Geoszintetikus anyagok – Az építőmérnöki alkalmazásokban használt szintetikus anyagok általános szabálya

Geoszintetikus anyagok

------A használt szintetikus anyagok általános kifejezése

mélyépítési alkalmazásokban

 

A geoszintetikus anyagok az építőmérnöki alkalmazásokban használt szintetikus anyagok általános kifejezése. Mélyépítési anyagként mesterségesen szintetizált polimerekből (például műanyagból, szintetikus szálakból, szintetikus gumiból stb.) nyersanyagként készül, és különféle típusú termékeket helyeznek el a belsejében, a felületen vagy a különböző típusok között. a talaj megerősítésére vagy védelmére.

 

A Geoszintetikus Anyagok Alkalmazásának Műszaki Előírása a geoszintetikus anyagokat geotextíliákra, geomembránokra, speciális geoszintetikus anyagokra és geoszintetikus kompozit anyagokra, valamint olyan típusokra osztja, mint a geotextília, az üvegszálas háló és a geoszintetikus betét.

 

A geoszintetikus anyagok gyűjtőfogalmak a geotechnikai mérnökökben és az építőiparban használt szintetikus anyagokból készült különféle termékekre. Mivel főként a geotechnikai mérnökökben használják őket, „geoszintetikus anyagoknak” nevezik őket, hogy megkülönböztessék őket a természetes anyagoktól. A geoszintetikus anyagokat egykor "geotextíliának" és "geomembránnak" nevezték. A mérnöki igényeknek köszönhetően folyamatosan jelennek meg az ilyen anyagok új fajtái, mint például a georácsok, geotextíliák és geotextíliatasakok, geotextília szőnyegek, geotextíliák, kompozit geotextíliák, bentonit vízálló takarók, kompozit vízelvezető hálók stb. Az eredeti elnevezések már nem fedhetik le pontosan. minden termék. Ezért a következő időszakban „geotextíliák, geotextíliák és kapcsolódó termékek” néven hivatkoznak rájuk. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen név nem alkalmas műszaki vagy tudományos kifejezésnek. Ezért az 1994-ben Szingapúrban megrendezett 5. Geoszintetikus Anyagok Nemzetközi Konferencián ennek az anyagtípusnak a nevét hivatalosan „geoszintetikus anyagok” néven határozták meg. A geoszintetikus anyagok alapanyaga a polimer. Szénből, olajból, földgázból vagy mészkőből kinyert vegyi anyagokból készülnek, amelyeket tovább dolgoznak szálakká vagy szintetikus anyaglemezekké, végül különféle termékekké készülnek. A geoszintetikus anyagok gyártásához használt polimerek főként a polietilén (PE), a poliészter (PET), a poliamid (PER), a polipropilén (PP) és a polivinil-klorid (PVC), a klórozott polietilén (CPE), a polisztirol (EPS) stb.

A geotextília másik neve geotextília. A korai termékek szűkösek voltak, vagyis a geotechnikai munkákban használt ruhaszerű anyag.

 

A geotextíliák gyártási folyamata magában foglalja a polimer nyersanyagok első feldolgozását selyemmé, rövid szálakká, fonalakká vagy csíkokká, majd lapos szerkezetű geotextíliák készítését. A geotextíliák gyártási módszereik szerint szőtt geotextíliákra és nem szőtt geotextíliákra oszthatók. A textil geotextíliák két párhuzamosan egymásba fonódó merőleges vagy átlós lánc- és vetülékszálból állnak. A nem szőtt geotextíliák szálak irányításával vagy véletlenszerű elrendezésével, majd feldolgozásával készülnek. A szálak összekapcsolásának különböző módjai szerint háromféle csatlakozási mód létezik: kémiai (ragasztós) kötés, termikus csatlakozás és mechanikai csatlakozás.

 

A geotextíliák kiemelkedõ elõnyei a kis súly, a jó összfolytonosság (nagyobb területekre egészíthetõ ki), a kényelmes felépítés, a nagy szakítószilárdság, a jó korrózióállóság és a mikrobiális erózióállóság. Hátránya, hogy speciális kezelés nélkül az ultraibolya ellenes képesség alacsony. Ha külső hatásnak van kitéve, akkor könnyen öregszik közvetlen ultraibolya sugárzás hatására, de ha nincs közvetlenül kitéve, az öregedésgátló és a tartósság továbbra is magas.

 

A geomembránok általában két kategóriába sorolhatók: aszfalt és polimerek (szintetikus polimerek). Az aszfaltot tartalmazó geomembránok főként kompozitok (beleértve a szövött vagy nem szövött geotextíliákat is), nedvesítő kötőanyagként az aszfaltot használják. A polimer geomembránokat különböző fő anyagok alapján műanyag geomembránokra, rugalmas geomembránokra és kompozit geomembránokra osztják.

 

Számos mérnöki gyakorlat igazolta, hogy a geomembránok jó vízzáró képességgel, erős rugalmassággal és alakváltozásokhoz való alkalmazkodóképességgel rendelkeznek, alkalmasak különböző építési feltételekre és üzemi igénybevételekre, valamint jó öregedésállósággal rendelkeznek. A geomembránok tartóssága víz alatti és talajos környezetben különösen kiemelkedő. A geomembránok kiemelkedő szivárgásgátló és vízálló tulajdonságokkal rendelkeznek.

 

Sűrűség: A sűrűség a gyártáshoz használt anyagtól függ, és még ha a geomembránok gyártásához használt polimerek is ugyanabba a kategóriába tartoznak, gyakran jelentős eltérések vannak. Például a polietilén anyagok különböző kategóriákba sorolhatók, például ultra-alacsony sűrűségűek, alacsony sűrűségűek, közepes sűrűségűek és nagy sűrűségűek, ami a PE geomembránok sűrűségében eltéréseket eredményez. A geomembrán polimerek sűrűségi tartománya hozzávetőlegesen 0,85 mg/l és 1,50 mg/l között van, és a műszakilag általánosan használt sűrűség általában 0,94 mg/l felett van.

Vastagság: A vastagság a membrán teteje és alja közötti távolságra vonatkozik normál 20 kPa nyomás mellett. Sima geomembránoknál (dombornyomás vagy felületi minták nélkül) a vastagságmérési módszer hasonló a geotextíliákéhoz, de a méréshez pontosabb mikrométert kell használni. Minden mintát legalább három különböző pozícióban kell megmérni, és az átlagértéket a PE kompozit geomembrán vastagságának kell tekinteni.

 

A Georács egy jelentős geoszintetikus anyag, amely más geoszintetikus anyagokhoz képest egyedülálló teljesítménnyel és hatékonysággal rendelkezik. A georácsokat általában erősítőanyagként használják megerősített talajszerkezetekhez vagy kompozit anyagokhoz. A georácsok két típusra oszthatók: üvegszálra és poliészterszálra.

 

Műanyagok

 

Ez a georácstípus egy nyújtással kialakított, négyzet vagy téglalap alakú polimer hálós anyag, amely a gyártás során tapasztalható eltérő nyújtási irányok alapján két típusra osztható: egyirányú nyújtásra és kéttengelyű nyújtásra. Extrudált polimer lapokra (többnyire polipropilénből vagy nagy sűrűségű polietilénből) lyukasztják, majd hevítési körülmények között irányított nyújtásnak vetik alá.

 

Az egyirányú feszítőrácsok csak a lap hossziránya mentén történő nyújtással készülnek, míg a kéttengelyű feszítőrácsok úgy, hogy az egyirányú feszítőrácsot a hosszára merőleges irányban tovább nyújtják.

 

A polimer polimerek átrendeződése és orientációja a georácsok gyártása során a hevítési és nyúlási folyamat során a molekulaláncok közötti kötőerő megerősödik, ami eléri a szilárdságuk javítását. A nyúlása csak 10-15%-a az eredeti táblának. Ha öregedésgátló anyagokat, például kormot adnak a georácshoz, jobb lesz a tartóssága, például savállóság, lúgállóság, korrózióállóság és öregedésállóság.

 

Üvegszálas osztály

 

Ez a típusú georács nagy szilárdságú üvegszálból készül, néha öntapadó nyomásérzékelő ragasztóval és felületi aszfalt impregnálással kombinálva, hogy szorosan integrálja a georácsot és az aszfaltburkolatot. A georács rácson belül a talaj és a kőanyagok közötti megnövekedett reteszelő erő miatt a köztük lévő súrlódási tényező jelentősen megnő (akár 0.8-1.0-ig). A talajba ágyazott georács kihúzási ellenállása a georács és a talaj közötti erős súrlódási és harapóerő miatt jelentősen megnő, így jó erősítőanyag.

 

Ugyanakkor a georács egy könnyű, rugalmas lapos hálós anyag, amely könnyen vágható és a helyszínen csatlakoztatható, valamint átfedhető és átlapolható. Könnyen megépíthető, és nem igényel speciális építőipari gépeket vagy professzionális műszaki személyzetet.

 

1 db Geomembrán táska

 

A geomembrán táska egy folyamatos (vagy egyedi) zacskószerű anyag, amely kétrétegű polimerizált szintetikus szál szövetből készül. Nagynyomású szivattyúval betont vagy habarcsot önt a zsákba, így lemezszerű vagy más alakú szerkezetet alkot. Általában lejtővédelemben vagy más alapozási projektekben használják. A membrántasakokat anyaguk és feldolgozási technikáik alapján két kategóriába sorolják: mechanikus és egyszerű membrántasakokra. A gépesített membrántasak három típusra osztható a szűrési vízelvezető pontok megléte vagy hiánya, valamint a felfújás utáni alakjuk alapján: szűrési vízelvezető pont membránzsákok, nem szűrős vízelvezető membránzsákok, nem vízelvezető pontok beton membránzsákok és csuklós blokk típusú membránok .

 

2.Geonet

 

A Geonet nagy pórusú és nagy merevségű geoszintetikus anyagok hálózata sík vagy háromdimenziós szerkezetben, szintetikus anyagcsíkokból, durva szálakból szőve vagy műgyantával préselve. Használható puha alapozás megerősítő párnaréteghez, lejtővédelemhez, fűtelepítéshez, valamint hordozóanyagként kompozit geotechnikai anyagok gyártásához.

 

3. Geomesh szőnyegek és georácskamrák

 

A Geomesh padok és georácsok egyaránt háromdimenziós szerkezetek, amelyek kifejezetten szintetikus anyagokból készültek. Az előbbi többnyire egy háromdimenziós áteresztő polimer hálópárna, amely hosszú szálakból áll, míg az utóbbi egy méhsejt vagy rácsszerű háromdimenziós szerkezet, amely geotextíliákból, georácsokból vagy geomembránokból és szalagpolimerekből áll. Általában az erózió megelőzésére és a talajvédelemre használják. A nagy merevségű és oldalirányú rögzítőképességű geocellákat gyakran használják megerősített párnarétegekben, útalapágyakban vagy pályaágyakban.

 

4. Polisztirolhab (EPS)

 

A polisztirolhab (EPS) egy ultrakönnyű geoszintetikus anyag, amelyet fejlesztettek ki. Úgy alakítják ki, hogy a polisztirolhoz habosítószert adnak, meghatározott sűrűséggel előhabosítják, majd a habszemcséket silóban szárítják, mielőtt formába töltik és felmelegítik őket. Az EPS előnyei a könnyű súly, a hőállóság, a jó nyomóteljesítmény, az alacsony vízfelvétel és a jó önhordó tulajdonságok, és általában vasúti töltések töltőanyagaként használják.

 

Geotextíliák, geomembránok, georácsok és bizonyos speciális geoszintetikus anyagok úgy jönnek létre, hogy két vagy több anyagot kombinálnak geoszintetikus anyagokká. A geokompozit anyagok kombinálhatják a különböző anyagok tulajdonságait, hogy jobban megfeleljenek az adott mérnöki igényeknek, és számos funkcionális szerepet tölthetnek be. A kompozit geotextília a geotextília és a geotextília kombinációja, amely meghatározott követelmények szerint készül.

Közülük a geotextíliát elsősorban szivárgásgátlóként használják, a geotextília pedig megerősítésben, vízelvezetésben, valamint a geotextília és a talajfelszín közötti súrlódás növelésében játszik szerepet. Egy másik példa a geotextil kompozit vízelvezető anyagok, amelyek nem szőtt geotextíliákból, geotextil hálókból, geotextil membránokból vagy különböző formájú geoszintetikus maganyagokból álló vízelvezető anyagok. Használják puha alapozású vízelvezető konszolidációs kezelésre, útalap hossz- és keresztirányú vízelvezetésére, épületek földalatti vízelvezető csöveire, gyűjtőkutakra, tartóépületek falvízelvezetésére, alagút vízelvezetésére, töltési vízelvezető létesítményekre stb. Az útalapépítésben általánosan használt műanyag vízelvezető tábla egyfajta geoszintetikus kompozit vízelvezető anyag.

 

A külföldön utakon széles körben használt geoszintetikus kompozit anyagok az üvegszálas poliészter repedésgátló szövet és a láncolt kötött kompozit megerősített repedésgátló szövet. Meghosszabbíthatja az utak élettartamát, nagymértékben csökkentve a javítási és karbantartási költségeket. A hosszú távú gazdasági előnyök szempontjából Kínának aktívan el kell fogadnia és támogatnia kell a geoszintetikus kompozit anyagokat.

 

A geoszintetikus anyagok különböző jellemzőkkel rendelkeznek a különböző termékekhez, és számos mérnöki területen alkalmazhatók.

 

Az alkalmazott területek közé tartozik a geotechnika, mélyépítés, vízügyi mérnök, környezetmérnök, közlekedésmérnök, kommunális gépészet és meliorációs mérnök.

 

A védelem szempontjából:

A talajerózió egy természetes folyamat, amelyet hidraulikus és szélerők okoznak, számos befolyásoló tényezővel, mint például a talaj, a növényzet és a domborzat. Bizonyos körülmények között az emberi tevékenység is felgyorsíthatja ezt a folyamatot. Ha ezt az eróziós hatást nem kezelik megfelelően, az jelentős károkat okozhat a meglévő épületekben és a környezetben.

 

A talajerózió elleni védekezés szempontjából a geoműanyagok alkalmazhatók rézsűvédelemre, vízszállító csatornavédelemre, partvédelemre, sárfelújításra, növényzet helyreállítására, sziklaomlás-védelmi hálózatra és árvízvédelmi gátépítésre. A projekt sajátosságaitól és a helyszíni adottságoktól függően az eróziógátló tervezés egy vagy több geoszintetikus anyagból készült terméket foglalhat magában.

 

A lejtővédelmi mérnöki munkában a védelmi rendszer stabilitásának biztosításához egyes geoszintetikus anyagok használata mellett talajszegekre, sőt sziklahorgonyrudakra is szükség van. Esetenként nehéz habarccsal töltött geotextil zacskókat is alkalmaznak a védőfelület rögzítésére, a védőszerkezet réseibe pedig fűmagot szúrnak a növényzet művelésére és a talajerózió megelőzésére.