Wie werden Geokunststoffe hergestellt? Ein umfassender Leitfaden zu den Herstellungsprozessen

Geokunststoffe sind technische Werkstoffe für den Bau-, Umwelt- und Geotechnikbereich. Dazu gehören Geomembranen aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Liner aus linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Geotextilien und Geogitter. Ihre Herstellungsverfahren variieren je nach Materialtyp und Verwendungszweck. Im Folgenden werden die Produktionsprozesse der wichtigsten Geokunststoffe detailliert beschrieben.

Geomembranen sind Sickerwasserbarrieren aus Polymeren wie Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE).

Rohstoffe:

Primärharz (z. B. reines HDPE/LLDPE-Granulat)

Zusatzstoffe:

Ruß (2–3 % für UV-Schutz), Antioxidantien und Stabilisatoren.

Produktionsmethode:

Blasformen (anwendbar auf lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) und weiche Polyethylen hoher Dichte (HDPE):Das geschmolzene Harz wird zu einem Schlauch extrudiert, zu einer Folie aufgeblasen und dann abgekühlt und zu einer Platte abgeflacht.

Vorteile: Erzeugt gleichmäßige, biaxial orientierte, reißfeste Folien.

Kalandrieren (für dickes Polyethylen hoher Dichte (HDPE)):Das geschmolzene Polymer wird zwischen beheizten Walzen zu einer Platte (0,5–3,0 mm dick) gepresst.

Vorteile: Präzise Dickenkontrolle, ideal für Deponieauskleidungen (z. B. 2 mm dicke HDPE-Geomembranen).

Texturierung (GMST/GMT-Typen):

Durch Prägung oder Coextrusion entsteht eine gestreifte/papillierte Oberfläche, die die Hangreibung erhöht (Reibungswinkel 25–35°).

Qualitätskontrolle:

Tests: Zugfestigkeit (HDPE ≥ 25 MPa), Dehnung (LLDPE ≥ 700 %) und Durchlässigkeit (≤ 1 × 10⁻¹³ cm/s).

Zertifizierungen: GRI GM13, ASTM D6693 und ISO 9001.

Geotextilien sind durchlässige Gewebe, die zur Filtration, Entwässerung oder Verstärkung verwendet werden.

Material:

Polypropylen- (PP) oder Polyesterfasern (PET).

Herstellungsprozess:

Vlies-Geotextilien:

Die Fasern werden zufällig verlegt und durch Nadelfilzen oder Heißschmelzen verbunden (z. B. 300 g/m² PET-Geotextil).

Anwendungen:Deponie-Drainageschichten, Wurzelschutz.

Gewebte Geotextilien:

Fasern werden in ein Gittermuster eingewebt (z. B. mit einer Zugfestigkeit von 80 kN/m zur Straßenbewehrung).

Haupteigenschaften:Durchstoßfestigkeit, Durchlässigkeit (5–15 l/m²/s) und UV-Stabilität.

Geogitter:Hergestellt aus extrudierten Platten aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE), die dann gestreckt werden, um Poren zu erzeugen und sich mit dem Boden zu verzahnen. Wird für Stützmauern und Straßenbetten verwendet.

Geonetze:Extrudierte dreidimensionale Polymerstrukturen zur Entwässerung von Deponien und Hängen.

Konstruktion:Bentonit wird zwischen zwei Schichten Geotextil eingeschlossen und für zusätzliche Stabilität vernadelt.

Es weist bei Feuchtigkeitszufuhr selbstheilende Eigenschaften auf.

Konkrete Leinwand:Ein mit einer trockenen Betonmischung imprägniertes Gewebe, das bei Hydratisierung aushärtet.

Geotubes/Geobags:Gewebte Polypropylenschläuche, gefüllt mit Erde/Schlamm zur Erosionskontrolle.

Geokunststoffe werden durch Verfahren wie Extrusion, Weben, Kalandrieren und Verbundklebung hergestellt und eignen sich für Anwendungen wie Deponieabdichtungen, Hangstabilisierung und Entwässerungssysteme. Fortschritte bei strukturierten Geomembranen und intelligenten Abdichtungen (mit eingebetteten Sensoren) treiben die Innovation weiter voran.