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Qual é a diferença entre geogrelha e geotêxtil?

Geossintéticos são utilizados na construção de engenharia em vez dos geomateriais tradicionais, que têm as vantagens do baixo preço, durabilidade, instalação fácil e simples e ciclo de produção curto. Entre os geossintéticos, a geogrelha e o geotêxtil são os materiais sintéticos mais comuns. Sabe qual é a diferença entre eles?

Neste artigo, QIVOC apresentará em pormenor as diferenças entre a geogrelha e o geotêxtil.

Visão geral dos geossintéticos

O que são geossintéticos?

Geossintéticos é um termo coletivo para vários produtos feitos de materiais sintéticos utilizados na construção geotécnica e na engenharia civil. Uma vez que são principalmente utilizados na engenharia geotécnica, são designados "geossintéticos" com a palavra "geo" para os distinguir dos materiais naturais. Como material de engenharia civil, é um polímero sintético (como plásticos, fibras químicas, borracha sintética, etc.) como matéria-prima, feito de vários tipos de produtos, colocado no interior do solo, na superfície do solo, ou numa variedade de solo entre o corpo, para desempenhar um papel de reforço ou proteção do solo.

A Geosynthetics era conhecida como "geotêxteis" e "geomembranas". Com as necessidades do projeto, estes materiais continuam a ter novas variedades, tais como geogrelhas, geonets e sacos geotécnicos, tapetes geonet, geobelts, geomembranas, geomembranas compostas, mantas de impermeabilização de bentonite, rede de drenagem compostaetc., o nome original não pode abranger exatamente todos os produtos, pelo que, no período de tempo subsequente, são designados por "geotêxteis, geomembranas e produtos afins". Esta designação não é adequada como termo técnico ou académico. Por esta razão, em 1994, realizada em Singapura, a Quinta Conferência Internacional de Geossintéticos, o nome destes materiais foi formalmente identificado como "geossintéticos" (geosynthetics).

As matérias-primas dos geossintéticos são polímeros (polímeros). São fabricados a partir de produtos químicos derivados do carvão, petróleo, gás natural ou calcário, que são posteriormente transformados em fibras ou folhas de materiais sintéticos e, finalmente, numa variedade de produtos. Os principais polímeros utilizados no fabrico de geossintéticos são o polietileno (PE), o poliéster (PET), a poliamida (PER), o polipropileno (PP), o cloreto de polivinilo (PVC), o polietileno clorado (CPE) e o poliestireno (EPS).

Principais utilizações e funções dos geossintéticos

Os domínios de aplicação dos geossintéticos são a engenharia geotécnica, a engenharia civil, a engenharia de conservação da água, a engenharia do ambiente, a engenharia dos transportes, a engenharia municipal e a engenharia de proteção do mar.

Nestes domínios, os geossintéticos desempenham principalmente as funções de reforço do solo, anti-infiltração, anti-corrosão, isolamento e reforço.

Aumentar a resistência do corpo do solo

Os geossintéticos têm uma elevada resistência à tração e ao cisalhamento, o que pode formar uma camada de reforço no corpo do solo e melhorar a resistência e a estabilidade globais do corpo do solo. Por exemplo, na engenharia rodoviária, a colocação de geossintéticos no fundo do leito da estrada permite resistir eficazmente à ação da carga dos veículos e evitar que a superfície da estrada sofra subsidência e deformação.

Melhoria do desempenho da engenharia dos solos

Os geossintéticos têm excelentes propriedades de filtragem e drenagem, o que pode melhorar a capacidade de drenagem e a resistência à infiltração do solo. No projeto de barragem de terra e rocha, ao colocar geossintéticos no interior do corpo da barragem, a resistência à infiltração do corpo da barragem pode ser melhorada, evitando a infiltração de água e a ocorrência de explosões.

Melhoria da resistência à erosão do solo

Na engenharia fluvial e costeira, os geossintéticos podem resistir eficazmente à erosão da água, evitar a erosão do solo e o assoreamento dos sedimentos e proteger a estabilidade e a segurança das estruturas de engenharia.

Desempenhando o papel de isolamento e anti-corrosão

Na engenharia subterrânea, a instalação de geossintéticos no solo pode isolar o fluxo de água e a migração de partículas entre diferentes camadas de solo e evitar a poluição das águas subterrâneas e a subsidência do solo. Em projectos ambientais, como aterros sanitários, os geossintéticos podem desempenhar um papel na prevenção da corrosão e da infiltração, protegendo a segurança e a saúde do ambiente circundante.

Aumentar a disponibilidade do solo

Ao adicionar geossintéticos ao solo, as propriedades físicas e químicas do solo podem ser alteradas e a fertilidade e permeabilidade do solo podem ser melhoradas, proporcionando condições favoráveis à produção agrícola e à restauração da vegetação.

Geogrelha

O que é a geogrelha

A geogrelha é um tipo de material geossintético com propriedades e eficácia únicas. É comummente utilizada como estrutura de solo reforçada do material da nervura ou de materiais compósitos, como o material da nervura.

A geogrelha divide-se em quatro categorias: geogrelha de plástico, geogrelha de aço, geogrelha de fibra de vidro e geogrelha de malha de poliéster. A geogrelha é feita de polipropileno, cloreto de polivinilo e outros polímeros, através de uma grelha bidimensional termoplástica ou moldada, ou de uma determinada altura de um ecrã de grelha tridimensional, quando utilizada como engenharia civil, conhecida como geogrelha.

Propriedades e estrutura das geogrelhas

A geogrelha tem as seguintes características

1, alta resistência, pequena deformação;
2, pequena rasteira;
3, resistência à corrosão, longa vida útil;
4, construção conveniente e rápida, ciclo curto, baixo custo;

A estrutura da geogrelha inclui:

Uniaxial

A geogrelha plástica de tração uniaxial tem uma resistência à tração e um módulo de tração extremamente elevados. Este tipo de geogrelha de plástico é feito de polietileno de alta densidade (HDPE) como material principal extrudido numa folha fina, perfurado para formar uma grelha regular e depois esticado longitudinalmente.

Biaxial

As geogrelhas biaxiais têm uma resistência à tração significativa tanto na direção longitudinal como na transversal. Os produtos de geogrelha monolítica biaxial são fabricados em polipropileno (PP) ou polietileno (PE), plastificados, extrudidos, perfurados e esticados longitudinal e transversalmente.

Multi-axial

A geogrelha multiaxial destaca-se pela sua maior estabilidade e eficiência, proporcionando um estado de tensão mais racional. Não só assegura a estabilidade da fundação, como também apresenta as vantagens de uma resistência suficiente à tração e ao cisalhamento. Esta camada de geogrelha plástica tem uma estrutura de malha plana formada por extrusão de plástico, perfuração e alongamento em quatro direcções.

Principais cenários de aplicação da geogrelha

Reforço de fundações de estradas e caminhos-de-ferro

O papel da geogrelha nos leitos das estradas rodoviárias e ferroviárias consiste em reforçar para restaurar a sua capacidade de suporte e suavidade, bem como em reforçar a estabilidade do corpo do solo do leito da estrada, aumentar a vida útil e reduzir a manutenção de rotina.

O polímero da geogrelha pode conferir um grau muito elevado de estabilidade ao leito da estrada e melhorar a resistência global do corpo do solo, o reforço pode melhorar significativamente a resistência do solo de gravilha e a tensão destrutiva, e a destruição do solo tem um efeito retardado. Ao mesmo nível de tensão destrutiva, a deformação axial e a deformação lateral da amostra de solo de gravilha reforçada são significativamente reduzidas. O efeito de reforço do solo de gravilha diminui com o aumento da pressão do perímetro, e o efeito de reforço também está relacionado com o grau de meteorização, a suavidade e a dureza das partículas de gravilha.

Estabilização de muros e taludes

Os muros e os taludes estão sujeitos a uma grande pressão do solo, e as geogrelhas podem distribuir uniformemente esta pressão por toda a estrutura do muro de contenção, aumentando assim a estabilidade global do muro de contenção. Simultaneamente, as geogrelhas também podem evitar o deslizamento e a erosão do solo e manter a integridade do muro de contenção.

O terramoto é uma catástrofe natural comum, que representa uma grande ameaça para a estabilidade dos muros e das encostas. A geogrelha tem boa flexibilidade e ductilidade, o que pode absorver e dispersar eficazmente o impacto causado pelo terramoto, reduzir a vibração do muro de contenção e melhorar o seu desempenho sísmico.

A permeabilidade à água é um fator importante a ter em conta na construção de muros e taludes. Se a permeabilidade dos muros e dos taludes não for boa, a pressão da água acumular-se-á e aumentará, afectando assim a sua estabilidade. Por outro lado, as geogrelhas têm uma boa permeabilidade à água e podem drenar a água de forma eficaz, reduzindo o impacto da pressão da água nos muros de contenção.

Os muros e os taludes têm frequentemente de suportar a pressão do solo e a influência do ambiente externo durante muito tempo, pelo que a sua durabilidade é um fator importante. A geogrelha caracteriza-se pela sua resistência à corrosão e ao envelhecimento, o que permite prolongar eficazmente a vida útil dos muros e taludes.

Para mais informações sobre geogrelhas, leia este artigo "Desvendando o tecido das geogrelhas: Um guia completo 

Geotêxtil

O que é o geotêxtil

Um geotêxtil é um material sintético permeável feito de fibras sintéticas (por exemplo, fibras de polipropileno, fibras de poliéster, fibras de vidro) por agulhamento ou tecelagem. Sendo um têxtil permeável, pode separar, filtrar, reforçar, proteger ou drenar quando utilizado em combinação com o solo. Como tal, é amplamente utilizado na engenharia civil e em vários projectos de construção destinados a alcançar funções específicas em aplicações geotécnicas e ambientais.

Principais características e tipos de geotêxteis

Propriedades dos geotêxteis

Elevada resistência: Mantém uma grande resistência e alongamento tanto em condições húmidas como secas, graças à utilização de fibras de plástico.

Resistência à corrosão: Apresenta uma resistência a longo prazo à corrosão em solos e águas com níveis de pH variáveis.

Boa permeabilidade à água: A presença de espaços entre as fibras garante uma excelente permeabilidade à água.

Boas propriedades anti-microbianas: Não é danificado por microorganismos e insectos.

Construção cómoda: A sua natureza leve e suave facilita o transporte, a colocação e a construção.

Excelentes propriedades anti-envelhecimento: Apresenta uma resistência excecional ao envelhecimento, incluindo propriedades anti-ultravioleta, anti-ozono e anti-oxidação, garantindo uma utilização estável em diversas condições climáticas.

Amigo do ambiente: Composto principalmente por fibras sintéticas, reduz a dependência de recursos naturais.

Leve: Em comparação com os materiais tradicionais de engenharia civil, é mais leve e facilita o transporte, a instalação e a construção.

Bom isolamento: Isola eficazmente o solo da areia e o solo do betão, entre outras aplicações.

Boa filtragem/filtragem inversa: Intercepta eficazmente as partículas do solo, areia fina, pequenas pedras, etc., assegurando a estabilidade da água e a engenharia do solo.

Tipos de geotêxteis

Tecido geotêxtil:

O geotêxtil tecido é fabricado a partir de fios intrincadamente entrelaçados num padrão regular. Devido à sua distribuição uniforme, apresenta uma resistência e estabilidade dimensional excepcionais em comparação com o geotêxtil não tecido. Utilizados principalmente para impedir o movimento do solo, restringir a drenagem subterrânea e reforçar o controlo da textura, estes tecidos são também utilizados na estabilização de vias férreas.

Tecido geotêxtil não tecido:

O geotêxtil não tecido é fabricado a partir de fibras sintéticas ligadas termicamente, oferecendo características leves e flexíveis. Utilizado principalmente para aplicações de separação e filtragem, reforço de muros de contenção, estabilização do solo e controlo da erosão, os tecidos não tecidos possuem permeabilidade, excelente resistência à perfuração, resistência moderada à tração e propriedades de alongamento impressionantes.

Tecido geotêxtil de polipropileno:

O tecido geotêxtil de polipropileno é um tecido não tecido concebido principalmente para separação. Embora possuam capacidades de permeabilidade e drenagem, não fornecem qualquer reforço para os projectos. O tecido geotêxtil de polipropileno é normalmente referido com base na sua vida útil e é frequentemente utilizado como barreira contra ervas daninhas.

Tecido geotêxtil Spunbond:

No domínio do fabrico de tecidos, o processo spunbond é considerado o método mais rápido para produzir tecido não tecido. Neste processo, os filamentos extrudidos são fiados em folhas e colados através de rolos aquecidos. Semelhante ao tecido geotêxtil de polipropileno, os tecidos spunbond oferecem capacidades de drenagem, mas carecem de reforço. Calculados por peso, são normalmente utilizados como barreiras contra ervas daninhas ou tecidos de drenagem.

Tecido geotêxtil tricotado:

Estes têxteis apresentam uma excelente flexibilidade e uma elevada relação custo-eficácia. Apesar da sua baixa utilização, a procura de "drenagem e controlo da erosão" está a aumentar constantemente. Os tecidos geotêxteis tricotados são produzidos utilizando técnicas de tricotagem e, por vezes, a tecelagem também é utilizada no seu fabrico.

Tecido geotêxtil composto:

Estes são criados através da combinação de dois ou mais tecidos geotêxteis para formar um material com propriedades únicas. Por exemplo, os tecidos geotêxteis compostos podem combinar tecido geotêxtil não tecido com tecido geotêxtil tecido para produzir um material resistente, durável e altamente permeável.

Tecido geotêxtil de poliéster:

O tecido geotêxtil de poliéster é fabricado a partir de fibras curtas enroladas de poliéster, com uma finura de fibra de 6-12 deniers e um comprimento de 54-64 milímetros. O processo de produção envolve a abertura, a cardagem, a mistura (entrelaçamento de fibras curtas), a colocação em rede (nó e fixação normalizados) e técnicas de perfuração com agulha utilizando equipamento de produção de tecido não tecido para criar o tecido.

Tecido geotêxtil de filamento de poliéster:

O tecido geotêxtil de filamento de poliéster é feito de material de tecido geotêxtil de poliéster através de fiação e perfuração de agulha. Apresenta excelente resistência ao calor e à luz.

Geotêxteis de filamento contínuo:

Estes geotêxteis são fabricados a partir de fibras contínuas sem a necessidade de fios individuais ou fibras descontínuas. Os geotêxteis de filamento contínuo são utilizados em aplicações em que é essencial uma elevada resistência à tração e filtração.

Geotêxteis biodegradáveis:

Os geotêxteis biodegradáveis são concebidos para se decomporem ao longo do tempo, proporcionando um suporte temporário enquanto a vegetação se estabelece. Normalmente utilizados em zonas sensíveis do ponto de vista ambiental, estes geotêxteis ajudam a controlar a erosão até que a vegetação natural se instale. Tal como os geotêxteis feitos de fibras naturais.

Principais cenários de aplicação dos geotêxteis

Separação e filtragem

Utilizar o geotêxtil para isolar materiais de construção (como solo e areia, solo e betão, etc.) com diferentes propriedades físicas (tamanho das partículas, distribuição, consistência e densidade, etc.). Para que dois ou mais tipos de materiais não se percam, não se misturem, para manter a estrutura geral e a função do material, de modo a reforçar a capacidade de carga do edifício.

Quando a água flui para a camada de solo de material grosseiro a partir da camada de solo de material fino, o geotêxtil é utilizado pela sua boa permeabilidade ao ar e permeabilidade à água para fazer a água fluir, enquanto intercepta eficazmente as partículas de solo, areia fina, pequenas pedras, etc. para manter a estabilidade do solo e das obras de água.

Controlo da drenagem e da infiltração

O geotêxtil tem boas propriedades de condução de água, pode formar canais de drenagem dentro do corpo do solo e drenar o excesso de líquido e gás para fora da estrutura do solo.

A função de controlo de infiltração do geotêxtil refere-se principalmente à prevenção da infiltração de água ou de líquidos nocivos. Este tipo de geotêxtil é composto principalmente por tecido não tecido e geomembrana. É utilizado principalmente para o controlo da infiltração de barragens, reservatórios e aterros, como o controlo da infiltração de paredes inclinadas de barragens, bermas e controlo da infiltração de canais.

Controlo da erosão

Os geotêxteis podem ser utilizados para controlar o fluxo de água e evitar a erosão do solo causada por secas e inundações alternadas nas margens dos rios, nos leitos dos rios e nas praias.
Durante a construção, os geotêxteis podem evitar o assentamento do solo causado pelos métodos tradicionais de compactação.

Em estradas, pontes, túneis, fundações de torres, etc., os geotêxteis podem ser utilizados para fortalecer ou reforçar o solo, tornando-o mais forte e mais estável.

Para mais informações sobre geotêxteis, leia este artigo "Desmistificando o poder dos tecidos geotêxteis

Diferença entre geogrelha e geotêxtil

As geogrelhas são principalmente utilizadas para reforço e estabilização

A geogrelha pode melhorar efetivamente a estabilidade do solo. A adição de geogrelha ao solo pode formar um efeito de solo reforçado, bloqueando as partículas do solo na grelha das grelhas, melhorando assim consideravelmente a resistência ao cisalhamento e a capacidade de suporte do solo. Isto é importante para prevenir a erosão do solo, deslizamentos de terra e afundamento de fundações.

Os geotêxteis são utilizados principalmente para separação, filtragem e drenagem

O mecanismo de separação do geotêxtil é o seguinte: em primeiro lugar, o geotêxtil é disposto entre dois materiais geotécnicos diferentes, o que desempenha o papel de isolamento entre os dois materiais e impede a adulteração de materiais entre camadas diferentes. O segundo é evitar a poluição e a corrosão entre as camadas para garantir um alto padrão de construção de engenharia.

O mecanismo de filtração do geotêxtil é: em primeiro lugar, garantir que os líquidos e os gases não são interceptados quando são descarregados livremente; em segundo lugar, manter eficazmente as pequenas partículas do solo através do fluxo de água e proteger o solo de danos.

O geotêxtil pode desempenhar a função de drenagem no solo, semelhante a um canal de drenagem. Drena a água em todas as direcções do solo e recolhe e transporta a água ou outros líquidos em obras geotécnicas.

Diferenças na estrutura e no material

As geogrelhas têm uma estrutura semelhante a uma grelha

A estrutura de malha da geogrelha inclui principalmente estruturas uniaxiais, biaxiais e multiaxiais.

O geotêxtil é uma estrutura de fibras contínuas

A estrutura de fibra contínua do geotêxtil é feita principalmente através do processo de perfuração com agulha ou de tecelagem de dois tipos de geotêxteis.

Um tipo é o não tecido, porque o geotêxtil não tecido é um processo de produção repetidamente agulhado, por isso tem uma estrutura de poros tridimensional, habitualmente chamada de tamanho de poro equivalente.

O outro tipo é o geotêxtil tecido, que é tecido em tecido entrelaçando os fios de urdidura e de trama através de diferentes equipamentos e processos de tecelagem.

Diferença no ambiente de aplicação

As geogrelhas são adequadas para projectos com requisitos de elevada resistência

1. Projeto rodoviário

No projeto rodoviário, a geogrelha pode ser utilizada para reforçar o leito da estrada, melhorar a capacidade de suporte da superfície da estrada e evitar a fissuração da superfície da estrada. Na autoestrada, nas estradas municipais e noutros projectos, a utilização da geogrelha para reforço pode melhorar significativamente a vida útil da superfície da estrada e a segurança da condução.

2. Projeto ferroviário

No projeto ferroviário, a geogrelha pode ser utilizada para reforçar o leito da estrada ferroviária e melhorar a estabilidade e a segurança da linha ferroviária. Nos caminhos-de-ferro pesados, nos caminhos-de-ferro de alta velocidade e noutros projectos, a utilização de geogrelhas para reforço pode prevenir eficazmente o assentamento e a deformação do leito da estrada e melhorar a eficiência operacional e a segurança das linhas ferroviárias.

3. Projeto de conservação da água

Na engenharia de conservação da água, a geogrelha pode ser utilizada para reforçar os aterros, evitar a erosão das margens dos rios, reforçar as barragens dos reservatórios, etc. No rio
a utilização da geogrelha como reforço pode melhorar a estabilidade e a segurança do projeto, para proteger a vida das pessoas e a segurança dos bens.

4. Engenharia de construção

Na engenharia de construção, a geogrelha pode ser utilizada para o reforço de fundações, impermeabilização de caves, estabilização de taludes, etc. Em arranha-céus, caves e outros projectos, a utilização de geogrelha para reforço pode melhorar a capacidade de suporte e a estabilidade da fundação para garantir a segurança e a estabilidade do edifício.

As geogrelhas são adequadas para cenários que requerem separação e filtragem

1. Construção de estradas

No processo de construção de estradas, a pedra é frequentemente utilizada como material de pavimentação de estradas. Ao colocar o geotêxtil na camada de pedra, ele pode desempenhar o papel de separação, filtragem e melhoria para prolongar a vida útil da estrada.

2. Projeto de conservação da água

Em projectos de conservação de água, o geotêxtil pode ser colocado no interior do aterro para proteger a estrutura do aterro. Ao mesmo tempo, também pode ser colocado na barragem de pedra para aumentar a estabilidade da barragem de pedra e resistir à erosão da água.

3. Projeto mineiro

No projeto mineiro, o geotêxtil pode ser colocado entre os degraus de pedra para reforçar a capacidade de suporte dos degraus de pedra e evitar que a pedra se solte.

Aplicação combinada

Na construção de estradas, a geogrelha e o geotêxtil podem ser utilizados em combinação.

Por exemplo, a geogrelha é colocada no fundo do leito da estrada e o geotêxtil de filamentos é colocado sob a camada de superfície de asfalto aquando da reparação da estrada.

A geogrelha colocada no leito da estrada pode aumentar a capacidade de suporte da estrada e evitar a subsidência da base macia.

O geotêxtil colocado sob o asfalto pode evitar a fissuração da superfície da estrada e prolongar a sua vida útil.

Resumo

A principal diferença entre geogrelhas e geotêxteis reside principalmente nas diferenças entre as funções realizadas, os tipos, as propriedades estruturais, etc. Embora pertençam à mesma categoria de geossintéticos, são dois produtos geotécnicos completamente diferentes.

Por último, mas não menos importante, fornecemos exemplos da utilização destes dois produtos em combinação. Por conseguinte, ao escolher os materiais, é necessário escolher de acordo com as necessidades do projeto ou combinar as vantagens de diferentes materiais para uma utilização combinada.

No futuro, serão desenvolvidos mais tipos de geossintéticos, e a QIVOC está a explorar ativamente o desenvolvimento de geossintéticos com melhor qualidade e versatilidade.

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