کاربرد ژئوتکستایل در زهکشی و نگهداری مایعات
ژئوتکستایل‌ها، منسوجاتی نفوذپذیر هستند که در زمان استفاده همراه با خاک، توانایی جداسازی، فیلترکردن، حفاظت، تقویت یا تخلیه را دارند. در واقع ژئوتکستایل ها به دو شکل لایه‌های نبافته و بافته هستند که بر پایه پلی پروپیلن و پلی استر و ترکیبی از سایر مواد پلیمری با ابعاد یا سایزهای متفاوت تولید می‌شوند که این نوع منسوج، از کنار هم قرار گرفتن الیاف ریز پلیمری و در هم تنیدن تشکیل می‌شوند. آن‌ها با متدها و روش‌ها گوناگون مانند سوزنکاری، شیمیایی یا حرارتی، تولید می‌شوند و دارای ساختاری نمودگونه و بدون تاروپودهای مشخص (فاقد بافت) هستند.
ساختار متخلخل موجب وجود خواص مطلوبی مانند موئینگی و جذب در آب، آبگذری، تحمل ضربات و فشارهای مختلف، جذب قیر و از همه مهم‌تر، امکان عبور انتخابی یعنی عبور دادن سیالات در صورتی که ذرات خاک اجازه عبور ندارند. تولید ژئوتکستایل نبافته عمدتا با الیاف پلی استر و پس از آن با الیاف پلی پروپلین انجام می‌شود. الیاف پلی استر معمولا در رنگ‌های سبز، سفید و قهوه‌ای تولید می‌شوند و الیاف‌های پلی پروپیلن با رنگ‌های سفید در بازار موجود هستند. ژئوتکستایل‌ها در زمینه‌های متعددی کاربرد دارند که برخی از آن‌ها شامل نقش جداسازی در جاده، روکش جاده، زیرسازی جاده، زیرسازی خط آهن، سد سازی و… می‌باشد. از مهم‌ترین وظیفه ژئوتکستایل‌ها، کاربرد این ماده در زمینه زهکشی و نگهداری مایعات است.
ژئوتکستایل‌ها در چه زمینه‌هایی کاربرد دارد؟
همانطور که می‌دانید، ژئوتکستایل ماده‌های نفوذپذیری هستند که در دو شکل بافته و نبافته تولید می‌شوند که بر پایه پلی استر و پلی پروپلین یا ترکیبی از موادهای پلیمری و ابعاد و سایزهای متفاوت تولید و به بازار عرضه می‌شوند. لازم به ذکر است که این ماده در زمینه‌های بسیار زیادی که حتی فکرش را نمی‌کنید هم کاربردهای فراوانی دارد که شامل مواردی مانند سدسازی، کنترل فرسایش، دیواره‌های محافظ، زهکشی‌های مختلف زیرزمینی(پشت دیوار حائل، سطوح عمودی و انواع ستون‌ها)، کنترل و نگهداری ضایعات مختلف، سیستم جمع‌آوری گاز و مایعات، حفاظت ژئوممبران، تحکیم و ثبات خطوط آهن، سیستم‌های محافظت و زهکشی زیر انواع چمن‌های مصنوعی هستند.
البته جالب است بدانید که ژئوتکستایل‌ها، علاوه بر مواردی که نام برده شد در لاینینگ و ایزولاسیون تونل‌ها، استحصال زمین‌های باتلاقی، مقاوم سازی زمین در مقابل زلزله، فیلتر در کانال‌های مختلف آبیاری، فیلتر در سدهای آبی، مقاوم سازی، حفاظت سواحل دریا و رودخانه‌ها، مخازن فاضلاب و لند فیلها در زمینه ایزولاسیون تونل‌ها، مخازن ذخیره مواد شیمیایی و آب، تحکیم بستر خاکریزها و شیب‌های مصنوعی و غیرواقعی، احداث باند فرودگاه‌ها هم نیز دارای کاربردهای زیادی هستند که محبوبیت این ماده را در میان مصرف‌کنندگان دوچندان می‌کند.
کاربرد ژئوتکستایل‌ها در زهکشی
از آنجایی که ژئوتکستایل‌ها در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارند، از مهم‌ترین کاربردهای آن‌ها می‌توان به پروژههای ساختمانی یا مهندسی عمران اشاره کرد. در اصل، نفوذپذیری یا همان ظرفیت زهکشی این ماده معمولا تحت تاثیر فشار محصورکننده و مواد محصورکننده آن محسوب می‌شود و برای انواع مدل‌های این محصول، ظرفیت زهکشی با افزایش فشار به پایین‌ترین حد خود می‌‌رسد و کاهش می‌یابد. ژئوتکستایل نبافته جریان آب را از طریق سوراخ‌های سوزنی کوچک در خود عبور می‌دهند و برای سیستم‌های زهکشی، اصولی هستند. لازم است بدانید این ویژگی برای ژئوتکستایل‌های بافته شده وجود ندارد و امکان‌پذیر نمی‌باشد. در واقع استفاده از ژئوتکستایل‌ها در زهکشی دارای ویژگی‌های فراوانی است که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.
ویژگی‌های استفاده از ژئوتکستایل‌ها در زهکشی
1. کمک به جلوگیری از گرفتگی لوله‌ها: ژئوتکستایل‌ها به‌عنوان یک فیلتر اصولی و قوی عمل می‌کنند و مانع از ورود ذرات خاک به داخل لوله‌های زهکشی می‌شوند که این امر موجب کاهش احتمال گرفتگی لوله‌ها و افزایش عمر مفید سیستم‌های زهکشی می‌شود.
2. کمک به بهبود جریان آب: با جلوگیری از ورود ذرات ریز خاک، ژئوتکستایل‌ها به حفظ پایداری جریان آب و بهبود عملکرد سیستم زهکشی کمک فراوانی می‌کنند.
3. کاهش نیاز به نگهداری و تعمیر: با کاهش گرفتگی و افزایش عمر مفید سیستم‌های زهکشی، هزینه‌های نگهداری و تعمیر نیز تا حد زیادی کنترل می‌شود و کاهش می‌یابد.
4. نصب بسیار آسان: از آنجایی که ژئوتکستایل‌ها بسیار سبک و انعطاف‌پذیر هستند، از همین جهت به راحتی دور لوله‌های زهکشی پیچیده می‌شوند و کار را برای مصرف‌کننده آسان می‌کند.
نحوه استفاده از ژئوتکستایل‌ها در زهکشی
همان‌گونه که ذکر کردیم، نحوه استفاده از ژئوتکستایل‌ها آسان است اما باید یک سری نکات در نحوه استفاده از آن را بدانید که قرار است این موارد را برایتان شرح دهیم. اولین گام، انتخاب ژئوتکستایل‌های مناسب است که بسته به نوع خاک و شرایط محیطی، ژئوتکستایل مناسب با مقاومت و نفوذپذیری استاندارد انتخاب می‌شود. گام دوم، آماده سازی محل نصب است؛ زیرا باید محل نصب به خوبی آماده و تسطیح شود تا لوله‌های زهکشی به صورت اصولی و درست در جای خود قرار گیرد.
سومین گام، پوشاندن لوله‌ها با ژئوتکستایل است و از آنجایی که این ماده به دور لوله‌های زهکش پیچیده می‌شود که معمولا لوله‌های زهکش دارای سوراخ‌ها یا شیارهایی برای وارد شدن آب هستند و ژئوتکستایل این سوراخ‌ها را پوشش می‌دهد تا فقط آب و بدون ذرات خاک، وارد لوله شود. گام چهارم، قراردادن لوله‌ها در محل می‌باشد؛ زیرا لوله‌های پوشیده شده با ژئوتکستایل در مکان مناسب قرار داده می‌شوند. گام بعدی، پر کردن محل با مصالح مناسب است؛ به این صورت می‌باشد که پس از قرار دادن لوله‌ها، محل با مصالح زهکشی اعم از شن یا ماسه پر می‌شود تا آب به‌طور اصولی و صحیح جریان پیدا کند و به داخل لوله‌های زهکشی هدایت شود.
نکات مهم در خصوص استفاده از ژئوتکسایل‌ها در زهکشی
یکی از مهم‌ترین نکات، توجه داشتن به کیفیت ژئوتکستایل‌ها می‌باشد از این جهت که استفاده از ژئوتکستایل با کیفیت بالا بسیار مهم است تا کارایی و عمر مفید سیستم زهکشی تضمین شود. یکی دیگر از نکات مهم در استفاده از ژئوتکستایل‌ها در زهکشی، مقاومت آن در برابر عوامل مختلف محیطی مانند رطوبت، مواد شیمیایی، تغییرات دمایی و… می‌باشد. تطابق با شرایط خاک، از نکات مهم دیگر درخصوص استفاده از ژئوتکستایل‌ها در زهکشی می‌باشد. از همین جهت است که، انتخاب نوع ژئوتکستایل باید متناسب با نوع خاک و شرایط محیطی باشد تا عملکرد بهینه و اصولی سیستم زهکشی شما تضمین شود.
با رعایت این نکات، استفاده از ژئوتکستایل‌ها در زهکشی می‌تواند به بهبود کارایی و طول عمر سیستم‌های زهکشی کمک زیادی کند و مشکلاتی از قبیل گرفتگی لوله‌ها را تا حد زیادی کنترل کند و به حداقل برساند. لایه‌های زهکشی از طرفی می‌توانند به شما امکان دسته‌بندی ذرات را بدهند، زیرا از جنس پانچ‌های سوزنی هستند به این معنی که سوراخ‌های ریزی دارند و اجازه می‌دهند ذرات کوچک‌تر از آن عبور کند در حالی که مانع عبور ذرات بزرگ‌تر می‌شوند.
کاربرد ژئوتکستایل‌ها در نگهداری مایعات
ژئوتکستایل‌ها به عنوان یک بستر مناسب برای انتقال و نگهداری مایعات می‌تواند کارایی بسیار زیادی داشته باشد. در حالت کلی، زمانی که می‌خواهیم یک سیستم انتقال و نگهداری مایعات (از آب گرفته تا محصولات پتروشیمی تا فاضلاب) را انتقال دهیم، نیازمند استفاده از این ماده هستیم. ژئوتکستایل‌ها را می‌توانیم به‌عنوان ماده اولیه برای انتقال انواع مایعات بدانیم که در بسترهای خاکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از طرفی کاربرد این ماده به صورت بافته شده در لوله‌های انتقال مایعات را نباید از یاد ببریم؛ چرا که می‌توانند وزن مایعات را تا حد زیادی کنترل کنند.
لازم به ذکر است از این ماده به عنوان یک لایه بیرونی و در بستر خاک استفاده می‌شود تا بتوانیم از بروز فرسایش در خاک که ناشی از وزن بالای لوله‌های انتقال جلوگیری کنیم. همانطور که می‌دانید، ژئوتکستایل‌ها در مدل‌های بافته شده و نبافته تولید و به بازار عرضه می‌شوند و هر دو مدل مورد استفاده در سیستم انتقال و جمع‌آوری مایعات می‌باشد. از جهتی در بستر زیرین مراکزی که برای حفظ و نگهداری از مایعات مخصوصا فاضلاب‌ها و شیرابه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد که از یک لایه ژئوتکستایل استفاده می‌شود تا به عنوان فیلتراسیون عمل کند و از وارد شدن شیرابه‌های سمی به داخل زمین جلوگیری نماید.
موارد استفاده از ژئوتکستایل‌ها در نگهداری مایعات
ژئوتکستایل‌ها، از سه طریق به ما کمک می‌کنند تا سیستم جمع‌آوری و نگهداری مایعات یا حتی گازها را تجهیز کنیم. در مرحله اول این ماده به ما کمک می‌کند تا بتوانیم مقاومت جانبی را تا حد زیادی افزایش دهیم و از بروز فرسایش در خاک جلوگیری کنیم. از جهتی نیز با افزایش ظرفیت تحمل و همچنین غشای تنش به وسیله نیروی کششی پایدار این ماده در آرماتور می‌توانیم استحکام بالاتری را از یک محیط انتظار داشته باشیم. سنگ‌ها و انواع خاک‌ها، در محیط‌های جغرافیایی متفاوت دارای مقاومت متفاوتی می‌باشند و باید بر اساس نوع نیاز ما مورد استفاده قرار گیرند.
از ژئوتکستایل‌ها همچنین می‌توانیم برای تقویت شیب‌ها و دیواره‌ها یا از طرفی افزایش مقاومت در خاک‌های نرم، بتن و آسفالت استفاده کنیم. در واقع این ماده بر اساس درجه بندی خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد و در سیستم جمع‌آوری و نگهداری از مایعات و گازها کاربردهای بسیار زیادی به‌ویژه در افزایش میزان مقاومت پایه و بستر دارند. در حالت کلی این ماده به‌عنوان یک ماده حمایتی استفاده می‌شود و شما می‌توانید از آن برای افزایش تحمل خاک استفاده کنید.
ویژگی‌های ژئوتکستایل‌ها در نگهداری مایعات
ژئوتکستایل‌هایی که برای سیستم جمع‌آوری و نگهداری از مایعات و گازها مورد استفاده قرار می‌گیرند، اصولا با استفاده از پلیآمین تولید می‌شوند. این دسته از ژئوتکستایل‌ها بسیار مقرون‌به‌صرفه و ارزان قیمت هستند و در نتیجه می‌توانند به‌طور کلی هزینه‌های پروژه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. همچنین ژئوتکستایل‌های نبافته بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند و از ژئوتکستایل‌های بافته شده را بیشتر برای تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌کنیم. ژئوتکستایل باید از نوع گرمادیده و سوراخ‌دار باشد تا با خواص مکانیکی این مدل بتواند کارایی بیشتری برای ما داشته باشد. از طرفی باید براساس نوع پروژه نسبت به خریداری و استفاده از انواع ژئوتکستایل‌ها اقدام نمود.
معرفی انواع ژئوتکستایل‌ها
ژئوتکستایل‌ها بر اساس روش‌های تولید به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند که شامل موارد زیر می‌باشند:
ژئوتکستایل‌های بافته شده
ژئوتکستایل‌های بافته‌شده یا همان حصیری،از بافتن الیاف پلی‌استر یا پلی‌پروپیلن در کنار همدیگر ساخته می‌شوند که از استحکام و پایداری بسیار بالایی برخوردار است و برای کاربردهایی مانند جداسازی، تقویت و کنترل فرسایش مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع از ژئوتکستایل‌ها در حالت کلی برای عملکردهای جداسازی و تقویت طراحی شده‌اند
ژئوتکستایل‌های غیر بافته‌شده
ژئوتکستایل‌های غیر بافته‌شده، از سوزن زنی پلی‌استر یا پلی‌پروپیلن بوجود می‌آیند و از متصل شدن الیاف‌های مصنوعی باهمدیگر تولید می‌شوند و از خواص زهکشی و فیلتراسیون بالایی برخوردار هستند و برای فیلتراسیون، حفاظت مناسب و زهکشی مورد استفاده قرار می‌گیرند و مناسب هستند.
ژئوتکستایل‌های ترکیبی
ژئوتکستایل‌ها به دو شکل لایه‌های بافته و نبافته تولید می‌شوند که ترکیبی از گرماژ و مواد پلیمری در ابعاد گوناگون هستند که این نوع منسوج از کنارهم قرارگرفتن الیاف ریز پلیمری و درهم تنیدن تشکیل می‌شود. البته لازم به ذکر است از آنجایی که این نوع ژئوتکستایل‌ها، از ترکیب انواع ژئوتکستایل‌ها ساخته می‌شود و دارای خواص سفارشی هستند و برای کاربردهایی که نیاز به ترکیبی از خواص متفاوت است، مناسب بوده و مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ژئوتکستایل‌های حلقه‌ای
از به هم پیوستن حلقه‌های الیاف مصنوعی بوجود می‌آید. این دسته از ژئوتکستایل‌ها دارای انطباق و الاستیسیته بالایی هستند و برای کاربردهایی مانند محافظت و فرسایش بسیار مناسب هستند.
علاوه بر موارد گفته شده، این پارچه‌ها را می‌توان بر اساس نوع پلیمری که از آن تولید می‌شود نیز طبقه بندی کرد. برخی از انواع رایج ژئوتکستایل‌های پلیمری شامل موارد زیر می‌باشد:
ژئوتکستایل‌های پلی پروپیلن
این دسته از ژئوتکستایل‌ها از استحکام و دوام بسیار بالایی برخوردار هستند و کاربردهای زیادی در زمینه‌های مختلف دارند.
ژئوتکستایل‌های پلی‌استر
ژئوتکستایل‌های پلی استر، از الیاف پلی استر تولید می‌شود و به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی خاص، در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارد. این نوع از ژئوتکستایل، مقاومت زیادی در برابر مواد شیمیایی دارند و در زمینه‌هایی که در معرض مواد شیمیایی هستند، بسیار مناسب است.
ژئوتکستایل‌های پلی‌اتیلن
این دسته از ژئوتکستایل‌ها، از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردارند و در زمینه‌هایی که نیاز به انعطاف‌پذیری دارند، بسیار مناسب هستند. لازم به ذکر است که انتخاب نوع ژئوتکستایل اصولی و مناسب، به عوامل مختلفی مانند نوع خاک و خواص آن، نیازهای عملکردی، بودجه مناسب و سنجیده و کاربردهای آن بستگی دارد.