Геотекстиль види та способи застосування

Геотекстиль – це міцне полотно із синтетичних волокон із особливими властивостями. Серед головних властивостей це стійкість до гниття, здатність до фільтрації та механічні властивості, що дозволяють посилювати дорожній одяг. Різні види геотекстилю застосовуються як у дорожньому будівництві та ландшафтному дизайні, так і при покрівельних роботах. Геотекстиль можна купити зі складу нашої компанії, або через партнерів компанії Мізол. Серед компаній-партнерів є як торгуючі, так і будівельно-монтажні організації. Ціна геотекстилю Typar SF та Tipptex BS в Україні однакова у всіх точках продажу нашої компанії. У цій статті розберемо які властивості варто звертати увагу при виборі. Порівняємо фізичні та експлуатаційні властивості термічно скріпленого, голкопробивного, а також голкопробивного та додатково термічно фіксованого геосинтетичного матеріалу. Також розберемо область застосування різних видів геотекстилю, як у дорожньому, так і в інших сферах будівництва.

Що таке геотекстиль

Геотекстиль – це тканий чи нетканий матеріал із синтетичних волокон. Найчастіше це поліпропілен, але бувають і поліамідні геосинтетичні матеріали. Поліпропілен набув більшого поширення через більшу хімічну стійкість, він добре переносить контакт із лугами та кислотами, які можуть входити до складу будівельних матеріалів.

У цій статті ми розглядатимемо лише неткані геосинтетичні матеріали, які складаються з хаотично переплетених волокон поліпропілену. Наприклад геотекстиль Typar SF виготовлений з безперервних поліпропіленових ниток. Майже всі види геосинтетики мають у складі добавки для захисту від руйнування під впливом УФ випромінювання. Але можуть перебувати під відкритим небом не більше 30 днів, тому рекомендується закривати геотекстиль ґрунтом, піском, покрівельними матеріалами якнайшвидше. Термін реальної експлуатації геотекстилю укладеного у шари дорожнього полотна практично не обмежений.

Термічно скріплений геотекстиль Typar SF

Основні функції геотекстилю:

1. Поділ шарів піску, грунту та щебеню різних фракцій від змішування та просідання. Якщо немає міграції щебеню в ґрунт, а значить немає просадок і дорожнє полотно залишається стабільним та міцним. А також поділ несумісних для прямого контакту матеріалів, наприклад бітуму та ПВХ мембран.

2. Стабілізація та посилення ґрунту на схилах, насипах тощо.

3. Фільтрація - пропускання води та затримка затримка частинок ґрунту, та піску на межі укладання геосинтетичного шару. Вода проходить через пісок, щебінь і шари, що розділяють з геотекстилю, при цьому не відбувається ні вимивання піску зі структури дорожнього пирога, ні проникнення частинок грунту в глиб дренажного шару.

4. Захист від механічних пошкоджень гідроізоляції, утеплювача полімерних мембран на дахах, водних резервуарах та полігонах для накопичення побутових відходів.

На ринку України можна купити нетканий геотекстиль від багатьох виробників, але потрібно уважно вивчати властивості матеріалу, щоб переконатися, що він підходить для вашого проекту. Ціна геотекстилю залежить не тільки від поверхневої щільності, далі ми розберемо ключові характеристики такі як межа міцності на розрив та властивості пружної деформації.

Що стосується форми випуску, то купити геотекстиль можна в рулонах шириною від 1,5 до 5,2 метра. У дорожньому будівництві та ландшафтному дизайні найбільшою популярністю користується велика ширина 5 і більше метрів. Для покрівельних конструкцій та ландшафтного дизайну найчастіше підходить ширина 1,5-3,2 метра.

Різновиди та властивості геотекстилю від компанії Мізол

Тепер розберемося у властивостях та відмінностях геосинтетичних матеріалів, виготовлених за різними технологіями. Для виробництва нетканого геотекстилю використовують такі способи:

1. Механічне сплутування тонких поліпропіленових волокон на верстаті із зазубреними на зразок гарпуна голками. Це голкопробивний геотекстиль. Це найпростіший спосіб виготовлення, відповідно, ціна геотекстилю низька. Але таке полотно має невисоку міцність, сильно розтягується та деформується при механічних навантаженнях. Але для фільтрації та дренажу використовувати такий матеріал можна, а для фільтрації замовити геотекстиль цього типу – це гарне рішення.

2. Додатково термофіксований геотекстиль. Це голкопробивне полотно, що зміцнене термічною обробкою. Матеріал прокочується через гарячі вальці або обдувається гарячим повітрям. Від нагрівання поліпропілен розм'якшується, і волокна прилипають одна до одної. Через війну міцність геотекстилю в порівнянні звичайними голкопробивними різновидами зростає. Купити термофіксований геотекстиль можна у всіх регіонах України. Він підходить для будівництва гідроспоруд, доріг покрівельних конструкцій. Але потрібно чітко розуміти переваги та обмеження цього матеріалу. У нас можна купити геотекстиль Tipptex BS від компанії Bonar, створений за цією технологією.

3. Термоскріплений геотекстиль має інші властивості. Тут тисячі надтонких ниток проходять через запатентовану компанією DuPont стадію "переднапруги" та щільно укладаються. А за рахунок того, що нитки ще не до кінця пройшли процес пластифікації, вони спаюються між собою в точках перетину. В результаті утворюється ізотропне полотно, яке потім додатково скріплюється термічно та механічно для надання матеріалу максимальної міцності. На ілюстрації нижче показано нитки в процесі виробництва, та структура геотекстилю Typar SF під мікроскопом.

Геотекстиль Typar SF в процесі виготовлення та під мікроскопом

Ця технологія складніша і матеріал дорожчий у виробництві. Тому виробників термоскріпленого геотекстилю дуже мало. В Україні найуспішнішим чином продається геотекстиль від компанії DuPont під торговою маркою Typar SF. Придбати який можна через партнерську мережу компанії Мізол або замовити безпосередньо з будь-якого нашого регіонального складу.

Область застосування всіх видів геотекстилю:

• пішохідні доріжки та тротуари;

• автомобільні дороги всіх категорій;

• залізниці та трамвайні колії;

• промислові підлоги;

• пристінний та пластовий дренаж фундаментів;

• благоустрій територій;

• пляжі, набережні і штучні водойми;

• спортивні майданчики;

• вимощення та захист фундаментів;

• стоянки транспорту;

• експлуатовані покрівлі;

• гідротехнічні споруди;

• неексплуатовані покрівлі (у тому числі реконструкції);

• баластові дахи.

Характеристики необхідні для підбору правильного різновиду геотекстилю

Тривалий час в Україні не було нормативної бази, яка регламентувала б вимоги до властивостей, якості  та правил застосування геотекстильних матеріалів у цивільному та дорожньому будівництві. Через що навіть серед фахівців склалися хибні уявлення, що ключовою характеристикою є поверхнева щільність. Це призводило до проблем коли для дренажу вибирали полотно з малою водопроникністю, або для посилення та стабілізації вибирали геотекстиль із низькою міцністю.

На сьогоднішній день в Україні вже прийняті норми, які регламентують обов'язкові вимоги до властивостей геосинтетичних матеріалів, та визначають мінімальні значення, а також методику вибору марки геотекстилю. Ось список чинних нормативних документів:

1. ГБН В.2.3-37641918-544:2014 «Автомобільні дороги. Застосування геосинтетичних матеріалів у дорожніх конструкціях»

2. ДСТУ 7372:2013 «Геотекстиль та віднесені до геотекстилю вироби. Необхідні характеристики для використання у дренажних системах»

3.  EN 13249:2005 «Геотекстиль та віднесені до геотекстилю вироби. Необхідні характеристики для застосування в дорожньому будівництві (за винятком залізничних колій та асфальтних покриттів)»

4. EN 13256:2006 «Геотекстиль та віднесені до геотекстилю вироби. Необхідні характеристики для використання в конструкціях тунелів та підземних споруд»

5. ISO 10318:2015 «Геотекстиль. Словник термінів»

Відповідно до сучасної нормативної бази оцінку відповідності геотекстильних матеріалів слід проводити за такими технічними характеристиками:

1. Міцність на розрив — це рівень навантаження на геосинтетичний матеріал, при якому відбувається його розрив. Випробування проходять за стандартом EN ISO 10319 для цього береться зразок розміром 200 мм завширшки та 100 мм завдовжки.

За цією ж методикою визначається максимальне подовження матеріалу.

2. Динамічне опір деформації — величина проникнення в полотно сталевого конуса вагою 1 кг, який скидається з висоти 500 мм. Це випробування моделює ситуацію, коли на геотекстиль скидається кам'яний матеріал з гострими краями або геотекстиль піддається різкому локальному навантаженню. Методика відповідає стандарту EN 918.

3. Розмір пор O90w — це характеристика для розрахунку здатності утримання частинок ґрунту певного розміру на поверхні геотекстилю. Цей показник важливий, щоб перевірити властивості матеріалу в режимі фільтрації. Фільтр повинен забезпечувати умови за яких частки ґрунту не проникають через матеріал і не замулюють дренажний прошарок. Випробування проводяться згідно з EN ISO 12956.

4. Водопроникність VH50 – швидкість фільтрації води через геотекстиль з висотою напору 50 мм. Цей показник характеризує водопроникність без навантаження.

5. Водопроникність під навантаженням 200 кН/м2 – визначає швидкість проходження потоку води, що проходить через геотекстиль під дією сили стиснення. Результати показують, що пропускна здатність голкопробивного геотекстилю значно зменшується під навантаженням. Водночас водопроникність термоскріпленого геотекстилю Typar SF змінюється досить слабо.

6. Опір статичному проколюванню CBR. Тут визначається яка сила потрібна, щоб проштовхнути плоску головку плунжера діаметром 50 мм крізь полотно. Ця характеристика моделює здатність матеріалу протистояти вертикальним локальним навантаженням без пошкоджень. Наприклад, навантаження від шару кам'яного матеріалу. Випробування проводяться згідно з EN ISO 12236.

7. Грейферна міцність визначає опір геотекстилю розтягуванню, від кам'яного матеріалу, який роз'їжджається в сторони. Цей параметр характеризує локальну передачу навантаження кам'яного матеріалу на полотно. І використовується для підбору розділяючого геотекстилю. Дослідження проводяться згідно з нормативом ASTM D4632.

8. Ефективність захисту — це індекс для визначення наскільки ефективний той чи інший геотекстиль для захисту контактної поверхні інших матеріалів (наприклад гідроізоляційної мембрани). Ця характеристика показує здатність геотекстилю захищати гідроізоляцію від статичного тиску кам'яного матеріалу. Гострі краї окремих каменів не повинні пошкоджувати гідроізоляцію. Норматив тестування EN 13719.

9. Довговічність — це час, за який матеріал втратить не більше 50% початкової міцності. Для визначення цього часу геотекстиль прискорено зістарюють за допомогою автоклаву та занурення у водний розчин гідрокарбонату натрію (NaHCO3), концентрація 0,01 моль/л, гідроксиду натрію (NaOH), концентрація 1 моль/л. І створюють в автоклаві підвищену температуру від 70 до 80°З тиск 1,1; 2,1 та 5,1 МПа.

Що стосується фізичних властивостей, то для дорожнього будівництва найважливішою характеристикою є залежність між прикладеним навантаженням та деформацією матеріалу у відповідь. Важливо, щоб матеріал витримував значні навантаження при оптимальному подовженні. Це визначає несучу здатність дорожнього полотна. Відповідний геотекстиль повинен мати високий початковий модуль пружності, високу міцність та оптимальну еластичність.

На графіці нижче показано залежність між прикладеним зусиллям та відносним подовженням аж до руйнування матеріалу для різних видів геосинтетичних матеріалів.

Криві "напруги-деформації" Typar SF та інших видів геотекстилю

З графіка видно, що необхідне зусилля для зміни лінійного розміру термоскріпленого геотекстилю Typar SF на 5% в 5 разів вище ніж зусилля необхідне для розтягування голкопробивного матеріалу. Крім того, максимальне подовження Typar SF не перевищує 55%, тоді як інші види геотекстилю можуть досягати 100-190%, тобто вони розтягуються більш ніж в два рази.

Щоб відповідати всім вимогам, важлива і висока однорідність матеріалу. У випадку з Typar SF – якість матеріалу контролюється безперервним фотопроменевим та ультразвуковим онлайн-моніторингом процесом. Якщо продукт відповідає стандартам, він знімається з виробництва.

Властивості різних типів геотекстилю у відповідь деформацію можна побачити в таблиці нижче.

Приклади застосування геотекстилю у різних сферах

Розглянемо розширений перелік способів застосування геотекстилю.

1. Розділення різних за властивостями сипких матеріалів пісок, щебінь різних фракцій, ґрунт і т.д. Без шару, що розділяє, вода змиває дрібний пісок і частинки грунту між камінням. Щебінь перемішується з піском і ґрунтом і занурюється в ґрунт. Як кажуть будівельники: “10 кілограмів каменю засипаного в 10 кг болота дорівнює 20 кілограмів болота.” В результаті дорожнє полотно просідає і з'являються колії. Крім цього розділяюча функція не дає проникнути частинкам грунту в зернистий шар дорожньої основи. Мокрі частинки ґрунту на кам'яному матеріалі діють як мастило, від чого кам'яний матеріал втрачає значну частину міцності.

Крім розділяючої функції геотекстиль виконує і роль дренажних прошарків, як показано на ілюстрації нижче.

2. Посилення (армування) дорожніх верств. Шар геотекстилю бере на себе і рівномірно розподіляє навантаження від автомобілів, що проїжджають, тим самим стабілізує щебеневу основу. Є три механізми для стабілізації та посилення щебеневої основи, див. ілюстрацію нижче:

• стримування та обмеження: геотекстиль перешкоджає просадці дорожнього покриття під колесами важкої техніки, і одночасно стримує спучування на прилеглих ділянках на які побічно діє тиск коліс;
• мембранний механізм працює у разі будівництва доріг на слабких основах, геотекстиль розподіляє силу вертикального тиску у бічні площини, тим самим розподіляє навантаження на велику площу.
• локальне посилення та захист від точкового вдавлювання кам'яного матеріалу в підстилаючий ґрунт

Чим вищий початковий модуль пружності геотекстильного матеріалу тим менша ймовірність колеєутворення на поверхні зернистого шару, а також краща стійкість щебеневої основи до зміщення.

При будівництві доріг із твердим покриттям також використовується геотекстиль і тут він також виконує функції розділення та посилення. А також:>

• підвищує несучу здатність ґрунтової основи;

   

• підвищує міцність та довговічність дорожнього покриття;

   

• дозволяє зменшити товщину зернистих шарів;
• дозволяє будувати дороги на слабких основах без додаткового посилення;

• перешкоджає просіданню та деформації твердого покриття

3. Дренаж та фільтрація. Геотекстиль використовується як фільтруючий шар, щоб захистити дренажний прошарок від замулювання дрібними частинками ґрунту. Крім того, дренажний шар зберігає об'єм і межі не змішуючись з грунтом. А значить не буде просадок та деформацій поверхні. Для фільтрації та дренажу найбільш важливі такі характеристики як водопроникність, рекомендоване значення 0,7 м/с, та розмір отворів -140 мкм. Також важливо, щоб матеріал не змінював властивостей водопроникності під тиском ґрунту. Вимоги до механічної міцності та пов'язаних з нею характеристик тут не такі високі як у попередніх варіантах.

В останні роки як дренажний шар все частіше використовують шиповидну полімерну мембрану, а не зернистий шар посипання, див. ілюстрацію нижче.

Цей метод дозволяє знизити обсяг робіт та заощадити на матеріалах для підсипки.

4. Захист гідроізоляційних матеріалів від механічних пошкоджень при будівництві резервуарів, штучних водойм, полігонів для твердих відходів та підземних споруд. Тут найвищі вимоги до механічних характеристик, таких як:

•  опір статичному проколюванню - 4200Н;

• динамічний опір перфорації – 12 мм;

• ефективність захисту – 2,2%;

• гранична міцність – 25 кН/м;

• відносне подовження під навантаженням – 50%.

Найбільш придатним матеріалом є геотекстиль від компанії Bonar – Tipptex BS 25.

Геотекстиль не тільки захищає гідроізоляцію від механічних пошкоджень, але й полегшує будівництво, тому що створює ефект ковзання матеріалу посипки по схилу гідроспоруди.

5. Розділення різних за хімічним складом та несумісних матеріалів при облаштуванні плоских дахів. У тому числі експлуатованих дахів. Справа в тому, що мембрани ПВХ не повинні безпосередньо контактувати з бітумом. Такі ситуації можливі, коли триває реконструкція старої покрівлі без зняття існуючого покриття. Для розділення матеріалів поверх старого бітумного покриття укладається шар геотекстилю. А зверху вже фінішне покриття із ПВХ мембрани. Така сама ситуація з контактом полістиролу та ПВХ мембрани, тут теж обов'язковий розділяючий шар. Для дахів краще купити голкопробивний термофіксований геотекстиль Tipptex BS його механічні властивості дозволяють виконувати не тільки функцію, що розділяє, але й захисну. Наприклад, Tipptex BS 16 має показник статичного продавлювання CBR - 2800 H, що більш ніж удвічі вище порівняно з Typar SF 40, який підходить як шар для тротуарів і паркувань.

Як замовити геотекстиль у Києві чи інших містах України

Ми маємо 26 філій зі складами у всіх областях України. Щоб купити геотекстиль у вашому регіоні, можна зателефонувати за телефоном, вказаним вгорі сторінки або скористатись розділом «Де купити». Там потрібно вибрати місто та який матеріал вам потрібен. Після цього відкриється список компаній, які займаються цим товаром. Ми самі зв'яжемося з обраною компанією, щоб перевірити, чи може вона виконати ваше замовлення в потрібному обсязі. Якщо виникнуть складності, ми знайдемо іншу компанію, яка зможе доставити потрібний обсяг товару або виконати обсяг робіт з його укладання. Якщо є питання щодо властивостей геотекстилю або хочете знати, де купити геотекстиль у вашому місті, телефонуйте або пишіть в онлайн чат.