Ứng dụng vải địa kỹ thuật không dệt: Thách thức và cơ hội

Vải địa kỹ thuật không dệt là gì?​

Vải địa kỹ thuật không dệt là vật liệu địa tổng hợp thấm nước được làm từ vật liệu không dệt, được sử dụng cùng với vật liệu địa kỹ thuật (đất, đá, v.v.) trong các dự án kỹ thuật dân dụng. Nó được sản xuất bằng phương pháp cơ học, hóa học hoặc bằng cách liên kết các sợi với nhau bằng nhiệt để tạo thành mạng lưới sợi ổn định. Vải địa kỹ thuật không dệt thường được làm từ các polyme của vật liệu tổng hợp như polypropylen, polyetylen, polyamit, polyester, v.v. Sợi polypropylen chiếm ưu thế trong ứng dụng vải địa kỹ thuật do giá thành thấp, trọng lượng riêng thấp và độ bền cao. Tuy nhiên, vải địa kỹ thuật không dệt cũng được làm từ các sợi tự nhiên (đay, sisal, xơ dừa, v.v.).

Tại sao nên sử dụng vải không dệt trong vật liệu địa kỹ thuật?​

Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng , vật liệu địa kỹ thuật, đặc biệt là vật liệu không dệt, được sử dụng rộng rãi trong các loại vải địa kỹ thuật. Vật liệu không dệt được dùng để phân tách, gia cố và làm lớp lọc trong xây dựng.

Vải không dệt trong vải địa kỹ thuật được cuộn lại thành dạng cuộn, có trọng lượng nhẹ và dễ thao tác, bất chấp độ bền và độ dai của nó.

Vải địa kỹ thuật không dệt có độ linh hoạt và khả năng chuyển động cao hơn so với vải địa kỹ thuật dệt. Do đó, nó rất lý tưởng để sử dụng trong công tác phân tách. Độ dày và khả năng chống thủng của vải địa kỹ thuật không dệt cung cấp lớp đệm và bảo vệ cho màng chống thấm trong các lĩnh vực như bãi chôn lấp, ao hồ, hệ thống thoát nước, đập, kênh đào sông và công trình ven biển, đê điều và thiết kế khai thác mỏ.

Vải địa kỹ thuật không dệt cũng được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu lọc và thoát nước nhờ kích thước lỗ nhỏ và khả năng lọc các hạt nhỏ hơn, cho phép nước đi qua. Nó lý tưởng cho việc phân tách trong các ứng dụng lát đường trên cả đường nhựa và đường bê tông. Trong khái niệm ứng dụng rào chắn, vật liệu không dệt có thể hoạt động như một rào cản ngăn nước thấm vào.

Vải địa kỹ thuật không dệt đáp ứng được các yêu cầu cần thiết cho môi trường khắc nghiệt. Bởi vì nó bền chắc, chống rách và thủng, nhẹ và chịu được sự biến động nhiệt độ.

Sự phát triển nhanh chóng của cơ sở hạ tầng đã dẫn đến nhu cầu rất lớn đối với vải địa kỹ thuật không dệt trong các lĩnh vực thủy lợi, thoát nước, đập, kênh đào, công trình ven biển, đê điều, đường bộ, đường cao tốc, đường sắt, sân bay, sân thể thao và nhiều dự án bền vững khác. Tính linh hoạt độc đáo của vải không dệt được sử dụng trong vải địa kỹ thuật làm cho nó phù hợp để sử dụng trong việc gia cố cơ sở hạ tầng bãi chôn lấp và trong hệ thống thoát nước, trong các ứng dụng lọc trong ngành dệt may .

Ứng dụng của vải địa kỹ thuật không dệt:​

Vải địa kỹ thuật không dệt được sản xuất từ các sợi filament liên tục hoặc sợi xơ ngắn. Sợi filament liên tục và sợi xơ ngắn được sử dụng để phân tách, gia cố, lọc, thoát nước, chắn ẩm, v.v. cho đường bộ và đường sắt, cải tạo đất ngoài khơi, ven đường, ven đường sắt, bờ sông và kênh đào, và các công trình kè. Vải không dệt có một số chức năng độc đáo trong vải địa kỹ thuật bao gồm lọc, thoát nước, phân tách, gia cố và kiểm soát xói mòn, v.v.

Hình: Các ứng dụng khác nhau của vải địa kỹ thuật không dệt.
Các chức năng chính này có thể được định nghĩa như sau:

1) Lọc:​

Vật liệu không dệt được sử dụng để giữ lại các hạt đất mịn. Kỹ thuật này ngăn chặn các hạt mịn bị rửa trôi và các yếu tố thoát nước. Đây có lẽ là kỹ thuật phổ biến nhất trong lĩnh vực vải địa kỹ thuật, được phát minh vào giữa những năm 1960.

2) Sự tách biệt:​

Vải không dệt được sử dụng để phân tách hai lớp đất có phân bố kích thước hạt khác nhau. Nó giúp ngăn chặn đất nền mịn bị ngấm vào lớp nền đường dạng hạt thấm nước. Nó ngăn chặn sự trộn lẫn giữa hai lớp đất liền kề trong cấu trúc. Lớp phân tách không dệt là cần thiết để đảm bảo hiệu suất lâu dài của công trình. Ứng dụng trong đường bộ, đường sắt, tường, đập, kè, rào chắn, v.v.; trong tất cả các trường hợp này, vải không dệt được sử dụng trong vải địa kỹ thuật với chức năng phân tách là chính.

Hình: Ứng dụng vải địa kỹ thuật không dệt trong xây dựng đường bộ

3) Hệ thống thoát nước:​

Vải địa kỹ thuật được sử dụng như một lớp thụ động để vận chuyển chất lỏng hoặc khí. Chức năng thoát nước được thực hiện hoàn toàn bởi vải địa kỹ thuật. Tuy nhiên, nó thường được kết hợp với các thành phần khác như: lõi thoát nước, ống đục lỗ, v.v. Vải địa kỹ thuật đục kim được sử dụng kết hợp với các vật liệu khác để tăng khả năng thoát nước. Sự kết hợp này được gọi là vật liệu địa tổng hợp thoát nước.

4) Củng cố:​

Vải địa kỹ thuật được sử dụng để gia cố, tăng khả năng chịu tải của đất yếu. Gia cố là một ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực kỹ thuật đường bộ. Vải không dệt có thể làm giảm mức độ ứng suất trong nền đất. Bởi vì, ứng suất cắt ngang được huy động bởi tải trọng thẳng đứng. Chức năng này của vải không dệt giúp phân tán tải trọng trên một diện tích lớn và làm giảm cường độ của nó. Mục đích cuối cùng là giảm ứng suất thẳng đứng và giảm thiểu khả năng xảy ra sự cố.

5) Lớp chắn chất lỏng:​

Cấu trúc mở của vải địa kỹ thuật không dệt cho phép nó được thấm hút cùng với các hạt đất sét, những hạt này sẽ đi vào các khoảng trống bên trong cấu trúc của vải địa kỹ thuật để ngăn chặn sự thẩm thấu của chất lỏng.

6) Kiểm soát xói mòn:​

Vải không dệt đóng vai trò vừa là lớp phân tách vừa là lớp thoát nước. Nhưng khi chức năng cơ bản của nó là hỗ trợ kiểm soát xói mòn, nó được xếp vào một loại đặc biệt. Thị trường tiềm năng lớn hơn nhiều cho vải địa kỹ thuật không dệt nằm ở lĩnh vực kiểm soát xói mòn đất.

Theo tiêu chuẩn châu Âu, yêu cầu đối với vải địa kỹ thuật trong các lĩnh vực ứng dụng được xác định như sau: đường bộ, đường sắt, công trình đất, tường chắn, hệ thống thoát nước, kiểm soát xói mòn, đập, kênh đào, công trình ngầm, xử lý chất thải rắn, chứa chất thải lỏng, v.v. Biểu đồ dưới đây có thể giúp bạn tìm ra các lĩnh vực ứng dụng khác nhau của vải địa kỹ thuật không dệt:

• Phân tách đường bộ
• Ổn định đường bộ
• Thoát nước
• Kiểm soát xói mòn tạm thời
• Kiểm soát xói mòn vĩnh viễn
• Lớp lót màng chống thấm bảo vệ
• Thu gom nước rỉ rác
• Hệ thống thoát nước bãi chôn lấp
• Thông hơi khí
• Thảm bò
• Thoát nước
• Hệ thống thoát nước ngầm
• Vải lọc
• Đệm màng địa kỹ thuật.
• Vải cảnh quan
• Bọc ống
• Phân tách đá dằn đường sắt
• Đá kè
• Phân tách dưới gạch lát
• Hệ thống thoát nước ngầm
• Mương thoát nước
• Hệ thống thoát nước ngầm
• Lớp chắn cỏ dại, v.v.

Cơ hội của vải địa kỹ thuật không dệt:​

Một khái niệm đặc biệt về công nghệ nano đã tập trung vào các công thức được sử dụng để sản xuất vải địa kỹ thuật. Phân tách và lọc là những chức năng được sử dụng rộng rãi trong vải địa kỹ thuật từ các công thức đất sét nano. Sợi nano là một trong những vật liệu tiên tiến nhất được thiết kế với các vật liệu địa chất. Các vật liệu vải địa kỹ thuật tiên tiến có chức năng phân tách, lọc và hấp thụ có thể được phát triển trong lĩnh vực ứng dụng địa môi trường.

Tháng 5 năm 2018, Ủy ban châu Âu đã công bố báo cáo Chiến lược về nhựa toàn diện: “Nhựa sử dụng một lần: Các biện pháp mới để giảm rác thải nhựa trên biển”. Báo cáo đề xuất các quy định mới để giảm 10 loại rác thải nhựa phổ biến nhất:

1. Tăm bông.
2. Dao, nĩa, đĩa, ống hút và que khuấy.
3. Que cắm bóng bay và bóng bay.
4. Hộp đựng thực phẩm.
5. Cốc đựng đồ uống.
6. Các loại hộp đựng đồ uống.
7. Tàn thuốc lá.
8. Túi ni lông đựng đồ.
9. Vỏ gói khoai tây chiên và vỏ kẹo.
10. Khăn ướt và các vật dụng vệ sinh.

Lệnh cấm sử dụng nhựa dùng một lần đã tác động đến ngành công nghiệp vải địa kỹ thuật không dệt. Chính sách này của EU tạo cơ hội cho ngành công nghiệp dệt may cải tiến các sản phẩm không dệt.

Vải địa kỹ thuật không dệt cũng có tiềm năng phát triển tương đương với các ngành công nghiệp ô tô, máy bay, máy bay chiến đấu, máy tính, chất bán dẫn và máy móc hạng nặng.

Những thách thức của vải địa kỹ thuật không dệt:​

1. Thiếu nhận thức: Lợi ích của vải địa kỹ thuật vẫn chưa được biết đến rộng rãi trên thế giới. Thiếu hoạt động tiếp thị và kiến thức cơ bản về các sản phẩm vải địa kỹ thuật không dệt là thách thức chính đối với ngành công nghiệp dệt may.
2. Thiếu hụt nguồn nhân lực lành nghề: Vải địa kỹ thuật là một lĩnh vực rất đa dạng với nhiều quy trình sản xuất các sản phẩm khác nhau. Các quy trình này đòi hỏi trình độ kỹ năng cao từ người lao động. Nhưng hiện nay, lĩnh vực vải địa kỹ thuật đang thiếu hụt nguồn nhân lực lành nghề.
3. Thiếu nghiên cứu và phát triển: Ngành công nghiệp vải địa kỹ thuật đang phải đối mặt với vấn đề thiếu đa dạng hóa sản phẩm. Đây là lĩnh vực đòi hỏi nhiều đổi mới và tập trung vào nghiên cứu và phát triển sản phẩm. Nhưng ngành công nghiệp dệt may lại đang thiếu hụt hoạt động nghiên cứu và phát triển.

Phần kết luận:​

Ngành công nghiệp vải địa kỹ thuật không dệt có một di sản đặc biệt về môi trường. Ngành này đã phát triển để cung cấp một loạt các sản phẩm dựa trên sợi kỹ thuật và polymer, được thúc đẩy bởi chi phí sản xuất thấp, quy trình đổi mới, giá trị gia tăng, v.v. Ngành công nghiệp vải địa kỹ thuật đang giảm sự phụ thuộc vào lao động giá rẻ bằng cách sử dụng các vật liệu địa kỹ thuật thân thiện với môi trường. Kết quả là, nó cũng có công nghệ tương đương với ngành công nghiệp ô tô, máy bay, máy tính, chất bán dẫn và máy móc hạng nặng. Có thể thấy rằng việc ứng dụng vải không dệt trong vải địa kỹ thuật sẽ tạo ra một thế giới tốt đẹp hơn cho các thế hệ tương lai. Vì vậy, ngành công nghiệp dệt may cần phải nghiên cứu và đầu tư nhiều hơn vào vải địa kỹ thuật không dệt.

Nguồn: www.textileblog.com