ژئوتکستایل های ساخته شده از الیاف پلی استر یا پلی پروپیلن به شکل های منسوج و بافته شده با وزن ها و ابعاد مختلف تولید می شوند. از آنها برای زهکشی و تقویت در پروژه های ساختمانی استفاده می شود. ژئوتکستایل های پلی استر از طریق الیاف پلی استر با سوزن پانچ، به ویژه پلی اتیلن ترفتالات ترموپلاستیک (PET) تولید می شوند. این مواد مقاومت بالایی در برابر شکستگی و فشار دارند. ژئوتکستایل ها، از جمله آن هایی که از پلی استر، پلی اتیلن یا پلی پروپیلن ساخته شده اند، در صنایع مختلف ضروری هستند. ژئوتکستایل های مدرن همگی از الیاف پلیمری ساخته می شوند.
ژئوتکستایل‌ها به مواد پارچه‌ای گفته می‌شوند که در پروژه‌های عمرانی و مهندسی ژئوتکنیک به کار می‌روند. این مواد می‌توانند از فیبر‌های طبیعی یا مصنوعی ساخته شوند و به صورت نخی، بافته شده یا نبافته شده عرضه می‌شوند. ژئوتکستایل‌ها دارای خواص مختلفی هستند که باعث می‌شوند در انجام عملکردهای مهندسی مانند تقویت، فیلتراسیون، جداسازی، محافظت و آب‌بندی مفید باشند. این مواد به عنوان یکی از اجزای کلیدی در سیستم‌های ژئوسنتتیک شناخته می‌شوند که شامل ژئوگرید، ژئوسل، ژئوممبران، ژئونت و ژئوکامپوزیت نیز می‌شوند.
ژئوتکستایل‌ها از دیرباز در ساخت و ساز استفاده شده‌اند. برخی از مثال‌های تاریخی از کاربرد ژئوتکستایل‌ها عبارتند از:
اما ژئوتکستایل‌های مدرن از قرن بیستم شکل گرفتند. اولین ژئوتکستایل مصنوعی در سال ۱۹۵۸ توسط شرکت دیوپونت تولید شد که از نایلون ساخته شده بود. این ژئوتکستایل برای محافظت از ساحل در فلوریدا به کار رفت. سپس در سال‌های بعد، ژئوتکستایل‌هایی از مواد دیگری مانند پلی‌پروپیلن، پلی‌اتیلن، پلی‌وینیل کلراید و پلی استر ساخته شدند.
پلی استر یکی از مهمترین مواد برای تولید ژئوتکستایل‌ها است. پلی استر یک نوع پلیمر است که از ترکیب اسید ترفتالیک و اتیلن گلیکول به دست می‌آید. این ماده در سال ۱۹۴۱ توسط دو شیمیدان انگلیسی به نام‌های ویتل و دیکسون اختراع شد. پلی استر دارای خواصی مانند استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش، حرارت و اشعه UV، خمش‌پذیری و الاستیسیته مناسب و هزینه پایین است. این خواص باعث شده است که پلی استر در صنایع مختلفی مانند پوشاک، بسته‌بندی، الکترونیک و البته ژئوتکنیک کاربرد داشته باشد.
ژئوتکستایل‌ها را می‌توان بر اساس مواد اولیه، روش تولید و شکل ظاهری آنها دسته‌بندی کرد. بر اساس مواد اولیه، ژئوتکستایل‌ها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:
پلی استر یکی از مهمترین مواد برای تولید ژئوتکستایل‌های مصنوعی است
پلی استر یکی از موادی است که دارای خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب برای تولید ژئوتکستایل‌ها است. برخی از این خواص عبارتند از:
– استحکام کششی: پلی استر دارای استحکام کششی بالایی است که باعث میشود در برابر نیروهای مکانیکی مقاوم باشد. استحکام کششی پلی استر به طور متوسط حدود ۵۰۰ مگاپاسکال است که بیشتر از بسیاری از مواد دیگر است.
– مقاومت در برابر اشعه UV: پلی استر دارای مقاومت در برابر اشعه فرابنفش است که باعث میشود در برابر تأثیرات منفی نور خورشید محافظت شود. این خاصیت به ویژه در کاربردهایی که ژئوتکستایل‌ها در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند مهم است.
– خواص هیدرولیکی: پلی استر دارای خواص هیدرولیکی خوبی است که شامل نفوذپذیری، جذب آب و تورم است. پلی استر نفوذپذیری مناسبی دارد که باعث میشود آب بتواند از آن عبور کند و در عین حال مواد جامد را جدا کند. پلی استر جذب آب کمی دارد که باعث میشود وزن و حجم آن تغییر نکند. پلی استر همچنین تورم کمی دارد که باعث میشود شکل و ابعاد آن ثابت بماند.
ژئوتکستایل پلی استر از چند مرحله تولید میشود که عبارتند از:
– نخ ریسی: در این مرحله، پلی استر به صورت گرانول‌های کوچک تهیه میشود و با حرارت ذوب میشود. سپس از طریق دهانه‌های ریز به صورت نخ‌های بلند و نازک فشرده میشود. این نخ‌ها سپس خنک شده و قرقره می‌شوند.
– بافت: در این مرحله، نخ‌های پلی استر به صورت عرضی و طولی به هم پیوند داده می‌شوند و یک پارچه بافته شده ایجاد میشود. این پارچه می‌تواند با روش‌های مختلفی مانند بافت ساده، بافت توالی، بافت توری و بافت نقش‌دار بافته شود.
– تکمیل: در این مرحله، پارچه بافته شده پلی استر به روش‌های مختلفی مانند حرارت دادن، سوراخ کردن، پوشش دادن، رنگ آمیزی و غیره تکمیل میشود. این روش‌ها باعث می‌شوند خواص ژئوتکستایل پلی استر بهبود یابد و برای کاربردهای مختلف مناسب شود.
ژئوتکستایل پلی استر در پروژه‌های مختلف عمرانی و مهندسی ژئوتکنیک به کار می‌روند. برخی از این کاربردها عبارتند از:
– تقویت: ژئوتکستایل پلی استر می‌تواند به تقویت خاک‌های ضعیف و ناپایدار کمک کند. این ژئوتکستایل با افزایش استحکام کششی و کاهش تغییر شکل خاک، باعث افزایش ظرفیت باربری و پایداری آن میشود.
– فیلتراسیون: ژئوتکستایل پلی استر می‌تواند به فیلتراسیون آب و مواد جامد در خاک کمک کند. این ژئوتکستایل با اجازه دادن به عبور آب و جلوگیری از رسوب مواد جامد، باعث کاهش فشار آبی و افزایش ثبات خاک میشود.
– جداسازی: ژئوتکستایل پلی استر می‌تواند به جداسازی دو لایه خاک با خواص متفاوت کمک کند. این ژئوتکستایل با جلوگیری از اختلاط و تبادل مواد بین دو لایه خاک، باعث حفظ خواص هر لایه و کاهش هزینه‌های ساخت و ساز میشود.
– محافظت: ژئوتکستایل پلی استر می‌تواند به محافظت از خاک و سازه‌ها در برابر عوامل آسیب‌رسان کمک کند. این ژئوتکستایل با کاهش اثرات سایش، ترکیدگی، فرسایش و ضربه، باعث افزایش عمر و کارایی خاک و سازه‌ها میشود.
– آب‌بندی: ژئوتکستایل پلی استر می‌تواند به آب‌بندی خاک و سازه‌ها کمک کند. این ژئوتکستایل با جلوگیری از نفوذ آب و مواد محلول به خاک و سازه‌ها، باعث کاهش رطوبت، تورم، نشست و تغییر شکل آنها میشود.
ژئوتکستایل پلی استر در بسیاری از پروژه‌های عمرانی و مهندسی ژئوتکنیک به کار رفته است و نتایج موفقی را ارائه داده است. برخی از این موارد مطالعه عبارتند از:
– فیلتراسیون در سد کوچک در ایران:
استفاده از پلی استر در تولید ژئوتکستایل‌ها مزایا و معایبی دارد که باید در نظر گرفته شوند. برخی از این مزایا و معایب عبارتند از:
پلی استر دارای خواصی مانند استحکام بالا، مقاومت در برابر شرایط محیطی، عمر طولانی و کارایی بالا است که باعث میشود در انجام عملکردهای مهندسی مانند تقویت، فیلتراسیون، جداسازی، محافظت و آب‌بندی مفید باشد. همچنین پلی استر دارای خمش‌پذیری و الاستیسیته مناسب است که باعث میشود در برابر تغییر شکل و تنش خاک تطابق پیدا کند.
– معایب ژئوتکستایل پلی استر
پلی استر دارای قابلیت تجزیه زیستی ندارد و تأثیر منفی بر محیط زیست دارد. این ماده با ایجاد زباله و آلودگی، باعث کاهش کیفیت خاک و آب میشود. همچنین پلی استر دارای هزینه بالا است و نیاز به تجهیزات و دانش فنی برای نصب و استفاده از آن دارد.
