مقایسه ژئوگرید با ژئوسل

استفاده از مواد ژئوسنتتیک در حوزه مهندسی روز‌به‌روز در حال افزایش است. سهولت استفاده و نصب و همچنین کارایی و دوام بالا، این مواد را به یک گزینه مناسب نسبت به محصولات سنتی تبدیل کرده است. هم ژئوسل‌ها و هم ژئوگریدها انواع جدیدی از مواد ژئوتکنیکی هستند که در بستر جاده‌ها، حفاظت از شیب‌ها و سایر پروژه‌های مهندسی استفاده می‌شوند. اگرچه هر دو گزینه از ژئوسنتتیک‌های محبوب هستند، اما معمولا افراد برای انتخاب یکی از آن‌ها شک و تردید دارند. در نتیجه مقایسه ژئوگرید با ژئوسل می‌تواند تا حدودی شباهت‌ها و تفاوت آن‌ها را مشخص کند.

در این مقاله از فرنام بسپار مقایسه ژئوسل با ژئوگرید به‌صورت کامل انجام شده است تا شما در پایان این مقاله بتوانید بهترین انتخاب را داشته باشد؛ پس تا پایان مقاله همراه ما باشید.

ژئوسل چیست؟

ژئوسل از نظر ساختاری، سلول‌های سه‌بعدی و به‌هم پیوسته است که شبیه یک لانه زنبوری هستند. با توجه به نیاز پروژه، سلول‌ها اغلب با موادی مانند خاک، مواد دانه‌ای یا بتن، پُر می‌شوند. در این شرایط ژئوسل‌های پرشده یک سطح یکدست را تشکیل می‌دهد و در نهایت ظرفیت باربری را بهبود می‌بخشند. ژئوسل‌ها که با نام ساختارهای محصور سلولی (CSS) هم شناخته می‌شوند، از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) ساخته می‌شوند. نوارهای HDPE در فواصل طولی مساوی جوش می‌خورند و هنگامی‌که به‌صورت عمود کشیده می‌شوند، الگوی لانه زنبوری را تشکیل می‌دهند. برخی از مزیت‌های ژئوسل عبارت‌اند از:

• ژئوسل می‌تواند بزرگ یا کوچک باشد و در زمان حمل‌ونقل جمع شود.
• مواد ژئوسل سبک، مقاوم در برابر سایش، پایدار در خواص شیمیایی آلی، مقاوم در برابر نور و شکنندگی هستند
• تغییر مشخصات هندسی مانند نسبت ابعاد ژئوسل و فاصله جوشکاری می‌تواند نیازهای پروژه‌های مهندسی مختلف را برآورده کند.

استفاده از ژئوسل می‌تواند چندین هدف مختلف داشته باشد که در زیر به چند مورد از آن اشاره شده است:

• ژئوسل‌ها برای ایمن‌سازی فونداسیون جاده‌ها و خطوط راه آهن استفاده می‌شوند.
• ژئوسل یک دیوار حائل است که برای جلوگیری از رانش زمین و نیروهای بار استفاده می‌شود.
• در صورت داشتن زیرسازی نرم، انتخاب ژئوسل می‌تواند نیروی کار ساخت‌و‌ساز مهندسی، ضخامت زیرسازی مهندسی و همچنین بودجه پروژه را کاهش دهد. ضمن اینکه سرعت ساخت پروژه را سریع‌تر کند.

مطالعه بیشتر: ژئوسل چیست و چه کاربرد هایی دارد؟

ژئوگرید چیست؟

ژئوگرید ها ظاهری شبکه مانند «Grid-like» دارند. فرآیندی که از طریق آن تولید می‌شوند، می‌تواند بافته‌شده، بافتنی یا به‌صورت حرارتی پیوند شود. این مواد بر خلاف ژئوسل‌ها به‌صورت دو بعدی ساخته می‌شوند. ژئوگریدهای مبتنی بر طراحی سازه تک‌محوری، دومحوری یا حتی سه‌محوری هستند. همه این طراحی‌ها مقاومت عالی، خمش، ظرفیت تحمل بار خوب و سفتی و پایداری عالی در داخل صفحه را ارائه می‌دهند. این ماده ژئوسنتتیک هم دارای مزایای مخصوص به خود است که عبارت‌اند از:

• ژئوگرید دارای استحکام بالا، خزش کوچک است که با خاک‌های مختلف سازگار خواهد بود.
• ژئوگرید می‌تواند به‌هم پیوستگی و انسداد سطح باربر تقویت شده را بهبود بخشد، ظرفیت باربری پی را افزایش دهد، جابجایی جانبی خاک را مهار کند و پایداری پی را افزایش دهد.
• ژئوگرید در برابر خوردگی مقاوم است؛ ظرفیت باربری آن قوی است؛ استحکام بالایی دارد، ضریب اصطکاک آن بزرگ است، سوراخ‌های یکنواختی دارد و ضمن عمر طولانی، ساخت راحتی دارد.
• ژئوگرید برای عملیات در عمق دریا و تقویت مخزن مناسب‌تر است؛ چراکه مشکلاتی مانند استحکام کم، مقاومت در برابر خوردگی ضعیف و عمر مفید کوتاه ناشی از فرسایش طولانی‌مدت آب دریا را حل می‌کند.
• ژئوگرید می‌تواند از آسیب ساخت‌وساز ناشی از نورد شدن و آسیب دیدن توسط ماشین جلوگیری کند.
• ژئوگرید در ساخت‌وسازهای معمولی باعث صرفه‌جویی در زمان، کوتاه کردن دوره ساخت‌وساز و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود.

اما هدف اصلی ژئوگرید چیست؟ ژئوگرید برای انواع خاکریزها و تقویت‌کننده بستر جاده، حفاظت از شیب‌ها و تقویت دیواره تونل مناسب است. اگر به چند مورد از کاربردهای ژئوگرید اشاره کنیم، می‌توان موارد زیر را نام برد:

• برای افزایش ظرفیت باربری فونداسیون جاده و افزایش طول عمر فونداسیون جاده استفاده می‌شود.
• برای جلوگیری از ریزش یا ترک خوردن جاده (زمین) و زیبا و مرتب نگه داشتن زمین کاربرد دارد.
• برای جلوگیری از ایجاد ترک در کانال‌های زیرزمینی استفاده می‌شود.
• برای افزایش شیب خاک و جلوگیری از فرسایش خاک استفاده می‌شود.
• برای حمایت از محیط سبز پایدار در شیب استفاده می‌شود.
• ژئوگرید می‌تواند مانع انتقال نیروی لرزه‌ای شود و نقش مهمی در افزایش سختی لرزه‌ای، استحکام و پایداری خاکریز داشته باشد.

مطالعه بیشتر: همه چیز درباره ژئوگرید

مقایسه ژئوگرید با ژئوسل؛ شباهت ها

بعد از اینکه با هر دو ماده، مزیت‌ها و کاربردهای آن‌ها آشنا شدید، در ادامه می‌خواهیم به مقایسه ژئوگرید با ژئوسل بپردازیم. ژئوسل و ژئوگرید هر دو جایگاه خود را در پروژه‌های مختلف دارند. برای اینکه مقایسه این دو با هم راحت‌تر شود، ابتدا به بررسی شباهت‌های آنها خواهیم پرداخت.

• مواد خام: هر دو از مواد کامپوزیت پلیمری ساخته شده‌اند.
• ویژگی‌ها: هر دو دارای ویژگی‌هایی مانند استحکام بالا، ظرفیت باربری زیاد، تغییر شکل کوچک، خزش کوچک، مقاومت در برابر خوردگی، ضریب اصطکاک بزرگ، عمر طولانی و ساخت راحت و سریع هستند.
• کاربرد: هر دو ماده در مکان‌هایی مانند جاده‎ها، راه آهن، تکیه‌گاه پل‌ها، اسکله‌ها، سدها، دیوارهای حائل و پروژه‌های مقاومت در برابر ترک روسازی استفاده می‌شوند.

مقایسه ژئوسل با ژئوگرید؛ تفاوت ها

تا حدود زیادی شباهت هر دو آماده شدید؛ اما آنچه مهم است مقایسه ژئوگرید با ژئوسل از نظر تفاوت‌هاست؛ چراکه فرق‌های این دو ماده می‌تواند در انتخاب و تصمیم نهایی شما تاثیر زیادی داشته باشد. تفاوت آنها را می‌توان از چند جنبه مختلف بررسی کرد که در زیر به آن‌ها پرداخته ‌ایم:

• ساختار فیزیکی: همان‌طورکه گفته شد، ژئوسل‌ها ساختارهای عمیق و سه بعدی دارند. این نوع ماده در الگویی شبیه یک لانه زنبوری ساخته شده است. سوراخ‌های لانه زنبوری توسط مواد پرکننده، پر می‌شود. این ساختار چند مزیت مشخص دارد. برای مثال ژئوسل‌ها با اجازه دادن به جریان طبیعی آب در اطراف پرکننده، زهکشی عالی را فراهم می‌کنند. در مقابل ژئوگریدها دو بعدی هستند. به این معنی که آن‌ها انعطاف‌پذیری بیشتری دارند؛ اما حمایت را به شدت کاهش می‌دهند. برای حل این مشکل به لایه‌بندی بیشتری نیاز است. حتی زمانی که بیش از ۳ لایه استفاده می‌شود، باز هم مشکل به‌طور کامل حل نخواهد شد و پروژه را مستعد فرسایش آب و هوا، فشرده‌شدن و زهکشی ضعیف می‌کند.
• هزینه: از نظر مقایسه مستقیم هزینه، می‌توان ژئوگریدها را با هزینه کمتری نسبت به ژئوسل‌ها خریداری کنید. اما با در نظر گرفتن هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه، هزینه‌های جانبی و نگهداری و تعمیرات مداوم، ژئوسل‌ها در دراز مدت هزینه کمتری دارند. اگر از ژئوگریدها استفاده کنید، احتمالا نیاز به نصب چندین لایه، استفاده از مواد پرکننده با کیفیت بالاتر و تعمیرات مکرر خواهید داشت.
• نصب و راه‌اندازی: در حالت کلی، نصب صحیح ژئوگریدها دشوار است؛ چراکه تثبیت آنها کار آسانی نیست. اما در مقابل می‌توان ژئوسل‌ها را به راحتی با مواد مناسب پر کرد.
• محدودیت مواد پرکننده: مقایسه ژئوگرید با ژئوسل از نظر مواد پرکننده نشان می‌دهد که این دو در نوع و مقدار مواد پرکننده با هم متفاوت هستند. به دلیل دو بعدی بودن ژئوگریدها، براثر حمایت اولیه پایینی که توسط این مواد انجام می‌شود، تعداد و تاثیر پرکننده‌های مختلف کاهش می‌یابد و برای حل این مسئله، نیاز است تا مصالح مصرفی، کیفیت و درجه‌بندی بالایی داشته باشند. با توجه به اندازه موقعیت مکان و شرایط خاک، هزینه این نوع پر کردن می‌تواند به سرعت بالا رود.
• ژئوسل‌ها با توجه با استحکام بالا، شکل سه‌بعدی و زهکشی طبیعی، با انواع مواد پرکننده مختلف از جمله شن، سنگدانه‌های موضعی یا خاک، به خوبی عمل می‌کنند. در واقع، شما می‌توانید از هر چیزی که در دسترس است استفاده کنید. هنگامی‌که قصد دارید هزینه‌های پروژه را پایین نگه دارید، می‌توانید از مواد پرکننده باکیفیت کمتر هم استفاده کنید؛ چراکه ضرر خاصی برای پروژه ایجاد نخواهد کرد.
• عملکرد: زیرسازی نرم همیشه یک چالش برای هر جاده یا سطوح باربر است. ژئوسل‌ها با حمایت عمودی، باعث استحکام بیشتر نرم می‌شوند، نصب آسان‌تری دارند و در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌کنند. اما ژئوگریدها با ساختار مسطح و محکم خود، در مناطقی با بستر نرم عملکرد کمتری دارند.

دلیل جایگزین شدن ژئوسل به جای ژئوگرید

با بررسی و مقایسه ژئوگرید با ژئوسل، می‌توان ژئوسل را برنده دانست. یکی از مزایای این ماده نسبت به ژئوگرید، هزینه کمتر آن است. اگرچه ژئوسل در ابتدا هزینه بیشتری دارد؛ اما در بلندمدت و با توجه به تعمیرات کمتر، هزینه کمتری دربر خواهد داشت. نصب ژئوسل‌ها نسبت به ژئوگرید، راحت‌تر است؛ چراکه شما می‌توانید آن را در هر نوع خاک، حتی خاک نرم هم نصب کنید و انتظار عملکرد بهتری داشته باشید. اما نصب ژئوگرید در خاک نرم، کارایی خوب نخواهد داشت.

اگرچه ژئوگرید انعطاف‌پذیری دارد؛ اما موضوع سطح حمایت را به‌شدت کاهش می‌دهد. در نتیجه، مقابل فرسایش مقاومت کمتری دارد و حتی زهکشی آن ضعیف‌تر خواهد بود. اما ژئوسل به دلیل شکل لانه زنبوری که دارد، زهکشی بهتری برای پروژه ایجاد می‌کند. یکی دیگر از مزیت‌های ژئوسل در مقایسه با ژئوگرید این است که می‌توان این ژئوسنتتیک را با مواد مختلف پر کرد؛ اما پرکردن ژئوگرید به مواد باکیفیت‌تری نیاز دارد و در نتیجه هزینه کار بالاتر می‌شود.

سخن پایانی

در این مقاله از فرنام بسپار توضیح دادیم که ژئوگرید و ژئوسل دو نوع ژئوسنتتیک محبوب هستند که در پروژه‌های مختلف از آن‌ها استفاده می‌شود. این دو ماده هر کدام دارای ویژگی‌ها و مزایای خاص خودشان هستند و حتی از چند نظر هم با یکدیگر شباهت دارند.

شما برای پروژه خودتان از کدام یک استفاده می‌کنید؟ قطعا مقایسه ژئوگرید با ژئوسل از نظر تفاوت‌هایی که با هم دارند می‌تواند در انتخاب شما تاثیر داشته باشد. این دو ژئوسنتتیک شامل ساختار فیزیکی، هزینه، محدودیت مواد پرکننده، نصب و راه‌اندازه و همچنین عملکرد در خاک‌های مختلف تفاوت‌هایی دارند. پس از بررسی این تفاوت‌ها می‌توان به این نتیجه رسید که ژئوسل می‌تواند یک جایگزین برای ژئوگرید باشد.