Vải địa kỹ thuật dệt và không dệt: Sự khác biệt chính và cách chọn

Không dệt có nghĩa là gì?

Vải không dệt dùng để chỉ một loại vải hoặc cấu trúc dệt được tạo ra bằng cách liên kết hoặc quấn các sợi lại với nhau thông qua các quá trình cơ học, nhiệt hoặc hóa học - không dệt hoặc đan. Không giống như các loại vải truyền thống, vật liệu không dệt được thiết kế trực tiếp từ sợi thô hoặc sợi nhỏ, khiến chúng được sản xuất trên quy mô nhanh hơn và tiết kiệm chi phí hơn.

Thuật ngữ này bắt nguồn từ nhu cầu của ngành dệt để phân biệt các tổ hợp sợi dạng tấm với vải dệt thông thường. Trong vải không dệt, các sợi riêng lẻ được xếp thành mạng lưới ngẫu nhiên hoặc định hướng và sau đó được liên kết - ví dụ, bằng cách đục lỗ bằng kim, cán nhiệt hoặc bão hòa nhựa. Kết quả là tạo ra một tấm kết dính có thể mô phỏng nhiều chức năng của vải dệt thoi đồng thời mang lại những đặc tính cấu trúc độc đáo của riêng nó.

Vật liệu không dệt được sử dụng trong hàng chục ngành công nghiệp: áo choàng y tế, mặt nạ phẫu thuật, sản phẩm vệ sinh dùng một lần, vỏ nông nghiệp, phương tiện lọc, lớp lót mái nhà và - liên quan nhất đến kỹ thuật dân dụng - vải địa kỹ thuật . Khả năng của chúng được thiết kế để có các đặc tính thấm, độ bền và độ giãn dài cụ thể khiến chúng đặc biệt có giá trị trong các ứng dụng cơ sở hạ tầng và xây dựng.

Vải địa kỹ thuật không dệt được sản xuất như thế nào

Vải địa kỹ thuật không dệt được sản xuất chủ yếu từ sợi xơ polypropylen hoặc polyester hoặc sợi liên tục. Hai phương pháp sản xuất chủ yếu là:

• Vải không dệt đục lỗ bằng kim: Mạng lưới sợi được quấn bằng máy móc bằng cách sử dụng hàng nghìn mũi kim gai mỗi phút. Điều này tạo ra một ma trận sợi ba chiều dày đặc với độ xốp cao và khả năng thoát nước tuyệt vời. Vải đục lỗ bằng kim là loại phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng địa kỹ thuật.
• Vải không dệt liên kết nhiệt (liên kết nhiệt): Các sợi được liên kết tại các điểm giao nhau của chúng bằng cách sử dụng nhiệt và áp suất. Kết quả là vải cứng hơn, mịn hơn với kích thước lỗ đồng nhất hơn - thường được sử dụng khi quá trình lọc có kiểm soát là rất quan trọng.

Quy trình sản xuất cho phép các kỹ sư kiểm soát trọng lượng (tính bằng gam trên mét vuông hoặc GSM), độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt và kích thước lỗ hở biểu kiến ​​(AOS) - kích thước lỗ rỗng xác định những hạt đất nào mà vải sẽ giữ lại.

Vải địa kỹ thuật dệt và không dệt: Sự khác biệt chính

Vải địa kỹ thuật dệt được sản xuất bằng cách đan xen hai bộ sợi (sợi dọc và sợi ngang) vuông góc trên khung dệt - quy trình cơ bản tương tự được sử dụng để làm vải bạt hoặc vải bố. Kết quả là một loại vải có cấu trúc dạng lưới có thể nhìn thấy rõ ràng. Ngược lại, vải địa kỹ thuật không dệt có bề ngoài giống như nỉ với các sợi được định hướng theo nhiều hướng.

Chức năng chính: Nơi mỗi loại vượt trội

Vải địa kỹ thuật phục vụ năm chức năng kỹ thuật cốt lõi: tách, lọc, thoát nước, gia cố và ngăn chặn . Việc lựa chọn giữa vải dệt và không dệt phụ thuộc vào chức năng nào chiếm ưu thế trong ứng dụng.

Khi nào nên sử dụng vải địa kỹ thuật dệt

• Ổn định nền đường và đường sắt: Vải dệt có mô đun kéo cao phân phối tải trọng bánh xe trên nền đất yếu, ngăn chặn cốt liệu di chuyển vào đất mềm. Thông số kỹ thuật điển hình có thể yêu cầu độ bền kéo 50–200 kN/m ở độ biến dạng thấp.
• Gia cố tường chắn: Các loại vải dệt giống như lưới địa kỹ thuật neo giữ đất đắp vào các bức tường đất được gia cố cơ học (MSE).
• Kiểm soát xói mòn bằng rip-rap: Dưới lớp áo giáp bằng đá nặng, vải dệt có khả năng chống đâm thủng đồng thời ngăn cách các lớp cốt liệu.
• Hàng rào bùn: Vải địa kỹ thuật dệt khe dạng màng là tiêu chuẩn công nghiệp để kiểm soát trầm tích tạm thời trên các công trường xây dựng.

Khi nào nên sử dụng vải địa kỹ thuật không dệt

• Hệ thống thoát nước và thoát nước ngầm của Pháp: Ma trận sợi ba chiều của vải không dệt đục lỗ bằng kim cho phép nước đi qua tự do theo cả hướng ngang và hướng trong mặt phẳng đồng thời lọc ra các hạt đất mịn có thể làm tắc nghẽn các ống đục lỗ.
• Bảo vệ bờ biển và bờ sông: Vải không dệt dễ dàng phù hợp với các sườn dốc không đều và mang lại khả năng lọc hiệu quả giữa đất và đá bọc thép, ngăn ngừa xói mòn bên trong (đường ống).
• Thu gom nước rỉ rác bãi rác: Vải không dệt có GSM cao (300–600 g/m2) hoạt động như lớp đệm bảo vệ màng địa kỹ thuật khỏi bị thủng trong khi truyền nước rỉ rác đến các ống thu gom.
• Cống thoát nước cạnh vỉa hè và lót ao: Tính thấm đẳng hướng của chúng đảm bảo nước di chuyển hiệu quả bất kể hướng lắp đặt.

Cách chọn vải địa kỹ thuật phù hợp: Hướng dẫn thực hành

Việc lựa chọn giữa vải địa kỹ thuật dệt và không dệt bao gồm việc đánh giá một số thông số cụ thể tại địa điểm:

1. Xác định chức năng chính. Nếu nhu cầu chủ yếu là truyền tải hoặc gia cố kéo, hãy nghiêng về vải dệt. Nếu lọc hoặc thoát nước chiếm ưu thế, vải không dệt thường là lựa chọn tốt hơn.
2. Đặc trưng cho đất. Xác định phân bố cỡ hạt (cỡ hạt D85) của đất liền kề. Điều này trực tiếp chi phối kích thước mở rõ ràng cần thiết (AOS) của vải địa kỹ thuật - một thông số kỹ thuật quan trọng đối với vải không dệt được sử dụng trong quá trình lọc.
3. Đánh giá điều kiện tải Tải trọng điểm cao (từ cốt liệu góc cạnh hoặc giao thông xây dựng) ưu tiên vải dệt thoi có khả năng chống đâm thủng CBR cao hơn. Sự phù hợp với các bề mặt không bằng phẳng có lợi cho vải không dệt.
4. Xem xét các tiêu chuẩn thiết kế. Các dự án được quản lý bởi AASHTO M288, ASTM D4751 hoặc EN ISO 10319 sẽ có các bảng thuộc tính tối thiểu mang tính quy định giúp thu hẹp lựa chọn của bạn một cách nhanh chóng.
5. Xem xét việc tiếp xúc với hóa chất lâu dài. Cả vải địa kỹ thuật polypropylen và polyester đều chống lại hầu hết các hóa chất trong đất, nhưng polyester phân hủy trong môi trường có độ pH cao (>10), làm cho polypropylen thích hợp hơn gần các vật liệu hoặc bê tông được ổn định bằng vôi.

Trong một số ứng dụng - đặc biệt là nền đường có tải trọng lớn hoặc hệ thống thoát nước quy mô lớn - các kỹ sư chỉ định một vải địa kỹ thuật tổng hợp kết hợp vải mang dệt với lớp lọc không dệt, thu được lợi ích gia cố của cả hai cấu trúc trong một sản phẩm.

Hiểu các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn thử nghiệm vải địa kỹ thuật

Cho dù tìm nguồn cung ứng vải địa kỹ thuật dệt hay không dệt, người mua nên yêu cầu dữ liệu tuân thủ cho các thử nghiệm tiêu chuẩn sau:

• ASTM D4632 / EN ISO 10319 - Độ bền kéo và độ giãn dài rộng
• ASTM D4751 — Kích thước lỗ mở rõ ràng (AOS / O95), rất quan trọng đối với thiết kế bộ lọc
• ASTM D4491 - Độ thấm và độ thấm (tốc độ dòng nước qua vải)
• ASTM D6241 - Khả năng chống thủng CBR (chỉ số chống lại sự xâm nhập của cốt liệu)
• ASTM D4355 - Khả năng chống phân hủy tia cực tím (quan trọng đối với vải được phơi trước khi chôn)

Khối lượng trên một đơn vị diện tích (GSM) là một chỉ số thương mại hữu ích nhưng không thay thế cho thông số kỹ thuật hiệu suất . Hai loại vải không dệt có GSM giống hệt nhau có thể có giá trị AOS và độ bền kéo rất khác nhau tùy thuộc vào loại sợi, chất phủ và phương pháp liên kết. Luôn chỉ định theo thuộc tính, không chỉ trọng lượng.