با توجه به اینکه عده کثیری از کاربران از ما سوال کرده اند که ژئوسنتتیک چیست امروز بر آن شدیم تا به تحلیل همه جانبه ژئوسنتتیک ها بپردازیم. تا کنون برای آشنایی شما با محصولاتی نظیر ورق ژئوممبران و ورق ژئوتکستایل مقالات بسیاری ارائه کردیم و در دل آنها به وقور از واژه ژئوسنتتیک استقاده کردیم و همین عامل موجب شد تا برای شما این سوال به وجود بیاید که ژئوسنتتیک به چه معناست. در این نوشتار این مژده را به شما می دهیم تا هر آنچه لازم است درباره ژئوسنتتیک ها بدانید در اختیارتان قرار می گیرد.b
معنای لغوی ژئوسنتتیک چیست؟
ژئوسنتتیک با معادل لاتین Geosynthetics در معنای لغوی از دو بخش ژئو به معنای زمین و سنتتیک به معنای مصنوعی تشکیل شده است که این زمین مصنوعی مفهوم ززیرسازی یا زیرساخت مصنوعی را می رساند. در واقع ما در زبان فارسی هر آنچه را که موجب می شود تا بتوان به وسیله آن زیر ساختی را بنا کرد ژئوسنتتیک می نامیم.
ژئوسنتتیک ها چه کاربردی دارند؟
محصولات ژئوسنتتیک در ابتدا تنها در زیرساخت پروژه های راهسازی در کشورهای غربی کاربرد داشته و سپس با گذشت زمان و اثبات کاربردی بودن این محصولات پای ژئوسنتتیک ها به پروژه های صنعتی ایرانی نیز گشوده شد.
لایه های نفوذ ناپذیر ورق ژئوممبران بعنوان عایق های رطوبتی، صفحات ژئوتکستایل به عنوان تقویت کننده سطح بستر خاکی، ژئوگرید ها و ژئونت ها بعنوان عامل تسلیح خاک و جداسازی لایه های مختلف سطوح خاک و سنگ از محصولات اصلی ژئوسنتتیک ها به شمار می روند.
انواع محصولات ژئوستنتتیک
به طور کلی ژئوسنتتیک ها شامل 8 محصول بسیار کاربردی می شوند که در این بخش از مقاله این محصولات را معرقی کرده و مختصری از کاربرد آنها نیز می گوییم.
ژئوممبران یا ورق های عایق رطوبتی
در مقالاتی که تاکنون ارائه کردیم به صورت اختصاصی به توضیح ورق ژئوممبران پرداخته ایم اما به جهت اینکه نوشتار امروز مان از همه جهات کامل باشد مجددا به توضیح این محصول می پردازیم. ژئوممبران ورقی از جنس پلی اتیلن، پی وی سی و ... است که خاصیت عایق کاری انواع سطوح بدون نیاز به زیرسازی خاص را دارد. که باعث نفوذ ناپذیری نسبت به انواع سیالات (برای مثال آب، مواد شیمیایی و نفتی) می شود و جهت آب‌بندی کردن، ساخت دریاچه‌های مصنوعی، استخرهای پرورش ماهی و استخرهای صنعتی، لاگونهای فاضلاب و لولههای انتقال آب و فاضلاب کاربرد دارند. ژئوممبرین یا ژئوممبران می تواند به تنهایی و یا با انواع پوشش ها، چون صفحات بتونی یا سنگ ریزه نصب شود. از جمله ی کاربرد های این محصول، استفاده برای بهبود کیفیت سدهای قدیمی، ایزولاسیون، جلوگیری از نشت در کف مخازن، سازه های آبی و ... بکار میرود. عمر ژئوممبرین های بدون پوشش به دلیل اینکه در معرض اشعه ی ماوراء بنفش قرار می گیرند اندکی کمتر از ژئوممبرین های پوشش دار می باشد ولی در مقابل، تعمیر آنها از نوع پوشش دار آسان تر است. از طرفی ژئوممبرین های پوشش دار بیشتر در معرض خطر سوراخ شدگی قرار دارند. معمولاً در زیر و روی ژئوممبرین ژئوتکستایل قرار می دهند تا آن را در مقابل سوراخ شدگی محافظت کند.همچنین باعث تقویت قدرت تحمل بار سازه و ژئوممبرین می شود. در این حالت، ژئوتکستایل همچون ضربه گیری عمل می کند که از تمرکز فشارهای وارده بر لایه ی ژئوممبرین می کاهد.
ژئوتکستایل ها یا نمد گونه های زهکشی
ژئوتکستایل ها جهت مسلح‌سازی، جداسازی، حفاظت سازه‌ای از سواحل و بنادر، اضافه نمودن قدرت باربری آسفالت و خاک، زهکشی مناسب، افزایش عمر مفید آسفالت، نشست همگون در سازه‌های دریایی نظیر موج شکن‌ها، حفاظت زمین‌های در حال فرسایش، حفاظت از لایه بالاست در راه‌آهن، افزایش قدرت باربری بستر راه و راه‌آهن، حفاظت از لایه‌های ژئوممبرین و بسیاری از موارد دیگر کاربرد دارند. ورق ژئوتکستایل ها معمولاً به شکل پارچه ی بافته یا نبافته تولید می شوند. ژئوتکستایل های بافته از در هم تنیدن رشته های عمودی وافقی ساخته می شوند که نتیجه ی نهایی آن پیدایش یک لایه ی مقاوم و چیزی شبیه پارچه است. ژئوتکستایل های نبافته به روش های مختلفی تولید می شوند. روش های معمول عبارتند از heat bonded ( شکل دهی با حرارت)، needle punched (شکل دهی مکانیکی یا سوزن سوزنی کردن) و chemically bonded (شکل دهی به روش شیمیایی). ژئوتکستایل های بافته و نابافته از رشته ها و فیبرهای عموماً پلیمری تشکیل شده اند، که از پلی پروپیلن، پلی استر، پلی اتیلن و پلی آمید تشکیل می شوند . گروه کوچکی از ژئوتکستایل ها وجود دارند که از الیاف فیبری تشکیل شده اند و عمدتاً در زمینه ی کنترل فرسایش به کار می روند.
ژئوکمپوزیت ها
ژئوکمپوزیت ها که ترکیبی از دو یا چند محصول ژئوسنتتیک حاصل میشود و در کاربردهای سخت تر و با توجه به نوع پروژه سفارش داده و تولید میشود.ترکیبی از ورقه های مختلف ژئوسنتیک مانند ژئوتکستایل- ژئونت، ژئوتکستایل- ژئوگرید، ژئوتکستایل- ژئوسل و غیره ساخته شده و در بسیاری از موارد به عنوان فیلتر- زه کش مورد استفاده قرا می گیرند. انواع معروف آن معمولاً جهت زهکشی زمین‌های ورزشی و دیوارهای حائل و سقف تونل‌ها استفاده می شود.
جی سی ال
جی سی ال یا ژئوسنتتیک کلی لاینر طبق تعریف ژئوکامپوزیت در واقع نوعی ژئوکامپوزیت است اما بدلیل کاربرد گسترده و عملکرد مشابه ژئوممبران به صورت جداگانه نیز در نظر گرفته می شود و متشکل از ورقه های ژئوسنتیک با میان لایه های رسی (بنتونیتی) بوده و برای جلوگیری از نشت آب و آب بندی مورداستفاده قرار می گیرند. نوع متداول آن متشکل از یک لایه بنتونیت در میان دو ورق ژئوتکستایل یا در میان یک لایه ژئوتکستایل و ورق ژئوممبران می باشد، مزیت ویژه جی سی ال، خاصیت خود ترمیمی و همجوشی است.
ژئوسل، ژئوگرید و ژئونت ها سه نوع از محصولات ژئوسنتتیک هستند ولی از نظر کاربردی مشابه به هم بوده و هرسه در زهکشی،تقویت خاک و جداسازی استفاده میشود.
ژئوپایپ ها و ژئوفوم ها نیز نوعی ازین محصولات است که کاربردهای خاص داشته و در سدسازی و تقویت حاشیه سواحل استفاده میشود.
ژئوممبران ها،ژئوتکستایل و ژئوگرید ها بیشترین مصرف را در بین ژئوسنتتیک ها دارد
ژئوسنتتیک ها در صنعت نفت
رقیلازم به ذکر است که استفاده از ورق ژئوتکستایل جدا کننده تا حد زیادی می تواند مانع از مخلوط شدن خاک های ریزانه و درشت دانه و در نهایت افزایش ظرفیت باربری شود. علاوه برموارد فوق از ژئوبگ های ساخته شده از ژئوتکستایل می توان به عنوان جایگزینی برای قطعات بتنی U شکل استفاده کرد. مهم ترین مزیت این ژئوبگ ها این است که نسبت به بتن ارزان تر بوده و در محل به آسانی با استفاه از مصالح موجود پر می شوند، نصب آن ها آسان است و به حفاظت الکترولیتی لوله ها هم کمک می کنند.
به کارگیری ژئوتکستایل در پروژه های خطوط لوله
در پروژه های ساخت خطوط انتقال، ماسه حفاظتی به عنوان یک فاکتور قیمتی تاثیرگذار شناخته می شود. زیرا هزینه حمل و نقل حجم زیادی از ماسه بسیار قابل توجه خواهد بود. ژئوتکستایل نبافته، جایگزین بسیار مناسبی برای ماسه ی حفاظتی می باشد. بسته به اندازه دانه های خاک محل، ضخامت ژئوتکستایل ها متفاوت خواهد بود. هر چه خاک درشت دانه تر باشد ضخامت این محصول باید بیشتر باشد. این ژئوتکستایل ها اغلب در برابر واکنش های شیمیایی که در داخل خاک رخ می دهد مقاومت میکروبیولوژیکی کافی را دارند.
این محصولات باید در برابر حرارت هم مقاوم باشند تا بتوان از آن ها در خطوط حرارتی هم استفاده کرد. هنگامی که لوله با یک لایه ژئوتکستایل پوشانده می شود، در حقیقت این محصول مانع از تماس مستقیم لوله با خاک می شود و از خوردگی الکترولیتی جلوگیری می شود.
یکی از مشکلاتی که خطوط لوله با آن مواجه هستند اغلب نیروی شناوری در خاک هایی است که دارای سطح آب زیرزمینی متغیر هستند. در این مواقع اغلب از قطعات بتنی U شکل بر روی لوله ها استفاده می کنند تا از حرکت رو به بالای لوله جلوگیری شود. برای اینکه سطح لوله با سطوح سخت قطعات بتنی در تماس مستقیم نباشد، و دچار آسیب نشود از یک لایه ژئوتکستایل استفاده می شود.
بنابراین کاربرد ژئوتکستایل در پروژه های خطوط لوله را می توان به این صورت خلاصه کرد:
جداکننده ریزدانه از درشت دانه در زیر لوله برای افزایش ظرفیت باربری
پوشاندن کامل لوله برای حفاظت فیزیکی و الکترولیتی
پوشاندن لوله برای محافظت از آسیب های قطعات بتنی
به صورت ژئوبگ به عنوان جایگزین قطعات U شکل بتنی که به منظور مقابله با نیروی شناوری کاربرد دارد.
به کارگیری ژئوگرید در ساخت راه های دسترسی و سایت های میادین نفت و گاز
نیاز به مصرف انرژی همواره در جهان در حال افزایش است و صنعتگران نفت و گاز همواره به دنبال روش هایی هستند تا با سرعت و کیفیت بیشتری به منابع نفت و گاز دست یابند. میادینی که نزدیک به مناطق شهری بوده اند تا کنون شناخته شده و در حال بهره برداری هستند. میادین جدید اغلب در نواحی دور واقع شده اند که دسترسی به این مناطق از چالش های بزرگ صنعتگران نفتی بوده است. این مناطق که در آن ها راه های دسترسی ساخته می شوند و ابزار آلات سنگین حفاری سوار می شوند، اغلب سست هستند و تحت شرایط بد جوی نیز قرار می گیرند. در این جا به راحتی می توان یک کاربرد ژئوسنتتیک ها را به راحتی مشاهده نمود.
با توجه به اینکه این زمین ها تحت بارگذاری های سنگین قرار می گیرند، استفاده از روش های تقویت بستر سنتی بسیار پرهزینه خواهد بود. حمل مصالح سنتی نظیر سنگ و بتن به این مناطق جهت تقویت بستر بسیار سخت، زمان بر و پرهزینه خواهد بود. راه حلی که محصولات ژئوسنتتیک برای حل این مشکل ارائه می دهند بسیار مقرون به صرفه می باشد همچنین امکان انجام عملیات در هر شرایط جوی وجود خواهد داشت.
اگر این زمین ها بدون تقویت شدن مورد بهره برداری قرار گیرند به زودی دچار از هم گسیختگی خواهند شد. خوشبختانه محصولات ژئوسنتتیکی از قبیل ورق ژئوتکستایل و ورق ژئوممبران و ژئوگرید ها ابزار مناسبی برای مقاوم سازی این زمین ها در کمترین زمان ممکن و با کمترین هزینه می باشند.