RU217851U1 - Геополотно тканое полиэфирное двуосноориентированное - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к текстильной промышленности и касается тканого геополотна, применяемого для армирования подпорных земляных конструкций при сооружении откосов, обустройства насыпи на слабых основаниях, а также автомобильных трасс, железных дорог, аэродромов, укрепления грунтов при намыве территорий, берегов водоемов, склонов, оврагов и свалок, перекрытия шламохранилищ, защиты территорий от оползневых явлений, разделения слоев грунта во время прокладки трубопроводов и других инженерных сооружений, строительства армогрунтовых конструкций и т.п. Технический результат заключается в уменьшении деформации изделий, армированных полиэфирным двуосно-ориентированным геополотном, в т.ч. дорожного полотна при нагрузках, тканое геополотно, образованное переплетением полиэфирных комплексных мультифиламентных нитей по основе и по утку, при этом геополотно является двуосно-ориентированным, в основе и утке использованы нити прочностью не менее 7 сН/дтекс, при этом прочность геополотна одинакова по основе и утку и составляет от 40 до 500 кН/м, а удлинение при разрыве от 10,5 до 15%.

Description

Полезная модель относится к текстильной промышленности и касается тканого геополотна, применяемого для армирования подпорных земляных конструкций при сооружении откосов, обустройства насыпи на слабых основаниях, а также автомобильных трасс, железных дорог, аэродромов, укрепления грунтов при намыве территорий, берегов водоемов, склонов, оврагов и свалок, перекрытия шламохранилищ, защиты территорий от оползневых явлений, разделения слоев грунта во время прокладки трубопроводов и других инженерных сооружений, строительства армогрунтовых конструкций и т.п.

Для защиты и строительства гидротехнических, гидрологических, промышленных, гражданских и военных объектов применяются различные геосинтетические материалы. Геосинтетические материалы могут быть одноосно-ориентированными, имеющими повышенные показатели механических свойств в одном направлении, двуосно- и многоосно-ориентированными, имеющими сравнимые показатели механических свойств в двух и более направлениях.

Использование в строительстве дорог одноосно-ориентированной геоткани приводит к неравномерному распределению нагрузок на дорожное полотно при возможных сдвигах и отклонениях от прямолинейной оси при укладке полотна, а также при движении тяжелых транспортных средств в поворотах. Неравномерное распределение нагрузки приводит к снижению сроков эксплуатации дорог вследствие появления поперечных, косых и пересекающихся трещин.

Известен композитный геотекстиль из сетки из полиэфирного волокна и нетканого полотна, при этом нетканое полотно образовано путем переплетения поперечных и продольных волокон в сетку, при этом сетка из высокопрочного полиэфирного волокна склеена с нетканым материалом. Решение проблем ползучести предлагается за счет низкого удлинения вследствие жесткого скрепления двух материалов.

К недостаткам известного композитного геотекстиля можно отнести сложную композицию, не являющуюся целостной и не обеспечивающую высокую одинаковую прочность в продольном и поперечном направлении, из-за низкой прочности нетканого материала. Низкое удлинение достигается вследствие термоскрепления элементов композиции суперпрочным клеем. Вследствие низкого удлинения предлагается использовать данный геотекстиль в проектах мелиорации, в качестве дренажа, частично для укрепления обочин муниципальных дорог(заявка на изобретениеCN108824411A, опубликовано 16.11.2018г.).

Из области техники известен также геотекстиль с высокой прочностью и низким удлинением в направлении основы и утка, используемый в гражданском строительстве (заявка на изобретение KR20070076580А, опубликовано 24.07.2007г.).При этом низкое удлинение связано со структурой ткани, в которой используются полиэстровые (полиэфирные) не трощеные и не скрученные нити, одинаковые по линейной плотности в основе и в утке.

Основным недостатком известного геотекстиля является низкая прочность при 5% удлинении (осевая жесткость).

Известна ткань, образованная переплетением нитей с зигзагообразным узором. При этом фон и кромка выполнены разным переплетением, вследствие чего достигается снижение ползучести (патент на изобретение KR101280024В1, опубликовано 28.06.2013г.).

Недостатком данной ткани является ограниченность в прочности в поперечном направлении, что снижает осевую жесткость.

Известна также армированная фильтрующая сетка, выполненная из однослойного одноосно-ориентированного геокомпозитного материала, состоящего из переплетенных основных и уточных нитей, при этом нити основы, содержащие чередующиеся и повторно расположенные множества полиэфирных волокон и множества полипропиленовых волокон. Уточные нити попеременно и повторно расположены и состоят из множества полиэфирных волокон и множества полипропиленовых волокон(заявка на изобретение CN107366273A, опубликовано 21.11.2017г.).

Структура известного геокомпозитного материала выполнена полосами из нитей с различными свойствами, что обеспечивает фильтрацию и предотвращение трещин в результате проникновения воды, но не может обеспечить равномерные прочностные и механические характеристики, а различное удлинение полиэфирных и полипропиленовых волокон приводит к дополнительной ползучести. Поэтому известный геокомпозитный материал не обеспечивает прочностные характеристики и не предотвращает трещин, вызванных деформацией дорожного полотна при нагрузках.

Известен тканый двуосно-ориентированный геотекстиль для гражданского строительства, который обладает одинаковой прочностью как в направлении основы (рассматривается как направление, обеспечивающее безопасность езды), так и в направлении утка. Геотекстиль соткан по основе (в продольном направлении) из синтетических нитей(полиэстер), а по утку (в поперечном направлении) из нитей полиамидных или полипропиленовых. При этом прочность в поперечном и продольном направлении равная и удлинение от 5 до 10 % (патент на изобретение KR100793183B1, опубликовано 10.01.2008г.).

Недостатком известного геотекстиля является применение в полотне ткани синтетических нитей из различных полимеров, в результате чего полотно в разных направлениях имеет различные значения линейной усадки и удлинения. Свойства полиэфирных нитей отличаются от свойств полиамидных нитей: при воздействии влаги и/или температуры линейная усадка полиамидных нитей больше линейной усадки полиэфирных нитей на ~25%. Линейная усадка полипропиленовых нитей ниже линейной усадки полиэфирных нитей на ~ 30 %. Кроме того, из-за наличия третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при воздействии ультрафиолета и повышенных температурах. Этим объясняется значительно большая склонность полипропилена к старению. Старение полипропилена протекает с более высокими скоростями и сопровождается резким ухудшением его механических свойств, которое может происходить в период хранения и в процессе укладки дороги.

Указанный недостаток не позволяет обеспечивать одинаковые свойства в процессе эксплуатации и стабильность структуры ткани в различных климатических условиях, равномерность поведения ткани при нагрузках, и не способствует предотвращению деформации дорожного полотна. Такие низкомодульные (с удлинением от 5 до 10%) изделия проявляют высокую деформацию, когда подвергаются нагрузкам в типичных земляных конструкциях, могут подвергаться значительной ползучести, когда подвергаются постоянным нагрузкам, характер и величина которых обычно воздействует на земляные сооружения или на полотно. Таким образом, даже если краткосрочные деформации безвредны, долгосрочные эффекты ползучести комбинированного полотна ткани могут быть достаточными, чтобы угрожать целостности армированной конструкции и ее окружению.

Известен текстильный геосинтетический двуосно-ориентированный полиэфирный материал, выбранный в качестве ближайшего аналога, нити которого в направлении утка имеют меньшую линейную плотность, чем нити основы, поэтому полиэфирные нити основы находятся в прямом состоянии, что приводит к эффекту снижения удлинения(патент Китая на полезную модель CN201850385U, опубликовано 01.06.2011г.).

К недостатку ближайшего аналога можно отнести снижение прочности в поперечном направлении (по утку), что ухудшает прочностные характеристики материала, увеличивает деформацию дорожного полотна и сужает область применения.

Технической проблемой, решение которой было обеспечено заявляемой полезной моделью, является создание тканого геополотна, которое лишено недостатков известных геотканей, обеспечивает увеличение сроков службы и эксплуатационной надежности инфраструктурных конструкций, а также сокращает сроки строительства за счет снижения расхода геосинтетического материала до завершения его стабилизации.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в уменьшении деформации изделий, армированных полиэфирным двуосно-ориентированным геополотном, в т.ч. дорожного полотна при нагрузках.

Технический результат достигается тем, что тканое геополотно, образованное переплетением полиэфирных комплексных мультифиламентных нитей по основе и по утку, при этом геополотно является двуосно-ориентированным, согласно полезной модели в основе и утке использованы нити прочностью не менее 7 сН/дтекс, при этом прочность геополотна одинакова по основе и утку и составляет от 40 до 500 кН/м, а удлинение при разрыве от 10,5 до 15%.

При этом согласно полезной модели геополотно выполнено полотняным переплетением.

При этом согласно полезной модели геополотно выполнено саржевым переплетением.

При этом согласно полезной модели геополотно выполнено переплетением уточный репс.

При этом согласно полезной модели геополотно выполнено переплетением основной репс.

Получение одинаковой прочности геополотна в поперечном и продольном направлениях (иными словами получение равнопрочной ткани в направлении основы (продольное направление) и в направлении утка (поперечное направление), а также выполнение геополотна из полиэфирных комплексных мультифиламентных нитей по основе и по утку прочностью не менее 7 сН/дтекс, при этом прочность составляет от 40 до 500 кН/м и удлинение при разрыве от 10,5 до 15%, позволяет увеличить осевую жесткость геополотна, что уменьшает деформацию и трещины при строительстве инфраструктуры и, соответственно, увеличивает долговечность дорожного полотна. Осевая жесткость это показатель прочности, включающий две важные характеристики работы геосинтетических материалов: растягивающее усилие и удлинении при заданном усилии.

Прочность нитей должна быть не менее 7 сН/дтекс: если применять нити меньшей прочности, то необходимо увеличивать количество нитей на единицу площади в полотне, что приводит к увеличению относительного удлинения при максимальной нагрузке и уменьшению осевой жесткости.

Прочность геополотна от 40 до 500 кН/м, прочность геополотна ниже 40/40 (т.е. 40кН/м в основе/40 кН/м в утке) не обеспечивает армирующие свойства, полотно сильно разреженное. Прочность геополотна выше 500/500 не обеспечивается предложенными переплетениями нитей. Для геополотна 500/500 требуется иное техническое решение.

Удлинение при разрыве от 10,5 до 15%: удлинение ниже 10,5% приводит к значительной уработке полотна при изготовлении, что экономически нецелесообразно. Удлинение при разрыве выше 15% уменьшает осевую жесткость, в результате чего увеличивается ползучесть материала и в целом армированной конструкции.

Заявляемая полезная модель может быть получена следующим образом.

Используемые в качестве сырья нити полиэфирные высокопрочные (с удельной прочностью не менее 7 сН/дтекс) могут быть для увеличения прочности сложены в 2 и более сложений способом трощения и/или кручения. Из подготовленных таким образом нитей готовится ткацкий навой на сновальном оборудовании. Ткацкий навой это основа будущего полотна. Из ткацкого навоя на станке вырабатывается тканое полотно методом переплетения. При этом переплетение может быть полотняное, саржевое, уточный репс, основный репс. При этом в качестве уточных нитей используются нити, подготовленные также вышеуказанным способом.

При этом ткань может быть выполнена любым из заявленных способов переплетения (полотняное, саржевое, уточный репс, основный репс).

При этом ткань может быть изготовлена с разным количеством нитей по основе и утку с использованием нитей полиэфирных различной линейной плотности.

Например, геополотно тканое полиэфирное марки 250/250 кН/м может быть наработано:

1-й вариант – саржевым переплетением из нитей одинаковой линейной плотности 330 текс по основе и утку с количеством нитей по основе и утку 940 штук/м;

2-й вариант – переплетением основный репс из нитей одинаковой линейной плотности 660 текс по основе и утку с количеством нитей по основе и по утку 500 штук/м;

3-й вариант – переплетением уточный репс из нитей одинаковой линейной плотности 770 текс по основе и утку с количеством нитей по основе 450 шт/м и утку 480 штук/м.

Готовое полотно не подвергается дополнительной обработке или отделке.

Ниже в Таблице представлены примеры конкретных получаемых заявителем марок ткани и их характеристик:

Наименование марки	Структура основа/уток	Прочность нитей, сН/дтекс	Количество нитей в 1 м	Переплетение	Прочность при растяжении, кН/м, основа/уток ГОСТ Р 55030	Относительное удлинение при максимальной нагрузке, %, основа/уток, ГОСТ Р 55030	осевая жесткость, кН/м	секущий модуль жесткости, %
40/40	110 текс/ 110 текс	8,4	560/560	полотняное	40/45	10,5/11	15	2
60/60	110 текс/ 110 текс	8,4	700/700	полотняное	65/70	13/12	15	2
100/100	110 текс/ 220 текс	8,25/8,2	1350/750	полотняное	120/128	14/12	60	5
120/120	440 текс/ 440 текс	7,0/7,0	450/450	саржевое	140/141	14/11	70	5
150/150	220 текс/ 330 текс	8,23/8,46	900/580	уточный репс	158/154	13/13	80	6
250/250	330 текс/ 330 текс	8,46/8,46	940/940	саржевое	253/252	11/14	95	7
250/250	660 текс/ 660 текс	7,57/7,57	500/500	основный репс	252/252	12/15	90	7
250/250	770 текс/ 770 текс	7,2/7,2	450/480	уточный репс	268/260	14/15	94	7
300/300	990 текс/ 990 текс	7,15/7,15	450/450	уточный репс	325/325	13/11	103	8
350/350	1200 текс/ 1200 текс	7,23/7,23	450/450	уточный репс	355/355	15/11	117	8
400/400	1120 текс/ 1120 текс	7,2/7,2	570/450	саржевое	425/450	14/14	121	8
500/500	1120 текс/ 2010 текс	7,2/7,1	700/380	уточный репс	500/500	15/12	128	8

Claims (5)

1. Тканое геополотно, образованное переплетением полиэфирных комплексных мультифиламентных нитей по основе и по утку, при этом геополотно является двуосно-ориектированным, отличающееся тем, что в основе и утке использованы нити прочностью не менее 7 сН/дтекс, при этом прочность геополотна одинакова по основе и утку и составляет от 40 до 500 кН/м, а удлинение при разрыве от 10,5 до 15%.

2. Тканое геополотно по п. 1, отличающееся тем, что выполнено полотняным переплетением.

3. Тканое геополотно по п. 1, отличающееся тем, что выполнено саржевым переплетением.

4. Тканое геополотно по п. 1, отличающееся тем, что выполнено переплетением уточный репс.

5. Тканое геополотно по п. 1, отличающееся тем, что выполнено переплетением основной репс.