Geokunststoffe im Bauwesen

Ein vielseitiges, kostengünstiges Material

Geokunststoffe und haben sich als eines der vielseitigsten und kostengünstigsten Grundmodifizierungsmaterialien erwiesen.

Die Gesamtgröße des Weltmarktes für Geotextilien wird auf etwa 700million m2 pro Jahr geschätzt, und ihre Verwendung nimmt sowohl in öffentlichen als auch in privaten Bauprojekten rapide zu, da weiterhin innovative Verwendungen und neue Produkte auf dem Markt erscheinen. Der Grund, warum Geokunststoffe im Bauwesen immer beliebter werden, liegt darin, dass die Polymere geotechnische Probleme in höherem Maße lösen können als herkömmliche Techniken.

Ein Blick zurück in die Geschichte zeigt, dass die Materialien in den frühen 1970-Jahren in der Bauindustrie als Tiefbaustoffe eingeführt wurden, wo sie nur in Tiefbauanwendungen verwendet wurden. Später wurden sie als geotechnische Stoffe bezeichnet, die im Bodenbau verwendet wurden. In 1982 wurde der Begriff "Geotextil" jedoch für die in der Bodenumgebung verwendeten Textilmaterialien ausreichend geeignet. Diese Materialien wurden als "Geomembranen" bekannt, die in geotechnischen Umgebungen verwendet werden. Um das polymere Material zu erfassen, wurde ein neuer Begriff eingeführt: "Geokunststoffe" (polymere) Materialien, die heute in der Bauindustrie verwendet werden.

Während die Geokunststoffindustrie weiter wächst, werden neue und innovative Produkte auf den Markt gebracht. Sie werden je nach Art, Eigenschaften und verwendetem Material unter verschiedenen Namen angeboten. Die Reichweite ist groß; Geotextilien, Lehmauskleidungen, Geozellen, Geoschäume, Geomembranen und viele andere. Der Hauptunterschied zwischen ihnen besteht darin, wie sie hergestellt oder angewendet werden, um einzigartige Eigenschaften zu erzielen. Geotexile bestehen zum Beispiel aus synthetischen Fasern, die zur Trennung, Verstärkung, Filtration, Entwässerung und zum Schutz eingesetzt werden. Andererseits sind Geomembranen, die die größte Gruppe von Geokunststoffen darstellen, ziemlich undurchlässige Kunststoffbahnen, die in zwei Hauptgruppen von Geomembranen existieren; kalandriert und extrudiert. Kalandrierte Geomembranen werden durch Bearbeiten und Abflachen einer geschmolzenen viskosen Formulierung zwischen gegenläufigen Walzen gebildet, die in einzigartigen Anwendungen verwendet werden, die für Zugfestigkeit sorgen und die Reiß- und Durchstoßfestigkeit verbessern. Extrudierte Geomembranen werden einfach durch Schmelzen von Polymerharz oder Spänen und Drücken des geschmolzenen Polymers durch eine Düse unter Verwendung eines Schneckenextruders hergestellt, wobei hauptsächlich die Grenzflächenreibung zwischen der Geomembran und benachbarten Böden oder anderen Geokunststoffen verbessert wird. Sie werden in großem Umfang in Sicherheitsbehältern als Flüssigkeits- oder Dampfsperre oder beides verwendet, auch in Deponien, Oberflächenstauungen, Kanälen und anderen Sicherheitsbehältern.

Die Einsatzgebiete dieser Materialien sind zahlreich und wachsen stetig. Die Hauptfunktionen sind Trennung, Verstärkung, Filtration, Entwässerung oder Eindämmung.

Haupteinsatzgebiete
Auf dem Gebiet der Geotextilien sind die gewebten und nicht gewebten Stoffe am häufigsten, die, wie die Namen andeuten, Filamente sind, die entweder gewebt oder zufällig in Schichten verteilt sind. Ungefähr 75% der Geotextilien sind Vliese in Form von heißgebundenen Stapeln aus synthetischen Polymeren mit einem Gewicht von 120gm bis 250gm / m2. Zum anderen liegt das Marktsortiment der Gewebe bei ca. 15% aus preisgünstiger, leichter gewebter Polypropylen-Schlitzfolie mit einem Gewicht von bis zu 2000gm m2. Die restlichen 10% entfallen auf Geogitter, Geonette und Erosionsschutzmatten weltweit.

In Afrika sind Geomembran-Auskleidungssysteme das am häufigsten verwendete Geosynthetikmaterial, da sie für die Entwässerung von Straßen und Schienen, Laugungspads, Deponien und Minenstandorten geeignet sind. Als Eng. John Alexander von Geosynthetics Technology Ltd erklärt, Drainage-Geokomposite hingegen würden am meisten ignoriert, da sie nicht über die Existenz von Spezifizierern und Kosteneinsparungen informiert seien.

Der größte realisierte Vorteil ist die Verwendung von Geotextilien beim Bauen über nassen oder lehmigen Gebieten, insbesondere in abgelegenen Gebieten, in denen Transport und Transport sehr teuer sind. Sie haben sowohl technische als auch finanzielle Vorteile als neue Konstruktionsmethode.

Im Straßenbau werden Geokunststoffe eingesetzt, um den Untergrund zu stärken, den Untergrund zu verbessern und die Entwässerung zu verbessern. Die Materialien verstärken, trennen und stabilisieren Untergrund- und Basismaterialien und bieten den Vorteil, dass der Gesamtbedarf reduziert, die Konstruktion vereinfacht, die Lebensdauer der Fahrbahn erhöht und die künftige Wartung reduziert wird. Geokunststoffe verhindern auch Unfälle, da sie großen seitlichen Verformungen und vertikalen Differentialsetzungen standhalten können. Durch seitliche Verschiebung und Schwächung des Tragschichtaggregats können Straßenbauwerke zeitweise vorzeitig ausfallen. Geogitter oder Geotextilien werden verwendet, um die Leistung zu verbessern oder die Dicke einer permanenten Straße zu verringern, selbst wenn sie auf einem hinreichend kompetenten Fundament errichtet wurden. Sie bieten Zugfestigkeit in der Erdmasse an Stellen, an denen bei Straßenarbeiten Scherbeanspruchungen auftreten würden. Darüber hinaus ermöglichen sie eine schnelle Entwässerung des Straßenbetts und bewahren ihre Durchlässigkeit, ohne ihre Trennfunktionen zu verlieren.

Geotextilien oder Geogitter sind eine wichtige Komponente und eine ausgezeichnete alternative Lösung für Eisenbahnen, die mit schlechten Aufwertungen und den damit verbundenen Problemen zu kämpfen haben. Geokunststoffe sind ein Standardmerkmal im modernen Gleisbau, da sie eine effektivere Bauweise ermöglichen. Insbesondere im Gleisbau sind Erdarbeiten aus Geokunststoffen gefragt. Sie werden zur Trennung, Filtration und Verstärkung im, unter und neben dem Gleisbett eingesetzt. Sie verhindern, dass Materialien durch Stöße und Vibrationen von fahrenden Zügen seitwärts abwandern.

Erosion und Entwässerung

Geosynthetische Komponenten sind ein wesentlicher Bestandteil von Erosions- und Sedimentmaterialien. Sie reichen von temporären Produkten wie hydraulischen Mulch-Geofasern, Kunststoff-Erosionsschutznetzen und -Netzen, Erosionsschutzdecken und -schlammzäunen bis hin zu Hochleistungs-Rasenverstärkungsmatten, geozellulären Begrenzungssystemen, Erosionsschutz-Geotextilien und Geweben gebildete Deckwerke. Diese Produkte sollen dazu beitragen, Erosions- und Sedimentschutzprobleme zu lösen und eine langfristige Stabilisierung zu gewährleisten, indem sie eine vegetative Bedeckung herstellen und aufrechterhalten. Das Gewebe, das unter verschiedenen Formen von Riprap-Überzügen liegt (z. B. Gestein, Gabionen und Matratzen, mit Betonmustern versehene Einheiten usw.), ermöglicht ein freies Abfließen von Wasser, während Feinanteile zurückgehalten werden, wodurch Küstenstreifen und andere Erosion verhindert werden. Bei der Entwässerung und Filtration werden Schichten in zivilen Anwendungen verwendet, um Feuchtigkeit oder feine Partikel aus dem System zu entfernen. Geokunststoffe bieten eine praktische, effektive und wirtschaftliche Alternative zu herkömmlichen Aggregat- und Sandfiltrationsschichten. Ihre Aufgabe ist es, das Wasser und andere Flüssigkeiten zu entfernen und gleichzeitig eine hervorragende Bodenretention zu gewährleisten, um eine langfristige, frei fließende Entwässerung ohne Bodenverlust zu gewährleisten. Die Anwendungen umfassen Stützmauern, Sportplätze, Dämme, Kanäle, Stauseen und Kapillarbrüche. Auch die Blatt-, Rand- und Dochtentwässerungen sind Geokomposite, die für verschiedene Boden- und Gesteinsentwässerungssituationen verwendet werden.

Deponien

Geosynthetische Bewehrung in Deponieanwendungen umfasst die konventionellen verstärkten Bodenstrukturen und die Furnierstabilisierung mit Verstärkungen, die entlang des Deponiehangs angebracht und auf dem Kamm verankert werden. Deponiedeckungen und Grundauskleidungen werden horizontal zu den geosynthetischen Verstärkungen angeordnet, die am festen Abfall angebracht sind, und die Faserverstärkung, um die Scherfestigkeit des Bodenauskleidungsmaterials und die Grenzflächenscherfestigkeit zwischen Bodenauskleidung und Textur-Geomembranen zu erhöhen.

Dr. Filshill Archie von InterGeo Services sagt, dass einer der größten Märkte für Geokunststoffe die Verwendung von Geotextilien für befestigte und unbefestigte Straßen ist, da sie als Trennelemente zwischen Untergrund und Zuschlagstoffen im Straßenbau fungieren. Dies kann in Afrika sehr nützlich sein, wo die meisten Straßen während der Regenzeit unbefestigt und oft unpassierbar sind. Ihre Aufgabe ist es, die im Untergrund verlorene Aggregatbasis zu beseitigen, die die Haltbarkeit der Fahrbahn verringern und Schlaglöcher erzeugen kann. Sie erweisen sich auch beim Bau von Fahrbahnen auf weichen Böden aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Böschungen, die die Menge der Entfernung ungeeigneter Verschmutzungen verringern können, als wertvoll und erhöhen den Wert der Lebenszyklusanalyse.

Zu den Vorteilen und Gründen, warum der Tiefbau in Afrika die bewährten, langlebigen und langlebigen Konstruktionsmethoden ablenken sollte, gehört, dass Geokunststoffe in Bezug auf die Installation stressfrei sind. Sie erhöhen auch die Effizienz und minimieren die Verschmutzung der natürlichen Ressourcen, indem sie Gebiete, die häufig und intensiv von Menschen, Tieren oder Fahrzeugen genutzt werden, durch die Schaffung einer vegetativen Abdeckung stabilisieren. Geokunststoffe sind bekanntermaßen auch resistent gegen Chemikalien und biologische Organismen, die normalerweise in Böden vorkommen. Sie stabilisieren sich gegen Abbau durch kurzzeitige Einwirkung von ultravioletter Strahlung.