|
КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ПО ВЕРСИИ IGS
Классификация геосинтетических материалов по версии IGS –
Международного Геосинтетического общества
К геосинтетикам относятся различные материалы: текстиль, резина и пластик, а также битумо-полимерные мембраны и бентониты. Все эти материалы обладают следующими общими характеристиками:
- они готовы к сборке;
- поступают в рулонах (шириной от 1,0 м до 6,0 м) или иногда в панелях;
- применяются при геотехнических работах.
Ниже приводятся символы, которыми обозначаются следующие типы геосинтетиков: геотекстиль, георешетка, биотекстиль, биоматы, геоматы, геоячейки, геосетки, геосинтетики для дренажа, геосинтетические глинообкладки, синтетические геомембраны, битумные геомембраны.
Геосинтетические символы (по версии IGS – Международного геосинтетического общества):
GT – геотекстиль;
GG – георешетка;
ВТ – биотекстиль и биомат;
GA – геомат;
GL – геоячейка;
GN – геосетка;
GCD – геосинтетик для дренажа;
GCL – геосинтетическая глинообкладка;
GM – геомембрана;
GMS – синтетическая геомембрана;
GMB – битумная геомембрана.
Геотекстиль (GT)
Геотекстили делятся на два вида: тканые и нетканые.
Нетканые геотекстили представляют собой плоские конструкции, состоящие из синтетических волокон, беспорядочно скрепленных между собой в результате механической (рис.1), термической (рис.2) или адгезивной обработки.
 |
 |
| Рис. 1 |
Рис. 2 |
В зависимости от длины волокон нетканые геотекстили могут быть длинноволокнистыми или коротковолокнистыми. Нетканые геотекстили являются материалом, который начал применяться при геотехнических работах и до сих пор широко используется в Италии.
Тканые геотекстили представляют собой плоские правильные конструкции, изготовленные путем переплетения двух или более групп синтетических нитей: основа пряжи (параллельно направлению материала) и уток пряжи (перпендикулярно основе пряжи), что позволяет получить небольшие отверстия правильной формы. В зависимости от перпендикулярной нити и типа плетения тканые геотекстили делятся на моноволокнистые (рис.3), ленточные (приплюснутая резина) (рис.4)
и DOS (направленно ориентированные структуры: нитяная основа с вкраплениями уточин (рис.5).
Георешетки GG
Георешетки могут быть штампованными, ткаными или связанными. Кроме всего прочего они применяются для армирования, учитывая их особую структуру, обеспечивающую плотное размещение частиц почвы, которая помещается в отверстия георешетки.
Штампованные георешетки представляют собой конструкции из полимера (обычно это полиэтилен или полипропилен высокой плотности), которые штампуются, а затем растягиваются: это можно сделать в одном направлении (рис.6). Однонаправленные георешетки обладают длительной устойчивостью к растяжению, однако эта устойчивость одинакова в обоих направлениях и составляет 20-30 кН/м).
 |
 |
| Рис. 6 |
Рис. 7 |
Тканые георешетки представляют собой плоские конструкции из сетки высокомодульных синтетических тканей (обычно полиэстер), покрытых защитным слоем. И то, и другое позволяет гарантировать прочность соединений конструкции. Рисунок 7 демонстрирует пример тканой георешетки.
Скрученные георешетки представляют собой плоские конструкции, в которых два или более видов ткани или других синтетических материалов соединяются между собой при помощи скручивания на одинаковом расстоянии. Эти георешетки обычно состоят из стержней, материалом для которых служит полиэстеровое волокно высокой прочности, и покрытия из полиэтилена. Характерным свойством является различное сопротивление в обоих направлениях - от 15 до 1350 кН/м.
В соответствии с технологией изготовления и применением этот материал делится на две группы: однонаправленные и двунаправленные.
Биотекстили и биоматы (BT)
Биотекстили производятся из натуральных волокон (джут, кокосовое волокно и т.д.), переплетенных для образования плоских конструкций, которые неразомкнуты, но в то же время способны принять различную форму в зависимости от ландшафта (рис.8) Рис.8 
Учитывая, что биотекстили состоят из природных материалов, применять их можно для решения временных проблем, таких как защита склонов от эррозии - до появления на них растительности.
Биоматы выполнены из натуральных материалов (солома, кокосовое волокно, сизаль и т.д.) и обычно прокладываются между синтетическими сетками (изготовленными из полипропилена или полиамида) или натуральными материалами (например, джут).
Толщина биоматов обычно составляет 10 мм. Они поступают в рулонах, также как и биотекстили. Биоматы применяют на склонах для предотвращения эрозии до появления растительности. Их функция временная – обеспечение устойчивости в первой фазе.
Геоматы (GA)
Геоматы производятся из синтетических волокон (полиэтилен высокой прочности, полиамид, полипропилен и др.), спутанных между собой для образования слоя в 10-20 мм, принимающего любую форму. Характерной чертой является высокая пористость (в среднем более 90%). Рисунок 9 демонстрирует тип геомата. Рис.9 
Геоматы применяются на склонах для увеличения устойчивости к эрозии, вызванной дождевыми потоками, и действуют как поверхностное укрепление до появления растительности.
В определенных случаях геоматы могут быть использованы в качестве защиты от эрозии на берегах каналов и небольших рек. Их применение ограничено защитой части берега, который обычно бывает сухим и подвергается воздействию только вследствие дождя или дождевых потоков.
Как и геосетки в некоторых случаях геоматы могут быть использованы для отвода жидкости (дренажа) вместе с геотекстилями и/или геомембранами: их применение в данных целях ограничено проектами, в которых геосинтетики подвергаются постоянному небольшому сжатию.
Геоячейки (GL) Рис.10 
Геоячейки состоят из помещенных бок о бок ячеек, собранных или произведенных из лент штампованного синтетического материала. Высота составляет приблизительно 100 мм. Ячейки образуют конструкцию, напоминающую пчелиные соты (рис.10).
Основная функция геоячейки – удерживать почву или другой сыпучий материал. Склоны укрепляют посредством заполнения геоячейки грунтом или иным сыпучим материалом.
Геосетки (GN)
Рис.11
Геосетки представляют собой петельчатую конструкцию, состоящую из перекрывающих друг друга нитей (от 3 до 15 мм) под постоянным углом (60-90 0C). При этом образуются одинаковые отверстия шириной от 10 до 200 мм. Они получаются путем штамповки термопластикового полимера (обычно это полиэтилен высокой прочности) и сварки нитей путем частичного проникновения в места сращивания в тот момент, когда полимер находится еще в полужидком состоянии.
На рисунке 11 демонстрируется образец геосетки. Геосетки, используемые в комбинации с геотекстилями, могут служить в качестве фильтров и/или геомембран, образующих барьер; могут выполнять и дренажные функции.
Геосинтетики для дренажа (GCD)
Геосинтетики для дренажа могут быть изготовлены из однородных или композитных элементов.
В первом случае (однородные элементы) - это обычно формованные синтетики со специальным профилем, обеспечивающие максимум дренажа при укладке на плоскую поверхность (подпорные стенки, фундаменты и т.д.). Рис.12 
Во втором случае (композитные элементы) мы говорим о геокомпозитах для дренажа (рис.12). Они изготавливаются путем соединения в процессе производства слоя геосетки (геомата или формованных элементов), помещенных между двумя слоями геотекстиля: геосетки (геомата или формованных элементов). Средний слой выполняет роль дренажа, а верхний и нижний слои работают в качестве фильтров.
Иногда геокомпозиты для дренажа могут состоять из одного слоя геотекстиля и геосетки (геомата или формованного элемента). Для специальных целей геокомпозиты могут состоять из геотекстиля, который служит фильтром; геосетки (геомата или формованного элемента), выполняющих дренажные функции (отвод жидкостей) и геомембраны в качестве барьера.
Толщина геокомпозитов для дренажа может составлять от 5 до 30 мм. Перед эксплуатацией геокомпозитов в качестве дренажной конструкции важно знать, как проявляются ее свойства при нагрузках и с течением времени.
Геосинтетические глинообкладки (GCL)
Это название материала, изготовленного из глины (бентонита) и геосинтетиков. Он состоит из тонкого слоя набухшей глины, помещенного между двумя слоями геотекстиля (рис.13) или прикрепленного к синтетической геомембране. В настоящее время на рынке существует три типа геосинтетических глинообкладок. Рис.13 
Первый тип представляет собой слой бентонита, который находится между двумя слоями геотекстиля. Между собой эти два слоя соединяются швом или с помощью спиц. Такое крепление повышает сопротивление сдвигу. Если необходимо соединить две секции материала, они укладываются внахлест. Если крепление производится с помощью спиц, то бентонит укладывают по всей поверхности между уложенных внахлест секций геотекстиля. Фиксация происходит автоматически после увлажнения бентонита, при этом нет необходимости в дополнительном механическом креплении.
Второй тип представляет собой натриевый бентонит, смешанный с растворимым в воде клеем, который помещается между двумя слоями геотекстиля. Клей удерживает материал во время транспортировки и при укладке. Нижний слой геотекстиля тонкий. Он изготовлен из неплотного материала с тем, чтобы бентонит после увлажнения легко проходил через отверстия геотекстиля, автоматически скрепляя верхний слой.
Третий тип состоит из бентонита, смешанного с клеем, который обеспечивает прочность склейки бентонита и геомембраны, выполненной из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Крепление между секциями происходит так же, как и во втором типе.
Синтетические геомембраны (GMS)
Синтетическая геомембрана (рис.14) может быть однородной или армированной в зависимости от того, находятся или не находятся в ее структуре армирующие элементы (синтетические или металлические). Кроме того, геомембраны могут быть пластичные или эластичные. Рис.14 
Пластичные мембраны представляют собой листы толщиной 0,5 – 2,5 мм, которые производятся с помощью различных методов (календрование, экструзия, нанесение). Характеризуются низкой проницаемостью.
- Календрование: смесь, состоящая из термопластикового полимера (LDPE, HDPE, PVC, PP) и ряда добавок со специальными функциями, плавится и доводится до необходимой толщины с помощью нагретых роликов. Ширина составляет 1-2 метра.
- Экструзия: смесь, состоящая из термопластикового полимера (LDPE, HDPE, PVC, PP) и ряда добавок со специальными функциями, плавится и выдавливается под давлением через круглое отверстие. Трубовидное образование поддерживается во вздутом состоянии при помощи вакуума, затем охлаждается, отрезается и разворачивается для получения плоских листов шириной от 2 до 6 метров.
- Нанесение (обычно применяется для PVC): смесь, состоящая из PVC (в состоянии пластизола) и ряда добавок (обычно это пластификаторы) наносится холодной и затем расплавленной для получения плоских листов шириной 1-2 метра.
Эластичные геомембраны представляют собой листы толщиной от 0,5 до 2 мм, которые характеризуюются низкой проницаемостью и производятся следующим образом:
- первая фаза – производство однородной смеси из невулканизированного полимера (необработанная резина) плюс серии добавок со специальными функциями;
- вторая фаза (календрование), во время которой однородная смесь проходит через нагретые ролики для приобретения необходимой толщины и вулканизации. При этом получаются плоские листы шириной от 1 до 2 м.
Битумные геомембраны (GMB)
Битумные геомембраны (рис.15) представляют собой листы толщиной от 3 до 6 мм и шириной от 1 до 1,5 м и производятся путем обработки расплавленной смеси, состоящей из битума, пластичных и/или эластичных полимеров и минеральных наполнителей. Характеризуются крайне низкой проницаемостью. Рис.15 
Производство обычно начинается с основы (нетканой или тканой, из полиэстера или стекловолокна), которая в процессе обогащается расплавленной смесью. Основа охлаждается, помещается между несклеивающимися листами и скатывается в рулоны.
В Италии производство битумных мембран предназначалось исключительно для использования в гражданском и промышленном строительстве при возведении водонепромокаемых крыш.
В других европейских странах (особенно во Франции и Нидерландах) специальные многослойные битумные геомембраны имеют ширину 4-5 м и применяются в геотехнических и гидроинженерных работах для обеспечения водонепроницаемости при строительстве каналов, дамб и водоемов).
| 
