Geotextilstoff

Produkteinführung

Basisattribute: Definition und wesentliche Merkmale

1. Geotextilien bestehen hauptsächlich aus hochmolekularen synthetischen Fasern (wie Polypropylen, Polyester und Polyethylen) als Rohstoffe, wobei auch ein geringer Anteil an Naturfasern (wie Flachs- und Baumwollfasern, die heutzutage seltener verwendet werden) enthalten ist. Sie werden durch Vliesverfahren (Nadelung, thermische Bindung, chemische Bindung) oder Webverfahren (Weben) verarbeitet und geformt. Einige Geotextilien werden nachbehandelt, beispielsweise beschichtet und laminiert, um bestimmte Eigenschaften (z. B. Alterungsbeständigkeit, Wasserdichtigkeit) zu verbessern.

2. Physikalische Eigenschaften:

• Durchlässigkeit: Vlies-Geotextilien sind meist poröse Strukturen mit guter Wasserdurchlässigkeit (typischerweise im Bereich von 10 ⁻¹ bis 10 ⁻ cm/s), die Wasser und Gas durchlassen, feste Partikel jedoch blockieren; die Durchlässigkeit von gewebtem Geotextil hängt vom Faserabstand ab und kann nach Bedarf angepasst werden.

• Dichte und Dicke: Die Dichte beträgt üblicherweise 100–800 g/m² (konventioneller Bereich), und die Dicke nimmt mit zunehmender Dichte zu, im Allgemeinen 1–5 mm. In speziellen Szenarien (z. B. Pufferung) kann sie mehr als 10 mm erreichen.

• Umweltbeständigkeit: Synthetische Fasermaterialien sind säure- und alkalibeständig (stabil im pH-Bereich von 3–11), salzsprühbeständig und resistent gegen mikrobielle Erosion, während Naturfasern vor dem Einsatz im Außenbereich einer Korrosionsschutzbehandlung unterzogen werden müssen.

3. Mechanische Eigenschaften:

• Zugfestigkeit: Die Quer- und Längszugfestigkeit beträgt üblicherweise 5–50 kN/m und kann durch Anpassung des Fasertyps (z. B. Polyesterfaser mit höherer Festigkeit als Polypropylen) und des Verfahrens (z. B. Gewebe mit besserer Zugfestigkeit als Vliesstoff) verbessert werden, um unterschiedliche technische Belastungsanforderungen zu erfüllen.

• Reißfestigkeit und Berstfestigkeit: Die Reißfestigkeit (die Fähigkeit, lokalem Reißen zu widerstehen) beträgt im Allgemeinen 0,5–5 kN und die Berstfestigkeit (die Fähigkeit, vertikalem Druck zu widerstehen) beträgt 1–10 kN, wodurch sichergestellt wird, dass es während der Konstruktion und Verwendung nicht leicht beschädigt wird.

Kernfunktion: Die Kernrolle im Engineering

1. Filtrationsfunktion: Dies ist eine der grundlegendsten Funktionen von Geotextilien. Wenn Wasser durch Geotextilien fließt, kann ihre poröse Struktur feste Verunreinigungen wie Bodenpartikel und Sand abfangen und so Bodenerosion verhindern. Gleichzeitig lässt sie klares Wasser ungehindert passieren und verhindert eine Porenverstopfung (z. B. durch die Verwendung alternativer Materialien für „Filterschichten“ im Wasserbau, um herkömmliche Sand- und Kiesfilterschichten zu ersetzen und den Arbeitsaufwand zu reduzieren).

2. Entwässerungsfunktion: Mithilfe eigener Porenkanäle oder in Kombination mit anderen Entwässerungsmaterialien (z. B. Geotextil-Entwässerungsnetzen) wird überschüssiges Wasser (z. B. Regenwasser und Grundwasser) im Gestein und Boden an bestimmte Stellen (z. B. Entwässerungsblindgräben) abgeleitet, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens verringert und eine durch Wasseransammlungen (z. B. Frosthebungen im Straßenbett, Staudammrohre usw.) verursachte Bodenerweichung und Festigkeitsminderung vermieden wird.

3. Trennfunktion: Durch die Nutzung der Barriereeigenschaften von Geotextilien werden zwei oder mehr Materialien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften (wie Erde und Sand, Sand und Beton, Straßenerde und Schotter) getrennt, um Leistungseinbußen durch die Vermischung verschiedener Materialien zu vermeiden. Beispielsweise kann Geotextil beim Straßenunterbau die untere Schicht aus weichem Boden von der oberen Schicht aus Füllmaterial isolieren und so verhindern, dass das Füllmaterial in den weichen Boden einsinkt, während die jeweilige strukturelle Integrität erhalten bleibt.

4. Verstärkungsfunktion: Durch Ausnutzung der Zugfestigkeit von Geotextilien wird mit dem Boden eine „Verbundstruktur“ gebildet, die die vom Boden aufgenommenen Lasten (wie Fahrzeuglasten und Eigengewicht der Füllung) auf eine größere Bodenfläche überträgt und verteilt, wodurch die Gesamttragfähigkeit und der Verformungswiderstand des Bodens verbessert werden (wie beispielsweise die Verringerung der Straßenbettsetzung und die Verbesserung der Hangstabilität).

Hauptmerkmale: Wesentliche Unterschiede zu herkömmlichen Materialien

1. Leicht und praktisch: Das Gewicht einer einzelnen Geotextilrolle beträgt normalerweise 50–200 kg, bei geringer Dicke (1–5 mm) und geringen Transport- und Lagerkosten. Während des Baus sind keine großen Geräte erforderlich, das manuelle Verlegen ist ausreichend und die Effizienz ist viel höher als bei herkömmlichen Sand- und Kiesfilterschichten (herkömmliche Sand- und Kiesschichten erfordern geschichtetes Pflastern und Verdichten, und der Prozess ist komplex), wodurch die Bauzeit um 30 bis 50 % verkürzt werden kann.

2. Starke Steuerbarkeit der Leistung: Durch die Anpassung der Rohstoffe (wie Polypropylen vs. Polyester), Prozesse (Nadeldichte, Webmethode) und Nachbehandlung (Beschichtung, Verbundwerkstoff) können die Schlüsselindikatoren von Geotextilien wie Zugfestigkeit, Durchlässigkeit und Alterungsbeständigkeit genau gesteuert werden, um den individuellen Anforderungen verschiedener Projekte gerecht zu werden (wie z. B. hohe Durchlässigkeit, die für Wasserschutzprojekte erforderlich ist, und hohe Korrosionsbeständigkeit, die für Mülldeponien erforderlich ist).

3. Hervorragende Wirtschaftlichkeit: Obwohl der Stückpreis von Geotextilien höher ist als der von Sand und Kies, sind die Gesamtkosten niedriger – einerseits wird die Menge der verwendeten herkömmlichen Materialien (wie Sand und Kies) reduziert (beispielsweise kann 1 ㎡ Geotextil 3-5 ㎡ Sand- und Kiesfilterschicht ersetzen), und andererseits werden Transport-, Bau- und Wartungskosten reduziert (beispielsweise werden Wartungskosten reduziert, die in der späteren Phase durch strukturelles Versagen verursacht werden), wobei die Kosten über den gesamten Lebenszyklus 20 % bis 40 % niedriger sind als bei herkömmlichen Lösungen.

4. Haltbarkeit und Umweltschutz: Die Anti-Aging-Leistung von Geotextilien aus synthetischen Fasern (nach Zugabe von Antioxidantien und UV-Stabilisatoren) kann eine Projektlebensdauer von mehr als 50 Jahren erreichen (z. B. die geplante Lebensdauer von Autobahn- und Wasserschutzprojekten). Bei einigen Produkten können biologisch abbaubare Materialien (z. B. Polymilchsäurefasern) verwendet werden, die für temporäre Projekte (z. B. temporäre Straßenbetten) geeignet sind, um langfristige Umweltauswirkungen zu vermeiden.

5. Breite Anpassungsfähigkeit: Es kann sich an komplexes Gelände (wie steile Hänge und gekrümmte Böschungen) anpassen und kann sich während der Installation mit dem Gelände verformen, mit einem hohen Grad an Passung; Gleichzeitig kann es extreme Umgebungen tolerieren (Temperaturbereich von -40 °C bis 80 °C, saurer und alkalischer Boden) und kann in speziellen Szenarien wie großer Kälte, salzhaltigem Alkaliboden und Bergbaugebieten immer noch eine stabile Rolle spielen.

Produktparameter

Produktanwendung

1. Wasserschutztechnik: Wird hauptsächlich zur Verhinderung von Leckagen und Erosion eingesetzt. Beispielsweise kann Geotextil zwischen dem Dammkörper und dem Fundament von Erdgesteinsdämmen oder Böschungen verlegt werden, um Bodenpartikel zu filtern und zu verhindern, dass eindringendes Wasser den Dammkörper beschädigt. Geotextil kann auch als Hangschutz an Flüssen und Stauseen verwendet werden, um Wassererosion zu verhindern und den Absturz von Uferböschungen zu verhindern.

2. Verkehrstechnik: Die Kernlösung für das Problem der Straßenbettstabilität. Das Verlegen von Geotextilien auf weichem Untergrund von Autobahnen und Eisenbahnen kann die Tragfähigkeit des Untergrunds erhöhen und Setzungen reduzieren. Das Verlegen von Geotextilien zwischen der Kiesschicht des Straßenbetts und dem Untergrund kann Materialvermischungen verhindern, den Abfluss von Regenwasser beschleunigen und eine Erweichung des Straßenbetts verhindern.

3. Bauvorhaben: Wird hauptsächlich zum Schutz vor Versickerung und Entwässerung eingesetzt. Das Verlegen von Geotextilien an den Seitenwänden und Bodenplatten des Kellers in Kombination mit einem Entwässerungssystem kann Bodenversickerung ableiten und Leckagen verhindern. Das Verlegen von Geotextilien während der Dachbegrünung oder beim Bau von Aushubböschungen kann verschiedene Materialien isolieren und die Struktur vor Reibungsschäden schützen.

4. Umwelttechnik: Die Schlüsselrolle liegt in der Isolierung und Filtration. Durch das Verlegen von Geotextilien am Boden der Deponie kann das Sickerwasser vom Boden isoliert und Verschmutzung vermieden werden. Durch das Verlegen von Geotextilien in Absetzbecken und künstlichen Feuchtgebieten von Kläranlagen können Schwebstoffe im Abwasser gefiltert und die Behandlungseffizienz verbessert werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Geotextilien mit ihren flexiblen Funktionen wie Filterung, Entwässerung, Isolierung, Verstärkung und Schutz die Kernprobleme der Ingenieurwissenschaften in den vier Hauptbereichen Wasserwirtschaft, Transport, Bauwesen und Umweltschutz – Leckagen, Setzungen, Erosionen und Verschmutzung – gezielt angehen. Es handelt sich um kostengünstige und leistungsstarke Materialien, die die technische Stabilität, Sicherheit und Haltbarkeit verbessern und eine unersetzliche unterstützende Rolle für den reibungslosen Bau und den langfristigen Betrieb verschiedener Projekte spielen.