محصولات ژئو سنتتیک

محصولات ژئو سنتتیک معمولا از هیدرو کربن ها درست می شوند و برای تحکیم خاک و یا سنگ دد پروژه های ساخت و ساز استفاده می گردند. حصولات ژئو سنتتیک نسبت به محصولات سنتی مزایا و انعطاف پذیری بیشتری نشان می دهند از جمله مقاومت در برابر خوردگی و ماد شیمیایی موجود در خاک.

محصولات ژئو سنتتیک بطور کلی در دو فرم عرضه می گردند:

• ورق های دو بعدی: مانند ژئو ممبران ها و ژئو تکستایل ها
• محصولات سه بعدی: مانند ژئو سل ها و دیمپل شیت ها

این محصولات هم به تنهایی و همینطور بصورت ترکیبی برای موارد مختلف استفاده میشوند. سه عملکرد عمده این محصولات عبارتند از:

• جدا سازی لایه ها
• تحکیم
• زهکشی و آب بندی

تمام این محصولات بخشی از سازه و یا راه خواهند شد و باید پس از نصب با خاک، سنگ و … پوشانده شوند. در غیر این صورت نور خورشید می تواند به آنها آسیب وارد کند و باعث پوسیدگی و نهایتا کاهش عملکرد این محصولات شود.

تاریخچه ژئو سنتتیک:

اختلاط مواد دیگر برای استحکام بخشیدن به خاک از هزاران سال پیش توسط بشر استفاده میشده است. در روم باستان برای ساخت و ساز جاده ها از مواد خاصی استفاده میشد تا زیر سطح و سطوح جانبی محکمی را بنا نهند. بعنوان مثال می توان به تلاش هایی اشاره کرد که بشر با اضافه کردن الیاف طبیعی به خاک توانست خاک را برای کشت و یا ساخت وساز مستحکم و منسجم کند. همینطور بعنوان مثال در اهرام مصر از این مصالح برای ساخت دیواره های شیب دار استفاده گردیده است.

یک مسئله و مشکل عمده محصولات طبیعی مثل الیاف چوبی و یا پنبه بحث زیست تخریب پذیر بودن آنهاست. این نوع الیاف پس از مدفون شدن در خاک به آارمی توسط میکروارگانیزم ها تجزیه میشوند و خاصیت خود را از دست میدهند. با اختراع و کشف پلیمر ها، این مشکل در مصالح ژئو سنتتیک حل شد و مصالح جدید وارد بازار گشت که قابلیت ماندگاری بالا را داشتند. در صورت استفاده از فورمولاسیون های مناسب، محصولات ژئو سنتتیک پلیمری می توانند حتی تا قرن ها در برابر شرای سخت محیطی دوام بیاورند و کاربرد خود را از دست ندهند.

اولین بار محصولات ژئو سنتتیک در سال 1960 به بازار عرضه شد و از آن زمان استاندارد های گوناگونی برای استفاده از این محصولات توسعه داده شد. در حال حاضر بیشتر از بیست دانشگاه بطور اختصاصی بر روی مصالح ژئو سنتتیک کار می کنند. محصولات ژئو سنتتیک هم اکنون در کل دنیا در دسترس هستند و روند استفاده از آنها رو به افزایش هست.

ژئوتکستایل:

ژئوتکستایل ها یکی از دو گروه اصلی محصولات و مصالح ژئو سنتتیک هستند. آنها منسوجاتی هستند که در آنها بجای استفاده از نخ و پنبه از الیاف پلیمری و مصنوعی استفاده شده است. همین امر باعث میشود نسبت به همتایان طبیعی خود طول عمر بیشتری داشته باشند و دچار زیست تخریب پذیری نگردند. این الیاف مصنوعی بصورت بافته و یا نباقته در کنار یکدیگر قرار می گیرند و منسوجاتی متخلخل با قابلیت فیلتر کردن آب را تشکیل می دهند. در حال حاضر ژئو تکستایل ها تقریبا 100 کاربرد متفاوت دارند ولی همه آنها را می توان در یکی از چهار کارکرد عمده محصولات ژئو سنتتیک خلاصه کرد:

• جداسازی
• تحکیم
• فیلتراسیون
• زهکشی

ژئو گرید ها:

ژئو گرید ها یکی از سریعترین رشد ها را در میان محصولات ژئو سنتتیک دارند. برخلاف ژئوتکستایل ها که منسوجات بافته یا نبافته ای با تخلخل پایین هستند، ژئو گرید ها پلیمر هایی هستند که بصورت گرید یا همان توری شکل داده شده اند و حفره های نسبتا بزرگتری دارند. ژئو گرید ها کاربرد های زیادی دارند اما عمده استفاده آنها برای تحکیم و استحکام بخشیدن به خاک هست.

ژئونت ها:

ژئونت ها نیز دسته دیگری از محصولات ژئو سنتتیک را تشکیل می دهند. ژئو نت ها نیز عمدتا به منظور زهکشی استفاده میگردند.

ژئو ممبران ها:

ژئو ممبران ها یکی از بزرگترین دسته های محصولات ژئو سنتتیک هستند و حجم فروش آنها حتی از ژئو تکستایل نیز بیشتر است. استفاده از آنها عمدتا نتیجه قانونگذاری هایی در آمریکا و آلمان بود که تاکیید می کرد لندفیل های زباله باید جداره ای غیرقابل نفوذ و ماندگار داشته باشند تا از نفوذ شیرآبه زباله ها به داخل زمین جلوگیری به عمل آید. ژئو ممبران ها عمدتا ورق های پلیمری هستند که در ضخامت های مختلف می توانند تولید شوند. همچنین جنس آنها می تواند از پی وی سی، پلی اتیلن سنگین و یا پلی اتیلن سبک باشد. علاوه بر لندفیل ها، از ژئو ممبران ها در ساخت کانال های نتقال آب و آب بندی گود های ساختمانی نیز استفاده میشود. از آنجایی که ژئو ممبران ها کانلا نفوذ ناپذیر هستند، از آنها بعنوان یک حایل یا محافظ در برابر انتقال آب و یا بخارات استفاده میشود.

جی سی ال ها:

جی سی ال ها ترکیب بسیار جالبی از مواد پلیمری و خاک طبیعی هستند. آها از یک لایه بنتونینتی که بین دو لایه ژئو تکستایل محصور شده است تشکیل شده اند. برای استحکام بیشتر لایه های به یکدیگر دوخته میشوند و یا بصورت پانچ سوزنی تحکیم میشوند.جی سی ال ها می توانند به تنهایی و یا بطور ترکیبی با ژئو ممبران ها بکار میروند.

ژئو فوم:

ژئو فوم ها مواد پلیمری هستند که از پلی استایرن ساخته شده اند. پلی استایرن بصورت فوم با سلول های بسته می باشد. مقدار و میزان سلول های بسته در ژئو فوم ها مقاومت نهایی محصول را تعیین می کند. این محصول ها بصورت بلوک هایی حجیم اما با وزن بسیار پایین عرضه می گردند و می توانند در جا های مختلفی کاربرد داشته باشند.

ژئو سل:

ژئو سل ها ساختار های سه بعدی بسته ای را تشکیل می دهند که مشابه لانه زنبور هستند و فضای خالی مابین آنها با خاک پر میشود. این محصول ابندا بصورت نوار تولید میشود که سپس با جوش اولترا سونیک (فراصوت) به یکدیگر متصل میشوند تا ساختار لانه زنبوری سه بعدی را بوجود آورند. ساختار سلولی ژئو سل ها باعث کاهش حرکت های جانبی خاک میشود و در نتیجه در هنگام کوبیده شدن خاک مقاومت آنرا بالا میبرد. این امر متعاقبا باعث توزیع یکنواخت بار بر روی سطح شده و مقاومت خاک را بالا میبرد. ژئو سل ها بصورت سنتی در سطوح شیب دار و جلوگیری از رانش زمین استفاده میشدند.

ژئو کامپوزیت ها:

ژئو کامپوزیت ها همانطور که از اسمشان پیداست ترکیبی از ژئو تکستایل ها و  ژئو گرید ها، ژئوممبران ها، دیمپل شیت ها، ژئو نت ها و … هستند. بعنوان مثال ژئو نت هایی که در بین ژئو تکستایل محصور شده اند نمونه ای از ژئو کامپوزیت ها هستند. بطور مشابه جی سی ال ها که شامل یک لایه بنتونیتی ساندویچ شده بین ژئو تکستایل هست نیز جزو دسته ژئوکامپوزیت ها قرار می گیرند. انواع و کاربرد های ژئو کامپوزیت ها بسیار زیاد هستند و حتی می توان بر حسب نیاز انواع جدید را طراحی کرد.

عملکرد انواع محصولات ژئو سنتتیک:

محصولات ژئو سنتتیک عموما با توجه به چهار کارکرد اصلی آنها طراحی و ساخته میشوند. کارکردها عبارتند از:

• جداسازی: عبارت است از قرار دادن یک محصول ژئوسنتتیک متخلخل مانند ژئوتکستایل بین دو لایه مختلف بطوری که هر لایه خواص خود را حفظ کند و با یکدیگر مخلوط نشوند. این امر می تواند باعث بهبود کارکرد هر لایه بشود. راه های آسفالت، خاکی و یا زیر سازی ریل های راه آهن نمونه های خوبی از کارکرد جداسازی محصولات ژئو سنتتیک هستند. استفاده از ژئو تکستایل های نسبتا ضخیم برای محافظت از ژئوممبران ها نیز در همین دسته بندی قرار می گیرند. بعلاوه عمده کارکرد های ژئو فوم ها و ژئو سل ها نیز در همین دسته قرار می گیرند.
• تحکیم: تحکیم عبارت است از هم افزایی که محصولات ژئو سنتتیک از قبیل ژئو تکستایل و … با خاک ایجاد می کنند تا باعث استحکام بیشتر آن شوند. عمدتا مصالح ژئو سنتتیک خواص کششی خوبی دارند و به همین دلیل باعث بهبود خواص خاک می گردند.
• فیلتراسیون: این کارکرد در حقیقت اازه عبور مایعات از یک طرف محصول ژئو سنتتیک به سمت دیگر هست بدون انتقال ذرات جامد خاک. فیلتراسیون کاربرد های متفاوتی دارد از جمله در راه سازی، دیوار های حائل و … دارد.
• زهکشی: این کارکرد اجازه جریان مایعات را به موازات صفحه محصول ژئو سنتتیک می دهد بدون شسته شدن خاک و از دست رفتن آن. دیمپل شیت ها، ژئو نت ها و … همگی دارای خاصیت زهکشی هستند.
• مهار: این کارکرد شامل ژئو ممبران ها و یا جی سی ال ها هست که مانع از عبور مایعات و گاز ها می گردند. از جمله موارد مهار می توان به دیواره ها و درب لندفیل ها اشاره نمود که مانع از عبور شیرآبه و گاز میشود. در ساخت سازه هایی مانند تونل ها، کانال ها، سد ها و … نیز از خاصیت مهار برای جلوگیری از عبور آب استفاده میشود.