تاریخچه ژئوممبرین، کاربرد ها و انواع آن

ژئوممبران: PVC-

ژئوممبران pvc محصول عایق بندی است که با آماده کردن رزین (کلراید پنی دینیل) مواد پرکردنی ماده رنگ زنی به همراه تثبیت کننده ها وقراردادن آنها درمعرض عملیات های لازم درقالب ریزی ها و نیز بر اثر حرارت به صورت یک فرم متجانس تشکیل می شود.

انواع ژئوممبران PVC-

ژئوممبران مضرس دار

ژئوممبران ضد باکتری

ژئوممبران با ژئوتکستایل لمینت شده

ژئوممبران pvc - شکل T

مشخصات ژئوممبران PVC-

1-مقاومت شیمیایی

2-جوش پذیری

3-انعطاف پذیری

4-انبساط وانقباض نسبی زیاد

مقاومت دربرابر اشعه UV5-

موارد کاربرد ورق ژئوممبران: pvc-

1-مخازن آب وتصفیخانه ، حوضچه ها واستخر

2-پشت بام و بالکن

3-تونل های زیر زمینی

4-پارکینگ های اتومبیل زیر زمینی

5-مصرف زیر کاشی

مشخصات ژئوممبران: - مضرس دار

ژئوممبران pvc مضرس دار (signal lair ) ورقی است شامل یک لایه باریک وکمرنگ برای سهولت درتشخیص صدمات که به آسانی در صورت صدمه با دید بصری قابل تشخیص است.

ژئوممبران T- Grip-

- نگه دارنده بتن بر روی ورق ژئوممبران در شیب ها ودیوارها

- در سیستم های فاضلاب

- دور ستون ها ولوله ها

مزایا

در صورت بکارگیری این عایقها جهت پوشش و نفوذ ناپذیر کردن کانال بخشی از مزایای آن بشرح زیر میباشد:

1- سرعت اجرای زیاد و زودتر به بهره برداری رسیدن کانال

2- کاهش عملیات خاکی و افزایش سرعت آب و دبی کانال

3-حذف لایه فیلتر زهکش

4- حذف عملیات تعویض خاک

5- افزایش عمر مفید کانال به چندین برابر عمر کانال بتنی و عدم نیاز به ترمیم و نگهداری

الف- نتایج و بحث

هدف از اجرای پوشش ، جلوگیری از تلفات آب ، فرسایش خاک ، کاهش هزینه های نگهداری کانال و جلوگیری از رشد علفهای هرز می باشد.هزینه های اجرایی هر متر مربعپوشش بتنی و ژئوممبران - بتنی تقریبا" با یکدیگر برابر می باشد بنابراین در شرایط مشابه مزیت استفاده از پوشش ژئوممبران جلوگیری از هدر رفتن آب و یا راندمان بالاتر انتقال می باشد. استفاده ازاین پوششها ضمن اینکه ازاتلاف مایعات محلولهای شیمیائی موجود درکانالها جلوگیری بعمل می آورد بعلت برخورداری ازتائیدیه های زیست محیطی ازآلودگی منابع آب وخاک نیزجلوگیری بعمل می آورد ازسوی دیگر استفاده از HDPE بعنوان جایگزین لاینینگ بتنی ویا رسی ازتخریب کف ودیواره های کانال بعلت خورندگی خاکهای بستر جلوگیری نموده ودوام دهها ساله بدون نیازبه تعمیرات ویا تعویض خاک را درخاکهای نامناسب ازقبیل گچی ، آهکی ، سولفات و000 را تضمین می نماید. برای احداث کانال در حین مواجهه با خاکهای نامناسب دو راه حل وجود دارد :

1-تعویض خاک منطقه و جایگزینی با خاک مناسب

2-استفاده از پوشش های ژئو ممبران – بتنی .شایان توجه میباشد در اجرای این پوشش در صورت رعایت ننمودن موارد زیر نتایج نامطلوب حاصل میشود .

1- عدم اجرای صحیح ژئو ممبران و پوشش بتنی

2- عدم استفاده از محصول مناسب

3- نشست خاک

4- عدم دقت در کارگذاری ژئو ممبران

5-عدم مهار صحیح ژئو ممبران

6-استفاده از بتن مگر در زیر پوشش ژئوممبران

مهمترین بخش در مورد لایه ژئو ممبرین مربوط به درز گیری ها و جوش دادن صفحات ژئوممبرین در محل میباشد . چرا که اگر نشتی در این مکانها رخ دهد طرح کا ر آیی خود را از دست داده و اهداف مورد نظر بر آورده نخواهد شد . روی هم رفته در طرحهای اجرا شده با ژئوممبرین حدود 15% صرفه جویی اقتصادی نسبت به طر ح های دیگر که از ژئو ممبرین استفاده نمی کنند میشود .

ژئوممبران‌ها

خصوصیات لازم یک ژئوممبران برای استفاده در دیوار آب بند به شرح زیر است:

- سختی بالا برای آسانی نصب

- مقاومت بالا در مقابل انواع مواد شیمیایی که شامل حلال‌های آلی نیز می‌باشد

- امکان نصب پروفیل‌های قفل و بست روی لبه صفحات ژئوممبران

- دوام مناسب در حالت مدفون

HDPE برای اکثر موارد بالا انتخاب مناسبی است. این ماده سختی کافی ندارد تا بتوان آن را مثل صفحه فولادی مستقیماً به داخل خاک راند ولی همانگونه که توضیح داده شده راه های زیادی برای نصب آن وجود دارد. وقتی که هزینه و در دسترس بودن آن نیز مد نظر قرار گیرد دیده می‌شود که در این نوع کاربرد انتخاب طبیعی می‌باشد. دلیل دیگر برای انتخاب HDPE قابلیتشکل یافتن آن توسط عملیات اکستروژن است.قفل و بست‌ها شکل‌های پیچیده ای دارند که توسط فرآیند اکستروژن ساخته می‌شوند و سپس به طول مورد نظر بریده شده و به پانل‌های ژئوممبران جوش امتزاجی داده می‌شوند. اکنون به عملکرد HDPE

در حالت مدفون در دراز مدت پرداخته می‌شود. غیر از تنش که ممکن است منجر به ایجاد ترک در مواردی شود عوامل کمی می‌توانند عمر ژئوممبران HDPE را در حالت مدفون کوتاه کنند یکی از آنها قرار گرفتن د رمعرض مواد شیمیای است. تا کنون صدها آزمایش سازگاری طبق استاندارد9090EPA بر روی HDPE با انواع مواد شیمیایی انجام گرفته است که در هیچ یک از این آزمایش‌ها تخریب مشاهده نشده است.

در مورد هیدروکربنها با غلظت زیاد (هیدروکربن‌های کلرینه و آروماتیک نامطلوبترین آنها هستند) کاهش مقاومت حد تسلیم کششی تا 30% می‌تواند رخ دهد. این به خاطر روان شدگی فیزیکی است که HDPE را نرم می‌کند. البته این واکنش قابل برگشت است، یعنی زمانی که اجازه خروج به مواد شیمیایی داده شود، مقاومت اولیه باز می‌گردد.

یکی از مهمترین خصوصیات دیوارهای آب‌بند، نفوذناپذیری در مقابل مواد شیمیایی است. لازم است نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران از نفوذپذیری که معمولاًدر مهندسی ژئوتکنیک به آن اشاره می‌شود متمایز شود. در حالت خاک‌ها و سایر مواد متخلخل، انتقال آب (یا سایر مواد شیمیایی) از حفرات خاک، ترکها یا شکستگیها رخ می‌دهد. در صورتی که در نفوذپذیری شیمیایی، ماده شیمیایی از یک غشا غیر متخلخل در سطح مولکولی عبور خواهد کرد. مولکولهای می‌توانند به طریقی خود را از بین زنجیرهای پلیمری عبور دهند.

HDEP یک ماده پلاستیک نیمه بلوری است که آن را د رمقابل نفوذپذیری شیمیایی مقاوم می‌سازد. باید دانست که هیچ پلیمری نسبت به مواد شیمیایی کاملاً عایق نیست همیشه مقداری تراوش رخ می‌دهد. سوال اساسی این است که آیا مقدار نفوذپذیری قابل قبول است یا خیر.

عوامل زیادی در مقدار نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران تاثیر می‌گذارد. این عوامل شامل تمرکز شیمیایی، دما و ضخامت ورق است. نفوذپذیری دو مولفه عمده دارد که شامل نرخ انتشار (Diffusivity) و انحلال‌پذیری است. نرخ انتشار، نرخ انتقال یک ماده شیمیایی از یک مانع است. انحلال‌پذیری مقدار ماده شیمیایی که یک مانع می‌تواند نگهداری کند. بنابراین نفوذپذیری مربوط به مقدار حجم زاید یک پلمیر و سازگاری ماده شیمیایی با ژئوممبران است. در واقع، نفوذپذیری مرتبط با این است که چه مقدار ماده شیمیایی می‌تواند توسط غشا جذب شود و سرعتی که ماده شیمیایی از مانع عبور می‌کند. بنابرین غلظت، دما و ضخامت ژئوممبران بر مقدار نفوذپذیری تاثیر می‌گذارد.

نکات اجرایی در استفاده از ژئوممبرین ها

1-جهت استفاده از ژئوممبرین ها در سطوح شیبدار و یا قائم و جاهایی که امکان لغزش و جود دارد از نوعی ژئوممبرین استفاده می شود که بر روی سطح ان برجستگی هایی به شکل میخ و جود دارد این میخچه ها در آستر زیر فرو رفتهدو مانع از لغزش لایه ژئوممبرین میزشود.

2-در هنگام نصب ژئوممبرین باید کاملا" توجه داشت که از هر گونه خراش بر سطح آن جلوگیری شود خراش های سطحی به شکل قابل توجهی موجب کاهش مقاومت می شوند.

3-ژئوممبرین بصورت لوله ای و تخته ای ذر بازار عرضه می شود . گاهی برای سطوح وسیع مجبور به چسباندن چند لایه ژئوممبرین می باشیم. برای چسباندن ژئوممبریندر خارج از کارخانه ودر محل کارگاه معمولا" از چسب های مخصوص استفاده می شود. گاهی نیز جهت چسباندن دو لایه ژئوممبرین از ماده حلالی که موجب حل شدن دو لایه مجاور در هم می شود استفاده می گردد.

ژئوممبران

. ژئو ممبرانها اساساً ورقه های نازک و نفوذ ناپذیری هستند که از مواد لاستیکی یا پلاستیکی ساخته میشوند و عمدتآً برای آستر کاری و پوشش تأ سیسات ذخیره مایعات و گازها به کار میروند.ژئوممبرین ها دسته ای از خانواده ژئوسنتیتیک ها هستند که به شکل قابل ملاحظه ای نفوذ ناپذیرند . ماده اصلی تشکیل دهنده ژئوممبرین ها پلیمرهای مصنوعی اند و مهمترین نقش آنها به عنوان ماده ای محافظ در برابر عبور سیالات می باشد.کاربرد وسیع ژئوممبرین ها وابسته به خواص فوق العاده آنها نسبت به وزنشان می باشد.از مشخصات بارز این عایقها می توان به مقاومتهای کششی ، پارگی ، سوراخ شدگی بسیار بالای آنها اشاره نمود.درصد ازدیاد طول این عایقها تا بیش از 7 برابر طول اولیه آنها می باشد. همچنین نفوذ ناپذیری ، انعطاف پذیری توام با مقاومت بالادربرابرپاره شدگی و سوراخ شدگی و تغییرات بالای دمای اطراف ، مقاومت در برا برمواد شیمیایی ، سبک بودن و نصب سریع آنها است. ژئوممبران دارای طبیعت پلیمری هستند و به این دلیل در مقایسه با خاکهای رسی و ژئو تکستایل ها نفوذ ناپذیر تر می باشند ، آزمایشهای عبور خاک آب ، ضریب نفوذ پذیری آنها m/s 15- 10*2.7 نشان داده است .

بعضی از کاربردهای ژئوممبراین در پرو ژه های عمرانی

ژئوممبران‌ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کمهزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این عایقها در کانالها کاربردهای فراوانی دارند خصوصا" در کانالهایی که از خاکهای واگرا ، گچی ، تورمی ، رمبنده و... عبور مینماید و یا با مشکل آبندی روبرو باشند ، استفاده از این عایقها در مقابل liningبتنی میتواند بعنوان گزینه مناسبی مورد نظر قرارگیرد.، انعطاف پذیری بالای این عایقها ، اجرای آسان که پیشرفت نصب ان معادل 5000 m2 در روز ، عدم نیاز به نگهداری و تعمیرات در طول دوره کارکرد و نیز افزایش قابل توجه سرعت حرکت اب و دبی کانال بعلت تفاوت ضریب زبری بتن با HDPE و امکان استفاده از آنها به صورت روباز از جمله دلایل استقبال جهانی از آن در پروژه ها میباشد. که از آن جملهمی‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

- از جمله مهمترین کاربردهای ژئوممبراین کاربرد به عنوان آستر و محافظ می باشد که عمدتا" در سطوح داخلی کانال ها ، مخازن و لوله های آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرد.مقاومت بالای ژئوممبرین در برابر سایش مانع از سائیدنه شدن سطوح این تاسیسات می شود. همچنین می توان از تاثیرات منفی فاضلاب بر روی سطوح تاسیسات مربوطه با نصب لایه ژئوممبرین بر روی آنها جلوگیری نمود. جهت حفاظت سازه های بتنی ذر بربر حملات شیمیایی خورنده محیط اطراف نیز می توان از ژئوممبرین استفاده نمود

- جهت آبندی جدار تونل ها همواره از ترکیبی از ژئوممبرین و ژئوتکستایل که در واقع تشکیل یک ژئوکمپوزیت را می دهند استفاده می گردد. در این کاربرد یک لایه از ژئو تکستایل را جهت زهکشی آب به سطح تونل می چسبانند و سپس بر روی آن یک لایه ژئوممبرین راجهت جلوگیری از نفوذ آب قرار می دهند و سپس نمای بنای نهایی را اجرا می کنند.

- جهت کنترل خاک هایی که بر اثر رطوبت که براثر رطوبت متورم می شوند از ژئوممبرین با قدرت نفوذ ناپذیری بالا استفاده می شود

- در تاسیساتی که قدرت کنترل مطلوب آب را جهت جلوگیری از اتلاف آن را ندارند نیز از ژئوممبرین به عنوان لایه محافظ در برابر خروج آب استفاده می شود و به شکل قابل توجهی از هدر رفتن آب جلوگیری می شود.

- آب و فاضلاب: از ژئوممبران‌ها جهت ساختلاگون‌ها، کانال‌های آبرسانی، حوضچه‌ها و استخرها و دریاچه‌های مصنوعی استفادهمی‌‌شود. با توجه به اینکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیبآنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگریدها میسر است.

- ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی: در اینخصوص می‌‌توان به ایزوله دیوارهای متروهای شهری و سازه‌های هیدرولیکی و غیره اشارهنمود.

- سایت دفن زباله شهری و صنعتی و خطرناک: با استفاده از ژئوممبرانمی‌‌توان مخازن کاملاً ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله‌های شهری و صنعتی ایجادنمود. ژئوممبران‌ها دارای انواع فراوانی، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی ومخرب هستند.

- سد سازی و پل سازی ،ساخت سیل بند ها و جلو گیری از فرسایش

- مقاوم سازی بستر رودخانه ها و زهکشی قائم و فیلتراسیون ،اجرا شیبهای خاکی و دیوارهای حائل

- تصفیه خانه ها و حوضچه های مصنوعی ، استخر ها و سازه های زیر زمینی

- دورلوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند وصدها کاربرددیگر درصنعت وکشاورزی وآبیاری وغیره دارد0

همچنین ازژئوممبران برای جداکننده بین موج شکنهای کنار دریاها ازساحل آن استفاده میشود( دربندرامام نیزبه همین دلیل جلوگیری ازنفوذ آب دریا به جاده های کنار ساحل ازژئوممبران استفاده شده است ) زیرا ژئوممبرانها مقاومت بسیارزیادی دربرابرفشاروپارگی دارند بطوری که میتوان درحین اجرای ژئوممبران ، باوسایل سنگین ازجمله بولدوزر روی آن تردد نمود.

1-انعطاف پذیر و غیر قابل نفوذ در برابر آب

2-حفظ خاصیت نفوذ ناپذیری در تمام طول عمر

3-امکان افزایش طول تا 7 برابر طول اولیه

4-مقاوم در برابر اشعه ماورای بنفش خورشید

5-گستره وسیع تحمل دمایی از 40- تا 70+ درجه سانتی گراد

6-عدم شرکت در واکنش های شیمیایی به علت دارا بودن آنتی اکسیدان

7-مقاوم در برابر انواع مواد شیمیایی نظیر اسیدها ،بازها و نمک ها

8-مقاوم در برابر عوامل محیطی و بیولوژیکی نظیر رویش نی ،علف هرز ،جانوران جونده ،باکتری ها و جلبک ها

* یک سوم هزینه بتن

* یک سوم زمان ساخت نسبت به بتن

* نصب هر هزار متر در 48 ساعت

* ده سال گارانتی

* احداث استخرهای ذخیره آب جهت کشاورزی

* پوشش کانالها و نهرهای آبیاری و آبرسانی

* مخازن دفع زبالهای شهری ،صنعتی و بیمارستانی

* پوشش حوضچه های تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی

* پوشش لوله و تونلهای بتنی

* ایزولاسیون منابع زیر زمینی و غیره

نویسنده : کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران/دپارتمان تحقیق و توسعه.((مشاور و تولید کننده محصولات افزودنی بتن و ارائه دهنده خدمات مهندسی بتن))