Was sind Geogitter

Es handelt sich um ein geosynthetisches Produkt mit einer ebenen, offenen Struktur, die aus einem System von sich gegenseitig rechtwinklig kreuzenden Längs- und Querstreben besteht. Diese können an den Kreuzungspunkten kontinuierlich, durch Schweißen, Kleben oder Verflechten verbunden sein.

Die Öffnungen der Geogitter sind in der Regel 10–100 mm groß und ermöglichen es Boden-, Gesteinspartikeln oder anderen geotechnischen Materialien, durch die Öffnungen des Geogitters zu dringen. Sie eignen sich beispielsweise für den Einsatz in den Konstruktionsschichten von Verkehrsflächen.

Typen von Geogittern nach Herstellungstechnologie

Bei Geogittern, wie auch bei allen Geosynthetika, ist die Herstellungstechnologie entscheidend für die endgültigen Eigenschaften des Geogitters und bestimmt in hohem Maße die Eignung oder Nichteignung für bestimmte Anwendungen. Nach der Herstellungsweise unterscheiden wir monolithische, extrudierte, geklebte und gewebte Geogitter.

Monolithische Geogitter

Diese Geogitter werden aus PP- oder HDPE-Folien hergestellt, in die Öffnungen gestanzt werden. Die perforierten Folien werden bis zum Erweichungspunkt des verwendeten Polymers erhitzt und anschließend so gedehnt, dass Öffnungen der gewünschten Form entstehen. Die Streben dieser Geogitter haben einen rechteckigen Querschnitt, und ihre Verbindungen (Knoten) sind stärker als die einzelnen Streben. Monolithische Geogitter zeichnen sich durch ihre Steifigkeit, geometrische Stabilität und Festigkeit der Verbindung aus. Dadurch werden sie sofort nach Belastung bei minimalen Verformungen der Baukonstruktion aktiviert. Sie sind daher besonders für den Einsatz in den Konstruktionsschichten von Verkehrsflächen geeignet.

Extrudierte Geogitter

Dieser Typ wird durch Extrusion einer heißen Polymermischung mittels eines Düsen-Systems hergestellt. Die einzelnen Ströme des heißen Polymers verbinden sich im halbflüssigen Zustand an den Kreuzungspunkten und werden anschließend üblicherweise in einem Wasserbad gekühlt. Je nach Düsenabstand entstehen unterschiedliche Größen und Formen der Öffnungen. Extrudierte Geogitter haben eine steife Struktur, stabile Geometrie und relativ feste Verbindungen. Die Streben dieser Geogitter haben in der Regel einen abgerundeten Querschnitt.

Geklebte Geogitter

Geklebte Geogitter entstehen, wie der Name schon sagt, durch das Verkleben von Polymerstreifen, die in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen angeordnet sind. Durch die Wahl der Streifenstärke und deren Anordnung entstehen Geogitter mit unterschiedlicher Festigkeit und Öffnungsgröße. Diese Geogitter werden auch als „verbundene“ oder „verschweißte“ Geogitter bezeichnet. Die Verbindung der Streifen erfolgt thermisch, mechanisch oder mit Hilfe von Klebstoff. Geklebte Geogitter sind flexibel und können hohe Festigkeiten erreichen. Problematisch ist jedoch die Festigkeit der Verbindung, die zwar nicht verschiebbar ist, sich aber unter äußeren Einflüssen leicht löst und dadurch die Einsatzmöglichkeiten einschränkt.

Gewebte Geogitter

Gewebte Geogitter werden ähnlich wie gewebte Geotextilien hergestellt und weisen aufgrund der gleichen Herstellungstechnologie viele gemeinsame Eigenschaften mit gewebten Geotextilien auf. Wie geklebte Geogitter sind auch gewebte Geogitter sehr flexibel und haben eine weiche, nachgiebige Struktur. Die Verbindungen der gewebten Geogitter verschieben sich unter Belastung leicht, und die Streben behalten ihre Geometrie nicht bei. Aufgrund ihrer Nachgiebigkeit erfordert die Aktivierung eines gewebten Geogitters nach Belastung eine größere Verformung der Baukonstruktion als andere Geogittertypen.

Konstruktion von Geogittern nach ihrem Einsatz

Hinsichtlich der Struktur unterscheiden wir Geogitter nach ihrer Fähigkeit, Belastungen in ihrer Ebene zu übertragen. Nach diesem Kriterium teilen wir Geogitter in einachsige, zweiachsige und dreiachsige Geogitter.

Einachsige (uniaxiales) Geogitter

Dies sind Produkte, bei denen die Festigkeit in einer Richtung der Streben deutlich überwiegt, während die andere Richtung eine wesentlich geringere Festigkeit aufweist. Die Richtung mit der höheren Festigkeit wird auch als tragende Richtung bezeichnet, die entgegengesetzte Richtung als konstruktive Richtung. Einachsige Geogitter werden in Baukonstruktionen dort eingesetzt, wo eine Belastung in der Ebene des Geogitters nur in einer Richtung zu erwarten ist. Typische Anwendungen sind Stützmauern, steile Böschungen, Hangsanierungen oder Konsolidierungsverstärkungen unter Dämmen.

Zweiachsige (biaxiales) Geogitter

Bei diesen Produkten unterscheidet sich die Festigkeit in Längs- und Querrichtung des Geogitters nicht wesentlich, und das Produkt widersteht in beiden Richtungen ähnlichen Belastungen. Zweiachsige Geogitter werden dort eingesetzt, wo die Richtung der Belastung nicht genau bestimmt werden kann oder sich aufgrund der Umstände ändern kann. Der Einsatz dieser Produkte ist daher geeignet für den Bau von Verkehrsflächen, Parkplätzen oder anderen befestigten Flächen. Sie eignen sich auch gut für die Herstellung verschiedener Arbeitsflächen.

Dreiachsige(triaxiales) Geogitter

Bei dreiachsigen Geogittern ist die Festigkeit in allen Richtungen vergleichbar, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass die dreieckigen Öffnungen in einer hexagonalen Anordnung gruppiert sind. Diese Anordnung gewährleistet eine nahezu kreisförmige Spannungsverteilung. Dreiachsige Geogitter sind vor allem für die mechanische Stabilisierung der Konstruktionsschichten von Straßen, Eisenbahnen und anderen Verkehrsflächen bestimmt. Sie zeichnen sich durch eine außergewöhnliche Verzahnung bei minimalen Verformungen der Konstruktion aus.

Materialien für die Herstellung von Geogittern

Polypropylen (PP)

Polypropylen ist ein thermoplastischer Polymer aus der Gruppe der Polyolefine. Es ist hart und gleichzeitig elastisch und wird daher zur Herstellung einer Vielzahl geosynthetischer Produkte verwendet. Bei Raumtemperatur ist es sehr beständig gegen Laugen, Säuren und die meisten chemischen Lösungsmittel. Polypropylen schmilzt bei Temperaturen von 160–170 °C. Ohne Zusätze zur Absorption von UV-Strahlung kann es bei UV-Exposition (also auch Sonnenlicht) leicht degradieren. Bei hohen Temperaturen kann es oxidieren, was bei der Herstellung (Extrusion, Spritzguss) ein häufiges Problem darstellt, weshalb es durch Zugabe von Antioxidantien geschützt werden sollte.

Hochdichtes Polyethylen (HDPE)

Polyethylen mit hoher Dichte, genannt HDPE, ist wie Polypropylen ein thermoplastischer Polymer aus der Gruppe der Polyolefine. Daher hat es ähnliche Eigenschaften wie Polypropylen. Es ist extrem beständig gegen Laugen, Säuren und die meisten Chemikalien. Es ist für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln geeignet, da es ungiftig und geruchlos ist. Es schmilzt bei Temperaturen von 120–130 °C. Bei UV-Exposition muss es durch Zusätze geschützt werden, die UV-Strahlung absorbieren. HDPE ist anfällig für Oxidation und sollte daher durch Zugabe von Antioxidantien geschützt werden.

Polyester (PET)

Polyester ist die gebräuchliche Bezeichnung für Fasern aus Polyethylenterephthalat, die zur Herstellung von Geosynthetika verwendet werden. Fasern aus PET zeichnen sich durch ihre Festigkeit, Elastizität und Feuchtigkeitsbeständigkeit aus. Sie sind empfindlich gegenüber alkalischen Umgebungen, in denen sie degradieren. Bei der Anwendung ist daher ein möglicher Kontakt des Geosynthetikums mit Kalk, Zement, frischem Beton und anderen alkalischen Stoffen zu vermeiden. Chemische Beständigkeit: PET-Flaschen sind für Lösungen starker Laugen ungeeignet und auch nicht beständig gegenüber Salpetersäure. Schmelztemperatur: 250–280 °C.

Polyvinylalkohol (PVA)

Polyvinylalkohol ist ein Polymer mit vielen unterschiedlichen Eigenschaften. Für die Herstellung von Geosynthetika werden hochfeste PVA-Fasern verwendet, die in einem speziellen Verfahren hergestellt werden. Sie haben eine hohe Festigkeit, einen hohen Elastizitätsmodul, Beständigkeit gegen Säuren, Laugen, Abrieb und Sonnenstrahlung. Dank dieser hervorragenden Eigenschaften findet PVA breite Anwendung in industriellen Geweben, Bauverstärkungsmaterialien, Verpackungsmaterialien, Seilen und Netzen. Schmelztemperatur: über 200 °C.