حاجز الجيوتكستايل
1. التكلفة الشاملة المنخفضة:على الرغم من أن سعر الوحدة للمواد أعلى من سعر الطين، إلا أنها لا تتطلب كمية كبيرة من أعمال الحفر/النقل الترابية، مما يقلل تكاليف العمالة في البناء بنسبة 40٪، ويقلل تكاليف الصيانة في المرحلة اللاحقة.
2. خفيف الوزن:يبلغ الوزن لكل وحدة مساحة 1/500 فقط من الخرسانة، مما يمكن أن يقلل الأحمال الهيكلية ويوفر مساحة هندسية
3. حماية البيئة:الألياف الصناعية قابلة لإعادة التدوير، في حين أن الألياف الطبيعية قابلة للتحلل البيولوجي؛ بناء بدون غبار ونفايات، مع الحد الأدنى من الضرر البيئي للمنطقة المحيطة
4. التوحيد الجيد:إنتاج موحد من المصنع، خطأ في الأداء <5٪، وتجنب مشكلة "تقلبات الجودة الكبيرة في الموقع" للمواد التقليدية
مقدمة المنتج:
حاجز الجيوتكستايل هو مادة جيوسينثية مسامية ونفاذة، مصنوعة من ألياف صناعية أو طبيعية. وظيفتها الرئيسية هي التحكم في السوائل (الماء والملوثات) أو الجسيمات الصلبة (التربة والرمل والحصى) في الهندسة الجيوتقنية والبيئية والمدنية، من خلال العزل الفيزيائي والترشيح والصرف أو التعزيز، مما يحمي استقرار الهياكل الهندسية ويقلل من المخاطر البيئية. يكمن الفرق الجوهري بينه وبين الأقمشة العادية في أن تصميمه يجب أن يلبي الخصائص الميكانيكية الهندسية، ومقاومة العوامل الجوية، والقدرة على التكيف مع البيئة، وليس مجرد وظائف نسيجية.
التعريف الأساسي
حاجز الجيوتكستايل هو مادة جيوسينثتيكية نسيجية ذات وظائف هندسية محددة، تُعالَج بالنسج، والأقمشة غير المنسوجة (الثقب بالإبرة، والترابط الحراري، إلخ)، والنسج الآلي، وغيرها من العمليات. يمكن استخدامه كحاجز في مختلف السيناريوهات الهندسية: فهو يعزل الوسائط المختلفة (مثل التربة والرمل)، ويمنع هجرة الملوثات الضارة، ويُرشِّح الشوائب في المسطحات المائية، ويعزز قدرة تحمل الأساسات. وهو أحد المكونات الرئيسية في الهندسة المدنية الحديثة التي تحل محل المواد التقليدية (مثل الطين والخرسانة).
وفقا للمادة والوظيفة، يتم تصنيفها عادة على النحو التالي:
التصنيف على أساس أنواع محددة وخصائص أساسية
مادة:
الألياف الصناعية: الأنواع السائدة مثل البولي بروبيلين (PP) والبوليستر (PET)، مقاومة للأحماض والقلويات، ومقاومة للتآكل، ولها عمر افتراضي طويل (10-50 سنة)
الألياف الطبيعية مثل ألياف قشر جوز الهند والكتان قابلة للتحلل البيولوجي ومناسبة لمشاريع استعادة البيئة قصيرة المدى (مثل حماية المنحدرات المؤقتة)
صنعة
الجيوتكستايل غير المنسوج: ترتيب عشوائي للألياف، مسامية عالية (70% -90%)، أداء ترشيح وتصريف ممتاز، وتكلفة منخفضة
الجيوتكستايل المنسوج/المنسوج: تشابك منتظم للألياف، قوة شد عالية (تصل إلى 100 كيلو نيوتن/متر أو أكثر)، مقاومة قوية للتمزق، مناسب لسيناريوهات التعزيز
الميزات الرئيسية
يدور تصميم أداء حواجز التكسية الأرضية حول "قابلية التطبيق الهندسي"، ويمكن تلخيص الخصائص الأساسية في النقاط الأربع التالية:
1. التكامل متعدد الوظائف:يمكن لمادة واحدة أن تحقق في آنٍ واحد الوظائف الثلاث: "العزل + الترشيح + الصرف". على سبيل المثال، في هندسة ركائز الطرق، يمكنها عزل تربة ركائز الطرق عن رمل وحصى الوسادة (مانعةً بذلك جزيئات التربة من التسرب إلى الرمل والحصى وسد المسام)، وتصفية مياه الأمطار (مانعةً الشوائب من دخول نظام الصرف)، وتصريف المياه المتراكمة داخل ركائز الطرق (مما يُقلل من رطوبة التربة ويمنع ترسبها).
2. الأداء البدني المستقر:
قوة ميكانيكية عالية: يمكن أن تصل قوة الكسر الشد لمنتجات الألياف الاصطناعية إلى 10-150 كيلو نيوتن / متر، والتي يمكنها تحمل وزن التربة الذاتي أو حمل السيارة أو ضغط ضغط التربة، وليس من السهل تمزيقها أو تشويهها؛
مقاومة قوية للطقس: مقاومة للأشعة فوق البنفسجية (UV)، ودرجات الحرارة العالية والمنخفضة (-30 ℃ إلى 70 ℃)، والتآكل الحمضي والقلوي (أداء مستقر ضمن نطاق درجة الحموضة من 3-11)، ولا تتقدم في العمر بسهولة بعد الاستخدام طويل الأمد في البيئات الخارجية أو تحت الأرض.
3. نفاذية قابلة للتحكم:من خلال ضبط كثافة الألياف وحجم المسام، من الممكن تحقيق "نفاذية عالية" (مثل المنسوجات الأرضية للصرف، مع معامل نفاذية أكبر من 1 × 10 ⁻ م/ث) أو "نفاذية منخفضة" (مثل الحواجز المساعدة المضادة للتسرب، مع معامل نفاذية أقل من 1 × 10 ⁻ م/ث)، وتلبية احتياجات التحكم في المياه لمشاريع مختلفة.
4. راحة البناء:المنتجات هي في الغالب على شكل لفة (العرض 2-6 م، الطول 50-100 م)، وخفيفة الوزن (100-500 جرام لكل متر مربع)، ويمكن وضعها دون الحاجة إلى معدات كبيرة؛ ويمكن قطعها وربطها وفقًا للحجم الهندسي، ومناسبة للتضاريس المعقدة (مثل المنحدرات والأساسات المنحنية)، مع كفاءة بناء أعلى من 3-5 مرات من الحواجز الطينية التقليدية.
معلمات المنتج:
مشروع |
متري |
||||||||||
القوة الاسمية/(كيلو نيوتن/متر) |
|||||||||||
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|||
1 |
قوة الشد الطولية والعرضية / (كيلو نيوتن/متر) ≥ |
6 |
9 |
12 |
18 |
24 |
30 |
36 |
48 |
54 |
|
2 |
أقصى استطالة عند أقصى حمل في الاتجاهين الطولي والعرضي/% |
30~80 |
|||||||||
3 |
قوة اختراق الجزء العلوي من CBR / كيلو نيوتن ≥ |
0.9 |
1.6 |
1.9 |
2.9 |
3.9 |
5.3 |
6.4 |
7.9 |
8.5 |
|
4 |
قوة التمزق الطولي والعرضي/كيلو نيوتن |
0.15 |
0.22 |
0.29 |
0.43 |
0.57 |
0.71 |
0.83 |
1.1 |
1.25 |
|
5 |
فتحة مكافئة 0.90(O95)/مم |
0.05~0.30 |
|||||||||
6 |
معامل النفاذية الرأسية/(سم/ثانية) |
K× (10-¹~10-)، حيث K=1.0~9.9 |
|||||||||
7 |
معدل انحراف العرض /% ≥ |
-0.5 |
|||||||||
8 |
معدل انحراف كتلة منطقة الوحدة /% ≥ |
-5 |
|||||||||
9 |
معدل انحراف السُمك /% ≥ |
-10 |
|||||||||
10 |
معامل التباين في السُمك (CV)/% ≤ |
10 |
|||||||||
11 |
ثقب ديناميكي |
قطر ثقب الثقب/مم ≤ |
37 |
33 |
27 |
20 |
17 |
14 |
11 |
9 |
7 |
12 |
قوة الكسر الطولي والعرضي (طريقة الإمساك)/كيلو نيوتن ≥ |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
1.1 |
1.4 |
1.9 |
2.4 |
3 |
3.5 |
|
13 |
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية (طريقة مصباح قوس الزينون) |
معدل الاحتفاظ بالقوة الطولية والعرضية% ≥ |
70 |
||||||||
14 |
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية (طريقة مصباح الأشعة فوق البنفسجية الفلوري) |
معدل الاحتفاظ بالقوة الطولية والعرضية% ≥ |
80 |
||||||||
تطبيقات المنتج:
1. هندسة المرور: حماية قاع الطريق والأرصفة
مجالات التطبيق: قاع الطبقة الأساسية، بين قاعدة الرصيف وطبقة الوسادة، سطح المنحدر؛
الدور الأساسي:
العزل: منع تسرب تربة قاع الطريق (الجزيئات الدقيقة) إلى الرمل والحصى في طبقة الوسادة، وتجنب انسداد مسام طبقة الوسادة، وضمان الصرف السلس؛
التعزيز: تعزيز الصلابة الشاملة لقاع الطريق، وتوزيع أحمال المركبات، وتقليل الهبوط غير المتساوي لقاع الطريق (خاصة في أقسام الأساس ذات التربة اللينة، يمكن تقليل الهبوط بنسبة 30٪ -50٪)؛
الحماية: يتم وضع الجيوتكستايل على المنحدر (غالباً ما يتم دمجه مع النباتات) لمنع تآكل التربة الناجم عن تآكل مياه الأمطار وتجنب انهيار المنحدر.
2. هندسة الحفاظ على المياه: إدارة السدود والأنهار
مجالات التطبيق: طبقة مساعدة مضادة للتسرب للسدود ومنحدرات ضفاف الأنهار وتغليف جسم الصرف؛
الدور الأساسي:
مساعدة ضد التسرب: تستخدم جنبًا إلى جنب مع فيلم HDPE "كطبقة واقية" لمنع ثقب الغشاء الأرضي بالحجارة الحادة، مع تصفية التسرب وتقليل خطر تسرب السد؛
حماية منحدر الضفة: يتم وضع الجيوتكستايل على منحدر ضفة النهر، لتغطية التربة وتثبيت النباتات لمقاومة تآكل المياه وحماية البيئة الإيكولوجية لضفة النهر (مثل مشروع استقرار منحدر الضفة في معالجة المياه السوداء والرائحة في المناطق الحضرية).
3. الهندسة البيئية: معالجة المواقع الملوثة وطمر النفايات
مجالات التطبيق: بطانة مكب النفايات، طبقة حاجز التربة الملوثة، نظام معالجة الرشح؛
الدور الأساسي:
عزل الملوثات: باعتباره "حاجزًا رأسيًا/أفقيًا"، فإنه يمنع تسرب مياه مدافن النفايات (التي تحتوي على معادن ثقيلة ومواد عضوية) إلى المسطحات المائية الجوفية، أو يمنع الملوثات الموجودة في التربة الملوثة من الانتشار إلى المناطق النظيفة المحيطة؛
الترشيح والتطهير: في نظام جمع الرشح، يتم ترشيح الجسيمات العالقة لمنع انسداد أنابيب الصرف وتحسين كفاءة معالجة الرشح.
4. هندسة البناء: دعم الأساسات والحفريات
مجالات التطبيق: تعزيز أساسات التربة الناعمة، وطبقة مرشح تجفيف حفرة الأساس، ومنع تسرب الجدار الخارجي للطابق السفلي؛
الدور الأساسي:
تعزيز الأساسات: بالاشتراك مع أكوام الرمل والحصى وألواح الصرف البلاستيكية، فإنه يعمل على تسريع توحيد تصريف الأساسات ذات التربة اللينة وتحسين قدرة تحمل الأساس (مثل المباني الشاهقة ومعالجة أساسات المصانع الصناعية)؛
حماية حفرة الأساس: يُوضع الجيوتكستايل على منحدر حفرة الأساس، مع جدران مسامير ترابية أو قضبان تثبيت لتعزيز ثبات المنحدر. وفي الوقت نفسه، تُرشّح جزيئات التربة أثناء عملية الترسيب لمنع ترسب التربة حول حفرة الأساس.
5. الزراعة والهندسة البيئية: الحفاظ على التربة والمياه واستعادة الغطاء النباتي
مجالات التطبيق: المنحدرات المتدرجة، ومناطق استصلاح المناجم، والأحزمة الخضراء للطرق السريعة؛
الدور الأساسي:
الحفاظ على التربة والمياه: وضع المنسوجات الأرضية على الحقول المتدرجة في المناطق القاحلة لتقليل تبخر رطوبة التربة؛ ومنع مياه الأمطار من غسل التربة والحفاظ على خصوبة التربة في المناطق الممطرة؛
استعادة الغطاء النباتي: أثناء استصلاح التعدين، يمكن للمنسوجات الجيوتقنية تثبيت التربة السطحية، وتوفير بيئة مستقرة لإنبات بذور النباتات، ومنع البذور من الانجراف بواسطة مياه الأمطار، مما يؤدي إلى تسريع عملية الاستعادة البيئية.
باختصار، تُعد حواجز الجيوتكستايل مادة هندسية حديثة متعددة الوظائف، فعّالة، واقتصادية. فهي تؤدي دورًا لا غنى عنه في الوظائف الأساسية الأربع: العزل، والترشيح، والصرف، والتدعيم، بفضل خصائصها الفيزيائية الفريدة، وقد أصبحت إحدى الوسائل التقنية الرئيسية لضمان سلامة ومتانة وفعالية مشاريع الهندسة المدنية المختلفة.
