Vải địa kỹ thuật là gì? Từ sơ khai đến hiện đại!

Mục lục

Vải địa kỹ thuật là gì?
Kết luận

Vải địa kỹ thuật là một trong những loại vải đặc biệt. Loại vải này không được dùng trong lĩnh vực sản xuất may mặc. Mà lại được sử dụng trong công tác thi công đường bộ. Vậy vải địa kỹ thuật là gì? Có cấu tạo giống như vải may bình thường không? Tác dụng của loại vải này như thế nào mà được ứng dụng đặc biệt như thế? Để tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này, ta hãy cùng tìm hiểu về vải địa kỹ thuật trong bài viết dưới đây mà Phú Thành Phát chia sẻ nhé!

Vải địa kỹ thuật là gì?

Khái niệm vải địa kỹ thuật

Vải địa kỹ thuật có tên tiếng anh là Geotextile, Geotextile Fabric hoặc là Engineer Fabric. Theo Wikipedia, Vải địa kỹ thuật là vải có tính thấm, khi sử dụng lót trong đất có khả năng phân cách, lọc, bảo vệ, gia cường và thoát nước. Loại vải này được ứng dụng rất nhiều trong các ngành kỹ thuật như thủy lợi, giao thông, môi trường.

Lịch sử hình thành vải địa

Nguồn gốc hình thành

Bất kỳ cái gì cũng sẽ có nguồn gốc và sự hình thành của nó. Vậy vải địa có nguồn gốc hình thành như thế nào? Và du nhập về Việt Nam tự khi nào?

Theo tài liệu chính từ từ Viện khoa học và Kỹ thuật địa chất Việt Nam, vải địa kỹ thuật xuất hiện và đưa vào sử dụng từ những năm 50 của thế kỷ trước. Tuy nhiên, khi được ứng dụng tại Florida vào năm 1958 thì vải địa mới được ghi nhận kỹ càng và nhiều thông tin hơn. Ban đầu, vải chỉ được ứng dụng như một tấm lọc nước và phân tách. Giúp thoát nước và lọc đất, sỏi đá.

Cùng thời điểm đó, RJ Barrett – Kiến trúc sư người Mỹ đã nghiên cứu và sử dụng vải địa ứng dụng trong một công trình nhỏ nhằm giảm thiểu mức độ xói mòn của tường bê tông và chân tường. Sau đó gia cố thêm những tảng đá lớn. Tuy nhiên, lực chảy của nước khi lượng mưa quá nhiều đã làm lộ ra các điểm yếu ở chân tường và mất đi kết cấu ban đầu. Điều này nằm ngoài dự kiến. Nhưng đây lại chính là tiền đề cho công tác thí nghiệm vải địa kỹ thuật và góp phần không nhỏ vào những nghiên cứu về sau.

Sự ra đời của vải địa không dệt

Đến năm 1968, tại Pháp đã nghiên cứu và sản xuất ra loại vải địa mới bởi một công ty chuyên sản xuất vật liệu xây dựng. Chính là vải địa kỹ thuật không dệt. Phục vụ cho công tác xây đập nước tại Pháp (1970).

Đây được xem là sự đột phá rất lớn trong quá trình nghiên cứu và sản xuất vải địa. Không chỉ mở ra một tiền đề mới cho sự phát triển của vải địa. Mà tính đến thời điểm hiện tại, vải địa không dệt mang lại rất nhiều lợi ít cho việc gia cố trong các công trình xây dựng.

Du nhập vải địa kỹ thuật về Việt Nam

Tại Việt Nam, vải địa bắt đầu du nhập vào từ những năm 90 của thế kỷ 20. Phát triển và nhập khẩu mạnh nhất vào năm 2003. Tuy nhiên, sánh vai cùng với sự phát triển của thế giới, tấm vải địa được sản xuất đầu tiên tại Việt Nam đã ra đời vào năm 2005. Mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành kỹ thuật xây dựng của nước nhà.

Một số nhà máy sản xuất vải địa kỹ thuật nổi tiếng tại Việt Nam như: Aritex, APT và đặc biệt nhất là sản phẩm vải địa không dệt PR của PTP.

Cấu tạo vải địa kỹ thuật

Vải có cấu tạo từ các hạt nhựa nguyên sinh Polymer (Polypropylene (PP) và Polyester(PE)) kéo thành sợi xơ nhựa và được dệt hoặc xuyên kim để thành tấm vải có quy cách khổ rộng thông thường khoảng 4m. Tùy theo cấu tạo mà vải địa sẽ có những đặc tính cơ lý khác nhau. Điển hình như cường độ chịu kéo, độ giãn dài, sức kháng thủng, thấm nước,…

Dựa theo kết cấu của sợi và công nghệ sản xuất mà vải địa kỹ thuật được chia thành 3 loại chính: Vải địa kỹ thuật dệt, vải địa kỹ thuật không dệt và vải địa kỹ thuật phức hợp.

Phân loại

Để phục vụ cho nhiều mục đích và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng. Vải địa kỹ thuật đã được phát triển và tính đến thời điểm hiện nay đã có 3 loại vải địa chính bao gồm: vải dệt, không dệt và phức hợp.

Cùng Phú Thành Phát điểm sơ sự khác biệt cơ bản của 3 loại vải này nhé

Bảng đặc điểm 3 loại vải địa kỹ thuật

ĐẶC ĐIỂM	DỆT	KHÔNG DỆT	PHỨC HỢP
Lịch sử	1950s	1986	–
Thành phần	Polymer (PP/PE)	Polymer (PP/PE)	Polymer (PP/PE)
Kết cấu	Đan xen theo chiều ngang dọc liền kể	Không theo hướng nhất định	May vải dệt trên bề mặt vải không dệt
Phương pháp	Dệt như vải may	Hóa (chất dính)Nhiệt (sức nóng)Cơ (xuyên kim)	May liên kết
Ưu điểm	Làm lớp phân cách hiệu quả	Lọc thoát nước tốt Giá thành rẻ	Đáp ứng đầy đủ các ưu điểm của cả 2 loại dệt, không dệt
Nhược điểm	Thoát nước kém	–	Giá thành đắt

Vải địa kỹ thuật dệt

Đây là loại vải địa ra đời đầu tiên trong lịch sử vải địa. Được gọi là vải địa dệt hoặc vải địa gia cường, vải địa dệt cường độ cao. Đây là loại vải được dệt bằng các sợi xơ nhựa polyme. Có hình thức giống như vải may mặc bình thường. Mặc dù cũng có đầy đủ các yếu tố của 1 tấm vải địa thông thường (gia cường, lọc nước, phân tách). Nhưng theo các chuyên gia đánh giá, khả năng thoát nước sẽ kém hơn vải địa không dệt.

Vải địa không dệt

Vải địa không dệt là sự cải tiến trên tiền đề của vải địa dệt. Được tối giản hóa công nghệ sản xuất bằng cách xuyên kim, gia nhiệt nên vải có giá thành khá rẻ. Mặc dù vậy, vải địa không dệt lại có khả năng thoát nước tốt hơn. Ứng dụng rộng rãi hơn trong mục đích phân tách, lọc và tiêu thoát nước cho các công trình cầu đường tại Việt Nam.

Vải địa phức hợp

Vải địa phức hợp là vải được may thêm những bó sợi chịu lực (vải địa dệt) trên bền mặt của vải không dệt. Giúp gia tăng khả năng chịu lực và nâng cao khả năng thoát nước của vải. Đây là dòng vải phát triển sau nhất của lịch sử vải địa. Kế thừa cả 2 ưu điểm của 2 loại vải. Vì vậy vải phức hợp vô cùng vững chắc dưới tác động mạnh của ngoại lực. Thích hợp sử dụng ở các công trình giao thông trọng điểm, cần nhiều yếu tố gia cường trong một lúc.

Thông số và tiêu chuẩn thông số

Vải địa được chia thành 3 loại. Mỗi loại sẽ có một thông số khác biệt tương ứng với thương hiệu + hiệu số đi kèm. Ví dụ:

Vải không dệt thương hiệu PR, có cường độ chịu kéo 9kN/m -> Vải PR9
Vải không dệt thương hiệu PR, có cường độ chịu kéo 12kN/m -> Vải PR12
Vải dệt thương hiệu GT, có cường độ chịu kéo 100kN/50m -> Vải GT10
Vải dệt thương hiệu GT, có cường độ chịu kéo 150kN/50m -> Vải GT15
Vải dệt thương hiệu GT, có cường độ chịu kéo 100kN/100m -> Vải GT100
Vải dệt thương hiệu GT, có cường độ chịu kéo 200kN/200m -> Vải GT200

Thông số vải địa

Bảng thông số vải địa kỹ thuật không dệt (PR7-PR9-PR12-PR25)

Chỉ tiêu *Đơn vị*	Tiêu chuẩn ASTM	Tiêu chuẩn TCVN	PR7	PR9	PR12	PR25
Cường độ chịu kéo kN/m	ASTM D 4595	TCVN 8485	7	9	12	25
Độ giãn dài %	ASTM D 4595	TCVN 8485	40/65	40/65	40/65	50/80
Sức kháng thủng CBR N	ASTM D 6241	TCVN 8871-3	1200	1500	1900	4000
Lưu lượng thấm l/m²/sec	BS 6906-3	TCVN 8487	210	170	140	60
Kích thước lỗ O₉₀ micron	ASTM D 4751	TCVN 8871-6	150	120	110	70
Trọng lượng đơn vị g/m²	ASTM D 5261	TCVN 8221	105	125	155	315
Chiều dài m			250	250	225	100
Chiều rộng m			4	4	4	4

Bảng thông số vải địa kỹ thuật dệt GT (GT10-20-100-200)

Chỉ tiêu *Đơn vị*	Tiêu chuẩn ASTM	Tiêu chuẩn TCVN	GT10	GT20	GT100	GT200
Cường độ chịu kéo kN/m	ASTM D 4595	TCVN 8485	100/50	200/50	100/100	200/100
Độ giãn dài %	ASTM D 4595	TCVN 8485	≤15	≤15	≤15	≤15
Sức kháng thủng CBR N	ASTM D 6241	TCVN 8871-3	≥4500	≥7000	≥6000	≥15000
Hệ số thấm s^-1	ASTM D 4491	TCVN 8487	0.02÷0.6	0.02÷0.6	0.02÷0.6	0.02÷0.6
Kích thước lỗ O₉₅ micron	ASTM D 4751	TCVN 8871-6	<0.125	<0.125	<0.125	<0.125
Sức kháng UV %	ASTM D 4355	TCVN 8482	>70	>70	>70	>70
Trọng lượng đơn vị g/m² (±5%)	ASTM D 5261	TCVN 8221	225	400	270	640
Chiều rộng m			3.5	3.5	3.5	3.5

Tiêu chuẩn thông số vải địa

Phương pháp thí nghiệm vải địa phải dựa theo bộ tiêu chuẩn quốc tế (ASTM/BS) và tiêu chuẩn quốc gia (TCVN).

Tài liệu viện dẫn tiêu chuẩn quốc gia (TCVN)

SỐ HIỆU	PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
TCVN 8220	Phương pháp xác định độ dày danh định
TCVN 8221	Phương pháp xác định khối lượng trên đơn vị diện tích
TCVN 8871-1	Phương pháp thử – Xác định lực kéo giật và độ giãn dài kéo giật
TCVN 8871-2	Phương pháp thử – Xác định lực xé rách hình thang
TCVN 8871-3	Phương pháp thử – Xác định lực xuyên thủng CBR
TCVN 8871-4	Phương pháp thử – Xác định lực kháng xuyên thủng thanh
TCVN 8871-5	Phương pháp thử – Xác định áp lực kháng bục
TCVN 8871-6	Phương pháp thử – Xác định kích thước lỗ biểu kiến bằng phép thử sàng khô

Tài liệu viện dẫn tiêu chuẩn quốc tế (Bộ tiêu chuẩn ASTM)

SỐ HIỆU	PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
ASTM D 4355	Phương pháp thử nghiệm độ hư hỏng của vải địa kỹ thuật dưới tác động của ánh sáng, độ ẩm và hơi nóng trong thiết bị Xenon Arc.
ASTM D 4491	Phương pháp thử xác định khả năng thấm đứng của vải địa kỹ thuật bằng thiết bị Permittivity.
ASTM D 4595	Phương pháp thử xác định độ bền kéo của vải địa kỹ thuật theo bề rộng của mảnh vải.
ASTM D 4716	Phương pháp thử xác định tỷ lệ chảy trên đơn vị diện tích và độ thấm thủy lực của vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp sử dụng cột nước không đổi.
ASTM D4884	Phương pháp thử xác định cường độ đường may của vải Địa kỹ thuật.

Chức năng vải địa kỹ thuật

Phân cách

Các phương pháp thông thường để ổn định lớp đất đắp trên nền đất yếu là tăng độ dày lớp đất đắp. Nhằm bù vào lượng đất bị mất do sụt lún vào nền đất yếu trong quá trình thi công. Đối với đất nền có CBR < 0,5 mức độ tổn thất lớp đất đắp có thể hơn 100%. Vì vậy sử dụng loại vải địa kỹ thuật đặt giữa đất yếu và nền đường sẽ ngăn cản sự hòa trộn của hai lớp vật liệu. Giúp ngăn ngừa tổn thất lớp đất đắp. Tiết kiệm đáng kể chi phí thi công và xây dựng. Ngoài ra, vải địa còn ngăn chặn không cho đất yếu thâm nhập vào cốt liệu nền đường. Bảo toàn các tính chất cơ lý của vật liệu đắp. Tăng hiệu quả chịu lực toàn bộ tải trọng xe một cách hữu hiệu.

Gia cường

Trong thực tế, dưới tải trọng bánh xe, khả năng chịu tải của nền đường có vải địa kỹ thuật chủ yếu đóng vai trò làm lớp phân cách hơn là chức năng gia cường về khả năng chịu kéo của kết cấu.

Trong trường hợp xây dựng đê, đập hay đường dẫn vào cầu có chiều cao đất đắp lớn, có thể dẫn đến khả năng trượt mái hoặc chuyển vị ngang của đất đắp. Vải địa kỹ thuật sẽ đóng vai trò làm cốt gia cường. Cung cấp lực chống trượt theo phương ngang nhằm gia tăng ổn định của mái dốc.

Tiêu thoát/lọc ngược

Đối với các nền đất yếu có nước và độ ẩm tự nhiên cao. Vải địa kỹ thuật có vai trò làm chức năng thoát nước. Nhằm duy trì và gia tăng cường độ kháng cắt của đất nền. Gia tăng khả năng ổn định tổng thể của công trình theo thời gian. Vật liệu có khả năng tiêu thoát tốt chính là vải không dệt. Có thể làm tiêu tán nhanh chóng áp lực nước lỗ rỗng thặng dư trong quá trình thi công cũng như sau khi xây dựng. Dẫn đến sức kháng cắt của nền đất yếu được gia tăng.

Hai tiêu chuẩn để đánh giá về đặc trưng lọc ngược là khả năng giữ đất và hệ số thấm của vải. Vải địa kỹ thuật cần phải có kích thước lỗ đủ nhỏ để ngăn chặn không cho hạt sét mịn xuyên qua. Đồng thời, kích thước lỗ cũng phải đủ lớn để đảm bảo khả năng thấm nước cho áp lực nước lỗ rỗng được tiêu tán nhanh.

Kết luận

Vải địa kỹ thuật là một trong những vật liệu địa kỹ thuật rất cần thiết trong đời sống. Đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng. Để có thể biết thêm nhiều thông tin hơn hoặc nhận báo giá mới nhất từ chúng tôi. Vui lòng để lại thông tin hoặc liên hệ trực tiếp với Phú Thành Phát. Chúng tôi sẽ hỗ trợ gửi báo giá và giải đáp thông tin sớm nhất cho bạn.

THÔNG TIN LIÊN HỆ
Trụ sở chính: 15 Đường số 5, KDC Vĩnh Lộc, Bình Hưng Hòa B, Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 028.666.03482 – 0909.452.039 – 0903.877.809
Email: infor@vaidiakythuat.com