ژئوتکستایل و کاربرد آن :
ژئوتکستایل که بآن زمین پارچه – بافته اجرائی – پارچه ساختمانی – فیلتر پارچه ای – پارچه مصنوعی و ...گفته میشود , صفحات نفوذ پذیری هستند که از الیاف پلی استر یا پلی پروپیلن به دو صورت کلی بافته نشده Nonwovenو بافته شدهWoven ساخته میشود.از این مواد به دلیل داشتن خصوصیاتی مانند اجرای بسیار سریع , راحت , وزن کم , مقاومت بالا, هزینه کم , پایداری طولانی مدت ده ها ساله ,تخریب کمتر طبیعت , یکنواختی در اجراء و سایر ویژگی های آن باعث شده که در اکثر کشور ها مورد استفاده بیشتری قرار گیرد. در نوع بافته نشده توده ای از الیاف با استفاده از فشار مکانیکی (سوزنی) Needlepunch به هم اتصال یافته و یا با استفاده از حرارت , چسب های شیمیایی تولید میگردد
با توجه به تعدد روشها و مصالح و مواد مختلف موجود برای تهیه ژئوتکستایل ها جای تعجب ندارد که
ژئوتکستایل و کاربرد آن :
ژئوتکستایل که بآن زمین پارچه – بافته اجرائی – پارچه ساختمانی – فیلتر پارچه ای – پارچه مصنوعی و ...گفته میشود , صفحات نفوذ پذیری هستند که از الیاف پلی استر یا پلی پروپیلن به دو صورت کلی بافته نشده Nonwovenو بافته شدهWoven ساخته میشود.از این مواد به دلیل داشتن خصوصیاتی مانند اجرای بسیار سریع , راحت , وزن کم , مقاومت بالا, هزینه کم , پایداری طولانی مدت ده ها ساله ,تخریب کمتر طبیعت , یکنواختی در اجراء و سایر ویژگی های آن باعث شده که در اکثر کشور ها مورد استفاده بیشتری قرار گیرد. در نوع بافته نشده توده ای از الیاف با استفاده از فشار مکانیکی (سوزنی) Needlepunch به هم اتصال یافته و یا با استفاده از حرارت , چسب های شیمیایی تولید میگردد
با توجه به تعدد روشها و مصالح و مواد مختلف موجود برای تهیه ژئوتکستایل ها جای تعجب ندارد که انواع مختلفی از آن برای کاربردهای مختلف در دسترس باشد و با توجه به شرایط فیزیکی,مکانیکی , هیدرولیکی و دوام مورد نیاز, نوع مناسب آن انتخاب گردد. الیاف مصنوعی بافته شده و بافته نشده برای پروژهای سد سازی- جاده سازی- ساخت راه آهن- تونل- حفاظت سواحل دریا و رودها – زهکشی – حفاظت ژئوممبران در ساخت دریاچه های مصنوعی , استخر های ذخیره آب ,لاگونهای تصفیه خانه های فاضلاب و دیگر کارهای مهندسی ژئوتکنیک کاربرد ایده آلی دارد.گونه های مختلف بافته نشده ژئوتکستایل میتوانند جانشین برتری برای ریزدانه های زیر Rip Rap وبطور کلی نقاطی که در معرض فرسایش جذر ومد قرار دارد باشد
ژئوتکستایل ها به همراه سایر ژئوسنتتیک ها از قبیل ژئومببران ها- ژئوگرید ها – ژئونت ها و غیره مجموعه ایدهآلی را ایجاد می کنند
ژئوتکستایل پارچه ای با کاربرد بسیار- تاریخچه کاربرد ژئوتکستایل
لایی گستر با مجموعه ای کار آمد و امکانات لازم ، اولین و بزرگترین تولید کننده ژئوتکستایل درایران با سوابقی درخشان آماده ارائه و تامین Geotextile در هر میزان برای انجام پروژه های ملی و سایر طرحها است
ژئوتکستایل پارچه ای با کاربرد بسیار:
منسوجات سازه ای پلیمری (ژئوتکستایل) با کاربردهای متنوع در صنعت راه و ساختمان و هیدرولیک
همچون روکش آسفالت , زیرسازی جاده , بسترریل , اسکله و سد سازی , دیوار حایل , محافظت سواحل, خط لوله , زهکشی و فیلتر کردن , محافظ بکینگ چمن مصنوعی , تونل , حفظ محیط زیست , آب و فاضلاب , ایجاد دریاچه های مصنوعی و غیره درسطح دنیا که در ایران هم کم و بیش بکار می رود ما را برآن داشت تا این تکنولوژی نو اما گسترده و کارآمد را معرفی نماییم.
تاریخچه کاربرد ژئوتکستایل:
تسلیح خاک و افزایش عملکرد سازه ها از دیر باز در خاطر بشر بوده و در بهره گیری از هیچ علم و تجربه ای در این راه دریغ نشده است, مثل استفاده از کنده های درخت , بوته ها و سنگ ها برای تثبیت خاک خصوصا" زمین های باتلاقی و مرطوب. اما هیچ یک از این راهها به اندازه کاربرد ژئوتکستایل که دو سه دهه اخیر بطور جدی آغاز شده و امروز به نهایت کاربرد خود رسیده است با صرفه , دارای عملکرد بالا و بادوام نبوده است. در این روش با به کار بردن لایه های ژئوتکستایل در خاکریز می توان حجم مصرفی مصالح خاکی را کاهش داده و خاکریز را در برابر تمامی بارهای اعمالی مسلح کرد همچنین می توان با شیب دلخواه تا 90 درجه ایجاد کرد این دیوارها انعطاف پذیر بوده و در مقابل لغزش دورانی ضریب اطمینان بالایی خواهند داشت از خاکریزهای مسلح می توان در جلوگیری از رانش زمین- دیوارهای حائل وزنی که به نحوی محدودیت بعد دارند در ریزش گیرها و در بستر جاده ها به کار رود.
اولین استفاده ثبت شده از پارچه ژئوتکستایل در جاده به کوشش Department,South Carolina Hghways در1926 صورت گرفت در این اقدام یک پارچه ژئوتکستایل پنبه ای سنگین روی خاک قرار گرفت و سپس آسفالت داغ روی پارچه بکار رفت و سپس یک لایه نازک شن روی آسفالت ریخته شد. تحقیقات نشان داد که این پارچه , ترک خوردگی را کاهش داده و از شکست و گسیختگی موضعی جاده جلوگیری نموده است. درسالهای اخیر ژئوتکستالهای پلیمری برای بهبود عملکرد جاده های آسفالته و کاهش ضخامت لایه پی بکاررفته اند. در اواخر دهه 1960 , شرکت Rhone-poulen Textile درفرانسه , کار با پارچه نبافته را برای کاربردهای مختلف شروع کرد. بنا بگفته 1985 , Van Zanten افتخار اولین کار در استفاده از ژئوتکستایل باید به انگلیسی ها و هلندی ها داده شود.
کاربرد ژئوتکستایل که تا دو دهه اخیر امتحان و آزمایش خود را به خوبی پشت سر گذاشته و در تمامی آزمایشات سر بلند بیرون آمده است, دردو دهه اخیر رشد وسیع و سریع داشته که این سرعت و وسعت را مدیون عملکرد صحیح و ممتاز خود در کاربردهای سازهای خصوصا" جاده می باشد. امروزه دنیا شاهد هزاران پروژه از کاربرد ژئوتکستایل می باشد و درسرار اروپا و آمریکا و حتی آفریقا و آسیا خصوصا" آسیای شرق و جنوب شرق هزاران شرکت و کارخانه در تولید و نصب ژئوتکستایل فعالند.
ژئوتکستایل در پروژه های ساخت جاده در سراسر دنیا توسعه یافته است. این پذیرش جهانی و گسترده از ژئوتکستایل , ناشی از هزاران نصب موفق , مطالعات تحقیقی وسیع و بسیار و مزایای اقتصادی شده در استفاده از ژئوتکستایل می باشد .
برای بیش از 25 سال ژئوتکستایل در تقویت سازی و استحکام خاکهای نرم subgrade جاده بکار رفته اند . نصب های اولیه در اوایل دهه 1970 بسیار موفق بوده و محققان دست بکار توضیح و تفسیر و چگونگی موفقیت ژئوتکستایل در ساخت جاده شدند . این تحقیق اولیه که با نصب های موفق تری همراه بود , سریعا" ثابت کرد که ژئوتکستایل بطور چشمگیری ثبات جاده ها را بهبود می بخشد . از طرف دیگر , ژئوتکستایل باعث شد تا جاده با لایه های دانه ای (granular) نازکتری امکان ساخت یابد (1975 ,.Barenberg ) در سال 1986 , ) (FHA Federal Hghway Adminstration مزایای اقتصادی و قانونی کاربرد ژئوتکستایل را مورد تایید قرار داد (1986 ,. Cristopher, Holts)) این تایید , راهنمای عملی مهندسین عمران در طرح , انتخاب و تکنیکهای ساخت درکاربرد ژئوتکستایل قرار گرفت و پذیرش ژئوتکستایل را در کاربرد جاده بیشتر نمود. با ادامه تحقیقات همه جانبه , مکانیسم مستحکم سازی و تثبیت سیستم آسفالت جاده با لایه های مواددانه ای ومهار نشده شرح داده شد (1898 ,. (Barksdale,Brownکشورهای جنوب شرق آسیا مانند هند , کره , ژاپن , تایوان , هنگ کنک خصوصا" چین که در دهه گذشته از محصولات ژئوتکستایل اروپا و آمریکا برای پروژه های آزمایشی در کشورشان استفاده می کردند , امروزه چنان به استفاده , قابلیت و مزایای این محصول معتقد شدند که اکنون خودشان تولید کننده عمده این محصول شده و چندین شرکت بزرگ تولید ژئوتکستایل ایجاد نمودند و حتی صادر کننده این محصول شده اند.
عملکرد چندگانه ژئوتکستایل:
ژئوتکستایل در برخی مواقع یک یا چند نقش را در یک سازه ایفا میکند. بعنوان مثال یک ژئوتکستایل میتواند هم از یک لایه عایقی محافظت کند و در عینحال آب را نیز زهکشی کرده و از سازه خارج نماید. البته باید در این موارد به خواص دینامیکی و هیدرولیکی مانند :
Thickness , Puncture resistance, Dynamic cone drop و ... همزمان توجه شود.
مزیت عملی ژئوتکستایل:
کاربرد ژئوتکستایل سریع و راحت است و مهارت خاصی لازم ندارد، دوام آنها در مقابل عوامل طبیعی زیاد است، توانایی آنها در نگهداری ذرات خاک در محل خود، مقاومت الکتریکی بالا.
خواص اصلی و ویژه ژئوتکستایل:
1- دارابودن مقاومت بالا و Elongation بسیار بالا که این دو مورد امکان جذب مقادیر انرژی زیادی را به ژئوتکستایل میدهند.
2- مقاومت بسیار عالی در برابر صدمات حین کار و نصب (Puncture resistance)
3- طول عمر بالا، تحقیقات طول عمر زیاد را تخمین میزنند.
4- خواص هیدرولیکی عالی و یکنواخت که شما را قادر میسازد تا جریان زیادی آب را جابجا کرده و کنترل نمایید
5- مقاومت بسیار بالا در برابر ساییدگی
6- شکل یکنواخت، بدینمعنی که تمام سطح تولیدشده دارای کیفیت، بافت و ظاهر یکنواختی است یعنی تمامی خواص دینامیکی و هیدرولیکی ذکرشده در تمام سطح ثابت است.
7- در روند تولید این محصول از الیاف پلی استر و یا پلیپروپیلن با طول کم استفاده میشود (Max : 80 mm) و این خاصیت را خواهد داشت که محصول تولیدشده دارای کشش طولی و عرضی یکسان باشد، درصورتیکه غیر از این باشد(مانند محصولات مشابه که از الیاف طویل در راستای طولی استفاده میشود) ژئوتکستایل در جهات مختلف رفتارهای متقارن و یکسانی نشان نمیدهد.
8- بعلت استفاده از الیاف با طول کوتاه (Max : 80 mm) و بافت ویژه و مکانیزهای که این محصول دارد به هیچوجه(چه در حالت عادی و چه در شرایط سخت نصب) رشته رشته نشده و از انسجام ژئوتکستایل نمیکاهد.
9- کلیه محصولات لایی گستر نسبت به اسیدها، الکالینها و قارچها مقاومت داشته و پوسیدگی در آن نیز بیمعناست.
* ژئوتکستایل ضمن ایجاد یک لایه پوسته مقاوم میان لایههای ناپیوسته خاکی و قطعات سازهای ساختمانی موجب پخش یکنواخت نیروهای داخلی و تنشهای بین لایهها و قطعات میگردد.
* استفاده از ژئوتکستایل در لایههای خاک موجب افزایش طول عمر مسیر، کاهش زمان اجرا، جلوگیری از مخلوط شدن دانههای خاک، قابلیت عبوردادن آب و درمجموع باعث افزایش مقاومت و راندمان سازه میگردد.
باید بدانید که ژئوتکستایل از نظر کاربردی یک محصول Function Base است و نه Application Base یعنی ما عملکرد و تواناییهای این محصول را به شما معرفی میکنیم و این شما هستید که برمبنای توانایی و نحوه کارکرد ژئوتکستایل و نیاز خود از آن استفاده میکنید و این حقیقت امکان آن را به شما میدهد تا کاربردهای بسیاری در هر زمینهای برای آن بیابید و هیچ محدودیتی را احساس نکنید.
بدینمنظور و جهت آشنایی بیشتر با قابلیتهای ژئوتکستایل چندمورد از عملکردهای اصلی ژئوتکستایل را بشرح زیر بحضورتان معرفی مینمائیم:
کاربردهای ژئوتکستایل Geotextile
از اهم موارد استفاده از ژئوتکستایل میتوان به موارد زیر اشاره کرد :
-لایه محافظ (Protection)
-جداسازی
((Separation-ساختمانسازی(Construction)
-سیستمهای مدفون(Ground system)
-زهکشی و فیلترکردن (Filtration / Drainage )
-سازههای هیدرولیکی
-محلهای دفن زباله ( Land Fills )
-تقویت یا مسلحسازیReinforcement) (
لایه محافظ (Protection)
- کاربرد ژئوتکستایل برای محافظت از لایههای آسیبپذیر مانند Geomembraine یا همان
لایههای عایقی در كانالهای آبرسانـی , مخازن آب , درياچههای مصنوعــی , حوضچههای پرورش ماهــی و دفع فاضلاب شهری میباشند.
- کاربرد خیلی مهم صنعتی، ساختمانی و در عینحال زیستمحیطی ژئوتکستایل بعنوان محافظ لایههای عایقی کف محلهای دپو زباله یا همان Landfill ها است که بدینطریق مانع از آسیبرسیدن به عایق زیرین شده تا شیرههای مسموم زبالهها وارد طبیعت نشود.
- از دیگر کاربردهای آن میتوان به استفاده آن در تونلها، پشتبامها، پلها و هرجایی که بخواهیم لایه عایقی را از گزند مصالح و اجسام آسیب رسان محافظت کنیم.
جداسازی ((Separation
تعریف Separation ازنظر استاندارد EN ISO یعنی
- پیشگیری از مخلوط شدن داخلی خاک و مواد درشتدانه در لایههای زیرسازی
- افزایش مقاومت تحمل با جلوگیری ازدستدادن Subgrade ها
- بهبودبخشیدن به خواص تراکمی لایههای زیرسازی
- ایجاد پایداری طولانی در لایههای فونداسیون
یکی از مهمترین موارد استفاده از Geotextile راهسازی و زیرسازی خطوط راهآهن میباشد.
خواص Tensile Strength (مقاومت کششی) Puncture Resistance , (خاصیت ضدپنچری) و Elongation (کشسائی) این محصول نه تنها موجب میشود ژئوتکستایل وظیفه جداسازیاش را خوب انجام دهد بلکه آنرا در برابر خطرات و صدمههای هنگام اجرا نیز بخوبی مقاوم میکند و میتوان بدون دغدغه و احتیاط های سخت گیرانه آنرا مورد استفاده قرار داد.
ساختمانسازی(Construction)
- جایگزین لایه Blindiang layer در فونداسیون میشود که نسبت به حالت عادی بسیار سادهتر، سریعتر، مؤثرتر و اقتصادیتر است.
- قراردادن ژئوتکستایل زیر بتون کف که از مخلوط شدن بتن با خاک کف و لایه زهکش جلوگیری میکند.
- پوشش دادن قطعات بتنی در اتصالات ساختمانهای پیشساخته بتنی جهت کاهش صدای ضربه در محل اتصال.
- پیشگیری از لغزش عایق روی سطح زیرین خود در سقفها
- استفاده از ژئوتکستایلها جهت زهکشی آبهایی که مزاحم سازه احداثی هستند.
- روکش جاده , زیرسازی جاده , زیرسازی خط آهن (حفاظت از لایه بالاست ، افزایش قدرت باربری بستر راهآهن) , سد سازی
روکش جاده : دراین کاربرد , ژئوتکستایل دارای دو مکانیزم برای بهبود عملکرد روکش می باشد . اول اینکه , بعنوان لایه میانی آغشته به قیر با جذب تنش و فشار , از انتشار ترک خوردگی بازتابی (reflective) ازروکش قدیمی به روکش جدید جلوگیری کرده و یا به تعویق می اندازد. و دوم , بعنوان لایه ضد رطوبت از ورود نزولات آسمانی و مایعات سطحی از طریق ترک های آسفالت به درون لایه زیرین و مرطوب سازی subgrade و متعاقب آن , گسیختگی و ضعف subgrade جلوگیری می کند و بااین دو مکانیزم عمده موجب افزایش قابل توجه معادل 100% تا 150% طول عمر آسفالت میگردد. روشی که اغلب برای بازسازی (مرمت) جاده ترک خورده و گسیخته بکار می رود , روکشAC می باشد . این عمل موقتا" ترک ها را می پوشاند و بعد از اینکه روکش جایگزین شد , هر حرکت جانبی یا طولی جاده موجب انتشار ترک های روکش قبلی به روکش جدید می گردد و ترک های بازتابی رخ می دهد . این حرکت موجب ورقه و ریش شدن و بریدگی در طول ترک های بازتابی گشته و راهی برای نفوذ آب های سطحی به لایه های پی و subgrade می گردد . در زیر روکش جدید AC , ژئوتکستایل میتواند برای دفع فشارهای وارده ناشی از حرکت روکش قبلی , استحکام کششی ایجاد کند .ژئوتکستایل بعنوان لایه میانی در دفع فشار ناشی از ترک های افقی و عمودی عمل می کند . آغشته سازی ژئوتکستایل با قیر و آسفالت , یک لایه غیر قابل نفوذ را نسبت به آب های سطحی بوجود می آورد . بخاطر سنخیت و قرابت الیاف پلیمری با مواد نفتی , جذب قیر و مواد اتصال tack coat به پارچه ژئوتکستایل بخوبی صورت می گیرد
آسفالت در بزرگراه ها , خیابانهای شهری , فرودگاهها , سطح پلها و از این قبیل کاربرد عمده ای دارد.
مزیت اقتصادی کاربرد ژئوتکستایل: هزینه نصب ژئوتکستایل روکش آسفالت به همراه tack coat آسفالت معمولا" کمتر از نصف هزینه آسفالت AC به ضخامت 3 سانتیمتر میباشد . بنابراین , جهت افزایش عمر آسفالت , کاربرد ژئوتکستایل روکش آسفالت بسیار ارزانتر از آسفالت مازادی است که به منظور افزایش عمر آسفالت استفاده میگردد. استفاده از ژئوتکستایل معمولا" موجب صرفه جویی در مرمت آسفالت می گردد.
سیستمهای مدفون(Ground system)
- قراردادن یک لایه از ژئوتکستایل زیر لولههای شکننده در کانالها جهت محافظت لوله
- استفاده از ژئوتکستایل جهت تقویت آسفالت کف انبارهای بزرگ و پرتردد
- استفاده در زمینهای ورزشی جهت جداسازی لایههای زیرسازی و زهکش با لایه چمن
- استفاده در سطوح شیبدار زمینهای ورزشی و گلکاری شده جهت جداسازی لایهها و جلوگیری از شسته شدن خاک بر اثر عواملی چون برف و باران ...
فیلترکردن و زهکشی (Filtration / Drainage )