2-geosintetici (07 babić i dr geosintetici)

7/24/2019 2-Geosintetici (07 Babi i Dr Geosintetici)

1/38

1

0 SADRAJ

0 SADRAJ1

1 GEOSINTETICI U GEOTEHNICI ............................................................................................................................................................ 21.1

Uvod 21.2 Vrste geosintetika i njihova proizvodnja .................................................................................................................................... 2

1.2.1 Vrste geosintetika .................................................................................................................................................................. 21.2.2 Osnovni materijali .................................................................................................................................................................. 31.2.3 Proizvodnja vlakana i pree .................................................................................................................................................. 5

1.2.3.1 Nain proizvodnje 51.2.3.2 Oblici vlakana i pree 5

1.2.4 Proizvodnja netkanih tekstila................................................................................................................................................. 61.2.4.1

Openito 6

1.2.4.2 Proizvodnja od kratkih vlakana 61.2.4.3 Proizvodnja netkanih tekstila od filamentnih vlakana (spunbondedpostupak) 7

1.2.5 Proizvodnja tkanih tekstila ..................................................................................................................................................... 81.2.5.1

Openito 8

1.2.5.2 Graa tkanih tekstila - vezovi 91.2.5.3 Graa i svojstva tkanih geotekstila 10

1.2.6

Pleteni tekstili ...................................................................................................................................................................... 10

1.2.7

Geomree ............................................................................................................................................................................ 101.2.7.1 Proizvodnja polimernih mrea tipa Netlon (ANALIT) 11

1.2.7.2

Proizvodnja polimernih mrea tipa Tensar 12

1.2.7.3 Poliesterske mree za armiranje asfalta i tla 131.2.8 Geomembrane .................................................................................................................................................................... 141.2.9 Geokompoziti ...................................................................................................................................................................... 14

1.2.9.1

Geokompoziti od geomree i geotekstila 14

1.2.9.2 Geokompoziti od geotekstila i geomembrane 141.2.9.3 Geokompozlti od geomembrane i geomree 151.2.9.4

Ostali geosintetici i geokompoziti 15

1.2.10 Spajanje .............................................................................................................................................................................. 151.2.10.1 Openito o spojevima 151.2.10.2

Sustavi spajanja 15

1.2.11 Postupci s otpadnim materijalom ........................................................................................................................................ 171.3 Svojstva geosintetika ................................................................................................................................................................. 18

1.3.1

Svojstva geosintetika .......................................................................................................................................................... 18

1.3.2

Ispitivanja svojstava geotekstila ......................................................................................................................................... 181.3.2.1 Uzimanje uzoraka i njihovo kondicioniranje 18

1.3.2.2 Fizika svojstva 191.3.2.3

Mehanika svojstva 19

1.3.2.4 Hidraulina svojstva 261.3.2.5 Svojstva otpornosti prema okoliu 30

1.4 Djelovanje geosintetika u graevinama .................................................................................................................................. 311.4.1 Razdvajanje ......................................................................................................................................................................... 311.4.2 Armiranje ............................................................................................................................................................................. 33

1.4.2.1 Openito 331.4.2.2

Mehanizmi membranskog armiranja 33

1.4.3 Filtriranje .............................................................................................................................................................................. 351.4.3.1 Mehanizam filtriranja 351.4.3.2

Vodopropusnost 36

1.4.3.3 Zadravanjeestica tla i dugotrajno djelovanje filtara 361.4.4 Dreniranje ............................................................................................................................................................................ 37

1.4.5

Brtvljenje .............................................................................................................................................................................. 38

1.5

Refrence ....................................................................................................................................................................................... 38


2/38

2

1 GEOSINTETICI U GEOTEHNICI

1.1 UVOD

Proizvodi od sintetinih materijala, namijenjeni uporabi u zemljanim graevinama (i openito ugraditeljstvu) pojavili su se u veoj mjeri prije etrdesetak godina i otada se njihova primjena brzo iri.

Geosintetici se rabe u svim podrujima graditeljstva, kao to su prometnice, hidrotehnikegraevine, podzemne graevine, mostovi, zgradarstvo, portski objekti, objekti zatite okolia, a velikaim je uporaba i u poljoprivredi i umarstvu.

Budui da su prvi znaajniji proizvodi takve vrste bili sintetini tekstili, a da je njihova primjenanajvie bila povezana sa zemljanim graevinama (prometnice, hidrotehnika), svi slini proizvodi isprvasu nazivani geotekstilima. Kako je, meutim, ubrzo uao u primjenu i znatan dio proizvoda koji se

nikako ne bi mogli svrstati u tekstile (npr. mree, folije, kompoziti), uveden je openitiji naziv"geosintetici".

Danas, meutim, ni taj naziv nije najprikladniji, jer njegov prefiks "geo" oznaava, vezu sa zemljom,a sintetini se materijali uvelike primjenjuju u graevinama koje su sasvim "izale iz zemlje" (zgrade,mostovi i sl.).

Ipak, za sada je to naziv koji se najopenitije i najee rabi za, niz industrijskih proizvoda o dumjetnih materijala to se, upotrebljavaju u raznim podrujima graditeljstva.

Geosintetici se proizvode u obliku folije (membrane), to je povoljno za mnoga tehnika rjeena jer:

brzo se postavljaju,

zamjenjuju prirodne materijale,

daju bolja, i sigurnija, projektna rjeenja,

imaju jaku podrku proizvoaa.

1.2 VRSTE GEOSINTETIKA I NJIHOVA PROIZVODNJA

1.2.1 Vrste geosintetika

Prema grai i funkciji, geosintetici se mogu podijeliti na: geotekstile,

Geotekstili se sastoje od posebno sloenih i uvrenih vlakana, tako danajee imaju izgled i grau neke vrste "flica". U tlu, odnosno graevinama,obavljaju vie funkcija kao to su: razdvajanje, armiranje, filtriranje i dreniranje.

geomree,

Geomree su geosintetici otvorene grade kod kojih su otvori mnogo vei oddimenzija materijala. Glavna im je svrha armiranje, a u nekim sluajevima mogusluiti i za razdvajanje materijala,

geomembrane

Geomembrane su nepropusne folije, a slue za brtvljenje -spreavaju prolazvode ili plinova.


3/38

3

geokompozite

Geokompoziti su sloeni materijali koji se sastoje od geotekstila i geomrea iliod geomembrana i geomrea, ili kombinacija tih materijala, s drugimmaterijalima, a slue za prije spomenute funkcije i njihove kombinacije.

Geosintetike proizvode tekstilna industrija i industrija plastinih proizvoda.

Sirovine za proizvodnju geosintetika su raznovrsni polimerni materijali. Za neke se vrstegeosintetika (geotekstili) moraju najprije od polimera proizvesti vlakna, dok se druge vrste moguproizvoditi izravno od polimera.

1.2.2 Osnovni materijali

Kao osnovni materijali - sirovine za proizvodnju geosintetika upotrebljavaju se polimerni materijali,iji je glavni izvor petrokemijska industrija. Ti su materijali sastavljeni od vrlo velikih molekula(makromolekula) koje se pak sastoje od brojnih ma lih jedinica, slinog oblika, takozvanih monomera.Da bi se monomeri mogli povezati u makromolekule te tako stvoriti polimere, moraju proi kroz proces

polimerizacije. Taj je proces (povezivanje) shematski prikazan naslika 1.1.

slika 1.1 Povezivanje polietilenskih monomera u makromolekulu (polimerizacija)

Polimeri, kao sirovina, imaju oblik praha ili zrnaca, a proizvode ih posebne kemijske industrije.Postoje tri glavne skupine polimernih materijala: termoplastici, termosetici i elastomeri. Njihova

svojstva ovise o njihovoj grai, ali zajedniko im je svojstvo osjetljivost prema temperaturi.Zagrijavanje omoguuje njihovo oblikovanje ili posebno strukturiranje.

Glavne vrste polimernih materijala od kojih se proizvode geosintetici jesu: poliamid, poliester,polietilen, polipropilen i polivinilklorid. Postoje i druge vrste polimernih materijala, ali je njihovaprimjena u graditeljstvu vrlo mala. pa se ovdje o njima nee govoriti.

Svi navedeni polimerni materijali pripadaju skupini termoplastika. Osnovna tehnika svojstvanajee upotrebljavanih polimera predoena su utablica 1.1.


4/38

4

tablica 1.1 Osnovna tehnika svojstva najee upotrebljavanih polimera

Osnovna tehnika svojstva Poliester(PES)

Poliamid(PA)

Polietilen(PE)

Polipropilen(PP)

Gustoa (g/cm3) 1,36-1,38 1,14 0,95-0,96 0,90-0,92

Temperatura taljenja (C) 256 218/258 130 165

Prirast vlanosti

- kod 21 C i 65% rel. vlanosti zraka (%) 0,2-0,5 3,5-4,5 0,0 0,0

- kod 24 C i 95% rel, vlanosti zraka (%) 0,8-1,0 6,0-9,0 0,0 0,0

vrstoa na kidanjepojedinanih vlakana

kod normalne klime (daN/mm2) 35-90 45-70 32-65 35-90

- kod vlanih vlakana u % od normiranevrijednosti (%)

95-100 80-90 100 100

Rastezanje do kidanja pojedinanihvlakana

- kod normalne klime (%) 15-40 30-80 15-30 15-30


5/38

5

- kod vlanih vlakana u % od normiranevrijednosti (%)

100-105 105-125 100 100

Sklonost puzanju mala mala vrlo velika velika

Postojanost protiv

- razrijeenih kiselina dobra dobra vrlo dobra vrlo dobra- koncentriranih kiselina srednja srednja srednja srednja

- razrijeenih luina dobra dobra dobra vrlo dobra

- koncentriranih luina loa srednja srednja srednja

- mikroorganizama (trule, plijesan) vrlo dobra dobra vrlo dobra vrlo dobra

- svjetlosti dobra dobra do loa vrlo dobra dosrednja

loa

1.2.3 Proizvodnja vlakana i pree

1.2.3.1 Nain proizvodnje

Vlakna, odnosno filamenti proizvode se postupkom istiskivanja, (ekstruzije) rastopljenih polimera uposebnim postrojenjima.

Sirovina (zrnca polimera ips) najprije se zagrijava i topi u puastom istiskivau, a zatim vodikroz posebne crpke koje mjere potrebnu koliinu polimera te ga tlae kroz filtar i matricu s velikimbrojem rupica. Istisnute niti potom se hlade zrakom ili vodom.

Vrlo slian postupak primjenjuje se za istiskivanje traka ili folija, ali tada matrice imaju uskeizduene otvore. Trake (vrpce) mogu se istiskivali neposredno, a mogu se dobiti i naknadnimizrezivanjem iz folija.

Nakon istiskivanja filamenti i folije izlau se procesu suenja, i termike stabilizacije istezanjem,

ime se molekularni lanci u njima uzduno usmjeruju i time znatno poboljavaju mehanika svojstvaproizvoda.

Konana je faza namotavanje i pakiranje pree u prikladne oblike za prijevoz i rukovanje.

1.2.3.2 Oblici vlakana i pree

Oblici vlakana, i pree mogu biti razliiti. Budui da o tome ovise svojstva zavrnih proizvoda -geotekstila, potrebito je neto rei barem o onim oblicima vlakana to se najee upotrebljavaju.

1) Filamenti

Filamenti su pojedinane niti, proizvedene prije opisanim postupkom istiskivanja, vrlo velike,

teoretski beskonane, duine. Oblik (presjek) najee im je kruni, a promjer od 0,1 do 1 mm.2) Viefilamentna prea

Viefilamentna prea sastavljena je od snopia vrlo tankih filamenata. Takva se prea proizvodiizravno postupkom istiskivanja, gdje se mnogo (oko 200) ohlaenih tankih filamenata smota zajedno.Uobiajeni je promjer jednog filamenta oko 25 m,

Zbog velike efektivne povrine takve viefilamentne pree, njezina su tehnika obrada i izvlaenjeuinkoviti, pa se postiu bolja mehanika svojstva. Krutost je takve pree pri savijanju takoer znatnomanja nego, primjerice, kod pojedinanog filamenta istoga promjera.

Zavrni proizvodi od viefilamentne pree odlikuju se, stoga, dobrom savitljivou .

3) Prea od uskih traka


6/38

6

Trake se, kako je ve reeno, mogu proizvoditi tako da se istiskuju kroz matricu s mnogo otvora ilise mogu izrezivati i iz iroke folije. I u jednom i u drugom sluaju podvrgavaju se istezanju radipoboljanja mehanikih svojstava.

irina traka moe biti od 1 do 15 mm, a debljina 20 do 80 m. Duina im je teoretski beskonana.Trake mogu biti pojedinane ili ih moe biti vie zajedno povezanih. Postoji i postupak takozvanefibrilacije, ime se dobiva profilirana povrina i posebni ob lici, trakaste prede. Takva se pripremljenaprea od traka posebice upotrebljava za proizvodnju geotekstila.

Tijekom proizvodnje materijalu se mogu dodavati razne tvari radi postizanja potrebnih svojstava(antioksidansi, antistatiki dodaci, biocidi i dr.).

1.2.4 Proizvodnja netkanih tekstila

1.2.4.1 Openito

Prema definiciji netkani su tekstili dobiveni mehanikim i/ili kemijskim i/ili termikim sastavljanjemkontinuiranih (filament) ili diskontinuiranih (stopel) vlakana poloenih u slojeve, bez primjene tkanja,

pletenja ili kakve njihove kombinacije.Postoje brojni naini proizvodnje netkanih tekstila. Svima su im zajednika etiri proizvodna koraka:

priprema vlakana, izrada runa, uvrenje runa i naknadna obrada. Znatne su razlike u procesima zasvaki od tih koraka. Posebno za izradu runa - vlakana sloenih u rahli sloj pripremljen za daljnjuobradu - postoji vie naina (mehaniki, aerodinamiki, hidrodinamiki, kemijski). Uvrenje runamogue je takoer ostvariti na razne naine mehaniki, kemijski, termiki. Shematski su raznitehnoloki za izradu netkanih tekstila predoeni naslika 1.2.

slika 1.2 Tehnoloki postupci proizvodnje netkanih tekstila

Postoje znatne razlike u proizvodnji netkanih tekstila s obzirom na vrstu vlakana od kojih seproizvode, tj. jesu li posrijedi kratka, tzv. stapel vlakna ili su to dugaka vlakna - filamenti.

1.2.4.2 Proizvodnja od kratkih vlakana

Kratka (stapel) vlakna proizvode se sjeenjem filamenata na duinu prikladnu za obradu uproizvodnji netkanih tekstila pomou odgovarajuih postupaka.

Duina je kratkih vlakana obino oko 80 mm. Linijska masa moe im znatno varirati - od 0,15 do 3texa. U proizvodnji pojedinog netkanog tekstila mogu se upotrebljavati i kratka vlakna, razliitih linijskihmasa.

U cjelovitom postupku proizvodnje, izrada runa ini vrlo vanu fazu, jer o nainu njegove izradeuvelike ovise svojstva konanoga, proizvoda geotekstila. Kad je posrijedi mehaniki nain, runo se

radi od prethodno izmijeanih vlakana pomou tzv. grebenaljki - ureaja koji rasporeuju vlakna, isteih i usmjeravaju na eljeni nain.


7/38


8/38

8

slika 1.4 Shematski prikaz izrade netkanih tekstila od kontnuiranih (filamentnih) vlakana (spunbonded postupak)

Filamenti se u snopovima razastiru na transportnu traku i zatim dalje obrauju. Mogue je postiikontroliranu usmjerenost vlakana, to je znaajno za konana svojstva netkanog tekstila.

Uvrenje runa postie se mehanikim, kemijskim ili termikim nainom, kao i u prijanjemprimjeru. Tim se postupkom postie bolja kakvoa netkanoga tekstila. Povrinska je masa te vrstegeotekstila 100 do 500 g/m

2, a debljina l do 3 mm.

1.2.5 Proizvodnja tkanih tekstila

1.2.5.1 Openito

Tkani su tekstili nainjeni od dva ili vie nizova vlakana. Postupak se tkanja sastoji u tome da seIsprepleu nizovi niti u meusobno okomitom poloaju. Niz niti koji ide uzduno (u smjeru proizvodnje)zove se osnova, a niz niti okomitih na taj smjer, potka (slika 1.5).


9/38

9

slika 1.5 Niti osnove i niti potke u tkanom tekstilu

Tkanje se obavlja posebnim strojevima koji mogu proizvoditi razne vrste tekstila. Niti osnove i potkeu tkanom tekstilu mogu biti poloene i istkane na razne naine. Nain na koji su poloene niti zove sevez.

1.2.5.2 Graa tkanih tekstila - vezovi

Vez uvelike odreuje mehanika, i fizika svojstva tkanine. Za odreene namjene upotrebljavajuse, stoga, posebni vezovi.

Niti u tkanini teku izmjenino po donjoj i gornjoj strani tkanine. Vezovi se predouju shemama nakojima niti osnove idu u "vertikalnom" smjeru, a niti potke u "horizontalnom". Niti osnove prikazuju setamnim etvorinicama, a niti potke bijelim. Na shematskim prikazima vez je odreen najmanjomjedinicom koja se ponavlja. Na preklopima se nit provlai ili s povrine na donju stranu, ili obratno(slika 1.6). Dva, uzastopna, preklopa jedne niti ine jedan preplet (ili povezivanje) kod netkanogtekstila

slika 1.6 Shematski prikaz veza


10/38

10

1.2.5.3 Graa i svojstva tkanih geotekstila

Tkani su sintetini geoteksili naelno vri od netkanih tekstila, pa se veinom primjenjuju ondakad je najvanija funkcija armiranje. No, mogu se upotrebljavati i za druge namjene, jer se. njihovagrada, i svojstva mogu mijenjati.

Velik utjecaj na svojstva geotekstila, uz opisane naine tkanja (vezove), ima i vrsta vlakna od kojih

su nainjeni. Ako su geoteksili istkani od monofilamentnih vlakana, oni imaju dosta otvora, i pruajuravnomjerno mali otpor protjecanju vode. Veliina otvora, odreena je razmakom izmeumonofilamenata u tkanini i njihovom debljinom. Te se veliine mogu mijenjati kako bi se prilagodiletraenim zahtjevima. Monofilamentne tkanine nainjene su najee od polietilena ili polipropilena.

Geotekstili od viefilamentnih vlakana nainjeni su od viefilamentne pree;koja moe biti sukanaili nasukana. Takvi geotekstili imaju guu grau i "izgled sukna". Obino se izrauju od poliamida ilipoliestera.

Geotekstili nainjeni od trakastih niti odlikuju se dobrom savitljivou. Trakaste se niti mogu dobitiistiskivanjem kroz odgovarajue matrice ili izrezivanjem istegnutih folija. Materijal je polietilen ilipolipropilen.

Debljina tkanih geotekstila ograniena je debljinom vlakana od kojih su proizvedeni. Ako se eliimati geotekstile vee vrstoe, moe se poveati debljina niti. To, meutim, ima, ogranienje, jer se spoveanjem debljine niti smanjuje savitljivost.

1.2.6 Pleteni tekstili

Pleteni se tekstili proizvode strojnim pletenjem usporednih niti, pri emu mjesta, dodira nisuposebno spojena.. Naini pletenja mogu biti razliiti. U graditeljstvu se najvie upotrebljavaju tekstiliproizvedeni tzv, Raschel-postupkom (slika 1.7). Takvi se ne mogu Iako rasplesti. Svojstva pletenihtekstila mogu se poboljati uvoenjem dodatnih niti, to poveava, debljinu i djeluje na stabilnost.Pleteni se tekstili dvodimenzionalnim mreama, tj. to su strukture s dosta, velikim otvorima.

slika 1.7 Graa pletenog tekstila izraenog Raschel-postupkom

1.2.7 Geomree

Kao stoje ve reeno, geomree su ploni proizvodi koji imaju otvore znatno vee od dimenzijamaterijala koji ih tvore.

Postoji vie naina proizvodnje mrea. Najjednostavniji je tip mree buena folija od polimernogmaterijala bez ikakve daljnje obrade ili dorade. Taj je nain proizvodnje mree danas gotovo naputenjer su pronaeni savreniji naini.


11/38

11

Jedan je od naina proizvodnje zavarivanje vlakana ili traka prethodno poloenih na odreenerazmake. Oblik otvora, moe biti pravokutan ili romboidan.

Spajanje se moe izvesti termikim, kemijskim ili mehanikim nainom.

Znaajka, je tih naina, da, se pri proizvodnji ne poboljavaju svojstva, osnovnog materijala.

Kod novijih naina, s istom povrinskom masom proizvoda postiu se znatno bolja, svojstva. Ti epostupci stoga, kao i zbog svoje posebnosti, biti neto podrobnije opisani.

1.2.7.1 Proizvodnja polimernih mrea tipa Netlon (ANALIT)

Mree Netlon proizvode se od razliitih polimernih materijala kao to su polietilen, polivinilklorid,polipropileri i ekspandirani polistiren. Primjenjuje se posebni tehnoloki, postupak istiskivanja krozmatricu, tzv. "ekstruzija". Tehnologija je proizvodnje vrlo prilagodljiva, tako da se na istom postrojenjumogu lako proizvesti mree raznih veliina i oblika, otvora, raznih debljina filamenata i raznihdimenzija. Osim u graditeljstvu, te se mree primjenjuju i u mnogim drugim oblastima.

Mree Netlon proizvedene ekstruzijom, obino su plonog oblika, ali mogu biti i cjevaste. Materijalisu za njihovu proizvodnju prije spomenuti polimeri, ali moe se upotrijebiti i bilo koji drugi ili sintetinaguma. Boja mree moe biti razliita, to se postie pigmentom koji se dodaje osnovnom materijalu.

Postupak ekstruzije mrea Netlon provodi se pomou od dvije matrice koje se okreu u suprotnomsmjeru, (slika 1.8). Niti se dobivaju dijeljenjem toka od meusekcije do meusekcije.

Meusekcija nastaje kada se pri okretanju matrica urezi na unutranjoj i vanjskoj matrici poklope ise istiskuje nit. Kada, se urezi pomaknu iz meusekcije, istiskuju se dvije niti (slika 1.9.a). Ako sejedna matrica zaustavi, a druga nastavi okretanjem, dobiva se mrea kao na slika 1.9 b, a ako sematrice okreu u suprotnim smjerovima, dobiva se mrea prikazana naslika 1.9 c.

slika 1.8 Rotirajue matrice za proizvodnju mrea Netlon

slika 1.9 Naini izrade mrea Netlon


12/38

12

Naslika 1.10 prikazani su razni oblici mrea Netlon. Ako se eli imati mreu koja je stabilna u dva,smjera, onda, je u tu svrhu pogodan kvadratian oblik mree (okaca). Takva se mrea dobivaokretanjem samo jedne matrice, to uzrokuje da se rnrea okree oko valjka.

Okretni no rasijeca mreu, a valjci za, izvlaenje izvlae je pod kutom od 45. Tako nastaje plonioblik mree s istegnutim nitima u dva smjera.

slika 1.10 Oblici mrea proizvedenih sustavom Netlon

Dvosmjerno se istezanje Izvodi u dva puta - neposredno po naputanju ekstruzijske linije mrea seistee pomou valjaka koji se okreu razliitim brzinama u zagrijanoj vodenoj kupki i zatimproputanjem kroz stroj s valjcima, pomou kojeg se isteu poprene niti mree. Pri tom istezanjudolazi do molekulskog usmjerenja materijala koje mu poveava mehanika svojstva.

1.2.7.2 Proizvodnja polimernih mrea tipa Tensar

Jo bolja svojstva mree postiu se sustavom Tensar, iji je temelj istezanje buenih folija. Sustavje shematski prikazana, naslika 1.11

slika 1.11 Shematski prikaz postupka proizvodnje mrea sustava Tensar


13/38

13

Kao osnovni materijal primjenjuju se folije od polipropilena ili polietilena visoke gustoe. Posebnimalatima bue se otvoriu folijama, pri emu oblik, veliina i raspored otvora odreuju konani tip mree.Uz kontrolirano zagrijavanje, folije se najprije izvlae u uzdunom, a zatim i u poprenom smjeni.Izvlaenjem se prvobitno nepravilno usmjereni dugaki lanci molekula polimera isteu i usmjeravajuprema izvlaenju, a time se uvelike poboljavaju mehanika svojstva.

Izgled mree Tensar vidi se izslika 1.12.

slika 1.12 Izgled i dimenzije mree Tensar (tip A R 1)

1.2.7.3 Poliesterske mree za armiranje asfalta i tla

To je posebna vrsta mrea koja, je razvijena za potrebe armiranja asfaltnih slojeva, aupotrebljavaju se i za armiranje tla. Takve se mree u svijetu, a i kod nas, u te svrhe rabe vedvadesetak godina.

slika 1.13 Polietilenska mrea za armiranje asfalta i tla

Sastav materijala poliester osigurava mreama dobra mehanika svojstva, te dovoljnu otpornostprema visokim temperaturama kakve imaju asfaltne mjeavine (do 160nCj tijekom polaganja.

Mree imaju pravokutna okca, dimenzije kojih su 20 X 20, .30 x 30 ili 40 x 40 mm. Mree sunainjene tkanjem od kontinuiranih filamenata.

Posebno je vano da mree imaju povrinsku obradu koja omoguuje dobro sljepljivanje sasfaltom.

Mree su obino iroke do 2 metra. Poliesterska mrea za armiranje asfalta prikazana je na slika1.13.


14/38

14

1.2.8 Geomembrane

Geomembrane slue za postizanje nepropusnosti graevina, prije svega za tekuine. Njihova jeupotreba u svijetu velika; od svih geosintetika na drugom su mjestu po brojnosti primjene.

Za njihovu se proizvodnju upotrebljavaju razliite sirovine - razni polimerni materijali (PEHD, PELD,PVC), sintetina guma i kombinacije, od kojih se u industrijskim postrojenjima proizvode folije.Geomembrane se mogu proizvoditi i od bitumeniziranih netkanih ili tkanih tekstila, a tada se moguraditi i na samom gradilitu. Folije mogu biti jednoslojne i vieslojne. Da bi im se poboljala otpornost,mogu se kombinirati i s plonim materijalima druge vrste.

Postoje brojni postupci za proizvodnju geomembrana.

Debljina je geomembrana razliita, i to najee od 0.25 do 2,5 mm, ali je mogue proizvesti i onekojima je debljina 15 mm. irina im je obino do 2 metra, ali moe biti i vea.

Na slika 1.14. shematski je prikazan postupak proizvodnje geomembrane koja se sastoji od trisloja. U tom je postupku srednja folija proizvedena prije posebno, a gornja i donja folija izrauju setijekom postupka i u vruem se stanju spajaju sa srednjom folijom.

slika 1.14 Shematski prikaz jednog od naina proizvodnje geomembrana (troslojna geomembrana)

1.2.9 Geokompoziti

Osnovna je zamisao ideja izrade geokompozita u tome da se spoje geosintetici odreenih

svojstava kako hl se ostvarila, optimalna svojstva potrebna za rjeenje odreenoga problema.1.2.9.1 Geokompoziti od geomree i geotekstila

Ovi geokompoziti mogu se sastojati od jedne mree i jednog sloja geotekstila ili mree i dva slojageotekstila. Takav kompozit zadrava, drenana i filtracijska svojstva, ali mu je vrstoa znatnopoveana, tako da moe obavljati i funkciju armiranja.

Spajanje mrea i tekstila obavlja se tvorniki, termikim ili kemijskim nainom.

1.2.9.2 Geokompoziti od geotekstila i geomembrane

Ovi geokompoziti sastoje se obino od geomembrane s kojom je na obje strane slijepljengeotekstil. Prednost je toga materijala, ija je osnovna namjena brtvljenje, da, mu je tako znatnopoveana otpornost prema, probijanju, to nekada, moe biti vrlo znaajno. Isto tako, ako se ukombinaciji s folijom rabe deblji geotekstili, oni mogu sluiti i kao filtri za odvod vode (u njihovojravnini), te tako sprijeiti da geomembrana bude u stalnom dodiru s vodom.


15/38

15

Poveano je takoer meupovrinsko trenje, tj. trenje s tlom s kojim je geokompozit u dodiru, totakoer moe biti vano.

1.2.9.3 Geokompozlti od geomembrane i geomree

Ova kombinacija slui takoer za, ostvarivanje propusnosti, ali ujedno moe obavljati i funkcijuarmiranja. I ovdje je poveano trenje povrine geokompozita s okolnim medijem.

1.2.9.4 Ostali geosintetici i geokompoziti

Danas se za odreene svrhe proizvode i mnoge druge vrste geosintetika. Treba spomenuti,primjerice prostorne strukture - geoelije to slue za stabilizaciju nasipa i pokosa, sintetske strunjaeza graenje preko slabog tla, geokompozite koji se sastoje od tekstila i filtarskog materijala zadreniranje i dr.

1.2.10 Spajanje

1.2.10.1 Openito o spojevima

Geosintetici; bilo da je rije o geotekstilima, geomreama, geomembranama,ili geokompozitima,rade se u ogranienim, irinama i duinama, tako da se u neprekinutim povrinama, mogu upotrijebitisamo kod manjih graevina.Pri veim projektima treba ih nastavljati, odnosno spajati.

Spajanje ovisi o vrsti geosintetika i o zahtjevima graevine. Od spojeva se nekada trai da imajuistu mogunost prijenosa sila kao i osnovni geotekstil, a nekada je vana, primjerice njihovanepropusnost. Sve je to utjecalo da se razvilo vie naina spajanja koji se danas primjenjuju. Naelno,najjednostavnije je preklapanje i ono se moe izvesti gotovo svih vrsta geosintetika. (ako ne postojeposebni zahtjevi na spojeve). Od ostalih su naina vani: ivanje (kod geotekstila), vezivanje (kodmrea), lijepljenje i posebne kombinacije spojeva.

Spojevi se openito mogu podijeliti na one to su prije izraeni i na one to se izrauju na mjestupolaganja, tj. ugradnje.

Prije izraeni spojevi mogu se nainiti u tvornici ili izvan mjesta ugradnje, a rade se prema

potrebama, odnosno izmjerama graevine. Njihova je prednosi u tome to su bolje kakvoe i lake seizrauju od onih na mjestu ugradnje (npr. pod vodom.).

Spojevi Izraeni na mjestu ugradnje mogu biti uzduni, tj. to su spojevi usporedno poloenih traka,i popreni spojevi , tj, nastavci traka.

Spojevi su openito oekivano najslabija mjesta, pa njihovoj izradi valja obratiti najveu pozornost.Takoer ih treba strogo provjeravati i ispitivati u skladu s postavljenim normama. Pri projektiranjugraevina (ili u izvedbi) spojeve treba predviati na mjestima na, kojima e biti manje ugroeni,odnosno na mjestima, na kojima e posljedice njihova moebitnoj "poputanja" biti najmanje tetne.

1.2.10.2 Sustavi spajanja

1) Spajanje preklapanjem

Preklapanje je najjednostavniji nain spajanja geosintetika. Primjenjuje se ako iznad njega dolaziodreena masa tla koja pritisne spoj, kao to su primjerice nasipni slojevi kod prometnica.

Kad su posrijedi graevine pod vodom, to je i jedini mogui nain spajanja geotekstila na mjestusame ugradnje.

Za tu je vrstu spojeva vana, veliina preklopa. Za veliinu preklopa, ne moe se dati ope pravilo,jer ona ovisi o poloaju i funkciji spoja u graevini, o vrsti tla i nekim drugim uvjetima, pa, mora, bitiodreena projektom. Priblino, veliina preklopa iznosi 30 do 50 cm. Preklopi se nekada osiguravajudrvenim koliima ili plastinim pribadaama, pa se u takvim sluajevima, veliina preklopa moeneto smanjiti. Kod geomrea, preklopi iznose 15 do 25 crn, a, osiguravaju se vezanjem.

Nain spajanja, geotekstila preklapanjem predoen je na slika 1.15.Primjenjuje se u sustavu snasipnim slojevima.


16/38

16

slika 1.15 Spajanje geotekstila preklapanjem

2) Spajanje ivanjem

ivanje je dobar nain spajanja,a primjenjuje se za geotekstile, jer se dobivaju pouzdani i vrstispojevi. Veliina, preklopa moe se pri tome smanjiti ak do 1.0 crn. Taj se nain spajanja kodgeotekstila esto upotrebljava.

Upotrebljavaju se posebni runi ivai strojevi i poseban sintetini konac (PE, PA). Debljina konca(linijska u tex) mora biti takva da odgovara uici igle ivaeg stroja, te da konac lako prolazi krozmaterijal, bez prevelikog trenja i oteivanja materijala.

Naini spajanja ivanjem predoeni su naslika 1.16.

slika 1.16 Naini spajanja geotekstila ivanjem

3) Spajanje lijepljenjem

Ovaj se nain primjenjuje zato to postoji kojima se geosintetici mogu pouzdano slijepiti, a dobra suIjepila.poput sintetinih smola, skupa.

Ipak, geotekstili se mogu slijepiti termikim nainom pomou plamenika, ali taj je nainneujednaen i nije sasvim siguran, pa se rjee provodi.

4) Spajanje posebnim spojevima


17/38

17

Ako se geotekstiloni preko spojenih mjesta treba prenijeti vlana sila mogu se izraditi posebnispojevi koji podnose tu silu. Ti se spojevi rade tako da se na obje strane geotekstila naini obrub, Uoba obruba uvue se neki nosivi element (vrsta, ipka i sl.), a obrubi se poveu skupa pomouplastinih ili metalnih prstenova ili kopi (slika 1.17).

slika 1.17 Posebni spoj

1.2.11 Postupci s otpadnim materijalom

Geosintetici u graevinama, najee imaju trajnu ulogu. Ponekad, ipak predstavljaju otpadni

materijal, kojeg treba deponirati.Vano je znati u kakvom su stanju geosintetici. Oni kod kojih nije dolo do oteenja, oneienja

ili naruavanja strukture materijala, mogu se ponovo upotrijebiti u graevinama. Najee to ipak nijemogue i tada se primjenjuju razliiti postupci, ovisno o stanju materijala i, poglavito, o njegovuoneienju. Naelno su mogua tri postupka: recikliranje, spaljivanje ili odlaganje.

Recikliranje. Svrha je recikliranja da se materijal geosintetika ponovo upotrijebi i preradi u noviproizvod. Za to su pogodni geotekstili, geomree i geomembrane proizvedene od polietilena i polipropilena, a moe se ponovo upotrijebiti i poliester vezan bitumenom.

Recikliranje obuhvaa vie radnji, to ovisi o vrsti, obliku i istoi geosintetika. Kod geosintetikavelike povrine (folije i sl.), ponajprije treba smanjiti njihovu veliinu mehanikim nainom. Pri tome serabe razliite vrste mlinova i sjekaa, Smanjenje dimenzija otpadnih geosintetika vano je za daljnju

preradu, ali se pri tome esto odjeljuju i neistoe.Odstranjivanje je neistoa vano je za, daljnji proces. Moe se to ini ti suhim ili mokrim

postupkom. Mokri je nain djelotvorniji, ali zahtijeva vie energije, jer se materijal mora nakon pranjaosuiti.

Ako se geosintetik sastoji od raznovrsnoga materijala, u procesu recikliranja moe biti potrebno dase razdvoje materijali. U tu se svrhu moe primijeniti vie postupaka.

Daljnje su faze zgunjavanje, koje se moe obaviti preanjem ili topljenjem, te usitnjavanje(granuliranje). Tako dobiveni granulat slui za ponovnu proizvodnju plastinih proizvoda uodgovarajuim postrojenjima.

Spaljivanje. Spaljivanje kao nain problema otpadnih geosintetika moe biti prikladno, pod uvjetomda se pri spaljivanju ne razvijaju tetne tvari koje bi mogle ugroziti okoli i zdravlje. Vano je stoga

uzeti u obzir vrstu materijala. Nepogodan je, primjerice, poiivinilklorid (PVC), jer pri njegovuspaljivanju, osim donekle neopasnih plinova (na otvorenom) tosu ugljini dioksid, ugljini monoksid ivodik, nastaju i plin klorovodine kiseline, metan i, katkad, fosgen, koji mogu biti tetni.

Spaljivanjem polietilena (PE) i polipropilena (PP) razvijaju se uglavnom ugljini dioksid i ugljinimonoksid, pa se oni mogu spaljivati.

Pri spaljivanju poliamida (PA), osim ugljinog dioksida i ugljinog morioksida, pojavljuju se i malekoliine amonijaka i nekih drugih tetnih plinova. Poliamid se stoga takoer moe spaljivati uprikladnom postrojenju.

Kad se spaljuje poliester (PE), ne javljaju se nikakvi tetni produkti, pa se on moe normalnospaljivati. To vrijedi i za poliester pomijean s bitumenom.

Odlaganje. Odlaganje se moda ini najjednostavnijim postupkom, ali taj bi nain trebao biti

najmanje poeljan. Odlaganje openito zahtijeva prostor, a treba, biti kontrolirano, io zahtijeva iodgovarajue graevine.


18/38

18

Stoga bi. trebalo teiti recikliranju i spaljivanju a eventualno odlagati samo geosintetike koji prispaljivanju izazivaju probleme (PVC).

1.3 SVOJSTVA GEOSINTETIKA

1.3.1 Svojstva geosintetika

Geosintetici u graevinama moraju obavljati vie funkcija kao to su armiranje, razdvajanje,filtriranje, dreniranje, brtvljenje i zatita. Da bi to postigli, moraju imati odgovarajua svojstva.Geotekstili se openito opisuju svojim fizikim svojstvima (masa, debljina). Za svrhe armiranja bitna suim mehanika svojstva poput primjerice, vlane vstoe, a za filtriranje i dreniranje hidraulikasvojstva, poput vodopropusnosti i sposobnosti zadravanja sitnih estica. Za brtvljenje im jepotrebna to bolja nepropusnost glede tekuina i plinova. Spomenuti uvjeti smatraju se primarnimuvjetima, bitnim za stabilnost i djelovanje graevine.

Osim tih glavnih uvjeta, geosintetici moraju zadovoljavati i neke sekundarne, to se odnose naproces graenja, poput otpornosti prema kidanju i probijanju, i mogunost izrade spojeva, te nakasniju izloenost uvjetima okolia, za to je bitna to bolja otpornost prema ultraljubiastim zrakama,ekstremnim temperaturama, bakterijama i sl. Vane su i one spoznaje o svojstvima geosintetika to seodnose na mogunost postupaka s otpadnim geosinteticima (recikliranje, spaljivanje).

Da bi se ustanovila spomenuta svojstva, razvijena su odgovarajua ispitivanja, od kojih su mnogapropisana normama pojedinih zemalja (DIN, BS, AFNOR, ASTM, NEN), a osim toga i neke sumeunarodne organizacije izdale propise o metodama ispitivanja geosintetika (RILEM, ISO, EDANA,PIARC). Zbog razliitosti tih normi, koje su openito jo u stanovitom razvoju, pokuava se provestimeunarodno ujednaavanje naina ispitivanja. Tim se problemima dosta bavi primjerice RILEM, apri Meunarodnom drutvu za geotekstile (International Geotextile Society) osnovan je poseban odborkoji radi na prikupljanju i usporedbi norma to se odnose na ispitivanja svojstava geotekstila i openitogeosintetika.

Ovdje e se prikazati naini ispitivanja svojstava geosintetika koji su najei.

Ispitivanja su pojedinih vrsta geosintetika poneto posebna, a ima i nekih koja su zajednika zavie vrsta geosintetika. Najrazvijenija su ispitivanja kod geotekstila (ona e se i najpodrobnijeprikazati), ali i za druge vrste geosintetika postoje razraeni naini ispitivanja pojedinih svojstava.

1.3.2 Ispitivanja svojstava geotekstila

1.3.2.1 Uzimanje uzoraka i njihovo kondicioniranje

Da bi se dobili realni rezultati ispitivanja, najveu pozornost treba posvetiti uzimanju uzoraka.Uzorci moraju biti reprezentativni za materijal. Budui da se svojstva geosintetika u smjeruproizvodnje i okomito na taj smjer najee razlikuju, pri uzorkovanju valja to uzeti u obzir. S obziromna razliitost vrsta geosintetika kao i na razliitost vrsta ispitivanja, nain uzimanja uzoraka, njihovaveliina i oblik propisani su pojedinim normama.

Veliku pozornost treba posvetiti i kondicioniranju uzoraka prije ispitivanja. Pojedina svojstvaosnovnih materijala, za geosintetike, kao i svojstva gotovih proizvoda, mogu ovisiti o temperaturi i osadraju vlage u materijalu. Stoga je, kao jedno ravnoteno stanje, uvedena tzv. "standardnaatmosfera" (za geotekstile). To je zrak temperature 20 C 2 C i relativne vlanosti 65% 2%. Pritome obino nije nuno da vlanost prije ispitivanja, bude tako strogo odreena, jer veina polimernihmaterijala nije jako osjetljiva na vlanost. Praktiki se jedino kod poliamida uinak vlanosti ne bi smiozanemariti. Temperatura, naprotiv, jako utjee na svojstva svih polimernihmaterijala.


19/38

19

1.3.2.2 Fizika svojstva

LINIJSKA GUSTOA VLAKANA (PREDE)

Masa vlakana (pree) izraena po jedinici duine naziva se linijskom gustoom. Osnovna jedinicaza nju je l tex. Jedan tex jednako je 1 g/km. Na, linijsku masu vlakana znatno moe utjecati vlanostmaterijala, pa je preporuljivo da se prije ispitivanja materijal kondicionira u standardnoj atmosferi.

Pri ispitivanju linijske gustoe postoji razlika, to ovisi o tome uzima li se uzorak vlakna (pree)neposredno iz pakiranja ili iz gotovog materijala.

Ako se uzorak uzima iz pakiranja, masa se odreuje iz 10 do 50 metara pree, namotane nabubanj obodnice 1,0 m uz silu od 5 1 mN/tex.

Uzima li se se vlakno (preda) iz gotova materijala ono je valovito. Duina je vlakana stoga veaod duine tekstila, pa se moraju prije mjerenja napeti odreenom silom. Zbog male duine uzorka,duina vlakna mora se vrlo tono izmjeriti.

Ispitivanja linearne gustoe mogu se raditi prema normama ASTM D 1059 ili DIN 53830/3.

DUINA I IRINA

Netkani i tkani tekstili proizvode se u irinama do najvie 5,5 metara. Za posebne se namjenemogu proizvoditi i u veim irinama, ali je to obino popraeno tekoama u organizaciji proizvodnje is veim trokovima, to treba pri projektiranju rjeenja uzimati u obzir.

Duina geotekstila ovisi o mogunosti rukovanja rolama koje, stoga, ne smiju imati prevelikumasu i promjer. Duina geotekstila ovisi o njegovoj povrinskoj masi, te je najea od 50 do 150metara.

POVRINSKA MASA

Povrinska, masa (ili masa po jedinici povrine) najea je orijentacijska oznaka za potroaa(projektanta) geotekstila. Izraava, se u gramima, po kvadratnom metru. Nain se njenogaispitivanja sastoji u tome da se preciznom vagom mjeri (vae) masauzorka, poznate povrine, iz egase izraunava masa na jedinicu povrine (g/m2).

Veliina (kvadratinih ili krunih) uzoraka je 10.000-50.000 mm2.

Najvanije norme i propisi: EDANA 40,1-77, ISO 3801 (1997), ASTM D1910-64 (1975), DIN53854(1963),

DEBLJINA

Po definiciji, debljina, geotekstila jest udaljenost izmeu referentne plohe na koju je postavljenuzorak geotekstila ija, se debljina eli odrediti i ploe koja je stavljena na, njega i koja stvara,

odreeni tlak.Tlak pod kojim se mjeri debljina geotekstila iznosi 2-20 kPa, ovisno o normi i vrsti geotekstila.

Veliina (kvadratinih ili krunih) uzoraka moe biti od 50 do 1.000 mm 2.

Najvanije norme i propisi: EDANA 30.2.78, ISO 5084 (1977), ASTM D 1777-64 (1975), DIN5.3855/1 i DIN 53855/2.

1.3.2.3 Mehanika svojstva

VLANA VRSTOA I IZDUENJE

Vlana vrstoa spada u skupinu mehanikih svojstava geotekstila. Ona je moda i najznaajnijesvojstvo geotekstila, jer u mnogim sluajevima odraava primarnu funkciju sposobnosti armiranja.

Prilikom ispitivanja vlane vrstoe mjeri se i deformacija, (istezanje), pa se kao znakovit podatakmoe odrediti i najvee istezanje pri lomu.


20/38

20

Iz odnosa naprezanja i izduenja moe se odrediti i tzv, modul krutosti. Modul krutosti moe bitidefiniran kao sekantni modul, kada je predoen nagibom pravca to prolazi kroz dvije odreene tokekrivulje naprezanje izduenje, ili kao tangentni modul, predoen nagibom tangente u nekoj toki tekrivulje u odnosu na os izduenja. Kad je posrijedi tangentni modul, esto je znaajan tzv. poetnitangentni modul koji se odnosi na tangentu u poetnom, prilino ravnom dijelu krivulje.

imbenici koji utjeu na odnos naprezanja i izduenja

Na ponaanje materijala s obzirom na odnos naprezanje izduenje utjeevie imbenika, kaoto su vrsta materijala, temperatura, brzina istezanja i graa geotekstila.

Uinak temperature. Temperatura ima znatan uinak na vlana svojstva geotekstila.Taj utjecaj moe biti vaan jer se geotekstili upotrebljavaju u velikomrasponu temperature u odnosu prema temperaturi standardne atmosfere(20 C) koja se primjenjuje pri ispitivanju (npr. polaganje ispod vruegasfalta ili polaganje u uvjetima smrzavanja). Djelovanja temperatureispitivana su uglavnom na prei, jer za taj utjecaj prevladavaju svojstvamaterijala, a grada geotekstila ima manje znaenje. Tipini odnosivlane vrstoe i temperature ispitivanja za pojedine sintetine materijaleprikazani su naslika 1.18.Pri tome je temperatura od 20 C uzeta kaoishodina temperatura (100 % vrstoe) za sve materijale. Vidi se da s povienjem temperature kod svih vrsta sintetinih materijaladolazi do opadanja vlane vrstoe, ali ne u istoj mjeri. Tako npr.temperature, kod kojih je vrstoa materijala oko 50 % od vrstoe koja bise dobila ispitivanjem pri 20 C, za pojedine materijale iznose:

polietilen 60 C

polipropilen 120 C

poliamid 6 180 C

poliester i poliamid 6.6 200 C

slika 1.18 Ovisnost o temperaturi vlane vrstoe sintetinih materijala

Uinak brzine istezanja. I brzina istezanja djeluje na odnos vlanog naprezanja izduenja. Utvreno je da vlana vrstoa kod svih vrsta sintetinihmaterijala, (pree) opada sa smanjenjem brzine istezanja, pri emupojedini polimeri iskazuju stanovite razlike, no one nisu velike. Brzinaistezanja pri ispitivanju mora stoga biti odreena. Kod geotekstila iznosi

obino 2 % u minuti. Rezultati ispitivanja na prei mogu se sasvim doboprimijeniti na tkane tekstile. Meutim, za netkane tekstile to ne vrijedi jerkod njih prevladava utjecaj njihove grae.


21/38

21

Uinak grae geotekstila. Svojstva netkanih tekstila glede ponaanja pri vlanomoptereenju odreena su prije svega njihovom graom, a manjesvojstvima samih vlakana. Kod tkanih tekstila, u kojima vlakna lee udva glavna smjera, odnosi optereenje deformacija uvelike ovise osvojstvima vlakana u tim smjerovima.Netkani tekstili, u naelu, mogu biti u ravnini sasvim izotropni, tj. odnos

naprezanja i deformacije jednak je. u svim smjerovima. Ipak, nainproizvodnje znatno utjee na svojstva geotekstila, pa razlike u svojstvimau uzdunom i upoprenom smjeru mogu biti vrlo velike.Kod tkanih tekstila vrsta materijala, broj i debljina pree u smjeru osnove iu smjeru potke mogu biti razliiti, pa takvi materijali imaju izrazitoanizotropno obiljeje.Anlzotropni su materijali nekada, meutim, vrlo prikladni. Primjerice, akooptereenje djeluje u jednom smjeru, onda se tekstil ugrauje tako dasvojim boljim svojstvima bude usmjeren u tom smjeru,

Metode za odreivanje vlane vrstoe i izduenja

Ispitivanje vlane vrstoe na uskim trakamaIspitivanje se sastoji u tome da se razmjerno uske trake tekstila, uvrene s oba

kraja u stezaljke, podvrgnu vlanoj sili do loma. Pri tome je brzina ras tezanjakonstantna. Shematski je uzorak prikazan naslika 1.19

slika 1.19 Uzorak geotekstila za ispitivanje vlane vrstoe na uskim, trakama injegove deformacije pri ispitivanju

Ispitivanje vlane vrstoe na irokim trakamaPri ovom ispitivanju, koje je shematski prikazano na slika 1.20,uzorak ima duinu100 min izmeu stezaljki ureaja za razvlaenje i irinu 500 mm u smjeru usporednomsa stezaljkama. Izduenjem pri lomu smatra se Taj se pokus ne provodi toliko radi provjere kvalitete proizvodnje, ve vie snamjerom da se moe ocjenjivati ponaanje geotekstila u primjeni.

slika 1.20 Ispitivanje vlane vrstoe geotekstila na irokim trakama


22/38

22

Otpornost na rastezanje (Grab-pokus)Ovo je takoer vlano ispitivanje pri kojemu se uzorak geotekstila, rastee izmeudviju usporednih stezaljki, ali je uzorak iri od stezaljki. Rezultat je najvea sila, kojuuzorak moe izdrati. Naelo ispitivanja, shematski je prikazano na slika 1.21Stanje naprezanja u geotekstilu pri ovom pokusu sloeno je i nehomogeno.Pretpostavka je da bi do takve situacije moglo doi u stvarnosti ako bi geotekstil bio

nategnut preko dvije krute izboine. Sve vrste geotekstila pri ispitivanju vlanevrstoe ne ponaaju se jednako, njihovo ponaanje uvelike ovisi o nainuproizvodnje.

slika 1.21 Naelo ispitivanja geotekstila na rastezanje, (Grab-test)

Ovisnost vlane vrstoe o grai geotekstila

Na slika 1.22 prikazani su rezultati ispitivanja nekoliko vrsta geotekstila. Iz dijagrama se moeuoiti i to da se ponaanje tkanih tekstila, (A, B, C) moe dobro predoiti poetnim, tangentnimmodulom, jer tkani tekstili imaju linearan odnos naprezanja i izduenja u najveem dijelu rasponaispitivanja.

Kod iglanih netkanih tekstila, (D) situacija je sloenija, pa se za njih obino odreuje sekantnimodul (npr. pri desetpostotnom izduenju).


23/38

23

slika 1.22 Odnosi vlane vrstoe i izduenja kod razliitih vrsta geotekstla

POKUS PRSKANJA

U pokusu prskanja kruni uzorak geotekstila, postavljen preko tanke savitljive membrane iuvren izmeu dviju stezaljki krunog oblika, podvrgava se tlaku plina ili tekuine koji djeluju namembranu.Tlak na membranu poveava se sve dok ona ne prsne (slika 1.23.).

Najvea visina deformacije sustava membrana + geotekstil dosegnuta, pri prskanju uzorka nazivase visinom prskanja. Tlak prskanja dobiva se kao razlika izmeu tlaka pri prskanju i membranskogtlaka. Tlak pri prskanju odreuje se u ispitivanju, a membranski se tlak odreuje ispitivanjem samomembrane, bez tekstilnog uzorka. Membranski je tlak onaj koji je potreban da se membrana

deformira do visine prskanja (odreene s geotekstilom).

Iz odnosa tlaka i visine deformacije mogu se nacrtati krivulje koje karakteriziraju ponaanjepojedinih vrsta geotekstila. Nain ispitivanja razliit je u pojedinim normama. Nekoliko metodapropisuje vrijeme unutar kojega tlak treba biti povean do prskanja uzorka, dok je u ostalimmetodama propisana konstantna brzina crpke. Rezultati, meutim, ovise i o veliini uzorka uispitivanju, koji je takoer razliito odreen. Stoga nije mogue usporeivati rezultate dobivene raznimmetodama pokusa prskanja.

slika 1.23 Pokus prskanja


24/38

24

POKUS PROBIJANJA POMOU CBR-KLIPA

Ovo je ispitivanje uvedeno da bi se ocijenila otpornost materijala na probijanje odnosno nastvaranje rupa u geotekstilu zbog otrog kamenja, oteenja strojevima prilikom rada i sl.

Pokus se izvodi u CBR ureaju a, sastoji se u tome da se tekstilni uzorak vrsto napet uprilagoenom CBR-kalupu, optereti okomito na njegovu povrinu. Pokus je razvijen godine 1971., a

normiran je u Njemakoj u DIN 54307. Optereenje se nanosi pomou slinog klipa kao u CBR-pokusu. Uzorak je uvren izmeu dva kruna prstena, unutranjeg promjera 150 mm. Kalup oblikaupljeg valjka ima unutranji promjer takoer 150 mm, a mora biti dovoljno dubok da klip moeprodrijeti do dubine 150 mm (slika 1.24). Klip je valjak, promjera 5,0 cm i visine 7,5 cm. Brzinapomicanja klipa prema dolje je 6010 mm/min.

slika 1.24 Pokus probijanja u CBR-uredaju

Naslika 1.25.predoene su deformacijske znaajke pri tom ispitivanju. Odnosizmeu primijenjenesile i odgovarajue deformacije u ovom je pokusu sloen. Ipak, pokusom se moe dobro procijenitiotpor utiskivanju tekstila s razmjerno velikom mogunou deformacije, posebice radi priblineusporedbe razliitih tipova geotekstila. Taj pokus moe zato sluiti u projektne svrhe.

slika 1.25 Odreivanje deformacija geotekstila pri odreenom utiskivanju klipa


25/38

25

OTPORNOST NA PARANJE

Paranje geotekstila moe nastupiti pri postavljanju, jer je tada geotekstil esto izvrgnut vlanimnaprezanjima. Paranje kod tkanih ili netkanih tekstila nastaje tako da pod djelovanjem vanjske silenajprije pukne jedna nit ili njih nekoliko, a, potom se tako zapoeto oteenje iri kroz tekstil u jednomili u dva smjera.

Netkani se tekstili veinom paraju u jednomsmjeru, a tkani u dva, smjera (pravokutno paranje). Naotpornost prema paranju moe se utjecati gradom, geotekstila (osobito kod tkanih tekstila), primjenomodreenih vezova i naina tkanja.

Za odreivanje otpornosti prema paranju razvijeno je vie naina. Poznati su pokusi, primjerice"kuka", "noga", "jezik" i "krilo". Osobito se esto, meutim, provodi takozvani trapezoidni pokus koji jeodreen normama vie drava, ili propisima, meunarodnih institucija

Uzorci za ispitivanje imaju trapezoidrii oblik pri emu je na manjoj osnovici nainjen zarez.

U novije se vrijeme prednost daje veim uzorcima (RILEM, PIARC), kako bi i kodnajdeformabilnijih netkanih tekstila, moglo doi do stvarnog paranja. Dimenzije su uzoraka:osnovice 670 i 225 mm, visina 445 mm, a duina zareza 50 mm.

Uzorak geotekstila, privren u stezaljke u pokusu paranja, prikazanje na slika 1.26 Stezaljke

se razmiu brzinom 50 mm/min. Mjeri se sila potrebna da se materijal para. Rezultati se primjenjuju uprojektne svrhe

slika 1.26 Ispitivanje otpornosti geotekstila na paranje

TRENJE KOD GEOTEKSTILA

Trenje, koje se javlja na dodirnim plohama izmeu geotekstila i tla, ima iznimno vanu ulogu uveini rjeenja. Geotekstili, naime, mogu ispunjavati svoju funkciju armiranja, razdvajanja i tomeslino samo kada se sile iz tla prenosena geotekstil, i obratno. "Sidreni" uinak geotekstila ovisi omogunosti aktiviranja trenja na njegovoj povrini (povrinama), ali i o koeficijentu trenja, samog tla.Trenje ovisi o vie pojedinanih imbenika, kao to su hrapavost povrine geotekstila, veliina i oblikzrna tla, prisutnost vode u tlu i tlak.

Kod geotekstila uvelike trenje ovisi o gradi njihove povrine.

Kod geomrea trenje njihovog materijala nema veliko znaenje. Kod njih na trenje najvie utjeeokolni materijal (tlo) koji ulazi u otvore mree, to posebno dolazi do izraaja kod nekoherentnih(zrnatih) materijala.

Nain ispitivanja

Za ispitivanje trenja izmeu geotekstila i tla najvie se provodi pokus pomou posmine kutije. Timse pokusom trenje odreuje posredno. Ispituje se, naime, sila potrebna da se geotekstil izvue iz tla.Ta se sila naziva i silom klizanja.

Pokus prua mogunost odreivanja, razlike u otpornosti na klizanje razliitihgeotekstila, i to ili sa

standardnim materijalom (pijeskom) ili s neporemeenim tlom.


26/38

26

slika 1.27 Ureaj za ispitivanje otpornosti geotekstila na klizanje u tlu

Prema RILEM-u SM-G-13, ureaj u kojem se obavlja ispitivanje (slika 1.27)sastoji se oddvije krute etvrtaste ili okrugle polu kutije. Uzorak, ugraen u polukutije, optereuje se na odreeninain silom koja izaziva klizanje.

Posmino naprezanje u ravnini klizanja odreuje se dijeljenjem primijenjene sile klizanja s

korigiranim presjekom kutije ureaja.Pokus se izvodi na samom materijalu (pijesak ili originalno tlo) i na materijalu u koji je na

propisani nain uvren geotekstil.

Relativna otpornost prema klizanju Rs (koja izraava utjecaj geotekstila) dobiva se iz odnosa,

gdje je:

g posmino naprezanje odreeno na uzorku tla, s geotekstilom,

t posmino naprezanje odreeno na uzorku tla bez geotekstila.

Rezultati takvih ispitivanja upotrebljavaju se u projektne svrhe.

1.3.2.4 Hidraulina svojstva

PERMITIVNOST

Jedna je od najvanijih funkcija geotekstila filtriranje, pa je stoga iznimno vano poznavati njegovupropusnost. Osobito je vana propusnost u poprenom smjeru. Geotekstilima se, pod djelovanjemoptereenja, debljina smanjuje pa je, umjesto koeficijenta vodopropusnosti, uveden novi pojam, tzv.permitivnost.

Permitivnost je definirana izrazom

gdje je:

permitivnost,

kn koeficijent vodopropusnosti u smjeru okomitom na geotekstil,

d debljina geotekstila.

Za, ispitivanje vodopropusriosti (okomito na ravninu geotekstila) u svijetu postoji vie metoda.

Ovdje e se, radi ilustracije, podrobnije prikazati metoda koju je za ispitivanje permitivnosti

preporuio RILEM (SM-G-9).To se ispitivanje primjenjuje kod netkanih tekstila i kod gusto tkanih tekstila.


27/38

27

Pri ispitivanju mjeri se protok vode kroz geotekstil. Ispitivanje se obino obavlja s jednimslojem geotekstila, a, iznimno (ako je geotekstil jae proputan), s dva sloja ili s vie slojevageotekstila.

Naelo ispitivanja prikazano je naslika 1.28

slika 1.28 Shematski prikaz ureaja za ispitivanje vodopropusnosti (permitivnosti) geotekstila

Ispitivanje se sastoji u mjerenju jedininog protoka Q/S pod konstantnim hidraulikim tlakom H,to ga doputa, geotekstil u okomitom smjeru na svoju povrinu. Mjerenje se obavlja podpretpostavkom i uvjetima Darcvjeva zakona. Brzina je toka ograniena do 3,5 X 10-2 m/s.

Ureaj se sastoji od dva spremnika za vodu, uzvodnog i nizvodnog. Izmeu njih jerazlika u visiniH, koja se moe mijenjati. Zatim se u sklopu ureaja nalaze dra uzorka geotekstila, sustav zamjerenje protoka i sustav za mjerenje pada vodenog stupca H.

Ispitivanje protoka vode kroz geotekstil obavlja se pri tri razne visine H. Ucrtavanjem rezultata udijagram (slika 1.29) dobije se krivulja odnosa jedininog protoka i razlike tlaka. Ta se krivuljazamjenjuje pravcem prosjenog nagiba.


28/38

28

slika 1.29 Odnos permitivnosti geotekstila i okomitog tlaka na njega

Vodopropusnost (permitivnost) dobiva se iz izraza

gdje je:

hidraulina permitivnost (vodopropusnost) okomito na geotekstil (l/s)

kn hidraulina permeabilnost (propusnost) okomito na ravninu geotekstila(m/s),

d debljina geotekstila (m),Q protok vode kroz geotekstil (pri 20 C) (m3/s),

S povrina geotekstila u dodiru s vodom (m2),

H razlika razine vode uzvodno i nizvodno od uzorka (m),

x broj slojeva geotekstila.

TRANSMITIVNOST

Geotekstili imaju odreenu vodopropusnost i u svojoj ravnini. To svojstvo dolazi do izraaja pridreniranju. I ovdje stiljivost tekstila ini tekoe. Stoga je za svojstvo propusnosti geotekstila u ravniniuveden novi pojam tzv. transmisivnost, koja je definirana ovako:

gdje je:

transmisivnost (m2/s),

Q protok (m3/s),

L duina tekstila (m),

H razlika tlaka (m),

W irina tekstila (m).

Za ispitivanje transmisivnosti po ovom konceptu razvijene su brojne metode i ureaji. RILEM(SM-G-10) za tu svrhu preporuuje ureaj s radijalnim dreniranjem.


29/38

29

U ovom se ispitivanju mjeri protok vode kroz geotekstil pod konstantnim hidraulikim tlakom irazliitim normalnim tlakovima. spitivanje se primjenjuje kod netkanih i tkanih tekstila.

Ureaj za ispitivanje shematski je prikazan naslika 1.30.

slika 1.30 Ureaj s radijalnim, dreniranjem za ispitivanje transmisivnosti

Kruni uzorak geotekstila stavlja se izmeu dvije metalne ploe ija je povrina presvuenaelastomernom folijom radi postizanja boljeg brtvljenja.

Protok je radijalan, a koliina vode koja istjee u odreenom vremenu (protok Q) mjeri se naizvodu.

Transmisivnost se dobiva iz izraza

gdje je:

transmisivnost (cm2/s),

kp koeficijent propusnosti (cm/s),

Q srednji protok (pri 20 C) kroz geotekstil (cm3/s),

e debljina tekstila (cm),

H razlika razine vode izmeu sredinjeg izvora i ruba ureaja(cm),r1 vanjski radijus ploe (15 cm),

r2 radijus povrine dotoka (2,5 cm).

U sklopu ureaja nalazi se i ureaj za, optereenje ploe (geotekstila), tako da se ispitivanjeobavlja pri raznim tlakovima.

Samo se ispitivanje sastoji u mjerenju protoka vode pri poetnom optereenju od 1 bara.Optereenje (p) potom se poveava stupnjevito (2,5; 100; 200; 500 kPa) ponovno mjeri protok.

Iz rezultata se moe dobiti krivulja = f(p).

Ta krivulja predouje ponaanje geotekstila glede vodopropusnosti u njegovoj ravnini, uzimajui uobzir tlak kojemu je geotekstil izloen.


30/38

30

PRIVIDNA VELIINA OTVORA ILI EKVIVALENTNA VELIINA OTVORA

Ovo ispitivanje upotrebljava se za tkane i netkane tekstile (ne predebele).

Ispitivanje veliine otvora geotekstila. obavlja se tako da se geotekstil upotrijebi kao sito, te sekroz njega prosijavaju staklena zrnca. Upotrebljavajui redom sve sitnije frakcije staklenih zrnaca,odredi se veliina one frakcije od koje kroz geotekstil proe manje od 5 mas. %. Veliina otvora

izraava se kao broj standardnog amerikog sita u milimetrima. U tom se sluaju prividna veliinaotvora, ili ekvivalentna veliina otvora (to su istoznani nazivi) naziva jo i 95 postotna velii na otvoraili O95.

Ureaj za ispitivanje predoen je naslika 1.31

slika 1.31 Ureaj za ispitivanje prividne veliine otvora, geotekstila

1.3.2.5 Svojstva otpornosti prema okoliu

Ova su svojstva vana radi ispravne primjene geosintetika u graevinama, odnosno da bigraevine dugo i uspjeno sluile.

Na geosintetike mogu djelovati razliiti utjecaji, poput: temperature, kemikalija, svjetlosti,bakterija. Za otpornost prema tim utjecajima, postoje odreene metode ispitivanja, i opaanja, ali jonisu razvijeni neki brojani kriteriji, te se otpornost izraava ocjenama. Pri projektiranju pojedinihgraditeljskih rjeenja treba imati na umu mogue utjecaje okolia na, geosintetike, te odabrati ispravnuvrstu.

OTPORNOST PREMA TEMPERATURAMA

Kod geotekstila (a i openito kod geosintetika) moe biti zanimljiva otpornost prema visokim a iprema niskim temperaturama. Otpornost prema visokim temperaturama vana je primjerice kada sugeosintetici u dodiru s vruim asfaltnim mjeavinama (a rmiranje asfalta, sanacije starih ispucanihkolnika), jer pri tome ne smije nastati topljenje i promjena svojstava, geosintetika. Otpornost premaniskim temepraturama povezana je s gubitkom elastinosti sintetinih materijala, i mogunou "krtogloma".

Za ispitivanje otpornosti plastika prema, visokim temperaturama ameriki standard ASTM D 794propisuje naine ispitivanja kad se materijal izlae djelovanju vrueg zraka kontinuirano ili u ciklusima.Nakon odreenoga vremena promatraju se i ispituju promjene u materijalu. Za otpornost plastikaprema niskim temperaturama odreeni naini ispitivanja opisani su u standardu ASTM D 746.

Ostale, norme i propisi za ispitivanje otpornosti plastika prema niskim temperaturama: DIN53383, ISO/DIS 4577.


31/38

31

OTPORNOST PREMA KEMIKALIJAMA

Otpornost prema kemikalijama moe se ispitivati sukladno standardu ASTM D 543. Sutina jeispitivanja da se materijal izlae odreenim reagensima (kemikalijama) tijekom razliitog vremena i dase opaaju promjene. Standard daje popis od 50 (standardnih) reagensa za ispitivanje.

Pojedine velike industrije obavile su (ili obavljaju) takva ispitivanja za svoje materijale, pa se

podaci o otpornosti mogu nai u odgovarajuim specifikacijama proizvoda.OTPORNOST PREMA SVJETLOSTI

Otpornost prema svjetlosti, osobito UV-zrakama, moe se ispitati sukladno standardu ASTM D1435, a rezultati su indikacija za dugotrajno ponaanje materijala izloenih svjetlu i vremenskimutjecajima. Pojedine su industri je i za te utjecaje obavile ispitivanja, meu kojima i neka kod kojihsu materijali bili izloeni suncu i vremenskim utjecajima tijekom tri godine. U svim istraivanjimanaeno je da je na svjetlo osobito osjetljiv polipropilen.

OTPORNOST PREMA BAKTERIJAMA

Ispitivanja su provedena na vie vrsta geosintetika, i to tako da su bili izloeni djelovanju raznihvrsta bakterija tijekom raznih vremenskih razdoblja. Ispitivanje se svelo uglavnom na to da seustanovi vodopropusnost (i usporedi s neizlaganim materijalima) i da se ispitaju neka mehanika

svojstva. Nisu naeni znakoviti dokazi djelovanja bakterija na ispitivane materijale.

1.4 DJELOVANJE GEOSINTETIKA U GRAEVINAMA

Geosintetici u svojim razliitim oblicima, (tekstili, mree, membrane, kompoziti) i vrstama, mogu ugraevinama obavljati razne funkcije, prilagoene izvedbi radova i/ili dugotrajnom dobrom sluenjugraevine.

Najvanije funkcije su:

razdvajanje (geomehaniki bitno razliitih materijala),

armiranje (slabog tla ili dijelova graevine),

filtriranje,

dreniranje (odvodnja) i

brtvljenje (izolacija, zatita okolia),

Na ove funkcije i mehanizme njihova, djelovanja valja se podrobnije osvrnuti.

1.4.1 Razdvajanje

Razdvajanje znai stavljanje savitljive sintetine brane izmeu dva materijala, ija se svojstva

znatno razlikuju, kako bi se sauvala cjelovitost i povoljno djelovanje obaju materijala.Koncept, odnosno uinak razdvajanja, moda se moe najbolje predoiti tvrdnjom (Giroud):

"Deset kilograma kamena stavljenog na deset kilograma blata rezultira s dvadeset kilograma blata".

Doista, zrnati materijal stavljen na meko tlo preko odgovarajuega, geosintetika ostajekompaktan, a bez njega dolazi do mijeanja kamenih zrna i tla, i do gubitka homogenosti. U donjojzoni kamenoga sloja dolazi tada do razmicanja kamenih zrna i do gubitka trenja, zrna se utiskuju umeko tlo, pa u konanici prevladavaju svojstva tla.

Za razdvajanje materijala mogu sluiti geotekstili, geomree, geomembrana i geokompoziti.

Geomembrane zadravaju materijale u smislu brtvljenja (radi spreavanja,toka vode ili pare) i tune moraju biti posrijedi bitno razliiti materijali. Geomembrane se. naime, zbog odreenih razloga,mogu predvidjeti i unutar istovrsnog materijala.


32/38

32

Razdvajanje, o kome se ovdje raspravlja, odnosi se na materijale koji se po svojoj vrsti ili stanjumeusobno jako razlikuju. Jedan od tih materijala obino je u geomehanikom smislu vrlo lo (slabo,organsko tlo, tlo zasieno vodom), a drugi dobar (kamen, tj. zrnati kameni materijal).

Kod takvih je materijala, bitno sprijeiti njihovo mijeanje, jer u protivnome, kako je ve prijereeno, preteu svojstva slabijega materijala. U tu svrhu mogu posluiti geotekstili, geomree iligeokompoziti (koji se sastoje od geotekstila i geomree).

Najjasniju ulogu glede razdvajanja ima geotekstil. S obzirom na, njegovu gradu (poroznost)mogua je filtracija vode iz zasienoga medija, ime dolazi do konsolidacije i fiksiranja stanjarazdvojenosti.

Kod mrea je bitna vrsta kamenoga nadsloja. Pri odreenoj granulaciji materijala nadsloja dolazi do ukljetenja zrna u otvore mree i stvaranja, jednog sloja uz mreu koji takoer moe na odreeninain obavljati ulogu filtra. Mree se inae primjenjuju u teim sluajevima (kod vrlo slabo nosivog,odnosno mekog tla), kada je potrebno trenutano aktivirati armirajuu (nosivu) funkciju ili onda kadanema izgleda da se stanje tla pobolja.

Mehanizam razdvajanja, moemo najbolje uoiti usporedimo li sustav s geosintetikom sa sustavombez geosintetika (slika 1.32). U sustavu bez geosintetika (slika 1.32 a), pod optereenjem (osobito usluaju dinamikog optereenja) usporedno nastaju dva procesa. U donjem dijelu sloja (nadsloja) od

zrnatoga kamenog materijala meko (itko) tlo poinje ulaziti u upljine izmeu zrna. Zbog toga sesmanjuje trenje medu kamenim zrnima, ona se postupno (pod ponavljanim optereenjem strojeva zaugradnju ili prometa) razmiu, a prostori izmeu njih sve vie se ispunjavaju itkim tlom. Istodobno ikamena zrna iz sloja prodiru u meko tlo i mijeaju se s njim. Ishod je taj da se gubi homogenostkamenog sloja drastino smanji njegova "efektivna debljina".

Uvoenjem brane od geosintetika izmeu kamenoga sloja i mekoga tla (slika 1.32 b) situacija sebitno mijenja. Kameni sloj ostaje odvojen od tla, njegova debljina i struktura su sauvane, tako damoe uspjeno djelovati (npr. kao sloj za poveanje nosivosti ili prometna povrina). Filtarskodjelovanje geosintetika (osobito izraeno kod netkanih tekstila) pomae uvrivati ostvarenustabilizaciju, jer postupno istiskivanje porne vode iz tla i njeno odvoenje imaju konsolidacijski uinak.Zbog toga geotekstili moraju zadovoljavati odreena filtarska pravila (poglavlje1.4.3.). Da bi se mogliugraivati a da se pritom ne otete i da bi moglizadravati kameni sloj, geosintetici moraju svakakoimati i odreena mehanike svojstvavlanu vrstou, otpornost na paranje, otpornost na probijanje isl.)

slika 1.32 Homogenost i cjelovitost zrnatoga kamenog sloja u sustavu kolnike konstrukcije bez geosintetika (A) i sgeosintetikom (B)


33/38

33

1.4.2 Armiranje

1.4.2.1 Openito

Geosintetici imaju znatnu vlanu vrstou, a (slabo) tlo nema to svojstvo. Stoga je logino da seodreenim kombiniranjem tih dvaju materijala moe dobiti poboljano stanje.

Ovisno o nainu optereenja i poloaju geosintetika mogua su dva osnovna tipa armiranja:

membranski tip i

posmini tip (sidreni tip) armiranja.

Membransko se armiranje javlja kada je geosintetik poloen na stiljivo tlo, a na njega djelujevertikalno optereenje. U geosintetiku se javlja vlano naprezanje to rastereuje tlo koje ga samo nebi moglo preuzeti.

Posmino se armiranje javlja zbog uinka posmika (odnosno trenja) na meupovrinamageosintetika i dodirnih materijala (zrnatog materijala i tla). Vrlo slino posminome sidreno jearmiranje, samo to se tu trenje javlja s obje strane elemenata koji slue za sidrenje.

Svakako da uinci armiranja geosinteticima imaju veliko znaenje za poboljanje nosivostisustava graevina. Oni poinju djelovati samo pri odreenim stanjima deformacije, to je vezano uzjakost optereenja, ali i uz malu nosivost tla. S obzirom na vlana naprezanja u geosintetiku, imaveliko znaenje i kakvoa samoga geosintetika, prije svega vlana vrstoa (odnosno modul).

Geosintetici su vrlo pogodni materijali za razliite svrhe i naine armiranja tla.

Mehanizmi djelovanja geosintetika kod visokih nasipa i potpornih graevina svode na poveanje posmine vrstoe tla u sluaju njegova armiranja geosinteticima, pri emu su, osim svojstavageotekstila (vlana vrstoa, puzanje, trenje povrina), bitne i dimenzije i poloaj geosintetika ugraevini. Slini se uinci glede armiranja takvih graevinamogu, meutim, ostvariti i s nekim drugimmaterijalima (metali, beton), a to se i inilo prije pojave geosintetika.

Posebni uinci, svojstveni iskljuivo geosinteticima, ostvaruju se prije spomenutimmembranskim tipom armiranja. Uinak se armiranja pritom javlja tek uz odreeno stanjedeformiranosti sustava tlo geosintetik (s nadslojem zrnatog materijala) (slika 1.33)

slika 1.33 Membranski nain armiranja

1.4.2.2 Mehanizmi membranskog armiranja

Mehanizmi membranskog armiranja mogu se razjasniti ako se razmotri jedan zrnati sloj poloen nameko tlo koji se izlae ponavljanju optereenja (od gradilinog ili "normalnog" prometa), i to bezgeosintetika, odnosno preko brane od geosintetika.


34/38

34

DJELOVANJE SUSTAVA BEZ GEOSINTETIKA

Vozila koja se kreu po sloju zrnatoga kamenog materijala nanose optereenje koje se prolaskomkroz sloj iri na veu povrinu, te se tako smanjuje. To smanjenje mora, biti takvo da tlo moepreuzeti prenesena naprezanja bez tetnih posljedica, tj. bez prekomjernih deformacija. Za to jepotrebno da sloj ima dovoljnu debljinu i da pri optereenju ostane cjelovit.

Kada je tlo slabo, mogu nastati neprihvatljivo velike deformacije, i to u dva sluaja: ako su optereenja mala, a broj prijelaza velik,

ako su optereenja velika, i pri malom broju prijelaza.

Mehanizam ponaanja sustava u tim sluajevima predoen je naslika 1.34

slika 1.34 Mehanizmi ponaanja kolnike konstrukcije na mekom tlu bez geosintetika

Pri malim se optereenjima (slika 1.34.a) sloj kamenoga materijala ugiba prema dolje, aoptereenje se od kotaa iri na povrinu tla, znatno veu od otiska kotaa.

Pri opetovanim optereenjima kameni materijal ne moe podnijeti vlana naprezanja, te poinjepucati od donje povrine sloja. U te pukotine i upljine ulazi tlo, pa se tako naruavaju dodiri izmeukamenih zrna i ona "plivaju" u mekanom materijalu. Time se smanjuje vrstoa i sposobnost prijenosaoptereenja kroz sloj, pa pri mnogobrojnim prijelazima optereenja dolazi do jakih deformacija ipropadanja kolnika uz pojavu posminih lomova u tlu.

Pri velikim optereenjima (slika 1.34 b), odmah dolazi do loma u sloju kamenog materijala i doutiskivanja "piramide" od zrnatog materijala u tlo.

Nakon daljnjih prijelaza optereenja mekano tlo prodire du stranica piramide prema gore, dolazido "kuhanja" materijala, a nosivost se sustava pribliava nosivosti samog tla.

DJELOVANJE SUSTAVA S GEOSINTETICIMA

Geosintetik mijenja ponaanje sustava kameni materijal slabo nosivo tlo na ovaj nain:

pri malim optereenjima:


35/38

35

poboljava rasprostiranje optereenja i smanjuje progibe,

spreava prodiranje mekanog tla u pukotine i upljine u sloju kamenogamaterijala, pa time taj dio zadrava sposobnost za podnoenje optereenja;

pri velikim optereenjima:

javlja se poveano vlano naprezanje u geosintetiku, koje nastavlja pomagatirasprostiranju optereenja to se prenosi kroz sloj kamenog materijala.Geosintetik, meutim, nastavlja razdvajati sustav kamenog materijala i tla tespreava njihovo mijeanje. Nastaju deformacije oblika kolotraga u itavomsustavu. Ako se te deformacije na povrini kamenoga sloja popune, nosivostse sustava uvelike poveava, jer piramida prijenosa, optereenja postaje ira.

to se tie vrste geosintetika (geotekstili ili geomree), oni imaju glede naina armiranja slinodjelovanje, ali ipak postoje i odreene razlike. Naime, kad je posrijedi mrea, dolazi do ukljetenjakamenih zrna u njenim otvorima tako da ona "vire" kroz te otvore. Na taj se nain dobiva jednamedupovrina s potencijalno vrlo jakim trenjem to doprinosi uinkovitosti armiranja (posminoarmiranje). Mree, osim toga, imaju redovito znatno vee module krutosti od tekstila, to takoer imavelik utjecaj na armiranje.

Na uinak armiranja tla uvelike utjee deformiranost sustava (od optereenja). Naime, tek priznatnijim deformacijama geosintetika (i kamenog sloja) dolazi do izraaja tzv. "uinak napetemembrane" i preuzimanje optereenja, te rastereenje tla.

Analize i opaanja su pokazali da je kod sustava s geosinteticima dubina kolotraga, to izazivajuvozila, jedan od najznaajnijih initelja glede mogunosti da, podnose optereenja.

1.4.3 Filtriranje

Od geosintetika, sposobnost filtriranja imaju geotekstili. I neki geokompoziti (u kojima, se nalazegeotekstili) imaju tu sposobnost.

Uinak filtracije netkanoga tekstila ukljuuje prolaz vode kroz sam materijal (okomito na njegovupovrinu) i zadravanje estica tla na strani od koje dolazi voda prema tekstilu. On je bitan kodureaja za podzemnu odvodnju graevina.

Oba spomenuta zahtjeva, tj. vodopropusnost i zadravanje estica tla, trae se istodobno, toznai da struktura netkanoga tekstila mora biti dovoljno "otvorena" da bi kroz njega mogla prolazitivoda, a dovoljno gusta da se zadre sitne estice tla. Pri tome se oekuje da sustav djeluje dugo, tj.da ne doe do zaepljenosti pora u tekstilu tijekom oekivanog trajanja graevine. O tom svojstvubrine se tekstilna industrija i ona moe proizvesti materijale koji su glede oltarskih svojstava pogodniza rjeavanje razliitih geotehnikih problema kod graevina.

1.4.3.1 Mehanizam filtriranja

Djelovanje ureaja za odvodnju (podzemnu) openito se osniva na filtraciji. Ureaji za odvodnju

radili su se na. klasian nain od zrnatih materijala odreenih granulacija. U novije se vrijeme za tesvrhe vrlo uspjeno upotrebljavaju geotekstili.

Filtar mora imati sposobnost da zadri estice tla koje bi voda mogla ispirati iz tla, a ujedno moradoputati prolaz vode. Ta dva zahtjeva, ako ih se shvati previe doslovno, zapravo su u proturjeju.Naime, sve estice tla mogla bi zadrati jedino membrana koja nema nikakvu propusnost, ali u tomsluaju kroz nju ne bi mogla prolaziti voda. Ako bi se, pak, trailo da voda sasvim neometano prolazikroz filtar, on bi morao imati vrlo velike otvore koji ne bi mogli zadrati estice tla. Stoga, svojstva filtramoraju biti takva da bude ostvaren kompromis izmeu ta dva zahtjeva filtar smije samo neznatnoometati protjecanje vode, a mora sprijeiti razaranje strukture tla to bi moglo nastati zbog erozivnogdjelovanja vode. Shodno tome, dobar filtar mora imati otvore koji su i dovoljno veliki i dovoljno mali.Otvori moraju biti dovoljno veliki da omogue gotovo slobodan prolaz vode (to moe dovesti dogubitka odreene koliine najsitnijih estica iz tla), ali i dovoljno mali da se kostur estica, tla, koji tludaje strukturnu stabilnost, ne poremeti. Filtracija uz primjenu geotekstila moe se definirati i ovako:

To je ravnotea sustava geotekstil tlo, pri kojoj je omoguen slobodan protok vode popreno naravninu geotekstila, bez gubitka estica tla, tijekom neograniena, vremena. Filtri moraju stoga


36/38

36

zadovoljavati zahtjev vodopropusnosti, zahtjev zadravanja estica, tla i zahtjev dugotrajnogdjelovanja. Ispravno projektirani i izraeni sustavi filtara s geotekstilima mogu dobro odgovoriti timzahtjevima.

1.4.3.2 Vodopropusnost

Vodopropusnost se geotekstila ne moe jednostavno izraziti "normalnim" koeficijentom

vodopropusnosti k. Geotekstili su, naime, stiljivi i njihova stvarna vodopropusnost ovisi i o njihovoj"stisnutosti", odnosno stvarnoj debljini pod optereenjem.

Stoga u vodopropusnost treba biti ukljuena i debljina geotekstila, te je za poprenuvodopropusnost, tj. za vodopropusnost geotekstila pri protoku vode okomito na njegovu povrinu,uveden pojam "permitivnosti".

Permitivnost je definirana, kao:

gdje je:

permitivnost,

kn koeficijent vodopropusnosti u smjeru okomitom na geotekstil,

d debljina geotekstila.

1.4.3.3 Zadravanje estica tla i dugotrajno djelovanje filtara

Zadravanje estica tla ovisi o dvije vrste parametara:

mehanikim i

geometrijskim.

U mehanike parametre mogu se ubrojiti hidrauline vune sile koje nastoje pomaknuti estice tla,kohezija tla koja, nastoji zadrati estice u strukturi i gravitacija koja moe oteavati ili potpomagatipomicanje estica tla, (ovisno o smjeru toka vode).

Geometrijski su parametri veliina otvorageotekstila, veliina i raspored estica tla i gustoa tla.

Radi pojednostavljenja, u analizama se obino uzimaju u obzir samo geometrijski parametri.

Pojave pri filtriranju vode iz tla kroz geotekstil openito su sloene. Do sada je uoeno nekol ikomehanizama koji u odreenim situacijama djeluju na procesfiltriranja, kao to su:

blokiranje,

stvaranje lukova,

zaepljivanje.

Te su pojave prikazane naslika 1.35


37/38

37

slika 1.35 Pojave u (na) geotekstilu pri filtriranju vode iz t la: a) blokiranje b) stvaranje lukova c) zaepljivanje

Blokiranje je definirano kao smanjenje vodopropusnosti geotekstila zbog toga to estice iz tlazatvore pore geotekstila na njegovoj povrini (slika 1.35.a). Stvaranje lukova takoer je jedan oblikblokiranja, pri emu se slaganjem estica iz tla blizu otvora stvaraju na povrini geotekstila lukovi kojioteavaju prolaz vode (slika 1.35.b). Zaepljivanje je definirano kao smanjenje vodopropusnostigeotekstila zbog ulaska sitnih estica tla u pore u unutranjosti geotekstila (slika 1.35.c).

Postoji vie kriterija za osiguranje svojstva zadravanja estica tla, a temelje se na poznavanju

granulometrijskog sastava tla (sitnijih frakcija) i na njegovoj usporedbi s otvorima u geotekstilu. U tomsmislu, primjerice, AASHTO preporuuje :

5) Ako je tlo takvo da manje od 50% estica prolazi kroz sito No 200 (0,076 mm),otvor 095geotekstila mora biti vei od otvora sita No 30 (0,59 mm).

6) Ako je tlo takvo da vie od 50% estica prolazi kroz sito No 200 (0,076 mm), otvor O95geotekstila mora biti vei od otvora sita No 50 (0,297 mm).

Pri projektiranju valja izbjegavati situacije koje bi mog le biti nepovoljne glede zaepljenja filtra. Tosu ovi sluajevi:

ako se tlo iz kojega se filtrira voda sastoji od pijeska ili praine bez kohezije,

ako tlo ima diskontinuirani granulometrijski sastav,

ako su hidrauliki gradijenti veliki.

Ako se takvi uvjeti ne mogu izbjei, mogu se upotrijebiti filtri od zrnatih materijala, te netkanitekstili s poroznou veom od 40%.

1.4.4 Dreniranje

Dreniranje vode iz zasienoga medija pomou geotekstila moe se obavljati kroz geotekstil unjegovoj ravnini.

Dreniranje se moe definirati kao proces u kojemu ravnotea sustava, geotekstil tlo doputaslobodan tok vode bez gubitaka estica iz tla, u ravnini geotekstila tijekom neogranienog vremena.

Za dreniranje je vana transmisivnost geotekstila.


38/38

Za takvu ulogu odgovaraju debeli netkani tekstili koji imaju znatnu poroznost. Tanki tkani tekstili nebi u tom smislu bili djelotvorni. Postoje i posebni geokompoziti s velikom moguou prihvaanja ivoenja, vode u ravnini.

1.4.5 Brtvljenje

Brtvljenje je funkcija geotekstila kojom se spreava prolaz vode i/ili vodene pare unutar graevine.Sposobnost brtvljenja imaju geomembrane.

Brtvljenje (izoliranje) potrebno je u mnogim rjeenjima u graditeljstvu (zgradarstvo, mostovi, tuneli,hidrotehnika, prometnice, zatita okolia).

Sastav geomembrana treba biti takav da, im osigurava dovoljnu vodonepropusnost (k10-11

cm/s),a u mnogim sluajevima i dovoljnu mehaniku otpornost za uvjete pri polaganju i u graevini. Ako tonije sluaj, treba ih posebno zatititi. Svojstva materijala geomembrana moraju biti takva da budeosigurana dugovjenost njihova uspjenoga sluenja.

1.5 REFERENCE

Babi, B i dr. (1995), Geosintetici u graditeljstvu, Hrvatsko drutvo graevinskih ininjera, Zagreb

2-geosintetici (07 babić i dr geosintetici)

Documents