В этой статье будут рассмотрены следующие темы о геотекстильных тканях и их использовании, чтобы вы могли быть уверены, что выбираете правильную ткань для своего применения.
- Что такое геотекстиль?
- Из чего делают геотекстиль?
- В чем разница между тканым и нетканым геотекстилем?
- краткая история геотекстиля?
- Каковы 6 основных областей применения геотекстиля?
- Разделение, Стабилизация, Армирование, Фильтрация, Влагозащита, Дренаж
Что такое геотекстиль?
Геотекстиль — это проницаемая ткань, которая может фильтровать, разделять, укреплять, дренировать или защищать почву. Эти виды тканей обычно изготавливаются из полиэстера или полипропилена и обычно изготавливаются в трех формах; тканые, иглопробивные и термоскрепленные.
Геотекстиль может выдерживать самые разные нагрузки. Они долговечны и способны смягчить падение, когда на них кто-то падает. Проницаемость означает, что поверхность геотекстиля имеет крошечные поры, которые позволяют проходить газам или жидкости.
Из чего делают геотекстиль?
Геотекстиль обычно изготавливают из полиэстера или полипропилена. Волокна, используемые в производстве геотекстиля, состоят из натуральных или синтетических волокон в зависимости от желаемого применения.
Натуральные волокна обычно имеют форму полосок бумаги, древесной стружки, джутовых сеток или шерстяной мульчи. В некоторых проектах по укреплению грунта геотекстиль должен служить более ста лет. Тем не менее, биоразлагаемые натуральные ткани специально созданы для того, чтобы иметь короткий срок службы. Они обычно используются для сдерживания эрозии почвы до тех пор, пока в этом районе не вырастет растительность.
Типы геотекстилей из натуральных волокон
- Джут: это универсальное растительное волокно, которое легко поддается биологическому разложению, прекрасно смешивается с почвой и обеспечивает растения питательными веществами. Однако быстрая биодеградация также является недостатком при использовании в качестве геотекстиля. Тем не менее, их срок службы можно увеличить до 20 лет за счет различных обработок и смешивания. Следовательно, можно изготовить биоразлагаемый джутовый геотекстиль по индивидуальному заказу с определенной прочностью, пористостью, проницаемостью, а также пропускаемостью в соответствии с потребностями и местоположением. Такие факторы, как количество доступной воды, состав почвы, поток воды, качество воды и ландшафт, среди прочего, будут определять применение и выбор джутового геотекстиля для использования, в том числе.
- Кокосовое волокно: также известное как кокосовое волокно, представляет собой тип натурального волокна, изготовленного из натурального волокна, полученного из внешней шелухи кокосовых орехов. Часто из этих материалов изготавливают армирующие коврики (TRM), половики, матрацы или даже щетки. Многим нравится естественный аспект использования кокосового волокна вместо синтетики, а также его естественные прочные свойства, а также его устойчивость к повреждению соленой водой.
Синтетические волокна, используемые в качестве сырья для геотекстиля, обычно представляют собой полиамид, полиэстер, полиэтилен и полипропилен. Последнее является самым старым синтетическим волокном, которое было обнаружено в 1931 году. Многие нетканые материалы изготавливаются из синтетических волокон с использованием процесса «иглопробивания», показанного ниже.
Типы геотекстиля из синтетического волокна
- Полиамид (ПА): Полиамид подразделяется на две категории: нейлон 6 и нейлон 6.6, однако они редко используются в геотекстиле. Первый полиамид (нейлон 6) представляет собой алифатический полиамид, полученный в результате полимеризации нефтяного производного, известного как капролактам. Второй тип полиамида производится путем полимеризации соли адипиновой кислоты, а также гексаметилендиамина. Они производятся в нитевидных формах, которые затем разрезаются на мелкие гранулы. Полученные продукты обычно имеют гораздо большую прочность, но с меньшим модулем по сравнению с полиэфиром и полипропиленом. Они также подвержены гидролизу.
- Полиэфиры (PSF): синтезируются путем полимеризации этиленгликоля либо с терефталевой кислотой, либо с диметилтерефталевой кислотой. Полученный продукт обладает гораздо большим модулем прочности, устойчивостью к укладке, а также общей химической инертностью, что делает его идеальным для геотекстиля. Однако на него влияют полярные растворители, такие как фенол, бензиловый спирт и метакрезол, и в диапазоне pH от 7 до 10 он может сохраняться до 50 лет. Этот геотекстильный материал обладает очень высокой устойчивостью к УФ-излучению. Однако его установка должна производиться с осторожностью, чтобы предотвратить ненужное воздействие ультрафиолетового излучения.
- Полиэтилен (ПЭ): Может производиться в кристаллической форме, что является важной характеристикой любого волокнообразующего полимера. Три основных типа полиэтилена: полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) и очень распространенный полиэтилен высокой плотности (HDPE). HDPE также можно найти в ряде корневых барьеров или бамбуковых барьеров.
- Полипропилен (ПП): кристаллический термопласт, полученный путем полимеризации мономеров пропилена с катализатором Цейглера-Натта.
Иллюстрация выше процесса иглопробивания, используемого для формирования нетканого геотекстиля.
В чем разница между тканым и нетканым геотекстилем?
Геотекстиль для печей W изготавливается путем смешивания и переплетения тканей вместе на ткацком станке, создавая единую ткань одинаковой длины. Конечный продукт не только прочный и прочный, что делает их идеальными для таких применений, как автостоянки и дорожное строительство, но и невероятно хорошо оснащен, чтобы выдержать любые проблемы со стабилизацией грунта.
Полученные продукты являются умеренно непроницаемыми и не обеспечивают наилучшего разделения мелких частиц. Тем не менее, тканый геотекстиль устойчив к ультрафиолетовому излучению и лучше подходит для длительного использования.
В основном тканый геотекстиль измеряется на основе прочности на растяжение, а также деформации, которая представляет собой сопротивление материала разрывному напряжению.
Тканый геотекстиль обеспечивает дренаж, позволяя воде просачиваться, отфильтровывая отложения, которые могут заблокировать остальную часть дренажной системы. Они также защищают строительный объект от эрозии, выступая в качестве разделительной баррикады между материалами под и над текстилем.
Хотя любой геотекстиль может выполнять все эти задачи, шесть основных функций геотекстиля заключаются в фильтрации, дренаже, разделении, укреплении, гидроизоляции и защите. Для проекта дорожного строительства требуются разные ткани для разных задач. И чтобы вы решили, какой геотекстиль подходит для вашего строительного проекта, вы должны начать с вашей конечной цели.
«Шесть основных функций геотекстиля: фильтровать, дренировать, отделять,
укрепить, сделать водонепроницаемым и защитить».
Тканый текстиль может быть изготовлен из ряда материалов; однако наиболее распространенным из них обычно является ткачество или смесь пряжи. В завершенном виде тканый геотекстиль обычно напоминает пластиковые листы, плетение которых можно различить только при внимательном рассмотрении. Нужно ли вам среднее или легкое плетение, будет полностью зависеть от цели вашего строительного проекта.
С тканым геотекстилем непроницаемость является огромным преимуществом, где главным приоритетом является прочность. И, сказав это, это может быть недостатком там, где основным приоритетом является дренаж, потому что его плотные тканые ленты не пропускают воду к нижним слоям ткани. *
Со временем разработка тканого геотекстиля привела к созданию более эффективных материалов. Эти новые разработки привели к улучшению скорости потока, а также к более высоким коэффициентам взаимодействия, что сделало их более подходящими практически для всех видов гражданского применения, предлагая локализацию, разделение и армирование. Они также позволяют значительно улучшить фильтрацию и дренаж.
*Обратите внимание, что теперь доступны высокоэффективные тканые ткани, которые обеспечивают высокую прочность и дренаж.
Нетканый геотекстиль изготавливается путем переплетения волокон, как длинных, так и коротких, с помощью иглопробивания или других подходящих методов. В некоторых случаях термическая обработка используется для дальнейшего повышения прочности геотекстиля на растяжение. Из-за этого производственного процесса, наряду с их проницаемостью, нетканые геотекстили обычно используются для дренажа, разделения, фильтрации, а также защиты.
Иглопробивные нетканые материалы обычно изготавливаются путем взятия огромного количества крошечных тканей и использования иглы с зазубринами для соединения тканей вместе.
Нетканый геотекстиль обычно измеряется по весу, например, г/м²/грамм на квадратный метр или унций на квадратный ярд.
Нетканый геотекстиль обычно разрушается быстрее, чем тканый геотекстиль. Тем не менее, для строительных проектов, где основной проблемой является скопление воды, нетканые материалы обычно являются лучшим выбором, поскольку они обеспечивают лучший дренаж.
Различия между нетканым и тканым геотекстилем может быть трудно установить, если посмотреть на характеристики материалов. Но тканый геотекстиль, как правило, имеет более высокую прочность, а нетканый геотекстиль имеет гораздо более высокую скорость потока.
Отличие ткани
Самый простой способ отличить эти две ткани — проверить их на удлинение. Как правило, нетканый геотекстиль имеет гораздо большее удлинение, чем его тканые аналоги. Спецификация нетканого геотекстиля будет включать удлинение выше 50%, в то время как для тканого геотекстиля указанное удлинение составляет всего 5% и 25%. Иногда это даже не указывается.
Обычно, когда кто-то ищет различия между ткаными и неткаными материалами, они склонны путать вес между ними. Вес тканого геотекстиля редко указывается, потому что эти материалы обычно используются для разделения и армирования и, следовательно, не зависят от веса.
Напротив, вес нетканого геотекстиля является общей дифференциацией, часто нетканые материалы называются по их унциям на квадратный ярд, например, 4 унции, 6 унций, 8 унций, 10 унций и так далее. Чем выше вес, тем более прочная ткань.
Геотекстиль всегда измерялся по весу, поэтому готовая ткань будет весить 8 унций на квадратный ярд. Две другие характеристики — прочность и прокол — напрямую зависят от веса продукта.
часто нетканые материалы называются по их унциям на квадратный ярд, например, 4 унции, 6 унций, 8 унций, 10 унций и так далее.
Чем выше вес, тем более прочная ткань.
Какова история геотекстиля?
Геотекстиль изначально назывался фильтрующей тканью. Хотя многие люди считают, что геотекстиль был впервые изготовлен RJ Berrett в 1950-х годах, история этих материалов уходит в далекое прошлое. В эпоху фараонов геотекстиль часто использовался при строительстве дорог, чтобы обеспечить большую устойчивость на дорогах и их краях.
Геотекстиль считается одним из первых даже текстильных изделий, которые люди использовали в истории. Многие египетские раскопки показали использование травяных циновок и льна. Раньше геотекстиль изготавливали из натуральных волокон или смеси растительности и почвы для повышения устойчивости дорог.
Как геотекстиль используется сегодня?
Геотекстиль везде в новом строительстве. Их можно найти на дорогах, железных дорогах, портовых работах, водостоках, волноломах и в приложениях для борьбы с эрозией на склонах холмов. Наиболее распространенные области применения геотекстиля включают разделение, стабилизацию, армирование, фильтрацию, защиту от влаги (или гидроизоляцию) и дренаж.
6 применений геотекстиля:
1. Разделение
Ткань укладывается между двумя слоями разных материалов, таких как два разных типа грунта, новое строительство и грунт или новое и старое дорожное покрытие. Разделение иногда используется взаимозаменяемо со стабилизацией, но есть тонкие различия.
2. Стабилизация
При стабилизации ткань накладывается поверх материала, обладающего высокой сжимаемостью. Чаще всего этим материалом является влажный, мягкий грунт. Здесь геотекстиль позволяет воде просачиваться из мягкой почвы в дренирующий материал. В результате он укрепляет цокольный слой, тем самым укрепляя его и делая его более надежным основанием.
Над геотекстильной дорожной основой. Иллюстрация от Tencate Geo
3. Армирование
При армировании геотекстиль действует как источник прочности, а не укрепляет нижний слой, как при стабилизации. Использование геотекстиля в качестве армирующего материала обычно бывает в следующих сферах:
- Крутые склоны: позволяет построить более крутые склоны, а также сохранить необходимую поверхность земли и уплотнительный материал.
- Подпорные стены: в этом случае подпорные стены из геотекстиля компенсируют осадку намного эффективнее, чем традиционные строительные материалы.
- Борьба с водной эрозией берегов бухт, морских набережных.
- Рекультивация земель с помощью гидрозасыпки
4. Фильтрация
Использование геотекстильной инфильтрации аналогично использованию при стабилизации. Основная цель в обоих случаях – обеспечить проход воды из покрытого слоя. Целью этого приложения является удаление воды при одновременном предотвращении прохождения почвы и любых других мелких частиц. Это достигается в сочетании с фильтром за геотекстилем. В этом процессе вода удаляется, а не фильтруется в другой материал.
5. Барьер влаги
Это приложение является почти прямой противоположностью вышеперечисленным приложениям. В барьере от влаги геотекстиль используется для блокировки воды, а не для пропуска воды. Это достигается путем нанесения асфальтовой суспензии. В результате ткань становится непроницаемой и пригодной для использования в строительных проектах, таких как восстановление дорожного покрытия.
6. Дренаж
Геотекстильный материал может помочь собрать воду или газ, а затем транспортировать их по своей плоскости, обеспечивая беспрепятственную передачу. Этот процесс традиционно называют дренажной функцией, которая может быть очень эффективной в дымоходах, а также в капельных сливах.
- Доктор Бипин Дж. Агравал, Технический документ. По состоянию на январь 2020 г. «ГЕОТЕКСТИЛЬ: ПРИМЕНЕНИЕ В ГРАЖДАНСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ – ОБЗОР» Инженерный колледж BVM,.
- История геосинтетики, Википедия, по состоянию на январь 2020 г., «https://en.wikipedia.org/wiki/Geosynthetics».
Райан Мэтисон
Директор по продуктам
Райан является членом команды разработчиков Mainline и, как бывший подрядчик по ландшафтному дизайну, делится своим опытом с блогом Mainline. С Райаном можно связаться по электронной почте Support@mainlinematerials.com
Типы геотекстиля – функции и использование в строительстве
Геотекстиль состоит из полимеров, таких как полиэстер или полипропилен. По способу приготовления они делятся на 3 категории:
1) Геотекстиль из тканого материала
2) нетканый геотекстиль
3) Вязаный геотекстиль
1. Тканый геотекстиль
Обычно встречающийся геотекстиль относится к тканому типу и изготавливается с использованием методов, аналогичных ткачеству обычного текстиля для одежды. Этот тип имеет характерный вид двух наборов параллельных нитей или пряжи. Пряжа, идущая по длине, называется основой, а перпендикулярная — утком. (Как показано на рисунке ниже)
2. Нетканый геотекстиль
Нетканый геотекстиль изготавливается либо из непрерывной филаментной нити, либо из короткого штапельного волокна. Соединение волокон осуществляется с использованием термических, химических или механических методов или их комбинации.
Геоволокна, полученные путем механического переплетения, химического или термического соединения, имеют толщину 0.5-1 мм, в то время как химически связанные нетканые материалы имеют сравнительно толщину, обычно порядка 3 мм.
3. Вязаный геотекстиль
Вязаный геотекстиль изготавливается путем скрепления ряда петель пряжи вместе. Все трикотажные геосинтетики изготавливаются с использованием техники вязания в сочетании с каким-либо другим методом производства геосинтетиков, например ткачеством.
Помимо этих трех геотекстилей, другими используемыми геосинтетиками являются геосети, георешетки, геоячейки, геомембраны, геокомпозиты и т. д., каждый из которых имеет свои отличительные особенности и предназначен для специального применения.
Функции геотекстиля
Режим работы геотекстиля в любом приложении определяется шестью дискретными функциями:
1. Разделение
Разделительная функция геотекстиля в основном используется при строительстве дорог. Геотекстиль предотвращает перемешивание двух соседних грунтов. Например, отделяя мелкий грунт земляного полотна от заполнителей базового слоя, геотекстиль сохраняет дренажные и прочностные характеристики заполнителя.
Некоторые из применимых областей:
- Между земляным полотном и каменным основанием на грунтовых и асфальтированных дорогах и аэродромах.
- Между земляным полотном на железных дорогах.
- Между свалками и каменными базами.
- Между геомембранами и песчаными дренажными слоями.
2. Фильтрация
Равновесие системы геотекстиль-почва, которое обеспечивает адекватный поток жидкости с ограниченным поглощением почвы через плоскость геотекстиля. Пористость и проницаемость являются основными свойствами геотекстиля, которые включают инфильтрационное действие.
Обычным применением, иллюстрирующим функцию фильтрации, является использование геотекстиля в водостоке на краю дорожного покрытия, как показано на рисунке выше.
3. Армирование
Введение геотекстиля в почву увеличивает прочность почвы на растяжение на столько же, сколько сталь в бетоне. Прирост прочности грунта за счет введения геотекстиля происходит за счет следующих 3 механизмов:
- Боковое сдерживание за счет межфазного трения между геотекстилем и грунтом/заполнителем.
- Принуждение потенциальной плоскости разрушения несущей поверхности к созданию альтернативной поверхности с более высокой прочностью на сдвиг.
- Мембранный тип поддержки колесных нагрузок.
4. Герметизация
Между существующим и новым слоями асфальта пропитывается слой нетканого геотекстиля. Геотекстиль впитывает асфальт, образуя гидроизоляционную мембрану, сводя к минимуму вертикальный поток воды в конструкцию дорожного покрытия.
Использование геотекстиля в строительстве
Область применения геотекстиля в инженерной сфере очень обширна. Применение геотекстиля приведено в разделе «Характер работы».
1. Дорожные работы
Геотекстиль широко используется при строительстве дорог. Он укрепляет почву, добавляя ей прочность на растяжение. Он используется в качестве быстро обезвоживающего слоя в дорожном полотне, геотекстиль должен сохранять свою проницаемость, не теряя своих разделительных функций.
2. Железнодорожные работы
Тканые или нетканые ткани используются для отделения почвы от подпочвы, не препятствуя циркуляции грунтовых вод там, где грунт нестабилен. Обволакивание отдельных слоев тканью предотвращает отклонение материала в сторону из-за ударов и вибраций от движущихся поездов.
3. сельское хозяйство
Используется для борьбы с грязью. Для улучшения грязных тропинок и троп, используемых для скота или легкого транспорта, используются нетканые материалы, которые складываются внахлест, чтобы включить трубу или массу песка.
4. Дренаж
Использование геотекстиля для фильтрации почвы и гранулированного материала более или менее одного размера для транспортировки воды все чаще рассматривается как технически и коммерчески жизнеспособная альтернатива традиционным системам. Геотекстиль выполняет фильтрующий механизм для дренажей в земляных плотинах, на дорогах и автомагистралях, в водохранилищах, за подпорными стенками, глубокими дренажными траншеями и в сельском хозяйстве.
5. Река, каналы и береговые работы
Геотекстиль защищает речные берега от эрозии из-за течений или плеска. При использовании в сочетании с естественными или искусственными камнями они действуют как фильтр.
