Geosynthetics คืออะไร ?

Geosynthetics คือกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ทำจาก polymer ( polypropylene, polyester, polyethylene) ส่วนใหญ่ใช้ในงานด้านโยธาและสิ่งแวดล้อม เช่น ทำถนน ทำรางรถไฟ ทำเขื่อน ตัวอย่าง geosynthetics ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายก็อย่างเช่น geotextile, geomembrane, geogrid, geocomposite "คำว่า geo เป็นรากศัพท์ที่บ่งบอกว่า ผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้มักจะถูกใช้กับพื้นผิวหรือวัสดุธรรมชาติ เช่น ดินและหิน ส่วนคำว่า synthetic จะแปลว่า “สังเคราะห์” ซึ่งก็มาจากการที่ผลิตภัณฑ์กลุ่มนี้มักจะผลิตจากวัตถุดิบสังเคราะห์อย่าง polymer นั่นเองค่ะ"

ประโยชน์ของ Geosynthetics

ผลิตภัณฑ์ของกลุ่ม Geosynthetics จะมีหน้าที่หลักๆอยู่ด้วยกัน 5 อย่างค่ะ ซึ่งก็คือ

1. การแยกชั้น (Separation)

คือการแยกชั้นระหว่างวัสดุ 2 ชนิดไม่ให้มาปนกัน อย่างเช่น การแยกชั้นดินและชั้นหินออกจากกัน หน้าที่ในการแยกชั้นจะถือเป็นหน้าที่ที่สำคัญของ Geosynthetics จำพวก Geotextile, Geofoam และ Geocell

2. การเสริมความแข็งแรง (Reinforcement)

คือการช่วยเสริมให้วัสดุอื่นมีความแข็งแรงมากขึ้น โดยอาจช่วยด้วยการเพิ่มขีดความสามารถในการรับน้ำหนัก หรือช่วยลดแรงเสียดทานที่อาจเกิดขึ้นหน้าที่ในการเสริมความแข็งแรงนี้ ถือเป็นหน้าที่ที่สำคัญของ geosynthetics จำพวก geotextile, geogrid และ geocell

3. การกรอง (Filtration)

คือการปล่อยให้ของเหลวไหลผ่าน ในขณะที่กรองวัตถุอื่นเอาไว้ อย่างเช่น ดินและหิน หน้าที่ในการกรองจะถือเป็นหน้าที่ที่สำคัญของ Geosynthetics จำพวก Geotextile

4. การระบาย (Drainage)

คือการปล่อยให้ของเหลวหรือแก๊สเคลื่อนตัวไปยังจุดหมายตามที่ต้องการ หน้าที่ในการระบายจะถือเป็นหน้าที่ที่สำคัญของ Geosynthetics จำพวก Geotextile และ Geonet

5. การกัก (Containment)

คือการกักของเหลวและแก๊สไม่ให้ผ่านไปยังบริเวณอื่น โดยหน้าที่ในการกักนี้ จะถือเป็นหน้าที่ที่สำคัญของ Geosynthetics จำพวก Geomembrane และ Geosynthetic Clay Liner

ตัวอย่างการใช้งาน Geosynthetics

งานก่อสร้างถนน: ใช้เสริมความแข็งแรงให้กับฐานรากถนน ช่วยให้ถนนมีความทนทานต่อการใช้งานมากขึ้น
งานก่อสร้างเขื่อน: ใช้ป้องกันการรั่วซึมของน้ำ ช่วยให้เขื่อนมีความแข็งแรงและมั่นคง
งานก่อสร้างระบบบำบัดน้ำเสีย: ใช้ในการกรองและระบายน้ำ ช่วยให้ระบบบำบัดน้ำเสียทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
งานก่อสร้างระบบป้องกันชายฝั่ง: ใช้ป้องกันการกัดเซาะของชายฝั่ง และช่วยรักษาสภาพแวดล้อมชายฝั่ง
งานก่อสร้างระบบหลังคา: ใช้ป้องกันการรั่วซึมของน้ำ และช่วยให้หลังคาทนทานต่อสภาพอากาศ


Geosynthetics มีอะไรบ้าง
โดยหลักๆแล้วเราจะแบ่ง Geosynthetics เป็น 9 ชนิดดังนี้

1. Geotextile

Geotextile(แผ่นใยสังเคราะห์) คือแผ่นใยที่มีคุณสมบัติน้ำซึมผ่านได้ และมีความทนทานสูง มักผลิตจากวัตถุดิบสังเคราะห์ Polypropylene (PP) หรือ Polyester (PET) ในบรรดา Geosynthetics ทั้งหมด geotextile จะถือเป็นชนิดที่ถูกใช้มากที่สุด โดยทั่วโลกมีการใช้มากถึง 1.4 พันล้านตารางเมตรต่อปี และตัวเลขก็มีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ
เมื่อแบ่งตามกระบวนการผลิต Geotextile ที่ได้รับความนิยมจะมีอยู่ 2 ชนิด ซึ่งก็คือ Non-Woven Geotextile (แผ่นใยสังเคราะห์ชนิดไม่ถักทอ) และ Woven Geotextile (แผ่นใยสังเคราะห์ชนิดถักทอ) ซึ่งเมื่อเทียบกันแล้ว Non-Woven Geotextile นั้นจะถูกใช้บ่อยกว่า ตัวอย่างการใช้งาน Geotextile ก็อย่างเช่น ใช้ในงานสร้างถนน สร้างเขื่อน ทำรางรถไฟ เสริมความแข็งแรงของชั้นดิน คลุมดินเพื่อป้องกันวัชพืช ฯลฯ

2. Geomembrane
Geomembrane (แผ่นเมมเบรนกันซึม) คือแผ่นวัสดุที่มีลักษณะบางและยืดหยุ่น โดยมักจะมีคุณสมบัติป้องกันการซึมผ่านของน้ำ Geomembrane ที่นิยมใช้กันส่วนใหญ่มักจะผลิตจาก High-Density Polyethylene (HDPE), Linear Low-Density Polyethylene (LDPE)

เมื่อเทียบกันแล้ว Geomembrane จะถือเป็น Geosynthetics ชนิดที่ถูกใช้มากรองลงมาจาก Geotextile โดยในปี 2018 geomembrane นั้นมีมูลค่าตลาดทั่วโลกมากถึงเกือบ 1.8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐเลยทีเดียวตัวอย่างการใช้งาน Geomembrane ก็อย่างเช่น ใช้ในงานสร้างเขื่อน สร้างบ่อน้ำ ขนย้ายน้ำ สร้างที่ฝังกลบขยะ ฯลฯ

3. Geogrid
Geogrid (ตาข่ายเสริมกำลังดิน) คือวัสดุใยสังเคราะห์ที่มีลักษณะเป็นตาข่าย มักใช้เสริมความแข็งแรงของดินหรือวัสดุอื่น โดยทั่วไปแล้วมักจะผลิตจาก Polypropylene (PP), Polyester (PET) หรือ Polyethylene (PE) ตัวอย่างการใช้งาน Geogrid ก็อย่างเช่น ใช้ในงานสร้างกำแพง งานทำถนน การเสริมความแข็งแรงให้กับชั้นดิน ฯลฯ

4. Geonet
Geonet คือวัสดุใยสังเคราะห์ที่มีลักษณะเป็นตาข่ายคล้ายๆกับ Geogrid แต่จะต่างกันตรงที่ Geonet นั้นไม่ได้ใช้ในการเสริมความแข็งแรงของดิน แต่มักจะใช้ร่วมกับ Geotextile เพื่อการระบายน้ำ เราจะเรียก Geonet และ Geotextile ที่ถูกประกอบเข้าด้วยกันว่า Geocomposite Geonet มักจะผลิตจาก Polyethylene (PE) โดยชนิดที่นิยมใช้กันก็คือ High-Density Polyethylene (HDPE)

5. Geosynthetic clay liner
Geosynthetic Clay Liner คือวัสดุสังเคราะห์ที่มีชั้นกลางเป็น Bentonite หรือวัสดุอื่นที่มีคุณสมบัติการซึมผ่านของน้ำต่ำ แล้วประกบขนาบ 2 ด้านด้วย Geotextile และ/หรือ Geomembrane ตัวอย่างการใช้ Geosynthetic Clay Liner ก็อย่างเช่น การสร้างบ่อขยะ การสร้างชั้นที่สามารถป้องกันการซึมผ่านของน้ำได้อย่างดีเยี่ยม ฯลฯ

6. Geofoam

Geofoam คือวัสดุสังเคราะห์ที่เกิดจากการขยายตัวของ Polystyrene (PS) โดยจะมีน้ำหนักเบา และมักจะเป็นทรงสี่เหลี่ยมขนาด 2 ม. × 0.75 ม. × 0.75 ม. ตัวอย่างการใช้ geofoam ก็อย่างเช่น ใช้เป็นฉนวนกันความร้อน ใช้ซัพพอร์ตโครงสร้างของสิ่งต่างๆ ใช้ในงานทำสะพาน ฯลฯ

7. Geocell

Geocell (เรียกอีกชื่อว่า Cellular Confinement System) คือวัสดุสังเคราะห์ที่มีลักษณะเป็นตารางหนา มักผลิตจาก High-Density Polyethylene (HDPE) หรือ Novel Polymeric Alloy (NPA) ตัวอย่างการใช้ geocell ก็อย่างเช่น ใช้เสริมความแข็งแรงของดิน ใช้ป้องกันการกร่อนของหน้าดิน ฯลฯ

8. Geocomposite

Geocomposite คือวัสดุสังเคราะห์ที่ประกอบไปด้วย Geosynthetics หลายชนิด แต่ก็อาจมีส่วนประกอบเป็นวัสดุอื่นที่ไม่ใช่ Geosynthetics รวมอยู่ด้วยก็ได้เช่นกัน ตัวอย่างก็เช่น Geocomposite ที่มีส่วนประกอบเป็น Geotextile และ Geomembrane ซึ่งจะทำให้ Geocomposite ชนิดนี้ทั้งมีความทนทานสูง และสามารถป้องกันการซึมผ่านของน้ำได้ด้วย ทำให้เหมาะและสะดวกต่อการใช้ในงานระบบระบายน้ำมากขึ้น

9. Geopipes

Geopipes เป็นท่อโพลีเมอร์ที่มีรูพรุนหรือผนังทึบที่ใช้สำหรับการระบายน้ำก๊าซและของเหลว ในบางกรณี ท่อจะถูกห่อด้วยแผ่นกรองใยสังเคราะห์ ส่วนใหญ่จะใช้ในกรณีที่มีแรงอัดสูงและสำหรับการรวบรวมน้ำชะขยะ Geopipes ใช้สำหรับการใช้งานฝังกลบเพื่ออำนวยความสะดวกในการรวบรวมและการระบายน้ำทิ้งอย่างรวดเร็วของชะขยะไปยังระบบบ่อพักและการกำจัดต่อไป