تاریخچه ژئوممبرین، کاربرد ها و انواع آن

انواع ژئوممبرانPVC

- 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 و انقباض نسبی زیاد

5. مقاومت در برابر اشعه ی UV5

موارد کاربرد ورق ژئوممبرانPVC:

1. مخازن آب و تصفیخانه ، حوضچه ها و استخر

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 و کمرنگ 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 و دیوار ها

- در سیستم های فاضلاب

- دور ستون ها و لوله ها

مزایا

در صورت بکارگیری این عایق ها جهت پوشش و نفوذ ناپذیر کردن کانال بخشی از مزایای آن بشرح زیر می باشد:

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 علف های هرز می باشد. هزینه های اجرایی هر متر مربع پوشش 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 پوشش ها ضمن اینکه از اتلاف مایعات محلول های شیمیایی موجود درکانال ها جلوگیری بعمل می آورد بعلت برخورداری از تائیدیه های زیست محیطی از آلودگی منابع آب وخاک نیز جلوگیری بعمل می آورد از سوی دیگر استفاده از HDPE بعنوان جایگزین لاینینگ بتنی ویا رسی از تخریب کف و دیواره های کانال بعلت خورندگی خاک های بستر جلوگیری نموده و دوام ده ها ساله بدون نیازبه تعمیرات و یا تعویض خاک را درخاک های نامناسب ازقبیل گچی، آهکی، سولفات و 000 را تضمین می نماید. برای احداث کانال در حین مواجهه با خاک های 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 می باشد در اجرای این پوشش در صورت رعایت ننمودن موارد زیر نتایج نامطلوب حاصل می شود.

3. عدم اجرای صحیح ژئو ممبران و پوشش بتنی

4. عدم استفاده از محصول مناسب

5. نشست خاک

6. عدم دقت در کارگذاری ژئو ممبران

7. عدم مهار صحیح ژئو ممبران

8. 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 می باشد. چرا که اگر نشتی در این مکان ها رخ دهد طرح کارایی خود را از دست داده و اهداف مورد نظر بر آورده نخواهد شد. روی هم رفته در طرح های اجرا شده با ژئوممبرین حدود 15% صرفه جویی اقتصادی نسبت به طر ح های دیگر که از ژئو ممبرین استفاده نمی کنند می شود.

ژئوممبران ها

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 حلال های آلی نیز می باشد

- امکان نصب پروفیل های 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 مستقیما 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 قابلیت شکل یافتن آن توسط عملیات اکستروژن است. قفل و بست‌ها شکل ‌های پیچیده ای دارند که توسط فرآیند اکستروژن ساخته می‌شوند و سپس به طول مورد نظر بریده شده و به پانل ‌های 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 استاندارد 9090EPA 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 (هیدروکربن ‌های کلرینه و آروماتیک نامطلوب ترین 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 دیوار های آب بند، نفوذناپذیری در مقابل مواد شیمیایی است. لازم است نفوذپذیری شیمیایی ژئوممبران از نفوذپذیری که معمولا در مهندسی ژئوتکنیک به آن اشاره می‌شود متمایز شود. در حالت خاک ها و سایر مواد متخلخل، انتقال آب (یا سایر مواد شیمیایی) از حفرات خاک، ترکها یا شکستگی ها رخ می‌دهد. در صورتی که در نفوذپذیری شیمیایی، ماده شیمیایی از یک غشا غیر متخلخل در سطح مولکولی عبور خواهد کرد. مولکول های می‌توانند به طریقی خود را از بین زنجیر های پلیمری عبور دهند.

HDEP یک ماده پلاستیک نیمه بلوری است که آن را در مقابل نفوذپذیری شیمیایی مقاوم می‌سازد. باید دانست که هیچ پلیمری نسبت به مواد شیمیایی کاملا 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 انحلال پذیری است. نرخ انتشار، نرخ انتقال یک ماده شیمیایی از یک مانع است. انحلال ‌پذیری 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 رفته و مانع از لغزش لایه ژئوممبرین می شود.

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 ژئوممبرین در 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 ممبران ها اساسا ورقه های نازک و نفوذ ناپذیری هستند که از مواد لاستیکی یا پلاستیکی ساخته میشوند و عمدتا برای آستر کاری و پوشش تاسیسات ذخیره مایعات و گاز ها به کار می روند. ژئوممبرین ها دسته ای از خانواده ژئوسنتیتیک ها هستند که به شکل قابل ملاحظه ای نفوذ ناپذیرند . ماده اصلی تشکیل دهنده ژئوممبرین ها پلیمر های 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 عایق ها می توان به مقاومتهای کششی ، پارگی ، سوراخ شدگی بسیار بالای آنها اشاره نمود. درصد ازدیاد طول این عایق ها تا بیش از 7 برابر طول اولیه آنها می باشد. همچنین نفوذ ناپذیری ، انعطاف پذیری توام با مقاومت بالا در برابر پاره 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 خاک های رسی و ژئو تکستایل ها نفوذ ناپذیر تر می باشند ، آزمایش های عبور خاک آب ، ضریب نفوذ پذیری آنها m/s 15 - 10*2.7 نشان داده است .

بعضی از کاربرد های ژئوممبراین در پرو ژه های عمرانی

ژئوممبران ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کم هزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این عایق ها در کانال ها کاربرد های فراوانی دارند خصوصا در کانال هایی که از خاک های واگرا ، گچی ، تورمی ، رمبنده و ... عبور می نماید و یا با مشکل آببندی روبرو باشند ، استفاده از این عایق ها در مقابل lining بتنی می تواند بعنوان گزینه مناسبی مورد نظر قرارگیرد. انعطاف پذیری بالای این عایق ها ، 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 آب 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 می باشد. که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- از جمله مهمترین کاربرد های 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 آب بندی 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 ژئوممبران ها جهت ساخت لاگون ها، کانال های آبرسانی، حوضچه ها و استخر ها و دریاچه های مصنوعی استفاده می‌‌شود. با توجه به اینکه ژئوممبران در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیب آنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگرید ها میسر است.

- ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی: در این خصوص می‌‌توان به ایزوله دیوار های مترو های شهری و سازه های هیدرولیکی و غیره اشاره نمود.

- سایت دفن زباله شهری و صنعتی و خطرناک: با استفاده از ژئوممبران می توان مخازن کاملا ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله های شهری و صنعتی ایجاد نمود. ژئوممبران ها دارای انواع فراوانی، به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی و مخرب 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 ،اجرای شیب های خاکی و دیوار های حائل

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

- دور لوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند و صد ها کاربرد دیگر درصنعت و کشاورزی و آبیاری و غیره دارد.

همچنین ازژئوممبران برای جداکننده بین موج شکن های کنار دریا ها ازساحل آن استفاده می شود (در بندر امام نیز به همین دلیل جلوگیری ازنفوذ آب دریا به جاده های کنار ساحل از ژئوممبران استفاده شده است) زیرا ژئوممبران ها مقاومت بسیار زیادی در برابر فشار و پارگی دارند بطوری که می توان 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 استخر های ذخیره آب جهت کشاورزی

* پوشش کانال ها و نهر های آبیاری و آبرسانی

* مخازن دفع زبالهای شهری ،صنعتی و بیمارستانی

* پوشش حوضچه های تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی

* پوشش لوله و تونل های بتنی

* ایزولاسیون منابع زیر زمینی و غیره