ژئوکامپوزیت چیست و چه کاربردهایی در تاسیسات و زیرساخت‌ها دارد؟

ژئوکامپوزیت‌ها برای کارکردهای اساسی معابر مانند جداسازی، تصفیه و تقویت استفاده می‌گردد. از آن می‌توان برای افزایش استحکام و پایداری خاک زیرزمینی در یک جاده استفاده کرد.

وسایل نقلیه لود شده در مسیر جاده باعث ایجاد بریدگی می‌شوند، در جاده‌ها پوسیدگی وجود دارد و گرفتگی آب در ترک‌ها باعث فرسایش می‌شود و عمر جاده‌ها را کاهش می‌دهد. ژئوکامپوزیت‌ها باعث افزایش عمر جاده می‌شوند و برای صنعت جاده مقرون به صرفه هستند.

نگهداری از مسیر ریلی بسیار مهم است؛ زیرا مسیر ناهموار باعث بروز حوادث می‌شود. ژئوکامپوزیت‌ها در زیر مسیرهای ریلی استفاده می‌شوند تا تثبیت و تقویت شود. علاوه بر این، از آنها به عنوان جداکننده فیلتر بین بالاست و زیر کلاس استفاده می‌شود و سیستم زهکشی جانبی را فراهم می‌کند.لایه ژئوکامپوزیت شامل ژئوگرید دو محوره ای است که بر روی لایه ای از ژئوتکستایل پلی پروپیلن نبافته قرار گرفته است. آزمایشات سه محوره در مقیاس بزرگ نشان داد که یک لایه ژئوکامپوزیتی (ترکیبی از ژئوتکستیل ژئوگرید و نبافته) بالاست را خیلی بهتر از ژئوگریدها و ژئوتکستایل‌ها تثبیت می‌کند.

بنابراین، در این کار آزمایی میدانی، از ترکیب ژئوگرید-ژئوتکستایل استفاده شده است. در ژئوکامپوزیت،  دو محوره یک اتصال قوی با ذرات بالاست زاویه ای را فراهم می‌کند  که ویژگی‌های اصطکاک را بهبود می‌بخشد.

ژئوکامپوزیت‌ها به طور معمول ترکیبی از مواد زهکشی (و گاهی اوقات مانع) با فیلتر ژئوتکستایل برای جلوگیری از مهاجرت خاک به سیستم زهکشی هستند. ژئوسنتتیک‌های مورد استفاده برای زهکشی شامل لوله‌های پلاستیکی سوراخ شده (یا “ژئوپیپ‌ها”)، ژئنته‌ها (مواد ریبلی شده برای انتقال جریان درون هواپیما) و ژئوممبرگ‌های راه راه (که می‌تواند ظرفیت جریان قابل توجهی در هواپیما و همچنین مانع هیدرولیکی را فراهم کند) هستند.

موانع ژئوسنتتیک قیر یک ژئوکامپوزیت پیش ساخته است. این شامل پارچه‌های تقویتی متشکل از چندین لایه مانند ژئوتکستایل‌ها، الیاف شیشه بافته یا موانع غیر بافته و ریشه ای است. قیر با شن پوشیده شده است.

یک ماده ژئوسنتتیک را می‌توان به عنوان ژئوتکستایل، ژئوگرید، ژئوممبران یا ژئوکامپوزیت طبقه بندی کرد. ژئوتکستایل‌ها مواد مصنوعی قابل نفوذ هستند که از مواد نساجی مانند پلی پروپیلن، پلی اتیلن یا پلی استر ساخته می‌شوند. علاوه بر این، بر اساس آماده سازی آنها، ممکن است یک ژئوتکستایل بافته یا نبافته باشد.

یک ژئوکامپوزیت که از استحکام بالا و پایداری فیلتر برای ترکیب شتاب در ساخت حوضه‌ها و تضمین ثبات آبریز، خصوصاً در مرحله اولیه ساخت استفاده می‌کند.

برای درک تأثیر سفتی و اندازه باز شدن مواد تقویت کننده ژئوسنتتیک بر ظرفیت افزایش سطح صفحات لنگر مستطیل، دو سری از آزمایشات تجربی ارزیابی شد. در سری اول آزمایشها از ترکیبی از ژئوکامپوزیت و مواد ژئوگریدی استفاده شده و سری دوم آزمایشات روی دو لایه ژئوگرید به عنوان تقویت کننده انجام شده است. نتیجه گیری شد که عملکرد یک ترکیب ژئوکامپوزیتی و ژئوگرید (دو لایه) در مقاومت به پاسخ به بالا بردن از دو لایه ژئوگرید ترکیبی موثرتر است.

طیف گسترده ای از آسترهای زهکشی ژئونومتیکی و ژئوکامپوزیتی با کیفیت، برای تکمیل یا جایگزینی سنگ و ماسه طراحی شده است.

محصولات ژئونتی برای: فرسایش، زهکشی دیواره فونداسیون، جمع آوری شیرابه دفن زباله در آسترهای دفن زباله، تشخیص نشت، درپوش و بسته شدن، جمع آوری گاز متان، تشخیص نشت حوضچه، زهکشی راه و فرش و سایر برنامه‌های سیستم زهکشی زیرزمینی استفاده می‌شود.

در صورت نیاز به فیلتراسیون زهکشی ژئوکامپوزیت برای جلوگیری از انسداد جریان و ذرات خاک و یا افزایش خصوصیات اصطکاک استفاده می‌شود. برای این کار ژئوکامپوزیت‌هایی متشکل از یک ژئونت را با گرما پیوند داده شده با یک ژئوتکستیل سوراخ نشده بافته سوزن ارائه می‌دهد. این یک راه حل بهینه برای برنامه‌های دفن زباله است.

فلسفه اساسی در پشت مواد ژئوکامپوزیت ترکیب بهترین ویژگی‌های مواد مختلف به گونه ای است که برنامه‌های خاص به روش بهینه و با کمترین هزینه پرداخته می‌شوند. بنابراین،نسبت سود / هزینه به حداکثر می‌رسد.

ژئوکامپوزیت‌های دیگر

با بافتن رشته‌های فولادی در یک ماتریس ژئوتکستایل، قدرت باورنکردنی مواد کامپوزیت می‌تواند نتیجه بدهد. به عنوان بستر مورد استفاده، بارهای بسیار بزرگی قابل تحمل است. افزایش قابل اندازه گیری در ظرفیت تحمل برای پشتیبانی از ساختمانها امکان دارد.

دانه‌های استروفیوم با درجه باز بین ژئوتکستایل و ژئوممبران برای مواد زهکشی در پشت دیواره‌های زیرزمین و خانه‌های پناه زمین ساخته شده است. در اینجا استروفیوم مانند تخلیه عمل می‌کند؛ اما از این مزیت برخوردار است که به عنوان عایق گرما عمل می‌کند.

از ژئوتکستایل‌ها با سوراخ‌های پیش ساخته برای قرار دادن لنگرهای میله فولادی برای تثبیت شیب‌ها و همچنین سیستم‌های فشردگی و ادغام درجا استفاده شده است. میله‌ها به عنوان لنگر عمل می‌کنند و بر ژئوتکستایل در برابر خاک تأکید می‌کنند که در فشرده سازی قرار می‌گیرد.