Геосинтетични материали-Общи правила за синтетични материали, използвани в приложения в гражданското строителство

Геосинтетични материали

------Общ термин за използвани синтетични материали

в приложения в гражданското инженерство

 

Геосинтетичните материали са общ термин за синтетични материали, използвани в приложения в гражданското строителство. Като вид строителен материал, той е направен от изкуствено синтезирани полимери (като пластмаса, синтетични влакна, синтетичен каучук и др.) като суровини и различни видове продукти се поставят вътре, на повърхността или между различни видове на почвата за укрепване или защита на почвата.

 

Техническата спецификация за приложение на геосинтетични материали разделя геосинтетичните материали на геотекстил, геомембрани, геосинтетични специални материали и геосинтетични композитни материали, както и видове като геотекстил, мрежа от фибростъкло и геосинтетични подложки.

 

Геосинтетичните материали са сборен термин за различни продукти, направени от синтетични материали, използвани в геотехническото инженерство и гражданското строителство. Тъй като се използват главно в геотехническото инженерство, те се наричат ​​"геосинтетични", за да се разграничат от естествените материали. Геосинтетичните материали някога са били наричани "геотекстил" и "геомембрани". С нуждите на инженерството продължават да се появяват нови разновидности на такива материали, като георешетки, геотекстил и торби от геотекстил, геотекстилни рогозки, геотекстил, композитен геотекстил, бентонитни водоустойчиви одеяла, композитни дренажни мрежи и др. Оригиналните имена вече не могат точно да покрият всички продукти. Поради това в следващия период те се наричат ​​„геотекстил, геотекстил и свързани продукти“. Очевидно такова име не е подходящо като технически или академичен термин. Ето защо на 5-та международна конференция за геосинтетични материали, проведена в Сингапур през 1994 г., името на този вид материал беше официално определено като "Геосинтетични материали". Суровината на геосинтетичните материали е полимер. Те са направени от химикали, извлечени от въглища, нефт, природен газ или варовик, допълнително преработени във влакна или листове от синтетичен материал и накрая направени в различни продукти. Полимерите, използвани за производството на геосинтетични материали, включват главно полиетилен (PE), полиестер (PET), полиамид (PER), полипропилен (PP) и поливинилхлорид (PVC), хлориран полиетилен (CPE), полистирен (EPS) и др.

Друго име за геотекстил е геотекстил. Ранните продукти са били оскъдни, което означава материал, подобен на плат, използван в геотехническата работа.

 

Производственият процес на геотекстил включва първо обработка на полимерни суровини в коприна, къси влакна, прежди или ленти и след това изработване на плосък структуриран геотекстил. Геотекстилът може да бъде разделен на тъкани геотекстили и нетъкани геотекстили според методите на тяхното производство. Текстилният геотекстил се състои от два успоредни набора от преплетени ортогонални или диагонални нишки на основата и вътъка. Нетъканият геотекстил се произвежда чрез насочване или произволно подреждане на влакна и последващата им обработка. Според различните методи за свързване на влакна има три вида методи на свързване: химическо (залепващо) свързване, термично свързване и механично свързване.

 

Изключителните предимства на геотекстила са леко тегло, добра цялостна непрекъснатост (може да се направи в по-големи площи като цяло), удобна конструкция, висока якост на опън, добра устойчивост на корозия и устойчивост на микробна ерозия. Недостатъкът е, че без специална обработка, анти ултравиолетовата способност е ниска. Ако е изложено на външната среда, лесно старее под пряка ултравиолетова радиация, но ако не е директно изложено, анти-стареенето и издръжливостта са все още високи.

 

Геомембраните могат да бъдат разделени на две категории: асфалт и полимери (синтетични полимери). Геомембраните, съдържащи асфалт, са предимно композитни (включително тъкани или нетъкани геотекстили), като асфалтът се използва като омокрящо свързващо вещество. Полимерните геомембрани се разделят на пластмасови геомембрани, еластични геомембрани и композитни геомембрани на базата на различни основни материали.

 

Голям брой инженерни практики показват, че геомембраните имат добра непропускливост, силна еластичност и адаптивност към деформация, могат да бъдат подходящи за различни строителни условия и работни напрежения и имат добра устойчивост на стареене. Издръжливостта на геомембраните в подводна и почвена среда е особено важна. Геомембраните имат изключителни свойства против просмукване и водоустойчивост.

 

Плътност: Плътността зависи от материала, използван за производството й, и дори ако полимерите, използвани за производството на геомембрани, принадлежат към една и съща категория, често има значителни разлики. Например, полиетиленовите материали могат да бъдат класифицирани в различни категории като свръхниска плътност, ниска плътност, средна плътност и висока плътност, което води до разлики в плътността на PE геомембраните. Диапазонът на плътност на геомембранните полимери е приблизително 0.85mg/L до 1.50mg/L, а често използваната плътност в инженерството обикновено е над 0.94mg/L.

Дебелина: Дебелината се отнася до разстоянието между горната и долната част на мембраната при нормално налягане от 20kPa. За гладки геомембрани (без релеф или шарки по повърхността) методът за измерване на дебелината е подобен на този на геотекстила, но трябва да се използва по-точен микрометър за измерване. Всяка проба трябва да бъде измерена най-малко на три различни позиции и средната стойност трябва да се приеме като дебелина на PE композитната геомембрана.

 

Геомрежата е основен геосинтетичен материал, който има уникални характеристики и ефикасност в сравнение с други геосинтетични материали. Геомрежите обикновено се използват като армировъчни материали за подсилени почвени конструкции или композитни материали. Геомрежите са разделени на два вида: стъклени влакна и полиестерни влакна.

 

Пластмаси

 

Този тип геомрежа е полимерен мрежест материал с квадратна или правоъгълна форма, образуван чрез разтягане, който може да бъде разделен на два вида въз основа на различните посоки на разтягане по време на производството: еднопосочно разтягане и двуосно разтягане. Той се щанцова върху полимерни листове (предимно направени от полипропилен или полиетилен с висока плътност), които са били екструдирани и след това подложени на насочено разтягане при условия на нагряване.

 

Еднопосочните разтягащи се решетки се правят само чрез разтягане по дължината на листа, докато двуосните разтягащи се решетки се правят чрез продължаване на разтягането на еднопосочната разтегателна решетка в посока, перпендикулярна на нейната дължина.

 

Благодарение на пренареждането и ориентацията на полимерните полимери по време на процеса на нагряване и удължаване при производството на геомрежи, силата на свързване между молекулярните вериги се засилва, като се постига целта за подобряване на тяхната здравина. Неговото удължение е само 10% до 15% от оригиналната дъска. Ако към георешетката се добавят материали против стареене като сажди, тя ще има по-добра издръжливост като киселинна устойчивост, алкална устойчивост, устойчивост на корозия и устойчивост на стареене.

 

Клас фибростъкло

 

Този тип геомрежа е направена от високоякостни стъклени влакна, понякога комбинирани със самозалепващо се лепило, чувствително към налягането, и импрегнираща повърхностна асфалтова обработка, за плътно интегриране на геомрежата и асфалтовата настилка. Поради увеличената сила на свързване между почвата и каменните материали в мрежата на георешетката, коефициентът на триене между тях значително се увеличава (до 0.8-1.0). Съпротивлението на издърпване на георешетката, вградена в почвата, се увеличава значително поради силното триене и силата на захапване между геомрежата и почвата, което я прави добър армировъчен материал.

 

В същото време геомрежата е лек, гъвкав плосък мрежест материал, който лесно се реже и свързва на място, а също така може да се припокрива и застъпва. Лесно се изгражда и не изисква специални строителни машини или професионален технически персонал.

 

1 геомембранна торба

 

Геомембранната торба е непрекъснат (или индивидуален) материал, подобен на торба, изработен от двуслойна полимеризирана тъкан от синтетични влакна. Той използва помпа с високо налягане, за да излее бетон или хоросан в торбата, образувайки структура с плоча или друга форма. Обикновено се използва при защита на склонове или други проекти за обработка на основи. Мембранните торбички се разделят на две категории въз основа на техните материали и техники на обработка: механични и прости мембранни торбички. Механизираните мембранни торби могат да бъдат разделени на три типа въз основа на тяхното наличие или липса на филтриращи дренажни точки и формата им след надуване: мембранни торби с филтрираща дренажна точка, мембранни торби с нефилтрираща дренажна точка, мембранни торби без дренажна точка и мембрани тип шарнирни блокове .

 

2.Геонет

 

Geonet е мрежа от геосинтетични материали с големи пори и висока твърдост в равнинна или триизмерна структура, изтъкана от ленти от синтетичен материал, груби нишки или пресовани със синтетична смола. Използва се за възглавничен слой за укрепване на мека основа, защита на склонове, засаждане на трева и като субстрат за производство на композитни геотехнически материали.

 

3. Геомрежи и камери за георешетки

 

Подложките и георешетките са триизмерни структури, специално изработени от синтетични материали. Първата е предимно триизмерна пропусклива полимерна мрежеста възглавница, съставена от дълги влакна, докато втората е пчелна пита или решетъчна триизмерна структура, съставена от геотекстил, геомрежи или геомембрани и лентови полимери. Обикновено се използва за предотвратяване на ерозия и инженерство за защита на почвата. Геоклетките с висока твърдост и капацитет на странично ограничаване често се използват в подсилени слоеве на възглавницата, пътни настилки или пътни настилки.

 

4. Полистиролова пяна (EPS)

 

Полистироловата пяна (EPS) е разработен ултра лек геосинтетичен материал. Образува се чрез добавяне на пенообразуващ агент към полистирол, предварително разпенване с определена плътност и след това изсушаване на частиците пяна в силоз, преди да се напълнят във форма и да се нагреят. EPS има предимствата на леко тегло, топлоустойчивост, добри характеристики на натиск, ниска водопоглъщаемост и добри самоносещи свойства и обикновено се използва като пълнител за железопътни насипи.

 

Геотекстил, геомембрани, георешетки и някои специални геосинтетични материали се образуват чрез комбиниране на два или повече материала за образуване на геосинтетични материали. Геокомпозитните материали могат да комбинират свойствата на различни материали, за да отговорят по-добре на нуждите на специфичното инженерство и могат да играят различни функционални роли. Композитният геотекстил е комбинация от геотекстил и геотекстил, изработени според определени изисквания.

Сред тях геотекстилът се използва главно за предотвратяване на просмукване, а геотекстилът играе роля в армировката, дренажа и увеличаването на триенето между геотекстила и повърхността на почвата. Друг пример са геотекстилни композитни дренажни материали, които са дренажни материали, съставени от нетъкан геотекстил, геотекстилни мрежи, геотекстилни мембрани или геосинтетични основни материали с различни форми. Използват се за обработка на консолидация на дренаж на мека основа, надлъжен и напречен дренаж на пътно платно, подземни дренажни тръби в сгради, събирателни кладенци, дренаж на стени на поддържащи сгради, дренаж на тунели, дренажни съоръжения на насипи и др. е вид геосинтетичен композитен дренажен материал.

 

Геосинтетичните композитни материали, широко използвани за пътища в чужбина, са фибростъкло, полиестерна тъкан против напукване и плетена композитна армирана тъкан против напукване. Може да удължи експлоатационния живот на пътищата, като значително намали разходите за ремонт и поддръжка. От гледна точка на дългосрочните икономически ползи е необходимо Китай активно да възприеме и насърчава геосинтетичните композитни материали.

 

Геосинтетичните материали имат различни характеристики за различните продукти и могат да се прилагат в много инженерни области.

 

Приложените области включват геотехническо инженерство, гражданско инженерство, инженерство за опазване на водите, екологично инженерство, транспортно инженерство, общинско инженерство и инженерство за мелиорация.

 

По отношение на защитата:

Ерозията на почвата е естествен процес, причинен от хидравлични и вятърни сили, с многобройни влияещи фактори като почва, растителност и топография. При определени условия човешката дейност също може да ускори този процес. Ако този ерозионен ефект не се третира правилно, той може да причини значителни щети на съществуващите сгради и околната среда.

 

По отношение на контрола на ерозията на почвата, геосинтетиците могат да се прилагат за защита на склонове, защита на канали за пренос на вода, защита на бреговата ивица, рекултивация на тини, възстановяване на растителността, мрежа за защита от скални падания и изграждане на язовир за контрол на наводнения. В зависимост от характеристиките на проекта и условията на обекта, инженерството за контрол на ерозията може да включва един или повече продукта от геосинтетичен материал.

 

При инженерството за защита на откоси, в допълнение към използването на някои геосинтетични материали, са необходими почвени гвоздеи и дори анкерни пръти за скали, за да се осигури стабилност на защитната система. В някои случаи се използват и торби от геотекстил, пълни с тежък хоросан, за фиксиране на защитната повърхност, а семена от трева се вкарват в пролуките на защитната конструкция, за да се култивира растителността и да се предотврати ерозията на почвата.