ژئوتکستایل (Geotextile) بطور کلی این لایه های سوزنی نبافته عموما منسوجاتی نفوذپذیر هستند که در هنگام استفاده همراه با خاک، توانایی جداسازی، فیلتر کردن، تقویت، حفاظت یا تخلیه را دارند. ژئوتکستایل‌ها به دو شکل لایه‌های بافته شده و نبافته هستند که بر پایه الیاف مصنوعی از جنس پلی استر (polyester) و پلی پروپیلن (polypropylen) با گرماژ و ابعاد گوناگون تولید می‌شوند. این نوع منسوج از کنارهم قرارگرفتن الیاف ریز پلیمری و در هم تنیدن تشکیل می‌شوند. 

 ژئوتکستایل ها هدایت آب خوبی دارند و می تواند کانال های زهکشی را در داخل خاک ایجاد کنند تا مایع و گاز اضافی را از ساختار خاک خارج کنند. استفاده از این لایه های نمدی برای افزایش استحکام کششی و مقاومت در برابر تغییر شکل خاک و افزایش پایداری ساختار ساختمان برای بهبود کیفیت خاک استفاده کرد. Geotextile به طور موثر تنش متمرکز را پخش، انتقال یا تجزیه می کند تا از آسیب دیدن خاک توسط نیروهای خارجی جلوگیری شود. از ژئوتکستایل ها جهت جلوگیری از اختلاط ماسه، خاک و بتن بین لایه های بالایی و پایینی در پروژه های مختلف استفاده میشود. 

ژئوتکستایل چیست؟

همان طور که پیشتر هم گفتیم، Geotextile یک لایه نساجی مصنوعی نفوذپذیر است و به طور کلی از مشتقات پلیمری مانند پلی استر یا پلی پروپیلن تولید می شود. ژئوتکستایل ها برای افزایش پایداری خاک، کنترل فرسایش، فیلتراسیون، توانایی جداسازی یا کمک به زهکشی و … استفاده می شوند ژئوتکستایل ها به دو شکل لایه های بافته (Woven) و بی بافت (Non-woven) عرضه و تولید میگردد و بر پایه پلی استر و پلی پروپیلن و ترکیبی از سایر مواد پلیمری با گرم ها و ابعاد گوناگون تولید می‌شوند.

از ژئوتکستایل های بافته نشده (Non-woven textile) و بافته بیشتر به عنوان پارچه های فیلتراسیون یاد میشود. ساختار متخلخل باعث وجود خواص مطلوبی نظیر موئینگی و جذاب آب، آبگذری، تحمل فشار و ضربات، جذب قیر و از همه مهمتر امکان عبور انتخابی یعنی عبور دادن سیالات در حالی که ذرات خاک اجازه عبور ندارند. 

Non-woven textile متشکل از ترکیبی از مواد مقاوم و پلیمری است که به صورت لایه لایه رویه یکدیگر فشرده و سوزن زنی می شوند. این نوع منسوجات نبافته، به صورت یک لایه  از روی هم قرار گرفتن چندین لایه و فشرده شدن و سوزن زنی به صورت یک لایه نمدی تهیه می شود.

 ژئوتکستایل نبافته یا بی بافت که گاهاً از آن ها به عنوان لایه های نمدی، لایه های سوزنی و یا منسوجات نبافته هم یاد میشود دارای ویژگی هایی از جمله مقاومت در برابر فشار، انعطاف پذیری بالا، مقاومت در برابر شرایط محیطی مختلف، نفوذپذیری مناسب، مقاومت به گسستگی و پایداری حرارتی می باشد. این لایه نبافته عموماً در مسیر های خاکی جهت کنترل فرسایش خاک در پروژه های عمرانی و سازه های توسعه یافته به کار می روند. 

با توجه به خصوصیات ذکر شده، Non-woven textile از اهمیت بسیاری در صنعت ساخت و ساز و مهندسی خاک برخوردار است. این مواد به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود، به عنوان یک مکمل برای پروژه های عمرانی، راه سازی، سد سازی و…. در نظر گرفته می شوند.

از جمله کاربردهای ژئوتکستایل های نبافته در پروژه های مختلف میتوان به موارد زیر نیز اشاره کرد.

فرآیند تولید ژئوتکستایل‌ها، که متریال‌های پلیمری برای کاربردهای ژئوتکنیکی هستند، به دو دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شود: ژئوتکستایل‌های نبافته و ژئوتکستایل‌های بافته. که به صورت مختصر به چگونگی فرآیند تولید آنها می پردازیم.

پلی‌استر (Polyester): این نوع مواد از جنس پلی اتیلن ترفتالات (PET) بوده به دلیل خواص این مواد می توان به نیروی پارگی زیاد مقاومت سایشی، ثبات نوری، مقاومت در برابر اسید های معدنی دمای ذوب بالا و همچنین عدم پوسیدگی اشاره کرد.

پلی‌پروپیلن (Polypropylene): این نوع ماده از طریق پلیمریزاسیون به صورت یک پلیمر خطی تهیه میشود که به اختصار PP نامیده میشود. پلی پروپیلن یک پلیمر گرمانرم می باشد که در صنایع مختلف از جمله نساجی کاربرد های زیادی دارد این الیاف در برابر حلال های شیمیایی، باز ها و اسیدها مقاوم است و به دلیل ویژگی های مقاومتی و خاصیت ضد آب و قابلیت باز یافتی آن در تولید ژئوتکستایل ها بسیار مناسب است.

فرآیند تولید ژئوتکستایل های نبافته

مواد اولیه تشکیل دهنده Non-woven textile عمدتاً الیاف های مصنوعی مانند پلی پروپیلن هستند که بعد از باز شدن بسته بندی وارد دستگاه حلاجی شده و بعد از باز شدن تارهای الیاف از یکدیگر به قسمت دستگاه کاردینگ هدایت میشود.

 تارهای الیاف به وسیله دستگاه ها با فاصله بسیار کم کنار یکدیگر قرار گرفته و به صورت پارچه ای نازک و یکنواخت به محل تنظیم تراکم که به آن کراس لاپر میگویند. انتقال داده می شود و پس از تنظیم تراکم های مختلف در دستگاه کراس لپر برای فشرده شدن به دستگاه سوزن زنی بصورت زیر زن و رو زن هدایت شده و لایه ها روی هم ریخته شده به وسیله ضربات سوزن زن به یک دیگر تنیده میشود و یک لایه ژئوتکستایل در گرماژ تعیین شده تولید میشود.

در نتیجه: این محصول از کنار هم قرار گرفتن الیاف ریز پلیمری و در هم تنیده شدن تشکیل میشود.

نقش ژئوتکستایل چیست؟

ژئوتکستایل‌ها، که از دسته مواد ژئوسنتتیک هستند، نقش‌های متعددی در پروژه‌های مهندسی عمرانی، صنعتی، کشاورزی و …. دارند، از جمله:

جداسازی: ژئوتکستایل‌ها می‌توانند دو لایه از مواد با خواص مکانیکی یا بیولوژیکی مختلف را از هم جدا کنند، به عنوان مثال، جداسازی خاک بستر از مواد پر کننده در ساخت جاده‌ها.

فیلتراسیون: عمل فیلتر کردن آب از داخل خاک بدون از بین بردن خاک‌های مفید توسط Geotextile به زهکشی فضای اطراف ساختارهای خاکی کمک می‌کند.

تقویت: Geotextiles به افزایش استحکام و پایداری خاک و کاهش تغییر شکل‌های ناخواسته کمک می‌کنند، مخصوصاً در شرایط بارگذاری.

حفاظت: این مواد می‌توانند از سازه‌های مهندسی مانند سدها، کانال‌های آب، و دیواره‌های حائل در برابر فرسودگی و آسیب‌های ناشی از تماس با سایر مواد خشن یا حرکت دائمی آب محافظت کنند.

زهکشی: Geotextiles به عنوان مسیری برای انتقال آب داخل خاک به محل مناسب فاضلاب یا نقاط تخلیه عمل می‌کنند، از این رو از تجمع آب و فشار تصاعدی جلوگیری می‌شود.

استاندارد های ژئوتکستایل نبافته و بافته چیست؟

استانداردهای Geotextile به مجموعه‌‌ای از الزامات فنی و معیارهای کیفی اشاره دارند که به منظور تضمین عملکرد مطلوب، دوام و قابلیت اطمینان محصولات Geotextile در کاربردهای مختلف تدوین شده‌اند. این استانداردها ممکن است شامل تست‌های مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی و دوام بلند مدت باشند.

برای ژئوتکستایل‌های بافته ونبافته، استانداردهای خاصی توسط سازمان‌ها و موسسات استاندارد بین‌المللی و ملی، از جمله ASTM (انجمن آزمایش و مواد استاندارد آمریکا)، ISO (سازمان بین‌المللی استاندارد)، EN (استانداردهای اروپایی) و GRI (موسسه ژئوسنتتیک‌های تحقیقاتی) تدوین شده‌اند.

استانداردهای مرتبط با ژئوتکستایل‌های نبافته:

1. ISO 10319: تعیین مقاومت کششی منسوجات نبافته و محصولات Geotextile مرتبط

2. ASTM D4759: مقررات مربوط به ویژگی‌های واجد شرایط بودن Geotextiles

استانداردهای مرتبط با ژئوتکستایل‌های بافته:

1. ISO 9862: ارزیابی کلی Geotextiles و محصولات مرتبط

2. ASTM D4632: تعیین مقاومت کششی و کشش نهایی

3. ASTM D4491: تست نفوذپذیری مایعات در Geotextiles

4. EN ISO 13431: تعیین مقاومت ژئوتکستایل‌های بافته در برابر پارگی

استانداردهای عمومی:

1. ASTM D5261: تعیین وزن واحد سطح Geotextile

2. ASTM D4886: تعیین خردشوندگی ژئوتکستایل‌های نبافته

3. EN ISO 12236: تست استاندارد برای تعیین مقاومت Geotextile در برابر نفوذ نوک مخروط (CBR)

هر کاربرد مشخص، ممکن است استانداردهای خاص خود را داشته باشد که باید تمامی ژئوتکستایل‌های مورد استفاده در آن پروژه، با این استانداردها سازگاری داشته باشند. به عنوان مثال، ژئوتکستایل‌هایی که در پروژه‌های حفاظت از فرسایش استفاده می‌شوند، باید مطابق با استانداردهای مربوط به مقاومت در برابر فرسایش و پایداری در محیط‌های UV انتخاب شوند. 

این استانداردها به آزمایشگاه‌ها، تولیدکنندگان، مهندسان، و دیگر ذی‌نفعان کمک می‌کند تا صحت و سلامت محصولات Geotextile و کاربردهای متنوع آن‌ها را تضمین نمایند.

زمینه‌های کاربردی ژئوتکستایل چیست؟

این منسوجات نبافته زمینه‌های کاربردی گوناگون و متنوعی دارند، به ویژه در پروژه‌های عمرانی و ساختمانی. ژئوتکستایل یک حوزه متنوع و گسترده است که در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف استفاده می‌شود. این فناوری به دلیل خواص مکانیکی، مقاومت در برابر شرایط محیطی و قابلیت تنظیم نور و گرما، در زمینه‌های مختلف به کار می‌رود.