Geosintetici sono utilizzati nelle costruzioni ingegneristiche al posto dei geomateriali tradizionali, che presentano i vantaggi del prezzo contenuto, della durata, della facilità e semplicità di installazione e del breve ciclo di produzione. Tra i geosintetici, la geogriglia e il geotessile sono i materiali sintetici più comuni. Sapete qual è la differenza tra loro?
In questo articolo, QIVOC presenterà in dettaglio le differenze tra geogriglia e geotessile.
Panoramica sui geosintetici
Cosa sono i geosintetici?
Geosintetici è un termine collettivo che indica vari prodotti realizzati con materiali sintetici utilizzati nelle costruzioni geotecniche e di ingegneria civile. Poiché sono utilizzati principalmente nell'ingegneria geotecnica, sono chiamati "geosintetici" con la parola "geo" per distinguerli dai materiali naturali. Come materiale di ingegneria civile, si tratta di polimeri sintetici (come plastica, fibre chimiche, gomma sintetica, ecc.) come materie prime, realizzati in vari tipi di prodotti, collocati all'interno del terreno, sulla superficie del terreno o in una varietà di terreni tra il corpo, per svolgere un ruolo di rafforzamento o protezione del terreno.
Un tempo i geosintetici erano conosciuti come "geotessili" e "geomembrane". Con le esigenze del progetto, tali materiali continuano ad avere nuove varietà, come ad esempio geogriglie, geonetti e sacchi geotecnici, geostuoie, geobelte, geomembrane, geomembrane composite, coperte impermeabilizzanti in bentonite, rete di drenaggio compositaIl nome originale non può coprire accuratamente tutti i prodotti, tanto che nel periodo successivo sono stati chiamati "geotessili, geomembrane e prodotti correlati". Tale nome non è adatto come termine tecnico o accademico. Per questo motivo, nel 1994, in occasione della Quinta Conferenza Internazionale sui Geosintetici tenutasi a Singapore, il nome di tali materiali è stato formalmente identificato come "geosintetici" (geosynthetics).
Le materie prime dei geosintetici sono i polimeri (polymer). Si tratta di sostanze chimiche derivate da carbone, petrolio, gas naturale o calcare, che vengono ulteriormente trasformate in fibre o fogli di materiali sintetici e infine in una varietà di prodotti. I principali polimeri utilizzati nella produzione di geosintetici sono il polietilene (PE), il poliestere (PET), la poliammide (PER), il polipropilene (PP), il cloruro di polivinile (PVC), il polietilene clorurato (CPE) e il polistirene (EPS).
Principali usi e funzioni dei geosintetici
I campi di applicazione dei geosintetici sono l'ingegneria geotecnica, l'ingegneria civile, l'ingegneria delle acque, l'ingegneria ambientale, l'ingegneria dei trasporti, l'ingegneria municipale e l'ingegneria dei recinti marini.
In questi campi, i geosintetici svolgono principalmente il ruolo di rinforzo del terreno, di anti-seepurazione, di anti-corrosione, di isolamento e di miglioramento.
Migliorare la resistenza del corpo del terreno
I geosintetici hanno un'elevata resistenza alla trazione e al taglio, che può formare uno strato di rinforzo nel corpo del terreno e migliorare la resistenza complessiva e la stabilità del corpo del terreno. Ad esempio, nell'ingegneria stradale, la posa di geosintetici sul fondo della carreggiata può resistere efficacemente all'azione del carico dei veicoli e prevenire il cedimento e la deformazione della superficie stradale.
Miglioramento delle prestazioni dell'ingegneria del suolo
I geosintetici hanno eccellenti proprietà di filtrazione e drenaggio, che possono migliorare la capacità di drenaggio e la resistenza all'infiltrazione del terreno. Nei progetti di dighe in terra e roccia, la posa di geosintetici all'interno del corpo della diga consente di migliorare la resistenza all'infiltrazione del corpo della diga, evitando infiltrazioni d'acqua e scoppi.
Miglioramento della resistenza del suolo al dilavamento
Nell'ingegneria fluviale e costiera, i geosintetici possono resistere efficacemente al dilavamento dell'acqua, prevenire l'erosione del suolo e l'insabbiamento dei sedimenti e proteggere la stabilità e la sicurezza delle strutture ingegneristiche.
Svolge il ruolo di isolamento e anticorrosione
Nell'ingegneria del sottosuolo, l'installazione di geosintetici nel terreno può isolare il flusso d'acqua e la migrazione di particelle tra i diversi strati del terreno e prevenire l'inquinamento delle acque sotterranee e la subsidenza del suolo. Nei progetti ambientali, come le discariche, i geosintetici possono svolgere un ruolo di prevenzione della corrosione e delle infiltrazioni, proteggendo la sicurezza e la salute dell'ambiente circostante.
Aumentare la disponibilità del suolo
Aggiungendo geosintetici al terreno, è possibile modificarne le proprietà fisiche e chimiche e migliorarne la fertilità e la permeabilità, fornendo condizioni favorevoli alla produzione agricola e al ripristino della vegetazione.
Geogriglia
Che cos'è la geogriglia
La geogriglia è un tipo di materiale geosintetico con proprietà ed efficacia uniche. Viene comunemente utilizzata come struttura di rinforzo del terreno del materiale della nervatura o dei materiali compositi, come il materiale della nervatura.
La geogriglia si divide in quattro categorie: geogriglia in plastica, geogriglia in acciaio, geogriglia in fibra di vetro e geogriglia in poliestere indemagliabile. La geogriglia è realizzata in polipropilene, cloruro di polivinile e altri polimeri da una griglia bidimensionale termoplastica o stampata o da una certa altezza di griglia tridimensionale, se utilizzata come ingegneria civile, nota come geogriglia.
Proprietà e struttura delle geogriglie
La geogriglia presenta le seguenti caratteristiche
1, alta resistenza, piccola deformazione;
2, piccolo scorrimento;
3, resistenza alla corrosione e lunga durata;
4, costruzione comoda e veloce, ciclo breve, basso costo;
La struttura della geogriglia comprende:
Monoassiale
La geogriglia plastica a trazione uniassiale ha una resistenza alla trazione e un modulo di trazione estremamente elevati. Questo tipo di geogriglia in plastica è costituito da polietilene ad alta densità (HDPE) come materiale principale, estruso in un foglio sottile, punzonato per formare una griglia regolare e quindi teso longitudinalmente.
Biassiale
Le geogriglie biassiali hanno una notevole resistenza alla trazione sia in senso longitudinale che trasversale. Le geogriglie monolitiche biassiali sono realizzate in polipropilene (PP) o polietilene (PE), plastificate, estruse, perforate e tese in senso longitudinale e trasversale.
Multi-assiale
La geogriglia multiassiale si distingue per la sua maggiore stabilità ed efficienza, fornendo uno stato di sollecitazione più razionale. Non solo garantisce la stabilità della fondazione, ma presenta anche i vantaggi di una sufficiente resistenza alla trazione e al taglio. Questo strato di geogriglia plastica ha una struttura a maglia planare formata da estrusione di plastica, punzonatura e stiramento in quattro direzioni.
Scenari applicativi principali della geogriglia
Rinforzo delle fondazioni stradali e ferroviarie
Il ruolo della geogriglia per i sottofondi stradali autostradali e ferroviari è quello di rinforzare per ripristinare la capacità portante e la scorrevolezza, nonché di rafforzare la stabilità del corpo stradale, aumentare la vita utile e ridurre la manutenzione ordinaria.
Il polimero della geogriglia può aggiungere un grado molto elevato di stabilità alla massicciata e migliorare la resistenza complessiva del corpo del terreno; il rinforzo può migliorare significativamente la resistenza del terreno ghiaioso e la deformazione distruttiva, e la distruzione del terreno ha un effetto ritardato. A parità di sollecitazione distruttiva, la deformazione assiale e la deformazione laterale del provino di terreno ghiaioso rinforzato si riducono significativamente. L'effetto di rinforzo del terreno di ghiaia diminuisce con l'aumento della pressione perimetrale e l'effetto di rinforzo è anche correlato al grado di invecchiamento, alla morbidezza e alla durezza delle particelle di ghiaia.
Stabilizzazione di pareti e pendii
I muri e i pendii sono sottoposti a una forte pressione da parte del terreno e le geogriglie possono distribuire uniformemente questa pressione all'intera struttura del muro di sostegno, aumentando così la stabilità complessiva del muro di sostegno. Allo stesso tempo, le geogriglie possono anche prevenire lo scivolamento e l'erosione del terreno e mantenere l'integrità del muro di sostegno.
Il terremoto è una calamità naturale comune, che rappresenta una grande minaccia per la stabilità di muri e pendii. La geogriglia ha una buona flessibilità e duttilità, in grado di assorbire e disperdere efficacemente l'impatto causato dal terremoto, di ridurre le vibrazioni del muro di sostegno e di migliorarne le prestazioni sismiche.
La permeabilità all'acqua è un aspetto importante nella costruzione di muri e pendii. Se la permeabilità di muri e pendii non è buona, si verifica un accumulo di pressione dell'acqua e un aumento della pressione, con conseguenti ripercussioni sulla loro stabilità. Le geogriglie, invece, hanno una buona permeabilità all'acqua e possono drenare efficacemente l'acqua, riducendo l'impatto della pressione idrica sui muri di sostegno.
Le pareti e i pendii devono spesso resistere a lungo alla pressione del terreno e all'influenza dell'ambiente esterno, per cui la loro durata è un aspetto importante. Le geogriglie sono caratterizzate da resistenza alla corrosione e all'invecchiamento, in grado di prolungare efficacemente la vita utile di muri e pendii.
Per ulteriori informazioni sulle geogriglie, leggere questo articolo "Svelare il tessuto delle geogriglie: Una guida completa ”
Geotessile
Che cos'è il geotessile
Un geotessile è un materiale sintetico permeabile realizzato con fibre sintetiche (ad esempio, fibre di polipropilene, fibre di poliestere, fibre di vetro) mediante agugliatura o tessitura. Come tessuto permeabile, può separare, filtrare, rinforzare, proteggere o drenare quando viene utilizzato in combinazione con il terreno. Per questo motivo, è ampiamente utilizzato nell'ingegneria civile e in vari progetti di costruzione volti a raggiungere funzioni specifiche in applicazioni geotecniche e ambientali.
Principali caratteristiche e tipologie di geotessili
Proprietà dei geotessili
Alta resistenza: Mantiene un'ampia resistenza e allungamento sia in condizioni di bagnato che di asciutto, grazie all'uso di fibre di plastica.
Resistenza alla corrosione: Presenta una resistenza a lungo termine alla corrosione in terreni e acque con livelli di pH variabili.
Buona permeabilità all'acqua: La presenza di spazi vuoti tra le fibre garantisce un'eccellente permeabilità all'acqua.
Buone proprietà antimicrobiche: Non viene danneggiato da microrganismi e insetti.
Costruzione conveniente: La sua natura leggera e morbida lo rende facile da trasportare, posare e costruire.
Eccellenti proprietà anti-invecchiamento: Vanta un'eccezionale resistenza all'invecchiamento, comprese proprietà anti-ultraviolette, anti-ozono e anti-ossidazione, che garantiscono un uso stabile in diverse condizioni climatiche.
Rispettoso dell'ambiente: Composto principalmente da fibre sintetiche, riduce la dipendenza dalle risorse naturali.
Leggero: Rispetto ai materiali tradizionali per l'ingegneria civile, è più leggero e facilita il trasporto, l'installazione e la costruzione.
Buon isolamento: Isola efficacemente il terreno dalla sabbia e il terreno dal calcestruzzo, tra le altre applicazioni.
Buona filtrazione/filtrazione inversa: Intercetta efficacemente le particelle di terreno, la sabbia fine, le piccole pietre e così via, garantendo la stabilità dell'acqua e l'ingegneria del terreno.
Tipi di geotessili
Il geotessile tessuto è realizzato con filati intricati e intrecciati in modo regolare. Grazie alla sua distribuzione uniforme, presenta un'eccezionale resistenza e stabilità dimensionale rispetto al geotessile non tessuto. Impiegati principalmente per prevenire i movimenti del terreno, limitare il drenaggio sotterraneo e rafforzare il controllo della tessitura, questi tessuti sono utilizzati anche per stabilizzare i binari ferroviari.
Tessuto geotessile non tessuto:
Il geotessile non tessuto è prodotto con fibre sintetiche legate termicamente, che offrono caratteristiche di leggerezza e flessibilità. Utilizzati principalmente per applicazioni di separazione e filtrazione, rinforzo di muri di sostegno, stabilizzazione del suolo e controllo dell'erosione, i tessuti non tessuti possiedono permeabilità, eccellente resistenza alla perforazione, moderata resistenza alla trazione e notevoli proprietà di allungamento.
Tessuto geotessile in polipropilene:
Il geotessile in polipropilene è un tessuto non tessuto progettato principalmente per la separazione. Pur avendo capacità di permeabilità e drenaggio, non fornisce alcun rinforzo ai progetti. Il tessuto geotessile in polipropilene è comunemente indicato in base alla sua durata e viene spesso utilizzato come barriera contro le erbe infestanti.
Tessuto geotessile Spunbond:
Nel campo della produzione di tessuti, il processo spunbond è considerato il metodo più veloce per la produzione di tessuto non tessuto. In questo processo, i filamenti estrusi vengono filati in fogli e incollati attraverso rulli riscaldati. Simili al tessuto geotessile in polipropilene, i tessuti spunbond offrono capacità di drenaggio ma mancano di rinforzo. Calcolati in base al peso, sono tipicamente utilizzati come barriere antierba o tessuti di drenaggio.
Tessuto geotessile a maglia:
Questi tessuti presentano un'eccellente flessibilità e un'elevata economicità. Nonostante il loro basso utilizzo, la domanda di "drenaggio e controllo dell'erosione" è in costante aumento. I tessuti geotessili a maglia sono prodotti con tecniche di maglieria e talvolta anche di tessitura.
Tessuto geotessile composito:
Sono creati combinando due o più tessuti geotessili per formare un materiale con proprietà uniche. Ad esempio, i tessuti geotessili compositi possono combinare un tessuto geotessile non tessuto con un tessuto geotessile intrecciato per produrre un materiale robusto, durevole e altamente permeabile.
Tessuto geotessile in poliestere:
Il tessuto geotessile in poliestere è realizzato con fibre corte di poliestere arricciate, con una finezza di 6-12 denari e una lunghezza di 54-64 millimetri. Il processo di produzione prevede l'apertura, la cardatura, la mescolatura (intreccio di fibre corte), la stesura del nastro (annodatura e fissaggio standardizzati) e le tecniche di agugliatura con attrezzature per la produzione di tessuti non tessuti per creare il tessuto.
Tessuto geotessile in filamenti di poliestere:
Il tessuto geotessile in filamenti di poliestere è realizzato con materiale geotessile in poliestere mediante filatura e agugliatura. Presenta un'eccellente resistenza al calore e alla luce.
Geotessili a filamento continuo:
Questi geotessili sono realizzati con fibre continue, senza bisogno di singoli filati o fibre in fiocco. I geotessili a filamento continuo sono utilizzati per applicazioni in cui sono essenziali un'elevata resistenza alla trazione e la filtrazione.
Geotessili biodegradabili:
I geotessili biodegradabili sono progettati per degradarsi nel tempo, fornendo un supporto temporaneo durante l'insediamento della vegetazione. Utilizzati comunemente nelle aree sensibili dal punto di vista ambientale, questi geotessili aiutano a controllare l'erosione fino a quando non subentra la vegetazione naturale. Come i geotessili in fibre naturali.
Principali scenari di applicazione dei geotessili
Separazione e filtrazione
Utilizzare il geotessile per isolare materiali da costruzione (come terra e sabbia, terra e calcestruzzo, ecc.) con proprietà fisiche diverse (dimensione delle particelle, distribuzione, consistenza e densità, ecc.) In questo modo due o più tipi di materiali non si perdono, non si mescolano, per mantenere la struttura complessiva e la funzione del materiale, in modo da rafforzare la capacità di carico dell'edificio.
Quando l'acqua scorre nello strato di terreno di materiale grossolano dallo strato di terreno di materiale fine, il geotessile viene utilizzato per la sua buona permeabilità all'aria e all'acqua per far scorrere l'acqua, intercettando efficacemente le particelle di terreno, la sabbia fine, le piccole pietre, ecc. per mantenere la stabilità del terreno e delle opere d'acqua.
Controllo del drenaggio e delle infiltrazioni
Il geotessile ha buone proprietà di conduzione dell'acqua, può formare canali di drenaggio all'interno del corpo del terreno e drenare il liquido e il gas in eccesso dalla struttura del terreno.
La funzione di controllo delle infiltrazioni del geotessile si riferisce principalmente alla prevenzione dell'infiltrazione di acqua o liquidi nocivi. Questo tipo di geotessile è composto principalmente da tessuto non tessuto e geomembrana. Viene utilizzato principalmente per il controllo delle infiltrazioni di dighe, serbatoi e discariche, come il controllo delle infiltrazioni di pareti inclinate di dighe, berme e controllo delle infiltrazioni di canali.
Controllo dell'erosione
I geotessili possono essere utilizzati per controllare il flusso dell'acqua e prevenire l'erosione del terreno causata dall'alternarsi di siccità e alluvioni su argini, letti di fiumi e spiagge.
Durante la costruzione, i geotessili possono prevenire l'assestamento del terreno causato dai metodi di compattazione tradizionali.
In strade, ponti, gallerie, fondazioni di torri, ecc. i geotessili possono essere utilizzati per rinforzare o consolidare il terreno, rendendolo più forte e stabile.
Per maggiori informazioni sui geotessili, leggete questo articolo "Demistificare la potenza dei tessuti geotessili”
Differenza tra geogriglia e geotessile
Le geogriglie sono utilizzate principalmente per il rinforzo e la stabilizzazione.
La geogriglia può migliorare efficacemente la stabilità del terreno. L'aggiunta di geogriglia al terreno può formare un effetto suolo rinforzato, bloccando le particelle di terreno nella griglia delle griglie, migliorando così notevolmente la resistenza al taglio e la capacità portante del terreno. Ciò è importante per prevenire l'erosione del suolo, le frane e i cedimenti delle fondazioni.
I geotessili sono utilizzati principalmente per la separazione, la filtrazione e il drenaggio.
Il meccanismo di separazione del geotessile è il seguente: in primo luogo, il geotessile è disposto tra due diversi materiali geotecnici, svolgendo il ruolo di isolamento tra i due materiali e impedendo l'adulterazione dei materiali tra i diversi strati. Il secondo è quello di prevenire l'inquinamento e la corrosione tra gli strati per garantire un elevato standard di costruzione ingegneristica.
Il meccanismo di filtrazione del geotessile è: primo, garantire che i liquidi e i gas non vengano intercettati quando vengono scaricati liberamente; secondo, trattenere efficacemente le piccole particelle di terreno attraverso il flusso dell'acqua e proteggere il terreno dai danni.
Il geotessile può realizzare la funzione di drenaggio nel terreno, simile a un canale di drenaggio. Drena l'acqua in tutte le direzioni del terreno e raccoglie e trasporta l'acqua o altri liquidi nelle opere geotecniche.
Differenze di struttura e materiale
Le geogriglie hanno una struttura a griglia
La struttura a maglie della geogriglia comprende principalmente strutture monoassiali, biassiali e multiassiali.
Il geotessile è una struttura a fibre continue
La struttura a fibre continue del geotessile è realizzata principalmente attraverso il processo di agugliatura o tessitura di due tipi di geotessili.
Un tipo è il tessuto non tessuto, perché il geotessile non tessuto è un processo di produzione agugliato ripetutamente, quindi ha una struttura tridimensionale dei pori, abitualmente chiamata dimensione equivalente dei pori.
L'altro tipo è il geotessile tessuto, che viene trasformato in tessuto intrecciando i fili di ordito e di trama attraverso diverse attrezzature e processi di tessitura.
Differenze nell'ambiente di applicazione
Le geogriglie sono adatte a progetti con requisiti di alta resistenza
1. Progetto stradale
Nei progetti stradali, la geogriglia può essere utilizzata per rinforzare il sottofondo stradale, migliorare la capacità portante del manto stradale e prevenire le fessurazioni. Nelle autostrade, nelle strade urbane e in altri progetti, l'uso della geogriglia per il rinforzo può migliorare significativamente la durata del manto stradale e la sicurezza di guida.
2. Progetto ferroviario
Nei progetti ferroviari, la geogriglia può essere utilizzata per rafforzare la massicciata e migliorare la stabilità e la sicurezza della linea ferroviaria. Nella ferrovia pesante, nella ferrovia ad alta velocità e in altri progetti, l'uso della geogriglia per il rinforzo può prevenire efficacemente l'assestamento e la deformazione della massicciata e migliorare l'efficienza operativa e la sicurezza delle linee ferroviarie.
3. Progetto di conservazione dell'acqua
Nell'ingegneria della conservazione dell'acqua, la geogriglia può essere utilizzata per rinforzare gli argini, prevenire l'erosione delle sponde dei fiumi, rafforzare le dighe dei serbatoi e così via. Nel settore fluviale
governance, la costruzione di serbatoi e altri progetti, l'uso della geogriglia per il rinforzo può migliorare la stabilità e la sicurezza del progetto, per proteggere la vita delle persone e la sicurezza dei beni.
4. Ingegneria edile
Nell'ingegneria edile, la geogriglia può essere utilizzata per il rinforzo delle fondazioni, l'impermeabilizzazione degli scantinati, la stabilizzazione dei pendii del terreno e così via. Nei grattacieli, negli scantinati e in altri progetti, l'uso della geogriglia per il rinforzo può migliorare la capacità portante e la stabilità delle fondamenta, garantendo la sicurezza e la stabilità dell'edificio.
Le geogriglie sono adatte a scenari che richiedono separazione e filtrazione
1. Costruzione di strade
Nel processo di costruzione delle strade, la pietra è spesso utilizzata come materiale per la pavimentazione stradale. La posa di un geotessile nello strato di pietra può svolgere il ruolo di separazione, filtrazione e miglioramento per prolungare la vita utile della strada.
2. Progetto di conservazione dell'acqua
Nei progetti di conservazione dell'acqua, il geotessile può essere posato all'interno dell'argine per proteggere la struttura dell'argine. Allo stesso tempo, può essere posato anche sulla diga in pietra per migliorarne la stabilità e resistere al dilavamento dell'acqua.
3. Progetto minerario
Nel progetto minerario, il geotessile può essere posato tra i gradini di pietra per rafforzare la capacità portante dei gradini di pietra ed evitare che la pietra si allenti.
Applicazione combinata
Ad esempio, la geogriglia viene posata sul fondo della carreggiata e il geotessile in filamenti viene posato sotto lo strato superficiale di asfalto durante la riparazione della strada.
La geogriglia posata sulla pavimentazione stradale può aumentare la capacità portante della strada e prevenire i cedimenti della base morbida.
Il geotessile posato sotto l'asfalto può prevenire le fessurazioni del manto stradale e prolungarne la durata.
Sintesi
La differenza principale tra geogriglie e geotessili risiede principalmente nelle differenze tra le funzioni realizzate, le tipologie, le proprietà strutturali e così via. Pur appartenendo alla stessa categoria di geosintetici, si tratta di due prodotti geotecnici completamente diversi.
Infine, abbiamo fornito esempi di utilizzo di questi due prodotti in combinazione. Pertanto, nella scelta dei materiali, è necessario scegliere in base alle esigenze del progetto o combinare i vantaggi di materiali diversi per un uso combinato.
In futuro saranno sviluppati altri tipi di geosintetici e QIVOC sta esplorando attivamente lo sviluppo di geosintetici di migliore qualità e versatilità.
