Геосинтетически материалы — применение в строительстве

История создания

Более трех тысяч лет назад шумеры построили башню Зиккурат. Для увеличения прочности в кирпич были добавлены волокна тростника. Ветви тамариска укрепляли Великую Китайскую стену, сложенные местами из глины и гравия, завершенные в 200 году до нашей эры. Римляне построили укрепленные тростниковые набережные вдоль реки Тибр.

В Древней Руси для укрепления набережных использовались натуральные материалы. Обычно это были кусты или деревья. Позже они научились использовать металл, но срок его службы был недолгим.

В 1960-х годах старые и недолговечные материалы были заменены геосинтетиками со сверхдлительным сроком службы 120–150 лет.

Что же такое геосинтетики?

Современные материалы, для создания которых используются природные или искусственные полимеры, повышающие надежность грунта или других строительных конструкций, называются геосинтетиками или геосинтетиками.

Полиэтилен (PE), полиамид (PA), полипропилен (PP), полиэстер (PET), полиарамид — это органические вещества, необходимые при производстве геосинтетических материалов.

Основные направления использования:

• защита конусов и откосов путепровода от эрозионного воздействия природных факторов
• строительство насыпей и крутых спусков
• укрепить хрупкие основы железных и автомобильных дорог
• возведение вертикальных подпорных стен из земли.

В дорожном строительстве существует множество применений геосинтетических материалов, и каждое из них предполагает использование большого количества различных типов геосинтетических материалов. Это георешетка, георешетка и геотекстиль, которые необходимы для увеличения прочности фундамента. Одно из главных преимуществ перед обычно используемыми материалами — взаимозаменяемость и взаимодополняемость.

Нам удалось накопить определенный опыт использования всех видов геосинтетического материала в зависимости от направления деятельности и поставленных задач. Набор трехмерных или плоских геометрических форм является геосинтетическим и продается как георешетки, геотекстиль, георешетки, геомембраны, геоматы.

Геотекстиль — это водопроницаемые плоские материалы, изготовленные из природных или синтетических полимеров, трикотажных, нетканых или тканых материалов, которые необходимы для использования в строительных работах с почвой или другими материалами, а также в геотехнике. С помощью трикотажа соединяются нити, нити, волокна и другие строительные блоки, образуя трикотажный геотекстиль.

Структура нетканных материалов

Закрытая конструкция состоит из тканых и нетканых материалов на полимерной основе. В результате термического связывания каждого составляющего элемента образуются нетканые материалы, необходимые для разделения или фильтрации в качестве промежуточных слоев. В технике изготовления нетканого геотекстиля — водопроницаемого материала из синтетических или природных полимеров — используется термический или механический клеевой метод для фиксации нитей, волокон, нитей.

Нетканые материалы характеризуются высоким удлинением и низким сопротивлением. Чтобы избежать перемешивания почвы, нетканый геотекстиль используется в качестве разделительных слоев или для фильтрации в дренажных системах, так как процент удлинения при разрыве составляет семьдесят. В качестве защиты элементов гидроизоляции от механических повреждений они используются, например, при строительстве сооружений для захоронения отходов или для защиты геомембран экранов, препятствующих фильтрации.

Составными элементами конструкции геотекстиля или тканого геотекстиля являются ленты или нити, которые переплетаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Геотекстиль в основном используется для армирования грунта.

Геотекстиль водопроницаем, практически не меняет форму и объем, обладает максимальной прочностью. Сотни килоньютонов на метр ширины равны прочности геотекстиля на разрыв, а относительное удлинение при разрыве достигает максимум 15 процентов. Именно поэтому для повышения несущей способности и увеличения прочности грунтовых оснований в качестве армирующих элементов используют геотекстиль.

Где не используется геотекстиль? Это защитные экраны, предотвращающие фильтрацию, и свалки для хранения и захоронения мусора и различные конструкции, которые служат основой для строительства которых используется земля. Объемные закрытые устройства, заполненные почвой, такие как геоконтейнеры и геотрубки, могут быть построены с использованием переплетенных геотекстилей, предназначенных для укрепления насыпей и возведения дамб.

Классификация и виды геосинтетических материалов

При выборе геоматериала большое значение имеет его тип, который выбирается исходя из поставленных строительных задач.

В зависимости от функции материалы могут быть разного типа по проницаемости: газонепроницаемые, дренажные, фильтрующие, изолирующие.

В зависимости от содержания и формы использования геосинтетики производятся в рулонах, насыпью или пеной. Он также может быть растяжимым, нерастяжимым и суперрастяжимым.

По структуре геосинтетические материалы делятся на следующие виды:

• геотекстиль;
• георешетки;
• георешетки;
• геокомпозиты;
• геоматы;
• геокамеры;
• геомембраны.

Георешетки, геосетки

это рулонный или модульный сетчатый материал, состоящий из синтетических или полимерных нитей. Изготавливается на основе полиамида, полиэтилена, полиэстера, полипропилена, стекловолокна и др.

Геосетки больше геосеток по толщине и размеру ячеек. Их активно применяют для предотвращения размыва подпорных стен, для укрепления оврагов, откосов дорог, при устройстве автомобильных и железных дорог на мягких грунтах. К тому же материал обладает хорошими армирующими свойствами. Применяется в основании проезжей части, несущих площадках, а также для усиления устоев мостов. В качестве ячеистого заполнителя используется бетон марки не ниже М200, щебень, песок, земля. Максимальный эффект достигается благодаря прилипанию клеток к агрегату. Температура установки колеблется от -40 до +60 градусов. Диагональ ячейки может составлять 0,2 м, 0,3 м, 0,4 м. Размеры колеблются от 2 до 3 м (ширина), от 5,5 до 12 м (высота). Толщина модуля от 0,05 до 0,2 м. Толщина ленты не менее 1,5 мм. Растягивающая нагрузка сварного шва составляет 50% прочности ленты.

Георешетка — прочный, но легкий и гибкий материал. Поставляется в рулонах. Основное назначение сетки: исключение взаимопроникновения слоев, армирование, выравнивание и армирование. Геоматериал укладывается в землю или на битумно-бетонные поверхности, в том числе в верхние слои асфальта. Размер ячеек от 2,5 до 40 мм. Срок действия — более 50 лет.

По способу формирования сети сети различают двухосную сеть и одноосную сеть. Одноосная геосинтетика предполагает уравновешивание длительной высокой нагрузки в одном направлении. Он имеет плоский вид с длинными узкими секциями. Двухсторонняя георешетка распределяет нагрузки в поперечном и продольном направлении. Имеет квадратные ячейки с жесткими узловыми связями.

Геотекстиль

Геотекстиль — это рулонный (иногда листовой) материал из полипропилена или полиэстера. Высокая гибкость, прочностные характеристики, водостойкость позволяют использовать его в самых разных строительных работах.

В дорожном строительстве материал служит для фильтрации влаги, не смешивая почву с гравием, что не деформирует дорожное покрытие. Его использование уменьшает появление трещин в 3 раза. Плотность — важный критерий при выборе геотекстиля.

В дорожном строительстве используют геотекстиль следующей плотности:

• 200-300 гр / кв.м. Он используется при строительстве стоянок для легковых автомобилей, дорог для небольших транспортных средств или с низкой проходимостью.
• 300-400 гр / кв.м. Для дорог с интенсивным движением (грузовые автомобили, большие объемы движения).
• 450-500 гр / кв.м. Материал используется для временных дорог как разделитель между наслоениями щебня.

По фактуре и способу плетения нитей материала различают:

• Нетканый геотекстиль. Расположение волокон без системного переплетения. Ткань пропитана специальными составами. Материал хорошо тянется, но имеет невысокую прочность. Снижает нагрузку на дорожное основание.
• Тканый геотекстиль. В ткани волокна переплетаются, как в ткани, перпендикулярно друг другу. В этом случае используются две и более полоски ниток. Ткань более прочная и используется в слоях напольного покрытия. Значительно снижает нагрузку на дорожное покрытие.
• Вязаный. Он состоит из волокон, соединенных специальной цепью. Используется для распространения СМИ, дренажа.

Геокомпозиты

Геокомпозит представляет собой двух-, трех- и многослойную структуру из композиций геоматериалов, сочетающую в себе все характеристики и свойства используемых слоев. Основная задача материала — дренаж и фильтрация. Материал применяется при устройстве краевых вертикальных водоотводов автомобильных дорог, водоотводов подпорных стен.

На строительном рынке встречаются следующие комбинации:

• Геотекстиль-георешетка. Например, комбинация нетканого фильтра и ромбовидной сетки из полиэтиленовых композиций низкого и высокого давления;
• Геомембрана-геотекстиль. В этом случае геотекстиль действует как фильтр, а геомембрана действует как гидроизоляционный слой и обеспечивает пространство для стока воды.

Основные технические параметры материала — толщина слоя, плотность.

Геомембраны

Мембраны представляют собой сплошную влагостойкую синтетическую ткань для изоляционных слоев. Дорожные строительные мембраны отличаются высокопрочным полиэтиленовым составом с толщиной слоя от 1 до 4 мм. Основное отличие мембран от других геосинтетических материалов — это прочность на разрыв, которая достигает более 600%. Материал выпускается в рулонах или листах разных размеров, что позволяет укладывать полы с минимальным количеством стыков.

Совет! Профилированная геомембрана применима для дорожного строительства. При высоком уровне насыпи полотна мембрану лучше укладывать на глубину от 0,5 до 1 м от края.

Область применения в дорожном строительстве: суглинистые почвы, почвы с подземными реками, влажные климатические зоны. Слой мембраны исключает подъем наледи, разрыв слоев асфальта. Местами установки могут быть тоннели, мосты, опоры мостов, в частности участки мокрых дорог.

Для достижения наилучшего эффекта производители рекомендуют использовать геомембраны в тандеме с георешеткой, решеткой или геокомпозитом.

Геоматы

Геомат — легкий материал с трехмерной волокнистой структурой с ячеистой структурой, обеспечивающий закрепление корневой системы растений и деревьев. В отличие от сетки, ее ячейки очень маленькие и расположены хаотично. Его форма позволяет корням растений и деревьев переплетаться с собственными волокнами. Используется для предотвращения и уменьшения эрозии почвы.

Материал выпускается в виде матов, накладываемых на основания подпорных стен, откосов и откосов.

Геокамеры

Геокамеры применимы в сфере инновационного строительства, при строительстве гидротехнических сооружений. Используются как формы для заполнения сыпучими и среднефракционными материалами. Они различаются высотой и размером ячеек. Материал хорошо пропускает влагу и воду, повышает устойчивость конструкции к деформации, не подвержен разрушению под воздействием тепла, мороза и ультрафиолетовых лучей.

Использование геосинтетических материалов в дорожном строительстве в России стремительно растет. Значительное увеличение номенклатуры и ассортимента обеспечивает высокий уровень решения всевозможных дизайнерских задач, что дает толчок к повышению качества полотна и сокращению использования природных ресурсов.

Свойства геосинтетических материалов для дорожного строительства

Геосинтетики обладают рядом уникальных свойств:

• Устойчивость к химическим веществам, агрессивным средам.
• Долговечность (до 100 лет использования).
• Устойчивость к высоким и низким температурам, перепадам окружающей среды.
• Низкий расход материала.

Ссылка. Благодаря сочетанию универсальности, прочности и устойчивости современные проекты с использованием геосинтетических материалов для строительства дорог позволяют сократить время ремонта в 2-3 раза и снизить расход строительных материалов. Помимо решения ряда технических задач, геоматериалы дают ощутимый экономический эффект!

Разновидности геосинтетической продукции

• Водопроницаемые, плоские или трехмерные по форме материалы, созданные на полимерных основах, но не связанные с геотекстилем, называются геотекстилем, который включает геосетки, георешетки, геоматы.
• Состоящие из геотекстиля и природных глин с очень низким коэффициентом фильтрации, а также материалов, производимых на фабриках, они называются машинами для геосинтетической глины. Вы также можете услышать второе название: Бентонитовые маты. Их можно использовать как альтернативу при строительстве свалок для захоронения и хранения отходов, или глиняных экранов, или при производстве фильтрующих завес или прудов.
• Рулонные материалы, состоящие из полимерных нитей или лент, имеющих ячеистую структуру, называются геосеткой. Они предназначены для армирования асфальта или грунта. Некоторые виды имеют в своей структуре нетканые материалы, это так называемая композитная геосетка.
• Материалы, основным конструктивным элементом которых является ячейка из полимерных лент, скрепленных шахматными швами, называются георешетками. Их используют как для усиления фундаментов, так и для их укрепления, а также для защиты откосов от эрозии.
• Сыпучие материалы, производимые в рулонах, предназначенные для различных целей и имеющие отличную друг от друга структуру, называются геоматами. Производимые геоматы предназначены как для укрепления дренажных сооружений, так и для защиты склонов и берегов от эрозии и озеленения.
• Материалы, используемые для решения различных инженерных задач в экологической геотехнике, такие как изоляционные агенты, состоящие из листовых полимеров, называются геомембранами. Это полимерные материалы в рулонах, выпускаемые для использования в качестве изоляции подземных сооружений от пара, газа и воды, а также при строительстве различных защитных экранов, искусственных водоемов, испарителей, отстойников и т.д.

Область применения

Уже более тридцати лет использование геосинтетических материалов известно в международном строительстве. Высокие темпы развития характеризуют производство геосинтетических материалов. В настоящее время на международный рынок поставляется более 380 их наименований. Для теплоизоляции вниманию всех желающих представлено невероятное разнообразие всех видов геофиламентов, геосеток, геотекстиля, геоплат, геоячеек, георешеток. Причем каждый из представленных выше материалов отличается друг от друга механизмом изготовления, составными элементами, назначением и областью применения, объемом, длиной, характеристиками, свойствами и так далее.

Ежегодно для реализации проектов более ста тысяч различных строительных конструкций по всему миру предлагается использовать геосинтетические материалы.

Есть две основные причины его широкого использования.

1. Экономическая сторона связана с более дешевым, менее дорогим и, следовательно, более выгодным строительством, ремонтом и обслуживанием, чем различные автомобильные и автомобильные дороги, железные дороги. В свете экологического аспекта геосинтетика рассматривается как возможность уменьшить количество используемых природных ресурсов и, таким образом, оказать благотворное влияние на окружающую среду.
2. Кроме того, когда геосинтетические материалы используются в качестве дополнительных материалов в строительстве, можно увеличить долговечность строящихся конструкций, добиться высочайшего уровня выполненной работы, тем самым уменьшив процент дефектов и отходов и увеличив культурную сторону производства.

На территории стран СНГ остро стоит проблема возможности использования последних научных достижений в области дорожного строительства и защиты окружающей среды. Сегодня это одна из самых острых и болезненных проблем. Среди которых неблагоприятные климатические условия с широким диапазоном значений температуры, сложные геологические условия этих мест, дороги, построенные более четырех десятилетий назад, многие из которых в течение некоторого времени были непригодными для проживания, являются основными. С сегодняшним ростом количества грузовых автомобилей и постоянно увеличивающейся нагрузкой на проезжие части, проблема повышения надежности и долговечности проезжей части, ее трещиностойкости и прочности на сдвиг становится все более актуальной. Большинство дорог рассчитаны только на легкие нагрузки, не более шести тс на ось. Однако современные условия диктуют необходимость изготавливать автомобили с нагрузкой до 10 тс на ось дороги.

В пробках часто встречаются более тяжелые автомобили. Уровень автомобильного движения также увеличивается с каждым днем ​​и уже сейчас составляет на отдельных участках 45-50 тысяч машин, которые в свою очередь рассчитаны на загрузку не более 6 тысяч единиц. Поэтому многие дорожные покрытия сильно изношены, непригодны для выполнения своих функций и требуют частого ремонта.

Современные рыночные отношения предполагают использование строительных инструментов и сил с большей выгодой. Если, например, асфальт армирован георешеткой из фитильного стекла, это уменьшит толщину фитиля на 20 процентов.

Строительство дорог с геотекстилем

Геосинтетические материалы используются во многих сферах дорожного строительства: это и строительство дренажных сооружений, и разделение проезжей части на отдельные слои, и укрепление насыпей, и армирование асфальтового покрытия, и строительство стен, служащих от поддержка, и создание крутых спусков. Объемные георешетки, георешетки, геотекстиль используются при необходимости для армирования, для возведения конструкций из земли или создания откосов с большим уклоном. Экономическая сторона дела является неоспоримым доказательством предпочтения выбора геосинтетических материалов перед традиционным строительством бетонных подпорных стен, защитных шпунтовых конструкций или простой замены грунта. Возможно применение дисперсного армирования асфальта, которое включает использование полимерных волокон, георешеток и композитных материалов, изготовленных на основе.

Строительство подземных сооружений

Для дренажных конструкций слоистого и стенового типа геоматы используются для решения таких проблем, как водо- и пароизоляция части здания, расположенной под землей, устранение гидростатического давления, оказываемого грунтовыми водами и во время цементирования стен, это тоже опалубка. Для гидрологической изоляции подземных сооружений используются геомембраны, которые обладают большей устойчивостью к различным физическим и химическим воздействиям и лучшей эластичностью, чем обычно используемые материалы.

Строительство в сфере охраны природы

Геосинтетические материалы можно использовать в качестве противоэрозионного средства для почвы, для озеленения и выполнения защитных функций насыпей. Для этого можно использовать противоэрозионные маты, использование которых более выгодно, чем традиционные камень, бетон и дерево. Геоматы способствуют быстрому развитию корневой системы и защищают почву от эрозии еще до появления растительности. При строительстве сооружений для использования и хранения отходов необходимо предусмотреть изоляцию от газа и воды, построить дренажные системы, обеспечить экологичность — всему этому помогут геосинтетические материалы, которые широко используются в этой сфере.

Гидротехническое строительство

Для строительства экранов, обеспечивающих гидроизоляционную защиту

• танки
• пруды,
• танки
• вуали

в плотинах для предотвращения просачивания и в плотинах успешно используются геосинтетические материалы, такие как геоматы из бентонитовой глины и геомембраны. Геомембраны обеспечат гарантированную на долгие годы защиту от разрушительного действия водных факторов даже в экстремальных условиях.

Но это далеко не все области применения геосинтетиков, с их помощью можно посадить деревья и кустарники на любом участке земли, разбить сад на крыше своего дома или сделать спортивную площадку.

Советы профессионалов

Прежде чем отдавать предпочтение любому типу геосинтетического материала, важно иметь представление о том, что свойства каждого из них зависят от структуры полимеров, используемых для их производства. А это, в свою очередь, определяет такие особенности, как

• устойчивость к экстремальным температурам,
• сила,
• надежность,
• продолжительность,
• способность противостоять любым агрессивным факторам окружающей среды.

невозможно добиться успеха в использовании геосинтетических материалов, если строго не соблюдать все инструкции и правила их использования.

• укладывать геосинтетик необходимо на строго ровную поверхность.
• Отказ напрямую связан с подачей необходимого напряжения.
• также очень важно соблюдение всех норм и правил стыковки геосинтетических материалов и образования между ними нахлеста, в результате чего должно получиться единое полотно.
• Чтобы не ухудшить качества и получить удовлетворение от ожидаемого, необходимо обязательно соблюдать все рекомендации.