Jeotekstiller
  • Jeotekstiller

    Teknik tekstillerin en büyük kullanım alanlarından biri jeo-tekstillerdir. Zemin stabilizasyonu, erozyon kontrolü, beton ve asfalt için nem bariyerleri ve yapay gölet – havuz tipi yapılarda kullanılan kaplama malzemeleri tipinde pek çok kullanım alanları bulunmaktadır.

    Toprak stabilizasyonu ve erozyon kontrol için kullanıldıklarında jeotekstiller katmanlar arasına yayılarak tampon bölgeler oluştururlar ve zemini kaymaya karşı dirençli hale getirirler. Bu şekilde toprak katmanlarının hareketleri önlenir fakat muhtemel su akıntıları için de yeterli ortam sağlanır. Jeotekstiller zemindeki gerilmeleri geniş bir alana yaydıkları için kaymaları önlerler. Bu özellikleri yüzünden baraj, set, su kanalı, kanalizasyon sistemleri vs gibi yapıların inşasında sıkça kullanılırlar. Asfalt yol inşaatlarında ise jeotekstiller toprak ve taş katmanlarının üzerine asfalt tabakasının hemen altına yerleştirilirler. Bu şekilde gerilmeler eşitlenir. Bu sistem asfaltın kırılmasını önler ve yol yüzeyini sabitlemek için gerekli asfalt miktarını azaltır.

    Jeotekstillerden istenen özellikler böcek ve mikro organizmaların vereceği olası zararlara dayanıklı olmaları, uygulama ve kullanım sırasındaki ısı değişimlerinden etkilenmeme, muhtemel uygulanacak kimyasallara karşı dayanıklılık, ışığa karşı dayanıklılık vb. özelliklerdir. Kullanımlarına göre yeterli mukavemette olmaları da istenir. Çoğu zaman özel yapılara sahip olmaları da beklenir (çok ince ve mukavemetli olmaları vs.). Genellikle dokusuz yüzeyler halindedirler. Bazı uygulamalarda dokuma kumaşlar halinde de kullanılırlar.

    Yüksek deprem riskinin olduğu bölgelerde de duvarları bir arada tutmak için çeşitli dokuma jeotekstiller kullanılmaktadır.

    Ziraat alanındaki kullanımları ise daha çok erozyon kontrolü ile ilgilidir. Yumuşak zeminlerin güçlendirilmesi için binlerce yıldır deriler, çalı ve saman çamuru kompozitleri kullanılmaktadır. Teorik olarak aynı görevi yapıyor olsa da modern jeotekstiller standart ve tutarlı özelliklere sahiptir. Geliştirilen çeşitli tekstil polimerleri ile jeotekstil bilimi kendine yeni uygulama alanları bulmuştur.

    1960 ve 1970’lerin başlarında tekstiller kanalları kaplamak, çamur ve balçığın kanalları tıkamasını önlemek için kullanılmışlardır. Benzer şekilde çok yumuşak ıslak topraklar üzerine yapılan ufak çıkış yollarının altında tekstilleri kullanma yolları denenmiştir. Bu uygulamaların yolların ömrünü ve performansını artırdıkları görülmüştür. Aynı zamanda, dalga hareketi ile oluşan erozyonun önlenmesi için sahile tekstillerin serilmesi konusunda ilk çalışmalar yer almaya başlamıştır.

    20. yüzyılın son 20 senesinde, jeotekstillerin kullanımı coğrafi olarak tüm dünyaya yayıldı ve kullanım miktarları oldukça arttı. Jeotekstillerin kullanımlarının 21. yüzyılda da artmaya devam edeceği beklenmektedir.

    Jeotekstilde lifler dışında çeşitli kumaş konstrüksiyonları da oldukça fazla kullanılmıştır. Sentetik liflerin gelişmesi jeotekstillerin performansının da artmasını sağlamıştır. Bazı durumlarda tekstil ve metallerden oluşan kompozit yapılar da kullanılmıştır.

    Jeotekstillerin “ilk jenerasyonunun, diğer amaçlarla üretilen, ancak jeo-teknik amaçlara yönlendirilen ve bu amaçlarla kullanılan tekstiller (halı veya endüstriyel çuvallar) oldukları kabul edilebilir. Jeotekstillerin ikinci jenerasyonu, jeo-teknik amaçlar için uygun spesifik tekstil ürünlerini seçen, ancak konvansiyonel üretim tekniklerini kullanan üreticiler tarafından üretilmiştir. Üçüncü jenerasyon tekstiller ise, jeo-teknik uygulama amaçları için özellikle üretilmişlerdir ve bunlara DSF, DOS ve kompozit ürünler örnek verilebilir.

    1978 senesinde Uluslararası Jeotekstil Topluluğu’nun kurulması, jeotekstil tasarım ve kullanımının uluslararası gelişimi için, koordinasyonu ve uygun yaklaşımı sağlamıştır.

    Jeotekstiller, jeo Sentetik olarak adlandırılan inşaat mühendisliği zarlarının bir parçasıdır. Konstrüksiyonları ve görünüşleri bakımından çeşitlilik göstermektedirler.

    Ancak, genellikle sınırlı sayıda polimerden (polipropilen, polietilen ve poliester) yapılmaktadırlar ve çoğunlukla beş temel tipleri vardır:

    • Dokuma,
    • Isıyla birleştirilmiş
    • İğneleme ile sabitlenmiş,
    • Örme
    • Direk toprak karıştırılmış lifler.

    Bu çeşitli gruplardaki ürünlerin fiziksel özellikleri, 2000 kNm-1’e kadar ulaşan mukavemetlerine göre değişmektedir. Ancak yaygın olarak 10 ile 200 kNm-1 arasındadır. Uzamaları %100’ün üzerine çıkabilmektedir ancak mühendisler için kullanılabilir olan aralık %3 ile 10 arasındadır. Benzer şekilde, farklı jeotekstillerin filtrasyon potansiyeli ve geçirgenlikleri önemli derecede değişmektedir.

    Jeotekstiller, inşaat mühendisliğinde toprağın düşey ve dik kenarlarını desteklemek, geçici ve kalıcı yollar ve otoyollar için sağlam tabanlar inşa etmek, zemin kanalları döşemek için kullanılmaktadır ve böylelikle toprak kendisini filtrelemekte ve toprağın kanalları doldurması önlenmekte, nehir kenarları ile sahillerde kaya ve taşların arkasındaki erozyon engellenmektedir. Jeotekstiller 1970’lerin ortasından bu yana geliştirilmektedirler ancak örme ve kompozit kumaşların gelişimi, tekstil konstrüksiyonunun geliştirilmesi çabalarını yeniden canlandırmıştır. Birden fazla kumaş kullanılarak ve her bir kumaşın en iyi özelliklerinden faydalanılarak, daha iyi fiziksel özellikler elde edilebilmektedir.

    Jeosentetikler

    İnşaat mühendisliği alanında, toprak içerisinde veya toprakla temas halinde kullanılan zarlara “jeosentetikler” olarak isimlendirilmektedirler. Bu terim, geçirgen tekstilleri, plastik ızgaraları, sonsuz ve kesik lifleri ve geçirgen olmayan zarları içermektedir. Tekstiller bu alandaki ilk ürünlerdir. Başka ürünler katılmış olsa da tekstiller en önemlileri olarak kalmıştır. Izgaralar, delinmiş ve gerdirilmiş plastik tabakalardan, meşler, eritilerek ekstrüde edilmiş polimerlerden oluşurlar. Bunların hiçbirisi tekstil olarak kategorize edilemez. Jeozarlar, geçirgen olmayan plastiklerden yapılmış kontinü plakalar olup, bunlar da tekstil değildirler. Kategorize edilmesi çok daha zor olan jeosentetik alanları ise, sıkı ştapel ve sonsuz liflerin toprakla direk olarak karıştırıldığı durumlardır. Bunlar, polimer tekstil lifleridir ve bu sebeple jeotekstil tanımı içerisinde yerlerini almaktadırlar.

    Jeotekstil Tipleri

    Jeotekstiller genel olarak beş kategoriye ayrılmaktadır.

    Bunlar:

    • Dokumalar,
    • Isı ile birleştirilmiş nonwoven tekstiller,
    • İğneleme ile sabitlenmiş nonwoven tekstiller,
    • Örmeler
    • Lif/toprak karışımlarıdırlar.

    Dokuma kumaşlar, kendilerine düzgün bir konstrüksiyon kazandıran tezgahlarda üretilmekte, ancak, kendisini oluşturan liflerle dokuma konstrüksiyonu açısından farklılıklar göstermektedir. Bunların şaşırtıcı derecede geniş uygulama alanları bulunmakta ve daha hafif gramajlarda toprak ayırıcılar, filtreler ve erozyon kontrol tekstilleri olarak kullanılmaktadırlar. Ağır gramajlı olanlar, dik bentlerde ve toprak duvarlarda toprak destekleyicileri olarak; daha da ağır gramajlı olanlar ise, yumuşak topraklar üzerine inşa edilmiş bentleri desteklemek için kullanılmaktadırlar.

    Destekleme açısından dokuma yapıların olumlu özellikleri, gerginliğin çok fazla mekanik uzamaya maruz kalmaksızın çözgü ve atkı iplikleri, sonuç olarak da lifler tarafından absorbe edilmesidir. Bu onlara göreceli olarak yüksek modül veya sertlik kazandırmaktadır.

    Isıyla birleştirilmiş nonwoven tekstiller genellikle, ince sonsuz liflerin hareketli bir konveyör bant üzerine rastgele serilmesi ve ısıtma silindirleri arasından geçirilmesi ile elde edilmektedir. Bu kumaşlar mukavemetlerini ve içindeki liflerin birbirlerini tutma özelliklerini sıcak silindirler arasında liflerin kısmen erimesi sonucu kazanmakta ve nispeten ince bir tekstil tabakası elde edilmektedir.

    İğneleme ile sabitlenmiş nonwoven kumaşlar, kesik elyaf ve filamentlerden oluşturulan tülbentlerin çok sayıdaki ucu çentikli iğne ile iğnelerek sabitlenmesi ile üretilmektedir. Kumaşlar mekanik olarak birbirlerini tutma özelliklerini, iğneler üzerindeki kancaların sebep olduğu lif karışıklıklarından almaktadır. Bu kumaşlar, yünlü keçelere benzemektedir.

    Jeotekstil alanında kullanılan örme kumaşlar, çözgülü örme tekstillerle sınırlandırılmış olup, amaca yönelik şekilde özel olarak üretilmektedir. Çözgülü örme makinalarında ince filtre kumaşları, orta gözenekli elekler ve büyük çaplı toprak destekleme ızgaraları üretilmektedir. Ancak, toprak güçlendirme ve bent destekleme amaçlarıyla kullanılan ürünlerin, maliyet açısından daha etkili olduğu bulunmuştur.

    Jeotekstil Liflerini Oluşturan Temel Polimerler

    Jeotekstillerin üretiminde en çok kullanılan iki polimer, polipropilen ve polietilendir.

    Ancak, yüksek mukavemet gerektiği zaman, poliester kullanımı da kaçınılmazdır. Pazarda başka yüksek mukavemetli polimerler de bulunmaktadır, ancak jeotekstillerin büyük miktarlarda (bazı polimerler büyük hacimlerde bulunmamaktadır) ve ekonomik olarak (özel polimerler çok pahalıdır) üretilmesi gerekmektedir. Maliyete karşı performans dengesinde poliester günümüzün optimumudur. Polipropilen ve polietilen ise, kimyasal olarak en dirençli olmak için yarışmaktadırlar.

    Jeotekstillerde kullanmak amacıyla üretilen ve kullanılan polimerler kimyasal olarak saf halde değildirler.

    Örneğin, renksiz, şeffaf haldeki ham polietilen, ışık etkisiyle parçalanmaya karşı oldukça hassastır. Bu haliyle jeotekstillerde kullanılamadığından genellikle ultraviyole (UV) ışık stabilizörü olarak genellikle karbon siyahı içerir. Bu siyah haliyle, ışığa karşı en dayanıklı polimerdir.

    Ayrıca, jeotekstil polimerlerinin gerçek duruma benzer şekilde test edilebilme imkanları sınırlıdır. Yayınlar ve otoriteler, xenon UV’ye maruz bırakma, yüksek sıcaklıkta bozunma testi ve benzer testler ile hızlandırılmış laboratuvar sonuçları sağlayabilmektedirler, ancak, bunlar gerçek kullanım sırasında ortaya çıkabilecek biyolojik saldırı veya sinerjetik reaksiyonlar gibi ilave bozunma faktörlerini kapsamaktadır. Derecelendirme amaçlı olarak kullanıldıkları taktirde hızlandırılmış laboratuvar testleri, bazı noktalarda iyimser, bazılarında ise zaman ise kötümser olabildiği için zorluklar ortaya çıkabilmektedir.

    Poliamid genel bir lif oluşturucu ve tekstil materyali olduğu halde, jeotekstilde çok nadir kullanılmaktadır. Çünkü maliyeti ve performansı, poliestere göre daha kötüdür.

    Örneğin bazı dokuma malzemelerde, özelliklerinin çok kritik olmadığı durumlarda daha ziyade dolgu olarak atkı yönünde kullanılmıştır. Esas özelliği, aşınmaya karşı direncidir, ancak suya maruz kaldığı zaman yumuşadığı için jeosentetik kullanımı için fazla popüler olamamıştır.

    Poliviniliden klorür lifi Japonya’da ve Birleşik Devletler’de bir veya iki üründe kullanılmakta olmakla beraber, Avrupa’da kullanılmamaktadır.

    Jeotekstillerin Önemli Özellikleri

    Bir jeotekstil için gereken ve belirtilen üç ana özellik:

    Mekanik davranışları

    Filtrasyon kabiliyeti

    Kimyasal

    Direncidir.

    Bunlar, gerekli çalışma efektini sağlayan özelliklerdir ve polimer liflerinin fiziksel formlarının, bunların tekstil konstrüksiyonlarının ve polimer kimyasal özelliklerinin kombinasyonundan geliştirilmektedirler.

    Örneğin, bir jeotekstilin mekanik olarak davranışı, liflerin düzgünlüğü ve oryantasyonuna bağlı olduğu kadar, yapıldığı polimer tipine de bağlıdır. Ayrıca bir jeotekstilin kimyasal direnci, kumaştaki liflerin büyüklüğüne ve kimyasal kompozisyonuna bağlıdır. Geniş spesifik yüzey alanına sahip olan ince lifler, aynı polimerden üretilmiş daha kalın liflere göre, daha hızlı kimyasal zarara uğrarlar.

    Mekanik davranışlar içerisinde, bir tekstilin gerilimli bir ortamda iş yapabilme ve güç bir ortamda hasara karşı koyabilme kabiliyetleri de yer almaktadır. Genellikle, gergin ortamlar önceden bilinmekte ve tekstil, gelmesi beklenen gerginliğe dayanabilecek sayısal kritere dayandırılarak ve öngörülen kullanım süresince önceden belirlenmiş miktardan daha fazla uzamayarak gerginlikleri absorbe edebilme kabiliyetine göre seçilmektedir.

    İş yapabilme kabiliyeti, esas olarak, gerginlik altındaki tekstilin sertliğine ve verilen herhangi bir yük altında zamanla uzama direncine bağlıdır. Hasara karşı koyabilme kabiliyeti komplekstir ve lifin kopmaya karşı direnci ile gerginliklerin nasıl konsantre olacağı ve serbest kalacağını belirleyen kumaş konstrüksiyonunun bir fonksiyonudur. Pratik anlamda, jeotekstiller, bir çalışma elemanı üzerindeki hasarı azaltmak için koruyucu yapıdaki bir konstrüksiyon tipi kullanılarak kompozit formda üretilmektedir.

    Örneğin, kalın bir nonwoven kumaş, dokuma bir kumaşla birleştirilebilir. Dokuma kumaş mukavemet görevini yerine getirirken, nonwoven hasar önleme yastığı olarak davranır.

    Bir jeotekstilin filtrasyon performansını pek çok faktör etkiler. Bunun anlaşılması için, tekstilin fonksiyonunun gerçekte bir filtre gibi olmadığının anlaşılması gerekmektedir. Genelde, filtreler bir sıvı içerisinde asılı bulunan parçacıkları uzaklaştırmaktadır. Bunlara örnek olarak, asılı haldeki pisliklerin uzaklaştırılması amacıyla kullanılan klimalardaki toz filtreleri veya su filtreleri verilebilir.

    Jeotekstil filtrelerinde bunun tam tersi söz konusudur. Jeotekstilin fonksiyonu, yeni hazırlanmış toprak bir yüzeyi bozulmadan tutmak, bu yüzeyden ve yüzeye zarar vermeksizin tekstilin içerisinden suyun sızmasını sağlamaktır. Eğer suyun, asılı bulunan partiküllerle birlikte tekstil ile toprak ara yüzünden akmasına izin verilirse, tekstil tıkanarak fonksiyonlarını yerine getiremeyecektir. Pratikte, dış yüzeyinin bütünlüğü sağlandığı taktirde, bir tekstille birlikte olan toprak kendisini filtre etmek eğilimindedir. Gerçekte yer alan proses, geçirgen bir tekstil tarafından bozulmamış halde tutulan katı bir ortamdan sıvının geçişidir. Proses, sıvı bir ortam içerisinde asılı bulunan katı maddelerin geçişini önlemek değildir.

    Jeotekstillerden nadiren son derece agresif kimyasal ortamlara dayanmaları beklenmektedir. Kullanıldıkları yerlere örnek olarak, kimyasal atık konteynerlerinin temel tabakaları veya atık boşaltma bölgeleri verilebilir. Bu, kimyasal atığın geçirgen olmayan astardan geçmesine izin verecek şekilde akıntı oluştuğunda veya tekstiller geçirgen olmayan astarın üzerindeki filtreli boşaltma sistemi ile direk olarak birleştiğinde meydana gelebilmektedir. Bir başka örnek ise, pH değerlerinin 2’ye kadar düşebildiği tropik ülkelerde tekstillerin, yüksek derecede asidik tezekli toprak ile temas halinde kullanılmalarıdır. Altyapı gelişiminin oldukça kirli bölgeler içerisinde kurulduğu sanayileşmiş ülkelerde de jeotekstiller olumsuz çevrelerle temas içerisinde olabilmektedir.

    Ultraviyole ışığı pek çok polimer üzerinde hasar oluşturmak eğilimindedir, ancak antioksidan kimyasallar ve toz karbon siyahı katkı maddelerinin ilavesi, bu etkiyi önemli ölçüde azaltmaktadır. Bir jeotekstilin güneşe maruz kalacağı tek zaman, konstrüksiyon dönemidir. Kontratlarda inşaat esnasında güneşe maruz kalmanın minimum gerçek süresinin olarak belirlenmesi gerekmektedir. Ancak, bu durum senenin hangi zamanında olunduğuna ve enleme göre değişmektedir.

    Özetle, İngiltere ve Kuzey Avrupa’da güneşe maruz kalma süresi yaz ayları için sekiz hafta ve kış ayları için oniki hafta olabilir. Ancak, tropik ülkelerde, senenin herhangi bir zamanında, gözle görünür bir hasar oluşmadan, güneşe maruz kalabilme süresi yedi gün ile sınırlandırılmalıdır.

    Mekanik Özellikler

    İngiltere’de standart jeosentetik test spesifikasyonu BS 6906 olup, şunları içermektedir:

    1 Geniş şerit testi vasıtasıyla mukavemet testi

    2 Kuru eleme vasıtasıyla gözenek büyüklüğü testi

    3 Tekstil yüzeyine normal olarak gelen su akış testi

    4 Delinmeye karşı direnç testi

    5 Sürünme testi

    6 Perforasyon uygulanabilme testi

    7 Tekstilin yüzeyinde su akış testi

    8 Kum/jeotekstil sürtünme davranışı testi

    Normalde, bir tekstilden beklenen mekanik gereksinimlerin bir parçası olmamakla birlikte, tabaka kenarları arasındaki bağlantıların mukavemeti, jeotekstilin performansının önemli bir göstergesidir. Bentlerin desteklenmesi amacıyla tekstiller yumuşak yüzeyler üzerine yayılırlarken, paralel tekstil tabakalarının birbirine dikilmesi gerekmektedir ki, yük altında ayrılmasınlar. Dikilmiş bağlantı yerlerinin mukavemeti dikiş ipliğine bağlıdır. Dikilmiş bağlantı nadiren atkı mukavemetini %30 geçmektedir. Araştırma ve alan uygulamaları, dikilmiş bağlantıların mukavemetinin, tekstilin mukavemetinden ziyade dikiş ipliğinin mukavemetine ve gerginliğine, ilmek tipine ve tekstil tipine bağlı olduğunu göstermiştir. Bağlantı “etkinliği”, hatalı ancak çok kullanılan bir kavram olup, bu kavram, dikiş mukavemetinin tekstil mukavemetine yüzde olarak oranıdır. Aslında, nispeten zayıf tekstiller öyle dikilebilirler ki, bağlantı tekstil kadar mukavemetli olur ve %100 etkinlik sağlanır.

    Tekstil sağlamlaştıkça, dikilmiş bağlantının nispi mukavemeti düşer ve bu durum, sağlam kumaşlarda kopuş hatalarına yol açar. Dikelecek olan tekstil zayıfsa, örneğin 20 kN mukavemete sahipse, %75 dikiş etkinliği beklemek mantıklıdır, ancak bu etkinliği 600 kN mukavemeti olan bir tekstilden beklemek mümkün değildir. Ne var ki, bentlerin veya benzerlerinin desteklenebilmesi için sağlam tekstillerin birleştirilmesi gerekmektedir.

    Diğer taraftan, atmosferdeki nem vasıtasıyla fikse olmaya başlayan tek bileşenli yapıştırıcılar kullanılarak, yapıştırıcılı bağlantılar yapılabilmektedir. Bunlar, yüksek mukavemete sahip kumaşlar için bile, tekstil kadar sağlam bağlantılar yapmak için kullanılmaktadır. Uygulama metodları konusunda hala araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır, ancak bunların kullanımları gelecekte daha da yaygınlaşacaktır.

    Bağlantıların mukavemetlerinin test edilmesinin ötesinde, tekstillerin, bir toprak yığını içerisinde veya bir toprak yığını tarafından sıkıştırıldıkları zaman nasıl davrandıklarını tanımlayan testlerin acilen geliştirilmesi gerekmektedir. Geçmişte kullanılan standart testler bunu yapamamaktadır. Bu anlamda araştırma çalışması başlatılmıştır, ancak teorik analiz yapmak için bir temel sağlayamamaktadır.

    Filtrasyon Özellikleri

    Filtrasyon, inşaat mühendisliğinde toprak ile yapılan çalışmalarda kullanılan tekstillerin en önemli fonksiyonlarındandır. Tekstillerin en geniş uygulama alanlarından birisidir ve hendeklerin astarlanmasında, yolların altında, atıkların uzaklaştırılması uygulamalarında, bodrum drenajlarının inşasında ve diğer pek çok şekilde kullanılmaktadır.

     

    teknik31

     

    Jeotekstillerin tüm değişik kullanımları arasında, sadece desteklenmiş bir toprak yığını içerisinde faydalı bir filtrasyon etkisi bulunmamaktadır. Kanalların, çıkış yollarının, nehir korumalarının, deniz korumalarının, bent desteklerinin ve beton dökmenin de dahil olduğu diğer tüm uygulamalarda, jeotekstiller, birincil veya ikincil filtrasyon fonksiyonu üstlenmektedirler.

    Jeotekstillerin geçirgenlikleri, kumaşın konstrüksiyonuna bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir. Tekstilin yüzeyine dik açılarda (çapraz akış) ve tekstil yüzeyi boyunca (yüzey içi akış, iletkenlik) geçirgenliğin ölçümü için, çeşitli ulusal ve uluslararası standartlar konulmuştur. İnşaat mühendisliğinde yerle ilgili yapılan çalışmalarda, suyun jeotekstil içerisinde serbestçe akarak gereksiz su basıncının birikmesini önlemesi önemlidir. Geçirgenlik katsayısı, gözönüne alınan malzemenin geçirgenliğini tarif eden, akış yönünde boyutlarını gözönüne alan bir sayıdır ve birimi metre/saniyedir. Efektif olarak katsayı, tekstil içerisinden suyun akış hızını belirten bir hızdır. Genellikle, 0,001 ms-1 mertebesindedir. Genel olarak tanımlanmış bir test, doğrudan gözlenen akış hızını ölçmektedir ve bu, 100 mm basınç altında saniyede metrekareden geçen hacmin litre cinsinden ifadesidir. Mühendisler aynı zamanda geçiriş olarak adlandırılan ve kumaş kalınlığından bağımsız olarak teorik geçirgenliği tanımlayan bir katsayı kullanmaktadır.

    Filtrasyon etkisi, tekstilin yakın temasta olacak şekilde toprağa karşı yerleştirilmesi ve suyun geçtiği çıplak toprak yüzeyinin fiziksel entegrasyonunun sağlanmasıyla elde edilmektedir. Toprağın ilk birkaç milimetresi içerisinde, dahili bir filtre oluşmakta ve kısa bir pompalama periyodundan sonra stabilite elde edilmekte ve filtrasyon gerçekleşmektedir.

     

     

    teknik32

     

    Kimyasal Dayanım

    Lif bozunmasında etkili olan kimyasal mekanizmalar karmaşık olduğu halde, bozunmanın dört temel şekli vardır:

    • Organik
    • İnorganik
    • Işığa maruz kalma
    • Tekstil liflerinin zamanla değişimi

    Organik maddeler, mikro ve makrofaunalarla saldırıları da kapsamaktadır. Bu, bozunmanın temel kaynağı olarak kabul edilmemektedir. Jeotekstiller, birincil olarak değil, ama, ikincil olarak hayvanlardan da hasar görebilmektedirler. Örneğin, çok az hayvan onları yemektedir, ancak bazı durumlarda, tekstil yerin altında gömülü durumdayken, bazı hayvanlar toprağı oyarken bunları da delerek zarar vermektedir.

    Mikroorganizmalar tekstillere, liflerin üzerlerinde veya içerilerinde yaşayarak zarar vermekte ve zararlı yan ürünler üretmektedir. Muhtemelen, jeotekstiller için en yüksek dayanımların beklendiği ortam, oksijen ile karışmış suyun mikro ve makro organizmaların üremesine izin verdiği ve hareket halindeki suyun zorlayıcı bir fiziksel gerginlik oluşturduğu denizin kıyıya çarptığı bölgelerdir.

    İnorganik saldırı genellikle pH’ın aşırı aşırı yüksek veya düşük olduğu çevrelerle sınırlıdır. Pek çok uygulama koşulları altında, jeotekstil polimerleri fazla etkilenmezler. Poliesterin 11’den büyük pH seviyelerinde zarara uğraması gibi belirli durumlar vardır, ancak bunlar nadirdir ve iyi bilinmektedirler.

    Jeotekstiller, gözenekleri tıkayan ve çoğalan organizmalar nedeniyle veya gözenekleri tıkayan doymuş maden sularının kimyasal olarak çökmesi sonucu, filtrasyon fonksiyonlarını yerine getiremez hale gelmektedirler. Eski maden çalışmalarından çıkan su, demiroksit ile doyarak tekstil veya granüle olsun, hızla, filtreleri tıkayabilmektedir.

    Uzun bir süre ultraviyole ışığı etkisinde kalmak, jeotekstil liflerine zarar vermektedir.

    Ancak laboratuvar testleri, bir laboratuvarda kuru, karanlık, serin şartlarda saklansa bile, liflerin zaman içerisinde kendi kendilerine bozunacağını göstermiştir. Bu sebeple, ortam sıcaklığı ve ısıl bozunmanın bir sonucu olarak zamanın kendisi hasar verici bir unsurdur ve jeotekstilin ne ölçüde bozunacağı bilinmemektedir.

    Doğal Liflerden Yapılan Jeotekstiller

    Genel olarak jeosentetik malzemelerin uzun ömürleri vardır. Bu sebeple basit uygulamalarda kullanıcı, gereksinimini aşan bir şey için para ödemektedir. Ayrıca, konvansiyonel jeotekstiller genellikle gelişmekte olan ülkeler için pahalıdırlar.

    Ancak, bu ülkelerin pek çoğunda, ucuz yerli lifler (jüt, sisal, hindistan cevizi lifi gibi) çok fazladır ve yaygın jeotekstil formlarını kopyalayabilen tekstil endüstrileri vardır.

    Kullanılabilen sayısız hayvan ve mineral esaslı doğal lif bulunmakla birlikte, özellikle kullanım amacının jeotekstillerin desteklenmesi olduğu durumlarda, bunlardaki jeotekstiller için önemli özellikler yeterli değildir.

    Sentetik jeotekstiller sadece toprağa yabancı olmakla kalmayıp, başka problemleri de beraberlerinde getirmektedirler. Öyle ki, bazı sentetik ürünler petrol tabanlıdırlar.

    Petrolün sonsuz miktarda bulunmaması, 1973 senesindeki petrol krizi, 1991’deki

    Kuveyt ile Irak arasındaki anlaşmazlık ve petrol üreten diğer bazı ülkelerin potansiyel olarak değişken politik durumu, petrolden yapılan ürünlerin hem maliyetlerini hem de bu ürünlerin tüketilmesindeki bilinçliliği artırmıştır.

    Bitkisel kökenli doğal lif ürünleri, sentetik olanlardan çok daha fazla çevre dostu olacaklardır ve liflerin kendileri yenilenebilen kaynaklardır ve biyolojik olarak parçalanabilmektedirler. Doğal liflerle karşılaştırıldığında kimyasal liflerin genel özellikleri farklı kategorilerdedir. Doğal lifler yüksek mukavemete, modüle ve nem absorbsiyonuna ve düşük uzama ile elastikiyete sahiptir. Rejenere selüloz lifleri, düşük mukavemetli ve modüllü olup, yüksek uzama ve nem absorbsiyonuna ve zayıf elastikiyete sahiptirler. Sentetik lifler ise, yüksek mukavemet, modül ve makul derecede elastikliği olan uzama ile nispeten düşük nem absorbsiyonuna sahiptirler.

    Toprak Destekleme

    Toprak, sıkıştırıldığı zaman nispeten daha sağlam olduğu halde, gerginlik açısından çok zayıftır. Bu sebeple, gerginliği destekleyici bir madde (jeotekstil) toprağa eklendiği ve toprakla direk temasta bulunduğu zaman, toprağa göre mükemmel mühendislik özellikleri olan kompozit bir malzeme oluşmaktadır.

    Toprak üzerindeki yük, genişlemeye sebep olmaktadır. Bu sebeple, toprak ve destek arasındaki arayüzde yük altında (hiç kayma olmadığı kabul edilerek, yani toprak/kumaş arayüzünde yeterli makaslama mukavemeti olduğu kabul edilerek) bu iki materyalde aynı derecede uzayarak, her iki destek elemanında da aynı yüke sebep olmalı ve böylece sınırlandırılmış olan gerilim toprakta tekrar dağılmalıdır. Destek, oluşan yanal makaslama kuvveti sebebiyle, yanal hareketi önleyecek şekilde hareket etmektedir. Bu sebeple, yer değiştirmeyi önleyen ilave bir yanal sınırlandırılmış gerilim vardır. Toprağın bu şekilde desteklenmesi metodu, eğim ve bent stabilizasyonuna dek genişletilebilmektedir.

    Gelişmekte olan ülkelerin çoğunda jeotekstiller, yamaç stabilizasyonu, bent ve sel kıyılarının kuvvetlendirilmeleri ve yumuşak zemin üzerinde inşaat yapımı gibi mühendislik uygulamalarında büyük faydalar sağlayacak şekilde kullanılmaktadırlar.

    Bu tip ülkelerde genellikle yenilenebilen ve bol doğal lif kaynakları bulunmaktadır. Gelişmekte olan bu ülkelerde işgücü fazlalığı bulunduğundan, pahalı olmayan kısa vadeli projelerin yapılması, bunların stabilitelerinin periyodik olarak izlenip değerlendirilmesi ve gerektiği taktirde birkaç sene sonra tekrar inşa edilmeleri (yani doğal malzeme bozunma işlemi sebebiyle mukavemetini kaybederek uygulanan kuvvetlere daha fazla dayanamadığı taktirde) daha fazla arzu edilmektedir. Dahası, bu prosedür toprağı zenginleştirmekte ve zararlı atıklara sebep olmaksızın, yetiştirme şartlarını geliştirmektedir. Tavsiye edilmediği halde, bu doğal jeotekstiller üniversal bir çözüm olabilir, zira bunların gelişmekte olan ülkelerin ekonomileri üzerinde önemli bir etkileri vardır.

    Ek Bilgi
    • Teknik tekstillerin sınıflandırılması undefined
    Yazan Çarşamba, 15 Nisan 2020 13:18 in Teknik Tekstiller Okunma 67 defa