ژئوممبرین

ژئوممبرین ها اساساً ورقه های نازک و نفوذ ناپذیری هستند که از مواد لاستیکی یا پلاستیکی ساخته می شوند و عمدتاً برای آسترکاری و پوشش تاسیسات 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 ژئوممبرینه ا ناشی از خواص فوق العاده آنها نسبت به وزنشان می باشد. از مشخصات بارز این عایقها میتوان به مقاومتهای کششی پارگی سوراخ شدگی بسیار بالای آن اشاره نمود.

ژئوممبرین دارای طبیعت پلیمری هستند و به این دلیل در مقایسه با خاک های رسی و ژئوتکستایل ها نفوذ ناپذیر تر می باشند.

بعضی از کاربردهای ژئوممبرین در پروژه های عمرانی

ژئوممبرین ها به عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کم هزینه و دارای طول عمر زیاد در بسیاری از صنایع کاربرد دارد.

این عایق ها در کانال ها کاربردهای فراوانی دارند خصوصاً در کانالهایی که از خاکهای واگرا ،گچی تورمی، رمبنده و …. عبور می نماید، و یا با مشکل آب بندی مواجه باشند.

استفاده از این عایقها در مقابل lining بتنی می تواند به عنوان گزینه مناسبی مورد نظر قرار گیرد.

انعطاف پذیری بالای این عایقها اجرای آسان که پیشرفت نصب آن معادل ۲۵۰۰۰ در روز عدم نیاز به نگهداری و تعمیرات در طول دوره کار کرد

و نیز افزایش قابل توجه سرعت حرکت آب و دبی کانال به علت 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 میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

• مهمترین کاربردهای ژئوممبرین کاربرد به عنوان آستر و محافظ میباشد که عمدتاً در سطوح داخلی کانال ها مخازن و لوله های آبرسانی مورد استفاده قرار میگیرد.
• مقاومت بالای ژئوممبرین در برابر سایش مانع از سائیدگی سطوح این تاسیسات میشود. همچنین میتوان از تأثیرات منفی فاضلاب بر روی سطوح تأسیسات مربوطه با نصب لایه ژئوممبرین بر روی آنها جلوگیری نمود.
• جهت حفاظت سازه های بتنی در برابر حملات شیمیایی خورنده محیط اطراف نیز می توان از ژئوممبرین استفاده نمود.
• جهت آب بندی جدار تونل ها همواره ترکیبی از ژئوممبرین و ژئوتکستایل که در واقع تشکیل یک ژئوکمپوزیت را میدهند به کار می رود.

در این کاربرد یک لایه از ژئوتکستایل را جهت زهکشی آب به سطح تونل می چسبانند و سپس بر روی آن یک لایه ژئوممبرین جهت جلوگیری از نفوذ آب قرار میدهند و سپس نمای بنای نهایی را اجرا می کنند.

• جهت کنترل خاک هایی که بر اثر رطوبت متورم می شوند از ژئوممبرین با قدرت نفوذپذیری بالا استفاده می شود.
• در تأسیساتی که قدرت کنترل مطلوب آب را جهت جلوگیری از اتلاف آن ندارند نیز از ژئوممبرین به عنوان لایه محافظ در برابر خروج آب استفاده می شود و به شکل قابل توجهی از هدر رفت آب جلوگیری می شود.
• از ژئوممبرین ها جهت ساخت لاگونها کانالهای آبرسانی حوضچه ها استخرها و دریاچه های مصنوعی استفاده می شود.

با توجه به اینکه ژئوممبرین در تماس با خاک هست بر حسب لزوم امکان ترکیب آن با ژئوتکستایل و یا ژئوگریدها میسر است.

• ایزولاسیون سازه های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیر زمینی در این خصوص می توان به ایزوله دیوارهای متروهای شهری و سازه های هیدرولیکی و غیره اشاره نمود.
• دفن زباله های شهری صنعتی و خطرناک با استفاده از ژئوممبرین میتوان مخازن کاملاً ایزوله از محیط اطراف جهت دفن زباله های شهری و صنعتی ایجاد نمود

ژئوممبرینها دارای انواع فراوانی به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی و مخرب هستند.

سدسازی و پل سازی ساخت سیل بندها و جلوگیری 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 استخرها و سازه های زیر زمینی
• دور لوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند و صدها کاربرد دیگر در صنعت و کشاورزی و آبیاری و غیره دارد. [۶]

حفاظت ژئوممبرین

ژئوتکستایل ها به طور موثر به عنوان بالشتک حفاظتی از لایه های کنترل ضایعات در مقابل سوراخ شدگی و صدمات دیگر حفاظت می کند.

لایه های ژئوممبرین سازه های پوشش دار و بی پوشش نبافته بسیار محکم برای تقویت سیستم های لایه ای و حفاظت از لایه های ژئوممبرین در مقابل فشارهای شدید ناشی از اختلافات سطح به کار می روند.

از جمله مشهورترین ها ‏High DensityPalycthyene با آبگذری 10-5010 و PVC (Poly Vinyl با پوشش HDPE ابا آبگذری 1-2.710 شاره نمود.

این مقادیر نفوذپذیری برای ژئوممبرینها در حالی به دست آمده است که نفوذ پذیری خاک رس متراکم در شرایط آزمایشگاهی و در شرایط عاری از مواد خورنده شیمیائی حدود ۱۰-۹ و نفوذ پذیری بتن مسلح تقریباً s/۱۰ می باشد.

علاوه بر این تراوش بسیار ناچیزی که از این پوشش ها رخ می دهد نیز ناشی از فرآیند انتشار  Diffususionبوده و ناشی از اختلاف فشار   Convection مشابه رس و بتن نمی باشد.

خصوصیات منحصر به فرد ورقهای ژئوممبرین سنگین HDPE

خصوصیات منحصر به فرد ورقهای ژئوممبرین از جنس پلی اتیلن سنگین   HDPE سبب شده تا این ورق ها دامنه کاربرد وسیعی در بخش صنعت کشاورزی و نفت داشته باشند. برخی از این خصوصیات عبارتند از :

• نفوذپذیری بسیار کم
• مقاومت در برابر اشعه UV خورشید برای ده ها سال
• مقاوم در برابر مواد شیمیایی فعال از قبیل اسیدها بازها و هیدروکربن ها
• مقاوم در مقابل حمله جوندگان ریشه گیاهان و میکرو ارگانیسم ها
• این پوشش های نفوذ ناپذیر بر روی هر گونه سطحی اعم از خاکی بتنی فولادی و غیره به راحتی قابل نصب بوده و ‏سطح مزبور را کاملاً آب بند مینمایند.
• به دلیل ابعاد بزرگ ورقها نصب به راحتی و با سرعت زیاد امکان پذیر بوده و میزان جوششها برای اتصال ورق ها به یکدیگر به حداقل ممکن خواهد رسید.

این ورق ها در قالب رولهای ۷ متر عرض در ۱۵۰ متر طول و ضخامتهای ۳ الی ۵ میلی متر تولید و بسته بندی می شوند .

اقتصادی ترین گزینه برای لاینینگ کانالها که از نظر فنی هم مورد تایید باشد استفاده از ژئوممبرین ۷۵۰۰ میلی متری است.

که جهت محافظت نهایی ژئوممبرین از ضربات متمرکز از لاینینگ نازک بتنی استفاده میگردد.

هزینه های ورق ژئوممبرین جهت احداث استخر کشاورزی و لاگونهای فاضلاب تقریباً ۱/۳ هزینه اجرای پوششهای بتنی در این سازه می باشد .

اما با توجه به طولانی بودن مسیر کانال احتمال به وجود آمدن آسیبهای عمدی و سهوی به ورق زیاد می باشد و در نتیجه استفاده از لاینینگ نازک بتنی اجتناب ناپذیر می باشد.

روش نصب و اجرای پوشش های ژئوممبران HDPE‏

نصب و اجرای عایق های پلی اتیلن در کانال ها از سهولت بالایی برخوردار است جهت آماده سازی بستر می توان پس از ایجاد شکل هندسی کانال به وسیله خاکبرداری یا خاکریزی و ایجاد یک دیواره پایدار با شیب مناسب ورقه های HDPE را به سرعت به صورت طولی یا عرضی براساس ابعاد سطح مقطع بر بستر خاکی گستراند و در مدت زمان اندکی ناحیه وسیعی را پوشش داد.

حدود ۵ الی ۱۰ کیلومتر از سطح مقطع وجود قابلیت افزایش طول بدون پارگی نیاز به سطح پردازی ‏Trimming ویژه را از بین برده و انعطاف پذیری خوب پوشش هماهنگی و یکپارچگی با سطح زیرین را تضمین می نماید.

از آنجایی که پوشش های استاندارد HDPE مشکل نفوذ و آبدهی را برطرف نموده و استفاده از آن ها به صورت روباز و بدون نیاز به پوشش ثانویه امکان پذیر است

و شامل پهن کردن و مهار نمودن انتهای پوششها در ترانشه های حفر شده در طرفین کانال به ابعاد حدود ۵۰۰۵۰ سانتی متر می باشد.

این ترانشه ها سپس به وسیله خاک یا بتن سبک پوشیده می شوند و سطح آماده شده کانال قابل استفاده و بهره برداری خواهد بود.

در کانال های قدیمی نیز که با روش های سنتی پوشش داده شده و اینک در معرض خوردگی و یا نشت قرار دارند نیز استفاده از این عایقها به صورت کلی یا موضعی بسیار موثر خواهد بود.

در صورت وجود امکان تخریب عمدی یا دلایل مشابه امکان اجرای یک لایه ۱۰ سانتی متری بتن غیر مسلح با ‏Shutcrete نیز بر روی پوشش HDPE وجود دارد.

قابل ذکر است که پوشش های فوق در رنگهای روشن یا سفید نیز که برای مصارف روباز نمای بهتر و تبخیر کمتری خواهند داشت نیز تولید می شوند.

اتصال این ورقها به یکدیگر با روشهای مختلفی انجام می گیرد که از مطمئن ترین و شناخته شده ترین سیستم های جوشکاری روشهای Hot wedge weld و ‏Extrusion weld می باشند.

از لحاظ اقتصادی نیز قابل مشاهده است که برتری زمانی قابل توجه این سیستم نسبت به روش های سنتی موجود بازگشت بسیار سریع سرمایه و بازدهی سریع تر پروژه را به همراه داشته و هزینه های اجرایی ناشی از دشواری و عوامل غیر قابل پیش بینی را به حداقل می رساند.

از سوی دیگر عدم نیاز به تعمیر و ترمیم در طول دوره حداقل دوره ۶۰ ساله این هزینه ها را به حدود صفر کاهش خواهد داد و دوام بالای سیستم انتقال سیال را تضمین خواهد نمود.