ژئوسنتتیک ها از چه موادی ساخته می شوند؟ و چه کاربردی دارند؟

ژئوسنتتیک

ژئوسنتتیک ها موادی هستند که ساخته ی انسان اند و برای افزایش کیفیت خاک مورد استفاده قرار می گیرند. این کلمه از Geo به معنای زمین یا خاک به علاوه ی synthetic به معنای ساخته ی انسان مشتق شده است. ژئوسنتتیک ها به طور ویژه ای از پلیمرهایی با پایه ی پتروشیمیایی ساخته شده اند که از نظر زیست شناسی بی جان هستند و از فعالیت های باکتریایی و اسفنجی تجزیه نمی شوند.

در حالیکه بیشتر آنها لزوما از نظر شیمیایی فاقد هر گونه واکنش می باشند، ممکن است بعضی از آنها بوسیله ی مواد پتروشیمیایی آسیب ببینند و بعضی از آنها دارای میزانی از حساسیت به امواج فرابنفش باشند.

مواد ژئوسینتتیک بر روی خاک یا درون خاک قرار می گیرند تا یکی از چهار مورد زیر را انجام دهند ( بعضی از آنها بیش از یک مورد از موارد زیر را به طور همزمان انجام می دهند):

جداسازی، محبوس کردن، توزیع بارها

بهبود تراز نهایی خاک های گوناگونی مانند خاک جاده، کوچه و باریک راه ها

بهبود مکان های دارای شیب مانند سیل گیرها، دامنه ی تپه ها و نقطه ی ورودی رودها

تقویت خاک

دیواره های خاک، زمینهای مجاور پل ها، آبراهه های سرپوشیده یا پل ها و خاک ها

جلوگیری از حرکت خاک (لوله کشی) در حالی که به آب اجازه ی حرکت درون مواد را می دهد

مانند سیستم های زهکشی و خاکریز کردن پیرامون سازه های آبگیر

کنترل فشار آب

راه اندازی جریان زهکشی در سطح صافی از مواد مانند دیوارهای فونداسیون تا به آب این امکان را بدهد که در محیط زهکشی حرکت کند.

تعداد زیادی از مواد گوناگون ژئوسینتتیک که بسیاری از آنها دارای نام های مشابه ای می باشند، همچنین دارای نام های تجاری یکسانی می باشند، که شناسایی آنها بدون یادگیری طبقه بندی اساسی تا حدودی گیج کننده می باشد. برای این انواع که به طور ویژه ای در کشاورزی استفاده می شوند، طبقه بندی زیر وجود دارد:

ژئوتکستایل ها که برای زهکشی، جداسازی، و تقویت به کار می روند که در دو شکل موجود می باشند:

بافته شده ها پارچه مانند هایی با فیبرهای بافته شده ی قائم که به یکدیگر چسبیده اند.
بافته نشده ها موادی با فیبرهایی که به طور تصادفی انتخاب شده اند.

ژئوگریدها مواد مشبکی هستند که برای تثبیت و تقویت به کار می روند.
ژئوسل ها موادی هستند که دارای حفره در یک رشته می باشند و برای تثبیت به کار می روند.
ژئوممبران ها لایه هایی با نفوذپذیری پایین یا موادی با جریان محدود شده می باشند.
کنترل فرسایش مواد قابل تجزیه و غیر قابل تجزیه از باکتری ها

ژئوتکستایل ها

ژئوتکستایل ها به عنوان هر گونه تکستایل قابل نفوذی می باشند که در فونداسیون خاک، صخره، زمین و یا سایر مواد ژئوتکنیکال مرتبط مهندسی به شمار می روند و به عنوان یک بخش اصلی از پروژه ها، ساختار ها و سیستم هایی که ساخته ی دست انسان اند حساب می شوند. آنها به طور ویژه ای برای اهداف کشاورزی در مواد ژئوسینتتیک استفاده می شوند.

همچنین مواد پارچه ای یا پارچه مانندی هستند که بر اساس روش استفاده شده برای جاگذاری فیبرها یا الیاف در این پارچه طبقه بندی می شوند. ژئوتکستایل ها به طور ویژه ای در رول هایی با عرض تقریبی 5.6 متر و طول 50 تا 150 متر وجود دارند.

بافته شده: این محصولات پارچه مانند بوسیله ی بافت داخلی یکدست و منظمی از فیبرها و الیاف ها و در دو روش ساخته شده اند که در نمودار 1 نشان داده شده اند. این محصولات دارای الگوی ساختاری شفاف و منظمی هستند و دارای منافظ قابل تشخیص و قابل اندازه گیری می باشند. ژئوتکستایل های بافته شده به طور ویژه ای برای جداسازی، تقویت، توزیع بار پالایش و زهکشی خاک مورد استفاده قرار می گیرند. و می توانند دارای مقاومت در برابر فشار و فشار کششی نسبتا پایین یا کشسانی محدود تحت بارگیری باشند( به طور نمونه تا میزان 15 درصد).

شکل1- یک نمونه ژئوتکستایل بافته شده

بافته نشده: این پارچه ها بوسیله ی یک جاگذاری تصادفی از فیبرها در یک حصیر و اتصال به وسیله ی پیوند حرارتی، پیوند با رزین یا پانچ سوزنی ساخته می شوند که در نمودار 2 نشان داده شده است. این محصولات دارای هیچگونه الگوی فیبر شفافی نیست. ژئوتکستایل های بافته نشده به طور ویژه ای برای جداسازی، تثبیت، توزیع بار و زهکشی خاک مورد استفاده قرار می گیرند اما برای تقویت خاک و بقا دیوارها مورد استفاده قرار نمی گیرند. آنها دارای فشار و نیروی کشسانی بالا و قابل توجهی تحت شرایط بارگیری می باشند.

شکل2- یک نوع ژئوتکستایل بافته نشده

شکل3- ویژگی های اصلی ژئوتکستایل ها

ژئوگریدها

همان طور که در نمودار 4 آمده است، ژئوگریدها موادی با دریچه های سوراخ سوراخ یا شبکه ای هستند که به طور جداناپذیری به پلیمرها متصل شده اند. که از ابتدا برای تقویت خاک مورد استفاده قرار گرفته اند. استحکام آنها می تواند بیش از ژئوتکستایل های معمولی باشد. ژئوگریدها دارای فشار و کشسانی کمی تا حدود 2 تا 5 درصد تحت شرایط بارگیری می باشند. در هر جا که امکان پذیر باشد، می توان از آنها در موقعیت های کشاورزی استفاده کرد.

در یک پروژه ی خلاصه شده در برگه ی گزارش 590.302-2، تحت عنوان” دسترسی پیشرفته ی دام به آبی که از ژئوسینتتیک ها و شن استفاده می کند” از یک محصول ژئوگرید برای دستیابی دام به دریاچه استفاده کرد. از آنجایی که بر اساس برگه ی گزارش644.000-2 ثابت شده است که یک ژئوتکستایل با هزینه ی پایین تر، یک ماده ی جایگزین مناسب برای ژئوگرید در چنین موقعیتی است، به یاد داشته باشید که این پروژه با کاربردهای بسیار زیادی در نظر گرفته خواهد شد، مانند استفاده از ژئوسینتتیک در ساخت جاده ها، راه باریکه ها و ورودی رودها.

شکل4 – یک نمونه ژئوگرید

ژئوسل ها

همان طوری که در نمودار 5 نشان داده شده است، در حالی که ژئوتکستایل ها و ژئوگریدها مواد صافی هستند، ژئوسل ها یا ژئووب ها دارای عمق می باشند. آنها به طور ویژه ای از ورقه های پلی اتیلن ساخته شده اند و هنگام باز شدن برای استفاده به صورت تا شده می باشند. در سراشیبی ها با زیرساخت ملایم و کنترل فرسایش در کانال ها مورد استفاده قرار می گیرند. و حتی ممکن است در بالاترین سطح از یک ژئوتکستایل یا ژئوگرید مورد استفاده قرار بگیرند.

در حالیکه در دسته های به هم فشرده روی هم قرار می گیرند، به طور ویژه ای در زمان پهن کردن ناحیه ای با عرض 2.5 متری و طول 6 تا 12 متر را پوشش می دهند. با توجه به Factsheet 644.000-2، از ژئوسینتتیک در ساخت جاده، راه باریکه، و ورودی رودخانه استفاده می شود.

شکل5- یک نمونه ژئوسل

ژئوممبران ها

در حالیکه ژئوتکستایل ها، ژئوگریدها و ژئوسل ها، معمولا نفوذپذیرند تا این امکان را برای آب فراهم کنند که درون آنها پالایش شوند، ژئوممبران ها ورقه های پلیمری استفاده شده برای کنترل حرکت جریان می باشند.

این مواد، دارای نفوذپذیری کمی می باشند و در حوضچه ها، گودال ها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند تا leachate را کنترل کنند.

کنترل فرسایش

مواد ژئوسینتتیک زیادی مانند تیوپ ها، حصیر ها و غیره برای کنترل فرسایش به کار می روند. برخلاف سایر ژئوسینتتیک ها، این مواد ممکن است قابل تجزیه باشند مانند پوشال و پوشش حصیری

تبصره: این factsheet با ژئوسینتتیک ها ( موادی که باید در خاک مورد استفاده قرار بگیرند) سر و کار دارد، بسیاری دیگر شامل سینتتیک مشبک یا محصولات گرید است که برای استفاده غیر از خاک در دسترس اند مانند حصار های پلاستیکی مشبک، پارچه های سایه دار و تورسازی و … .