Что такое геотекстиль иглопробивной и для чего нужен?

В последние годы на отечественном рынке стало пользоваться большой популярностью нетканое иглопробивное полотно, которое активно применяется в различных отраслях строительства. Востребованность этого материала обусловлена, в первую очередь, его выдающимися техническими характеристиками, а также демократичной ценовой политикой.

• Что такое нетканое иглопробивное полотно?
• Какие функции оно выполняет?
• Способ изготовления полотна
• Основные свойства материала и области применения

Определение

Геотекстильный материал (геотекстиль) согласно ГОСТ Р 53225-2008
Плоский водопроницаемый синтетический материал, используемый в контакте с грунтом и (или) другими материалами в транспортном, трубопроводном строительстве и гидротехнических сооружениях(и других областях строительства). Применяется в дорожном строительстве, строительстве фундаментов, кровельных конструкций, в создании дренажа, в работах по мелиорации, в дизайне ландшафтов и различных видах благоустройства. Самый массовый геосинтетический материал. По экспертной оценке геотекстиль занимает 33% всего рынка геосинтетики.

Геотекстиль

Гидроизоляция фундамента

Термины и определения

Геотекстиль нетканый — поставляемое в рулонах, сплошное водопроницаемое гибкое полотно (материал), состоящее из ориентированных и (или) неориентированных (хаотично расположенных) волокон и нитей, скрепленных механическим, термическим, физико-химическим способами и их комбинацией в различных сочетаниях. Геотекстиль нетканый иглопробивной — поставляемое в рулонах, сплошное водопроницаемое гибкое полотно, изготавливаемое из полимерных волокон полиэфира, полипропилена или их смеси, изготовленное иглопробивным способом. Спанбонд — технология производства нетканого материала путём расплава полимера с выделением через фильеры* тонких непрерывных нитей, которые затем вытягиваются в воздушном потоке и укладываются на движущийся транспортёр, образуя текстильное полотно. Нити на сформированном полотне впоследствии скрепляются. Фильеры* — специальные, высокопрочные формы, через которые продавливают различные пластические вещества. Штапельное волокно — текстильное волокно ограниченной длины, как правило не более 40—45 мм, или химические волокна, получаемые разрезанием или разрыванием жгута продольно сложенных элементарных нитей на отрезки (штапели). Иглопробивание – технология скрепления нетканых материалов, заключается в механическом перепутывании нитей и волокон с помощью игл, которые многократно пробивают полотно в обоих направлениях. Термоскрепление (термообработка) – процесс изготовления геотекстильного полотна на основе полипропилена или полиэфира, методом скрепления нитей воздействием горячего воздуха в температурной камере или прокаткой полотна горячими вилами. Материал, изготовленный таким способом отличается меньшей толщиной, но более жесткой структурой. Каландрирование – вид термоскрепления. Каландр-вал, т.е прокатка полотна между горячими валами. Под каландрированием обычно понимают менее глубокую термическую обработку. *- способы скрепления волокон могут как быть самостоятельными, так и сочетаться. Например: иглопробивание или термоскрепление, иглобробивание +последующее термоскрепление. В РФ это всегда сначала иглопробивание.

Особенности

Иглопробивной геотекстиль относится к категории нетканых материалов. При производстве его используются бесконечные однородные нити (полиэфирные либо на основе полиамида), обрабатываемые иглопробивным методом — отсюда и название. По сравнению с другими разновидностями геотекстиля эта продукция имеет улучшенные свойства. Что немаловажно, она также выделяется соотношением стоимости и характеристик, ни одно другое решение таких свойств не имеет.

В производстве полотна не используются органические вещества, и потому исключена ситуация, когда за год или два изделие приходит в негодность.

Методы производства геотекстиля: «штапельная технология»

Штапельная технология производства
∙ Штапельное волокно для геотекстиля бывает из двух видов сырья: ПП(Полипропилен) и ПЭТ (Полиэфир или Полиэтилентерефталат. ПЭТ почти всегда вторичный. Его получают при переработке использованных пластиковых бутылок. Для дешевизны производства). ∙ В случае с ПП при изготовлении из него волокна используют исключительно первичные гранулы (так как из вторичной переработки ПП волокно не удастся изготовить технологически). ∙ Так что в подавляющем большинстве при производстве геотекстиля по штапельной технологии используется сырье ПЭТ. В России в 100% случаев.

Преимущества ШТАПЕЛЯ:

∙ Равномерность. Неровность по плотности около 2-5% дает очень равномерный и визуально ровный материал без проплешин. ∙ Стойкость к УФ. За счет того, что в большинстве случаев изготавливается из ПЭТ, абсолютно стоек к ультрафиолету (полипропиленовый штапель НЕ стоек к ультрафиолету).

Недостатки:

∙ Низкая норма загрузки, не более 7-8 тонн. ∙ Не стоек к щелочным средам, если сырье изготовления ПЭТ. ∙ При использовании темного ПЭТ волокна, геотекстиль получается темного, грязного цвета с оттенками зеленого, серого и коричневого.

Эксплуатационные характеристики нетканого полотна

Ткань отличается своей плотностью. Её характеристика варьируется от 100 грамм до 1 килограмма на 1 квадратный метр; все зависит от сырья, которое использовалось при изготовлении, а также от технологии обработки и техники создания. По структуре различаются многослойные, плотные и сквозные полотна. Также в качестве дублера может выступать фольга или другие материалы.

Прочность и долговечность материала

Среди преимуществ материи можно выделить следующие факторы, свойственные нетканому полотну:

• Упругость и эластичность;
• Прочность;
• Морозоустойчивость;
• Теплоизоляция и шумоизоляция;
• Сохранение формы и избавление от вибраций;
• Оно является неблагоприятной средой для появления и размножения грибков, бактерий и плесени.

Теплоизоляция

Методы производства геотекстиля: «технология спанбонд»

Технология спанбонд — изготовление геотекстиля из непрерывной мононити.

Особенности технологии спанбонд в России в том, что в производстве геотекстильных полотен всегда используют исключительно полипропиленовое сырье.

Преимущества: ∙ Всегда красивый белый цвет. Признак качества и чистоты производства. ∙ Устойчивость к щелочным средам (агрессивным) за счет сырья ПП. Т.е не разрушается в щелочном грунте. ∙ Высокие нормы загрузки. Материал получается тонким и прочным. А значит можно сэкономить на грузоперевозке.

Недостатки:

∙ Полипропилен не стоек у ультрафиолету. Даже при добавках УФ стабилизатора стойкость увеличивается, но при длительном нахождении на солнце материал разрушится. ∙ Стоимость продукта за счет первичного сырья выше. ∙ Технология СПАНБОНД при тонких грамматурах (до 100 г/м2) визуально имеет сильную неравноту по массе (плотности) до 10%. Соответственно, визуально может быть видны проплешины.

Экструзия* — технология получения изделий путём продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие.

Каким бывает ватин?

Существует несколько разновидностей этого старинного утепляющего текстиля, и иглопробивной материал относится к наиболее тонким и мягким из них. Прежде всего, ватин классифицируется по виду волокон.

1. Наиболее распространенным до настоящего времени является хлопчатобумажный ватин. Он обладает отличными согревающими и термоизолирующими свойствами, долговечен, прост в шитье, однако отличается большой толщиной и боится сырости. Использование этого материала для утепления одежды отошло в прошлое, но его применяют при шитье защитных костюмов и оснастки, изготовлении спальных принадлежностей, мебели, мягких игрушек, утепляющих вкладок в обувь и т.п. Ввиду своей натуральности и гипоаллергенности такой ватин является стандартом для спальных принадлежностей в лечебных заведениях.
2. Шерстяной материал имеет самую высокую цену. Он тоньше и тяжелее хлопкового, лучше защищает от холода и от перегрева, но сильно впитывает воду и повреждается молью. Чаще всего шерстяное волокно используют как добавку к хлопку или вискозе.
3. Ватин из отходов льнопроизводства используется в строительстве как утепляющий. шумопоглощающий и антивибрационный материал.
4. Синтепон или синтепух изготовляется из полиэфирных нитей. Это популярный утеплитель для разнообразной верхней одежды, который отличается малым весом и невысокой ценой.

Данная разновидность нетканого текстиля имеет толщину до 12 мм (за исключением синтепуха) и в случае необходимости укладывается в несколько слоев. Ее основным недостатком является сваливание волокон, однако это наступает только при постоянном давлении (например, на матрасы) через несколько лет эксплуатации.

Сырьё для производства геотекстиля «Полиэфир» (ПЭТ)

Полиэфир — высокомолекулярное соединение, получаемое поликонденсацией многоосновных кислот или их ангидридов с многоатомными спиртами.

Преимущества:

∙ Стоек к ультрафиолетовому излучению(может длительно находиться на солнце) ∙ Бюджетный, имеет низкую стоимость(за счет того, что сырье «вторичное», рециклинговое). ∙ Стабильно-высокие физико-механические показатели геотекстиля. ∙ Геотекстиль из полиэфира имеет биологическую стойкость в различных почвах. Не гниет, не плесневеет.

Недостатки:

∙ Не стоек к агрессивным (щелочным) средам. ∙ Множественность циклов переработки полимера ухудшает свойства конечного продукта. От качества «вторичного» сырья зависит качество продукта ∙ При использовании темного ПЭТ волокна геотекстиль получается темного цвета с оттенками зеленого, серого и коричневого.

В настоящее время в России в геотекстильной промышленности полиэфирные полотна занимают доминирующую позицию за счет низкой стоимости.

Сырьё для производства геотекстиля «Полипропилен»

Полипропилен (ПП) — термопластичный полимер пропилена (пропена). Сырье полипропилен для геотекстиля выпускается в виде гранул с насыпной плотностью 0,4—0,5 г/смі.

Преимущества:

∙ Геотекстиль из полипропилена имеет высокую биологическую стойкость. Не гниет, не плесневеет. ∙ Стабильно-высокие физико-механические показатели по всей ширине и длине. ∙ Устойчив к агрессивным средам, что особенно важно при использовании в щелочных и закисленных грунтах.

Недостатки:

∙ Высокая стоимость сырья, цена материала, изготовленного из полипропилена, будет на 20-30% дороже, чем из полиэфира. ∙ Низкая стойкость к ультрафиолетовому излучению. Для геотекстиля, изготовленного из полипропилена, недопустимо заблаговременное снятие упаковки на объекте. На солнце в течение 1 месяца он может потерять значительную часть прочности.

Дополнительная информация

Полипропиленовый геотекстиль производится методом многократного прокалывания заостренной иглой. Простота методики не мешает получать крепкий материал и обеспечивать его высокую стойкость к агрессивным веществам. Полотно не будет гнить или разрушаться при попадании ультрафиолетовых лучей.

Геотекстиль плотностью 500 гр/м2 допускается к применению:

• под объемными георешетками и тротуарной плиткой;
• при защите мембран, устанавливаемых на различных промышленных водоемах;
• при сооружении дорог общего пользования;
• при формировании взлетно-посадочных полос на аэродромах и в аэропортах;
• под фундаментами зданий различной этажности;
• на автомобильных стоянках, в том числе принимающих грузовой транспорт и спецтехнику.

Минимальная разрывающая нагрузка согласно установленным техническим регламентам составляет 500 Н/м. Растяжка под воздействием механических сил может варьироваться от 65 до 130% в зависимости от конкретного сорта и производителя. Материал проработает минимум 25 лет и не причинит вреда окружающей среде. Полотно устойчиво к вибрациям различной силы. Если выбирать геотекстиль плотностью 200 гр/м2, то можно рассчитывать на разрыхлительную нагрузку уровня 5,0 кН/м при наибольшем вытягивании до разрыва в 130%.

Материал этой категории неплохо проявляет себя даже при производстве обувной и мебельной продукции.

Довольно широкое распространение получил геотекстиль иглопробивного типа плотностью 100 гр/м2. Разрывающая нагрузка на геотекстильное полотно начинается от 100 Н/м, оно удлиняется под действием прилагаемых сил до 70%. На практике геотекстиль этой категории может быть использован при производстве медицинских салфеток и при укрытии семян. Но также им укрывают дренажные трубы, дополняют геосетку. Распространено применение такого материала при сооружении площадок для игры в футбол и в другие виды спорта.

О том, какие особенности иглопробивного текстиля, смотрите в следующем видео:

Это интересно: Утеплитель Термофинн (Termofinn): описание свойств, характеристики, применение

Задачи геотекстиля

Основные функции геотекстиля:

• Разделение: Предотвращение взаимопроникновения материалов разнородных контактирующих слоев, прежде всего при расположении на контакте «крупнофракционный материал (щебень, гравий, щебеночно-песчаная смесь и др.) – грунт» или на контакте «слабый грунт – грунт насыпи»;

• Фильтрация: Удерживание частиц грунта или других частиц, заносимых в геотекстиль, под действием гидродинамических сил в результате прохода потока воды, прежде всего – в конструкциях дренажей;

• Дренирование: Сбор и отвод грунтовых вод, атмосферных осадков в плоскости геотекстиля;

• Защита: Предотвращение или ограничение местных повреждений элемента дороги или другого геосинтетического материала (например, геомембраны) путем использования геотекстиля в качестве подложки (от прокола, продавливания корнями, камнями, другими крупными и мелкими твердыми элементами).

• Армирование: Улучшение механических свойств грунта или других строительных материалов путем использования механических свойств геосинтетических материалов(самостоятельно – при небольших деформациях, при больших в сочетании с армирующими геосинтетическими материалами (георешетками, геосетками).

Сферы применения материала

Текстиль нашел место в различных сферах деятельности людей. Он активно применяется при изготовлении теплых полов и напольных покрытий с теплоизоляцией. Его используют в качестве пленки под кровлю, как защиту гидроизоляции, при работе с крышей.

Как можно заметить, натяжное полотно нашло широкое применение в строительстве, поэтому часто становится важным предметом при выполнении ремонтных работ на автомобильных и железных дорогах.

Пленка под кровлю

Также немаловажную роль нетканая ткань играет в строительстве гидротехнических сооружений; она способна уравнивать нефтепроводы и газопроводы.

Нетканое иглопробивное изделие способно обеспечить эффективный дренаж. Грунтовые воды, а также вода, оставшаяся от осадков, на крыше не будут застаиваться, благодаря чему снизится нагрузка на поверхность и повысится ее долговечность.

Он хорошо фильтрует воздух и воду, отсеивая ненужные, мельчайшие частицы грязи и камней.

Кроме того ткань применяется в изготовлении одежды и в обувной промышленности. Она нужна для создания стелек и предметов гардероба с утеплением.

Стельки

Подкладки, покрывающие пружины мягких предметов мебели, изготавливаются из этого же полотна.

«Разделение»

Разделение – разделение слоев грунта с различными физико-механическими грунтовыми свойствами для предотвращения смешивания мелких фракций с более крупными и наоборот, а также геотекстиль участвует в распределении нагрузок, создания дополнительных прослоек для экономии насыпаемого плодородного слоя в аграрном хозяйстве, защитных и фильтрирующих прослоек в кровельном строительстве.

В кровле геотекстиль выполняет роль разделителя между полистирольной плитой и мембраной для исключения контакта этих материалов, которые при прикосновении создают нежелательную химическую реакцию.

Для чего используется

Для большего понимания возможностей стоит рассматривать по двум назначениям одновременно: по области использования и основному применению.

Свое применение полотно иглопробивное нашло в следующем:

• Дренирование для качественного отведения излишней влаги от конструкций разного вида.
• Разделение грунтовых смежных слоев. В качестве примера можно привести отделение песка от плодородного слоя для того, чтобы избежать их смешения и последующего вымывания.
• Предотвращение разрушения материалов для увеличения продолжительности качественной работоспособности.
• Фильтрация жидкости и одновременное отделение твердых небольших частиц.
• Укрепление почвы для предотвращения оползней на участках, подверженных им.

«Фильтрация»

Фильтрация – удерживание и сохранение мелких частиц во время прохождения воды из мелкозернистого в крупнозернистый слой. Геотекстиль в дренажных системах исключает вымывание наиболее маленьких частиц грунта в дренажный заполнитель и одновременно отлично пропускает воду, таким образом поддерживая однородность параметров дренажа. Слой геотекстиля, уложенный на водоизоляционное покрытие кровли исключает засорение кровельных слоев, позволяя им качественно и эффективно выполнять свои функции.

«Армирование»

Армирование — способ увеличения несущей способности конструкции материалом, имеющим повышенные прочностные свойства относительно основного материала изделия.

Геотекстиль улучшает механические свойства грунта или других строительных материалов путем использования собственных механических свойств (самостоятельно – при больших деформациях или в сочетании с армирующими геосинтетическими материалами (георешетками, геосетками). Тем самым обеспечивая прочность дорожных одежд и устойчивость насыпей.

Армирование для геотекстиля лишь косвенная функция. По своей классификации геотекстиль НЕ является армирующим материалом.

Основные параметры

Очень важен такой параметр нетканого геотекстильного продукта, как его плотность. Этот показатель может находиться в весьма широких пределах, от него зависит крепость полимера. По соответствующим цифрам нужно судить, насколько материал прочен на разрыв, и какова его толщина. Механическая прочность, или, говоря иначе, разрывное усилие, выделяется во всех классификаторах в обособленную графу. Наиболее крепкие сорта материала могут смело использоваться в насыпях железных и шоссейных дорог, при укреплении речных и озерных берегов.

Другое значимое свойство — относительное удлинение (выражаемый в% коэффициент). Некоторые типы геотекстиля могут вытягиваться на сотни процентов. Но не всегда такая устойчивость оправдана, она нужна лишь там, где требуется выдерживать нагрузку и исключать разрыв. Когда поставлена задача предотвращать движения грунтовой массы, сильно растягивающиеся полотна непрактичны.

Важно: в зависимости от конкретного материала и нюансов технологического процесса коэффициент вытягивания вдоль и поперек может сильно различаться.

Типичный диаметр пор равняется десяткам или сотням микрон. Чтобы не ошибиться с выбором, стоит выяснить, какие именно грунты предстоит разделить. Очень крупные поры помешают выполнить основную задачу. Очень мелкие — стремительно заполнятся илом и не смогут помочь в дренировании почвы. Как результат, в том и другом случае материал придется признать негодным.

«Дренаж»

Дренаж – естественное либо искусственное удаление воды с поверхности земли либо подземных вод. Земля часто нуждается в отводе грунтовых либо ливневых вод для улучшения агротехники, строительства зданий и сооружений. Геотекстиль ускоряет отвод воды в плоскости полотна, улучшает работоспособность, предотвращает заиливание фильтровой обсыпки и дренажных труб, обеспечивая эффективную работу и продлевая срок службы дренажной системы, а также позволяет снизить расходы конструкционных материалов путём уменьшения объема дренажных обсыпок.

«Защита»

Защита – защита синтетических мембран от механических повреждений, пробоя при наполнении искусственных водоемов и истирания путём распределение любого локального давления на геомембрану со стороны верхних слоев, благодаря чему геомембрана испытывает меньшую нагрузку.

Типовая конструкция с использованием геотекстиля — пример

Геотекстиль чаще применяется в комплексе с другими геосинтетическими материалами.

Проблемы при строительстве без использования геосинтетики

Укладка геотекстиля при строительстве дорог

1 этап – подготовка основания, поверхность должна быть ровной и гладкой (при необходимости снимается верхний слой грунта и почва утрамбовывается)
2 этап – настил геотекстиля с нахлестом не менее 25-35 см

3 этап – соединение полотна специальными скобами(анкерами) с шагом 1,5-2 метра или методом холодной сварки

4 этап – засыпка геополотна инертными материалами (песок, щебень, грунт)

Укладку полотен геотекстиля выполняют в продольном или поперечном направлении относительно оси насыпи. Продольная укладка геотекстиля более удобна технологически, но не обеспечивает равнопрочности полотен по ширине насыпи, что является обязательным при устройстве армирующих прослоек на слабом основании.

Создание зеленой кровли с применением геополотна

Технология укладки геотекстиля очень проста и ничем не отличается от монтажа других рулонных материалов. Полотна разравнивают, чтобы не было пустот. Для соединения, в зависимости от вида, используют строительные скобы, сшивание или специальную сварку. Полотна угадывают внахлест с заходом не менее 10 см, а на сложных участках насест увеличивают до 30 см. Для сварки подходят низкотемпературные горелки.

Устройство зеленой кровли объединяет в себе особенности монтажа крыши и ландшафтного дизайна.

Перед тем как укладывать первый слой геополотна, проводят все предшествующие этапы: делают гидроизолирующий слой для защиты здания и теплоизоляционный – для создания внутреннего микроклимата. Затем следует прикорневая мембрана, если она предусмотрена проектом.

Слои зеленой кровли с геотекстилем

Следующий слой сэндвича – геополотно. Какой стороной класть геотекстиль не имеет никакого значения, если обратное не указано производителем. Споры об этом не стихают с момента изобретения матриала, поскольку одна его сторона гладкая и полированная, а другая – наоборот, шершавая.

Искать здесь скрытый смысл не нужно, производители утверждают, что это всего лишь особенность производства, а по техническим характеристикам и гладкая, и шершавая стороны абсолютно идентичны.

Однако некоторые производители с этим не согласны и указывают на своих изделиях правильный порядок укладки.

Обязательный слой – дренаж. Он отведет лишнюю воду от растений и не даст ей застояться. Чтобы дренажная система не пришла в негодность, сверху она тоже защищена слоем геополотна. Фильтрующие способности этого материала не пропускают частицы почвы в дренаж и не дают ему засориться. Только после этого можно засыпать грунт и высаживать растения.

Зеленая кровля на доме

Геотекстильное полотно – материал, с которым несложно работать. Оно легкое и функциональное. Единственное, в чем понадобится помощь профессионалов – выбор подходящего текстиля

Важно подбирать оптимальный вариант, рассматривая его комплексно со всех сторон, учитывая все параметры

Геотекстиль марки «Геоком»

Геотекстиль марок «Геоком» – это нетканое полотно из полимерных волокон или непрерывных нитей полиэфира, полипропилена или их смеси.

Марки геотекстиля «Геоком» и способы их изготовления:

• «Геоком Д» иглопробивной из штапельных волокон – материал, полученный из штапельных волокон и скрепленный иглопробиванием (Сырьё: полипропилен, полиэфир или их смесей. Чаще-просто ПЭТ)

• «Геоком ДТМ» иглопробивной из штапельных волокон – материал, полученный из штапельных волокон и скрепленный иглопробиванием с последующим термоскреплением. (Сырьё: полипропилен, полиэфир или их смеси)

• «Геоком Спан» – метод изготовления спанбонд материал, полученный из полипропиленовых непрерывных нитей и скрепленный иглопробиванием (Сырьё: полипропилен)

• «Геоком Спан ДТМ» – метод изготовления спанбонд с последующей термообработкой – материал, полученный из полипропиленовых непрерывных нитей и скрепленный иглопробиванием с последующим каландрированием*.

Каландрирование* — способ формования непрерывного геотекстильного полотна, методом пропуска его через зазор между горячими вращающимися валами.