ژئو ممبران

ژئوممبران (Geomembrane)

ژئوممبران عایق نفوذ ناپذیر در مقابل سیالات (مایعات و گازها) است که خاصیت عایق کاری بدون زیرسازی خاص را دارد. ژئوممبران ها از پلیمرهای گوناگونی نظیر پلی پروپلین، پلی اتیلن یا پلی وینیل کلراید(PVC) تولید می شوند که هر یک از این موارد دارای خواص متفاوتی بوده و در کاربردهای هیدرولیکی یا زیست محیطی مختلفی دارای مزیتهای فنی هستند. از مشخصات بارز این عایقها میتوان به نفوذ ناپذیری، انعطاف پذیری توام با مقاومت کششی، پارگی، سوراخ شدگی بسیار بالا و همچنین سبک بودن و نصب سریع آنها اشاره نمود. درصد ازدیاد طول این عایقها تا بیش از 7 برابر طول اولیه آنها می باشد. این محصول در ﺿﺨﺎﻣﺘﻬﺎي ﻣﺘﻔﺎوت (75/0، 1 ، 5/1 ، 2 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ) و ﺑﻪ دو ﺻﻮرت ﺻﺎف و زﺑﺮ (ﻣﻀﺮس) ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﮔﺮدد. ﻋﺮض ﻫﺮ رول ﺛﺎﺑﺖ ﺑﻮده (عرضهای مختلف از 5 تا 9 ﻣﺘﺮ) و ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ﺿﺨﺎﻣﺖ، ﻃﻮل رول ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ ﺗﺎ وزن ﻫﺮ رول ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً 5/1 ﺗﻦ و ﻗﺎﺑﻞ ﺑﺎرﮔﻴﺮي ﺑﺮاي ﺟﺮﺛﻘﻴﻞ ﺑﺎﺷﺪ.

1- دسته بندی ژئوممبرانها بر اساس ماده اولیه:

1-1. ژئوممبران پلی اتیلنی:

پلیاتیلن پلیمری است که از پلیمریزاسیون مونومرهای اتیلن بدست میآید. عموماً ژئوممبرانهای پلیاتیلنی با فرمولهای متفاوت (با چگالیهای متفاوت) ساخته میشوند. این محصولات در انواع گوناگون HDPE، LDPE، LLDPE، VLDPE، MDPE تولید میشوند. وزن مخصوص پلی اتیلنها در محدوده 85/0 تا 96/0گرم بر سانتیمتر مربع میباشد.

این ژئوممبرانها معمولا حاوی 97% پلی اتیلن فشرده، حدود 5/2% کربن سیاه و 5/0% آنتی اکسیدانت هستند. مواد اصلی مورد استفاده جهت ساخت این ممبرانها علاوه بر مولکولهای HDPE ، شامل یک افزودنی مانند بوتن یا هگزن نیز می باشد که سبب افزایش انعطاف پذیری و یا مقاومت در برابر عوامل محیطی می شود.

توجه به این نکته اهمیت دارد که این پوششها فاقد هر گونه مواد پلاستیسایزر، که تصاعد شده و سبب خشکی و ترک خوردگی و تخریب سیستم نفوذناپذیرکننده می شوند، هستند.

پلی اتیلن (PE) مقاومت شیمیایی خوبی در مقابل مواد اسیدی و قلیایی دارد. همچنین با افزودن مقاوم کننده هایی نه چندان گران می توان دوام آن را در مقابل اشعه UV خورشید و اکسید کننده های محیط نیز افزایش داد. انعطاف نه چندان زیاد اما برای عایق بندی در سطوح وسیع قابل قبول دارد. فرآیند تولید ژئوممبران از پلی اتیلن ساده نسبتا" ارزان است.

موارد فوق باعث شده است ژئوممبران پلی اتیلنی شناخته شده ترین نوع ژئوممبران بوده و با در نظر گرفتن مسائل فنی و اقتصادی در بسیاری از کاربردها نظیر احداث حوضچه های نگهداری فاضلاب، لندفیلها و مخازن ثانویه مواد هیدروکربنی انتخاب بهینه محسوب شود.

1-2. ژئوممبران PVC

ژئوممبرانهای PVC از مخلوط PVC صلب (مانند آنچه در لولههای PVC استفاده میشود) و مواد نرم کننده که پلاستیسایزر نامیده میشوند، ساخته میشود. رزین PVC قبل از تولید ژئوممبران با پلاستیسایزرها مخلوط میشود تا محصول انعطافپذیری حاصل شود. پلاستیسایزرها در PVC تا مقادیر حدود 40% استفاده میشوند. پلاستیسایزرها موجب کاهش کشش بین مولکولی در زنجیرههای مجاور هم شده و موجب انعطافپذیری PVC میشود.

ازجمله مزایای این نوع ورق نرمی و ازدیاد طول مناسب و ترمیم پذیری آسان و سریع است.

از معایب این نوع عایق می توان به واکنش آنها با مایعات و اسیدها و مواد شیمیایی اشاره نمود که این واکنشها به دلیل تجزیه شدن آنها بوده و طول عمر آنها را به شدت نسبت ورق های پلی اتیلن کاهش می دهد.

انعطاف بسیار زیاد ژئوممبران PVC به خاطر وجود مواد روان کننده در ترکیب شیمیایی آن است. در صورتی که فرمولاسیون دقیق و صحیحی در تولید PVC رعایت نشود، روان کنندههای فوق الذکر دوام زیادی در شرایط محیطی نخواهد داشت.

نکته مهم: ژئوممبران PVC دارای مقاومت شیمیایی بالایی نیست و بهتر است مجاورت فاضلاب و هیدروکربن ها مورد استفاده قرار نگیرد.

1-3. ژئوممبران پلی پروپیلن

پروپیلن (PP) خواصی مابین پلی اتیلن و PVC دارد. پلی پروپیلن از نظر مقاومت شیمیایی به پلی اتیلن نزدیک است و از نظر انعطاف و خواص تنش-کرنش به PVC شباهت دارد. بنابراین از ژئوممبران پلی پروپیلن می توان در شرایطی استفاده کرد که به هر دو خاصیت فوق بطور همزمان نیاز داشته باشیم.

2- مزایای استفاده از ژئوممبران :

مقاومت مطلوب در برابر عوامل جوی و محیطی و خصوصاً اشعه ماورابنفش
مقاومت مطلوب در برابر انواع مواد شیمیایی از قبیل اسیدها, بازها و نمکها
مقاومت کششی مناسب در برابر نیروهای وارده
انعطاف پذیری مطلوب در برابر تنشهای وارده خصوصاً در برابر نیروهای دینامیک و نشستهای نامتقارن
امکان افزایش طول تا 7 برابر طول اولیه
سهولت اجرا و سرعت نصب بالا
گستره وسیع تحمل دمایی از 40- تا 70+ درجه سانتیگراد
کاهش هزینه های ساخت (با بکار بردن ژئوممبران در استخرها, کانالها و مخازن بدون لاینینگ بتنی)

روی هم رفته در طرحهای اجرا شده با ژئوممبرین حدود 15% صرفه جویی اقتصادی نسبت به طرحهای دیگر که از ژئو ممبرین استفاده نمیکنند، میشود.

افزایش ضریب ایمنی طرح و عمر مفید پروژه
داشتن مشخصات مکانیکی مناسب نظیر مقاومت در مقابل سوراخ شدگی ناشی از حمله جوندگان و میکروارگانیسمها
مواد تشکیل دهنده آنها از نظر شیمیایی خنثی بوده و بدون واکنش با مواد دیگر می باشند.
در مقابل رسوبات زیرزمینی ناشی از گازهای متان مقاوم هستند.

3- زمینههای کاربرد:

ژئوممبران‌ها به‌عنوان یک عایق بسیار مقاوم و کم هزینه و دارای طول عمر زیاد، در بسیاری از صنایع کاربرد دارد که از آن جمله می‌‌توان به موارد زیر اشاره نمود.

3-1. آب و فاضلاب

از ژئوممبران‌ها جهت ساخت لاگون‌ها، کانال‌های آبرسانی، ساخت مخازن ذخیره آب، حوضچه‌ها و استخرها و دریاچه‌های مصنوعی استفاده می‌‌شود. ﺑﺮاي اﺣﺪاث ﻛﺎﻧﺎل اﻧﺘﻘﺎل آب ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻋﺪم ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻨﻲ ﺧﺎﻛﻬﺎي ﮔﭽﻲ، آﻫﻜﻲ و ﻧﻤﻜﻲ ﻣﺤﻞ, ﺟﻠﻮﮔﻴﺮي از ﻫﺪر رﻓﺘﻦ و ﻧﺸﺘﻲ آب, ﺳﺮﻋﺖ در ﻧﺼﺐ و ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺑﻮدن ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻫﺎي اﺣﺪاث، ﻣﻤﺎﻧﻌﺖ از روﻳﺶ ﻧﻲ و ﻋﻠﻔﻬﺎي ﻫﺮز اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد. اﺳﺘﺨﺮﻫﺎي ﺧﺎﻛﺒﺮداري ﺷﺪه و درﻳﺎﭼﻪ ﻫﺎي ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ ﻛﻮﭼﻚ ﻛﻪ ﺑﺎ ژﺋﻮ ﻣﻤﺒﺮان ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ داراي ﻣﺰاﻳﺎﻳﻲ ﭼﻮن ﺑﺴﺘﺮي ﺑﻬﺪاﺷﺘﻲ و ﻋﺎري از ﻋﻮاﻣﻞ ﺑﻴﻤﺎري زا ﺑﺮاي آﺑﺰﻳﺎن، ﺣﻔﻆ ﻛﻴﻔﻴﺖ و زﻻﻟﻲ آب، ﻛﺎﻫﺶ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻫﺎي ﻫﻮادﻫﻲ و ﺗﻐﺬﻳﻪ, ﺷﺴﺘﺸﻮي راﺣﺖ و آﺳﺎن, ﻋﺪم ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ﺟﻠﺒﻚ و ﺧﺰه ﺑﻪ ﺟﺪاره ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. با توجه به اینکه ژئوممبرانها در تماس با خاک هستند، برحسب لزوم امکان ترکیب آنها با ژئوتکستایل و یا ژئوگریدها میسر است.

3-2. ایزولاسیون سازه‌های زیرزمینی در برابر نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی

در این خصوص می‌‌توان به ایزوله دیوارهای متروهای شهری و سازه‌های هیدرولیکی و غیره اشاره نمود.

3-3. مکانهای دفن زباله شهری، صنعتی و خطرناک

با استفاده از ژئوممبران می‌‌توان مخازن کاملاً ایزوله از محیط اطراف، جهت دفن زباله‌های شهری و صنعتی ایجاد نمود. ژئوممبران‌ها دارای انواع فراوانی به لحاظ مقاومت در برابر مواد شیمیایی هستند.

3-4. ایجاد و توسعه زمین‌های کشاورزی در محیط‌های نامساعد

3-5. حوضچه های تبخیر مواد شیمیایی

استفاده ازاین پوششها ضمن اینکه از اتلاف مایعات محلولهای شیمیایی جلوگیری بعمل می آورد بعلت برخورداری از تائیدیههای زیست محیطی از آلودگی منابع آب وخاک نیز جلوگیری بعمل می آورد.

3-6. عایق ثانویه

به عنوان عایق ثانویه برای مخازن سوخت و ذخیره مواد نفتی جهت جلوگیری از نشت به داخل خاک و آلودگی محیط زیست به کار میرود.

3-7. آب بندی

جهت آب بندی سدها، تونلهای تحت فشار، استخرهای پرورش ماهی، شنا و سقف ساختمانهای مسکونی و صنعتی استفاده میشود.

3-8. حفاظت از بتن

در مقابل مواد شیمیایی مضر برای بتن و یا جریان سیالاتی که موجب فرسایش در سطح بتن است، محافظ و مقاوم است.

3-9. اﻳﺰوﻻﺳﻴﻮن دﻳﻮارﻫﺎي ﻗﺎﺋﻢ

3-10. ﻛﺎرﺑﺮد ژﺋﻮﻣﻤﺒﺮان درﻛﻨﺘﺮل ﺧﺎﻛﻬﺎي ﺗﻮرم ﭘﺬﻳﺮ

جهت کنترل خاکهایی که بر اثر رطوبت متورم می شوند، از ژئوممبران با قدرت نفوذ ناپذیری بالا استفاده می شود.

3-11. ﻛﺎرﺑﺮد ژﺋﻮﻣﻤﺒﺮان در لولهها

دورلوله هایی که به دلایلی باید درون آب باشند و صدها کاربرد دیگر درصنعت وکشاورزی و آبیاری و غیره دارد.

3-12. ﺳﺪﻫﺎي ﻏﺸﺎﻳﻲ ﺷﻨﺎور ( ﺳﺎﺧﺖ ﺗﻴﻮب ﺳﺪﻫﺎي ﻻﺳﺘﻴﻜﻲ)