Co to jest geosiatka

Jest to wyrób geosyntetyczny, który ma płaską otwartą strukturę utworzoną z systemu wzajemnie prostopadłych żeber podłużnych i poprzecznych. Żebra mogą być w punktach przecięcia połączone w sposób ciągły – poprzez zgrzewanie, klejenie albo przeplatanie.

Otwory geosiatki mają zazwyczaj wielkość od 10 do 100 mm i umożliwiają cząstkom gruntu/kruszywa lub innym materiałom geotechnicznym przeniknięcie przez otwór geosiatki. Są odpowiednie na przykład do zastosowania w warstwach konstrukcyjnych nawierzchni.

Rodzaje geosiatek według technologii produkcji

Podobnie jak w przypadku wszystkich geosyntetyków, technologia produkcji geosiatki jest kluczowa dla jej końcowych właściwości i w dużej mierze determinuje przydatność lub nieprzydatność do konkretnej aplikacji.
Według sposobu produkcji wyróżniamy geosiatki monolityczne, wytłaczane (ekstrudowane), klejone i tkane.

Geosiatki monolityczne

Te geosiatki są produkowane z folii PP lub HDPE, w których wykonuje się otwory. Tak perforowane folie są podgrzewane do temperatury mięknienia użytego polimeru, a następnie rozciągane tak, aby powstały oczka o wymaganym kształcie. Żebra tych geosiatek mają przekrój prostokątny, a ich węzły są grubsze niż pojedyncze żebra.
Monolityczne geosiatki charakteryzują się sztywnością, stabilnością geometrii i wytrzymałością połączeń. Dzięki temu aktywują się natychmiast po obciążeniu przy minimalnych odkształceniach konstrukcji. Są szczególnie odpowiednie do zastosowania w warstwach konstrukcyjnych nawierzchni.

Geosiatki wytłaczane (ekstrudowane)

Ten typ geosiatek powstaje poprzez wytłaczanie gorącej masy polimerowej przez układ dysz. Strumienie gorącego polimeru łączą się w stanie półpłynnym w punktach przecięcia, a następnie są chłodzone, zwykle w kąpieli wodnej. Odległość między dyszami decyduje o wielkości i kształcie oczek geosiatki. Ekstrudowane geosiatki mają sztywną strukturę, stabilną geometrię i stosunkowo mocne połączenia. Żebra tych geosiatek mają zazwyczaj zaokrąglony przekrój.

Geosiatki klejone

Jak wskazuje nazwa, powstają poprzez sklejanie pasków polimerowych ułożonych w dwóch prostopadłych kierunkach. Dobór grubości pasków i ich rozmieszczenia pozwala uzyskać geosiatki o różnych wytrzymałościach i wielkościach oczek. Takie geosiatki nazywane są również geosiatkami łączonymi lub zgrzewanymi. Łączenie pasków odbywa się termicznie, mechanicznie lub przy użyciu kleju. Geosiatki klejone są elastyczne i mogą osiągać wysokie wytrzymałości. Problemem jest jednak trwałość połączeń, które są nieruchome, ale łatwo się rozklejają pod wpływem sił zewnętrznych, co ogranicza ich zastosowanie.

Geosiatki tkane

Tkane geosiatki są produkowane podobnie jak tkane geowłókniny i mają z nimi wiele wspólnych cech. Podobnie jak klejone, tkane geosiatki są bardzo elastyczne i mają miękką, podatną strukturę. Połączenia w tkanych geosiatkach łatwo się przesuwają pod wpływem obciążenia, a żebra nie utrzymują swojej geometrii. Ze względu na podatność, tkana geosiatka wymaga większych odkształceń konstrukcji, aby się aktywować, niż inne typy geosiatek.

Konstrukcja geosiatek według ich zastosowania

Z punktu widzenia struktury rozróżniamy geosiatki według zdolności przenoszenia obciążeń w ich płaszczyźnie.
Według tego kryterium dzielimy geosiatki na jednoosiowe, dwuosiowe i trójosiowe.

Geosiatki jednoosiowe

To wyroby, w których wytrzymałość w jednym kierunku żeber jest znacznie większa niż w drugim. Kierunek o większej wytrzymałości nazywany jest kierunkiem nośnym, przeciwny – konstrukcyjnym. Jednoosiowe geosiatki stosuje się w konstrukcjach, gdzie przewiduje się obciążenie tylko w jednym kierunku w płaszczyźnie geosiatki. Typowe zastosowania: ściany oporowe, strome skarpy, sanacje osuwisk, konsolidacyjne wzmocnienie pod nasypami.

Geosiatki dwuosiowe

W tych wyrobach wytrzymałość w kierunku podłużnym i poprzecznym jest zbliżona, dzięki czemu geosiatka przenosi obciążenia w obu kierunkach. Dwuosiowe geosiatki stosuje się tam, gdzie nie można dokładnie określić kierunku obciążenia lub może się on zmieniać. Są odpowiednie do konstrukcji nawierzchni dróg, parkingów i innych utwardzonych powierzchni. Sprawdzają się przy tworzeniu różnych platform roboczych.

Geosiatki trójosiowe

W geosiatkach trójosiowych wytrzymałość jest porównywalna we wszystkich kierunkach, głównie dzięki temu, że otwory trójkątne są zgrupowane w układzie heksagonalnym. Takie ułożenie zapewnia praktycznie okrągłą dystrybucję naprężeń. Geosiatki trójosiowe są przeznaczone głównie do mechanicznej stabilizacji warstw konstrukcyjnych dróg, linii kolejowych i innych powierzchni komunikacyjnych. Wyróżniają się wyjątkową zdolnością zazębiania przy minimalnych odkształceniach konstrukcji.

Materiały do produkcji geosiatek

Polipropylen (PP)

Polipropylen jest termoplastycznym polimerem z grupy poliolefinów. Jest twardy, a jednocześnie elastyczny, dlatego znajduje zastosowanie w produkcji wielu wyrobów geosyntetycznych. W temperaturze pokojowej jest bardzo odporny na działanie zasad, kwasów i większości rozpuszczalników chemicznych. Polipropylen topi się w temperaturze 160–170 °C. Jeśli nie jest chroniony dodatkami pochłaniającymi promieniowanie UV, może łatwo ulegać degradacji pod wpływem promieniowania UV (czyli również światła słonecznego). W wysokich temperaturach może ulegać utlenianiu, co jest częstym problemem podczas produkcji (ekstruzja, wtryskiwanie), dlatego powinien być chroniony dodatkiem antyoksydantów.

Polietylen o wysokiej gęstości (HDPE)

Polietylen o wysokiej gęstości, nazywany HDPE, podobnie jak polipropylen jest termoplastycznym polimerem z grupy poliolefinów. Dzięki temu ma podobne właściwości jak polipropylen. Jest wyjątkowo odporny na działanie zasad, kwasów i większości chemikaliów. Nadaje się do bezpośredniego kontaktu z żywnością, ponieważ jest nietoksyczny i bezwonny. Topi się w temperaturze 120–130 °C. Podczas ekspozycji na promieniowanie UV musi być chroniony dodatkami pochłaniającymi UV. HDPE jest podatny na utlenianie, dlatego powinien być zabezpieczony dodatkiem antyoksydantów.

Poliester (PET)

Poliester to powszechnie stosowana nazwa dla włókien z politereftalanu etylenu, który jest używany do produkcji geosyntetyków. Włókna wykonane z PET charakteryzują się dużą wytrzymałością, elastycznością i odpornością na absorpcję wilgoci. Są wrażliwe na środowisko zasadowe, w którym ulegają degradacji.
Podczas stosowania należy unikać kontaktu geosyntetyków z wapnem, cementem, świeżym betonem i innymi substancjami zasadowymi. Odporność chemiczna: butelki PET nie nadają się do roztworów silnych zasad, nie są również odporne np. na kwas azotowy. Topią się w temperaturze 250–280 °C.

Polialkohol winylowy (PVA)

Polialkohol winylowy jest polimerem o wielu różnych właściwościach. Do produkcji geosyntetyków stosuje się włókna PVA o wysokiej wytrzymałości, wytwarzane specjalnym procesem. Mają wysoką wytrzymałość, wysoki moduł sprężystości, odporność na działanie kwasów, zasad, ścieranie i promieniowanie słoneczne. Dzięki tym doskonałym właściwościom mają szerokie zastosowanie w tkaninach przemysłowych, materiałach zbrojeniowych w budownictwie, materiałach opakowaniowych, linach i siatkach. Topią się w temperaturze powyżej 200 °C.