Bahan geosintetik-Istilah umum untuk bahan sintetis yang digunakan dalam aplikasi teknik sipil

Bahan geosintetik

------Istilah umum untuk bahan sintetis yang digunakan

dalam aplikasi teknik sipil

 

Bahan geosintetik adalah istilah umum untuk bahan sintetis yang digunakan dalam aplikasi teknik sipil. Sebagai salah satu jenis bahan teknik sipil, bahan ini terbuat dari polimer yang disintesis secara artifisial (seperti plastik, serat sintetis, karet sintetis, dll.) sebagai bahan mentah, dan berbagai jenis produk ditempatkan di dalam, di permukaan, atau di antara berbagai jenis. tanah untuk memperkuat atau melindungi tanah.

 

Spesifikasi Teknis Penerapan Material Geosintetik membagi material geosintetik menjadi geotekstil, geomembran, material khusus geosintetik, dan material komposit geosintetik, serta jenisnya seperti geotekstil, mesh fiberglass, dan bantalan geosintetik.

 

Bahan geosintetik adalah istilah kolektif untuk berbagai produk yang terbuat dari bahan sintetis yang digunakan dalam teknik geoteknik dan konstruksi teknik sipil. Karena bahan ini terutama digunakan dalam rekayasa geoteknik, bahan ini diberi nama "geosintetik" untuk membedakannya dari bahan alami. Bahan geosintetik pernah disebut sebagai “geotekstil” dan “geomembran”. Seiring dengan kebutuhan rekayasa, jenis bahan baru terus bermunculan, seperti geogrid, geotekstil dan kantong geotekstil, alas geotekstil, geotekstil, geotekstil komposit, selimut tahan air bentonit, jaring drainase komposit, dll. Nama aslinya tidak lagi dapat menutupi secara akurat semua produk. Oleh karena itu, pada periode berikutnya disebut sebagai "geotekstil, geotekstil dan produk terkait". Jelas sekali, nama seperti itu tidak cocok untuk istilah teknis atau akademis. Oleh karena itu, pada Konferensi Internasional Bahan Geosintetik ke-5 yang diadakan di Singapura pada tahun 1994, nama bahan jenis ini resmi ditetapkan sebagai “Bahan Geosintetik”. Bahan baku bahan geosintetik adalah polimer. Terbuat dari bahan kimia yang diekstraksi dari batu bara, minyak, gas alam, atau batu kapur, diolah lebih lanjut menjadi serat atau lembaran bahan sintetis, dan akhirnya dibuat menjadi berbagai produk. Polimer yang digunakan untuk memproduksi bahan geosintetik terutama mencakup polietilen (PE), poliester (PET), poliamida (PER), polipropilen (PP) dan polivinil klorida (PVC), polietilen terklorinasi (CPE), polistiren (EPS), dll.

Nama lain dari geotekstil adalah geotekstil. Produk awal langka, artinya bahan seperti kain yang digunakan dalam pekerjaan geoteknik.

 

Proses pembuatan geotekstil pertama-tama melibatkan pengolahan bahan baku polimer menjadi sutra, serat pendek, benang atau strip, dan kemudian pembuatan geotekstil berstruktur datar. Geotekstil dibedakan menjadi geotekstil woven dan geotekstil non woven menurut cara pembuatannya. Geotekstil tekstil terdiri dari dua set paralel benang lusi dan benang pakan ortogonal atau diagonal yang terjalin. Geotekstil non woven dibuat dengan cara mengarahkan atau menyusun serat secara acak kemudian diolah. Menurut berbagai metode penyambungan serat, ada tiga jenis metode penyambungan: sambungan kimia (perekat), sambungan termal, dan sambungan mekanis.

 

Keuntungan luar biasa dari geotekstil adalah bobotnya yang ringan, kontinuitas keseluruhan yang baik (dapat dibuat menjadi area yang lebih luas secara keseluruhan), konstruksi yang nyaman, kekuatan tarik yang tinggi, ketahanan terhadap korosi yang baik, dan ketahanan terhadap erosi mikroba. Kekurangannya adalah tanpa perlakuan khusus, kemampuan anti ultravioletnya rendah. Jika terkena paparan luar mudah menua di bawah sinar ultraviolet langsung, namun jika tidak terkena langsung anti penuaan dan daya tahannya tetap tinggi.

 

Geomembran secara umum dapat dibagi menjadi dua kategori: aspal dan polimer (polimer sintetik). Geomembran yang mengandung aspal sebagian besar berupa komposit (termasuk geotekstil tenunan atau non-anyaman), dengan aspal digunakan sebagai pengikat pembasah. Geomembran polimer dibagi menjadi geomembran plastik, geomembran elastis, dan geomembran komposit berdasarkan bahan utama yang berbeda.

 

Sejumlah besar praktik teknik telah menunjukkan bahwa geomembran memiliki impermeabilitas yang baik, elastisitas yang kuat dan kemampuan beradaptasi terhadap deformasi, cocok untuk berbagai kondisi konstruksi dan tekanan kerja, serta memiliki ketahanan penuaan yang baik. Daya tahan geomembran di lingkungan bawah air dan tanah sangat menonjol. Geomembran memiliki sifat anti rembesan dan kedap air yang luar biasa.

 

Kepadatan: Kepadatan bergantung pada bahan yang digunakan untuk memproduksinya, dan meskipun polimer yang digunakan untuk membuat geomembran termasuk dalam kategori yang sama, seringkali terdapat perbedaan yang signifikan. Misalnya, bahan polietilen dapat diklasifikasikan ke dalam berbagai kategori seperti kepadatan sangat rendah, kepadatan rendah, kepadatan sedang, dan kepadatan tinggi, yang mengakibatkan perbedaan kepadatan geomembran PE. Kisaran kepadatan polimer geomembran adalah sekitar 0,85mg/L hingga 1,50mg/L, dan kepadatan yang umum digunakan dalam bidang teknik umumnya di atas 0,94mg/L.

Ketebalan: Ketebalan mengacu pada jarak antara bagian atas dan bawah membran di bawah tekanan normal 20kPa. Untuk geomembran yang halus (tanpa timbul atau pola pada permukaan), metode pengukuran ketebalannya mirip dengan geotekstil, tetapi mikrometer yang lebih akurat harus digunakan untuk pengukuran. Setiap sampel harus diukur setidaknya pada tiga posisi berbeda, dan nilai rata-rata harus diambil sebagai ketebalan geomembran komposit PE.

 

Geogrid merupakan material geosintetik utama yang memiliki kinerja dan khasiat unik dibandingkan material geosintetik lainnya. Geogrid umumnya digunakan sebagai bahan perkuatan struktur tanah perkuatan atau material komposit. Geogrid dibagi menjadi dua jenis: serat kaca dan serat poliester.

 

Plastik

 

Geogrid jenis ini merupakan material mesh polimer berbentuk persegi atau persegi panjang yang dibentuk dengan cara diregangkan, yang dapat dibagi menjadi dua jenis berdasarkan arah regangan yang berbeda selama pembuatannya: regangan searah dan regangan biaksial. Ini dilubangi pada lembaran polimer (kebanyakan terbuat dari polipropilen atau polietilen densitas tinggi) yang telah diekstrusi, dan kemudian mengalami peregangan terarah dalam kondisi pemanasan.

 

Kisi-kisi regangan searah hanya dibuat dengan cara merenggangkan sepanjang arah panjang lembaran, sedangkan kisi-kisi regangan biaksial dibuat dengan terus merenggangkan kisi-kisi regangan searah dengan arah tegak lurus panjangnya.

 

Karena penataan ulang dan orientasi polimer polimer selama proses pemanasan dan pemanjangan dalam pembuatan geogrid, kekuatan ikatan antara rantai molekul diperkuat, sehingga mencapai tujuan untuk meningkatkan kekuatannya. Perpanjangannya hanya 10% hingga 15% dari papan aslinya. Jika bahan anti penuaan seperti karbon hitam ditambahkan pada geogrid maka akan memiliki daya tahan yang lebih baik seperti tahan asam, tahan alkali, tahan korosi dan tahan penuaan.

 

Kelas fiberglass

 

Jenis geogrid ini terbuat dari serat kaca berkekuatan tinggi, terkadang dikombinasikan dengan perekat penginderaan tekanan berperekat dan perlakuan impregnasi aspal permukaan, untuk mengintegrasikan geogrid dan perkerasan aspal secara erat. Karena meningkatnya gaya interlocking antara material tanah dan batu di dalam grid geogrid, koefisien gesekan di antara keduanya meningkat secara signifikan (hingga 0.8-1.0). Ketahanan tarik geogrid yang tertanam di dalam tanah meningkat secara signifikan karena adanya gesekan dan gaya gigitan yang kuat antara geogrid dan tanah, menjadikannya bahan perkuatan yang baik.

 

Pada saat yang sama, geogrid adalah material jaring datar yang ringan dan fleksibel yang mudah dipotong dan disambung di lokasi, dan juga dapat tumpang tindih. Mudah dibuat dan tidak memerlukan mesin konstruksi khusus atau tenaga teknis profesional.

 

1 tas Geomembran

 

Kantong geomembran adalah bahan seperti tas kontinu (atau individual) yang terbuat dari kain serat sintetis terpolimerisasi dua lapis. Ia menggunakan pompa bertekanan tinggi untuk menuangkan beton atau mortar ke dalam kantong, membentuk struktur seperti pelat atau struktur berbentuk lainnya. Ini biasanya digunakan dalam perlindungan lereng atau proyek perawatan pondasi lainnya. Kantong membran dibagi menjadi dua kategori berdasarkan bahan dan teknik pengolahannya: kantong membran mekanis dan sederhana. Kantong membran mekanis dapat dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan ada tidaknya titik drainase filtrasi dan bentuknya setelah dipompa: kantong membran titik drainase filtrasi, kantong membran titik drainase non filtrasi, kantong membran beton titik drainase non filtrasi, dan kantong membran tipe blok engsel. .

 

2. Geonet

 

Geonet adalah jaringan material geosintetik dengan pori-pori besar dan kekakuan tinggi dalam struktur planar atau tiga dimensi, ditenun dari strip bahan sintetis, untaian kasar, atau dipres dengan resin sintetis. Digunakan untuk lapisan bantalan penguat pondasi lunak, pelindung lereng, penanaman rumput, dan sebagai substrat untuk pembuatan material geoteknik komposit.

 

3. Tikar geomesh dan ruang geogrid

 

Bantalan geomesh dan geogrid keduanya merupakan struktur tiga dimensi yang khusus terbuat dari bahan sintetis. Yang pertama sebagian besar merupakan bantalan jaring polimer permeabel tiga dimensi yang terdiri dari serat panjang, sedangkan yang kedua adalah struktur tiga dimensi seperti sarang lebah atau kisi yang terdiri dari geotekstil, geogrid atau geomembran, dan polimer strip. Ini biasanya digunakan untuk pencegahan erosi dan rekayasa perlindungan tanah. Geocell dengan kekakuan tinggi dan kapasitas pengekangan lateral sering digunakan pada lapisan bantalan yang diperkuat, alas jalan, atau alas lintasan.

 

4. Busa polistiren (EPS)

 

Busa polistiren (EPS) adalah bahan geosintetik ultra ringan yang dikembangkan. Ini dibentuk dengan menambahkan bahan pembusa ke polistiren, membuat busa terlebih dahulu dengan kepadatan tertentu, dan kemudian mengeringkan partikel busa dalam silo sebelum mengisinya ke dalam cetakan dan memanaskannya. EPS memiliki keunggulan ringan, tahan panas, sifat tekan yang baik, daya serap air yang rendah, dan sifat swadaya yang baik, serta biasa digunakan sebagai pengisi tanggul kereta api.

 

Geotekstil, geomembran, geogrid, dan material geosintetik khusus tertentu dibentuk dengan menggabungkan dua material atau lebih sehingga membentuk material geosintetik. Bahan geokomposit dapat menggabungkan sifat-sifat bahan yang berbeda untuk lebih memenuhi kebutuhan teknik tertentu, dan dapat memainkan berbagai peran fungsional. Geotekstil komposit merupakan gabungan antara geotekstil dan geotekstil yang dibuat berdasarkan persyaratan tertentu.

Diantaranya, geotekstil terutama digunakan untuk anti rembesan, dan geotekstil berperan dalam perkuatan, drainase, dan meningkatkan gesekan antara geotekstil dan permukaan tanah. Contoh lainnya adalah material drainase komposit geotekstil, yaitu material drainase yang tersusun dari geotekstil non-anyaman, jaring geotekstil, membran geotekstil, atau material inti geosintetik dengan berbagai bentuk. Mereka digunakan untuk perawatan konsolidasi drainase pondasi lunak, drainase dasar jalan memanjang dan melintang, pipa drainase bawah tanah pada bangunan, sumur pengumpul, drainase dinding bangunan pendukung, drainase terowongan, fasilitas drainase tanggul, dll. Papan drainase plastik yang biasa digunakan dalam rekayasa dasar jalan adalah jenis material drainase komposit geosintetik.

 

Material komposit geosintetik yang banyak digunakan untuk jalan di luar negeri adalah kain anti retak poliester fiberglass dan kain anti retak yang diperkuat komposit rajutan lusi. Hal ini dapat memperpanjang umur layanan jalan, sangat mengurangi biaya perbaikan dan pemeliharaan. Dari perspektif manfaat ekonomi jangka panjang, Tiongkok perlu secara aktif mengadopsi dan mempromosikan material komposit geosintetik.

 

Bahan geosintetik memiliki karakteristik berbeda untuk produk yang berbeda dan dapat diterapkan di banyak bidang teknik.

 

Bidang-bidang yang telah diterapkan antara lain teknik geoteknik, teknik sipil, teknik pemeliharaan air, teknik lingkungan, teknik transportasi, teknik kota, dan teknik reklamasi lahan.

 

Dalam hal perlindungan:

Erosi tanah merupakan proses alami yang disebabkan oleh kekuatan hidrolik dan angin, dengan banyak faktor yang mempengaruhi seperti tanah, vegetasi, dan topografi. Dalam kondisi tertentu, aktivitas manusia juga dapat mempercepat proses ini. Jika dampak erosi ini tidak ditangani dengan baik, maka dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan terhadap bangunan dan lingkungan yang ada.

 

Dalam hal pengendalian erosi tanah, geosintetik dapat diterapkan pada perlindungan lereng, perlindungan saluran pengangkutan air, perlindungan garis pantai, reklamasi dataran lumpur, restorasi vegetasi, jaringan pelindung runtuhan batuan dan pembangunan bendungan pengendali banjir. Menurut karakteristik proyek dan kondisi lokasi, rekayasa pengendalian erosi mungkin melibatkan satu atau lebih produk material geosintetik.

 

Dalam rekayasa proteksi lereng, selain menggunakan beberapa material geosintetik, diperlukan paku tanah bahkan batang jangkar batuan untuk menjamin kestabilan sistem proteksi. Dalam beberapa kasus, kantong geotekstil yang diisi dengan mortar berat juga digunakan untuk memperbaiki permukaan pelindung, dan benih rumput dimasukkan ke dalam celah struktur pelindung untuk menumbuhkan vegetasi dan mencegah erosi tanah.