Bahan geosintetik-Tem umum untuk bahan sintetik yang digunakan dalam aplikasi kejuruteraan awam

Bahan geosintetik

------Istilah am untuk bahan sintetik yang digunakan

dalam aplikasi kejuruteraan awam

 

Bahan geosintetik ialah istilah umum untuk bahan sintetik yang digunakan dalam aplikasi kejuruteraan awam. Sebagai sejenis bahan kejuruteraan awam, ia diperbuat daripada polimer yang disintesis secara buatan (seperti plastik, gentian sintetik, getah sintetik, dll.) sebagai bahan mentah, dan pelbagai jenis produk diletakkan di dalam, di permukaan, atau di antara jenis yang berbeza. tanah untuk menguatkan atau melindungi tanah.

 

Spesifikasi Teknikal untuk Penggunaan Bahan Geosintetik membahagikan bahan geosintetik kepada geotekstil, geomembran, bahan khas geosintetik dan bahan komposit geosintetik, serta jenis seperti geotekstil, jejaring gentian kaca dan pad geosintetik.

 

Bahan geosintetik ialah istilah kolektif untuk pelbagai produk yang diperbuat daripada bahan sintetik yang digunakan dalam pembinaan kejuruteraan geoteknikal dan kejuruteraan awam. Kerana ia digunakan terutamanya dalam kejuruteraan geoteknikal, ia dinamakan "geosintetik" untuk membezakannya daripada bahan semula jadi. Bahan geosintetik pernah dirujuk sebagai "geotekstil" dan "geomembran". Dengan keperluan kejuruteraan, jenis baharu bahan tersebut terus muncul, seperti geogrid, geotekstil dan beg geotekstil, tikar geotekstil, geotekstil, geotekstil komposit, selimut kalis air bentonit, jaring saliran komposit, dll. Nama asal tidak lagi dapat menutup dengan tepat semua produk. Oleh itu, dalam tempoh berikut, ia dirujuk sebagai "geotekstil, geotekstil dan produk berkaitan". Jelas sekali, nama sedemikian tidak sesuai sebagai istilah teknikal atau akademik. Oleh itu, pada Persidangan Antarabangsa Bahan Geosintetik Ke-5 yang diadakan di Singapura pada tahun 1994, nama bahan jenis ini telah ditetapkan secara rasmi sebagai "Bahan Geosintetik". Bahan mentah bahan geosintetik ialah polimer. Ia diperbuat daripada bahan kimia yang diekstrak daripada arang batu, minyak, gas asli, atau batu kapur, diproses selanjutnya menjadi gentian atau kepingan bahan sintetik, dan akhirnya dijadikan pelbagai produk. Polimer yang digunakan untuk mengeluarkan bahan geosintetik terutamanya termasuk polietilena (PE), poliester (PET), poliamida (PER), polipropilena (PP) dan polivinil klorida (PVC), polietilena berklorin (CPE), polistirena (EPS), dll.

Nama lain untuk geotekstil ialah geotekstil. Produk awal adalah terhad, bermakna kain seperti bahan yang digunakan dalam kerja geoteknik.

 

Proses pembuatan geotekstil melibatkan pemprosesan pertama bahan mentah polimer menjadi sutera, gentian pendek, benang atau jalur, dan kemudian membuat geotekstil berstruktur rata. Geotekstil boleh dibahagikan kepada geotekstil tenunan dan geotekstil bukan tenunan mengikut kaedah pembuatannya. Geotekstil tekstil terdiri daripada dua set selari ortogon atau pepenjuru meledingkan dan benang pakan yang dijalin. Geotekstil bukan tenunan dibuat dengan mengarahkan atau menyusun gentian secara rawak dan kemudian memprosesnya. Mengikut kaedah yang berbeza untuk menyambung gentian, terdapat tiga jenis kaedah sambungan: sambungan kimia (pelekat), sambungan haba, dan sambungan mekanikal.

 

Kelebihan cemerlang geotekstil adalah ringan, kesinambungan keseluruhan yang baik (boleh dijadikan kawasan yang lebih besar secara keseluruhan), pembinaan yang mudah, kekuatan tegangan tinggi, rintangan kakisan yang baik dan rintangan hakisan mikrob. Kelemahannya ialah tanpa rawatan khas, keupayaan anti ultraviolet adalah rendah. Jika terdedah kepada luar, ia mudah menua di bawah sinaran ultraviolet langsung, tetapi jika tidak terdedah secara langsung, anti-penuaan dan ketahanan masih tinggi.

 

Geomembran secara amnya boleh dibahagikan kepada dua kategori: asfalt dan polimer (polimer sintetik). Geomembran yang mengandungi asfalt terutamanya komposit (termasuk geotekstil tenunan atau bukan tenunan), dengan asfalt digunakan sebagai pengikat pembasahan. Geomembran polimer dibahagikan kepada geomembran plastik, geomembran elastik, dan geomembran komposit berdasarkan bahan utama yang berbeza.

 

Sebilangan besar amalan kejuruteraan telah menunjukkan bahawa geomembran mempunyai kebolehtelapan yang baik, keanjalan yang kuat dan kebolehsuaian kepada ubah bentuk, boleh sesuai untuk keadaan pembinaan dan tekanan kerja yang berbeza, dan mempunyai rintangan penuaan yang baik. Ketahanan geomembran dalam persekitaran bawah air dan tanah amat ketara. Geomembran mempunyai ciri anti-resapan dan kalis air yang luar biasa.

 

Ketumpatan: Ketumpatan bergantung pada bahan yang digunakan untuk mengeluarkannya, dan walaupun polimer yang digunakan untuk mengeluarkan geomembran tergolong dalam kategori yang sama, selalunya terdapat perbezaan yang ketara. Sebagai contoh, bahan polietilena boleh dikelaskan ke dalam kategori yang berbeza seperti ketumpatan ultra-rendah, ketumpatan rendah, ketumpatan sederhana dan ketumpatan tinggi, mengakibatkan perbezaan ketumpatan geomembran PE. Julat ketumpatan polimer geomembran adalah lebih kurang 0.85mg/L hingga 1.50mg/L, dan ketumpatan yang biasa digunakan dalam kejuruteraan biasanya melebihi 0.94mg/L.

Ketebalan: Ketebalan merujuk kepada jarak antara bahagian atas dan bawah membran di bawah tekanan normal 20kPa. Untuk geomembran licin (tanpa timbul atau corak pada permukaan), kaedah pengukuran ketebalan adalah serupa dengan geotekstil, tetapi mikrometer yang lebih tepat harus digunakan untuk pengukuran. Setiap sampel hendaklah diukur sekurang-kurangnya tiga kedudukan berbeza, dan nilai purata hendaklah diambil sebagai ketebalan geomembran komposit PE.

 

Geogrid ialah bahan geosintetik utama, yang mempunyai prestasi dan keberkesanan yang unik berbanding bahan geosintetik lain. Geogrid biasanya digunakan sebagai bahan tetulang untuk struktur tanah bertetulang atau bahan komposit. Geogrid dibahagikan kepada dua jenis: gentian kaca dan gentian poliester.

 

plastik

 

Geogrid jenis ini ialah bahan jejaring polimer dengan bentuk segi empat sama atau segi empat tepat yang dibentuk dengan regangan, yang boleh dibahagikan kepada dua jenis berdasarkan arah regangan yang berbeza semasa pembuatan: regangan satu arah dan regangan dwipaksi. Ia ditebuk pada kepingan polimer (kebanyakannya diperbuat daripada polipropilena atau polietilena berketumpatan tinggi) yang telah tersemperit, dan kemudian tertakluk kepada regangan arah di bawah keadaan pemanasan.

 

Grid regangan satu arah hanya dibuat dengan meregangkan sepanjang arah panjang helaian, manakala grid regangan dwi paksi dibuat dengan terus meregangkan grid regangan satu arah ke arah yang berserenjang dengan panjangnya.

 

Disebabkan oleh penyusunan semula dan orientasi polimer polimer semasa proses pemanasan dan pemanjangan dalam pembuatan geogrid, daya ikatan antara rantai molekul diperkukuh, mencapai matlamat untuk meningkatkan kekuatannya. Pemanjangannya hanya 10% hingga 15% daripada papan asal. Jika bahan anti-penuaan seperti karbon hitam ditambah pada geogrid, ia akan mempunyai ketahanan yang lebih baik seperti rintangan asid, rintangan alkali, rintangan kakisan dan rintangan penuaan.

 

Kelas gentian kaca

 

Geogrid jenis ini diperbuat daripada gentian kaca berkekuatan tinggi, kadangkala digabungkan dengan pelekat penderia tekanan diri pelekat dan rawatan impregnasi asfalt permukaan, untuk menyepadukan dengan ketat geogrid dan turapan asfalt. Disebabkan oleh peningkatan daya saling mengunci antara tanah dan bahan batu dalam grid geogrid, pekali geseran antara mereka meningkat dengan ketara (sehingga 0.8-1.0). Rintangan tarik keluar geogrid yang tertanam dalam tanah meningkat dengan ketara disebabkan oleh geseran dan daya gigitan yang kuat antara geogrid dan tanah, menjadikannya bahan tetulang yang baik.

 

Pada masa yang sama, geogrid ialah bahan jejaring rata yang ringan dan fleksibel yang mudah dipotong dan disambungkan di tapak, dan juga boleh bertindih dan bertindih. Ia mudah dibina dan tidak memerlukan jentera pembinaan khas atau kakitangan teknikal profesional.

 

1 beg Geomembrane

 

Beg Geomembrane ialah beg berterusan (atau individu) seperti bahan yang diperbuat daripada fabrik gentian sintetik berpolimer dua lapisan. Ia menggunakan pam tekanan tinggi untuk menuang konkrit atau mortar ke dalam beg, membentuk plat seperti atau struktur berbentuk lain. Ia biasanya digunakan dalam perlindungan cerun atau projek rawatan asas lain. Beg membran dibahagikan kepada dua kategori berdasarkan bahan dan teknik pemprosesannya: beg membran mekanikal dan ringkas. Beg membran mekanikal boleh dibahagikan kepada tiga jenis berdasarkan kehadiran atau ketiadaan titik saliran penapisan dan bentuknya selepas inflasi: beg membran titik saliran penapisan, beg membran titik saliran bukan penapisan, beg membran konkrit bukan titik saliran, dan membran jenis blok engsel .

 

2.Geonet

 

Geonet ialah rangkaian bahan geosintetik dengan liang besar dan kekakuan tinggi dalam struktur planar atau tiga dimensi, ditenun daripada jalur bahan sintetik, helai kasar, atau ditekan dengan resin sintetik. Digunakan untuk lapisan kusyen tetulang asas lembut, perlindungan cerun, penanaman rumput, dan sebagai substrat untuk pembuatan bahan geoteknik komposit.

 

3. Tikar geomesh dan ruang geogrid

 

Pad geomesh dan geogrid ialah kedua-dua struktur tiga dimensi yang dibuat khas daripada bahan sintetik. Yang pertama kebanyakannya ialah kusyen jejaring polimer telap tiga dimensi yang terdiri daripada gentian panjang, manakala yang kedua ialah sarang lebah atau grid seperti struktur tiga dimensi yang terdiri daripada geotekstil, geogrid atau geomembran, dan polimer jalur. Ia biasanya digunakan untuk pencegahan hakisan dan kejuruteraan perlindungan tanah. Geosel dengan kekakuan tinggi dan kapasiti kurungan sisi sering digunakan dalam lapisan kusyen bertetulang, katil alas jalan atau katil trek.

 

4.Buih polistirena (EPS)

 

Busa polistirena (EPS) ialah bahan geosintetik ultra ringan yang dibangunkan. Ia dibentuk dengan menambahkan agen berbuih ke polistirena, pra berbuih dengan ketumpatan tertentu, dan kemudian mengeringkan zarah buih dalam silo sebelum mengisinya ke dalam acuan dan memanaskannya. EPS mempunyai kelebihan berat ringan, rintangan haba, prestasi mampatan yang baik, penyerapan air yang rendah, dan sifat sokongan diri yang baik, dan biasanya digunakan sebagai pengisi untuk tambak kereta api.

 

Geotekstil, geomembran, geogrid, dan bahan geosintetik khas tertentu dibentuk dengan menggabungkan dua atau lebih bahan untuk membentuk bahan geosintetik. Bahan geokomposit boleh menggabungkan sifat bahan yang berbeza untuk lebih memenuhi keperluan kejuruteraan tertentu, dan boleh memainkan pelbagai peranan berfungsi. Geotekstil komposit ialah gabungan geotekstil dan geotekstil yang dibuat mengikut keperluan tertentu.

Antaranya, geotekstil digunakan terutamanya untuk anti-resapan, dan geotekstil memainkan peranan dalam tetulang, saliran, dan meningkatkan geseran antara geotekstil dan permukaan tanah. Contoh lain ialah bahan saliran komposit geotekstil, iaitu bahan saliran yang terdiri daripada geotekstil bukan tenunan, jaring geotekstil, membran geotekstil, atau bahan teras geosintetik dengan bentuk yang berbeza. Ia digunakan untuk rawatan penyatuan saliran asas lembut, saliran longitudinal dan melintang jalan, paip saliran bawah tanah dalam bangunan, telaga pengumpulan, saliran dinding bangunan sokongan, saliran terowong, kemudahan saliran tambak, dll. Papan saliran plastik yang biasa digunakan dalam kejuruteraan dasar jalan ialah sejenis bahan saliran komposit geosintetik.

 

Bahan komposit geosintetik yang digunakan secara meluas untuk jalan raya di luar negara ialah fabrik anti retak poliester gentian kaca dan fabrik anti rekahan bertetulang bertetulang komposit geosintetik. Ia boleh memanjangkan hayat perkhidmatan jalan, dengan banyak mengurangkan kos pembaikan dan penyelenggaraan. Dari perspektif faedah ekonomi jangka panjang, China perlu menggunakan dan mempromosikan bahan komposit geosintetik secara aktif.

 

Bahan geosintetik mempunyai ciri yang berbeza untuk produk yang berbeza dan boleh digunakan dalam banyak bidang kejuruteraan.

 

Bidang yang telah digunakan termasuk kejuruteraan geoteknikal, kejuruteraan awam, kejuruteraan pemeliharaan air, kejuruteraan alam sekitar, kejuruteraan pengangkutan, kejuruteraan perbandaran, dan kejuruteraan penambakan tanah.

 

Dari segi perlindungan:

Hakisan tanah ialah proses semula jadi yang disebabkan oleh daya hidraulik dan angin, dengan pelbagai faktor yang mempengaruhi seperti tanah, tumbuh-tumbuhan, dan topografi. Di bawah keadaan tertentu, aktiviti manusia juga boleh mempercepatkan proses ini. Jika kesan hakisan ini tidak dirawat dengan betul, ia boleh menyebabkan kerosakan yang ketara kepada bangunan sedia ada dan alam sekitar.

 

Dari segi kawalan hakisan tanah, geosintetik boleh digunakan untuk perlindungan cerun, perlindungan saluran pengangkut air, perlindungan pantai, penambakan tanah lumpur, pemulihan tumbuh-tumbuhan, rangkaian perlindungan batuan dan pembinaan empangan kawalan banjir. Mengikut ciri-ciri projek dan keadaan tapak, kejuruteraan kawalan hakisan mungkin melibatkan satu atau lebih produk bahan geosintetik.

 

Dalam kejuruteraan perlindungan cerun, selain menggunakan beberapa bahan geosintetik, paku tanah dan juga rod penambat batu diperlukan untuk memastikan kestabilan sistem perlindungan. Dalam sesetengah kes, beg geotekstil yang diisi dengan mortar berat juga digunakan untuk membaiki permukaan pelindung, dan benih rumput dimasukkan ke dalam celah struktur pelindung untuk menanam tumbuh-tumbuhan dan mencegah hakisan tanah.