토목합성재료 - 토목공학에 사용되는 합성재료의 총칭

토목합성재료

------사용된 합성 물질에 대한 일반 용어

토목 공학 응용 분야

 

토목합성재료는 토목공학 분야에 사용되는 합성재료의 일반적인 용어입니다. 토목재료의 일종으로 인공적으로 합성된 고분자(플라스틱, 합성섬유, 합성고무 등)를 원료로 하여 내부, 표면 또는 이종 사이에 다양한 형태의 제품이 배치되는 것입니다. 토양을 강화하거나 보호하기 위해 토양을 만듭니다.

 

토목섬유 재료 적용 기술 규격에서는 토목섬유, 지오멤브레인, 토목섬유 특수재료, 토목합성 복합재료와 토목섬유, 유리섬유 메쉬, 토목섬유 패드 등의 유형으로 토목섬유를 분류한다.

 

토목합성재료(Geosynthetic materials)란 토목공학, 토목공사 등에 사용되는 합성재료를 원료로 한 다양한 제품을 총칭하는 용어입니다. 주로 지반공학에 사용되기 때문에 천연재료와 구별하기 위해 '지구합성물'이라는 이름을 붙였습니다. 토목합성 재료는 한때 "지오텍스타일(geotextiles)" 및 "지오멤브레인(geomembranes)"으로 불렸습니다. 공학적 요구에 따라 지오그리드, 지오텍스타일 및 지오텍스타일 백, 지오텍스타일 매트, 지오텍스타일, 복합 지오텍스타일, 벤토나이트 방수 담요, 복합 배수망 등과 같은 새로운 종류의 재료가 계속 등장하고 있습니다. 원래 이름은 더 이상 정확하게 덮을 수 없습니다. 모든 상품. 따라서 다음 기간에는 "지오텍스타일, 지오텍스타일 및 관련 제품"이라고 합니다. 분명히 그러한 이름은 기술적이거나 학문적인 용어로는 적합하지 않습니다. 따라서 1994년 싱가포르에서 개최된 제5차 토목섬유재료 국제회의에서 이러한 종류의 재료의 명칭이 공식적으로 "토목섬유재료"로 결정되었습니다. 토목합성재료의 원료는 폴리머이다. 석탄, 석유, 천연가스, 석회석 등에서 추출한 화학물질로 만들어지며, 이를 섬유나 합성재료 시트 등으로 가공해 최종적으로 다양한 제품으로 만들어집니다. 토목합성재료 제조에 사용되는 고분자로는 주로 폴리에틸렌(PE), 폴리에스테르(PET), 폴리아미드(PER), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC), 염소화폴리에틸렌(CPE), 폴리스티렌(EPS) 등이 있습니다.

지오텍스타일의 또 다른 이름은 지오텍스타일입니다. 초기 제품은 부족했는데, 이는 지질 공학 작업에 사용되는 천 같은 재료를 의미합니다.

 

지오텍스타일의 제조 공정에는 먼저 폴리머 원료를 실크, 단섬유, 실 또는 스트립으로 가공한 다음 평면 구조의 지오텍스타일을 만드는 과정이 포함됩니다. 토목섬유는 제조방법에 따라 직조 토목섬유와 부직포 토목섬유로 구분된다. 직물 지오텍스타일은 서로 직교 또는 대각선으로 짜여진 날실과 위사로 구성된 두 개의 평행한 세트로 구성됩니다. 부직포 지오텍스타일은 섬유를 방향 또는 무작위로 배열한 후 가공하여 만들어집니다. 섬유를 연결하는 다양한 방법에 따라 화학적(접착) 연결, 열적 연결 및 기계적 연결의 세 가지 유형의 연결 방법이 있습니다.

 

지오텍스타일의 뛰어난 장점은 경량, 우수한 전체 연속성(전체적으로 더 큰 영역으로 만들 수 있음), 편리한 구조, 높은 인장 강도, 우수한 내식성 및 미생물 침식 저항성입니다. 단점은 특별한 처리를 하지 않으면 자외선 차단 능력이 낮다는 점이다. 외부에 노출되면 직접적인 자외선에 의해 노화되기 쉽지만, 직접 노출되지 않으면 항노화 및 내구성이 여전히 높습니다.

 

지오멤브레인은 일반적으로 아스팔트와 폴리머(합성 폴리머)의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 아스팔트를 함유한 지오멤브레인은 주로 복합재(직조 또는 부직포 지오텍스타일 포함)이며 아스팔트는 습윤 바인더로 사용됩니다. 고분자 지오멤브레인은 다양한 주재료에 따라 플라스틱 지오멤브레인, 탄성 지오멤브레인, 복합 지오멤브레인으로 구분됩니다.

 

많은 엔지니어링 관행에 따르면 지오멤브레인은 우수한 불투수성, 강한 탄성 및 변형에 대한 적응성을 갖고 있으며 다양한 건설 조건 및 작업 응력에 적합할 수 있으며 우수한 노화 저항성을 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 수중 및 토양 환경에서 지오멤브레인의 내구성이 특히 두드러집니다. 지오멤브레인은 뛰어난 누수 방지 및 방수 특성을 가지고 있습니다.

 

밀도: 밀도는 이를 제조하는 데 사용되는 재료에 따라 달라지며, 지오멤브레인을 제조하는 데 사용되는 폴리머가 동일한 범주에 속하더라도 상당한 차이가 있는 경우가 많습니다. 예를 들어, 폴리에틸렌 소재는 초저밀도, 저밀도, 중밀도, 고밀도 등 다양한 범주로 분류될 수 있으므로 PE 지오멤브레인의 밀도가 달라집니다. 지오멤브레인 폴리머의 밀도 범위는 약 0.85mg/L ~ 1.50mg/L이며 엔지니어링에서 일반적으로 사용되는 밀도는 일반적으로 0.94mg/L 이상입니다.

두께 : 두께는 상압 20kPa에서 멤브레인의 상단과 하단 사이의 거리를 나타냅니다. 매끄러운 지오멤브레인(표면에 엠보싱이나 패턴이 없는)의 경우 두께 측정 방법은 지오텍스타일과 유사하지만 측정에는 보다 정확한 마이크로미터를 사용해야 합니다. 각 샘플은 최소 3개의 서로 다른 위치에서 측정되어야 하며, 평균값은 PE 복합 지오멤브레인의 두께로 간주되어야 합니다.

 

지오그리드(Geogrid)는 주요 토목섬유 소재로 다른 토목섬유 소재와 비교하여 독특한 성능과 효능을 가지고 있습니다. 지오그리드는 일반적으로 강화된 토양 구조물이나 복합 재료의 보강재로 사용됩니다. 지오그리드는 유리 섬유와 폴리에스테르 섬유의 두 가지 유형으로 구분됩니다.

 

플라스틱

 

이 유형의 지오그리드는 연신에 의해 형성된 정사각형 또는 직사각형 모양의 폴리머 메쉬 소재로, 제조 과정에서 서로 다른 연신 방향에 따라 단방향 연신과 이축 연신의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 압출성형된 폴리머 시트(주로 폴리프로필렌이나 고밀도 폴리에틸렌)에 펀칭한 후, 가열조건에서 방향연신하는 제품입니다.

 

단방향 신장 그리드는 시트의 길이 방향을 따라 신장함으로써만 만들어지는 반면, 이축 신장 그리드는 단방향 신장 그리드를 길이에 수직인 방향으로 계속 신장함으로써 만들어진다.

 

지오그리드 제조시 가열 및 신장 과정에서 고분자 고분자의 재배열 및 배향으로 인해 분자 사슬 간의 결합력이 강화되어 강도 향상이라는 목표를 달성합니다. 신장률은 원래 보드의 10%~15%에 불과합니다. 지오그리드에 카본블랙 등 노화방지 소재를 첨가하면 내산성, 내알칼리성, 내식성, 내노화성 등 내구성이 좋아진다.

 

유리섬유 등급

 

이러한 유형의 지오그리드는 고강도 유리 섬유로 만들어지며 때로는 자체 접착식 압력 감지 접착제 및 표면 아스팔트 함침 처리와 결합되어 지오그리드와 아스팔트 포장 도로를 단단히 통합합니다. 지오그리드 그리드 내 토양과 석재 사이의 결합력이 증가하여 이들 사이의 마찰 계수가 크게 증가합니다(최대 0.8-1.0). 지오그리드와 흙 사이의 강한 마찰력과 물림력으로 인해 흙 속에 매립된 지오그리드의 인발 저항이 현저히 증가하여 좋은 보강재가 됩니다.

 

동시에 지오그리드는 가볍고 유연한 플랫 메쉬 소재로 현장에서 절단 및 연결이 쉽고 겹쳐서 겹칠 수도 있습니다. 시공이 간편하고 특별한 건설기계나 전문기술인력이 필요하지 않습니다.

 

1 지오멤브레인 백

 

지오멤브레인 백은 이중층 중합 합성 섬유 직물로 만들어진 연속적인(또는 개별적인) 백입니다. 고압 펌프를 사용하여 콘크리트나 모르타르를 가방에 부어 판 모양이나 다른 모양의 구조를 형성합니다. 이는 경사 보호 또는 기타 기초 처리 프로젝트에 일반적으로 사용됩니다. 멤브레인 백은 재료와 가공 기술에 따라 기계식 멤브레인 백과 단순 멤브레인 백의 두 가지 범주로 나뉩니다. 기계화 막백은 여과 배수점의 유무와 팽창 후의 형상에 따라 여과 배수점 막 백, 비여과 배수점 막 백, 비배수점 콘크리트 막 백, 힌지 블록형 막의 3가지 유형으로 나눌 수 있습니다. .

 

2.지오넷

 

Geonet은 평면 또는 3차원 구조에서 기공이 크고 강성이 높은 토목합성 재료의 네트워크로, 합성 재료 스트립, 거친 가닥으로 직조되거나 합성 수지로 압착됩니다. 연질 기초 보강 쿠션층, 경사면 보호, 잔디 식재 및 복합 지반공학 재료 제조용 기판으로 사용됩니다.

 

3. Geomesh 매트 및 지오그리드 챔버

 

지오메시 패드와 지오그리드는 모두 합성 소재로 특별히 제작된 3차원 구조입니다. 전자는 대부분 긴 섬유로 구성된 3차원 투과성 폴리머 메쉬 쿠션인 반면, 후자는 지오텍스타일, 지오그리드 또는 지오멤브레인 및 스트립 폴리머로 구성된 벌집 또는 격자형 3차원 구조입니다. 침식 방지 및 토양 보호 공학에 일반적으로 사용됩니다. 높은 강성과 측면 구속 능력을 갖춘 지오셀은 강화된 쿠션 층, 노반 침대 또는 트랙 침대에 자주 사용됩니다.

 

4.폴리스티렌 폼(EPS)

 

폴리스티렌 폼(EPS)은 개발된 초경량 토목합성 소재입니다. 폴리스티렌에 발포제를 첨가하여 지정된 밀도로 예비발포한 후, 발포입자를 사일로에서 건조시킨 후 금형에 충전하고 가열하여 형성됩니다. EPS는 경량, 내열성, 우수한 압축 성능, 낮은 수분 흡수성, 우수한 자립 특성 등의 장점을 갖고 있어 철도 제방의 충전재로 널리 사용됩니다.

 

토목섬유, 지오멤브레인, 지오그리드 및 특정 특수 토목합성 재료는 두 개 이상의 재료를 결합하여 토목합성 재료를 형성함으로써 형성됩니다. Geocomposite 재료는 다양한 재료의 특성을 결합하여 특정 엔지니어링 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있으며 다양한 기능적 역할을 수행할 수 있습니다. 복합 지오텍 스타일은 특정 요구 사항에 따라 만들어진 지오텍 스타일과 지오텍 스타일의 조합입니다.

그 중 지오텍스타일은 주로 누수 방지용으로 사용되며 지오텍스타일은 보강, 배수 및 지오텍스타일과 토양 표면 사이의 마찰을 증가시키는 역할을 합니다. 또 다른 예는 부직포 토목섬유, 토목섬유 그물, 토목섬유 막 또는 다양한 모양의 토목섬유 코어 재료로 구성된 배수 재료인 토목섬유 복합 배수 재료입니다. 연약한 기초 배수 강화 처리, 노반의 세로 및 가로 배수, 건물의 지하 배수관, 수집 우물, 지지 건물의 벽 배수, 터널 배수, 제방 배수 시설 등에 사용됩니다. 노반 엔지니어링에 일반적으로 사용되는 플라스틱 배수판 토목합성 복합 배수재의 일종이다.

 

해외 도로에 널리 사용되는 토목합성 복합 재료는 유리섬유 폴리에스테르 균열 방지 직물과 경편 복합 강화 균열 방지 직물입니다. 도로의 서비스 수명을 연장하여 수리 및 유지 관리 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 장기적인 경제적 이익의 관점에서 볼 때 중국에서는 토목합성 복합재료를 적극적으로 채택하고 홍보하는 것이 필요합니다.

 

토목섬유 재료는 제품마다 특성이 다르며 다양한 엔지니어링 분야에 적용할 수 있습니다.

 

적용분야로는 지반공학, 토목공학, 수자원보전공학, 환경공학, 교통공학, 도시공학, 매립공학 등이 있다.

 

보호 측면에서:

토양 침식은 수력과 풍력에 의해 발생하는 자연적인 과정으로, 토양, 식생, 지형 등 수많은 영향을 미치는 요인입니다. 특정 조건에서는 인간 활동이 이 과정을 가속화할 수도 있습니다. 이러한 침식 효과를 적절하게 처리하지 않으면 기존 건물과 환경에 심각한 피해를 줄 수 있습니다.

 

토양 침식 제어 측면에서 토목섬유는 경사면 보호, 물 운반 수로 보호, 해안선 보호, 갯벌 매립, 식생 복원, 낙석 보호 네트워크 및 홍수 제어 댐 건설에 적용될 수 있습니다. 프로젝트의 특성과 현장 조건에 따라 침식 제어 엔지니어링에는 하나 이상의 토목합성 재료 제품이 포함될 수 있습니다.

 

경사면 보호 엔지니어링에서는 일부 토목섬유 재료를 사용하는 것 외에도 보호 시스템의 안정성을 보장하기 위해 토양 못과 암석 앵커 막대가 필요합니다. 어떤 경우에는 무거운 모르타르로 채워진 지오텍 스타일 백을 사용하여 보호 표면을 고정하고 보호 구조물의 틈새에 잔디 씨앗을 삽입하여 식생을 재배하고 토양 침식을 방지합니다.