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Geokunststoffe: eine Definition
Bereits vor tausenden Jahren wurden verschiedene natürliche Materialien zur Bewehrung von Erdstoffen eingesetzt, zum Beispiel Stroh oder Schilf. Der Grundgedanke hat sich bis heute nicht verändert. Methoden und Materialien sind jedoch kaum mehr mit der damaligen Technik zu vergleichen. Waren es früher vorzugsweise Materialien wie Holz, Steine, Beton oder vielleicht sogar Baumwolle, die noch im 20. Jahrhundert beim Straßenbau zum Einsatz kamen, sind es heute überwiegend synthetische Polymere, im Allgemeinen auch als Kunststoffe bekannt.
Insofern spricht man übergeordnet auch von sogenannten Geokunststoffen. Auf Grund ihrer Vielfalt und Flexibilität konnten diese sich innerhalb kürzester Zeit vollständig etablieren. Auch im Hinblick auf den Kostenpunkt bringen sie Vorteile. Baumaterialien wie Sand, Kies oder Ton lassen sich dank Geokunststoffen erheblich einsparen. Nach DIN EN ISO 10318 werden Geokunststoffe (GSY) zunächst in ihrer Eigenschaft als durchlässige oder undurchlässige Medien unterschieden. Als praktisch undurchlässig gelten die zu den Dichtungsbahnen (GMB) gehörenden geosynthetischen Tondichtungsbahnen (GCL). Durchlässig sind Geotextilien (GTX) und geotextilverwandte Produkte (GTP).
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Technische Untergruppen
Geotextilien (GTX)
- Gewebe GTX-W
- Vliesstoffe GTX-N
- Maschenwaren GTX-K
Geotextilverwandte Produkte (GTP)
- Geogitter GG
- Geonetz GNE
- Geozellen GCE
- Geoband GST
- Geomatte GMA
- Geospacer GSP
Dichtungsbahnen (DMB)
- Polymer TE-GMB
- Bitumös B-GMB
- Geosynthetische Dichtungsbahnen GCL
Geotextilien mit Biocharakter
Auch Vliesstoffe aus Naturfasern können durchaus den Geotextilien zugeordnet werden, denn nicht immer ist Witterungsbeständigkeit gewünscht. Insbesondere zum Erosionsschutz werden die natürlichen Geotextilien eingesetzt. Ziel ist dabei, einen Hang oder eine Böschung vor natürlicher Erdabtragung zu schützen. Dies so lange, bis eine natürliche Begrünung stattgefunden hat. Dann wiederum wird das Geotextil nicht mehr länger benötigt. Geotextilien aus Naturfasern sind biologisch abbaubar – und deshalb für solche Zwecke besonders gut geeignet.
Einteilung von Geotextilien
In puncto Zuordnung und Terminologie werden die Vorgaben der Zertifizierungsgesellschaften und Normenausschüsse nicht immer berücksichtigt. So werden auch geosynthetische Dichtungsbahnen oder Geonetze weitläufig als Geotextilien angesehen. In diesem Sinne gibt es mehrere Wege, Geotextilien zu klassifizieren. Die Einteilung kann nach der Art des Aufbaus, dem Anwendungsbereich oder der Funktionsweise erfolgen.
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Gliederung nach Struktur
Grundsätzlich werden drei Arten unterschieden:
- Gewebe sind Geotextilien, die aus Garnen oder Fäden bestehen, die sich regelmäßig und normalerweise rechtwinklig kreuzen. Sie werden immer dort eingesetzt, wo hohe Zugfestigkeiten erforderlich sind. Bei statischer Belastung sind sie auch als Filter geeignet.
- Vliesstoffe werden gebildet, indem flächenhaft aufeinander abgelegte Fasern verfestigt werden. Unterschiedliche Dehnungscharakteristika lassen sich durch verschiedene Verfestigungsverfahren erzielen: vernadeln, verkleben oder verschmelzen. Vliesstoffe finden ihren Einsatz hauptsächlich beim Trennen und Filtern.
- Verbundstoffe sind Gewebe, Vliesstoffe und andere Materialien, die flächenhaft verbunden wurden. Die Eigenschaften unterschiedlicher Geotextilien können so kombiniert werden.
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Gliederung nach Einsatzzweck
Geotextilien sind prädestiniert für zahlreiche Anwendung
- Verkehrswegebau (Bodenkonsolidierung, Tragschichtbewehrung, Straßenranddränung, Böschungsbau, Bodenstabilisierung, Regenrückhaltebecken)
- Dachkonstruktionen (Dachhinterlüftung, Dachbegrünung)
- Deponiebau (Oberflächenabdichtung)
- Hangsicherung (Oberflächensicherung)
- Wasserbau (Erosionsschutz)
- Bauwerksdränung (Kellerdränung, Dränung an vertikalen Wänden, Dränung und verlorene Schalung, horizontale druckfeste Dränung, Stützmauern)
- Tunnelbau (offene Bauweise, "bergmännisch")
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Gliederung nach Funktion
- Trennung: Die Durchmischung verschiedener Bodenarten und Füllmaterialien wie Sand, Kies oder Erde wird verhindert. Die Anwendung findet häufig im Straßen- und Bahnbau statt.
- Filtration: Das Geotextil dient hier einerseits als Barriere und hält Partikel diverser Bodenarten zurück, gewährleistet andererseits den Wasserdurchfluss. Einsatzgebiete sind neben dem Bahn- und Straßenbau auch die Uferbefestigung.
- Dränage: Hierbei wird Wasser gezielt und drucklos durch künstliche Einrichtungen abgeführt.
- Schutz: Beim Bau von Deponien und Tunnelkonstruktionen ist die schützende Wirkung besonders relevant.
- Bewehrung: Böschungs- und Geländebruch bei Schüttungen auf wenig tragfähigem Material wird vermieden. Geländeböschungen, die steiler sind als der natürliche Böschungswinkel des Füllbodens, können gesichert werden.
- Spannungsausgleich: Geotextilien zum Spannungsausgleich werden vor allem im Straßenbau eingesetzt. Dies reduziert Differenzialbewegungen einzelner Schichten und verhindert somit Risse, die den Straßenbelag nachhaltig schädigen können.
Robustheitsklassen von Geotextilien
Geotextilien müssen zuweilen mehreren Ansprüchen gleichzeitig genügen. Unter anderem gehört trennen, filtrieren und dränen zu den Aufgaben, wobei die mechanische Beanspruchung im Regelfall die Grenzen der Belastbarkeit erreicht. Was einem Geotextil letztendlich zugemutet werden kann, regeln die sogenannten Geotextil-Robustheitsklassen. Zunächst gilt es jedoch herauszufinden, welcher Klasse ein Geotextil zugeordnet werden kann.
Bei der Prüfung werden folgende Methoden angewandt:
- Messung des Stempel-Durchdrückwiderstands anhand von Versuchen gemäß DIN EN ISO 12236
- Prüfung der Zugfestigkeit mit Hilfe des Streifenzugversuchs gemäß DIN EN ISO 10319. Dies gilt vor allem für Produkte aus Folienbändchen, Spleißgarnen oder Multifilamentgarnen.
- Bestimmung der Maße pro Flächeneinheit gemäß DIN EN ISO 9864. Die Messwerte ermöglichen die Einordnung des Geotextils in verschiedene Robustheitsklassen. Je nach Art des Geotextils wird nach fünf verschiedenen Robustheitsklassen unterschieden:
GRK 1-5
Herstellung von Geotextilien
Bei der Herstellung von Geotextilien sind grundsätzlich sämtliche textilen Fertigungsverfahren denkbar. Im Vordergrund stehen dabei Faktoren wie Wirtschaftlichkeit, Produktivität und physikalische Eigenschaften. So sind es vor allem Vliesstoffe in ihren vielfältigen Ausprägungen, die hier zum Zuge kommen. Als Composites können sie aus mehreren Lagen bestehen, ein Multifilamentgelege zur Verstärkung integrieren, mit Mineralien gefüllt sein – oder einfach nur ein herkömmliches Nadelvlies ohne Träger darstellen. Die Verfestigung erfolgt entweder chemisch, thermisch, mechanisch oder aus einer Kombination der drei genannten Verfahren.
Die hohen Ansprüche an die physikalischen Eigenschaften des textilen Flächengebildes setzen Fertigungsmethoden auf höchstem Niveau voraus. Der Einsatz der passenden Maschinen und Werkzeuge spielt hierbei eine entscheidende Rolle. Aus diesem Grund bietet Ihnen Groz-Beckert spezielle Filznadeln, die hinsichtlich Lebensdauer und Produktivität ihresgleichen suchen.