مقایسه انواع ورق ژئوممبران
مقایسه انواع ورق ژئوممبران
انواع ژئوممبران بر اساس نوع پلیمر عبارتست از:
ژئوممبران PVC
ژئوممبران HDPE
ژئوممبران LLDPE
ژئوممبران MDPE
ژئوممبران VLDPE
ژئوممبران EPDM
ورق ژئوممبران PVC
به علت خواص مکانیکی فوق العاده و مقاومت شیمیایی مناسبی که دارند برای ضد آب کردن تونل ها، مخازن آب، استخرها و فونداسیون ها استفاده می شوند.این میزان مصرف را می توان به دو علت ربط داد: اول به علت ساختار مناسب این نوع ژئوممبران و دیگری، به دلیل تحمل شرایط جوی مختلف است.
در طول چهل سال اخیر، انواع زیادی از ژئوممبران های PVC طراحی و ساخته شده است که در نهایت با توجه به استانداردهای موجود در اروپا نهایتا دو نوع ژئوممبران برای این بازار سخت انتخاب شد.
در کشورهای داچ لند ( آلمانی زبان ) ژئوممبران سیگنال لایه دار یا دو رنگ وارد تمام استاندارد های مهم شده است. هدف از تولید ژئوممبران سیگنال لایه دار شناسایی و تشخیص درزها و مشکلات عایق ژئوممبران است .در فرانسه و دیگر کشورهای دیگر مدیترانه ای، عموما ژئوممبران های نیمه شفاف برای مصرف عایق های ضد آب به کار می روند.
ژئوممبران های PVC آمیزه‌ای از PVC و عوامل نرمکننده که پلاستیسایزر نامیده می‌شوند، هستند. پلاستی سایزر PVC را نرم و منعطف میکند و امکان رولشدن، بافته شدن را به ان می‌دهد تا بتواند به عنوان ژئوممبران استفاده شود. معمولاً تا 40% پلاستی سایزر برای منعطف کردن PVC برای ساخت ژئوممبران استفاده می‌شود.
پلاستیسایزر می‌تواند به مرور زمان به سطح ژئوممبران مهاجرت و از ان خارج شود که منجر به شکنندگی، جمع شدگی و خردشدن ژئوممبران می‌گردد. بسته به کاربرد ژئوممبران، پلاستی سایزرهایی با وزن ملکولی بالا یا پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. پلاستی سایزر با وزن ملکولی پایین، استرهای مایع مانند فتالات ها هستند.
فتالات ها در نرم کردن PVC بسیار خوب عمل می‌کنند اما به مرور زمان از ژئوممبران خارج و همچنین با هیدرولیز دچار تخریب می‌شوند. پلاستی سایزرهای با وزن ملکولی بالا مقاومت شیمیایی بالایی دارند و کمتر مستعد مهاجرتند؛ البته انعطاف پذیری پایین‌تری دارند.
ورق ژئوممبران پی وی سی (PVC) نوعی عایق ژئوسنتتیک از محصولات صنعت پتروشیمی است که خصوصیات بینابینی پلی اتیلن سنگین و سبک را دارد و بیشتر استفاده آن در عایقکاری تونل و گود های ساختمانی می باشد. ورق ژئوممبران PVC از پلیمریزاسیون مونومر پلی وینیل کلراید شکل می‌گیرد.
مقایسه انواع ورق ژئوممبران
انعطاف پذیری بالا و ترمیم پذیری سهل و سریع آن از جمله مزایای ژئوممبران PVC می باشد و از معایب این نوع عایق می‌توان به واکنش آن ها با مایعات و اسیدها و سایر مواد شیمیایی اشاره نمود که این واکنش ها به علت تجزیه شدن پلیمرهای آن بوده و طول عمر آن را نسبت به سایر ورق های پلی اتیلنی کاهش می‌دهد و نباید در مجاورت فاضلاب ها و سایر هیدروکربن ها مورد مصرف قرار گیرند.
ورق ژئوممبران HDPE
پلی اتیلن سنگین پرمصرف‌ترین پلیمر در تولید ورقهای ژئوممبران در جهان است.
HDPE استحکام بالا و مقاومت شیمیایی عالی در برابر گستره وسیعی از مواد شیمیایی (هیدروکربن‌ها و حلال‌ها) دارد. در پلی اتیلن سنگین زنجیرهای پلیمر به شکل فشرده‌ای در شبکه بلوری قرار گرفته‌اند و مانع از نفوذ مواد شیمیایی به داخل پلیمر می‌شوند.
ورق های ژئوممبران بر پایه پلی اتیلن سنگین یا ورق ژئوممبران HDPE دارای لایه نفوذ ناپذیر در برابر رطوبت (عایق رطوبتی) است.پلی اتیلن به طور طبیعی دارای مقاومت بالایی در برابر عناصر شیمیایی، اسیدی و قلیایی است و در مقابل تابش نور مستقیم خورشید و اکسید کننده های محیطی طول عمر زیادی دارد.استفاده از ژئوممبران HDPE مقرون بصرفه بوده و قیمت مناسبی نسبت به دیگر نمونه ها دارد.
ژئوممبران سنگین HDPE از غشای نفوذ ناپذیری در مقابل سیالات تشكيل شده است که دارای خاصیت عايق كاری بدون نياز به زيرسازی خاص می باشد.از آنجاكه پلی اتیلن ( PE ) دارای پایداری شیمیایی خوبی درمقابل مواد اسیدی و شیمیایی است , لذا با افزودن پایدارکننده هایی می توان دوام آن دربرابر اشعه های خورشیدی و اکسید کننده های محیطی را نیز افزایش داد.
HDPE بسیار سفت و به همین دلیل مستعد ترک ناشی از تنش‌های محیطی است، در صنعت در واقع از MDPE که دانسیته پایین‌تری دارد برای ساخت ژئوممبران استفاده می‌شود که در اثر افزودن دوده چگالی محصول نهایی بالا رفته و به همان چگالی HDPE می‌رسد و به همین دلیل ژئوممبران های تهیه شده با MDPE با همان نام HDPE شناخته می‌شوند.
ژئوممبران های HDPE بعد از ژئوممبران های PVC در سال 1980 محبوبیت پیدا کردند و علت آن مقاومت شیمیایی عالی و امکان جوش حرارتی به جای استفاده از چسب‌های سیمانی و حلال بود. ژئوممبران های HDPE به دلیل مقاومت در برابر UV، قیمت پایین، خواص مکانیکی متنوع و مقاومت شیمیایی عالی نسبت به رقبای خود بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.
انواع ژئوممبران HDPE
الف ) ژئوممبران صاف
این نوع به طور معمول از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) با رزین پلی اتیلن فرموله شده و با درصد ترکیب مشخص با کربن سیاه، آنتی اکسیدان، عامل ضد فرسودگی و اجزای مقاومت در برابر اشعه ماورا UV بنفش ساخته می شود.
این مورد می تواند برای کانال ها، استخرهای آبیاری و آسترهای تصفیه استفاده شود،سایر برنامه های آستر شامل دفن زباله، تالاب های تصفیه فاضلاب، اکتشافات نفت و گاز، نیروگاه ها و غیره است.
ب ) ژئوممبران HDPE متراکم
به طور کلی، HPDE از97 ٪ رزین پلی اتیلن، 2-3٪ کربن سیاه و 1٪ سایر مواد افزودنی مانند آنتی اکسیدان ها و تثبیت کننده ها تشکیل شده اند.
پلی اتیلن یک پلیمر با ساختار مولکولی بالا ذرات سفید غیر سمی، بدون بو است.
نقطه ذوب آن حدود 110 -130 درجه سانتیگراد است ، تراکم نسبی آن 0.918 0.965 است. HDPE به دلیل تثبیت پیشرفته، واسطه های بسیار عالی برای بسیاری از برنامه ها به طور خاص طراحی و ساخته شده است.
قیمت پایین HDPE باعث شده است تا ژئوممبران های تولیدی را تا حد دلخواه ضخیم بسازند و به این طریق مقاومت سوراخ شدگی آن را افزایش دهند. یک ژئوممبران ضخیم‌تر به چند دلیل مطلوب‌تر است از جمله توانایی جوش خوردن بدون آسیب دیدن به لاینر، افزایش استحکام کششی، مقاومت در برابر ترک و حساسیت کمتر به چین خوردن که یکی از عوامل ترک خوردگی ورقهای ژئوممبران است.
حداقل الزامات برای کیفیت یک محصول ژئوممبران در استاندارد GM-13 آمده است که مربوط به شرایط و فرکانس آزمون و ضمانت‌های پیشنهادی برای ورقهای ژئوممبران صاف و گیره دار است. این استاندارد توسط موسسه تحقیقات ژئوسنتتیک (GRI) با همکاری تولیدکنندگان ژئوممبران طراحی شده است.
این الزامات حداقل‌هایی را برای خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی درنظر گرفته است که باید توسط تولیدکننده ژئوممبران رعایت شود که از کیفیت خوب و عملکرد ژئوممبران HDPE در کاربردهای عمومی اطمینان حاصل شود. لازم به ذکر است که انتخاب رزین مناسب، شرایط عملیاتی مناسب و فرمولاسیون برای تولید ژئوممبران مطابق با الزامات ضروری است.
معایب ژئوممبران HDPE
انعطاف پذیری پایین که منجر به سختی نصب می‌شود.
HDPE یک عایق سفت است که ضریب انبساط حرارتی بالایی دارد که منجر به انبساط و ایجاد موج در دمای بالا و جمع شدن، سفت شدن و دشواری نصب در دمای پایین می‌شود.
نیاز به مراقبت ویژه در برابر آسیب‌های مکانیکی در حین نصب دارد چرا که هر خراشی می‌تواند بعداً مستعد ترک تنشی شود.
به دلیل ساختار کریستالی که دارد مستعد ترک‌هایتنشی محیطی است.
مقاومت سوراخ شدگی ژئوممبران HDPE کمتر از رقبای خود است.
ژئوممبران LLDPE
مقایسه انواع ورق ژئوممبران
از انجا که ورق ژئوممبران HDPE انعطاف پذیری پایین داشت، برای کاربردهایی که به انعطاف پذیری بالاتر نیاز بود، ورقهای ژئوممبران LLDPE به بازار عرضه شدند LLDPE .کم بلورترین شکل پلی اتیلن است که بدون استفاده از پلاستی سایزرهای مهاجر یا دیگر افزودنی‌های نرم کننده، انعطاف پذیری بالا و استعداد کمی برای شکست در ترک‌های تنشی دارد و در مقایسه با ژئوممبران های HDPE مقاومت بالاتری در سوراخ شدگی از خود نشان می‌دهد.
محاسن مذکور برای ژئوممبران های VLDPE و LLDPE آنها را برای کاربردهایی همچون روکش محل‌های دفن زباله و سایر تاسیساتی که نیاز به مقاومت سوراخ شدگی بالا دارند و در جاهایی که احتمال فرونشست زمین وجود دارد، مخازن آب، دریاچه‌های مصنوعی و کانالها و استخرهای مربوط به فرایند فاضلاب مناسب گردانیده است.
لازم به ذکر است که ژئوممبران LLDPE مقاومت متوسطی در برابر آب و هوا و اشعه فرابنفش دارد، بنابراین لازم است کاملاً تثبت یا دفن و پوشیده شود. مقاومت ژئوممبران‌های LLDPE و VLDPE در برابر مواد شیمیایی و UV نسبت به نوع HDPE کمتر است.
از طرفی انعطاف‌پذیری آن به اندازه ژئوممبران‌های PVC نسبت به LLDPE به اکسیداسیون حساس است که با تاثیرات کاتالیزوری یون‌های فلزی چند ظرفیتی در حالت شیمیایی فعال شتاب می‌گیرد. برای مثال یون‌های آهن +2 و +3 بسیار شایع اند اما موثرترین کاتالیست‌های اسیدی مربوط به یون‌های منگنز و مس است.
ژئوممبران‌های LLDPE با انواع پلیمرهای پلی‌اتیلن تولید می‌شوند که دامنه چگالی وسیعی را در برمی‌گیرند. به عنوان مثال گرید با دانسیته بالا خواص مکانیکی مناسب ایجاد میکند که نزدیک به خواص HDPE و MDPE است و گریدهای با چگالی پایین خاصیت نرمی و انعطاف‌پذیری به آن می‌دهند که نزدیک به VLDPE است. استاندارد GRI GM-17 الزامات مربوط به ژئوممبران LLDPE را مشخص میکند.
به دلیل مقاومت شیمیایی پایین LLDPE در مقایسه با HDPE و از طرفی انعطاف‌پذیری بالای LLDPE، کواکستروژن سه لایه با استفاده از HDPE و LLDPE به طوری که لایه میانی ژئوممبران تولیدی از جنس LLDPE و دولایه خارجی از جنس HDPE باشند صورت می‌گیرد.
ورق های ژئوممبران سبک ( LLDPE ) بطور معمول بعنوان نگهدارنده مواد زائد در فضاهايی به‌كار گرفته می شود كه انعطاف پذيری و كشيدگی از اهميت ويژه ای داشته باشد زیرا ورق ژئوممبران سبک LLDPE انعطاف پذیری بیشتری نسبت به سایر ورق های ژئوممبران دارد.
این نوع ورق برای محیط هایی که محدودیت فضا دارند به راحتی قابل نصب و اجرا بوده و خواص کششی و استحکامی خوبی در برابر اعمال نیرو از جهات مختلف دارد.همچنین سهولت نصب در نواحی دارای زاویه تند و تیز از دیگر ویژگی های ورق ژئوممبران سبک ( LLDPE ) می باشد.
ورق های ژئوممبران VLDPE
ورق های ژئوممبران بسیار سبک ( VLDPE ) یا Very low density Polyethylene نوعی از ورق های پلی اتیلنی می باشد که از جنس پلی‌اتیلن با چگالی بالای 25% و از ترکیب وینیل و LLDPE بوجود آمده است.
ورق ژئوممبران پلی‌اتیلنی از نظر خواص شیمیایی کاملاً خنثی بوده و دوام خوبی در برابر قویترین مواد اسیدی و قلیایی یا آلی موجود در طبیعت را دارند و هیچگونه تبادل شیمیایی با آب ندارند که بر همین اساس می‌توان آن را در مجاورت با آب شرب نیز مورد استفاده قرار داد.
ژئوممبران EPDM
EPDM یک ورق لاستیکی پخت شده یا دارای پیوندعرضی است که در خانواده پلی الفین ها جای می‌گیرند. ملکول های بلند لاستیک در EPDM با وجود پیوندهای عرضی خاصیت الاستیک و پایداری شیمیایی به ژئوممبران می‌بخشند؛ در نتیجه ژئوممبران EPDM تغییر شکل را بهتر از سایر ژئوممبران ها تحمل میکند. از طرف دیگر استحکام و الاستیسیته آن چندان به دما وابسته نیست؛
بنابراین به اسانی روی زمین پهن شده و پستی و بلندی‌های خاک را پوشش می‌دهد. مقاومت آن در برابر شرایط آب و هوایی و نور UV عالی است که باعث می‌شود تا خواص فیزیکی طی چند دهه استفاده بدون تغییر باقی بماند بدون آنکه شکننده شود، ترک بردارد یا جمع شود. طول عمر پیش بینی شده برای آب بندهای EPDM که در معرض محیط هستند 25 تا 40 سال تخمین زده شده است.
این ژئوممبران در برابر شرایط محیطی خصوصاً وقتی که خط انتقال آب روباز است و به طور متناوب سطحآب در آن کم و زیاد می‌شود و در نتیجه ژئوممبران در معرض UV قرار می‌گیرد مقاومت بالایی نشان می‌دهد. دارای استحکام کششی و مقاومت در برابر سوراخ شدگی فوق العاده است.
ژئوممبران EPDM انتخاب مناسبی برای کاربردهای محیطی مانند استخرها، لاگون ها، دریاچه‌ها، کانال ها و غیره است.
مقایسه ورق ژئوممبران EPDM با ورق ژئوممبران HDPE
ترک تنشی پدیده شکست ترد است که در بعضی از ژئوممبران های HDPE رخ می‌دهد. این یک ویژگی ابتدایی در HDPE بلورین است و می‌تواند حتی در تنش‌هایی که 20-30% تنش تسلیم ماده هستند اتفاق بیفتد. ترک‌های تنشی نخست در محل جوش خوردگی‌ها و بی نظمی‌های ضخامت که محل‌های تمرکز تنش هستند اتفاق می افتد.
ژئوممبران EPDM محصولی است که می‌تواند در طول عمر خود به صورت تک محوره یا چند محوره تحت تنش قرار بگیرد بدون آنکه ترک تنشی رخ دهد.
HDPE ضریب انبساط حرارتی بالایی دارد و به طور قابل توجهی در دمای متوسط تا زیاد منبسط می‌شود، مثل فاصله روز تا شب. افزایش دمای محیط و سطح با ایجاد انبساط و انقباض منجر به ایجاد موج در لاینر HDPE می‌شود. تکرار چنین پدیده‌هایی منجر به ترک تنشی می‌شود؛ همچنین این مساله می‌تواند بر کیفیت جوش مؤثر باشد. در مقابل EPDM ضریب انبساطی پایینی دارد، بسیار منعطف است و بسیار خوب روی زمین پهن می‌شود.
HDPE مقاومت منحصر به فردی در مقابل نور UV از خود نشان می‌دهد به طوری که با افزودن 2 تا 3 درصد دوده مقاومت ژئوممبران UV به طور قابل توجهی افزایش مییابد؛ اما در ژئوممبران EPDM به اندازه 3/1 وزن کامپاند به دوده نیاز است. جوش دادن ورقهای ژئوممبران HDPE با دشواری روبروست و بستگی به عوامل مختلفی همچون دمای محیط، ضخامت ورق، تجهیزات جوش دهی دارد درحالیکه یک گرید ویژه از ژئوممبران EPDM می‌تواند با روش‌های جوش حرارتی جوش داده شود و احتیاج به شرایط خاص محیطی ندارد.
مقایسه ژئوممبران EPDM و ژئوممبران PVC
مساله مهاجرت پلاستیسایزر در ژئوممبران PVC که قبلا به آن پرداخته شد ورق ژئوممبران را تبدیل به یک محصول شکننده، سفت با خواص مکانیکی ضعیف میکند.
ورق PVC نسبت به نور، گرما و میکرو ارگانسیم ها بسیار حساس است بنابراین تنها برای کاربردهای مدفون پیشنهاد می‌شود. ژئوممبرانPVC در مقابل سنگ‌های تیز بسیار ضعیف است؛ بنابراین در صورت استفاده باید از ژئوتکستایل یا لایه‌های حفاظتی برای محافظت از ژئوممبران استفاده شود و در مقابل ژئوممبران EPDM مشکل مهاجرت پلاستی سایزر یا دشواری نصب را ندارد.
جدول روبرو مقایسه بین انواع ژئوممبران ها و فواید و معایب آنها توصیف میکند
2 Comments
با سلام
بهترین نوع ورق ژئوممبران برای استخر کشاورزی کدام ورق است؟
در هنگام خرید به این نکات توجه کنید:
الف- از نماینده شرکت های معتبر و دارای حسن شهرت که دارای استانداردهای لازم می باشند خرید انجام شود ب- از نماینده ای خرید انجام شود که دارای تجربه و اکیپ کامل اجرا باشد تا در زمان اجرا و خدمات پس از فروش از توانایی لازم برخوردار باشد ج- ورقی تهیه کنیم که ضمانت نامه معتبر توسط تولید کننده اصلی ارائه گردد. د- هیچگاه کیفیت را فدای قیمت کمتر نکنیم