Geomembran - Geomembrane

Bir geomembran , insan yapımı bir proje, yapı veya sistemde sıvı (veya gaz) göçünü kontrol etmek için herhangi bir jeoteknik mühendisliği ile ilgili malzeme ile kullanılan çok düşük geçirgenliğe sahip sentetik membran astarı veya bariyerdir . Geo-zarlar, nispeten ince sürekli polimerik tabakalardan yapılmış, ancak aynı zamanda emprenye yapılabilir geotekstil ile asfalt , elastomer ya da polimer spreyler , veya çok katmanlı bir zift Geokompozitler. Sürekli polimer levha geomembranları, açık ara en yaygın olanıdır.

İmalat

Geomembranların üretimi, polimer reçineyi içeren hammaddelerin ve antioksidanlar, plastikleştiriciler, dolgu maddeleri, karbon siyahı ve yağlayıcılar (işleme yardımcısı olarak) gibi çeşitli katkı maddelerinin üretimi ile başlar. Bu hammaddeler (yani "formülasyon") daha sonra ekstrüzyon , perdahlama ve / veya yayma kaplama ile çeşitli genişlik ve kalınlıklarda tabakalar halinde işlenir .

Geomembranların üretiminde kullanılan üç yöntem.

Geomembranlar, jeosentetik ürünlerin satışına dünya çapında yılda 1,8 milyar ABD Doları ile hakimdir ve bu pazarın% 35'idir. ABD pazarı şu anda HDPE, LLDPE, fPP, PVC, CSPE-R, EPDM-R ve diğerleri (EIA-R gibi) arasında bölünmüştür ve şu şekilde özetlenebilir: (M m ^2'nin milyonlarca kareyi ifade ettiğini unutmayın. metre.)

• yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ~ % 35 veya 105 M m ²
• doğrusal düşük yoğunluklu polietilen (LLDPE) ~ % 25 veya 75 M m ²
• polivinil klorür (PVC) ~ % 25 veya 75 M m ²
• esnek polipropilen (fPP) ~ % 10 veya 30 M m ²
• klorosülfonlanmış polietilen (CSPE) ~ % 2 veya 6 M m ²
• etilen propilen dien terpolimer (EPDM) ~ % 3 ya da 9 M m ²

Yukarıdakiler dünya çapındaki satışlarda yaklaşık 1.8 milyar doları temsil etmektedir. Gelecekteki geomembran kullanımı için tahminler büyük ölçüde uygulamaya ve coğrafi konuma bağlıdır. Kuzey Amerika ve Avrupa'daki düzenli depolama kaplamaları ve örtüleri muhtemelen ılımlı bir büyüme ( ~ % 5) görürken, dünyanın diğer bölgelerinde büyüme dramatik olabilir (% 10-15). Belki de en büyük artışlar, değerli metallerin yakalanması için kömür külü ve yığın liç madenciliğinin kontrol altına alınmasında görülecektir.

Özellikleri

Dünya çapında referans verilen jenerik geomembran test yöntemlerinin çoğu , bu faaliyetteki uzun geçmişleri nedeniyle ASTM International | American Society of Testing and Materials ( ASTM ) tarafından yapılmıştır. Daha yeni olan, Uluslararası Standardizasyon Örgütü ( ISO ) tarafından geliştirilen test yöntemidir . Son olarak, Geosentetik Araştırma Enstitüsü (GRI), yalnızca ASTM veya ISO tarafından ele alınmayan test yöntemlerine yönelik test yöntemleri geliştirmiştir. Elbette, tek tek ülkeler ve üreticiler genellikle belirli (ve bazen) tescilli test yöntemlerine sahiptir.

Fiziksel özellikler

Geomembranların üretildiği haldeki temel fiziksel özellikleri şunlardır:

• Kalınlık (düz levha, dokulu, pürüz yüksekliği)
• Yoğunluk
• Erime akış indeksi
• Birim alan başına kütle (ağırlık)
• Buhar iletimi (su ve çözücü).

Mekanik özellikler

Polimerik tabaka malzemelerinin mukavemetini belirlemek için geliştirilmiş bir dizi mekanik test vardır. Çoğu geomembranların değerlendirilmesinde kullanılmak üzere benimsenmiştir. Hem kalite kontrolünü hem de tasarımı, yani indekse karşı performans testlerini temsil ederler.

• çekme mukavemeti ve uzama (indeks, geniş genişlik, eksenel simetrik ve dikişler)
• yırtılmaya dayanıklı
• çarpma dayanıklılığı
• delinme direnci
• arayüz kesme dayanımı
• ankraj gücü
• gerilme çatlaması (sabit yük ve tek nokta).

Dayanıklılık

Jeomembran içinde polimerik zincir kesilmesine , bağ kırılmasına, katkı maddesinin tükenmesine veya ekstraksiyonuna neden olan herhangi bir fenomen , uzun vadeli performansından ödün vermiş olarak düşünülmelidir. Bu bağlamda bir dizi potansiyel endişeler var. Her biri malzemeye özgü olsa da, genel davranış eğilimi, geomembranın zaman içinde gerilme-şekil değiştirme davranışında kırılgan hale gelmesine neden olmaktır . Bu tür uzun vadeli bozulmanın izlenmesinde izlenecek birkaç mekanik özellik vardır: başarısızlık durumunda uzamada azalma , esneklik modülünde artış, başarısızlıktaki gerilmede artış (sonra azalma) (yani mukavemet) ve genel süneklik kaybı . Açıktır ki, fiziksel ve mekanik özelliklerin çoğu polimerik bozunma sürecini izlemek için kullanılabilir.

• ultraviyole ışığa maruz kalma (saha laboratuvarı)
• radyoaktif bozunma
• biyolojik bozulma (hayvanlar, mantarlar veya bakteriler)
• kimyasal bozunma
• termal davranış (sıcak veya soğuk)
• oksidatif bozunma.

Ömür

Geomembranlar, ömür boyu davranışlarının henüz keşfedilmemiş olması için yeterince yavaş bozulur. Bu nedenle, yüksek stres, yüksek sıcaklıklar ve / veya agresif sıvılar ile hızlandırılmış test , malzemenin uzun vadede nasıl davranacağını belirlemenin tek yoludur. Yaşam boyu tahmin yöntemleri, verileri yorumlamak için aşağıdaki yöntemleri kullanır:

• Gerilme limiti testi: Birleşik Devletler'deki HDPE boru endüstrisi tarafından hidrostatik tasarım temel geriliminin değerini belirlemek için bir yöntem.
• Hız işlemi yöntemi: Avrupa'da borular ve geomembranlar için kullanılan yöntem, gerilim sınırı testi ile benzer sonuçlar verir.
• Hoechst çok parametreli yaklaşım: Ömür tahmini için çift eksenli gerilmeleri ve gerilim gevşemesini kullanan ve dikişleri de içerebilen bir yöntem.
• Arrhenius modelleme: Koerner'de hem gömülü hem de açıkta kalan koşullar için açıklanan jeomembranları (ve diğer jeosentetikleri ) test etmek için bir yöntem .

Dikiş

Polimerik geomembran levhaları birbirine yapıştırmanın temel mekanizması, iki karşılıklı yüzeyin polimer yapısını (eriterek veya yumuşatarak) kontrollü bir şekilde, basınç uygulamasından sonra iki tabakanın birbirine bağlanmasıyla sonuçlanacak şekilde geçici olarak yeniden düzenlemektir. . Bu yeniden düzenleme, termal veya kimyasal işlemlerden kaynaklanan bir enerji girdisinden kaynaklanır . Bu işlemler, bağlanacak alana ek polimer eklenmesini içerebilir.

İdeal olarak, iki geomembran tabakasının dikilmesi , iki tabaka boyunca net gerilme mukavemeti kaybına neden olmamalıdır ve birleştirilen tabakalar tek bir jeomembran tabakası olarak işlev görmelidir. Bununla birlikte, dikiş geometrisinden kaynaklanan gerilim konsantrasyonları nedeniyle, mevcut dikiş teknikleri, ana tabakaya göre küçük gerilme mukavemeti ve / veya uzama kaybına neden olabilir. Dikişli alanın özellikleri, geomembran tipinin ve kullanılan dikiş tekniğinin bir fonksiyonudur.

Uygulamalar

Bir depolama sahasının temel astar sisteminin yapımının bir parçası olarak geomembran montajı.

Geomembranlar aşağıdaki çevresel, jeoteknik, hidrolik, ulaşım ve özel geliştirme uygulamalarında kullanılmıştır:

• İçme suyu için astar olarak
• Rezerv su için gömlek olarak (örneğin, nükleer tesislerin güvenli bir şekilde kapatılması)
• Atık sıvılar için astar olarak (örneğin, kanalizasyon çamuru)
• Radyoaktif veya tehlikeli atık sıvılar için astarlar
• Yeraltı depolama tanklarının ikincil muhafazası için astarlar olarak
• Güneş havuzları için astar olarak
• Tuzlu su çözümleri için astar olarak
• Tarım endüstrisi için astar olarak
• Balık / karides havuzları gibi su kültürü endüstrisi için astar olarak
• Golf sahası su delikleri ve kum bunkerleri için astar olarak
• Her tür dekoratif ve mimari gölet için astar olarak
• Su nakil kanalları için astar olarak
• Çeşitli atık nakil kanalları için astar olarak
• Birincil, ikincil ve / veya üçüncül katı atık depolama sahaları ve atık yığınları için astar olarak
• Yığın liçi pedleri için astarlar olarak
• Katı atık depolama alanları için kapak (kapak) olarak
• Tarım endüstrisindeki aerobik ve anaerobik gübre çürütücüler için kılıf olarak
• Santral kömür külü için kapak olarak
• Dikey duvarlar için astar olarak: kaçak tespitli tek veya çift
• Sızıntı kontrolü için zonlu toprak barajlarında kesikler olarak
• Acil su savakları için astar olarak
• Tünellerde ve boru hatlarında su yalıtım astarı olarak
• Toprak ve kaya dolgu barajların su geçirmez cephesi olarak
• Silindirle sıkıştırılmış beton barajlar için su geçirmez kaplama olarak
• Duvar ve beton barajlar için su geçirmez kaplama olarak
• Sızıntı kontrolü için batardolarda
• Sızıntı kontrolü için yüzer rezervuar olarak
• Kirliliği önlemek için yüzer rezervuar kapakları olarak
• Kamyonlarda sıvıları muhafaza etmek ve taşımak için
• Okyanusta içme suyu ve diğer sıvıları tutmak ve taşımak için
• Düzenli depolama alanlarından gelen kokulara bariyer olarak
• Binaların altındaki buharlara (radon, hidrokarbonlar vb.) Bariyer olarak
• Geniş toprakları kontrol etmek için
• Dona duyarlı toprakları kontrol etmek için
• Çukurlara duyarlı alanları akan sudan korumak için
• Hassas alanlara su sızmasını önlemek için
• Bariyer tüplerini baraj olarak oluşturmak
• Yapısal desteklerle geçici batardo olarak yüzleşmek
• Tercih edilen yollara su akışı sağlamak için
• Kirliliğin tuzları çözmesini önlemek için otoyolların altında
• Tehlikeli sıvı dökülmelerini yakalamak için otoyolların altında ve bitişiğinde
• Geçici ek ücretler için koruma yapıları olarak
• Yüzey altı sıkıştırılabilirliği ve çökme tekdüzeliği oluşturmaya yardımcı olmak için
• Su yalıtım tabakası olarak asfalt kaplamaların altında
• Mevcut yer üstü tanklarındaki sızıntı kayıplarını sınırlamak için
• Malzeme kaybına izin verilmeyen esnek formlar olarak.

Ayrıca bakınız

• Elektrik astarı bütünlük incelemesi

Referanslar

daha fazla okuma