بلاگ

طول عمر ژئوممبران hdpe

معرفی

ژئوممبران ها یا ژئوسنتتیک ها به عنوان موانع، ورق های پلیمری با ضریب نفوذپذیری بسیار پایین (معمولاً 10-11 سانتی متر s-1 تا 10-13 cm s-1) هستند که توسط صنعت تولید می شوند، به صورت رول تحویل داده می شوند و در محل نصب می شوند. آنها اغلب در لاینرهای فعلی دفن زباله استفاده می شوند. ژئوممبران ها را می توان با صورت های صاف یا بافت دار و با رنگ های مختلف تولید کرد.

ژئوممبران ها در دهه 1930 شروع به استفاده کردند، اما در دهه 1940 گسترده شدند. در دهه 1970، ژئوممبران ها برای محل های دفن زباله مشخص شدند. ژئوممبران های HDPE ابتدا در اروپا و آفریقای جنوبی مورد استفاده قرار گرفتند و سپس به آمریکای شمالی منتقل شدند. در ابتدا، آنها در کانال ها مورد استفاده قرار گرفتند و سپس کاربرد آنها به روسیه، تایوان، کانادا و اروپا گسترش یافت. در دهه 1980، ژئوممبران های HDPE به دلیل مقاومت شیمیایی بالا و جوشکاری حرارتی معروف بودند.

استفاده از ژئوممبران HDPE در محل های دفن زباله شهری و صنعت زباله های خطرناک از سال 1985 پیشرفت کرده است که عمدتاً به دلیل استحکام بالا و هزینه پایین محصول است. امروزه ژئوممبران های HDPE بیشترین استفاده را در محلول های لاینر در جهان دارند

اگرچه کاملاً ذهنی است، اما مناطق کاربرد ژئوممبران فعلی را می توان در سه دسته مشاهده کرد: حمل و نقل، محیط زیست و ژئوتکنیک. هر دسته دارای تعدادی کاربرد خاص است که در ادبیات گزارش شده است

ژئوممبران ها در بسیاری از موقعیت ها و در انواع مکان ها و سازه های ساختمانی استفاده می شوند مانند:

محل دفن زباله های جامد و زباله های صنعتی؛

حوضچه های آب و حوضچه های مایع زباله؛

آسترهای ضد آب با تونل؛

زیر بزرگراه ها؛

استخرهای مزرعه؛

پوشش ها و زیر خاک های ساختمان ها؛

مخازن آب برجسته یا مدفون؛

کانال های آبرسانی و آبیاری

استخرها و سواحل مصنوعی؛

دیوارهای عمودی برای مناطق آلوده

ژئوممبران ها در معرض مکانیسم های مختلف پیری از جمله تخریب UV، تخریب استخراج، تخریب حرارتی، تورم، تخریب اکسیداتیو و تخریب بیولوژیکی قرار می گیرند. این مکانیسم ها می توانند بر خواص مواد تأثیر بگذارند و حتی دوام آنها را کاهش دهند.

انواع تخریب
مکانیسم های اصلی تخریب ژئوممبران پلی اتیلن با چگالی بالا، تخریب اشعه ماوراء بنفش، تخریب حرارتی، تخریب اکسیداتیو و اثرات سینرژیک این مکانیسم ها هستند که به طور همزمان رخ می دهند.

تخریب حرارتی
یک ژئوممبران ممکن است قبل از نصب، در حین نصب و در حین سرویس در دمای بالاتر از حد معمول قرار گیرد. ژئوممبران های ترموپلاستیک، اگر قبل از نصب در معرض گرما مانند پانل های نورد شده یا تا شده قرار گیرند، مانند قرار گرفتن در معرض نور خورشید، می توانند مسدود شوند یا به هم بچسبند. پس از باز شدن، ممکن است یک ژئوممبران پوشش داده شده شکافته شود، یا یک ژئوممبران تقویت نشده ممکن است پاره شود و غیر قابل استفاده شود.

تخریب نوری
طول عمر ژئوممبران توسط اشعه ماوراء بنفش (UV) یا ترکیبی از قرار گرفتن در معرض حرارت و UV رهبری می شود. به همین دلیل، کربن سیاه برای محافظت از HDPE، معمولاً 2٪ تا 3٪ به مخلوط اضافه می شود

تجزیه شیمیایی
زمانی که ژئوممبران ها در خدمت هستند، در معرض حملات شیمیایی مختلف قرار می گیرند. مقاومت شیمیایی کلی ژئوممبران های مختلف در برابر مواد شیمیایی کاملاً مشخص معمولاً مشخص است. مشکل زمانی به وجود می آید که ماده شیمیایی یک ماده واحد نباشد: در این مورد، اثرات هم افزایی احتمالی که به طور کامل شناخته شده نیستند، می توانند منشاء شوند.

ترک خوردگی استرس محیطی
ترک تنشی پلیمرها پدیده ای است که در اثر تنش های کششی کمتر از استحکام مکانیکی ایجاد می شود که باعث ایجاد ترک های داخلی یا خارجی می شود. این ترک ها باید توسط محیط تسریع شوند. مقاومت در برابر تنش ژئوممبران HDPE بسیار مورد توجه است زیرا بلورینگی بالای HDPE وقوع این پدیده را در معرض خطر قرار می دهد. آزمایش بار ثابت بریدگی (NCTL) مقاومت ترک خوردگی ژئوممبران HDPE را با استفاده از یک نمونه استخوان سگ که در ناحیه مرکزی آن با 20 درصد ضخامت کل بریدگی دارد، ارزیابی می‌کند

پیش‌بینی عمر سرویس ژئوممبران‌های HDPE
عملکرد بلندمدت ژئوممبران HDPE به جنبه‌های مختلفی از جمله دمای میدان، شرایط نوردهی، تنش‌های میدانی، شرایط پوشش‌دهی شده یا محافظت‌شده، نوع لایه‌های لاینر، و فرمولاسیون رزین و افزودنی بستگی دارد. عمر مفید ژئوممبران ها را می توان بر اساس آزمایش های شتاب یافته در آزمایشگاه با استفاده از مدل سازی آرنیوس پیش بینی کرد، که پیش بینی دما-زمان را انجام می دهد و می توان آن را از چند سال تا 1000 سال تخمین زد

مطالعات دوام ژئوممبران HDPE
بیش از سی سال است که مطالعات زیادی بر روی ژئوممبران HDPE در نقاط مختلف جهان انجام شده است. آزمایش‌های آزمایشگاهی با استفاده از نمونه‌های باکره برای شبیه‌سازی شرایط مزرعه انجام شد. نمونه های نبش قبر شده ژئوممبران HDPE در آزمایشگاه برای درک رفتار ژئوممبران پس از نمایش واقعی مورد آزمایش قرار گرفتند. در نهایت، مطالعات میدانی برای تأیید شرایط مرزی خدمات ژئوممبران انجام شد.

مطالعات آزمایشگاهی دوام ژئوممبران HDPE
Mitchell58 دو آزمایش سازگاری را با شیرابه مصنوعی از یک آسیاب اورانیوم مورد مطالعه قرار داد، یکی از آنها با یک نمونه قرار گرفتن در معرض دو طرفه و دیگری شبیه سازی یک حوضچه باطله اورانیوم با یک نمونه قرار گرفتن در معرض یک طرفه. آزمایش ها از طریق ستون هایی در دمای 18، 47 و 76 درجه سانتی گراد با استفاده از یک ژئوممبران با چگالی بالا به ضخامت 1.0 میلی متر انجام شد. همچنین آزمایشات تخریبی پس از 1، 7، 30 و 120 روز انجام شد. نتایج تجزیه و تحلیل انتقال مادون قرمز دیفرانسیل، محصولات اکسیداسیون را در مواد پیر نشان نداد.

تغییرات در کریستالینیته توسط کالریمتری اسکن تفاضلی (DSC) مشاهده شد. تبلور نمونه بکر 52.3 درصد بود، در حالی که بلورینگی برای نمونه های در معرض 18، 47 و 76 درجه سانتی گراد به ترتیب 51.5، 53.4 و 55.7 درصد بود.