١-١-مقدمه

آنچه که امروزه به عنوان ژئوسنتتیک نامیده می شود در حقیقت محصولاتی است که نخستین بار در امر کنترل فرآیند فرسایش زمین توسط بارت در سال ١٩٩۶ مورد استفاده قرار گرفت. در تجربیات وی از نوع خاصی از ژئوسنتتیک در پشت دیوارهای بتنی پیش ساخته در کنار ساحل که در معرض فرسایش قرار داشت استفاده گردید. ژئوسنتتیک­های مورد استفاده از الیاف تک رشته­ای بافته شده بودند و نسبت به منافذ آنها به سطح کل ژئوسنتتیک، بین ۶ تا ٣ درصد بود. معیارهای طراحی او در این تجربیات نفوذپذیری کافی ژئوسنتتیک و در عین حال قابلیت نگهداری خاک به همراه مقاومت کافی الیاف در مقابل پاره شدگی بود. بر مبنای همین تجربه تا مدت ها بعد از این محصولات فقط به عنوان فیلترهای مصنوعی یاد می­کردند، در حالیکه بعدها مشخص شد تنها یکی از عملکردهای اصلی ژئوسنتتیک ها خاصیت فیلتر بودن آنهاست.

در اواخر دهه ١٩۶۰ در فرانسه نیز کار بر روی عملکردی دیگر از ژئوسنتتیک­ها یعنی تسلیح لایه­های خاک در حال شکل گرفتن بود. آنها در حقیقت با استفاده از الیاف غیربافته در امر تسلیح لایه های خاک اولین گامها را در استفاده از ژئوسنتتیک­ها در امر راهسازی برمی داشتند. هدف آنها تقویت لایه های خاکریز و بالاست در راههای شوسه و راه آهن و همچنین تقویت پی سدهای خاکی بود. البته تا آن زمان مجزا کردن عملکرد جداسازی ژئوسنتتیک­ها از عملکرد تسلیح تقریباً امری ناشناخته بود و در اغلب موارد از ژئوسنتتیک­ها به منظور برآوردن هردو منظور استفاده می­شد. استفاده از لایه های ضخیم نمد مانند در بین لایه های خاکریز جهت کاهش فشار منفذی و هدایت جریان آب در صفحه آن از دیگر موارد استفاده اولیه از ژئوسنتتیک ها بشمار میرود.

افتخار برداشتن اولین گامها در تولید صنعتی این نوع مصنوعات پلیمری نصیب دو کشور آلمان و انگلستان گشته است. اولین محصولات ژئوسنتتیک ها که وارد امریکا شدند حاصل تولیدات کارخانجات ICI انگلستان بود که در اواخر دهه­ی ١٩٧۰ به این کشور صادر شد. اولین یادداشتها و مقالات مرتبط با کاربرد صحیح ژئوسنتتیک­ها در امور مختلف حاصل کار بر روی محصولات ICI بوده است. با گسترش تولید مصنوعات ژئوسنتتیک در سطح جهان و روند رو به افزایش مصرف آنها بسیاری از شرکت­ها به سوی تحقیق، توسعه و تولید این محصولات روی آوردند. سود سرشار تولید این محصولات و رقابت شدید در ارائه مصنوعات متنوع با کاربردهای مختلف، عطش کار و تحقیق در این زمینه را هر روز شعله ورتر می­سازد. امروزه بسیاری از موسسات و کارخانجات تولید این مصنوعات با بکارگیری تیم های تحقیقاتی متخصص در زمینه های مختلف در امر تولید مصنوعات جدید و تکمیل فناوری های گذشته گام برمی دارند.

به منظور اگاهی عموم از وسعت کاربرد مصنوعات ژئوسنتتیک­ها کنفرانس­های متعددی در این زمینه تاکنون برگزار شده است. مهمترین این کنفرانس ها که با عنوان اختصاصی ژئوسنتتیک­ها و یا ژئوتکستایل­ها برگزار گردیده اند عبارتند از کنفرانس پاریس در سال١٩٧٧، کنفرانس لاس وگاس ١٩٨٢، کنفرانس وین ١٩٨۶، کنفرانس در کشور هند١٩٩۰، کنفرانس سنگاپور ١٩٩۴، و کنفرانس آتلانتا ١٩٩٨. علاوه بر برگزاری کنفرانس­های متعدد بین المللی که در بالا به آن اشاره شده، دهها کنفرانس منطقه ای و ملی در زمینه کاربرد ژئوسنتتیک ها هرساله در سطح جهان برگزار می شود. در طی سه دهه از تولید این مصنوعات، چاپ و انتشار هزاران مقاله و گزارش در رابطه با اصول ساخت، طراحی کاربرد ژئوسنتتیک ها و مطالعات علمی در پروژه های خاصی که از این محصولات در آنجا استفاده شده است، موجب شده در این زمینه کتب و نشریات تخصصی بسیاری منتشر در دسترس علاقمندان قرار گیرد.

نباید فراموش کرد حامیان اصلی توسعه این فناوری جدید که این حجم انبوه از اطلاعات را تاکنون منتشر ساخنه اند، در حقیقت کسانی جز تولید کنندگان مصنوعات پلیمری نیستند. تشکیل جامعه ی بین المللی ژئوسنتتیک ها (IGS )که یک نهاد غیردولتی است گامی در جهت سازماندهی و اشاعه هرچه بیشتر اطلاعات این فناوری نوین در سطح بین المللی می باشد. این جامعه هم اکنون در سطح منطقه ای و ناحیه ای کشورهای بسیاری را تحت پوشش خود قرار داده است.

٢-١-تعریف ژئوسنتتیک ها

مطابق تاریخچه گفته شده در بالا می توان اظهار داشت ژئوسنتتیک ها در واقع محصولات متنوعی هستند که از ترکیبات پلیمری ساخته شده و در فعالیت­های عمرانی بکار می روند. ژئوسنتتیک ها در واقع همانند منسوجات مصنوعی از مواد پلیمری مثل پلی اتیلن و پروپیلن ساخته می شوند و توسط شرکتهای مختلف و با نام های تجاری متفاوت به بازار مصرف عرضه می­گردند. مطابق تعریف موسسه ASTM-D۴۴٣٩ژئوسنتتیک­ها محصولات مسطحی هستند از جنس مواد پلیمری که به عنوان جزیی جدایی ناپذیر همراه با مصالح طبیعی ژئوتکنیکی همانند خاک و سنگ در سازه­های مهندسی عمران به کار برده می شوند.

٣-١-انواع ژئوسنتتیک ها

همان گونه که قبلا ذکر شده است مواردی که در ساخت ژئوسنتتیک ها بکار گرفته می شوند عمدتاً از صنعت پلیمر به دست می آیند و به ندرت همراه با مصالحی مثل الیاف، شیشه، الیاف فلزی و لاستیک و مواد دیگر ترکیب می شوند. ژئوسنتتیک­ها با توجه به نوع مواد تشکیل دهنده و روش ساخت کاربردهای گوناگونی در عملیات عمرانی دارند.ک اربردهای مختلف ژئوسنتتیک­ها را می توان در ۵ بخش اصلی زیر طبقه بندی کرد.

١- جداسازی مصالح از یکدیگر با قراردادن ژئوسنتتیک در میان لایه های مختلف (separation)

٢- تسلیح و تقویت خاک در شرایطی که نیاز به بالا رفتن تاب مقاومتی خاک باشد ( reinforcement)

٣- عمل فیلتراسیون به منظور جلوگیری از فرسایش لایه های خاک در سازه های ابی (filteration )

۴- ایجاد زهکش و زهکشی لایه های خاک در شرایطی که قابلیت تراوایی لایه های خاک طبیعی محدود است (drainage )

۵- حفاظت در مقابل رطوبت و آب بند نمودن بخش­های از سازه و یا تاسیسات عمرانی در مقابل نفوذ آب یا مواد زاید ( moisture barrier)

با توجه به نوع کاربردهای بالا و شرایط پروژه از انواع ژئوسنتتیک­ها استفاده می­گردد. نباید فراموش کرد که ترکیب کاربری­ها و یا ایجاد شرایط جدید در کاربری­ها از قابلیت های منحصر بفرد این گونه مصالح است و بدین لحاظ طراحان و پیمانکاران پروژه های عمرانی با استفاده از آنها، از قدرت مانور بالایی برخوردارند. انواع ژئوسنتتیک ها عبارتند از:

-ژئوتکستایل ها

-ژئوگریدها

-ژئونت ها

-ژئوممبرین ها

-ژئوپایپ ها

-ژئوکامپوزیت ها

برخی از مهمترین کاربردهای ژئوسنتتیک ها برحسب نوع آنها در جدول ارائه شده اند. بر مبنای این تقسیم بندی ملاحظه می گردد در اغلب فعالیت های عمرانی ژئوسنتتیک ها می توانند به عنوان مصالح تقویت کننده و جایگزین بخشی از نقاط ضعف مصالح طبیعی استفاده گردند. این امر به خصوص در پروژه های مربوط به شبکه های راه اهن، سازه­های آبی و انتقال آب و تاسیسات حفاظت از خاک به چشم می­خورد. از آنجایی که ژئوسنتتیک ها مصالح مصنوعی و ساخنه شده در کارخانه ها با کنترل کیفیت بالا هستند مزایای زیر را می توان به آنها نسبت داد.

-دقت در انتخاب مواد اولیه، پروسه ساخت و کنترل کیفیت در تولید این محصولات بالا است، لذا در مصرف مواد طبیعی صرفه جویی مناسبی را امکان پذیر می سازند

- از سرعت نصب و اجرای بالایی در محل برخوردارند ، لذا زمان بهره برداری از پروژه را تسریع می کنند.

- با جایگزینی آنها طراحی و اجرای پروژه های عمرانی قابلیت اعتماد بیشتری را پیدا می کنند.

- چون در تهیه ی آنها از مواد خام نفتی استفاده می شود ، معمولا در مصرف منابع طبیعی مثل فولاد 
، سنگدانه ها و خاک طبیعی صرفه جویی می شود.

با توجه به مزایای نسبی بسیار زیادی که این نوع مصالح مصنوعی به همراه دارند، بیشتر دست اندرکاران طرح های عمرانی (طراحان ، پیمانکاران ، کارفرمایان) تمایل خود به استفاده از این مصالح را پنهان نمی سازند. پیمانکاران مایلند تا پروژه های خود را در حداقل زمان و با کمترین میزان وابستگی به شرایط جوی و مصالح محلی به اتمام رسانند. لذا این گونه مصالح که به راحتی در انبار قابل نگهداری و ابتیاع است می تواند جایگزین مناسبی برای مصالح محلی ناشناخته باشد.

 

 

برای مشاهده ادامه مقاله دانلود کنید 

 

ژئوسنتتیک ها (بخش اول)		ژئوسنتتیک ها (بخش دوم)		ژئوسنتتیک ها (بخش سوم)