Геотекстильные материалы

 2. Ламинация различными материалами. Данная обработка материала позволяет придать материалам повышенные барьерные свойства.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка, а также с анализом оборудования для производства нетканого геотекстиля можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок нетканого геотекстиля в России» и «ТЭО организации производства нетканого геотекстиля».

 

Классификация геотекстильных материалов

Основными признаками классификации ГСМ являются способ производства, способ скрепления однородных и разнородных элементов, состав сырья (волокна, нити, глина, семена трав и др.), области применения. 

В группе ГМ самым распространенным является нетканый геотекстиль, представляющий собой водопроницаемый материал, изготовленный на волокнистой основе, сформированной из синтетических и натуральных волокон, нитей или филаментов, скрепленной механическим, термическим и др. способами.

Этот нетканый материал имеет различные свойства и способы изготовления, поэтому он разделяется на несколько видов:

1)Термоскрепленный (каландрированный) геотекстиль - этот вид делают из синтетических волокон, которые при производстве не прерываются, температурное воздействие помогает волокнам скрепляться друг с другом, это помогает повысить прочность этого вида. Этот вид геотекстиля отличается самым высоким модулем упругости. Термоскрепленное полотно жесткое и сверхпрочное, однако этот технологический метод снижает водопропускные и фильтрующие свойства материала: фильтрация возможна только в поперечном направлении, к тому же мелкие поры со временем забиваются грязью. Это полотно очень часто используется в защите от сорняков или в укладке плит. Термоскрепленный геотекстиль активно используется в автодорожном и железнодорожном строительстве как стабилизационно-разделительный слой. Он выступает армирующей мембраной, равномерно распределяя механические нагрузки на дорожное покрытие и заглушая растягивающие напряжения. Вторая его важная функция — разделение фракционных слоев, составляющих тело дорожного покрытия, что исключает проседание дорог.

2) Иглопробивной геотекстиль получают из нитроновых, вискозных и лавсановых и нитей определенным способом, который называется «иглопробивной». С помощью специальных игл волокно протаскивается через волокнистую основу-каркас: беспорядочный или упорядоченный прочес, трение и дополнительная проклейка обеспечивают прочное сцепление нитей. Полученный геотекстиль состоит из полипропиленовых волокон. Он имеет высокий показатель капиллярности, то есть свойство быстро пропускать воду как в продольном, так и в поперечном направлениях. Нетканый геотекстиль востребован как теплоизоляционный, водопроводящий, армирующий и фильтрующий материал практически при любых видах строительства: дорожных, дренажных, в возведении противоэрозионных конструкций, при строительстве фундаментов и кровель зданий, в ландшафтном дизайне, при мелиорационных работах в аграрной промышленности, в медицине и других областях народного хозяйства.

3) Вязально-прошивной (геотрикотаж) - изготавливается из полипропиленовых или полиэфирных волокон, которые идут беспрерывным потоком и крепко прошиваются между собой или переплетаются петлями из нескольких волокон или филаментов. Метод производства геопряжи — эксклюзивная российская технология. Плюс вязально-прошивной геоткани — экономическая рентабельность, а минус лишь один — несколько пониженный против других видов геосинтетиков разрывной порог. То есть при разрыве нитей, как и любое вязаное изделие, геотекстиль может «распускаться», теряя все свои функциональные качества. Поэтому в случаях образования на полотне проблемных участков необходим безотлагательный ремонт. Вязаный геотекстиль обладает повышенной пористостью — необходимым свойством для строительства гидродренажных систем и других гидротехнических сооружений промышленного и бытового назначения.

По способу скрепления: холстопрошивные, нитепрошивные, иглопробивные, термоскрепленные и комбинированные (сочетание различных способов скрепления).

По способу формирования волокнистой основы: из штапельных волокон и фильерный из непрерывных нитей расплава полимера.

По области применения - защитные, фильтрующие, дренирующие, армирующие, теплоизолирующие и для балластирующих устройств, а в сочетании с другими материалами (геомембраны, геокомпозиты, бентониты)-гидроизоляционные.

По исходному сырью – волокна синтетические, натуральные; нити синтетические и  из расплава полимера.

По наименованию – Геоком, Геоном, Геотекс, Пинема, Геобел, Армасет и др. ( по предприятиям).

Геотекстиль по составу имеет несколько видов:

Полиэфирный геотекстиль- имеет высокие эксплуатационные свойства, но способен разрушаться от щелочей и кислот, поэтому этот минус не позволяет использовать его для работы с почвами с такой средой.

Смесовый геотекстиль- для его изготовления применяют хлопчатобумажные, вискозные и шерстяные отходы, то есть к этому виду добавляют вторичное сырье. В глобальных строительных работах не рекомендуется использование данного вида геотекстиля, это объясняется тем, что натуральные волокна имеют свойство гниения, тем самым не могут обеспечить высокую долговечность, что может привести к быстрому разрушению строительного объекта..

В следующей схеме приведем классификацию геотекстиля по способу произвоста и дадим основные определения.

Классификация ГМ по способу производства

Тканый геотекстиль – это плоские структуры, изготовленные путем переплетения синтетических нитей или расщепленной пленки в определенной закономерности по основе и утку, что позволяет получать сквозные отверстия правильной формы. В основном выполняет функцию армирующего слоя.

Нетканый ГМ – это высокодеформативные полотна с разнообразной структурой и способами изготовления и скрепления.

Тканый ГМ – это низкодеформативные полотна, применяемые в дорожном, транспортном и трубопроводном строительстве в качестве армирующего слоя.

Георешетка – плоский рулонный материал с ячейками линейных размеров от 1 см и толщиной до 2 мм (геосетка) или такой же тонкий материал толщиной 2-30 мм, выполняющие преимущественно армирующие функции, или объемный материал с ячейками (пространственная решетка), выполняющий преимущественно защитные функции по отношению к заполнению ячеек (грунту, крупнопористым минеральным материалам – щебень, гравий, шлак и др.)

Георешетки могут быть штампованными, ткаными, неткаными и связанными. Они применяются в тех конструкциях, которые обеспечивают плотное размещение частиц почвы в решетки.

Тканые и нетканые георешетки представляют объемные или плоские конструкции из сетки высокомодульных синтетических нитей или полимеров (полиэфир, полипропилен), покрытых защитным слоем.

Скрученные георешетки - плоские конструкции, в которых два и более видов синтетических полимеров соединяются между собой путем скручивания на одинаковом расстоянии, обычно состоят из стержней, материалом для которых служит полиэфирное волокно высокой прочности.

Геосетки имеют плоскую структуру в отличие от георешеток и состоят из перекрывающих друг друга нитей (от 3 до 15 мм) под углом (60-900) и образуют одинаковые отверстия размером от 10 до 200 мм. Используются в комбинации с другими ГМ, могут использоваться отдельно в качестве укрепления и армирования.

Геоматы производятся из синтетических волокон (полиэтилен высокой прочности, полиамид, полипропилен), скрепленных между собой для образования слоя 10-20 мм. Применяются на склонах для увеличения устойчивости к эрозии, вызванной дождевыми потоками, и действуют как поверхностное укрепление до появления растительности. Также могут быть использованы в качестве защиты от эрозии на берегах каналов и небольших рек.

Биотекстили и биоматы производятся из натуральных волокон (хлопок, джут, кокосовое волокно, сизаль и т.д.), скрепленных в плоские структуры и применяют для решения  временных проблем, как защита склонов, откосов от эрозии до появления растительности.

Геомембрана – сплошное водопроницаемое рулонное полотно из геотекстильного, обработанного вяжущим, в т.ч. на месте производства работ материала, или рулонный пленочный материал для создания гидроизолирующих прослоек. В некоторых случаях геомембраны поставляют с заполнителем, например, геомембрана из нетканого  ГМ с заполнителем – порошком из бентонитовой глины.

Геооболочка – ГМ или геосетка, образующие объемные оболочки для заполнения их с другими строительными материалами, на месте производства работ, например, мешки – контейнеры из ГМ, заполненные песком (геоматы для укрепления откосов).

Геоплита – сплошной гидроизоляционный материал в виде плиты, например пенопласт.

Геоэлемент – дискретный синтетический материал в виде волокон различной длины (геоволокна), узких мест (геоленты), предназначенный для армирования и в отдельных случаях -  дренирования.

Глинообкладка представляет собой слой глины (бентонита) и ГМ. Между 2-мя слоями иглопробивного полотна помещается бентонит и таким образом скрепляются слои различными способами.

 

Свойства и характеристика геотекстильных материалов

Геотекстиль относится к геосинтетикам и напоминает полимерное полотно, он устойчив к температуре от +100°C до -60°C. Он имеет высокий модуль упругости, что позволяет, принимая большую нагрузку распределить ее рационально, кроме того, при небольших деформациях выполнить функцию армирования. Характеристики геотекстиля указывают на хорошую устойчивость к механическим повреждениям, так как до разрыва сильно растягивается, это позволяет увеличить срок использования конструкций с его применением. Важное достоинство материала заключается в том, что при местном повреждении все полотно не разрушается.

Основные свойства геотекстиля:

• Высокий модуль упругости, благодаря которому материал может воспринимать значительные нагрузки и выполнять функцию армирования при относительно малых деформациях;
• Большие удлинения при разрыве (в зависимости от типа - до 120%);
• Универсальная фильтрующая способность, обусловленная специфической структурой материала, которая исключает внедрение частиц грунта в поры и их засорение;
• Высокая сопротивляемость раздиру и прокалыванию, что особенно ценно при укладке;
• Стоек к ультрафиолетовому излучению, не образует никаких побочных продуктов, экологически чистый материал.

Благодаря своим свойствам геотекстильные нетканые материалы могут осуществлять следующие функции:

• укрепление, способствующее уменьшению и распределению напряжений в земляных конструкциях,
• разделение, заключающееся в предотвращении смешивания двух или нескольких прилегающих грунтов, отличающихся различным гранулометрическим составом,
• фильтрация и дренаж, позволяющие воде свободно просачиваться из грунта, задерживая его, а также делающие возможность прохождения воды в плоскости геотекстиля.

В условиях вечной мерзлоты нетканый материал может также служить теплоизолятором, сохраняющим вечную мерзлоту и обеспечивающим долговечность подъездных путей. Особенно широкое применение геотекстильные полотна нашли в дорожном строительстве.

Важнейшими показателями геотекстильных нетканых материалов должны быть:

 •  поверхностная плотность, г/кв. м;

 •  толщина, мм, при давлении 2 кН/кв. м; 5 кН/кв. м;

 •  ширина, см;

 •  разрывная нагрузка полоски, кН/м, в продольном и поперечном  направлении;

 •  удлинение при разрыве, %, в продольном  и поперечном направлении;

 •  прочность на продавливание, Н;

 •  коэффициент фильтрации при давлении 2 кН/кв. м;

• эффективный размер пор, мм; • поглощение битума кг/кв. м (для ремонта дорог).

Основные показатели физико-механических свойств геотекстиля:

• Плотность

• Прочность при заданной деформации

• Относительное удлинение для номинальной прочности

• Номинальная прочность при разрыве.

Основные характеристики геотекстиля: 

• не подвержены гниению (состав сырья 100% п/э);
• большая степень удлинения при разрыве;
• способность к удлинению и сокращение после снятия растягивающей нагрузке;
• гибкость;
• сохраняет первоначальные размеры и хорошо выдерживает точечные нагрузки;
• работа с материалом  не требует дополнительных мер предосторожности.

Геотекстиль благодаря своим свойствам: 

• предотвращает перемешивание грунта и насыпного материала;
• уменьшает деформацию дорожного покрытия;
• выполняет важную функцию- дренаж и фильтрация;
• разгружает несущие конструкции.

Физико-механические характеристики Геотекстиля Дорнит:

Наименование показателей	Норма по типам
	I	II	III
Ширина, см	150 — 525 ±4
Поверхностная плотность, г/м²	350 — 600	300 — 450	150 — 300
Разрывная нагрузка, Н, не менее:
в продольном направлении	550	400	100
в поперечном направлении	660	510	196
Удлинение при разрыве, %, не более:
в продольном направлении	90	100	110
в поперечном направлении	75	75	80
Неровнота по массе, %, не более	8	8	8

 

Cвойства  Геотекстиля Дорнит:

• Высокая изотропность материала (высокий модуль упругости и теплопроводности во всех точках геотекстильного полотна), способен при малых деформациях выдерживать значительные нагрузки и при этом армировать конструкцию.
• Экологичность (никаких вредных продуктов в процессе эксплуатации геотекстиля не образуется), отслуживший свой срок геотекстиль возможно направить на вторичную переработку.
• Стойкость к УФ-лучам, солнечному свету, химическим агентам (щелочам, кислотам), вибрационным воздействиям.
• Неподверженность гниению, грибковому поражению, порче грызунами, насекомыми, сквозь материал не прорастают корни деревьев.
• Не заиливается.
• Уникальна фильтрующая способность (сквозь полотно легко проходит вода, но материал не пропускает твердые частицы, засорение пор геотекстиля не происходит), хорошо выполняет свои функции даже в условиях высокой вибрации и сильного давления грунта, не впитывает воду.
• При разрыве удлиняется (удлинение может составлять до 45% в зависимости от плотности геотекстиля), при локальных повреждениях разрушение полотна не происходит, дорнит сохраняет свои функции.
• ебольшой процент повреждений при укладке, устойчивость к проколам, раздиру.
• Однородность (низкий процент неравноты по массе).
• еплоизолирующая способность.
• Возможность применения в широком температурном диапазоне от -60 до +130 градусов Цельсия.
• Пожаробезопасность (не возгорается при воздействии высоких температур, открытого огня и не разрушается)
• Обеспечивает простой демонтаж дорожного покрытия (во время замены либо ремонта) – геотекстиль не нужно отделять от старого покрытия, т.к. материал подлежит переработке в новые асфальтовые смеси наряду с дорожным покрытием.
• Высокопрочен, долговечен (срок эксплуатации не менее 25 лет).