster:
El geotextil de filamentos de poliéster se fabrica a partir de material geotextil de poliéster mediante hilado y punzonado. Presenta una excelente resistencia al calor y a la luz.
Geotextiles de filamento continuo:
Estos geotextiles se fabrican a partir de fibras continuas sin necesidad de hilos individuales o fibras cortadas. Los geotextiles de filamento continuo se utilizan para aplicaciones en las que son esenciales una alta resistencia a la tracción y la filtración.
Geotextiles biodegradables:
Los geotextiles biodegradables están diseñados para descomponerse con el tiempo, proporcionando un soporte temporal mientras se establece la vegetación. Utilizados habitualmente en zonas sensibles desde el punto de vista medioambiental, estos geotextiles ayudan a controlar la erosión hasta que la vegetación natural toma el relevo. Como los geotextiles fabricados con fibras naturales.
Principales aplicaciones de los geotextiles
Separación y filtración
Utilizar geotextil para aislar materiales de construcción (como tierra y arena, tierra y hormigón, etc.) con diferentes propiedades físicas (tamaño de las partículas, distribución, consistencia y densidad, etc.). Para que dos o más tipos de materiales no se pierdan, no se mezclen, para mantener la estructura general y la función del material, de modo que se refuerce la capacidad portante del edificio.
Cuando el agua fluye hacia la capa de suelo de material grueso desde la capa de suelo de material fino, el geotextil se utiliza por su buena permeabilidad al aire y permeabilidad al agua para hacer que el agua fluya, al tiempo que intercepta eficazmente las partículas de suelo, arena fina, piedras pequeñas, etc. para mantener la estabilidad del suelo y las obras hidráulicas.
Drenaje y control de filtraciones
El geotextil tiene buenas propiedades de conducción de agua, puede formar canales de drenaje dentro de la masa del suelo y drenar el exceso de líquido y gas fuera de la estructura del suelo.
La función de control de filtraciones del geotextil se refiere principalmente a la prevención de la infiltración de agua o líquidos nocivos. Este tipo de geotextil se compone principalmente de tela no tejida y geomembrana. Se utiliza principalmente para el control de infiltración de presas, embalses y vertederos, como el control de infiltración de paredes inclinadas de presas, bermas y control de infiltración de canales.
Control de la erosión
Los geotextiles pueden utilizarse para controlar el flujo de agua y evitar la erosión del suelo causada por la alternancia de sequías e inundaciones en las riberas, los cauces y las playas.
Durante la construcción, los geotextiles pueden evitar el asentamiento del suelo causado por los métodos tradicionales de compactación.
En carreteras, puentes, túneles, cimientos de torres, etc., los geotextiles pueden utilizarse para fortalecer o reforzar el suelo, haciéndolo más fuerte y estable.
Para más información sobre geotextiles, lea este artículo "Desmitificar el poder de los tejidos geotextiles”
Diferencia entre geomalla y geotextil
Las geomallas se utilizan principalmente para el refuerzo y la estabilización
La geomalla puede mejorar eficazmente la estabilidad del suelo. Añadiendo geomalla al suelo se puede formar un efecto de suelo reforzado, encerrando las partículas de suelo en la rejilla de las mallas, mejorando así en gran medida la resistencia al corte y la capacidad portante del suelo. Esto es importante para prevenir la erosión del suelo, los corrimientos de tierra y el hundimiento de los cimientos.
Los geotextiles se utilizan principalmente para la separación, filtración y drenaje.
El mecanismo de separación del geotextil es el siguiente: en primer lugar, el geotextil se dispone entre dos materiales geotécnicos diferentes, lo que desempeña el papel de aislamiento entre los dos materiales y evita la adulteración de los materiales entre las distintas capas. En segundo lugar, evita la contaminación y la corrosión entre las capas para garantizar un alto nivel de construcción de ingeniería.
El mecanismo de filtración del geotextil es: en primer lugar, garantizar que los líquidos y gases no sean interceptados cuando se descargan libremente; en segundo lugar, mantener eficazmente las pequeñas partículas del suelo a través del flujo de agua, y proteger el suelo de daños.
El geotextil puede realizar la función de drenaje en el suelo, de forma similar a un canal de drenaje. Drena el agua en todas las direcciones del suelo y recoge y transporta el agua u otros líquidos en las obras geotécnicas.
Diferencias de estructura y material
Las geomallas tienen una estructura en forma de rejilla
La estructura de malla de la geomalla incluye principalmente estructuras uniaxiales, biaxiales y multiaxiales.
El geotextil es una estructura continua de fibras
La estructura de fibra continua del geotextil se fabrica principalmente mediante el proceso de punzonado o tejido de dos tipos de geotextiles.
Un tipo es el no tejido, porque el geotextil no tejido es un proceso de producción de agujas repetidas, por lo que tiene una estructura de poros tridimensional, habitualmente denominada tamaño de poro equivalente.
El otro tipo es el geotextil tejido, que se teje en tela entrelazando los hilos de urdimbre y trama mediante distintos equipos y procesos de tejido.
Diferencia en el entorno de aplicación
Las geomallas son adecuadas para proyectos con requisitos de alta resistencia
1. Proyecto de carretera
En los proyectos de carreteras, la geomalla puede utilizarse para reforzar el firme, mejorar la capacidad portante de la superficie de la carretera y evitar que ésta se agriete. En las autopistas, carreteras urbanas y otros proyectos, el uso de la geomalla para el refuerzo, puede mejorar significativamente la vida útil de la superficie de la carretera y la seguridad de conducción.
2. Proyecto ferroviario
En el proyecto ferroviario, la geomalla puede utilizarse para reforzar el lecho de la vía férrea y mejorar la estabilidad y seguridad de la línea ferroviaria. En el ferrocarril pesado, ferrocarril de alta velocidad y otros proyectos, el uso de geomalla para el refuerzo, puede prevenir eficazmente el asentamiento y la deformación de la capa de balasto, y mejorar la eficiencia operativa y la seguridad de las líneas de ferrocarril.
3. Proyecto de conservación del agua
En la ingeniería de conservación del agua, la geomalla puede utilizarse para reforzar terraplenes, evitar la erosión de las riberas, reforzar presas de embalse, etc. En la
gobernanza, construcción de embalses y otros proyectos, el uso de geomallas de refuerzo puede mejorar la estabilidad y seguridad del proyecto, para proteger la vida de las personas y la seguridad de los bienes.
4. Ingeniería de la construcción
En ingeniería de la construcción, la geomalla puede utilizarse para reforzar cimientos, impermeabilizar sótanos, estabilizar taludes, etc. En edificios de gran altura, sótanos y otros proyectos, el uso de la geomalla como refuerzo puede mejorar la capacidad portante y la estabilidad de los cimientos para garantizar la seguridad y la estabilidad del edificio.
Las geomallas son adecuadas para escenarios que requieren separación y filtración
1. Construcción de carreteras
En el proceso de construcción de carreteras, la piedra se utiliza a menudo como material de pavimentación. La colocación de un geotextil en la capa de piedra puede servir para separar, filtrar y mejorar la vida útil de la carretera.
2. Proyecto de conservación del agua
En los proyectos de conservación del agua, el geotextil puede colocarse en el interior del terraplén para proteger su estructura. Al mismo tiempo, también puede colocarse sobre la presa de piedra para mejorar su estabilidad y resistir la erosión del agua.
3. Proyecto minero
En el proyecto minero, se puede colocar geotextil entre los escalones de piedra para reforzar la capacidad portante de los escalones de piedra y evitar que la piedra se afloje.
Aplicación combinada
En la construcción de carreteras, la geomalla y el geotextil pueden combinarse.
Por ejemplo, la geomalla se coloca en la parte inferior del lecho de la carretera, y el geotextil de filamentos se coloca bajo la capa superficial de asfalto cuando se repara la carretera.
La geomalla colocada en el firme puede aumentar la capacidad portante de la carretera y evitar el hundimiento de la base blanda.
El geotextil colocado bajo el asfalto puede evitar el agrietamiento del firme y prolongar la vida útil de la carretera.
Resumen
La principal diferencia entre geomallas y geotextiles radica principalmente en las diferencias de funciones realizadas, tipos, propiedades estructurales, etc. Aunque pertenecen a la misma categoría de geosintéticos, son dos productos geotécnicos completamente distintos.
Por último, pero no por ello menos importante, hemos dado ejemplos del uso de estos dos productos en combinación. Por lo tanto, a la hora de elegir materiales, hay que escoger en función de las necesidades del proyecto o combinar las ventajas de distintos materiales para un uso combinado.
En el futuro, se desarrollarán más tipos de geosintéticos, y QIVOC está explorando activamente el desarrollo de geosintéticos con mejor calidad y versatilidad.
