Mindent a geotextíliákról és társaikról

Ez az oldal segít pontosabb képet alkotni arról, hogy mi is az a geotextília (de a magyar nyelvben találkozhatunk az ugyanolyan jelentésű geotextil kifejezéssel is). Bár első ránézésre úgy tűnhet, hogy csak száraz adatokat fogunk felsorolni, szerintünk érdemes lesz figyelmesen elolvasni a következő részt. :)

Történet

A geotextíliák több mint 50 éve vannak használatban. Az első geotextilekkel a szűrőket szerették volna pótolni. Erre a célra a mai napig használjuk a geotextilt, ugyanakkor igazán széles körben az építőiparban terjedt el.

Az építőipari használat úttörőjének Robert Barettet tartják, aki a múlt század ötvenes éveiben betonelemekkel megerősített tengerparti védőgátakon használta a korabeli geotextíliákat.

Definíció: mi az a geotextília?

A geotextília (angolul geotextile) meghatározására számos definíció létezik. Ma a talán legpontosabb meghatározást a MSZ EN ISO 10318 szabvány adja:

lapos, áteresztő, polimer anyag, amely lehet szövött, nemszőtt vagy kötött, és amelyet geotechnikai és általános műszaki célra használnak.

A Wikipédia nyílt enciklopédia magyar változata is feltüntet egy leegyszerűsített definíciót, ez azonban nem érint minden funkciót, amelyet a napjainkban gyártott geotextilek betölthetnek.

Geotextília, geotextil vagy geofilc? Hogyan értelmezzük a szakkifejezéseket?

Ebben a szövegben, de máshol az interneten is sok más megnevezéssel találkozhatunk a geotextília mellett. Ha leegyszerűsítjük, a szakszókincset három kategóriára oszthatjuk a következők szerint:

• a szó eredete (idegen eredetű vagy magyar megnevezés),
• a geotextíliák gyártása,
• a geotextíliák felhasználási területe

Szakkifejezések a szó eredete szerint

A magyar nyelvben az angolból származó geotextília kifejezést használjuk, amely elsősorban az építőiparban használt termékeket foglalja magába. Használják a geotextil kifejezést is. A geofilc kifejezéssel csak ritkán találkozhatunk. A fenti megnevezések ponotsan ugyanazt takarják, mint amit a geotextília.

Szakkifejezések a geotextíliák gyártása szerint

Előállítás szempontjából a geotextíliák három alapvető kategóriára oszthatóak: szőtt, nem szőtt vagy kötött. Az utóbbival átlagos projektekben csak ritkán találkozunk.

Ezért most fókuszáljunk az első két csoportra! A magyar nyelvben különböző kifejezéseket használnak a termékek megnevezésére:

• Nem szőtt geotextília – a nem szőtt geotextilek megnevezése
• Szőtt geotextília – a szőtt geotextilek megnevezése

A kétféle geotextil gyártásáról részletesebb információkat tartalmaznak az alábbi bekezdések.

Szakkifejezések a geotextíliák felhasználása szerint

További kifejezésekkel találkozhatunk attól függően, hogy kertben vagy építkezésen használunk-e geotextilt. Ne ijedjünk meg a szakkifejezések bonyolult rendszerétől!

Az esetek többségében itt is textilekről van szó, azonban már a megnevezések árulkodnak a felhasználás területéről: 

• agrotextíliák – elsősorban a mezőgazdaságban használt termékek (ezért az agro- előtag),
• geotextíliák – elsősorban építkezéseken használt termékek, például különféle anyagrétegek elválasztására.
• biotextíliák – az agrotextíliákhoz hasonlóan lejtők zöldítésénél és a mezőgazdaságban használt termékek. Viszont az agrotextíliáktól eltérően természetes, 100%-ban lebomló anyagokból készülnek (ezért a bio- előtag). Ezek a termékek a magyar piacon lebomló geotextília vagy röviden biotextília néven kaphatóak.

A magyar piac különlegessége a fehér nem szőtt geotextília, amelyet a növények fagyvédelmére használnak. Ez is az agrotextilek csoportjába tartozik, de az interneten és az üzletekben fátyolfólia néven találkozhatunk vele.

Valójában nem fóliáról, hanem textilről van szó. A textil és a fólia közötti különbséget részletesebben is leírjuk a kerti agrotextilekről szóló fejezetben.

És ha nem lenne elég a szakkifejezések körüli zűrzavarból, a hétköznapi beszédben gyakran cseréljük fel ezeket a szavakat. Egyes kertészek gyomvédő agrotextilről beszélnek, a biotextil szinonimája pedig a lebomló geotextil. Az alábbi szövegben is figyelembe vettük az elterjedt megnevezéseket.

A geotextíliák megjelenése

Laikus szempontból a geotextil olyan műszaki textília, amely hasonlíthat a háztartásokban is ismert szőtt anyagokhoz, de a filcként vagy nemezként ismert anyagra is emlékeztethet.

A geotextil megjelenését és alapvető tulajdonságait ugyanis jelentős mértékben a gyártási eljárás határozza meg. A szőtt és fonott geotextília az ismert, hétköznapi textíliákra hasonlít, a nem szőtt geotextília pedig inkább a nemezre.

A geotextília gyártásában gyakran használnak műanyaghulladékból kinyert, majd újrahasznosított anyagokat.

A geotextíliák számos fontos funkciót tölthetnek be. Műszaki szempontból a legfontosabb az elválasztó, a védő, a szűrő, az erősítő és a drénező funkciójuk.

A geotextíliák számtalan színváltozatban készülhetnek. A legelterjedtebb a fehér, a fekete és a barna szín. A fehér szín visszaveri a napsugarakat, és inkább árnyékol. A fekete viszont elnyeli a napfényt, és a fehér geotextilhez képest magasabb hőmérséklet alakul ki alatta. A barna szín nagyon népszerű a mezőgazdaságban és a kertészek körében.

Mire jó a geotextília?

A geotextília olyan textília, amelyet széles körben használnak az építőiparban, a mezőgazdaságban vagy kertekben, emellett az iparban,ahol inkább műszaki textília néven ismerjük őket. De hol és hogyan kell megfelelően használni a geotextileket, hogy a lehető legjobban betöltsék a funkciójukat? Mire való?

Geotextíliák használata az építőiparban

Az építőiparban használt geotextíliáknak számos elvárásnak kell megfelelniük, és a gyártóknak ezeket különféle tesztek során kell bizonyítaniuk. Az egyes tulajdonságok, azaz paraméterek a tervezőket és építkezőket segítik a kívánt célnak megfelelő geotextil kiválasztásában.

Az építőiparban a geotextíliák főleg elválasztó funkciót töltenek be, azaz a száraz építőanyagok egyes rétegeit különítik el egymástól. Ezzel megakadályozzák az anyagok keveredését, és bizonyos esetekben a hordozóképességüket is növelik forgalmi vagy más terhelés esetén.

A nem szőtt textíliák leggyakoribb feladata az építőiparban általában a különféle anyagrétegek elválasztása egymástól.

Szinte kizárólag ezek a geotextilek készülnek szintetikus anyagokból: főleg polipropilénből, poliészterből vagy más keverékekből. Az építőipari geotextilek gyártásában gyakran alkalmaznak újrahasznosított műanyagokat is, de a használati tulajdonságaikat és az élettartamukat tekintve az újrahasznosított geotextilek nem a legelőnyösebbek.

Mezőgazdaság és kertészkedés

A mezőgazdaságban és kertekben használt geotextíliákat sokan nevezik agrotextíliáknak. Ugyanakkor a geotextilek használhatóak tófólia vagy mulcsozó kéreg alatti gyomvédelemre, a növények védelmére a tavaszi fagyokkal szemben, vagy a forró nyári hónapokban a talaj kiszáradásának megelőzésére is. A geotextil használata elterjedt megoldás lejtők ideiglenes gyomvédelmére, emellett zöldtetők építésénél vagy kerti járdák és ösvények létesítésénél is.

A kerti textíliák mechanikai tulajdonságaival szemben nem támasztunk nagy elvárásokat, de azért előtérben vannak a mezőgazdasági termelés szempontjából fontos tulajdonságok.

A szintetikus kerti textíliák (agrotextíliák) elsősorban vékony, polipropilén alapú textilből készülnek fehér, barna vagy fekete színben. Főleg mezők és ágyások kártevőkkel szembeni védelmére, növények fagyvédelmére vagy a mulcsréteg és a talaj elválasztására használják.

A frissen kialakított ágyásban az agroszövet és a talajtakaró növények megakadályozzák a gyomnövények fejlődését

A biomasszából készült textileket biotextíliáknak nevezzük, és fő előnyük, hogy maradványok nélkül bomlanak le természetes anyagokká.

Az általánosan használt, kőolaj alapú szálakból gyártott nem szőtt geotextíliák természetes alternatíváit képviselik.

A természetes anyagokból készült biotextília idővel lebomlik, és talajjavító anyagként funkcionál.

Geotextíliák használata az iparban

Az iparban használt geotextíliák mindegyike kifejezetten egy-egy bizonyos funkciót tölt be. Az ipari gyártóüzemek elvárásainak megfelelően tervezik és állítják elő őket. Ezeket a geotextíliákat általában műszaki textíliáknak nevezzük, és a más területeken történő használatra alkalmatlanok.

A geotextíliák alapvető tulajdonságai

A geotextíliák tulajdonságait fizikai, mechanikai és hidraulikai tulajdonságokra oszthatjuk. Ezekkel a geotextil már viszonylag alaposan leírható, ugyanakkor azt nem fejezik és nem is fejezhetik ki, hogy mennyi a geotextíliák élettartama az adott konstrukcióban. Ezért az oldal végén néhány szót szenteltünk a geotextíliák élettartamának is.

Fizikai tulajdonságok

A fizikai tulajdonságok közül talán a legismertebb a négyzetmétertömeg, amelyet leggyakrabban g/m²-ben adnak meg. Más néven grammsúlynak is nevezik. Ez a paraméter nagyon népszerű volt a geotextíliák hőskorában. Mivel a geotextilek nagyon hasonlítottak egymásra, elegendő volt ezzel megkülönböztetni őket. Ma már eljárt az idő felette, de sok tervben még mindig feltüntetik ezt a paramétert.

Mechanikai tulajdonságok

Az alapvető mechanikai tulajdonságok közé tartozik a szakítószilárdság, az alakíthatóság (nyújthatóság) és az átlyukasztással szembeni ellenállás (CBR). Ezek a tulajdonságok mind hatással vannak a geotextil működésére a konstrukcióban, és a tervdokumentáció elengedhetetlen részét képezik.

Hidraulikai tulajdonságok

A kulcsfontosságú hidraulikai tulajdonságok közé tartozik a geotextil vízáteresztősége és az úgynevezett kolmatációval (az apró földrészecskék lerakódásával) szembeni ellenállása. Ezek a tulajdonságok akkor döntő fontosságúak, ha a lefektetett geotextilen várhatóan víz vagy más folyadék fog átfolyni. Ilyen esetben a hidraulikai paraméterek meghatározzák azt az időtartamot, amíg a geotextil képes lesz betölteni a funkcióját.

A geotextíliák nagyon előnyös tulajdonsága, hogy nem telepedik meg rajtuk a penész és más baktériumok sem. A savas vagy lúgos közeg sem károsítja őket. Általában UV-álló kivitelben készülnek, nem károsak az egészségre és a környezetre sem.

A geotextíliák élettartama

A geotextíliák élettartama a felhasznált alapanyagoktól és a lefektetett geotextil környezetétől is függ. Általánosságban elmondható, hogy az elsődleges műanyagokból készült geotextil élettartama több évtizeddel, sőt évszázaddal hosszabb lehet: az újrahasznosított műanyagból gyártott geotextíliák élettartama bizonyíthatóan rövidebb, még amellett is, hogy az újrahasznosítási technológiák fejlődésével folyamatosan nő.

A minimális garantált élettartamot a gyártó mindig jelzi az adott termék kísérő dokumentációjában.

A geotextíliák gyártása

A kezdetekkor a geotextíliák gyártására a korabeli textilipari gépeket használták, amelyeket csak kis mértékben alakítottak át.

Napjainkban ezekkel a gépekkel már lehetetlen teljesíteni a geotextíliák állandó minőségére vonatkozó elvárásokat, ezért ma már kifejezetten geotextíliák vagy műszaki textíliák gyártására kialakított gépeket használunk.

A geotextíliák gyártási technológiája

Ahogyan a fenti sorokban olvashattuk, a geotextíliákat a gyártástechnológia szerint szőtt, nem szőtt és fonott geotextíliákra osztjuk. 

A szőtt geotextil szövőszéken, a lánc- és vetülékfonalalak elvén készül. Két sor szálból áll, amelyeket derékszögben szőnek össze úgy, hogy az összeszőtt szálak szabályos szerkezetet alkossanak.

A nem szőtt geotextília szabálytalan szerkezetbe rendezett szálakból áll. Mechanikai vagy fizikai-kémiai módszerekkel, illetve ezek kombinációjával állítják elő őket. Szövet mechanikus úton nemezeléssel állítható elő, ami véletlenszerűen elosztott szálak átszurkálását jelenti ellentétes irányú, különleges tűkkel.

Az ellenállóbb szőtt geotextília (kötött textília) kötőgépen, egymásba fűződő szálak vagy kötegek alkotta szemekből készül. Előfordulhat, hogy további összekötő elemeket is használnak a gyártás során, amelyeket sorokba és oszlopokba rendeznek.

Ha az egyik irányba egyenesen haladnak a szálak (kötegek), ezt egyenes szerkezetű geotextilnek (angolul directly oriented structure) nevezzük.

Szőtt, nem szőtt és kötött geotextil szerkezete közelképen

A megfelelő típusú geotextília kiválasztásához tisztáznunk kell, hogy milyen funkciókat kell betöltenie az adott geotextilnek, és milyen képességeket várunk el tőle.

Az egyes gyártási eljárások pontos adatait és más érdekességeket találhatunk a Nemzetközi Geoszintetikai Társaság (International Geosynthetics Society) weboldalán, angol nyelven. A megfelelő geotextil kiválasztásával kapcsolatban a megfelelő szakértelemmel rendelkező cégek nyújthatnak szakértő segítséget, ezért érdemes hozzájuk fordulni.

Geotextíliák alapanyagai

Rengetegféle geotextil létezik, amelyeket különféle tulajdonságokkal rendelkező alapanyagokból gyárthatnak. Az alapanyag tulajdonságait a geotextíliák is „öröklik”. Alapvetően szintetikus és természetes kategóriákba oszthatjuk az alapanyagokat.

Műanyag geotextil

A gyártás fő alapanyagai a polipropilén (PP) és a poliészter (PES). Ezeknek az alapanyagoknak köszönhetően a geotextíliákat nem támadja meg a penész és a baktériumok, valamint jól tolerálják a lúgos környezetet (csak a PP) vagy a savas környezetet (PP és PES), és ellenállnak az általános oldószereknek. A színük leggyakrabban fehér vagy fekete, de más árnyalatokban vagy színes kivitelben is gyártják őket.

Műanyag geotextil vásárlásánál mérlegelni kell a konstrukcióban betöltött szerepét, a várható környezetet és az ebben a környezetben várható hatásokat is.

Például a szőtt geotextíliák képesek a húzási feszültség átvitelére, ezért a talajok mechanikai tulajdonságainak javítására használják őket. A nem szőtt geotextilek viszont formázhatóak, és nagyon jól védenek más anyagokat vagy szerkezeteket.

Természetes anyagból készült, lebomló geotextíliák

A geotextilek gyártásában leggyakrabban juta- és kókuszrostokat használnak hosszú élettartamuknak köszönhetően, illetve az utóbbi időben már politejsav alapú polimereket is.

A fenti alapanyagokból készült geotextilek biológiailag lebomló termékek – az időjárási hatások következtében idővel lebomlanak.

A természetes anyagokból készült textíliák általában erózióvédelmi funkciót töltenek be: a lerakást követően támogatják a növényzet fejlődését. Lebomlásuk után, amely 12–36 hónapot vesz igénybe (a terméktípustól függően), a már elterjedt növényzet veszi át az erózióvédelmi és kopás elleni funkciókat.

A geotextíliák funkciói

Elválasztó funkció

A leggyakoribb funkció, amelyet a geotextíliák a talajkonstrukcióban betölthetnek, az eltérő tulajdonságokkal rendelkező talajrétegek elválasztása. A tervezés során elsősorban a talajszemcsék maximális méretét, formájukat és élességüket, valamint a föld helyszínre történő szállításának módját és az altalaj tömörségét kell figyelembe venni.

Általános szabály, hogy minél nagyobb a feltöltésre használt anyag szemcsemérete, annál nagyobb szakítószilárdságúnak kell lennie a geotextíliának. A CBR-teszttel megállapított szakítószilárdságot és a geotextília felületére merőleges vízáteresztést kell szem előtt tartani.  
Elválasztásra általában a nem szőtt és a szőtt geotextília is alkalmas.

Szűrő funkció

A szűrő funkciót ellátó geotextília lehetővé teszi a víz biztonságos átfolyását magán a textílián és a környező földrétegeken vagy más anyagokon keresztül anélkül, hogy a víz túlzott nyomást fejtene ki a geotextília előtti talaj pórusaiban.

Ugyanakkor a geotextil megállítja a folyó vízben áramló finomszemcsés részecskék mozgását, de nem tömődik el.

A szűrő funkció biztosítása érdekében a geotextíliának teljesítenie kell a vízáteresztésre vonatkozó szűrési követelményeket, a talajszemcsék visszatartását és az eltömődés megakadályozását a műszaki előírásoknak megfelelően.

A szőtt geotextil átengedi a finom szemcséjű részecskéket (az iszapot), a nagyobb talajszemcsék pedig természetes talajszűrőt képeznek a felületén. A szőtt geotextília még az iszap kezdeti átengedése mellett is mindig előnyösebb a szűrő funkció szempontjából, mint a nem szőtt geotextil.
A szőtt geotextília tehát alkalmas a funkció betöltésére, a nem szőtt geotextília pedig feltételesen alkalmas vagy egyáltalán nem alkalmas.

Védő funkció

A védő funkciójú geotextilek tervezésénél elsősorban a védeni kívánt konstrukció sérülékenységét, a feltöltésre használt anyag típusát, a töltőanyag helyszínre szállításának módját és a geotextília behatások átvételére való képességét kell szem előtt tartani.

Gyártási technológiájuk miatt a nem szőtt geotextilek fokozott vastagságot érnek el, így az egypontos terhelések energiájának elnyelése során abszorpciós képességük is nagyobb.

A nem szőtt geotextíliák megfelelnek, a szőtt geotextíliák nem felelnek meg erre a célra.

Erősítő funkció

Az erősítő funkciójú geotextilek legfontosabb tulajdonsága, hogy tartósan megőrzik szilárdságukat. Ezt időnként a geotextil alacsony szintű formaváltozása (általában 2%-os nyúlás) melletti vágószilárdsággal írják le.

A nem szőtt geotextíliák már kisebb generált erőhatások mellett nagyságrendileg nagyobb nyúlással rendelkeznek, mint a szőtt geotextíliák (alacsony kezdeti szilárdság). Ez gyakran a konstrukciók irányíthatatlan formálódásához vezet, és végső soron nemcsak az esztétikus megjelenésre, hanem a szerkezet biztonságosságára és megbízhatóságára is hatással van.

Ebből az okból kifolyólag az esetek többségében nem alkalmazzák őket ilyen típusú konstrukciókban. A szőtt geotextilek azonos terhelés mellett kevésbé nyúlnak, mint a nem szőtt geotextilek. Ezért alkalmasabbak az erősítő funkció betöltésére.
Erősítésre a szőtt geotextília feltételesen alkalmas, a nem szőtt textil nem alkalmas.

Drénező funkció

Ha geotextil segítségével szeretnénk biztosítani a drénező funkciót, ez természetesen azt jelenti, hogy a textil szerkezetének megbízhatóan kell elvezetnie a vizet. A geotextíliák általában ki vannak téve az őket körülvevő talajrétegek nyomásának, amely egyben megakadályozza a víz elvezetését. Ezért csak kevésbé összetett szerkezetekben és mindig drénkaviccsal vagy homokkal együtt lehet őket alkalmazni.

A nem szőtt geotextíliák közül csak a vastagabbakat használják, ugyanakkor a lassan folyó víz eltömíti őket, és fokozatosan korlátozza a drénező funkciót. A szőtt geotextilek egyáltalán nem képesek elvezetni a vizet a termék szintjében.
Vízelvezetésre csak nem szőtt geotextíliákat lehet használni.

Erózióvédelmi funkció

A megfelelő tartós erózióvédelmi megoldás kiválasztása során döntő tényezők a következők: esőzések gyakorisága, a vízfolyás sebessége, a lejtő meredeksége és hosszúsága, a talaj és a növénytakaró fajtája.

Ezek a tényezők vannak hatással a geotextília, mint erózióvédelmi funkcionális objektum használatára. Természetes, biológiailag lebomló anyagból készült geotextíliákat is használhatunk, de csak azzal a feltétellel, hogy korlátozott ideig használjuk, és ezalatt a növényzet átveszi az erózióvédelmi funkciót.

Szintetikus geotextil használata esetén elengedhetetlenül fontos, hogy kellő mértékben UV-álló termékeket válasszunk.
A nem szőtt és a szőtt geotextilek is feltételesen felelnek meg.