Строительные материалы и изделия
Геосинтетические материалы
Геосинтетические материалы — это материалы на основе полимерных волокон, проволоки, пленки, тканей, сеток, сотовых каркасов и т. д.
Их применяют в гидротехническом строительстве; при строительстве дорог и аэродромов; сооружении хвостохранилищ, резервуаров и отстойников промышленных и других отходов, автозаправочных станций, хранилищ газа и нефтепродуктов; формировании территорий и ландшафта; возведении фундаментов и подземных сооружений.
Геосинтетические материалы выполняют следующие функции:
1) армирование с целью повышения несущей способности оснований; укрепление откосов насыпей, земляных плотин, дамб, волнорезов, каналов, берегов рек, защиты их от размыва, эрозии и оползания; укрепление дорожного полотна, в том числе асфальтобетонных покрытий для предотвращения образования трещин, разломов и других дефектов; 2) разделение дорожных материалов и смежных слоев грунта с разной крупностью зерен для предотвращения их смешивания или фильтрационного разрушения (выпора, механической суффозии); 3) изолирование сооружений, территорий и оснований водонепроницаемыми экранами, завесами для предотвращения потерь воды, попадания сточных вод, нефтепродуктов и других веществ, защиты материалов от коррозии и химического воздействия; 4) фильтрование воды в системах водоснабжения, дренажах и других устройствах; 5) снижение давления фильтрационного потока на подземную часть сооружения путем устройства понуров и шпунтов (горизонтальных и вертикальных противофильтрационных завес); 6) дренирование — полное снятие фильтрационного давления на сооружение;
7) устройство водоотсасывающей опалубки для бетона.
Геосинтетические материалы подразделяются на:
1) геомембраны — полимерные пленки, бентоматы;
2) геотекстили — изделия из волокон и нитей (технические ткани, нетканые полотнища, сетки);
3) решетки и сетки — плоские и трехмерные изделия из проволоки (синтетической или металлической);
4) геокомпозиты — изделия, скомбинированные из пленок, текстилей, решеток, и др.
Геомембраны. Геомембраны — полимерные пленки, бентоматы и другие гидроизоляционные рулонные материалы, применяемые в противофильтрационных устройствах. Наиболее распространены полиэтиленовые и полипропиленовые пленки. Эти пленки (особенно полиэтиленовые) часто армируют специальной сеткой для повышения прочности. Толщина пленок составляет 0,2... 1,0 мм.
Фирма Onduline (Франция) выпускает материал «фундалин» — полимерную мембрану, обеспечивающую гидроизоляцию с воздушным зазором, который снимает давление пара или грунтовых вод и позволяет вентилировать и осушать поверхности, закрытые гидроизоляцией. Зазор создается при помощи 8-миллиметровых выпуклостей в мембране, которыми фундалин опирается на изолируемую поверхность.
Фирма Eltete (Финляндия) выпускает двух - и трехслойные водонепроницаемые пленки. Кроме того, на отечественном рынке имеется продукция фирм Index (Италия), Monorflex (Дания) и др.
Бентоматы («Клеймакс», «Набенто» и др.) — трехслойные рулонные материалы, у которых средний слой из натрий-бентони - товой глины расположен между двумя слоями технической ткани из высокопрочного полипропилена. Слой бентонита армируется волокнистым наполнителем. Это позволяет разрезать маты без потери бентонита.
Натрий-бентонит хорошо впитывает воду и набухает, увеличиваясь в объеме до 15 раз. «Клеймакс» толщиной 0,6 см набухает до 1,2...2,5 см и обеспечивает такую же водонепроницаемость, как слой каолинитовой глины толщиной 90 см. Следует отметить способность бентонита к «самозалечиванию» небольших повреждений.
«Клеймакс» выпускается в рулонах шириной 4,1 м, длиной полотна в рулоне 30,5 м. Масса рулона составляет 680 кг. Полотнища раскатываются с помощью подъемных устройств, укладываются с нахлестом 15 см и закрепляются специапьными скобами, втыкаемыми в грунт. Водонепроницаемость шва обеспечивается в
результате проникновения бентонита при набухании через полипропиленовую ткань. Для защиты от механических повреждений строительными машинами маты «Клеймакс» засыпают слоем грунта толщиной не менее 15...20 см. Защитное покрытие также предохраняет маты от повреждения проточной водой, которая может вымывать бентонит через тканевую оболочку.
«Набенто» отличается от «Клеймакс» тем, что слой бентонита защищен от вымывания мелкопористым геотекстильным полотном из полипропилена и маты прошиты с шагом швов 25 мм. Это позволяет использовать «Набенто» на крутых откосах. Размеры полотна в рулоне составляют: ширина — 3,6 м, длина — 30 м, толщина (в сухом состоянии) — около 8 мм. Поскольку бентонит не проникает через оболочку «Набенто», для уплотнения швов между полотнищами помещают слой порошка (100x10 мм) или пасты бентонита.
Геотекстили. Геотекстили подразделяются на нетканые и тканые.
«Тай пар» (Тураг) — нетканый материал толщиной 0,36... 0,90 мм, изготавливаемый путем каландрования из тонких (диаметром 60... 300 мкм) волокон полипропилена, соединенных между собой сплавлением в местах контакта. «Тайпар» проницаем для воды и легко продуваем для воздуха, обладает высокой стойкостью к гниению и воздействию кислот и щелочей. Однако под действием ультрафиолетовых лучей он теряет прочность, поэтому должен быть защищен от солнечного света. Поставляется «Тайпар» в рулонах шириной от 2,0 до 5,2 м и массой от 24 до 196 кг. Длина полотнища в рулоне составляет 100, 150 или 200 м.
Геотекстиль «Тайпар» применяется, как правило, в качестве разделяющей прослойки между грунтовым основанием и вышележащим крупнозернистым слоем дорожной одежды, препятствуя прониканию вместе с водой тонкодисперсных частиц грунта в пустоты крупнозернистого материала, а также смешению этих слоев. Одновременно возрастает несущая способность дорожного полотна в результате более равномерного распределения напряжений на грунт основания. Высокая проницаемость обеспечивает свободный пропуск воды через «Тайпар» и необходимый влагообмен между слоями, что позволяет отводить воду с дорожного полотна через дренажные устройства. «Тайпар» может быть использован в гидроизоляционном покрытии для армирования слоя битумной эмульсии или мастики. В дренажных системах «Тайпар» предотвращает заиливание и кольматацию пустот в отсыпке гравия.
«Земдрейн» (Zemdrain) — нетканый пористый материал, выполненный из полипропилена. Он применяется для обшивки внутренних стенок опалубки при изготовлении железобетонных изделий. Хорошая влаго - и воздухопроницаемость материала способствует отводу избыточной влаги и воздуха из бетона в процессе его твердения, что приводит к значительному повышению его поверхностной плотности.
«С т а б и л е н к а» (Stabilenka) — полиэфирная ткань, обладающая высоким модулем упругости и хорошими фильтрующими свойствами. Ткань производится девяти видов с различной толщиной нитей и типом плетения. Все виды ткани «Стабиленка» изготавливаются из высокомодульного полиэстера в продольном направлении и полиамида (нейлона) в поперечном направлении. Поперечные волокна для уменьшения массы делаются более тонкими, поэтому прочность на разрыв в продольном направлении (150... 1 000 кН/м) существенно выше, чем в поперечном направлении (45... 100 кН/м). Поскольку материал рассчитан для восприятия нагрузок вдоль полотна, он должен быть ориентирован соответствующим образом. Относительное удлинение ткани «Стабиленка» составляет 9... 10 %.
Геотекстиль «Стабиленка» используется при строительстве насыпей, укреплении берегов и откосов, для защиты их от оползания и т. д.
«К о м т р а к» (Comtrac) выпускается как в виде сетки из высокопрочного полиэстера, так и в виде композиционного материала, в котором сетка совмещена с иглопробивным нетканым текстилем, выполняющим функции разделения и фильтрации. Назначение сетки — придание материалу высокой прочности при растяжении. Особенность сетки «Комтрак» заключается в том, что она получена путем наложения поперечных нитей на продольные и последующего обвязывания узлов отдельной нитью. Этой же нитью сетка пришивается к полотну. В обычных тканых сетках нити изогнуты в местах переплетений. Под нагрузкой они распрямляются без оказания сопротивления. В отличие от них нити сетки «Комтрак» прямые, благодаря чему они оказывают сопротивление сразу же при приложении нагрузки, без предварительной деформации.
Нетканое полотно может быть произведено из полиэстера, полипропилена или полиэтилена. Прочность на растяжение может варьироваться от 20 до 700 кН/м, плотность — от 300 до 800 г/м2.
«Комтрак» применяется для армирования грунтов основания с низкой несущей способностью. Высоководопроницаемый текстиль обеспечивает дренирование грунта.
«Хате» (Hate) — геотекстиль, состоящий из тканой основы и нетканого полотна. Для производства основы используются волокна из полиэстера, полиамида, полипропилена и полиэтилена. В зависимости от просвета между нитями различают текстили грубого и плотного плетения. Текстили грубого плетения могут быть изготовлены с ячейками любых размеров. Они производятся, как правило, из мультиволоконной пряжи, преимущественно из полиэстера или полиамида. Текстили плотного плетения, с мелкими ячейками, получают из моноволоконных нитей, полипропиленовых или полиэтиленовых. Несмотря на плотную структуру эти ткани обладают хорошей водопроницаемостью благодаря гладкой поверхности нитей. Если в текстиле использованы как моно-, так и мультиволоконные нити, то такие текстили называются смешанными. При производстве текстилей из полипропилена и полиэтилена используют плоские и фибриллированные плоские пряди. В первом случае получают мелкотканые, хорошо фильтрующие ткани. Текстили из фибриллированных плоских прядей изготавливают для особо тяжелых условий. Они отличаются очень высокой прочностью при растяжении.
Текстили «Хате» используют в качестве фильтров для защиты грунтов от эрозии, подстилающего слоя в дорожных покрытиях (для равномерного распределения нагрузки на основание), защиты дна и берегов рек и морей, укрепления основания при строительстве волнорезов дамб, укрепления дернового покрова на склонах и т. д.
Решетки и сетки. Двухмерные решетки и сетки применяют для армирования грунта оснований сооружений, дорожных покрытий и т. д.
«Хател ит» (Hatelit) — сетки из полиэстера, покрытые битумом. Они предназначены для армирования асфальтовых покрытий. Выпускаются такие сетки с размером ячеек 20x20, 30x30 и 40x40 мм. Их плотность составляет 140...460 г/м2; прочность на растяжение —
30.. .90 кН/м; температура размягчения — 230... 240 °С. Размер ячеек решетки должен быть в 2 — 2,5 раза больше, чем размер частиц крупного заполнителя. Выпускаются сетки «Хателит» в рулонах шириной 1,1; 1,7; 2,2 и 3,6 м, длиной в рулоне 150 м.
«Тенсар» (Tensar) — геосетки из полиэтилена высокой плотности, используемые для армирования грунта при строительстве и ремонте железных и шоссейных дорог.
«Фортр а к» (Fortrac) — георешетки, образованные сплетенными нитями из высокопрочного волокна РЕТ (полиэтилен те - рефталат). Для защиты от ультрафиолетового облучения решетка покрыта слоем черного поливинилхлорида. Георешетки производятся пяти стандартных видов с прочностью в продольном направлении 20, 35, 55, 80 и ПО кН/м и размером ячеек 10x10, 20x20, 35x35, 50x50 мм. Продольное направление распознается по оплетке вокруг нитей. Георешетки «Фортрак» выпускаются в рулонах шириной 3,7 м; длина рулона — 200 м.
«Тенакс ТТ» (Тепах ТТ) — моноориентированная плоская решетка, изготавливаемая из полиэтилена высокой плотности путем экструзионного процесса с последующим растягиванием в одном направлении. При этом происходит ориентирование молекул в направлении вытяжки, что обеспечивает высокую прочность при растяжении и малую деформативность.
«Т е н а к с Л Б О» (Тепах LBO) — плоская георешетка двойного ориентирования, получаемая экструзией и вытяжкой в двух направлениях.
«Тенакс МС» (Тепах MS) — композитная георешетка, состоящая из трех или пяти слоев полипропиленовой решетки двойного ориентирования.
«Тенакс мультимат» (Тепах Multimat) — решетка, изготавливаемая на основе экструдированных полипропиленовых решеток двойного ориентирования, наложенных одна на другую и связанных посредством черной полипропиленовой нити.
Трехмерные решетки и сетки применяются для защиты грунта от эрозии, укрепления склонов, создания искусственных газонов И т. д.
«Энкамат» (Enkamat) — выполненная из полиамида объемная ажурная сетка толщиной 8...20 мм, предназначенная для защиты грунта от эрозии. «Энкамат» укладывается на защищаемый склон, закрепляется колышками, засеивается травой и засыпается слоем почвы. Кроме простой трехмерной сетки («Энкамат 7020» или «Энкамат 7220») выпускаются трехмерные сетки: «Энкамат S», армированная решеткой, и «Энкамат А», заполненная смесью битума и щебня. «Энкамат А» предназначена для применения под водой при скорости течения воды не более 2,5 м/с. «Энкамат S» применяется для укрепления грунта на очень крутых скалистых склонах.
«Эн к аз он» — это дерн, выращенный на сетке «Энкамат». Он предназначен для формирования ландшафта.
Геокомпозиты. Геокомпозиты состоят из трехмерных сеток, армирующих решеток геомембран и геотекстилей.
«Энкадрэйн» (Enkadrain) — дренажная система, представляющая собой трехслойный материал, в котором объемная сетка «Энкамат» помещена между двумя слоями нетканого фильтрующего текстиля. В зависимости от сопротивления местному сдавливанию выпускаются системы для средних и больших глубин («Энкадрэйн ST»), небольших и средних глубин («Энкадрэйн Р») и использования под большой нагрузкой, например в основании покрытий тротуаров, в торговых и пешеходных зонах, на крышах («Энкадрэйн ТР») и т. д.
«Энкадрэйн С К» — это геокомпозит, в котором один из наружных фильтрующих слоев заменен водонепроницаемым слоем, позволяющим материалу выполнять одновременно функции дренажа и гидроизоляции фундаментов.
