ژئوتکستایل ها: انواع، ویژگی ها، عملکردها، کاربردها و بازار

ژئوتکستایل ها: انواع، ویژگی ها، عملکردها، کاربردها و بازار

ژئوتکستایل چیست؟

 

«ژئوتکستایل» را می توان به دو عبارت «ژئو» و «نساجی» تقسیم کرد. کلمه "geo" از یونانی به معنای "زمین" گرفته شده است، بنابراین ژئوتکستایل ها را می توان به عنوان مواد نساجی نفوذپذیر تعریف کرد که در ترکیب با خاک یا هر ماده مهندسی عمران دیگری استفاده می شود. ژئو نساجی شاخه ای از منسوجات فنی است . ژئوتکستایل نوع خاصی از پارچه پلیمری (پلی استر، پلی پروپیلن و غیره) با سوراخ های بسیار کوچک است که برای بهبود خواص خاک در پروژه های عمرانی استفاده می شود. ژئوتکستایل یک ماده نساجی ایده آل برای جاده ها، بنادر، محل های دفن زباله، ساخت و ساز موج شکن، سازه های زهکشی و سایر پروژه های عمرانی است. به گفته مؤسسه نساجی، "مواد نساجی نفوذپذیر که برای اهداف فیلتراسیون، زهکشی، جداسازی، تقویت و تثبیت به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از سازه های مهندسی عمران از خاک، سنگ یا سایر مصالح ساختمانی استفاده می شود."

ژئوتکستایل ها

شکل 1: ژئوتکستایل ها

 

تاریخچه مختصری از ژئوتکستایل ها

مصریان باستان ابتدا از انواع الیاف طبیعی گیاهی برای افزایش استحکام خاک استفاده می کردند. در ابتدا با استفاده از پلیمرهای مصنوعی در دهه 1950 ساخته شد، برای اولین بار RJ از مواد ژئو نساجی (Baret Precast Concrete) استفاده کرد. ژئوتکستایل ها عمدتاً در بتن پیش ساخته برای کنترل فرسایش استفاده می شوند. RJ این کار را با استفاده از پارچه تک رشته ای بافته شده تکمیل کرد. از اوایل دهه 1960، ژئوتکستایل های بدون بافت در زمینه های مختلف پروژه های عمرانی برای فیلتراسیون، حفاظت، استخراج و سایر اهداف مورد استفاده قرار گرفتند. این نوع پارچه خاص در کنفرانس مهندسی پاریس در سال 1977 ژئوتکستایل نامیده شد.

 

انواع ژئوتکستایل:

ژئو منسوجات یک ماده مصنوعی متمایز ساخته شده با مواد نساجی هستند. اینها معمولاً از پلیمرهایی مانند پلی استر و پلی پروپیلن ساخته می شوند. چهار نوع اصلی ژئوتکستایل وجود دارد:

 

1. ژئوتکستایل های بافته شده: این نوع منسوجات عملکرد جداسازی را انجام می دهند و استحکام خاک را افزایش می دهند. از آنجایی که استحکام نخ تار آنها بسیار بیشتر است، استحکام کششی بیشتری نیز دارند. در نتیجه، می تواند بار بسیار بیشتری را تحمل کند. انواع مختلفی از منسوجات ژئو منسوجات بافته شده مانند تک رشته ای بافته شده، مولتی فیلامنت بافته شده، تک رشته ای بافته شده و مولتی فیلامنت فیلم شکافی وجود دارد.

ژئوتکستایل های بافته شده

شکل 2: ژئوتکستایل بافته شده

 

2. ژئوتکستایل های نبافته : در مورد ژئوتکستایل های نبافته، استحکام کششی زیاد نیست، اما قابلیت جداسازی، زهکشی و فیلتراسیون آنها بهتر از سایرین است. منسوجات ژئو منسوجات غیر بافته ژئوسنتتیک های نفوذپذیر هستند که معمولاً توسط الیاف مصنوعی ساخته می شوند. پیوند حرارتی و شیمیایی نیز برای ساخت منسوجات ژئو منسوجات غیر بافته استفاده می شود. انواع مختلفی از منسوجات ژئو منسوجات نبافته مانند باند حرارتی رشته ای پیوسته، سوراخ شده با سوزن رشته ای پیوسته، پانچ سوزنی منگنه، باند رزینی وجود دارد.

ژئوتکستایل های غیر بافته

شکل 3: ژئوتکستایل های نبافته

 

3. ژئوتکستایل های بافتنی: این نوع منسوجات انعطاف پذیری خوبی دارند و از نظر اقتصادی سودآور هستند. اگرچه استفاده از آن کمتر است، اما تقاضا برای "کنترل زهکشی و فرسایش خاک" روز به روز در حال افزایش است. منسوجات ژئو منسوجات بافتنی با استفاده از تکنولوژی بافندگی ساخته می شوند، گاهی اوقات از بافتنی برای ساخت این محصولات استفاده می شود.

ژئوتکستایل بافتنی

شکل 4: ژئوتکستایل بافتنی

 

4. ژئوتکستایل های: در دنیای تولید پارچه، فرآیند spunbonded به عنوان سریع ترین روش تولید پارچه های نبافته در نظر گرفته می شود. در طول فرآیند، رشته های اکسترود شده به تسمه بریده می شوند و رول ها گرم شده و در کنار هم نگه داشته می شوند.

ژئوتکستایل تابیده شده

شکل 5: ژئوتکستایل

 

5. ژئوتکستایل بافته شده: قیطان معمولاً برای تولید مواد طناب مانند باریک با در هم آمیختن مورب سه یا چند رشته رشته یا نخ استفاده می شود. توپولوژی پیوندهای رشته ای در سازه های بافته شبیه سازه های بافته شده است.

ژئوتکستایل بافته شده

شکل 6: ژئوتکستایل بافته شده

 

علاوه بر این نوع ژئوتکستایل ها، سایر محصولات ژئوتکستایل عبارتند از ژئو نت، ژئو گرید، ژئوسل، ژئو غشاء، ژئوکامپوزیت و غیره.

 

الیاف مورد استفاده برای ساختن ژئو منسوجات

هر دو الیاف طبیعی و مصنوعی برای تولید ژئوتکستایل استفاده می شوند. با این حال، بیشترین استفاده از الیاف مصنوعی (مصنوعی) است.

 

الیاف طبیعی: الیاف طبیعی از منابع طبیعی مانند گیاهان (برگ، دانه، پوست و غیره)، حیوانات، مواد معدنی و غیره جمع آوری می شوند. . با این حال، الیاف طبیعی کمتر از قبل در ساخت منسوجات ژئو منسوجات استفاده می شود.

 

    فیبر جوت

    بازوی فیبر

    الیاف کویر

    فیبر کتان

    فیبر سیزال

    فیبر کنف

 

الیاف مصنوعی یا مصنوعی: ژئوتکستایل هایی که از الیاف مصنوعی به نام ژئوسنتتیک ساخته می شوند. بنابراین، تمام ژئو منسوجات ژئوسنتتیک نیستند، اما همه ژئوسنتتیک ها ژئوتکستایل هستند. پلی استر و پلی پروپیلن بیشترین کاربرد را در ساخت انواع محصولات ژئوتکستایل دارند.

 

    پلی استر

    پلی پروپیلن

    پلی آمید

    پلی اتیلن

    PET

 

ویژگی ها یا خواص ژئوتکستایل ها

 

مشخصات فیزیکی:

 

    وزن مخصوص

    وزن و ضخامت

    سفتی، سختی

    تراکم

 

ویژگی های مکانیکی:

 

    سختی

    استحکام کششی

    سازگاری

    انعطاف پذیری

    قدرت پارگی

    مقاومت اصطکاکی

 

خواص هیدرولیک:

 

    تخلخل

    نفوذپذیری

    گذردهی

    گذرا

    حفظ خاک

    فیلتراسیون

 

خواص تخریب:

 

    تجزیه زیستی

    تجزیه هیدرولیتیکی

    تخریب نوری

    تجزیه شیمیایی

    تخریب مکانیکی

    خواص استقامتی:

    ازدیاد طول

    مقاومت در برابر سایش

    طول گرفتگی و جریان و غیره

 

کاربردهای ژئوتکستایل:

از ژئوتکستایل ها در کارهای زیربنایی مختلف استفاده می شود که باعث افزایش استحکام خاک های ضعیف طبیعت و جلوگیری از فرسایش می شود. در نتیجه مکان های نامناسب برای ساخت و ساز ساختمان / عمران مناسب می شوند.

 

برخی از کاربردهای قابل توجه عبارتند از

ژئوممبرین

    جاده های موقت و دائمی، پارکینگ ها و سایت های ساختمانی.

    رودخانه، کانال و آثار ساحلی.

    فیلتراسیون و زهکشی

    جدایش، جدایی

    کشاورزی

    کار راه آهن

    تقویت

    حفاظت و کنترل فرسایش

    سازه های دیوار حائل

    خاکریزها و غیره

 

مزایای استفاده از ژئوتکستایل

 

    ژئو منسوجات برای محافظت از اموال ساحلی در برابر امواج ماسه و سیل استفاده می شود. ژئو منسوجات می توانند مقاومت خاک را با هزینه کمتری نسبت به لوله های معمولی بهبود بخشند.

    منسوجات ژئو برای محافظت از ردپای انسان های فسیل های لایتولی در تانزانیا در برابر باران ها و ریشه های درختان مورد استفاده قرار گرفته اند.

    ژئوتکستایل نقش مهمی در زهکشی دارد و در زمین های بازی استفاده می شود.

    ژئوتکستایل های کویر به دلیل استحکام مکانیکی قابل توجه پارچه برای کنترل خوردگی و بیوتکنولوژی محبوب هستند. برای غنی سازی خاک، رطوبت محصول کاهش می یابد.

    ژئو منسوجات به طور گسترده به عنوان جداکننده دو لایه خاک استفاده می شود. از منسوجات ژئو جوت برای جلوگیری از رانش کوه استفاده می شود.

 

وظایف اصلی ژئوتکستایل ها:

ژئو منسوجات معمولاً برای بهبود خاکی که روی آن جاده ها، سدها، خطوط لوله و زیرساخت های بزرگ ساخته می شود، استفاده می شود. مواد ژئوتکستایل مختلفی برای خواص مختلف مانند جداسازی، فیلتراسیون و حفاظت وجود دارد.

 

1. ژئوتکستایل برای جداسازی: برای حفظ خواص دو نوع مختلف خاک، ژئوتکستایل نقش مهمی در این جداسازی دارد. هدف اصلی این نوع ژئوتکستایل این است که با ورود آب به لایه خاک، ژئوتکستایل از مخلوط شدن آب با خاک جلوگیری کند. همچنین، در حین ساخت و ساز جاده، به جدا نگه داشتن خاک در سطح زیرین از خاک درشت پایینی کمک می کند.

ژئوتکستایل برای جداسازی

شکل 7: ژئوتکستایل برای جداسازی

 

2. ژئوتکستایل برای تقویت: هنگامی که از ژئوتکستایل برای بهبود خواص خاک استفاده می شود، طراحی آن بر اساس تعدادی از عوامل اساسی مانند قابلیت ساییدگی، باربر و غیره است که در نتیجه با اختلاط خاک را تقویت می کند. با خاک بنابراین، این نوع مواد نساجی برای ساختن خاکریزها/جاده ها بر روی خاک درجه بندی بسیار ضعیف استفاده می شود. انواع مختلفی از کامپوزیت های تقویت کننده مانند تقویت بافتنی، تقویت بافته، تقویت بافته شده و غیره وجود دارد.

ژئوتکستایل برای تقویت خاک

شکل 8: ژئوتکستایل برای تقویت خاک

 

3. ژئوتکستایل برای فیلتراسیون: ژئوتکستایل نقش مهمی در فیلتراسیون دارد. فیلتراسیون یکی از مهمترین وظایف منسوجات مورد استفاده در کارهای خاکی مهندسی عمران است. بسته به نفوذپذیری مواد، ژئوتکستایل ها جریان جانبی آب تخلیه را افزایش می دهند و انرژی جنبشی آب های زیرزمینی را توسعه می دهند. همچنین به حل مشکلات زهکشی در اطراف خانه یا خیابان کمک می کند.

ژئو منسوجات برای فیلتراسیون

شکل-9: ژئو منسوجات برای فیلتراسیون

 

4. ژئوتکستایل برای آب بندی: پارچه ژئوتکستایل غیر بافته ای که می تواند جریان سیال را از هر دو طرف محدود کند. ژئو منسوجات نفوذناپذیر برای جلوگیری از آلودگی آلاینده ها در بالای خاک های بدبو یا آب های زیرزمینی استفاده می شود.

ژئوتکستایل برای آب بندی

شکل 10: ژئوتکستایل برای آب بندی

 

5. ژئوتکستایل در سیستم زهکشی: ژئوتکستایل زمانی که مایع یا گاز را به سمت خروجی جمع می کند و انتقال می دهد به عنوان زهکش عمل می کند. منسوجات ژئو منسوجات متراکم غیر بافته فرصتی را برای جریان آب از طریق سطح صاف سه بعدی فراهم می کند.

ژئوتکستایل برای زهکشی

شکل 11: ژئوتکستایل برای زهکشی

 

شرکت های تولید و صادرات ژئو منسوجات در تهران

در کنار سایر منسوجات فنی، بخش ژئوتکستایل نیز از این موضوع عقب نمانده است. شرکت های متعددی در تهران  وجود دارند که در کشورهای مختلف جهان مانند آمریکای شمالی، اروپای شرقی، آسیای شرقی، آفریقا، آمریکای جنوبی، اروپای جنوبی، آسیای جنوبی، آمریکای مرکزی، کشورهای خاورمیانه، ژئوتکستایل ها را عرضه می کنند.

 

برخی از تامین کنندگان ژئو منسوجات در تهران  عبارتند از:

 

تقاضا و بازار جهانی ژئوتکستایل:

تقاضا برای ژئوتکستایل ها به دلیل توسعه فزاینده صنایعی مانند ساخت و ساز و کشاورزی به سرعت در حال رشد است و محققان انتظار دارند که بازار ژئوتکستایل در طول سال های 2015-2025 حدود 9 درصد CAGR افزایش یابد. به گفته کارشناسان، ژئوتکستایل ها 1 درصد از کل بازار منسوجات فناوری جهانی را به خود اختصاص خواهند داد که معادل حدود 1.26 میلیارد است. طبق تحقیقات گراند ویو، انتظار می رود که بازار منسوجات جغرافیایی بین سال های 2020 تا 2027 شاهد CAGR بیش از 11 درصد از نظر درآمد باشد.

 

با توجه به بازار جهانی، انتظار می رود اندازه بازار ژئوتکستایل مصنوعی تا سال 2024 تا 9.5 درصد رشد کند و انتظار می رود بازار ژئوتکستایل غیر بافته تا سال 2024 حدود 9.5 درصد رشد کند. بیش از 11 درصد از نظر درآمد بین سال های 2020 و 2026. در همین حال، انتظار می رود بازار ژئوتکستایل با نرخ 10.2 درصد از 5.7 میلیارد در سال 2019 به 9.4 میلیارد تا 2022 رشد کند.

 

اگر شرکت های ژئوتکستایل کشور بتوانند دامنه فعالیت خود را گسترش دهند و نیروی کار ماهر و تحقیقات خود را گسترش دهند، Geo Textile در افزایش درآمدهای صادراتی بخش نساجی تهران  نقش مفیدی خواهد داشت.

 

چالش ها و فرصت ها

چالش های عمده ای که تولیدکنندگان فنی منسوجات به طور کلی با آن مواجه هستند، کمبود نیروی انسانی ماهر، کمبود بودجه که مانع تحقیق و توسعه می شود، عدم توسعه فناوری و نیاز به گسترش بازار ژئوتکستایل است. با این حال، اهمیت املاک و مستغلات در اقتصاد هند فرصت بزرگی را برای توسعه بخش ژئو نساجی فراهم می کند. و در پایان می توان گفت که می تواند برای کشور ما بسیار مفید باشد و بدون شک برای کشوری مانند تهران  می تواند نعمت باشد.

 

نتیجه

انقلاب جدید در مهندسی عمران ژئوتکستایل است، ژئوتکستایل ها به طور گسترده در پروژه های مختلف مهندسی عمران مورد استفاده قرار می گیرند. از این ماده در جاده ها، کنترل فرسایش رودخانه، زهکشی، جداسازی، فیلتراسیون، کانال های رودخانه و کارهای ساحلی استفاده می شود. مانند سایر منسوجات فنی، تقاضا برای ژئوتکستایل در بازار جهانی افزایش یافته است. در نتیجه، احتمالات جدیدی پدید آمده است.

 

منابع

 

 

ژئوممبرین

    کاربرد ژئوتکستایل های نبافته: چالش ها و فرصت ها

    کاربردهای پایدار ژئوتکستایل در مهندسی عمران

////////////////////////////////

روانشناسی و مشاوره...