کاربرد ژئوسنتتيک ها Geosynthetics در فيلتراسيون، زهکشي، تسليح، حفاظت، جداسازي و لزوم کاربرد ژئوسنتتيک ها .Geosynthetics ژئوسنتتيک ها منسوجات و پوشش هاي ساخته شده از الياف توليد شده از مشتقات نفتي هستند که خاصيت اصلي آنها، فساد ناپذيري در مقابل عوامل درون خاک است. از ژئوسنتتيک ها به عنوان جداکننده، فيلتر، زهکش، مسلح کننده و حفاظت کننده استفاده مي شود و به اشکال بسيار متنوع تقسيم مي گردد.

از اهم مشتقات ژئوسنتتيک ها مي توان به ژئوتکستايل ها (Geotextiles)، ژئوگريدها (Geogrides)، ژئوممبران ها (Geomembranes)، ژئودرين ها (Geodrains)، ژئوسيل ها (Geocells)، و... اشاره نمود که ، هر يک براساس ويژگي هاي آن، کاربرد خاصي داشته و در راه و باند، آب و سد، هيدروليک، خاک، ژئوتکنيک، نفت و گاز و پتروشيمي و ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرد. در ادامه، به معرفي هر يک از محصولات ياد شده و خواص آن پرداخته مي شود.

ژئوتکستايل ها (Geotextiles)

ژئوتکستايل ها غالباً از پليمرها يا پلي پرپيلن ها ساخته شده اند. پلي پرپيلن ها داراي وزن مخصوص کمتر از واحد بوده (۹/۰ = y) و محکم و بادوام هستند. از الياف و فيبرهاي رشته اي پلي پرپيلن ها در ساخت ژئوتکستايل هاي بافته شده (Woven) و بافته نشده (Nonwoven) استفاده مي شود. همچنين از فيبرهاي پلي استر با مقاومت بالا نيز در ساخت ژئوتکستايل ها استفاده مي شود. پلي استرها داراي وزن مخصوص بزرگتر از واحد (۱) و مقاومت بسيار عالي هستند و با اغلب خاکهاي موجود در محيط سازگار مي باشند. به طور کلي ژئوتکستايل ها به دو نوع اصلي تقسيم مي شوند:

• بافته شده يا منسوج (woven)
• بافته نشده يا غيرمنسوج (Nonwoven)

1) ژئوگريدها (Geogrides)

 از انواع محصولات ژئوگريدها، نوع مشبک است که به صورت تار و پود، يا فواصل معين، در دو جهت و با مقاومت بالا توليد مي شود. از اين شبکه ها به اشکال تک لايه و چند لايه، مي توان، براي مسلح و مقاوم نمودن سطوح خاکريزي، با مساحت کم استفاده نمود. ژئوگريدها ضمن بالا بردن پايداري خاک از تغيير مکان هاي افقي آن جلوگيري مي کند.

2) ژئوکامپوزيت (ترکيب ژئوگريد با ژئوتکستايل) (Geocomposite)

ژئوگريدها با توجه به ساختار و خواص پليمرها داراي مقاومت نهايي محدود شده اي هستند. در يک سيستم مرکب، يک ژئوگريد به همراه ژئوتکستايل براي سهولت، در توسعه سطح خاکريز مي تواند بکار گرفته شود و سپس خاکريز برروي آن اجرا گردد. ژئوکامپوزيت ها همچون کولباندرين (زهکشي عميق) و يا انکادرين (زهکشي افقي و قائم) در تحکيم اراضي سست، از طريق تسهيل در خروج آب موجود در خاک و جمع آوري و هدايت آبهاي نشتي و در تماس با سازه ها با استفاده از زهکشي هاي قائم و افقي، مورد استفاده قرار گيرد.

3) ژئودرين (Geodrain)

يک نوع از ژئوکامپوزيت ها به نام آنکادرين به سه لايه کامپوزيتي عايق رطوبتي، زهکشي و جمع کنندگي و هدايت و انتقال آب گذري، با کاربري بسيار بالايي عمل زهکشي و عايق رطوبتي را در ديواره هاي در ارتباط با خاک انجام مي دهد. همچنين از نوع ديگري از کامپوزيت هاي آنکادرين با خاصيت زهکشي افقي، جهت ايجاد فضاهاي سبز روي پشت بام ها و باغ هاي پشت بامي استفاده مي شود. اين محصولات با توجه به سبکي وزن، انعطاف پذيري، سرعت عمل در نصب و راحتي حمل و نقل، استفاده وسيعي در صنعت ساختمان، در کشورهاي اروپايي و آمريکايي، پيدا کرده است. به علاوه نوع ديگري از اين محصولات جهت زهکشي و در قالب بندي (کفراژ) فونداسيون ها و در ديوارهاي حائل و يا در زهکشي و تحکيم پارکينگ ها و ... مورد استفاده قرار مي گيرد. کارکرد عمومي محصولات انکادرين به طور عمده به عنوان زهکش در پشت ديوارهاي قائم و حائل لبه جاده، خاکريزها و تونل ها و به طور افقي به عنوان زهکش در زير محوطه هاي پارکينگ زير فضاي سبز (اماکن ورزشي و استاديوم ها) و بام ها، سيستم هاي فاضلاب و Landfill است.

۴) ژئوممبران (Geomembrane)

ژئوممبران ها به عنوان يک عايق بسيار مقاوم و کم هزينه و داراي طول عمر زياد، در بسياري از صنايع کاربرد دارد که از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره نمود:

• آب و فاضلاب: از ژئوممبران ها جهت ساخت لاگون ها، کانال هاي آبرساني، حوضچه ها و استخرها و درياچه هاي مصنوعي استفاده مي شود. با توجه به اينکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکيب آنها با ژئوتکستايل و يا ژئوگريدها ميسر است.
• ايزولاسيون سازه هاي زيرزميني در برابر نفوذ آبهاي سطحي و زيرزميني: در اين خصوص مي توان به ايزوله ديوارهاي متروهاي شهري و سازه هاي هيدروليکي و غيره اشاره نمود.
• سايت دفن زباله شهري و صنعتي و خطرناک: با استفاده از ژئوممبران مي توان مخازن کاملاً ايزوله از محيط اطراف، جهت دفن زباله هاي شهري و صنعتي ايجاد نمود. ژئوممبران ها داراي انواع فراواني، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شيميايي و مخرب هستند.
• ايجاد و توسعه زمين هاي کشاورزي در محيط هاي نامساعد.

5) ژئوسل ها (Geocells)

یک شبکه لانه زنبوري از نوارهاي پلي استر نبافته، متصل به يکديگر، ساخته شده که با دوخته شدن اين شبکه ها به يکديگر، فضاهايي مانند لانه زنبور (۶ ضلعي) ايجاد شده که با پر شدن از خاک، شن، بتن يا مصالح ديگر، استحکام و صلبيت کافي جهت شيب ها، ترانشه ها، ديوارها در برابر فرسايش و ريزش ايجاد مي کند. امروزه پيشرفت صنعت استفاده از ژئوسنتتيک ها آنچنان وسيع و گسترده شده است که تقريباً غيرممکن را امکان پذير نموده است، (حتي اسکي نمودن در فضاهاي سربسته برروي يخ با استفاده از لايه هاي صفحه اي انکادرين). امروزه نه تنها از مواد ژئوکامپوزيتي جهت سالن هاي اسکيت يخ و برف و استاديوم هاي ورزشي و زمين هاي چمن مصنوعي و درخت کاري و فضاي سبز بام ها استفاده هاي فراوان مي شود، بلکه حتي مي توان با استفاده از تکنولوژي از صنعت ژئوسنتتيک و تلفيق با تکنولوژي هاي ديگر در کشاورزي، همچون آبياري قطره اي، کويرها را نيز آباد نموده مورد بهره برداري قرار داد و در نتيجه کمک شاياني به اقتصاد و آباداني کشورها نمود.

ژئوتکستايل هاي منسوج (Woven Geotextiles)

اين ژئوتکستايل ها از تک رشته هاي به هم بافته شده (Monofilament) يا چند رشته اي هاي به هم بافته شده (Multi Filament) و يا نوارهاي منسوج بريده شده (Slim Film Fabric) ساخته مي شود. تهيه اين دسته از ژئوتکستايل ها، در دو مرحله انجام مي گيرد که عبارتست از:

• توليد و عمل آوردن الياف
• افت الياف

ژئوتکستايل هاي تک رشته اي نسبت به انواع ديگر نفوذپذيري بهتري دارند و براي استفاده به عنوان زهکش و يا جهت کنترل فرسايش خاک مناسب هستند. ژئوتکستايل هاي چند رشته اي داراي مقاومت بالايي هستند و اصولاً به عنوان مسلح کننده کاربرد دارند. ژئوتکستايل هاي تشکيل شده از نوارهاي منسوج جهت کنترل رسوبات و محصور کردن لاي و لجن، و پايداري جاده ها و مسيرها مورد استفاده قرار مي گيرند.

ژئوتکستايل هاي غير منسوج (NonWoven Geotextile)

اين نوع ژئوتکستايل ها از الياف کوتاه ]معمولاً [(۲.۵ ۱۰cm) ۱ ۴inch و يا الياف بلند که به صورت رندم در لايه هايي برروي يکديگر، همانند يک شبکه نمدي توزيع شده اند، ساخته مي شود. سپس اين شبکه هاي نمدي از دستگاههايي، جهت به هم متصل کردن لايه ها به يکديگر، عبور داده مي شوند. ژئوتکستايل هاي غيرمنسوج در زهکش ها، کنترل فرسايش خاک و همچنين جهت پايدارسازي جاده ها و مسيرها بر روي خاک هاي حساس به رطوبت کاربرد دارند. امروزه در اکثر کشورهاي پيشرفته ژئوتکستايل ها را جهت تسليح، تقويت و پايدارسازي بستر و ساحل هاي سست و يا احداث راه و راه آهن روي بستر باتلاقي، حتي در مواقع دشوار، بدون نياز به هرگونه لجن برداري و يا قلوه ريزي و يا احياء اراضي ساحلي و توسعه بندرگاه ها و يا احداث موج شکن و ديگر سازه هاي دريايي، روي بسترهاي فوق العاده سست بکار مي برند. همچنين از کيسه هاي شني ژئوتکستايل جهت راه حلي مطمئن براي ترميم سريع و اقتصادي موقت سازه هاي ساحلي صدمه ديده، استفاده مي شود.

ژئوتکستايل ها در تسليح، فيلتراسيون و حفاظت از کانال ها و لوله ها نيز کاربرد دارند:

• در اين مورد ژئوتکستايل ها دور لوله قرار مي گيرد و آن را در مقابل آسيب هاي فيزيکي و شيميايي حفاظت مي کند. به اين ترتيب نياز به ريختن خاک سرندي در اطراف لوله بر طرف مي شود و يا ژئوتکستايل روي کف و بدنه کانال پهن مي شود تا از ورود خاک ريزدانه به داخل کانال در اثر بالا آمدن سطح آب زيرزميني جلوگيري کرده و در سيستم زهکشي شرکت مي کند. ژئوتکستايل ها در اطراف لوله هاي زهکشي زير خاک به عنوان فيلتر بکار مي روند.
• مزاياي کاربرد اين نوع مصالح به عنوان فيلتر در ساخت و نصب سريع، صرفه جويي اقتصادي، مقاومت شيميايي بالا، دوام عالي، عدم جدايي بين دانه ها به عنوان فيلتر در ساخت و نصب سريع، صرفه جويي اقتصادي، مقاومت شيميايي بالا، دوام عالي، عدم جدايي بين دانه ها که در فيلترهاي خاکي در حين ساخت ايجاد مي شود و کاهش عمليات خاکي مي باشد.

ژئوتکستايل ها همچنين روي بدنه لوله و جداره کانال به صورت زين اسبي پهن شده و روي آن با خاک پر مي شود و با اين عمل نيروي Uplift زير لوله ها توسط ژئوتکستايل از طريق به کشش افتادن (تسليح)، جذب مي شود.

منابع :

----------------------

aftab.ir