Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Геотекстиль


Технический текстиль/Геотекстиль/Актуальные проблемы применения нетканых геосинтетических материалов для проектирования и строительства автомобильных дорог, искусственных сооружений и магистральных газопроводов

Актуальные проблемы применения нетканых геосинтетических материалов для проектирования и строительства автомобильных дорог, искусственных сооружений и магистральных газопроводов

18 января 2009
Технический текстиль №18, 2008

Мухамеджанов Габит Кульжабаевич

Нетканые полотна и изделия из них наиболее востребованы и широко используются в отечественной практике дорожного, транспортного и трубопроводного строительства. Это объясняется, прежде всего,  очевидными технико-экономическими и эксплуатационными преимуществами, производительностью оборудования, позволяющего вырабатывать полотно шириной до 6 метров, разнообразием используемого сырья, включая восстановленное волокно на основе рециклинга ПЭТ-бутылок, быстрой окупаемостью затраченных средств и, следовательно,  привлекательностью для инвесторов. В последние годы большинство проектов по самым значительным объектам строительства и реконструкции автомобильных, железных дорог, а также искусственных сооружений в той или иной мере предусматривает применение дополнительных слоев (прослоек) из нетканых полотен в дорожной одежде, земляном полотне, его основании и на поверхности откосов.

Эффективность применения нетканых геотекстильных материалов (НГМ) в конструкциях дорог, магистральных трубопроводов и искусственных сооружений очевидна и подтверждена мировой и отечественной практикой. Актуальность применения НГМ особенно возросла в связи с удорожанием стоимости  традиционно используемых строительных материалов (песка, щебня, гравия и др.) и транспортных расходов. Росту рынка способствует осознание проектировщиками и рядом потребителей НГМ  целесообразности увеличения первичных затрат для повышения качества и долговечности строительного сооружения.

В материалах VII международной конференции по геосинтетике и геотекстилю (Ницца,  2007 г.) отмечалось, что ежегодное суммарное производство ГМ в мире  оценивается приблизительно в 1,2...1,5 млрд.м2. Из этого количества на долю Северной Америки приходится и Европы приходится по 300 млн.м2. При этом 80% европейского объема геотекстильных материалов составляют нетканые полотна и изделия из них.

Использование усовершенствованных и качественных НГМ закладывает основу надежных, долговечных и экономичных проектных и конструкторско-технических решений в дорожном, транспортном, промышленно-гражданском, гидротехническом и трубопроводном строительстве.

Так, по данным  Академии коньюктуры промышленных рынков (АКПР), объем потребления НГМ в России составлял в 2005 г. 165 млн. м2, что эквивалентно более 91% от общего объема отечественного рынка ГМ в целом. Подавляющая часть потребляемого НГМ (около 55 %) приходится на строительство и ремонт автодорог, остальная часть - в строительстве железнодорожных объектов, нефте-, газопроводов, укреплении и возведения откосов  вдоль дорог, берегов водоемов и промышленно-гражданском строительстве. По прогнозам АКПР,  потенциальная емкость рынка НГМ в строительстве автодорог в России составляет не менее 1 млрд.м2, а объем потребления  на 2010 г. оценивается в 290 млн.м2, что на 76 % больше  объема потребления в 2006 г.

Приведенные данные  свидетельствуют о позитивной динамике объемов выпуска и расширении областей применения ГНМ в России как наиболее динамично развивающегося и перспективного сегмента отечественного рынка технического текстиля.

Конкурентоспособность

За последние годы в отечественной практике применяемые НГМ произошли существенные изменения: расширился их ассортимент, появились новые способы и технологии производства. Это произошло благодаря вводу в действие новых предприятий и запуску новых производственных мощностей на действующих предприятиях, оснащенных современным технологическим оборудованием ведущих западноевропейских  фирм. Поэтому отечественные производители НГМ, модернизируя свое производство и расширяя ассортимент продукции, оказались вполне конкурентоспособными на мировом рынке, в связи с чем  имеются все предпосылки для замены импортных НГМ отечественными аналогами.

Только в последние годы введены новые предприятия по производству в НГМ, оснащенные современным импортным оборудованием с использованием отечественного   и  зарубежного   сырья,  в разных   регионах   России:  ООО Технолайн (Отрадный, Самарской обл.), ООО ТД  Полилайн  (В.Новгород), ООО  Промсинтекс (Оренбург),  ЗАО Полиматиз (Елабуга), ООО Номатекс (Новая Майна) и др. 

На таких действующих предприятиях, как  ОАО Комитекс (Сыктывкар), ООО  Фабрика нетканых материалов (Туймазы), ОАО  Вистекс (Московская обл.), ОАО Монтем (Москва), ЗАО Втор-Ком (Челябинск),  ООО Синтепон (Иркутск), ОАО Ортон (Кемерово) установлено современные импортное оборудование. Оно предусматривает  выпуск НГМ шириной до 6 метров поверхностной плотностью  150...1000 г/м2, включая георешетки, геосетки, геокомпозиты с широким диапазоном эксплуатационных свойств.

Так, георешетка  Геомат производства ООО  Фабрика нетканых материалов (Туймазы) в 4-5 раз дешевле аналогичной импортной георешетки  Прудон - 494, не хуже ее по качеству, а по отдельным показателям (массе модуля, морозостойкости, жесткости) даже лучше.

Для подтверждения конкурентоспособности отечественных НГМ обратимся к обобщенному сопоставлению  НГМ российского и зарубежного производства по прочности при одноосном растяжении (рис.1). Этот показатель выбран потому, что он является единственным и основным для всех областей применения и решаемых задач (выполняемых функций), в том числе и по усилию продавливания (ISO 12236) - который по ряду зарубежных классификаций наиболее полно влияет на выбор показателей.

При сопоставлении учтены значения прочности более, чем 20 марок нетканых материалов (более 100 разновидностей по поверхностной плотности), предлагаемых для дорожного строительства: иглопробивных, иглопробивных с дополнительным термоупрочнением и термоскрепленных. Значения приведены к сопоставимому виду с учетом особенностей методов испытаний, а в число рассматриваемых включены только НГМ, предлагаемые в качестве многофункциональных, для которых важны как механические, так и водно-физические свойства.

Справедливости ради заметим, что предоставленное сопоставление не в полной степени корректно, поскольку,  в конечном счете,  выбор выполняется по сочетанию всех показателей.

Как видим на рис.1 заштрихованные зоны - зоны превышения значений показателей свойств отдельных зарубежных НГМ над отечественными - достаточно узкие. Аналогичное сопоставление можно выполнить и по другим показателям свойств.

НГМ вырабатываются из штапельных синтетических волокон и расплава полимера фильерным способом из непрерывных нитей:

  • иглопробивной и термоскрепленный - из штапельных волокон
  • иглопробивной фильерный - из расплава полимера (иглопробивной спанбонд)
  • термоскрепленный фильерный - из расплава полимера (термоскрепленный спанбонд).

Термоскрепленный отечественный спанбонд вполне может заменить импортный аналог Тайпар, широко используемый в дорожном строительстве.

Оптимистичный прогноз производства и потребления НГМ в России имеет следующие основания:

  • большая протяженность автомобильных федеральных, региональных и муниципальных дорог, требующих строительства и ремонта
  • строительство новых федеральных и региональных дорог в Сибири и восточных регионах
  • разнообразие климатических, почвенно-минералогических условий в России, требующих НГМ с различными свойствами и характеристиками (температуры воздуха в пределах - 60...+ 43оС,  наличие переувлажненных  участков, разнообразные характеристики почв - от щелочной до кислой)
  • географическая ограниченность потребления НГМ при строительстве и ремонте региональных и муниципальных дорог
  • растущие темпы дорожного, транспортного, гидротехнического строительства, а также обустройства магистральных нефте-, газопроводов.

Многообразие способов и технологий производства, используемого сырья (волокон, волокнообразующих  полимеров, нитей) в сочетании с другими полимерными материалами (пленкой, геосеткой, георешеткой), глиной (бентонит) и др. компонентами позволяет сегодня производить НГМ практически с любыми требуемыми характеристиками и показателями.

Сдерживающие факторы

Однако в практике проектирования, строительства и применения НГМ возможности отечественных производителей используются не в полной мере. Такое положение, на наш взгляд, объясняется как объективными, так и субъективными обстоятельствами.

К объективным обстоятельствам, сдерживающим широкое применение НГМ отечественных производителей, следует отнести:

  • слабую информированность проектировщиков и строителей об ассортименте НГМ по свойствам, номенклатуре показателей, технологиям производства, используемого состава и природы сырья, условиям поставки по ширине и длине полотна в рулоне
  • различие подходов строительных и эксплуатационных организаций к применению НГМ, обусловленное отсутствием их совместной заинтересованности в увеличении сроков службы дорожного покрытия
  • отсутствие гарантийного срока эксплуатации дорог и системы страхования дорожного покрытия.

В погоне за удешевлением проектной стоимости строящихся и ремонтируемых дорог нередко игнорируется применение ГСМ на тех участках, где это действительно может дать большой экономический эффект благодаря улучшению качества, уменьшению трещинообразования и увеличению срока  эксплуатации дорожного покрытия. Отказ от применения ГСМ приводит к его быстрому разрушению из-за образования мельчайших трещин в результате резких температурных колебаний.

Еще одно существенное обстоятельство, тормозящее продвижение геосинтетических материалов на российский рынок  - слабость нормативной и методической базы. Об этом говорят ученые и специалисты на многих конференциях, совещаниях и семинарах, посвященных ГСМ.

Разработка обоснованных и практически применяемых классификаций, терминологии, технических требований и методов испытаний

Сейчас в мире разработаны и действуют более 90 стандартов (ИСО и европейских - EN) на методы испытаний ГСМ, принята классификация международного геосинтетического общества.  Между тем, в России принято только 4 национальных стандарта (ГОСТ Р) на методы испытаний ГСМ, гармонизированные с международными и европейскими. В 2008 г. представлены на утверждение еще два проекта ГОСТ Р, идентичных ИСО 10318:2005,  ИСО 12956:1999 1, 2.

У нас сейчас разработано и производится более  100 типов и видов ГСП (в мире их более 400). Все их многообразие необходимо систематизировать и классифицировать по отдельным признакам (способу производства, области применения, исходному сырью и др.). Классификацию ГСМ следует разработать на основе классификации международного геосинтетического общества с учетом отечественного опыта их производства и применения. Согласно версии ИСО 10318:2005 1 все ГСМ подразделяются на следующие группы (см. рис.2).

На основе принятой классификации ГСМ представляется возможным разработать общие технические требования с учетом способа производства, назначения, климатических и почвенно-минералогических условий применения. При этом следует устанавливать конкретные нормативные значения показателей ГСМ.

Разумеется, все действующие методы испытаний (контроля) ГСМ международных ИСО, европейских ЕN и  других стран невозможно использовать без учета наших возможностей в приборном обеспечении. Однако в первоочередном порядке необходимо адаптировать и гармонизировать с нашими национальными стандартами (ГОСТ Р), следующие нормативные документы:    

  1. Прочность на разрыв широкой полоски (ширина 200 мм) и удлинение при максимальной силе растяжения (ИСО 10319)
  2. Прочность швов и соединений на разрыв (ИСО 10321)
  3. Прочность на продавливание (ИСО 12236)
  4. Прочность на пробой (метод падающего конуса) - ЕN 918
  5. Ползучесть при растяжении (ИСО 13431)
  6. Характерный размер пор (отверстия) - ИСО 12956
  7. Устойчивость к климатическим воздействиям (ИСО 4892)
  8. Прочность контакта ГМ и грунт (ЕN 12224, ИСО 12957)
  9. Химическая стойкость (ИСО 12960).

Во вторую очередь следует унифицировать и разработать методы испытаний водно-физических характеристик: водостойкости, морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании, водопроницаемости.

Выводы и рекомендации:

  1. Практика применения НГМ свидетельствует об их эффективности для достижения многих целей в дорожном строительстве, объективной необходимости расширения объемов применения
  2. Введенные с 2003 г. отраслевые документы 3, 4  вносят конкретные требования к выбору таких материалов в зависимости от функций и областей применения в дорожном строительстве
  3. Регламентация применения вносит новые требования к номенклатуре контролируемых показателей, значительно расширяемой и приближенной к международной практике, что рекомендуется учесть как производителям НГМ, так и потребителям
  4. Утвержденная в 2003 г. документация не является полной;  требуются дальнейшие разработки в части методов оценки свойств, разработки приборной базы, уточнение методики выбора, однако, эта документация позволяет уже в настоящее время оптимизировать выбор НГМ, предназначенных для целей дорожного строительства
  5. В дальнейшем предусматривается разработать конкретные требования и значения показателей и диапазон возможных их колебаний в зависимости от областей применения и функционального назначения применительно к различным структурам и способам изготовления НГМ
  6. В проектной практике рекомендуется использовать разновидности и типы отечественных НГМ взамен зарубежных
  7. В 2009 году следует составить и издать каталог геосинтетических материалов по предприятиям для распространения и информационного обеспечения проектирующих и строительных организаций новыми типами и структурами НГМ отечественных производителей
  8. Рекомендуется шире использовать иглопробивные термообработанные нетканые материалы взамен полиамидной ткани в балластирующих устройствах магистральных трубопроводов 5.

ПРИМЕЧАНИЯ

Литература

1  ИСО 10318 : 2005 Геосинтетические материалы. Термины и определения

2 ИСО 12956 : 1999   Геотекстильные материалы и связанные с ними изделия. Определения эффективного размера пор.

3 ОДМ 218.0.049 - 2003  Руководство по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог.

4 Положение по основам отраслевой системы применения геосинтетических материалов. Термины, определения, классификация. Общие требования, контроль качества -  М:, РосдорНИИ, 2003 г.

5 СТО Газпром 2-2.2-076-2006  Методические указания по применению геотекстильных материалов с учетом их функционального назначения при проектировании и строительстве газопроводов.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ