| Применение | Статьи | Характеристики |
Геотекстиль для дренажных работ - Дорнит
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДРЕНАЖНОЙ СИСТЕМЫ.
Эффективность дренажной системы во многом зависит от состава грунта, от количества отводимой воды и от способа отвода воды. Мы рассматриваем только скрытые дренажные системы, так как они дают возможность с максимальной пользой использовать столь дорогую сейчас землю.
Рассмотрим несколько вариантов:
1. Дренажная труба, защищенная префильтром из геотекстиля(дорнита).
Рекомендуется только для каменистой или песчаной почвы (но не супесь). Ввиду малого диаметра эффективность отвода воды невелика. Некоторые, пытаясь увеличить отток воды, ошибочно насыпают рядом с трубой, незащищённый геотекстилем щебень, который через некоторое время смешивается с окружающим грунтом и перестаёт проводить воду.
2. Дренаж с использованием щебня, защищенного геотекстилем (дорнитом).
Данный вид дренажа эффективен для большинства видов почв. Водопроводящим слоем является щебень. Геотекстиль (дорнит) защищает почву от размывания и позволяет щебню не заиливаться. Эффективно отводит излишние грунтовые воды. Применяется для отвода воды от фундамента дома, (весьма разрушительной для фундамента является дождевая вода, падающая с крыши, - она размывает землю у фундамента и зимой, замерзая, может ломать фундамент), от забора, чтобы он не накренялся, осушать болотистые участки, применяется в ландшафтном благоустройстве, отвод излишней воды позволяет плодовым деревьям лучше плодоносить.3. Дренаж с использованием щебня и дренажной трубы, защищённых геотекстилем (дорнитом).
Это такой же дренаж, как в пункте 2, но с добавлением одной или нескольких труб. Это позволяет отводить ручейки, максимально рационально используя землю. При выкапывании канавы важно обеспечить равномерный наклон дренажной системы.
Выбор геотекстиля. Рекомендации проектировщикам
19 марта 2002
Технический текстиль №3, 2002В статье М. Ярмака отмечалось, что при расчете и выборе геотекстиля для дорожного строительства и балластировки трубопроводов необходимо учитывать ряд характеристик, в частности, значения деформации и модуля упругости. Располагая ими, проектировщики (и потребители) могут выбрать те виды геотекстилей, которые соответствуют необходимым условиям эксплуатации и сроку службы.
Факторы выбора.
Принимая во внимание, что на рынок поступают геотекстильные материалы различных типов, отличающиеся составом используемого волокнистого сырья, а их потребительские свойства, кроме того, зависят от технического уровня, организации и управления качеством предприятий-изготовителей, этот выбор представляется принципиально важным. Прибавим к этому, что в настоящее время геотекстильные материалы, вырабатываемые из штапелированных синтетических волокон и непрерывных нитей расплава полимера (по методу спанбонд), скрепляются различными способами: иглопрокалыванием, термоскреплением или их комбинацией. Кроме того, геотекстиль выполняет разнообразные функции: в частности, упрочняющие - для армирования и упрочнения оснований автодорог, насыпей и балластировки трубопроводов, разделяющие - для предотвращения смешивания разных видов материалов, фильтрующие и дренирующие. Все эти многообразные факторы необходимо учесть (а ряд характеристик рассчитать) при выборе геотекстиля для закладки в проект.
Известно, что геотекстильные материалы для автодорог испытывают различного вида нагрузки в результате воздействий насыпного слоя и транспортных средств. Эти нагрузки могут приводить к различным деформациям материала: продавливанию, сжатию, сдвигу, растяжению. В связи с этим важно знать, насколько материал способен к восстановлению (его упругие характеристики), какова его невосстанавливаемость после нагрузки (пластические характеристики), а также как его деформационные характеристики зависят от нагрузки и изменении деформации во времени.
Анализ и описание деформационных характеристик, возникающих под действием различных напряжений, оказывают существенное влияние на выбор вида геотекстиля в соответствии с областью применения. При этом важную роль играют характер расположения и ориентация волокон, вид и геометрия их соединений, обусловленных технологическими процессами производства.
В свете этих представлений исследовано изменение деформации во всем диапазоне напряжений, вплоть до разрыва, применительно к двум типам геотекстиля, выработанного методом иглопрокалывания. Геотекстиль типа I - из штапелированных волокон - выпускает большинство отечественных предприятий. Геотекстиль типа II - из непрерывных комплексных нитей (спанбонд) - выпускает в России только ООО «Сибур-Геотекстиль».
Модуль упругости.
Хотя этот показатель не обозначен в технических требованиях на геотекстили, тем не менее, он дает необходимую информацию о степени сопротивляемости материала при малых значениях деформации. Как видим из табл. 1, значение модуля упругости геотекстиля из расплава полипропилена превышает в 2 раза по длине и более чем в 3 раза по ширине значение этого показателя геотекстиля типа I.
Наглядное представление о зависимости между нагрузкой и удлинением при растяжении дает растяжения кривой «нагрузка-удлинение». Для нетканых полотен характерно увеличение удлинения при сравнительно незначительном приложении действующей нагрузки. При одинаковой прочности двух типов геотекстиля 20, 60, 80 даН - деформируемость разная. Если при нагрузке 20 даН деформируемость геотекстиля II почти в два раза меньше, то при нагрузке 60 даН деформируемость полотна по длине у геотекстиля обоих типов почти одинаковая, а при нагрузке 80 даН деформируемость геотекстиля II постепенно увеличивается. Окончательный разрыв материалов происходит при разных значениях деформируемости. У геотекстиля типа I разрыв происходит при достижении определенного значения деформируемости (63%), а в другом случае полотно (II) продолжает деформироваться и разрыв происходит на уровне 160%.
Если кривая «нагрузка-удлинение» геотекстиля из расплава полимера (II) по длине и ширине почти совпадает, то для геотекстиля из волокон (I) наблюдается существенное различие кривой по длине и ширине. Это свидетельствует о том, что геотекстиль из расплава полимера имеет изотропную структуру, тогда как полотно из волокон - анизотропную структуру.
Испытание на растяжение по длине и ширине при нагрузке, составляющей четверть разрывной (табл. 2), показало, что значение растяжения геотекстиля из расплава полимера почти вдвое меньше, чем растяжение геотекстиля из волокон. Таким образом, полотно из расплава полимера при растяжении в 25% от разрывной обладает большей устойчивостью сопротивляться растяжению.
Показатель растяжимости (промежуточного удлинения) полотна при 25% от разрывной предусмотрен в технических требованиях к нетканым синтетическим материалам, применяемым в конструкциях балластировки подземных трубопроводов (НСМ-БК) и конструкциях дорог и насыпей (НСМ-ДС) при обустройстве объектов ОАО «Газпром». Так, например, для НСМ-ДС растяжимость полотна по длине не должна выходить за пределы значений 20...30. Таким образом, по показателю растяжимости НСМ-БК при нагрузке, составляющей четверть разрывной, более соответствует полотно из расплава полимера.
Сравнение показателей изменения деформации полотна в зависимости от времени нагрузки и разгрузки (табл. 3) показывает аналогичную картину деформирования. После достижения материалом определенной деформации возникает внутреннее напряжение, которое по истечении времени спадает. Чтобы выяснить полную картину достижения равновесного состояния, следует снять значение деформации через 1 час, 1 день, 4 дня и 24 дня. Это важно для оценки ползучести геотекстиля при длительном приложении нагрузки, что необходимо для расчета допускаемой проектной нагрузки. Абсолютное значение деформации геотекстиля из расплава полимера также меньше, что свидетельствует о достаточно хорошей сопротивляемости кратковременным нагрузкам.
Таблица 3
Тип геотекстиля
Изменение деформации, % (при нагрузке 25% от разрывной)
при нагружении 5 мин
при нагружении 1 час
при разгрузке
при загрузке
30 с
1 ч
30 с
1 ч
I
22
21
28
26
II
16
15
18
15
Примечание.
Значение деформации геотекстиля определялось при нагрузке 25% от разрывной.Дальнейший анализ экспериментальных данных позволит выявить характер деформации геотекстиля от влияния различных факторов (влаги, температуры, величины нагрузки и времени разгрузки и др.). Ведь при применении геотекстиля в дорожном строительстве он подвергается воздействию многократных циклических нагрузок разной величины и концентрации напряжений с образованием трещин на отдельных участках дорожного покрытия. Основная функция геотекстиля в данном случае - предотвратить или замедлить трещинообразование и распространение напряжений на дорожном покрытии. А знание деформационных характеристик геотекстиля при изменении нагрузок и других факторов необходимо для расчета и проектирования.
Прочность при продавливании. При анализе результатов испытаний образцов геотекстиля различных типов и марок на прочность при продавливании следует отметить:
· этот показатель не зависит от поверхностной плотности, т. е. заметного увеличения прочности при увеличении поверхностной плотности не наблюдается, что, очевидно, объясняется структурой;
· растяжимость полотна при увеличении поверхностной плотности, наоборот, имеет тенденцию к увеличению;
· наблюдается значительный разброс результатов испытаний прочности и растяжимости при продавливании у образцов, полученных из штапелированных волокон (1-3), наоборот, у образцов из расплава полипропилена (4-5) отмечается равномерность результатов испытаний; это, по всей вероятности, объясняется изотропной структурой геотекстиля из расплава полипропилена, что отмечено выше;
· при каландрировании и термической обработке наблюдается заметное увеличение прочности и снижение растяжимости (4-5), причем такая закономерность характерна для полотен из волокон; это объясняется уплотнением структуры полотен при термической обработке.
Микрофотографии структурных элементов геотекстиля двух типов, снятые на поляризационном микроскопе МИН-8 при увеличении 92,6 раза, показывают, что в структуре полотна из волокон последние расположены преимущественно в поперечном направлении, а пучки волокон, протаскиваемые иглопрокалыванием сквозь всю толщу полотна, расположены в основном перпендикулярно к плоскости. Такое расположение структурных элементов геотекстиля также обусловливает получение материала анизотропной структуры. В то время как в геотекстиле из комплексных непрерывных нитей (расплава полимера) последние расположены в хаотическом направлении, что предполагает получение материала изотропной структуры.
Чтобы полностью оценить структуру двух типов геотекстиля, в дальнейшем будут проведены исследования прочности и деформационных характеристик при приложении нагрузки под углами от 0 до 900. В процессе эксплуатации геотекстиля распространение напряжений происходит в различных направлениях (0...3600).
Выводы и рекомендации. Проведенные исследования прочности и деформационных характеристик двух типов геотекстиля показали преимущества материала, получаемого из непрерывных комплексных нитей (спанбонд) по сравнению с геотекстилем, получаемым из штапелированных волокон.
Результаты исследований свидетельствуют о том, что геотекстиль, изготовленный по методу спанбонд, более эффективен при использовании в дорожном строительстве и балластировке подземных трубопроводов вследствие лучших деформационных характеристик. Такой геотекстиль лучше противостоит трещинообразованию на дорожном покрытии и многократным циклическим нагрузкам. При приложении предельной нагрузки геотекстиль из расплава полимера сохраняет свои функции из-за хорошей деформируемости, в то время как геотекстиль из штапельных волокон разрушается.
Рекомендуется проектировщикам и потребителям при выборе типов и видов геотекстилей учесть особенности деформирования в зависимости от структуры и способов их изготовления.ПРИМЕЧАНИЯ
1 Ярмак М. Рекомендация проектировщикам // Технический текстиль, № 2, ноябрь 2001 г .
2 Бондарева Э., Ладыженский И. Геосетки для армирования асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог: требования, выбор, результаты использования // Технический текстиль, № 2, ноябрь 2001 г .
3 Дорога без трещин. - Автомобильные дороги, № 10, 2001 г
Сила и слабость российского геотекстиля
24 августа 2001
Технический текстиль №1, 2001Мухамеджанов Габит Кульжабаевич
В настоящее время текстильные материалы под названием геотекстиль находят все более широкое применение в строительстве автодорог, аэропортов, взлетно-посадочных полос, мостов, железнодорожных и трамвайных линий. Кроме того, геотекстиль используют в мелиоративном строительстве, укреплении насыпей, откосов, дамб и других инженерных и гидротехнических сооружений, в обустройстве нефтяных и газовых месторождений, а также для балластировки магистральных трубопроводов. При этом сфера его применения постоянно расширяется: в качестве фильтровальных и дренажных материалов, для армирования, разделения слоев почвы, ее адсорбции и укрепления.
Мировой и отечественный опыт подтверждает высокою эффективность применения геотекстиля в строительстве, в частности, отмечается снижение затрат при строительстве, реконструкции и ремонте автодорог, особенно при удорожании добычи и доставки к месту проведения работ традиционно используемых материалов (песка, щебня и др.)
По данным РосдорНИИ, при использовании геотекстиля межремонтные сроки увеличиваются в 3-4 раза, а затраты окупаются за 2-3 года.
В условиях России с ее пятью климатическими зонами и значительными колебаниями температуры почвы и окружающей среды в разные периоды времени геотекстилю альтернативы нет.
Почти 90% геотекстиля - это нетканые материалы, изготавливаемые различными способами: иглопробивным, холстопрошивным, нитепрошивным, фильерным, комбинированным (например, иглопробивным с термоскреплением, термообработкой и др.). Скрепление структуры осуществляется благодаря адгезии (механически) или когезии (расплавления).
Сравнительно небольшую часть геотекстиля составляют ткани и композитные материалы. Последние представляют собой многослойные геотекстильные материалы из скрепленных в плоскости различных слоев, отличающихся по структуре друг от друга. При этом отдельные компоненты могут быть ткаными, неткаными и другими материалами специфической структуры.
Особую группу геотекстиля представляет материал бетонит, широко используемый при строительстве участков для отвалов, аэропортов и взлетно-посадочных полос. Это многослойный материал, в котором между двумя слоями водопроницаемого нетканого полотна (например, иглопробивного) заключена особая глина, скрепляемая в совокупности по особой технологии. Потребность в таком материале весьма значительная и освоение его взамен импортных сулит большую выгоду.
Геотекстиль дорнит начал применяться в нашей стране еще с 1970 г. для строительства автодорог, при освоении газовых и нефтяных месторождений. Производство дорнита было освоено главным образом на предприятиях вторичных ресурсов с использованием низкосортного сырья и восстановленных волокон. Естественно, такой материал не отвечал требованиям потребителей ни по качеству, ни по ассортименту. Практически один и тот же дорнит использовался для различных целей.
Кроме того, в связи с тем, что в стране в годы кризиса свернули мелиоративные работы, российские текстильные предприятия прекратили выпуск использовавшегося для этих целей холстопрошивного полотна из отходов хлопчатобумажного производства.
Как говорится, свято место пусто не бывает. Зарубежные фирмы, воспользовавшись этими обстоятельствами, начали поставлять геотекстиль различного вида и назначения, используя при его изготовлении качественные синтетические волокна.
Сейчас ситуация с геотекстилем в стране коренным образом изменилась. Значительный как по объему, так и номенклатуре спрос на него со стороны растущего отечественного строительного рынка, а также конкуренция со стороны геотекстильных материалов зарубежных фирм активизировали работу российских производителей. Теперь геотекстиль стал наиболее перспективной и бурно расширяющейся ассортиментной группой нетканых материалов. А по мере расширения объема строительных работ тенденция увеличения объемов его поставок будет сохраняться.
Российские предприятия сейчас изготавливают целую гамму геотекстиля, в том числе специальных материалов с заданными свойствами и для конкретного потребителя. Так, ОАО «Комитекс» (Сыктывкар) освоил и поставляет новые виды геотекстиля различного назначения с поверхностной плотностью 250-600 г/м2 из полноценных полиэфирных и полипропиленовых волокон шириной до 400 см.
ОАО «Туймазинская текстильная фабрика (Туймазытекс)» вырабатывает различными способами следующие геотекстильные материалы:
техпол - иглопробивное полотно, применяемое в качестве разделяющего слоя между основанием дороги и щебнем с целью фиксации дорожного полотна;
геосетка - нитепрошивное полотно, которое используется в качестве армирующего и несущего слоя дорожного покрытия, предохраняя его от разломов и трещин;
геомат - полотно, используемое в качестве каркасного материала с гибкой конструкцией типа «пчелиные соты»;
биомат - иглопробивное волокно из натуральных волокон для укрепления и роста растительного покрова на склонах и откосах;
сермат - иглопробивное полотно, применяемое в качестве адсорбирующего слоя для очистки почвы и водной поверхности от нефти и нефтепродуктов.
На предприятиях «Сибур-Геотекстиль» (Сургут) и «Пинема» (Белоруссия) освоены геотекстильные материалы, изготовленные на импортном оборудовании непосредственно из расплава полимера; их ширина до 300 см, а поверхностная плотность составляет 200-600 г/м2.
Таким образом, отечественные предприятия нетканых материалов могут изготовлять геотекстиль любой структуры, по любым технологиям, в соответствии с заданными заказчиками свойствами и параметрами. При этом по своим качественным характеристикам эти материалы не уступают зарубежным аналогам, а по цене в ряде случаев дешевле в 2-3 раза.
Однако если зарубежные фирмы активно продвигают свою продукцию на российский рынок, используя рекламу, организуя семинары для потребителей, настойчиво работая с конкретными покупателями, то наши отечественные производители, к сожалению, пассивны, они никак не используют преимущества «маркетинговой игры на своем поле». все настойчивее проталкивают свои материалы на наш отечественный рынок. В результате поставки геотекстиля предприятиям Газпрома, для МПС (объемом 3 млн. м2) и для строительства скоростного участка Шереметьево-2 достались, в частности, австрийской фирме «Полифлет», а не ее российским конкурентам.
Для широкого применения геотекстилей в отечественной практике, на наш взгляд, необходимо решить ряд проблем.
В первую очередь, следует подготовить и принять комплексную программу развития геотекстиля до 2010 г., предусматривающую разработку и освоение новых видов материалов различного назначения с учетом климатических условий.
Эта программа может быть разработана и осуществлена под эгидой Департамента автомобильных дорог и Управления инновации и технического нормирования в дорожном хозяйстве Минтранспорта РФ с участием заинтересованных организаций.
Во-вторых, не дожидаясь появления такой программы, следует:
· разработать и утвердить номенклатуру показателей и характеристик геотекстильных материалов на стадиях разработки, освоения и серийного выпуска, отразив это в нормативной документации;
· выявить и утвердить в нормативной документации конкретные требования, предъявляемые к качеству геотекстиля (отдельно для фильтрации, армирования, укрепления и других целей), а также обоснованные числовые значения для показателей качества;
· разработать и утвердить нормативы на методы определения коэффициента фильтрации и соответственно на прибор, определяющий этот показатель;
· провести сравнительную оценку качественных характеристик отечественных и импортных образцов геотекстиля различного назначения и различных условий применения;
· производителям геотекстилей организовать семинары и конференции с потребителями из различных отраслей.
Все это позволит резко увеличить объемы, номенклатуру геотекстилей и улучшить их качество для выпуска конкурентоспособной импортозамещающей продукции. А на предприятиях нетканых материалов имеются все предпосылки для выпуска геотекстилей требуемого объема и качества.
