ژئوممبران ها، مقاوم سازهای امروزی

در این بخش با محصولی فوق العاده جهت مقاوم سازی زمین آشنا خواهید شد، تا انتهای مطلب با ما باشید.

سیستم ژئوممبران چیست؟

سیستم ژئوممبران ممکن است برای محتوی آب ذخیره از تاسیسات هسته ای، زباله های رادیواکتیو یا خطرناک، یا سیستم های مدیریت کود برای CAFO ها استفاده شود. آنها همچنین ممکن است برای پوشش استخرها، حوضچه ها، و حفره های آب زمین گلف و سنگرهای شنی که برای ذخیره آب هستند استفاده شوند. به منظور محتوی این مایعات و گازها، مواد ژئوممبران باید ضخیم، مقاوم در برابر مواد شیمیایی، مقاوم در برابر سوراخ شدن و محافظ در برابر اشعه ماوراء بنفش باشند. آنها همچنین باید دارای نفوذپذیری کم (قابلیت نگهداری گازها)، هدایت هیدرولیکی پایین و نرخ انتقال گاز و بخار آب پایین را در کارنامه ویژگی های خود ثبت کرده باشند تا بتوان بدون هیچ نگرانی از این محصولات در مجموعه خود استفاده کنیم.

خواص ژئوممبران چیست؟

هنگامی که ژئوممبران ساخته شد، توسط انجمن بین المللی آزمایش و مواد آمریکا (ASTM) با استفاده از روش های تست تعیین شده توسط سازمان بین المللی استاندارد (ISO) تحت آزمایش های فشرده قرار می گیرد. این برای اطمینان از این است که ژئوممبران ها وزن، ضخامت، چگالی، شاخص جریان مذاب و الزامات انتقال بخار را برای مهار سیال ایمن و موثر برآورده می کنند. آزمایش مکانیکی ثابت می کند که استحکام کششی، مقاومت در برابر پارگی، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر سوراخ شدن و استحکام مواد می تواند در شرایط شدید مقاومت کند. آسترهای ژئوممبران استحکام برتر، جلوگیری از اتلاف آب، حفاظت از آلودگی و جلوگیری از نشت را باید امکان پذیر کنند. همچنین دارای قدرت ترکیدگی 1250 psi را باید داشته باشند که آن را به قوی‌ترین پوشش ژئوممبران موجود در بازار امروز تبدیل کند.

تفاوت بین ژئوممبران و ژئوتکستایل چیست؟

تفاوتی که وجود دارد بسیار محسوس است بخصوص وقتی قیمت ژئوممبران را با ژئوتکستایل مقایسه کنید.

ژئوتکستایل از پارچه نبافته ساخته شده است، در حالی که ژئوممبران از پلی اتیلن با چگالی بالا ساخته شده است که برای جلوگیری از تراوش استفاده می شود. ژئوممبران و ژئوتکستایل هر دو از ژئو استفاده می کنند و می گفت تنها ویژگی مشترک آن ها همین است.

مواد سازنده

ژئوتکستایل یک ماده ژئوسنتتیک قابل نفوذ است که از الیاف مصنوعی از طریق سوراخ کردن سوزن یا بافندگی ساخته می شود. این در جاده ها، راه آهن، حفاظت از آب، ساختمان های بزرگ، ساخت سد خاکستر نیروگاه، تصفیه باطله فلزات غیر آهنی، مهندسی حفاظت از محیط زیست، حفاظت از خاک و آب استفاده می شود، ژئوممبران یک فیلم پلاستیکی است، و ژئوتکستایل یک ژئوتکستایل پارچه ای فیبر مانند است. در جاده ها، راه آهن، حفاظت از آب، ساختمان های بزرگ، ساخت سد خاکستر نیروگاه، تصفیه پسماندهای فلزات غیرآهنی، مهندسی حفاظت از محیط زیست، حفاظت از خاک و آب و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

به طور کلی و یک تعریف ساده: ژئوممبران نفوذ ناپذیر است و ژئوتکستایل نفوذپذیر است که در مقوله ای به نام قیمت ژئوممبران نیز تفاوت هایی وجود دارد.

مقاومت ژئوممبران پلی اتیلن

بنابراین پلی اتیلن پلیمری است که از پلیمریزاسیون مونومرهای اتیلن ساخته می‌شود، چرخه تولید این محصول از سال ۱۹۳۰ میلادی و در شرایط فشار و دمای بسیار بالا آغاز شد. در اواسط سال ۱۹۵۰ روش های تولید در دماها و فشارهای پایینتر ارائه گردید که منجر به تولید پلی اتیلن با چگالی بالاتر، مقاومت مکانیکی بالا و تعداد زنجیرهای پلیمری بیشتر شد این محصول بعدها به عنوان(HDPE) (high density polyethylene) خوانده شد که نسبت به پلی اتیلن سبک و از نفوذناپذیری و مقاومت شیمیایی برتری شامل شد. مواد اصلی مورد استفاده جهت ساخت این ژئممبران ها از نوع 21GF44016 می باشد که علاوه بر مولکول های HDPE، شامل یک comonomer افزودنی مانند بوتن یا هگزن نیز می باشد که سبب افزایش انعطاف پذیری و یا مقاومت در برابر عوامل محیطی می شود.

این ژئوممبران ها معمولا حاوی ۹۷% پلی اتیلن فشرده حدود ۲.۵% کربن سیاه و ۰.۵% آنتی اکسیدانت هستند. توجه به این نکته اهمیت دارد که این پوشش ها فاقد هر گونه مواد پلاستیسایزر، کم تصاعد شده و سبب خشکی و ترک خوردگی و تخریب سیستم نفوذناپذیرکننده می شوند، هستند. این پلاستیسایزرها حدود ۲۲% میزان پوشش های PVC را تشکیل می دهند .

مقاومت در برابر مواد خورنده

همین موضوع و درصد آن به خوبی برروی قیمت ژئوممبران تاثیر می گذارد، زیراکه خود این ویژگی تعیین کننده کیفیت آن است.

HDPE به دو دلیل عمده در برابر انواع محلول های شیمیایی مقاوم می باشد اول به این علت که پلیمرهای فرد خانواده اتیلن ،از لحاظ شیمیایی خنثی بوده در واکنش های شیمیایی شرکت نمی کنند و دیگر آنکه به علت غلظت و فشردگی زنجیره های تشکیل دهنده از نفوذناپذیری بالایی برخوردار بوده و اجازه نفوذ مواد شیمیایی به ساختار خود را نمی دهد لازم به ذکر است که با افزایش تعداد زنجیره های پلیمری بر مقاومت شیمیایی HDPE افزوده می گردد .

چند ویژگی مهم ژئوممبران که سبب شده محبوبیت این محصول افزایش پیدا کند.

انحلال

این فرایند که یک پدیده فیزیکی می باشد شامل مکانیسمی است که منجر به جذب مولکول های قابل جذب توسط پوشش محافظ می گردد. این فرایند سبب تورم وافتادگی می گردد . این واکنش غالبا plasticization خوانده می شود . ژئوممبران ها HDPE نسبت به این پدیده کاملا مقاوم بوده حساسیتی نشان نمی دهد.

تصعید

منظور از این پدیده فیزیکی خروج مواد پلاستیسایزر از پوشش ژئوممبران دراثر حرارت می باشد . از آنجا که در ترکیبات تشکیل دهنده HDPE ، اثری از پلاستیسایزر وجود نداشته و درصد anti oxidant نیز در آن بسیار اندک است که از اتصال قوی با این مولکول های HDPE برخوردار می باشد. لذا احتمال وقوع این پدیده در عایق های پلی اتیلنی فشرده وجود ندارد .

آزمایشات متعدد نشان داده است که ژئوممبران های استاندارد ساخته شده از HDPE ،مقاومت مکانیکی و سایر خواص خود از جهت نفوذناپذیری و مشخصات فنی را پس از قرار گرفتن در معرض پس آب های موجود در مخازن دفن زباله برای مدت ۱۰۰۰۰ ساعت ودر دمای ۷۰ درجه سانتیگراد همچنان حفظ نموده اند و به همین دلیل عمر ودوام بالای ۱۰۰ ساله را برای این پوشش ها در مخازن دفن زباله مورد تایید قرار داده و توصیه نموده است.

توجه داشته باشید که قیمت ژئوممبران اعلامی شرکت ها برای متراژ است یا مترمکعب

مجموعه نکات فوق که در برگیرنده مقاومت شیمیایی پوشش های HDPE می باشد، آنها را به پوششی بسیار مناسب جهت استفاده در حوضچه های انتقال مایعات شیمیایی تبدیل می نماید. استفاده از این پوشش ها ضمن اینکه از اتلاف مایعات محلول های شیمیایی موجود در حوضچه ها جلوگیری به عمل می آورد به علت برخورداری از تاییدیه های زیست محیطی از آلودگی منابع آب و خاک نیز جلوگیری به عمل می آورد.

از سوی دیگر از HDPE به عنوان جایگزین لاینینگ بتنی یا رسی، از تخریب کف و دیواره های حوضچه به علت خوردگی خاک های بستر جلوگیری نموده و دوام ده ها ساله بدون نیاز به تعمیرات و یا تعویض خاک را در خاکهای نامناسب از قبیل گچی و آهکی، سولفاته، … را تضمین می نماید.

مقاومت مکانیکی

نتایج آزمایش استاندارد تک محوری بر روی پوشش های HDPE مقادیر مشخصی از قبیل تنش تسلیم ( N/mm ۱۷) و تنش گسیختگی در کشش (N/mm ۳۵) و افزایش طول نقطه تسلیم ۱۱% و افزایش طول گسیختگی تا ۷۰۰% طول اولیه را نشان می دهد.

مقاومت کششی بالای HDPE پخش متوازن نیرو وتغییر شکل مناسب را بخصوص در شرایط نشست نامتقارن تضمین می نماید و قابلیت افزایش طول بسیار بالای آن بدون پارگی، امکان هماهنگی و تطابق لاینر با ناهمواری های سطح زیرین را بدون کاهش نفوذ ناپذیری و یا ترک خوردگی و انهدام آن فراهم می آورد.

مقاومت محیطی

افزایش دما معمولا سبب افزایش طول (کش آمدگی) پوششها و کاهش مقاومت کششی آنها می شود ترموپلاستیکهای با ساختار نیمه بلوری مانند پلی اتیلن با تراکم متوسط یا زیاد غالبا با افزایش دما، تغییر شکل بالایی از خود نشان می دهند.

لازم است بر اساس استانداردهای مربوط به ژئوممبران ها ، مشخصات فوق الذکر در دماهای مابین ۴۰- الی ۸۰درجه سانتیگراد برای ژئوممبران های مختلف بدون تغییر باقی بماند.

پوششهای HDPE ضمن برخورداری از شرط فوق می توانند بدون تردشدگی یا شکنندگی در دمای بسیار پایین و یا کاهش مقاومت کششی و شل شدگی در دماهای بالا مورد استفاده قرار گیرند.

این خصوصیات استفاده از این پوششها را در مناطق سردسیر و دارای زمستان های طولانی و در معرض یخبندان را بدون تخریب حوضچه امکانپذیر می سازد.