Geosintetika se v inženirski gradnji uporabljajo namesto tradicionalnih geomaterialov, katerih prednosti so nizka cena, trajnost, enostavna in preprosta vgradnja ter kratek proizvodni cikel. Med geosintetiki sta geomreža in geotekstil najpogostejša sintetična materiala. Ali veste, kakšna je razlika med njima?
V tem članku, QIVOC podrobno predstavili razlike med geomrežami in geotekstilom.
Pregled geosintetike
Kaj so geosintetiki?
Geosintetika je skupni izraz za različne izdelke iz sintetičnih materialov, ki se uporabljajo v geotehniki in gradbeništvu. Ker se uporabljajo predvsem v geotehničnem inženirstvu, se imenujejo "geosintetiki" z besedo "geo", da se razlikujejo od naravnih materialov. Kot gradbeni inženirski material je sintetični polimer (kot so plastika, kemična vlakna, sintetična guma itd.) kot surovina, izdelan iz različnih vrst izdelkov, nameščen v notranjost tal, na površino tal ali v različna tla med telesom, da bi imel vlogo pri krepitvi ali zaščiti tal.
Geosintetika je bila nekoč znana kot "geotekstil" in "geomembrane". Glede na potrebe projekta imajo takšni materiali še vedno nove sorte, kot so geomrežja, geonets in geotehnične vrečke, geonet podloge, geobelti, geomembrane, kompozitne geomembrane, bentonitne hidroizolacijske odeje, sestavljeno drenažno omrežje, itd., prvotno ime ne more natančno zajeti vseh izdelkov, zato se v naslednjem obdobju imenujejo "geotekstilije, geomembrane in sorodni izdelki". Takšno ime ni primerno za tehnični ali akademski izraz. Zato je bilo leta 1994 na peti mednarodni konferenci o geosintetiki v Singapurju ime teh materialov uradno opredeljeno kot "geosintetika" (geosintetiki).
Surovine geosintetikov so polimeri (polimer). Izdelani so iz kemikalij, pridobljenih iz premoga, nafte, zemeljskega plina ali apnenca, ki se nadalje predelujejo v vlakna ali plošče iz sintetičnih materialov in nazadnje v različne izdelke. Glavni polimeri, ki se uporabljajo pri proizvodnji geosintetikov, so polietilen (PE), poliester (PET), poliamid (PER), polipropilen (PP) ter polivinilklorid (PVC), klorirani polietilen (CPE) in polistiren (EPS).
Glavne uporabe in funkcije geosintetikov
Področja geosintetike so geotehnično inženirstvo, gradbeništvo, vodno inženirstvo, okoljsko inženirstvo, prometno inženirstvo, komunalno inženirstvo in inženirstvo morskih pregrad.
Na teh področjih imajo geosintetiki predvsem vlogo ojačitve tal, preprečevanja pronicanja, preprečevanja korozije, izolacije in izboljšanja.
Povečanje trdnosti talnega telesa
Geosintetiki imajo visoko natezno in strižno trdnost, zato lahko tvorijo ojačitveno plast v telesu tal ter izboljšajo splošno trdnost in stabilnost telesa tal. Na primer pri gradnji cest lahko geosintetika, položena na dno vozišča, učinkovito vzdrži delovanje obremenitve vozil ter prepreči posedanje in deformacijo cestne površine.
Izboljšanje tehničnih lastnosti tal
Geosintetiki imajo odlične filtracijske in drenažne lastnosti, ki lahko izboljšajo drenažno zmogljivost in odpornost tal proti pronicanju. Pri projektu zemeljskih in skalnih jezov lahko s polaganjem geosintetike v telo jezu izboljšamo odpornost telesa jezu proti pronicanju, s čimer preprečimo pronicanje vode in izbruhe.
Izboljšanje odpornosti tal proti izpiranju
Na področju rečnega in obalnega inženirstva lahko geosintetiki učinkovito preprečujejo izpiranje vode, preprečujejo erozijo tal in zamuljevanje sedimentov ter varujejo stabilnost in varnost inženirskih objektov.
Vloga izolacije in zaščite pred korozijo
Pri podzemnem inženirstvu lahko z vgradnjo geosintetike v tla izoliramo pretok vode in migracijo delcev med različnimi plastmi tal ter preprečimo onesnaženje podtalnice in posedanje tal. Pri okoljskih projektih, kot so odlagališča odpadkov, ima lahko geosintetika vlogo pri preprečevanju korozije in izcejanja ter varuje varnost in zdravje okoliškega okolja.
Povečanje razpoložljivosti tal
Z dodajanjem geosintetikov v tla se lahko spremenijo fizikalne in kemijske lastnosti tal, izboljšata se lahko rodovitnost in prepustnost tal, kar zagotavlja ugodne pogoje za kmetijsko pridelavo in obnovo vegetacije.
Geomrežje
Kaj je geomrežje
Geomreža je vrsta geosintetičnega materiala z edinstvenimi lastnostmi in učinkovitostjo. Običajno se uporablja kot ojačana struktura tal iz rebrastega materiala ali kompozitnih materialov, kot je rebrasti material.
Geomrežje je razdeljeno v štiri kategorije: plastično geomrežje, jekleno geomrežje, geomrežje iz steklenih vlaken in poliestrsko geomrežje, pleteno iz poliestra. Mreža je izdelana iz polipropilena, polivinilklorida in drugih polimerov s termoplastično ali oblikovano dvodimenzionalno mrežo ali določeno višino tridimenzionalnega mrežnega zaslona, kadar se uporablja kot gradbeništvo, znana kot geomreža.
Lastnosti in struktura geomrež
Geomreža ima naslednje značilnosti
1, visoka trdnost, majhna deformacija;
2, majhna polžje;
3, odpornost proti koroziji, dolga življenjska doba;
4, priročna in hitra gradnja, kratek cikel, nizki stroški;
Struktura geomreže vključuje:
Enoosna
Enoosna natezna plastična geomreža ima izjemno visoko natezno trdnost in natezni modul. Ta vrsta plastične geomreže je izdelana iz polietilena visoke gostote (HDPE) kot glavnega materiala, ki se ekstrudira v tanko folijo, preluknjano, da nastane pravilna mreža, in nato vzdolžno raztegnjena.
Biaksialni
Biaksialni geomreži imajo veliko natezno trdnost v vzdolžni in prečni smeri. Biaksialni monolitni geomrežni izdelki so izdelani iz polipropilena (PP) ali polietilena (PE), plastificirani, ekstrudirani, perforirani in raztegnjeni v vzdolžni in prečni smeri.
Večosni
Večosna geomreža se odlikuje po večji stabilnosti in učinkovitosti, saj zagotavlja bolj racionalno napetostno stanje. Ne zagotavlja le stabilnosti temeljev, temveč ima tudi prednosti zadostne natezne in strižne trdnosti. Ta plast plastičnega geomrežja ima ravninsko mrežasto strukturo, ki se oblikuje z iztiskanjem plastike, luknjanjem in štirismernim raztezanjem.
Glavni scenariji uporabe geomrežja
Krepitev cestnih in železniških temeljev
Vloga geomrežja za avtocestna in železniška vozišča je okrepiti, da se ponovno vzpostavi njegova nosilnost in gladkost, ter okrepiti stabilnost talnega telesa vozišča, podaljšati življenjsko dobo in zmanjšati rutinsko vzdrževanje.
Geomrežni polimer lahko doda zelo visoko stopnjo stabilnosti cestišču in izboljša splošno trdnost telesa tal, ojačitev lahko znatno izboljša trdnost gramoznih tal in destruktivne napetosti, uničenje tal pa ima zapozneli učinek. Pri enaki stopnji destruktivne obremenitve se osna in prečna deformacija ojačanega vzorca gramoznih tal znatno zmanjšata. Učinek ojačitve gramoznih tal se zmanjšuje s povečevanjem obodnega tlaka, učinek ojačitve pa je povezan tudi s stopnjo vremenske razgradnje, mehkobo in trdoto gramoznih delcev.
Stabilizacija zidov in pobočij
Zidovi in pobočja so podvrženi velikemu pritisku tal, geomreže pa lahko ta pritisk enakomerno porazdelijo na celotno strukturo opornega zidu in tako povečajo splošno stabilnost opornega zidu. Hkrati lahko geomreže preprečijo drsenje in erozijo tal ter ohranijo celovitost opornega zidu.
Potres je pogosta naravna nesreča, ki močno ogroža stabilnost zidov in pobočij. Geomreža ima dobro prožnost in duktilnost, zato lahko učinkovito absorbira in razprši udarce, ki jih povzroči potres, zmanjša vibracije opornega zidu in izboljša njegovo seizmično zmogljivost.
Vodoprepustnost je pomemben dejavnik pri gradnji zidov in pobočij. Če prepustnost zidov in pobočij ni dobra, pride do kopičenja vodnega tlaka in povečanja tlaka, kar vpliva na njihovo stabilnost. Po drugi strani pa imajo geomreže dobro vodno prepustnost in lahko učinkovito odvajajo vodo, kar zmanjša vpliv vodnega tlaka na oporne zidove.
Zidovi in pobočja morajo pogosto dolgo časa prenašati pritisk tal in vplive zunanjega okolja, zato je njihova trajnost pomemben dejavnik. Za geomrežje je značilna odpornost proti koroziji in staranju, kar lahko učinkovito podaljša življenjsko dobo zidov in pobočij.
Za več informacij o geomrežah preberite ta članek "Razkrivanje tkanine geomrež: Izčrpen vodnik po razkrivanju geogrisov: izčrpni vodnik ”
Geotekstil
Kaj je geotekstil
Geotekstil je prepusten sintetični material, izdelan iz sintetičnih vlaken (npr. polipropilenskih vlaken, poliestrskih vlaken, steklenih vlaken) z iglo ali tkanjem. Kot prepusten tekstil lahko ločuje, filtrira, utrjuje, ščiti ali drenira, kadar se uporablja v kombinaciji z zemljo. Kot tak se pogosto uporablja v gradbeništvu in pri različnih gradbenih projektih, katerih cilj je doseči posebne funkcije v geotehničnih in okoljskih aplikacijah.
Glavne značilnosti in vrste geotekstilov
Lastnosti geotekstila
Visoka trdnost: Zahvaljujoč uporabi plastičnih vlaken ohranja veliko trdnost in raztezek v mokrih in suhih razmerah.
Odpornost proti koroziji: Izkazuje dolgoročno odpornost proti koroziji v tleh in vodah z različnimi vrednostmi pH.
Dobra prepustnost za vodo: Prisotnost vrzeli med vlakni zagotavlja odlično prepustnost za vodo.
Dobre protimikrobne lastnosti: Ostaja nepoškodovan zaradi mikroorganizmov in žuželk.
Priročna gradnja: Zaradi svoje lahke in mehke narave je enostaven za prevoz, polaganje in gradnjo.
Odlične lastnosti proti staranju: Z izjemno odpornostjo proti staranju, vključno z antiultravijoličnimi, protiozonskimi in antioksidativnimi lastnostmi, zagotavlja stabilno uporabo v različnih podnebnih razmerah.
Okolju prijazno: Sestavljen predvsem iz sintetičnih vlaken, kar zmanjšuje odvisnost od naravnih virov.
Lahka teža: V primerjavi s tradicionalnimi gradbenimi materiali je lažji in omogoča lažji prevoz, vgradnjo in gradnjo.
Dobra izolacija: Učinkovito izolira zemljo od peska in zemljo od betona ter druge aplikacije.
Dobro filtriranje/povratno filtriranje: Učinkovito prestrezanje delcev zemlje, drobnega peska, majhnih kamnov itd., kar zagotavlja stabilnost vode in talnega inženiringa.
Vrste geotekstilov
Tkan geotekstil je izdelan iz preje, ki je zapleteno prepletena v pravilnem vzorcu. Zaradi enakomerne razporeditve ima v primerjavi z netkanim geotekstilom izjemno trdnost in dimenzijsko stabilnost. Te tkanine se uporabljajo predvsem za preprečevanje premikanja tal, omejevanje podzemnega odvodnjavanja in krepitev nadzora teksture, uporabljajo pa se tudi za stabilizacijo železniških prog.
Netkani geotekstil je izdelan iz termično vezanih sintetičnih vlaken, ki imajo lahke in upogljive lastnosti. Netkani materiali, ki se uporabljajo predvsem za ločevanje in filtriranje, utrjevanje opornih zidov, stabilizacijo tal in nadzor erozije, imajo propustnost, odlično odpornost proti predrtju, zmerno natezno trdnost in impresivne lastnosti raztezanja.
Geotekstil iz polipropilena:
Polipropilenski geotekstil je netkana tkanina, namenjena predvsem za ločevanje. Čeprav imajo sposobnost prepustnosti in drenaže, ne zagotavljajo ojačitve projektov. Polipropilenska geotekstilna tkanina se običajno imenuje na podlagi svoje življenjske dobe in se pogosto uporablja kot ovira proti plevelu.
Spunbond geotekstilna tkanina:
Na področju proizvodnje tkanin velja postopek spunbond za najhitrejšo metodo za proizvodnjo netkanih tkanin. Pri tem postopku se ekstrudirani filamenti spredejo v liste in povežejo z ogrevanimi valji. Podobno kot polipropilenski geotekstil, tudi spunbond tkanine omogočajo drenažo, vendar nimajo ojačitve. Izračunane po teži se običajno uporabljajo kot ovire proti plevelu ali drenažne tkanine.
Pleten geotekstil:
Ti tekstili se odlikujejo z odlično prilagodljivostjo in visoko stroškovno učinkovitostjo. Kljub manjši uporabi se povpraševanje po "drenaži in nadzoru erozije" nenehno povečuje. Pleteni geotekstilni materiali se proizvajajo s tehnikami pletenja, včasih pa se pri njihovi izdelavi uporablja tudi tkanje.
Kompozitna geotekstilna tkanina:
Ti nastanejo z združevanjem dveh ali več geotekstilnih tkanin v material z edinstvenimi lastnostmi. Sestavljene geotekstilne tkanine lahko na primer združujejo netkano geotekstilno tkanino s tkano geotekstilno tkanino, da dobimo trpežen, vzdržljiv in zelo prepusten material.
Poliesterski geotekstil:
Poliestrski geotekstil je izdelan iz zvitih kratkih poliestrskih vlaken z debelino vlaken 6-12 denierjev in dolžino 54-64 milimetrov. Proizvodni postopek vključuje odpiranje, mikanje, mešanje (prepletanje kratkih vlaken), polaganje traku (standardizirano vozlanje in fiksiranje) ter tehnike luknjanja z iglo z uporabo opreme za proizvodnjo netkanih tkanin, da se ustvari tkanina.
Geotekstilna tkanina iz poliestrskih filamentov:
Geotekstilna tkanina iz poliestrskih filamentov je izdelana iz poliestrskega geotekstilnega materiala s predenjem in luknjanjem z iglo. Ima odlično toplotno odpornost in odpornost na svetlobo.
Geotekstil z neprekinjenimi filamenti:
Ti geotekstili so izdelani iz neprekinjenih vlaken, ne da bi potrebovali posamezne preje ali rezana vlakna. Geotekstilije z neprekinjenimi vlakni se uporabljajo za aplikacije, kjer sta bistvena visoka natezna trdnost in filtracija.
Biološko razgradljivi geotekstil:
Biološko razgradljivi geotekstil je zasnovan tako, da sčasoma razpade in zagotavlja začasno podporo, dokler se vegetacija ne vzpostavi. Ti geotekstili se pogosto uporabljajo na okoljsko občutljivih območjih in pomagajo nadzorovati erozijo, dokler se ne pojavi naravna vegetacija. Na primer geotekstil iz naravnih vlaken.
Glavni scenariji uporabe geotekstila
Ločevanje in filtriranje
Uporabite geotekstil za izolacijo gradbenih materialov (kot so zemlja in pesek, zemlja in beton itd.) z različnimi fizikalnimi lastnostmi (velikost delcev, porazdelitev, konsistenca in gostota itd.). Tako se dve ali več vrst materialov ne izgubita, ne mešata, da se ohranita splošna struktura in funkcija materiala, tako da se okrepi nosilna zmogljivost stavbe.
Ko se voda iz plasti finega materiala pretaka v plast tal z grobim materialom, se geotekstil zaradi svoje dobre prepustnosti za zrak in vodo uporablja za pretok vode, hkrati pa učinkovito zadržuje delce tal, drobni pesek, drobno kamenje itd., da se ohrani stabilnost tal in vodnih del.
Odvodnjavanje in nadzor pronicanja
Geotekstil ima dobre lastnosti za prevajanje vode, lahko tvori drenažne kanale znotraj telesa tal ter odvaja odvečno tekočino in plin iz strukture tal.
Funkcija geotekstila za nadzor pronicanja se nanaša predvsem na preprečevanje infiltracije vode ali škodljivih tekočin. Ta vrsta geotekstila je večinoma sestavljena iz netkanega materiala in geomembrane. Uporablja se predvsem za nadzor pronicanja na jezovih, rezervoarjih in odlagališčih, kot so nadzor pronicanja poševnih sten jezov, nasipov in nadzor pronicanja kanalov.
Nadzor erozije
Geotekstil se lahko uporablja za nadzor vodnega toka in preprečevanje erozije tal, ki jo povzročajo izmenične suše in poplave na rečnih bregovih, rečnih strugah in plažah.
Med gradnjo lahko geotekstil prepreči posedanje tal, ki ga povzročajo tradicionalne metode zgoščevanja.
Pri cestah, mostovih, predorih, temeljih stolpov itd. se geotekstil lahko uporablja za utrjevanje ali ojačitev tal, da so ta močnejša in stabilnejša.
Za več informacij o geotekstilu preberite ta članek "Demistifikacija moči geotekstilnih tkanin”
Razlika med geomrežo in geotekstilom
Geomreže se večinoma uporabljajo za ojačitev in stabilizacijo
Geomreža lahko učinkovito izboljša stabilnost tal. Z dodajanjem geomreže v tla se lahko ustvari učinek ojačanih tal, pri čemer se delci tal zaklenejo v mrežo mrež, s čimer se močno izboljšata strižna trdnost in nosilnost tal. To je pomembno za preprečevanje erozije tal, zemeljskih plazov in posedanja temeljev.
Geotekstil se večinoma uporablja za ločevanje, filtriranje in drenažo.
Mehanizem ločevanja geotekstila je naslednji: najprej je geotekstil nameščen med dvema različnima geotehničnima materialoma, kar ima vlogo izolacije med dvema materialoma in preprečuje mešanje materialov med različnimi plastmi. Drugi namen je preprečiti onesnaženje in korozijo med plastmi, da se zagotovi visok standard inženirske gradnje.
Mehanizem filtriranja geotekstila je: prvič, zagotoviti, da tekočine in plini niso prestreženi, ko se prosto odvajajo; drugič, učinkovito zadržati majhne delce tal skozi tok vode in zaščititi tla pred poškodbami.
Geotekstil lahko opravlja funkcijo drenaže v tleh, podobno kot drenažni kanal. Odvaja vodo v vse smeri tal ter zbira in prenaša vodo ali druge tekočine pri geotehničnih delih.
Razlike v strukturi in materialu
Geomreže imajo mrežasto strukturo
Mrežna struktura geomrež vključuje predvsem enoosne, dvoosne in večosne strukture.
Geotekstil je neprekinjena struktura vlaken
Struktura neprekinjenih vlaken geotekstila je večinoma izdelana s postopkom prebadanja z iglo ali tkanja dveh vrst geotekstila.
Ena vrsta je netkani geotekstil, saj je netkani geotekstil proizvodni postopek večkratno igliran, zato ima tridimenzionalno strukturo por, ki se običajno imenuje ekvivalentna velikost por.
Druga vrsta je tkani geotekstil, ki je tkan v tkanino s prepletanjem osnovnih in votkovnih prej z različnimi napravami in postopki tkanja.
Razlike v aplikacijskem okolju
Geomreže so primerne za projekte z zahtevami po visoki trdnosti
1. Cestni projekt
Pri cestnih projektih se geomrežje lahko uporablja za utrditev vozišča, izboljšanje nosilnosti cestne površine in preprečevanje razpokanja cestne površine. Na avtocestah, mestnih cestah in drugih projektih lahko uporaba geomreže za ojačitev znatno izboljša življenjsko dobo cestne površine in varnost vožnje.
2. Železniški projekt
Pri železniškem projektu se geomrežje lahko uporabi za utrditev vozišča ter izboljšanje stabilnosti in varnosti železniške proge. Pri projektih težke železnice, železnice za visoke hitrosti in drugih projektih lahko uporaba geomrežja za ojačitev učinkovito prepreči posedanje in deformacijo vozišča ter izboljša operativno učinkovitost in varnost železniških prog.
3. Projekt ohranjanja voda
V inženirstvu na področju varstva voda se geomrežje lahko uporablja za utrjevanje nasipov, preprečevanje erozije rečnih bregov, utrjevanje jezov rezervoarjev itd. Na področju reke
upravljanja, gradnje rezervoarjev in drugih projektov lahko uporaba geomrežja za ojačitev izboljša stabilnost in varnost projekta ter zaščiti življenja ljudi in varnost premoženja.
4. Gradbeni inženiring
V gradbeništvu se geomreža lahko uporablja za ojačitev temeljev, hidroizolacijo kleti, stabilizacijo pobočij tal in podobno. Pri visokih stavbah, kleteh in drugih projektih lahko uporaba geomreže za ojačitev izboljša nosilnost in stabilnost temeljev ter tako zagotovi varnost in stabilnost stavbe.
Geomreže so primerne za prizore, kjer je potrebno ločevanje in filtriranje.
1. Gradnja cest
Pri gradnji cest se kamen pogosto uporablja kot material za cestne površine. S polaganjem geotekstila v plast kamna lahko ta opravlja vlogo ločevanja, filtriranja in izboljšanja ter tako podaljša življenjsko dobo ceste.
2. Projekt ohranjanja voda
Pri projektih za ohranjanje vode se lahko geotekstil položi na notranjo stran nasipa, da se zaščiti struktura nasipa. Hkrati se lahko položi tudi na kamniti jez, da se poveča stabilnost kamnitega jezu in prepreči izpiranje vode.
3. Rudarski projekt
Pri rudarskem projektu lahko med kamnite stopnice položimo geotekstil, da okrepimo nosilnost kamnitih stopnic in preprečimo rahljanje kamna.
Kombinirana uporaba
Pri gradnji cest se lahko geomreža in geotekstil uporabljata v kombinaciji.
Geomreža se na primer položi na dno vozišča, filamentni geotekstil pa se pri popravilu ceste položi pod asfaltni sloj.
Geomreža, položena na vozišče, lahko poveča nosilnost ceste in prepreči sesedanje mehke podlage.
Geotekstil, položen pod asfalt, lahko prepreči nastanek razpok na cestišču in podaljša življenjsko dobo ceste.
Povzetek
Glavna razlika med geomrežami in geotekstilom je predvsem v razlikah v realiziranih funkcijah, vrstah, strukturnih lastnostih itd. Čeprav spadata v isto kategorijo geosintetikov, gre za dva popolnoma različna geotehnična izdelka.
Nenazadnje smo navedli primere uporabe teh dveh izdelkov v kombinaciji. Zato morate pri izbiri materialov izbrati glede na potrebe projekta ali pa združiti prednosti različnih materialov za kombinirano uporabo.
V prihodnosti bo razvitih več vrst geosintetikov, QIVOC pa aktivno raziskuje razvoj geosintetikov z boljšo kakovostjo in vsestranskostjo.
