Спицын А.Б., Кандидат технических наук,
Руководитель по развитию бизнеса строительной продукции DuPont в Восточной Европе .
В последние годы многие специалисты активно пытаются найти аналоги импортным термоскрепленным геотекстилям. То, что аналог найден, заявляют многие производители, а некоторые утверждают, что их материал даже лучше, но значительно дешевле. При этом, в качестве доказательной базы, они приводят сравнение некоторых своих характеристик с термоскрепленными, намеренно упуская ключевые. Сравнивая телогрейку с современной мембранной курткой, конечно, можно найти общие параметры такие как размер, цвет и некоторые другие описательные характеристики, и на выходе мы получим, что эта одежда сопоставима. Но в тоже время у них будет абсолютно разная толщина, вес, прочность, ветрозащита и гидрозащита. Про данные важные характеристики, при сравнении, многие умалчивают.
Таким образом, утверждения большинства производителей иглопробивных материалов при сравнении с термоскрепленными, не подтвержденные результатами независимых сравнительных испытаний по ключевым характеристикам, не являются профессиональными, и вводят в заблуждение специалистов по проектированию, строительству и закупкам.
В лаборатории DuPont были проведены сравнительные испытания. Для которых был выбран один из наиболее качественных иглопробивных материалов плотностью 500 г/м2 из бесконечных нитей первичного полипропилена известного российского производителя (назовем его условно «500») и термоскрепленный материал Typar® SF 56 плотностью 190 г/м2 (назовем его условно «Т 190)».
Предлагаем провести сравнение по 5-ти наиболее показательным отличительным критериям.
1) Технология производства материла. «Т 190» производится из бесконечных волокон первичного полипропилена, произведенного в Европе. Волокна скрепляются между собой термическим способом. По факту, данную технологию производства геотекстиля пока не смогли повторить в России, где по сей день выпускаются геотекстили по иглопробивной технологии предыдущего поколения. В результате получаются абсолютно разные материалы по своим техническим характеристикам.
В чем же преимущества термического скрепления в сравнении с иглопробивным? Основное отличие заключается в том, что волокна надежно спаяны между собой на всю глубину полотна, тем самым обеспечивается более однородная и жесткая объемная структура, обладающая значительно более высокими исходными модулями и прочностью. Недостатком иглопробивной технологии является то, что волокна не скреплены между собой и, под нагрузкой такие материалы начинают интенсивно деформироваться. Во влажном состоянии волокна иглопробивных материалов начинают проскальзывать между собой, что существенным образом меняет свойства материала и зачастую приводит к их полному разрушению в основании насыпи.
В последние годы некоторые производители позиционируют иглопробивные материалы как термоскрепленные за счет из поверхностной термической обработки.
Это неверное утверждение, т.к. термообработке подвергается лишь поверхность геотекстиля. В результате незначительно улучшаются механические показатели материала, но существенно ухудшаются гидравлические свойства.
2) Экономия при транспортировке и монтаже.
Толщина материала - на первый взгляд несущественный показатель, но, «Т190» с толщиной менее 1 мм, позволяет обеспечить в 3 раза большую загрузку транспорта, в сравнении с иглопробивным геотекстилем «500» толщиной более 2,5 мм, что является существенной экономией при транспортировке, в особенности на удаленные объекты. Вес рулона «Т 190» всего ~100 кг, что дает возможность ручной укладки и разгрузки материала, экономя средства на технику и упрощая монтаж.
Укладка термоскрепленного материала возможна в любую погоду, в частности во влажном и замерзшем состоянии. В подобных условиях иглопробивные материалы укладывать крайне затруднительно, т.к. они приобретают больший вес и деформируются.
3) Механические показатели и повреждаемость при монтаже.
Большинство специалистов сегодня в качестве основных механических показателей рассматривают удлинение и нагрузку при разрыве. Однако, эти показатели не влияют на поведение конструкции при эксплуатации, потому что максимальное удлинение геотекстиля в конструкции значительно ниже 50%. Нагрузка при 50% или 100% является лишь теоретической, не встречающейся в реальных условиях. По факту эти показатели дают лишь косвенное представление о повреждаемости материалов при монтаже. Соответственно, чем выше оба эти показателя, тем ниже повреждаемость. При этом оба материала обладают достаточными характеристиками чтобы избежать повреждений в нормальных условиях. Для определения надежности дороги при эксплуатации необходимы другие, более важные показатели.
4) Нагрузка при 5% удлинении.
Основным механическим показателем геотекстиля является нагрузка при эксплуатационных удлинениях. Как правило, во время монтажа, после укладки и уплотнения всех конструкционных слоев удлинение геотекстиля может быть порядка 5-10%. Т.е. показатель нагрузки при 5% удлинении является основной механической характеристикой геотекстиля.
Согласитесь, если после строительства дороги будет происходить дальнейшее удлинение геотекстиля в ее основании, то неминуемо разуплотнение, перемешивание слоев, просадка и образование колеи. В результате данная дорога превратится в очень дорогую бесформенную и бесполезную кучу стройматериалов.
Для демонстрации поведения материалов приведу разрывные кривые полученные в идентичных условиях в соответствии с ЕН ИСО 10319 (см. рис. 1).
Рис.1. Разрывные кривые 2-х материалов в зоне рабочих удлинений.
Видно, что при удлинениях до 10% «Т 190» имеет существенно
большие показатели по эксплуатационной нагрузке,
а при 5% удлинении разница превышает 20%.
По данному графику можно сделать вывод,
что «Т 190» плотностью всего 190 г/м2
значительно эффективнее при эксплуатационных нагрузках в сравнении
с иглопробивным
материалом плотностью 500 г/м2.
5)Гидравлические показатели
Исследования, проведенные в лаборатории (в идентичных условиях), показали 2-кратное преимущество по водопропускной способности «Т 190» над иглопробивным материалом «500». Но это для чистой воды, однако в реальных условиях в грунте наблюдается совершенно другая картина. В воде присутствуют частицы разных размеров, и задача геотекстиля - их отфильтровать и не пустить внутрь дренажа или слоя песка / щебня.
Очевидно, что чем толще фильтр, тем длиннее путь фильтрации и тем эффективнее он задерживает в себе фильтруемые частицы. В нашем случае данный процесс называется кольматацией, т.е. когда геотекстиль или дренажная система засоряются частицами грунта и перестают пропускать воду. Основная задача геотекстиля - сформировать «обратный фильтр» у своей поверхности и, тем самым обеспечить многолетний срок службы дренажной системы. Следовательно, эффективный фильтрующий материал должен быть тонким и 3-х мерным. Во время данного процесса в первые недели работы мелкие частицы пролетают через фильтр вместе с водой, а крупные как раз и формируют «обратный фильтр», после чего наступает многолетний период стабильного тока воды через дренажную систему. Данный факт был подтвержден многочисленными натурными и лабораторными испытаниями, в т.ч. «Институтом Мелиорации», Беларусь. Как было описано ранее, «Т 190» является одним из самых тонких 3-мерных материалов на рынке, что и обеспечивает его уникальность и надежную работу.
Подводя итог, можно сделать вывод, что инновационная технология 100% -термоскрепления геотекстиля имеет явные преимущества по большинству показателей перед иглопробивной технологией производства геотекстилей предыдущего поколения.