ژئوتکستایل چیست؟ انواع+ ویژگی ها و کاربردهای آن

شاید تا به حال اسم ژئوتکستایل را هم نشنیده باشید، اما آ‌چنان با زندگی ما عجین شده است که اگر یک روز نباشد ممکن است نبود چیزی مهم را در دور و اطرافمان حس کنیم. ژئوتکستایل را می‌توان انقلاب صنعتی دوم نامید. از صنعت نفت و گاز گرفته تا کشاورزی و از همه مهم‌تر راه سازی، می‌توان ردپایی از آن را مشاهده کرد. اما ژئوتکستایل اصلا چیست، چرا انقدر مهم است و چه کاربردهایی دارد؟ در این مقاله از موکت همدان قصد داریم تا به مهم‌ترین سوالات موجود در این خصوص پاسخ دهیم.

ژئوتکستایل چیست؟

ژئوتکستایل Geotextile یکی از هشت محصول ژئوسنتتیک ها می‌باشد که نوعی از منسوجات نفوذپذیر محسوب شده و با استفاده از الیاف پلی استر یا پلی پروپیلن تولید می‌شود. امروزه از ژئوتکستایل برای ساخت و سازهای عمرانی و بهبود ویژگی‌های خاک استفاده می‌شود. ژئوتکستایل ها به طور گسترده در جاده سازی، زهکشی‌سازه ها، بنادر و… پروژه های مهندسی و عمرانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده از ژئوتکستایل ها، قابلیت جداسازی آن‌ها می‌باشد و باعث می‌شوند تا در هنگام انجام عملیات، مصالح با یکدیگر مخلوط نشوند.

ویژگی	توضیحات
انواع	* ژئوتکستایل‌های بافته‌شده (Woven Geotextiles) * ژئوتکستایل‌های نبافته (Non-woven Geotextiles)
عملکردها	* جداسازی (Separation) * فیلتراسیون (Filtration) * زهکشی (Drainage) * تقویت (Reinforcement) * محافظت (Protection)
کاربردها	* راهسازی و روسازی جاده‌ها * ساخت و ساز فرودگاه‌ها * احداث خطوط راه‌آهن * ساخت و ساز سدها و مخازن آب * پروژه‌های زیست‌محیطی (مانند لندفیل‌ها و سیستم‌های تصفیه فاضلاب) * کشاورزی و محوطه‌سازی
مزایا	* افزایش طول عمر سازه‌ها * کاهش هزینه‌های ساخت و نگهداری * بهبود عملکرد و پایداری سازه‌ها * کاهش اثرات زیست‌محیطی * سهولت نصب و اجرا

انواع ژئوتکستایل ها

ژئوتکستایل ها به طور کلی به پنج دسته بافته Woven، نبافته Nonwovwen، بافتنی Knitted، اسپان باند Spunbonded  و بافته طنابی شکل Braided  تقسیم می‌شوند که در ادامه به معرفی بیشتر هرکدام خواهیم پرداخت.

ژئوتکستایل پارچه‌ ای بافته شده

ژئو تکستایل پارچه ای بافته شده Woven Fabric Geotextile مانند پارچه‌های معمولی تولید و روانه بازار می‌شود. در تولید ژئوتکستایل بافته شده از دو الیاف عمود بر یکدیگر استفاده می‌شود. الیافی که در امتداد طول پارچه قرار می‌گیرد را تار و الیاف عمود بر آن را پود می‌گویند.

ژئوتکستایل پارچه‌ ای بافته نشده

ژئوتکستایل بافته نشده NonWoven Geotextiles پارچه ای شبیه به نمد می‌باشد که از الیاف مانند پلی استر و پروپیلن تولید می‌شوند و استحکام خود را در زمان نفوذپذیری بالای آب از دست نمی‌دهد، به همین دلیل امروزه از ژئوتکستایل بافته نشده در جاده سازی، ساخت سیستم‌های زهکشی و… استفاده می‌شود. ژئوتکستایل بافته نشده حاصل از به هم پیوستگی شیمیایی، ضخامتی معادل 3 میلیمتر دارد.

ژئوتکستایل بافتنی

روش تولید ژئوتکستایل بافتنی Knitted Geotextiles همانند بافتن کاموا می‌باشد و از هم در تنیدن حلقه های الیاف به وجود می‌آید.

ژئوتکستایل اسپان باند

فرایند تولید ژئوتکستایل اسپان باند Spunbonded Geotextiles را می‌تواند یکی از سریع‌ترین فرایندهای تولید پارچه‌های بافته نشده نامید. در این روش، رشته ها در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و سپس با گرما به یکدیگر متصل می‌شوند.

ژئوتکستایل بافته طنابی شکل

ساختار ژئوتکستایل بافته طنابی شکل Braided Geotextiles بسیار شبیه به ژئوتکستایل های بافته شده می‌باشد با این تفاوت که از این روش، بیشتر برای تولید ساختارهای طنابی شکل باریک استفاده می‌شود.

الیاف تشکیل دهنده ژئوتکستایل

به طور کلی الیاف مورد استفاده در محصولات ژئوتکستایل به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شود، اما بیشتر از الیاف مصنوعی استفاده می‌شود.

الیاف طبیعی

الیاف طبیعی از منابعی مانند گیاهان، دانه‌ها، پوست و… به وجود می‌آید.

الیاف مصنوعی

امروزه بیشترین تولید ژئوتکستایل ها توسط الیاف مصنوعی انجام می‌شود، اما به غیر از پلی استر و پلی پروپیلن، الیاف دیگری هم مانند پلی اتیلن، پلی آمید و پلی اتیلن ترفتالات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی های ژئوتکستایل چیست؟

ویژگی‌های ژئوتکستایل را می‌توان به 5 مورد: جداکنندگی، فیلتراسیون، محافظت و تقویت خاک دسته بندی کرد که در ادامه به بررسی هر کدام از این موارد خواهیم پرداخت.

جداکنندگی

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های ژئوتکستایل را می‌توان قابلیت جداکنندگی آن دانست. ژئوتکستایل با جداسازی خاک از سنگ ها، مقاومت خاک را حفظ می‌کند. از این ویژگی در موقعیت های دیگری مانند موارد زیر نیز استفاده می‌شود.

• زیرسازی جاده ها و فرودگاه ها
• زیرسازی خطوط راه آهن
• محل دفن زباله ها

تقویت خاک

در این روش با ورود الیاف ژئوتکستایل به خاک، تحمل بار آن بالا می‌رود. این مورد بسیار شبیه به ساخت ساختمان با میلگرد و بتن می‌باشد. با این روش حتی‌ می‌توان بنا یا سازه را حتی بر روی خاک های سست نیز بنا کرد.

آب بندی

اضافه کردن یک لایه ژئوتکستایل نبافته، میان آسفالت قدیمی و جدید، باعث می‌شود تا یک لایه ضد آب بسیار قوی ایجاد شده و جریان آب را در آسفالت جدید به حداقل برساند.

فیلتراسیون

فیلتراسیون یا فیلترینگ امروزه کاربردهای بیشماری در علم مهندسی دارد از جمله این کاربردها می‌توان به زهکشی لبه پیاده رو یا خیابان ها اشاره کرد.

کنترل فرسایش خاک

کنترل فرسایش خاک قطعا یکی از مهم ترین دلایل استفاده از ژئوتکستایل در سواحل و اسکله‌ها می‌باشد. این محصول با کنترل ضربات امواج در سواحل باعث جلوگیری از تخریب بتن آرمه می‌شوند. امروزه بسیاری از کشورها برای جلوگیری از فرسایش خاک در سواحل خود، از ژئوتکستایل استفاده می‌کنند.

محافظت

از ژئوتکستایل ها می‌توان به عنوان عایق رطوبتی در استخرها، برای محافظت از لایه ژئوممبران استفاده کرد. در این روش، ژئوتکستایل قبل از لایه ژئوممبران بر روی زمین پهن می‌شود تا بتواند از لایه ممبران در برابر آسیب های احتمالی محافظت نماید و باعث افزایش عمر و کیفیت استخر شود.

کاربرد ژئوتکستایل چیست؟

کاربردهای فراوان ژئوتکستایل در صنایع مختلف، امروزه به مهندسین کمک کرده تا بتوانند خدمات بهتری به شهروندان ارائه دهند. در قسمت زیر به برخی از این کاربردها خواهیم پرداخت.

احداث راه

همانطور که اشاره شد ژئوتکستایل ها باعث افزایش مقاومت و کشش خاک می‌شوند، به همین دلیل امروزه از ژئوتکستایل ها به طور گسترده در احداث راه ها استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: ژئوتکستایل در راهسازی

زیرسازی و ساخت مسیر راه آهن

یکی از کاربردهای ژئوتکستایل جداسازی خاک از لایه های زیرین خود، بدون اینکه مانع از گردش آب در میان آن‌ها شود می‌باشد، همچنین می‌تواند باعث جلوگیری از ناپایداری های موجود خاک در هنگام حرکت قطارها شود.

بیشتر بخوانید: کاربرد ژئوتکستایل در راه آهن

کشاورزی

کاربرد ژئوتکستایل در کشاورزی به این صورت است که در زمستان و با بارش های سنگین از ژئوتکستایل نبافته برای کنترل گل و لای استفاده می‌شود تا حرکت ماشین آلات کشاورزی و حیوانات با مشکل مواجه نشود.

صنعت نفت و گاز

یکی از مهم ترین کاربردهای ژئوتکستایل را می‌توان حفاظت از مخازن زیرزمینی نامید، استفاده از آن باعث می‌شود تا خطر نشت مواد در مخازن زیرزمینی به حداقل رسیده و همچنین هزینه نگهداری نیز کاهش پیدا کند.

بیشتر بخوانید: کاربرد ژئوتکستایل در صنعت نفت و گاز

ژئوتکستایل محافظ ژئوممبران

ژئوتکستایل ها با داشتن ظاهر نمدی و ضخامت های مختلف در برابر فشار از خود واکنش کششی نشان داده و می‌توانند از رسیدن آسیب به ژئوممبران ها جلوگیری کنند.

گود برداری ساختمان ها

برخی اوقات، نیاز است تا برای ساخت یک ساختمان، گودبرداری عمیق صورت گیرد، به همین منظور از ژئوتکستایل ها برای مهار آب های زیرزمینی استفاده می‌شود.

سدسازی

 ژئوتکستایل در ساخت سدها کاربردهای متنوعی دارند. این مواد به عنوان لایه جداکننده بین خاک‌های مختلف، جلوگیری از مخلوط شدن مصالح و حفظ پایداری سد عمل می‌کنند. همچنین به عنوان فیلتر، مانع از عبور ذرات خاک و فرسایش آن می‌شوند و در عین حال اجازه عبور آب را می‌دهند. علاوه بر این، ژئوتکستایل‌ها با خاصیت زهکشی خود، آب را از بدنه سد خارج کرده و به کاهش فشار آب کمک می‌کنند. در نهایت، این منسوجات با افزایش مقاومت سد در برابر نیروها، به عنوا ن لایه تقویت کننده نیز عمل می‌کنند. به طور خلاصه، ژئوتکستایل‌ها با بهبود عملکرد، افزایش طول عمر و کاهش هزینه‌های ساخت سد، به عنوان یک جزء ضروری در مهندسی سدسازی می‌شوند.

چمن مصنوعی

ژئوتکستایل در نصب چمن مصنوعی به عنوان یک لایه زیرین، نقش مهمی در زایش دوام و کارایی آن ایفا می‌کند. این پارچه نفوذپذیر، با جلوگیری از رشد علف‌های هرز، به حفظ زیبایی من کمک می‌کند. علاوه بر این، ژئوتکستایل با ایجاد یک سطح صاف و یکنواخت، به نصب چمن مصنوعی برآمدگی جلوگیری می‌کند. همچنین، این لایه با قابلیت زهکشی مناسب، آب را از سطح چمن دور کرده و مانع از جمع شدن آب و ایجاد بوی نامطبوع می‌شود. در نهایت، ژئوتکستایل به عنوان یک لایه محافظ، از چمن مصنوعی در برابر سایش و پارگی محافظت می‌کند و طول عمر آن را افزایش می‌دهد.

ژئوتکستایل در کنترل فرسایش ساحل

ژئوتکستایل در کنترل فرسایش سواحل مانند یک سد محافظ در برابر امواج  عمل می‌کند. جابجایی شن و ماسه، پایداری ساحل را افزایش می‌دهد و از فرسایش آن جلوگیری می‌کند. همچنین، با ایجاد یک لایه فیلتر، اجازه می‌دهد آب از آن عبور کند در ح الی که از عبور ذرات خاک جلوگیری می‌کند و به این ترتیب از شسته شدن خاک ساحل جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، ژئوتکستایل می‌تواند به عنوان یک لایه تقویت کننده در ساخت سازه‌های ساحلی مانند موج شکن‌ها استفاده شود و مقاومت آنها در برابر نیروهای فرسایشی افزایش دهد.

مزایای استفاده از ژئوتکستایل در پروژه‌های عمرانی

استفاده از ژئوتکستایل در پروژه‌های عمرانی مزایای متعددی را به همراه دارد که به طور خلاصه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

بهبود عملکرد و افزایش طول عمر پروژه

• تقویت و پایدارسازی: ژئوتکستایل با افزایش مقاومت کششی و برشی خاک، به تقویت و پایدارسازی بستر پروژه کمک می‌کند و از نشست و جابجایی خاک جلوگیری می‌کند. این امر به ویژه در پروژه‌هایی مانند راهسازی، ساخت سدها، و احداث سازه‌های ساحلی اهمیت دارد.
• کنترل فرسایش: ژئوتکستایل با جلوگیری از حرکت ذرات خاک در اثر آب یا باد، به کنترل فرسایش خاک کمک می‌کند و از تخریب سازه‌ها و محیط زیست جلوگیری می‌کند.
• زهکشی موثر: ژئوتکستایل با قابلیت نفوذپذیری بالا، به زهکشی موثر آب‌های سطحی و زیرزمینی کمک می‌کند و از تجمع آب و ایجاد فشار بر روی سازه‌ها جلوگیری می‌کند.
• جداسازی لایه‌ها: ژئوتکستایل با ایجاد یک لایه جداکننده بین لایه‌های مختلف خاک یا مصالح، از اختلاط آنها و کاهش عملکرد سازه جلوگیری می‌کند. این امر به ویژه در پروژه‌هایی مانند راهسازی، احداث فرودگاه‌ها، و ساخت محل‌های دفن زباله اهمیت دارد.
• فیلتراسیون: ژئوتکستایل با قابلیت فیلتراسیون، از عبور ذرات ریز خاک و آلودگی‌ها به لایه‌های زیرین جلوگیری می‌کند و به حفظ کیفیت آب و خاک کمک می‌کند.

کاهش هزینه‌ها و صرفه‌جویی در زمان

• کاهش حجم خاکریزی و مصالح: با استفاده از ژئوتکستایل، می‌توان حجم خاکریزی و مصالح مورد نیاز را کاهش داد و در نتیجه هزینه‌های پروژه را کاهش داد.
• افزایش سرعت اجرا: نصب و اجرای ژئوتکستایل نسبت به سایر روش‌های تقویت و پایدارسازی خاک سریع‌تر و آسان‌تر است و به صرفه‌جویی در زمان اجرای پروژه کمک می‌کند
• کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات: با افزایش طول عمر پروژه و کاهش نیاز به تعمیرات، استفاده از ژئوتکستایل به کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در درازمدت کمک می‌کند.

 سازگاری با محیط زیست

• استفاده از مواد بازیافتی: برخی از انواع ژئوتکستایل از مواد بازیافتی تولید می‌شوند که به حفظ منابع طبیعی و کاهش آلودگی محیط زیست کمک می‌کند.
• کاهش اثرات مخرب پروژه بر محیط زیست: با کنترل فرسایش خاک، جلوگیری از آلودگی آب و خاک، و کاهش حجم خاکبرداری و خاکریزی، استفاده از ژئوتکستایل به کاهش اثرات مخرب پروژه‌های عمرانی بر محیط زیست کمک می‌کند.

به طور کلی، استفاده از ژئوتکستایل در پروژه‌های عمرانی به بهبود عملکرد، افزایش طول عمر، کاهش هزینه‌ها، و سازگاری با محیط زیست کمک می‌کند و به عنوان یک راهکار موثر و اقتصادی در بسیاری از پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

مشخصات فنی ژئوتکستایل

برای آن که به صورت دقیق تر با الیاف ژئوتکستایل آشنا شویم، باید به بررسی مشخصات فنی آن بپردازیم زیرا علت کاربرد هر محصولی در صنایع مختلف، توانایی فنی آن و داشتن خصوصیات قابل توجه است. مشخصات فنی ژئوتکستایل را باید در سه جنبه بررسی کنیم.

اولین دسته از مشخصات فنی ژئوتکستایل، مشخصات فیزیکی این ماده است. بر این اساس، دو ویژگی جرم چگالی و ضخامت مورد اندازه گیری قرار می گیرد. انواع مختلف ژئوتکستایل، از نظر چگالی و ضخامت مقادیر زیر را گزارش می دهند. (از آنجا که ورق های ژئوتکستایل ضخامت اندکی دارند، از مقدار ضخامت در محاسبه چگالی صرف نظر می شود. به همین دلیل، واحد چگالی به صورت گرم بر متر مربع عنوان می شود.

ضخامت	1.2 تا 6.4 میلی متر
چگالی	200 تا 1000 گرم بر متر مربع

دومین دسته از مشخصات، ویژگی های مکانیکی ژئوتکستایل است. از نظر ویژگی های مکانیکی، انواع مختلف ژئوتکستایل با توجه به چگالی یا همان گرماژ، ارقام متفاوتی را گزارش می دهند. طبیعی است که کمترین مقادیر مربوط به گرماژهای پایین و بیشترین مقادیر مربوط به گرماژهای بالا باشند.

در جدول زیر، ویژگی های مکانیکی ژئوتکستایل به همراه واحد اندازه گیری آنها ذکر شده است.

مقاومت کششی	نیوتن (N)	680 تا 3800
درصد افزایش طول بر اثر کشش	%	بیش از 50 درصد
کشش burst	کیلوپاسکال (kPa)	2200 تا 9000
مقاومت در برابر سوراخ شدن	نیوتن (N)	420 تا 2100
تنش عرضی	کیلونیوتن بر متر مربع (kN/m2)	12 تا 60
نیروی CBR	نیوتن (N)	900 تا 5800
مقاومت در برابر اشعه UV (پس از 500 ساعت)	%	بیشتر از 90 درصد

سومین دسته از مشخصات فنی این نوع پارچه نیز خواص هیدرولیکی آن است. از آنجا که رفتار ژئوتکستایل در برابر آب دارای اهمیت بالایی می باشد، این دسته از خواص به صورت مجزا مورد بررسی قرار می گیرند. مقادیر سه ویژگی هیدرولیکی الیاف ژئوتکستایل به همراه واحد اندازه گیری آنها را در جدول زیر خواهید دید:

گذردهی هیدرولیکی	معکوس ثانیه (1/s)	2.4 برای گرماژ پایین تا 0.06 برای گرماژ بالا
نفوذپذیری	سانتی متر بر ثانیه (cm/s)	0.21 تا 0.28
بیشینه اندازه ذرات قابل عبور از بافت	میلی متر (mm)	120 برای گرماژ پایین تا 45 برای گرماژ بالا

عوامل موثر در انتخاب ژئوتکستایل مناسب

انتخاب ژئوتکستایل مناسب برای پروژه شما به عوامل مختلفی بستگی دارد که باید با دقت مورد بررسی قرار گیرند. در نظر گرفتن این عوامل تضمین می‌کند که ژئوتکستایل انتخابی، عملکرد بهینه را در کاربرد مورد نظر ارائه دهد.

• نوع پروژه: اولین و مهمترین عامل، نوع پروژه و کاربرد ژئوتکستایل است. آیا به دنبال ژئوتکستایل برای راهسازی، کشاورزی، ساختمان سازی، یا محیط زیست هستید؟ هر کدام از این کاربردها، نیازمند ویژگی‌های خاصی در ژئوتکستایل هستند. به عنوان مثال، ژئوتکستایل مورد استفاده در راهسازی باید مقاومت کششی بالایی داشته باشد، در حالی که ژئوتکستایل مورد استفاده در زهکشی باید نفوذپذیری خوبی داشته باشد.
• شرایط خاک: نوع خاک، دانه بندی، نفوذپذیری و سایر خصوصیات آن نیز در انتخاب ژئوتکستایل موثر است. به عنوان مثال، در خاک‌های رسی که نفوذپذیری کمی دارند، باید از ژئوتکستایل با نفوذپذیری بالا استفاده کرد.
• شرایط آب و هوایی: شرایط آب و هوایی منطقه نیز در انتخاب ژئوتکستایل موثر است. به عنوان مثال، در مناطقی که تابش شدید نور خورشید وجود دارد، باید از ژئوتکستایل با مقاومت بالا در برابر اشعه UV استفاده کرد.
• بارهای وارده: مقدار و نوع بارهای وارده بر ژئوتکستایل نیز در انتخاب آن موثر است. برای مثال، در پروژه‌های راهسازی که بار ترافیکی زیادی وجود دارد، باید از ژئوتکستایل با مقاومت کششی و پارگی بالا استفاده کرد.
• بودجه: قیمت ژئوتکستایل نیز یکی از عوامل مهم در انتخاب آن است. باید ژئوتکستایلی را انتخاب کنید که با بودجه شما متناسب باشد و در عین حال نیازهای پروژه شما را برآورده کند.

در ادامه از شما دعوت می‌کنیم تا مقاله تفاوت ژئوتکستایل و ژئوگرید را مطالعه کنید.

جمع بندی

ژئوتکستایل ها انقلابی بزرگ را صنعت مهندسی آغاز کردند و باعث شدند تا مهندسین بتوانند خدماتی بسیار بهتر از قبل را به مردم ارائه دهند. امروزه در کشور ما هم انواع ژئوتکستایل با تکنولوژی روز دنیا تولید می‌شود تا بتواند کار را برای بسیاری از بخش‌ها مانند: کشاورزی، راه سازی، نفت و گاز و … آسان تر کند. همدان موکت محصولات ژئوتکستایل خود را با تکنولوژی DILO آلمان و بر اساس استاندارد ASTM تولید می‌کند و همچنین با داشتن متخصصان مجرب و آزمایشگاه مجهز، محصولات تولید شده را همیشه مورد آزمایش و بررسی قرار می‌دهد.

گروه صنعتی موکت همدان با سالها تجربه در تولید انواع ژئوتکستایل و با تکیه بر دانش فنی و تخصصی خود، آماده ارائه مشاوره و خدمات به شما در زمینه انتخاب و خرید ژئوتکستایل مناسب برای پروژه‌های شما می‌باشد.

همین حالا با کارشناسان ما تماس بگیرید و از مشاوره رایگان برای انتخاب ژئوتکستایل مناسب پروژه خود بهره‌مند شوید.