Геосинтетические материалы

Геосинтетические материалы производятся из резины и пластиков (ПП, ПЭ, ПВХ), текстиля, битума, а также и из натуральных компонентов – бентонитовых глин, джута, кокосового волокна и других. В конструкциях геосинтетических материалов, или вкратце – геосинтетиков – могут применяться композиты в виде битумно-полимерных мембран. Общая характеристики всех геосинтетиков: поставляют их в рулонах, ширина – от 1 до 6 метров, раже – в панельном исполнении. Все геосинтетики – полностью готовый к монтажу композитный или однородный материал. Разновидностей геосинтетических материалов очень много, отсюда некоторая терминологическая путаница в обиходе, поэтому проще всего ориентироваться по классификации IGS (Международное Геосинтетическое общество).

Классификация геосинтетических материалов

Классификация геосинтетических материалов, версия IGS:

• Геотекстили – GТ;
• Георешетки – GG;
• Биотекстили и биоматы – ВТ;
• Геоматы – GТ;
• Геоячейки – GL;
• Геосетки – GN;
• Дренажные геосинтетики – GСD;
• Геосинтетические глинообкладки – GСL;
• Геомембраны синтетические – GМS;
• Геомембраны битумные – GМВ.

Геотекстиль

Подразделяется на тканый и нетканый, и различия очень существенны.

Тканый геотекстиль

Плоская правильная конструкция, полученная методом плетения, аналогичным ткацким: группы синтетических нитей переплетаются, имеется параллельная направлению полотна основа и уток – перпендикулярная нить. Тип плетения может быть разный, так же как и вид утка. Тканый геотекстиль подразделяется:

• Моноволокнистый;
• Ленточный (приплюснутые резиновые волокна);
• Направленно ориентированная структура DOS.

Нетканый геотекстиль

Плоский конструкт из синтетического волокна, способ соединения которого – хаотичная скрутка и произвольная фиксация в результате механического, термического и/или адгезивного воздействия на волокна различных длин. Нетканый геотекстиль может быть коротковолокнистый и длинноволокнистый (более прочный и стабильный). Полимерное нетканое полотно, изготавливаемое иглопробивным способом из полиэфирного волокна, уникально прочное при отличной фильтрационной способности - незаменимо для дренажных мероприятий, повсеместно применяется в дорожном строительстве и для различных работ ниже нуля.

Георешетки

Небольшая путаница терминов: в обиходе георешетки часто называют геосетками, хотя последние – отдельный вид геосинтетиков сетчатого строения. Подробнее о георешетках: Геосетка

Георешетка в результате различных технологий может быть тканой, связанной и штампованной, а последняя также однонаправленной и двунаправленной. Но все георешетки создаются для целей армирования грунтов, имеют особую структуру, способную «уложить» уплотнить в своих ячейках-отверстиях почвенные частицы и тем самым укрепить склон, откос, дорожное полотно и так далее.

• Тканая георешетка – плоская конструкция-сетка из высокомодульной тканой синтетики (полиэстр), защищенная упрочняющим покрытием для стабильности креплений полотен.
• Связанная, или скрученная георешетка – плоская конструкция со скруткой синтетических материалов или волокон. Намного прочнее тканых, поскольку производятся из высокопрочных полиэфирных волокон, скрученных в стержни, и защищаются полиэтиленовым слоем. Анизотропны, сопротивлению разрыву зависит от направления – от 15 кН/м до 15 000 кН/м.
• Штампованная георешетка – полимерная конструкция (материал - ПП, ПЭ высокой плотности), технология – штамповка и вытяжка по одному или двум направлениям. Однонаправленная решетка способна к длительному сопротивлению растягивающим нагрузкам до 30 кН/м по всем направлениям.

Биотекстиль, биоматы

Особых вид геоматериалов – на натуральной основе. Джутовое и кокосовое волокно, сизаль и рисовая солома, камыш, костра и все другие природные волокна, которые возможно сплести в плоскую сетчатую конструкцию, применяют для производства биотекстилей.

Гибкие и мягкие полотна биотекстиля легко принимают формы рельефа и используются на любых, самых сложных ландшафтах. А прочная природная основа дает не только эстетику и полноценное развитие живых растений, но и решает проблемы эрозии почв: временно создать устойчивый слой для роста корневой системы – а дальше образовавшийся дерн обеспечит стабильность почвенного слоя на склонах.

Биомат имеет толщину до 1 см, и может быть защищен как геосинтетическими сетками (полипропиленовыми, полиамидными), так и еще одним слоем биотекстиля – в зависимости от целей ландшафтного дизайна. Биоматы и биогазоны - мечта многих дачников, подробнее: Биомат, Экомат

Геоматы

Материал – синтетическое волокно: полиэтилен высокой прочности; ПП (полипропилен); полиамид и другие. Плетение – «путаница», волокна в прямом смысле спутывают так, чтобы образовался рыхлый, пористый (средняя пористость геомата 80-90%), но при этом прочный и стабильный слой с толщиной в 1-2 см. Геомат способен принять любую форму, легко укладывается в любой конфигурации, в том числе и на сложном по топологии основании.

Применение геоматов:

• На почвенных склонах, склонных к эрозионным разрушениям и сдвигам с целью укрепления. Сезонные ливни и дождевые потоки способны смыть непрочный почвенный слой, но геомат укрепляет склон по поверхности, при этом не препятствуя росту травы и другой растительности, а затем корни растений создают природное укрепление и защиту.
• По берегам рек, каналов – с той же целью защиты от эрозионных сдвигов и размываний. Но на берегах водоемов (как природных, так и искусственных), геоматы рационально применять на незаводненных участках склонов, остающихся сухими в периоды между ливнями. Минус геоматов – слабая устойчивость в условиях постоянного сжатия, следствие их пористого строения – не позволяет работу под нагрузкой. Но в комплексе дренажных мероприятий геоматы все же применяют, в комбинациях с геосетками, геомембранами и геотекстилем.

Геоячейки

Узнается мгновенно: настоящие пчелиные соты по форме и виду, только огромадные. По высоте ячей геоячейки могут различаться значительно: от 10 см до 30 см. Материал для изготовления – синтетик в виде ленты, крепление сложное и напоминает сотовое. Главная задача и цель производства геоячеек – укрепление склонов и почв, удержание рыхлых массивов поверхностно. Сыпучие материалы и рыхлые склоны можно закрепить навечно, если уложить на них геоячейку оптимальной высоты и заполнить полости-ячеи грунтом или инертным сыпучим материалом.

Геосетки

Из названия можно понять, что данная конструкция – сетчатая, а точнее петлеобразная. Нити плетения перекрывают друг друга при постоянном угле от 60 до 90 градусов, поэтому и ячеи геосетки стандартны по ширине – от 10 мм до 200 мм. Технология включает штамповку полиэтилена (высокопрочные виды ПЭ) и сварку нитей.

Геосетки – составной слой барьерных и дренажных геомембран, применяются и в качестве фильтра. Различные комбинации геосеток с геотекстилем позволяют расширение функций и качеств геосинтетиков, но основные задачи все те же – фильтрация; барьерная и дренажная функция.

Дренажные геосинтетические материалы

Изготавливаются в однородном материале или в виде композита, поэтому в обиходе называются еще геокомпозитами или профильными геосинтетиками. Имеют толщину от 0,5 см до 3,0 см. Разновидностей дренажных геосинтетиков очень много, есть специальные композиты со сложным строением: фильтрующий геотекстиль; геосетка (геомат или формованный элемент). Изготавливаются в однородной или композитной форме:

• Однородный дренажный геосинтетик – это формованный синтетический материал специального профильного сечения с целью при укладке на плоские поверхности (вертикальные и горизонтальные; подпорные стены или фундаменты и так далее) получать максимальный дренажный и водоотводящий эффект.
• Композитный дренажный геосинтетик производится с объединением слоев геосеток (это может быть плоский геомат или промежуточный формованный профильный слой). Полученная структура размещается в свою очередь между двух слоев геотекстиля – таким образом строение очень сложное. Получается средний слой – функционально дренажный; а наружные верхние и нижние слои выполняют задачу фильтрации.

Разновидность более легкого геокомпозита для дренажных целей может быть всего из одного геотекстильного слоя и геосетки. Таким образом, применение геокомпозитов зависит от их строения и назначения и может быть различным:

• Барьерная геомембрана плюс дренаж;
• Дренажная функция с фильтрацией – отвод жидкости, например, воды от фундамента.

Подробнее: Геомембрана

Глинообкладки-геосинтетики, они же бентонитовые маты

В основе синтетических глинообкладок, широко известных под названием «бентоматы» - природные бентонитовые глины и геосинтетики. Лист многослойный: тонкие слои набухшей бентонитовой глины размещают между геотекстильными слоями, или же крепят на синтетическую геомембрану.

Основные типы бентонитовых матов:

1. Бентонитовый слой размещают между слоев геотекстиля и соединяют швами или спицами – для повышения сопротивления сдвигу. Укладка основных слоев под бентонит с прошивкой делается с нахлестом; на спицах – подготовленные слои с нахлестом обмазывают бентонитом. Далее смесь увлажняют и крепеж происходит самопроизвольно за счет расширения бентонита. Дополнительного механического крепежа нет.
2. Бентонит в смеси с синтетическим клеем наносят на геомембрану из полиэтилена высокой плотности (НDРЕ). Фиксация бентонита в мембране при увлажнении происходит самопроизвольно, поскольку нижний слой бентомата с этой целью изготавливается из неплотных материалов.
3. Натриевый бентонит с водорастворимым клеем размещают между слоев геотекстиля, причем нижний слой неплотный и имеет малую толщину для того, чтобы после увлажнения полотна жидкий бентонит проникал через плетение геотекстиля и происходило автоматическое крепление слоев между собой.

Геомембраны

Подразделяются на битумные и синтетические; различны по конструкции и применению.

Синтетические геомембраны

Синтетическая геомембрана различается по степени пластичности.

Пластичная мембрана – лист толщиной от 0,5 до 2,5 мм; технология производства возможна различная:

• Методом нанесения производят плоские листы шириной 1,0-2,0 м. Мембрана производится из пластизола (расплавленный поливинилхлорид) с пластификаторами.
• При экструзионном методе полимеры с присадками плавят и продавливают через большое круглое отверстие, полученную «трубу» держат в таком состоянии, применяя вакуумирование. После охлаждения трубчатое полотно разрезают и разворачивают, получая широкие плоские листы, ширина – до 6,0 м.
• Календрование – метод, позволяющий получать неширокие полотна. Технология связана с расплавлением и прокаткой через роликовую основу. Материалы – ПВХ и полипропилен, полиэтилен низкой и высокой плотности. Ширина полотен возможна до 2,0 м. В термопластиковый полимер добавляют специальные присадки с целью придания определенных свойств. Качества – низкая проницаемость, прочность.

Эластичные геомембраны имеют еще меньшую толщину – от 0,5 до 2,0 мм, и при этом очень низкую проницаемость. Производятся по двухступенчатой технологии: сначала смешивается однородная невулканизированная резина с добавками, во второй фазе – вулканизация и прокатка. Ширина листов до 2,0 м. Применяется также в композитах - для создания бентонитовых матов в качестве основы. Кроме того, производятся как однородные синтетики-геомембраны, так и с армированием. Армирующие элементы возможны на основе синтетики или металлические.

Битумные геомембраны

Производство: обработка тканой или нетканой основы (материал – полиэстр, стекловолокно) специальным расплавом. Пропитка – битумы и/или эластичный полимер, плюс минеральный наполнитель. Охлажденная основа после пропитки закладывается в несклеивающиеся полотна и скатывается рулоном. Основная характеристика – крайне низкая проницаемость. Толщина битумных геомембран от 3 до 6 мм; ширина полотна – 1,0 -1,5 м.

Подробно о монтаже геосинтетических материалов на частной стройке: Монтаж геомембран